JP2013038870A - 充電装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】乗員が携帯機器の置き忘れを直感的に認識できる機能を有する車載充電装置を提供する。
【解決手段】本発明は携帯機器の充電を行う送電側非接触充電回路303及び、車載充電装置を制御する制御部304と携帯電話と無線通信を行う通信部305及び通信アンテナ306と、車両側から非接触充電装置100に供給される電源の切り替え管理を行う電源管理部307から構成される。本発明では使用者が被充電対象の携帯機器を車内に置き忘れたことを警報する際に、携帯機器のインターフェイスを利用して警報を通知することで使用者の注意を直接携帯機器に向け、携帯機器の置忘れを抑制するという効果を奏するものである。本発明の携帯機器置き忘れ警報は、無線通信部を有する携帯機器であれば、配線など追加部材を必要とせずに実施できる。
【選択図】図3

Description

本発明は、充電池によって駆動する機器(被充電機器)へ電力を供給して充電するための充電装置に関し、特に、ユーザが被充電機器を充電装置上に置き忘れてしまうことを防止する充電装置に関するものである。
本発明は、特に充電装置上の携帯機器の有無を検知する携帯機器置き忘れ検出と置き忘れ状態を使用者に通知する機能を有する車載充電装置に関するものである。
従来の携帯機器置き忘れ注意喚起を行う車載充電装置として、携帯電話が充電を行うための場所にあることを判定し、かつ、自動車のドアが開いたことを判定した時に、ブザーを鳴らして、携帯電話を置き忘れていることを乗員に注意喚起するものが知られている(例えば特許文献1参照)。
特開2009−296780号公報
しかしながら、従来の構成においては被充電機器である携帯機器の置き忘れ警報を、充電装置に付随するブザーもしくは車両に設置されているホーンやルームランプなどの警報機構を利用しているため、携帯機器の置き忘れ警報時に、乗員が車両の異常と間違えてしまうという問題があった。
そこで本発明は、警報時に乗員が携帯機器の置き忘れを直感的に認識できる機能を有する充電装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、被充電機器を充電するための充電部と、前記被充電機器と通信を行うための通信部と、前記通信部を介して前記被充電機器の動作制御を行なう制御部とを備える。
上記目的を達成するために本発明は、携帯機器の充電を行う非接触充電回路と、携帯機器の置き忘れを検出する制御部と、携帯機器と無線通信を行い携帯機器の置き忘れを無線で通知する通信部と、装置の電源管理を行う電源管理部で構成される。
本発明によれば、使用者が被充電対象である電子携帯機器(被充電機器)を車内に置き忘れたことを警報する際に、被充電機器から警報を出すことで使用者の注意を直接被充電機器に向けることができ、被充電機器を置き忘れることを抑制するという効果を奏するものである。
本実施の形態における充電装置および被充電機器の外観図 本実施の形態における充電装置の電源接続を説明するための図 本実施の形態における充電装置および被充電機器の構成を示すブロック図 本実施の形態におけるユーザが行なう操作と充電装置が行なう動作を時系列で示した図 本実施の形態の充電装置が実行する制御フローを示すフローチャート
以下、本発明の実施の形態1における充電装置について図面を参照しながら説明する。図1に本発明の実施の形態における非接触充電装置100および被充電機器(充電される電子機器)150の外観図を示す。図1に示されている状態は非接触充電装置100上に被充電機器150が載せられている(非接触充電が行なわれている)状態である。
以下の説明において本実施の形態の充電装置としては、非接触電力伝送を利用して被充電機器としての携帯電話150のバッテリに電力を供給する(充電する)方式を採る、いわゆる非接触充電装置100が用いられる。
非接触充電装置100は、充電プレート110と呼ばれる給電側の装置に端末を乗せるか近づけるかするだけで、充電を行うことができる。コネクタの抜き差しが必要ないので、手軽であり、本実施の形態の非接触充電装置100は、車両の車室内(例えばダッシュボードの上やコンソールボックスの中など)に固定して設置されて用いられる。
非接触充電装置100が車両に搭載されて利用される場合、非接触充電装置100を駆動する(動作させる)ための電力および被充電装置(携帯電話150)の充電に用いられる電力は、車両に設置される直流電源(いわゆるカーバッテリ)200が利用される。
図2に本実施の形態における充電装置の電源接続を説明するための図、すなわち、車両の直流電源と非接触充電装置100との接続関係を説明するための図を示す。
図2に示すとおり、車両から非接触充電装置100へは、2系統の電源ラインから電力が供給されるように構成される。
直流電源200から供給された電源電力はエンジンキー201を介して車両に搭載される電装品へ供給される。
ここでエンジンキー201は、本実施の形態においては運転手が車両の走行開始の操作を行なうための車両操作部であり、キーシリンダなどのメカニカルなものや、車両の開錠やエンジンの始動をおこなうために、運転者の持つ携帯機(鍵)と自動車に搭載されているECU(Electronic Control Unit) やBCM (Body Control Module) との間で通信を行うことができる構成を採るものである。
