JP2010183689A

JP2010183689A - バッテリの補助充電器および車載機器

Info

Publication number: JP2010183689A
Application number: JP2009023356A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Miyahara; 悠輔宮原
Original assignee: Yupiteru Corp
Current assignee: Yupiteru Corp
Priority date: 2009-02-04
Filing date: 2009-02-04
Publication date: 2010-08-19

Abstract

【課題】車載機器の内部電源による機能動作において専用バッテリの消耗を低減でき、動作可能時間を延長させることができるバッテリの補助充電器を提供すること
【解決手段】車両の振動や車室内の空気流あるいは熱などのエネルギ源により発電を行う発電手段１を備えて、車載機器２のバッテリ３と接続して補助的な充電を行う。発電手段１が利用するエネルギ源は、車両の振動など車両の運動動作に起因したエネルギ源や、車室内の空気流あるいは熱など車室内の環境条件に起因したエネルギ源などであり、これらは車両を使用することに伴って発生していて、そこに存在しているエネルギ源なので、これを電気エネルギに取り出すことでは車両の使用時において恒常的に充電を継続することができ、充電を安定に行える。
【選択図】図１

Description

本発明は、バッテリの補助充電器および車載機器に関するもので、より具体的には、目標物検出装置やナビゲーション装置などの車載機器のバッテリと接続して補助的な充電を行う構成の改良に関する。

車両に装備する車載機器にあっては、車両の工場出荷時等に予めダッシュパネルの該当部位に組み付けしておく工場オプション製品もあるが、利用者がオプション装備のため適宜に購入するアフターマーケット製品もある。アフターマーケット製品では、ダッシュパネルに組み付け部位を確保できないことがほとんどであり、そうした車載機器の多くは、運転者が操作する都合からダッシュボード上に固定する配置を採ることが多い。

また、そうした車載機器では車両のバッテリ（電力系統）を電源とする外部電源の方式を採ることが安易・安価に行える。しかし、例えばシガライタソケット等から給電を受ける場合はＡＣＣポジションもＯＦＦしたエンジン停止時に電力供給が停止して使用不能になる問題があり、車載機器の本体に専用バッテリを備えて内部電源の方式に構成するものも少なくない。内部電源方式は、車両側との接続が必要ないことで設置性の向上および車両側の電力供給にかかわりなく使用可能なことでの利便性の向上を図り、ポータブル性を向上させる等の理由から採用される。例えば位置情報や電波の受信に基づいて目標物を検出する目標物検出装置（レーダ探知機）やナビゲーション装置などの車載機器では、専用バッテリを装着する構成を採り、車両の電力系統に依存しないで独立に機能動作できるように構成しているものがある。

内部電源方式の車載機器では、充電が可能な２次電池を専用バッテリとし、車両の電力系統からの電力供給により充電を行う構成にしている。つまり、シガライタソケット等と接続させる接続手段（給電プラグ）を備え、専用バッテリが容量を低減した際はシガライタソケット等へ給電プラグを接続することにより電力の供給を受けてその充電を行うようになっている。もちろん、シガライタソケット等を占有できるのであれば給電プラグは常時差し込んだ接続状態とし、定常的に外部電源方式により機能動作させることもかまわない。

特開２００１−１３３５３９

ところで、車載機器については高機能化が進められており、視認性，操作性の向上のため、表示パネルに大型のタッチスクリーン・パネルを採用する等の改良がいろいろと行われている。しかしこのため、車載機器での消費電力が増大化してきており、内部電源による動作では専用バッテリの消耗が早く、動作可能時間が短くなってしまう問題が起きている。

そこで対策の一つに太陽電池を搭載することが行われている。つまり、車載機器の本体上面に太陽電池を配列して専用バッテリに接続させて充電を行う構成とし、車載機器は上述したようにダッシュボード上に固定する配置を採ることが多いことから、専用バッテリに対しては太陽光による充電が大いに見込めることになる。しかし明らかなように、毎日が晴天という天候はほとんど望めなく、太陽電池の出力が天候によって大きく変動するため、充電を安定に行うことができなく、効率が悪いという課題がある。

なお、専用バッテリを大容量にすることで動作時間をより長時間化し得るが、これは専用バッテリが大型化してしまい、車載機器について小型化の要求があるため適切な対策にはならない。

上記の課題を解決するために、本発明は、（１）車載機器のバッテリと接続して補助的な充電を行うバッテリの補助充電器であって、車両の振動など車両の運動動作に起因したエネルギ源や車室内の空気流あるいは熱など車室内の環境条件に起因したエネルギ源により発電を行う発電手段を備える構成にする。