直流電源200の資源は限られていて不用意に電力が消費されないよう、エンジンキー201がONの状態、すなわち車両のエンジンが始動した後の状態、あるいは、エンジン始動の準備が整った状態になってから、非接触充電装置100および車両に搭載されたその他の図示しない電装品へ電力が供給されることとなる。
図2に示すとおり、非接触充電装置100は直流電源200に直接接続される第1の電源ラインとしての+Bラインおよびエンジンキー201がオンになったときにのみ直流電源200から電力が供給される第2の電源ラインとしてのAccラインの2系統の電源ラインに接続される。
接続される2系統の電源ラインは、詳細を後述する非接触充電装置100に設けられた電源管理部307に入力され、切り替え動作が行われる。
電源管理部307は、Accライン(アクセサリ電源)から電力が供給されている(Accオン)か否(Accオフ)かを検出し、Accオンの場合はAccラインからの電力を利用し、Accオフの場合は+Bライン(常時電源)からの電力を利用するよう切り替え動作を行う。
すなわち、電源管理部307は、非接触充電装置100に供給される電源の変化(アクセサリ電源がオンであるかオフであるか)を検出する。
このように、非接触充電装置100を車両に搭載しても利用することが可能であるが、上述したように、手軽に被充電機器を充電することができるがゆえに、ユーザは被充電機器を充電プレート110の上に置き忘れてしまうことがある。
被充電機器の置き忘れは、落下防止などのために車載用の非接触充電装置がコンソールボックスなどのユーザから視認しずらい閉空間内に設けられた場合、特に顕著になると考えられる。
そこで、本実施の形態の非接触充電装置100は以下に説明する構成を採用することにより被充電機器の車内への置忘れを防止する。
図3は本発明の実施の形態における充電装置としての非接触充電装置100および被充電機器としての携帯電話150のブロック図である。
なお、本実施の形態における携帯電話150は、本発明の非接触充電装置100との間で無線通信(例えばBluetooth(登録商標)の接続や無線LANの接続)を行うことが可能な通信手段を有する電子機器を対象とすることができる。
ただし、被充電機器は携帯電話150に限定されること無く、非接触充電装置100が誘導する起電力を受電する受電用コイルを備えて被充電機器のバッテリに充電することができること、および非接触充電装置100との間で無線通信がおこなえること、の条件を満たす機器であればよい。
本実施の形態においては、被充電機器として携帯電話150を例に以下の説明を行う。
図3に示すとおり非接触充電装置100は、上述した電源管理部307と、充電部としての送電側非接触充電回路303と、携帯電話150との間で無線通信を行う通信部305と、非接触充電装置100全体を統括的に制御するための制御部304とを備える。
電源管理部307は、車両側から非接触充電装置100に供給される電源を常時電源(+B)およびアクセサリ電源(ACC)のいずれかに切り替える管理を行うものであり、制御部304と所望のデータを送受信する機能と、制御部304から受信した制御信号に基づいてアクセサリ電源と常時電源とを切り替えるスイッチ機能とを少なくとも備えている。
なお、電源管理部307が2系統の電源の論理和回路を有することで、アクセサリ電源がオフになっても常時電源が供給されているため、非接触充電装置100への電源供給を継続することができる。
送電側非接触充電回路303は、送電側伝送部301と送電側充電制御部302とからなる。送電側伝送部301は送電用コイルを有し、この送電用コイルを介して電力伝送のための高周波電流の伝送を行なう。
また、送電側伝送部301は、送電側充電制御部302と携帯電話150の受電側充電制御部352との間で制御信号の伝送を行う。
送電側充電制御部302は、被充電機器である携帯電話150の認証処理および非接触充電装置100の充電動作に関わる制御を行う。
送電側非接触充電回路303において、送電側充電制御部302はデータ処理機能や演算処理機能を備えたものであって、主に制御部304との間で通信を行なって、非接触充電動作に関する各種制御を行う。
送電側充電制御部302は送電用コイルに供給された高周波電力の共振を検出することで、非接触充電装置100(充電プレート110)の上に被充電機器150が在るか否かを検出することができ、この検出結果を制御部304へ送信する。
被充電機器150の有無についての検出結果を得た制御部304は、さらに常時電源やアクセサリ電源のオン/オフ状態など、制御部304が検知した装置の使用状況や被充電機器150の有無などの情報に基づいて被接触充電動作の制御に必要な情報を送電側充電制御部302へ送信する。
送電用コイルは、本実施の形態においては、非接触充電装置100の筐体の上面である充電プレート110に対して平行な面を形成するよう渦巻き状に巻かれた空芯コイルが用いられており、交流磁束を放射して充電プレート110に載せられた被充電機器150内の受電用コイルに起電力を誘導する。