（２）発電手段は車載機器の本体とは分離させ、車載機器の本体に設けた給電コネクタと連結する構成にする。

（３）ワイヤレスによる電力伝送の受電を行うワイヤレス電力受電部を車載機器の本体に設け、ワイヤレスによる電力伝送の送電を行うワイヤレス電力送電部へ発電手段を接続し、当該ワイヤレス電力送電部とワイヤレス電力受電部との間で電力伝送を行う構成にする。

（４）発電手段およびあるいはワイヤレス電力受電部および車載機器が有する充電部と接続して給電状態をモニタすることにより現在状況を出力する給電モニタと、給電モニタから現在状況の信号を入力してその旨の表示を行う表示部を備える構成にする。
（５）発電手段は、振動エネルギを入力してエネルギ変換作用により電気エネルギを出力する振動発電の構成にする。

（６）発電手段は、空気流エネルギを入力してエネルギ変換作用により電気エネルギを出力する風力発電の構成にする。
（７）発電手段は、熱エネルギを入力してエネルギ変換作用により電気エネルギを出力する熱発電の構成にする。

（８）本発明の車載機器は、前記バッテリを太陽電池または車両からの電力供給の少なくともいずれか一方により充電するメイン充電部と上記の（１）〜（７）のいずれかに記載の補助充電器とを備えて構成することができる。

（９）本発明の車載機器は、上記の（１）〜（７）のいずれかに記載の補助充電器は、車載機器を構成する本体とは別体で構成され、その本体とコネクタ接続で連結されるものである。前記本体には、前記バッテリを太陽電池または車両からの電力供給の少なくともいずれか一方により充電するメイン充電部と、前記補助充電器と接続するための補助充電器用コネクタと、を備えることができる。メイン充電部が車両からの電力供給による充電する機能を備える場合、車両からの電力供給を受けるための配線を接続しておくか、当該配線を接続するためのバッテリ給電用コネクタを設ける。

係る構成にすることにより本発明では、車両の振動や車室内の空気流あるいは熱などのエネルギ源により発電を行う発電手段を備えるので、車載機器のバッテリに対して補助的な充電を適切に行うことができる。

発電手段が利用するエネルギ源は、車両の振動など車両の運動動作に起因したエネルギ源や、車室内の空気流あるいは熱など車室内の環境条件に起因したエネルギ源などであり、これらは車両を使用することに伴って発生していて、そこに存在しているエネルギ源なので、これを電気エネルギに取り出すことでは車両の使用時において恒常的に充電を継続することができ、充電を安定に行える。

本発明は、車両の運動動作に起因したエネルギ源や、車室内の環境条件に起因したエネルギ源などにより発電を行う発電手段を備えるので、車載機器のバッテリに対して補助的な充電を適切に行うことができる。発電手段が利用するエネルギ源は、車両を使用することに伴って発生していて、そこに存在しているエネルギ源なので、これを電気エネルギに取り出すことでは車両の使用時において恒常的に充電を継続することができ、充電を安定に行うことができる。

したがって、充電の効率を向上でき、車載機器の内部電源による機能動作においてバッテリの消耗を低減でき、動作可能時間を延長させることができる。

本発明に係るバッテリの補助充電器の一実施の形態を示し、これを適用した車載機器の構成図である。発電手段の構成を示し、（ａ）は振動エネルギによる振動発電の構成図、（ｂ）は空気流エネルギによる風力発電の構成図、（ｃ）は熱エネルギによる熱発電の構成図である。ワイヤレスによる電力伝送の送電側を示す構成図である。

図１は本発明の好適な一実施形態を示している。本形態において、バッテリの補助充電器は、車両の振動や車室内の空気流あるいは熱などのエネルギ源により発電を行う発電手段１を備えて、車載機器２のバッテリ３と接続して補助的な充電を行う構成になっている。

発電手段１は、車両の振動など車両の運動動作に起因したエネルギ源、車室内の空気流あるいは熱など車室内の環境条件に起因したエネルギ源により発電を行う構成になっている。つまり、発電手段１は、図２（ａ）に示すように、振動エネルギを入力してエネルギ変換作用により電気エネルギを出力する振動発電の構成にすることができる。

また、発電手段１は、図２（ｂ）に示すように、空気流エネルギを入力してエネルギ変換作用により電気エネルギを出力する風力発電の構成にすることもよい。風力発電による発電手段１は、例えば、エアーコンデショナの吹き出し口に配置することが好ましい。

また、発電手段１は、図２（ｃ）に示すように、熱エネルギを入力してエネルギ変換作用により電気エネルギを出力する熱発電の構成にすることができる。熱発電による発電手段１は、例えば、太陽熱により温度上昇が大きいダッシュボード上に配置することが好ましい。

発電手段１が利用するエネルギ源は、上述した構成例に限るものではない。例えば音（空気振動）のエネルギなど、電気エネルギに効率よく変換することができ、補助的な充電が行える出力レベルに取り出すことができるエネルギ源であればよく限定はない。

車載機器２は、例えば目標物検出装置やナビゲーション装置などであって、バッテリ３を着脱可能に装着して電源にする内部電源方式の構成を採る。バッテリ３は、主回路部４と接続していて出力側が電源ラインをなし、その電力により車載機器２が機能動作するようになっている。

バッテリ３には充電が可能な２次電池を使用し、車両のバッテリ（電力系統）からの電力供給により充電を行う構成にしている。この車載機器２では、本体に給電コネクタ５を設け、給電コネクタ５から主回路部４，充電コントローラ６へ配線している。そして、給電コネクタ５に接続した給電ケーブルをシガライタソケット等へ連結させ、車両の電力系統から電力の供給を受ける。充電コントローラ６の出力側はバッテリ３へ配線すると共に、給電状態をモニタするため、後述する給電モニタ７へ配線している。給電コネクタ５と主回路部４との配線および充電コントローラ６とバッテリ３との配線には、それぞれ配線間にダイオード８を直列に配置して逆流を防止している。したがって、給電コネクタ５から電力供給があるときは、充電コントローラ６がバッテリ３の充電を行い、そして主回路部４側へ電力を供給する動作となり、外部電源方式により機能動作する。

この車載機器２は、本体上面に太陽電池９を配列している。太陽電池９は、逆流防止のためダイオード８を介してバッテリ３へ配線していて、充電が行えるようになっている。前述したように、車載機器２はダッシュボード上に固定する配置を採ることが多いことから、晴天時にはバッテリ３に対して太陽光による充電が大いに見込める。

車載機器２の本体には、給電コネクタ５とは別に第２給電コネクタ１０を設け、発電手段１からの電力供給により補助的な充電を行う構成にしている。第２給電コネクタ１０もやはり同様に配線し、第２給電コネクタ１０からバッテリ３（主回路部４）へ配線していて、第２給電コネクタ１０に接続した給電ケーブルを発電手段１へ連結させ、その発電手段１から電力の供給を受ける。第２給電コネクタ１０とバッテリ３との配線にはダイオード８を直列に配置して逆流を防止している。そして、第２給電コネクタ１０は、給電状態をモニタするため、後述する給電モニタ７へ配線している。

なお本形態では、発電手段１は車載機器２の本体とは分離させ、第２給電コネクタ１０とケーブル連結する構成であるが、これに限定されるものではない。発電手段１を車載機器２の本体に内蔵させる構成を採ることもできる。

車載機器２の本体には、ワイヤレスによる電力伝送の受電を行うワイヤレス電力受電部１１を設け、ワイヤレスによる電力供給によっても補助的に充電を行う構成にしている。ワイヤレス電力受電部１１からバッテリ３（主回路部４）へ配線していて、図３に示すワイヤレス電力送電部１２からワイヤレスにより電力の供給を受ける。ワイヤレス電力受電部１１とバッテリ３との配線にはダイオード８を直列に配置して逆流を防止している。そして、ワイヤレス電力受電部１１は、給電状態をモニタするため、後述する給電モニタ７へ配線している。つまり、ワイヤレスによる電力伝送を行う際は、図３に示すように、ワイヤレスによる電力伝送の送電を行うワイヤレス電力送電部１２へ発電手段１を接続し、このワイヤレス電力送電部１２とワイヤレス電力受電部１１との間で電力伝送を行う構成にすることができる。

車載機器２の本体には、給電モニタ７，表示パネル１３を設け、給電状態をモニタすると共に、現在状況の表示を行う構成にしている。給電モニタ７は、充電コントローラ６，発電手段１，ワイヤレス電力受電部１１と接続して給電状態をモニタし、現在状況の信号を表示パネル１３へ出力する。そして、表示パネル１３は給電モニタ７から現在状況の信号を入力してその旨の表示を行う。給電モニタ７のモニタリングは、電圧，電流等を検出してそれらの比較を行い、比較結果を出力する動作になる。

例えば、表示パネル１３には給電コネクタ５における給電量，第２給電コネクタ１０における給電量，ワイヤレス電力受電部１１における給電量を示す表示を行う。この表示は液晶パネル等に数値やグラフを表示することにより行ったり、ＬＥＤの点燈色を給電量に応じて変えるなどにより行ったりするとよい。特に、給電コネクタ５における給電がなくなったときには、その旨を表示するとよい。このようにすれば、給電コネクタ５における給電，第２給電コネクタ１０における給電，ワイヤレス電力受電部１１における給電のそれぞれを判別することができ、車載機器２の電源管理を適切に行うことができる。例えば、給電コネクタ５における給電が停止表示になった場合は、シガライタソケットから給電ケーブルが誤って外れている状況が予想でき、給電ケーブルの連結状態を検査する作業を直ちに開始することができ、速やかに復旧できる。

このように、車両の振動や車室内の空気流あるいは熱などのエネルギ源により発電を行う発電手段１を備えるので、車載機器２のバッテリ３に対して補助的な充電を適切に行うことができる。

発電手段１が利用するエネルギ源は、車両の振動など車両の運動動作に起因したエネルギ源や、車室内の空気流あるいは熱など車室内の環境条件に起因したエネルギ源などであり、これらは車両を使用することに伴って発生していて、そこに存在しているエネルギ源なので、これを電気エネルギに取り出すことでは車両の使用時において恒常的に充電を継続することができ、充電を安定に行うことができる。したがって、充電の効率を向上でき、車載機器２の内部電源による機能動作においてバッテリ３の消耗を低減でき、動作可能時間を延長させることができる。

車載機器２には給電コネクタ５と共に、第２給電コネクタ１０を設けるので、当該車載機器２に対する電力供給を２重化することができ、電力供給をより確実，安定に得ることができる。例えば、給電コネクタ５側はシガライタソケット等から給電を得る場合、ＡＣＣポジションもＯＦＦしたエンジン停止時などに給電が停止した際でも、第２給電コネクタ１０側は電力供給を安定に得ることができ、給電を高い信頼性で行うことができる。

また、給電コネクタ５と第２給電コネクタ１０とは、コネクタ仕様を互いに相違させた設定にすることが好ましく、これも接続可能な電力供給源が複数化するので２重化し、給電を安定化でき、信頼性を向上できる。コネクタ仕様は、例えば一方はＵＳＢ等の汎用コネクタ仕様にして他方を専用コネクタ仕様にするなど適宜である。さらにまた、本実施形態では、給電コネクタ５と第２給電コネクタ１０は、１個ずつ設けることとしたが、それぞれ複数設けるようにしてもよい。特に、ＵＳＢ、携帯電話の充電器接続用コネクタ、携帯オーディオプレーヤーの充電器接続用コネクタのように、所定の信号線とともに電源の供給線を有するコネクタを備えるようにするとよい。

１発電手段
２車載機器
３バッテリ
４主回路部
５給電コネクタ
６充電コントローラ
７給電モニタ
８ダイオード
９太陽電池
１０第２給電コネクタ
１１ワイヤレス電力受電部
１２ワイヤレス電力送電部
１３表示パネル

Claims

車載機器のバッテリと接続して補助的な充電を行うバッテリの補助充電器であって、
車両の振動など車両の運動動作に起因したエネルギ源や、車室内の空気流あるいは熱など車室内の環境条件に起因したエネルギ源により発電を行う発電手段を備えることを特徴とするバッテリの補助充電器。
前記発電手段は前記車載機器の本体とは分離させ、前記車載機器の本体に設けた給電コネクタと連結する構成であることを特徴とする請求項１に記載のバッテリの補助充電器。
ワイヤレスによる電力伝送の受電を行うワイヤレス電力受電部を前記車載機器の本体に設け、ワイヤレスによる電力伝送の送電を行うワイヤレス電力送電部へ前記発電手段を接続し、当該ワイヤレス電力送電部と前記ワイヤレス電力受電部との間で電力伝送を行うことを特徴とする請求項１に記載のバッテリの補助充電器。
前記発電手段およびあるいは前記ワイヤレス電力受電部および前記車載機器が有する充電部と接続して給電状態をモニタすることにより現在状況を出力する給電モニタと、前記給電モニタから現在状況の信号を入力してその旨の表示を行う表示部を備えることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のバッテリの補助充電器。
前記発電手段は、振動エネルギを入力してエネルギ変換作用により電気エネルギを出力する振動発電の構成であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のバッテリの補助充電器。
前記発電手段は、空気流エネルギを入力してエネルギ変換作用により電気エネルギを出力する風力発電の構成であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のバッテリの補助充電器。
前記発電手段は、熱エネルギを入力してエネルギ変換作用により電気エネルギを出力する熱発電の構成であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のバッテリの補助充電器。
前記バッテリを太陽電池または車両からの電力供給の少なくともいずれか一方により充電するメイン充電部と、請求項１〜７のいずれか１項に記載の補助充電器とを備えた車載機器。
請求項１〜７のいずれか１項に記載の補助充電器は、車載機器を構成する本体とは別体で構成され、その本体とコネクタ接続で連結されるものであり、
前記本体には、
前記バッテリを太陽電池または車両からの電力供給の少なくともいずれか一方により充電するメイン充電部と、
前記補助充電器と接続するための補助充電器用コネクタと、
を備えたことを特徴とする車載機器。