通信部305は、被充電機器150との間でデータ通信を行うための、いわゆる通信モジュールであり、たとえば、公知のBluetooth(登録商標)や無線LANのモジュールが用いられる。
通信アンテナ306は、通信部305に接続されて被充電機器150との通信の際に利用されるものであり、通信アンテナ306は非接触充電装置100に内蔵されていても、外付けのものでも良い。
制御部304は、詳細を後述する動作処理を記述したコンピュータプログラムを実行するマイコンなどによって実現され、マイコンのCPU、ROM、RAMを用いてCPUがROMに格納されたコンピュータプログラムを、RAMを作業領域として用いながら実行することで実現される。
制御部304は特に、通信部305を介して被充電機器との間でデータ通信を行い、被充電機器の動作を制御する構成としている。
なお、非接触充電装置100において、制御部304と送電側充電制御部302とは同一のマイコンによって実現される構成としても良い。
一方、被充電機器である携帯電話150は、非接触充電を行なうための受電側非接触充電回路353と、AC100Vの商用電源からの充電と非接触充電装置100による非接触充電との切り替え制御を行う充電回路354と、二次電池355を備える。
また、携帯電話150は、携帯電話150のシステムを制御するシステム制御部356を備えており、受電側非接触充電回路353の受電側充電制御部352(詳細後述)と通
信をおこなうことで、非接触充電の動作が制御される。
システム制御部356は、無線通信を行う通信部357にも接続され、通信アンテナ358を介して非接触充電装置100との間で無線によるデータ通信を行なう。
携帯電話150は、さらに通信部357で得られた警報通知命令をシステム制御部356から入力される通知制御部359、通知制御部359の命令に基づいた動作を行う通知部360を備える。
ここでの通知制御部359の命令とは、制御部304が被充電機器である携帯電話150の認証時に携帯電話150が有するインターフェイスの情報を同時に取得し、インターフェイス情報に応じた警報命令を通知するため、ディスプレイやアラーム、バイブレーション機能など携帯機器が有するインターフェイスを利用した警報動作を行う。
受電側非接触充電回路353は、受電側伝送部351と受電側充電制御部352とからなる。
受電側伝送部351は、受電用コイルを有し、この受電用コイルを介して電力受電のための高周波電流の伝送を行なう。
また、受電側伝送部351は受電側充電制御部352と非接触充電装置100の送電側充電制御部302間での制御信号の伝送を行う。
受電側充電制御部352は、携帯電話150の認証処理を行なうと共に携帯電話150の器の充電動作に関わる制御を行う。
以上のように構成された本実施の形態の非接触充電装置100は、以下の様に動作することで携帯電話150の置き忘れの防止に寄与する。
本実施の形態の非接触充電装置100は、車両に搭乗していたユーザ(主に車両の運転手)が降車した、あるいは、降車するであろう動作が行われた後に、非接触充電装置100から携帯電話150へ無線通信を行なって非接触充電装置100からの制御指示により携帯電話150自体を動作(鳴動)させる。
これにより、ユーザは携帯電話150に意識が向くようになり、降車の際に携帯電話150を置き忘れることを防止することができる。
本実施の形態において、ユーザが降車した、あるいは、降車するであろう動作が行われたことを非接触充電装置100が検出する状況について以下に説明する。
図4は、ユーザが行なう操作と非接触充電装置100が行なう動作を時系列で示した図である。
一般的に、車両に搭乗していたユーザが降車する場合、ユーザの動作としては、ある時刻t1にて車両のシフトレバーをパーキングレンジ(あるいはニュートラル)へ移動した後、時刻t2にてパーキングブレーキ(サイドブレーキ)をかけて、時刻t3にてエンジンキー201を操作するとエンジンが停止し、アクセサリ電源がオフになる。
本実施の形態の1つの例として、アクセサリ電源がオフになったことを非接触充電装置100が検出し、ユーザへ報知(警報)する動作の説明を以下に示す。
なお、以下の動作や処理が行なわれる前に、あらかじめユーザが車両の運転を終え、エンジンを停止させて降車する場合、上述したとおり、アクセサリ電源をオフする。
非接触充電装置100において、制御部304は車両のアクセサリ電源がオフになった時、すなわち電源管理部307がアクセサリ電源が供給されなくなったことを検出して制御部304へその情報を送信した後に、携帯電話150が充電プレート110上に在ることを検出し続けると携帯電話150の置き忘れ防止警報の処理を開始する。
ここで、電源管理部307はアクセサリ電源が供給されなくなった時点、すなわちエンジンキー201が操作されてアクセサリ電源がオフに切り替わると、常時電源に切り替えて非接触充電装置100への電源供給を行う。
電源管理部307は、非接触充電装置100への供給電源がアクセサリ電源から常時電源に切り替わったことを制御部304へ通知する。
すなわち、電源管理部307は、アクセサリ電源がオンからオフに変化したという検出結果を制御部304へ出力する。
電源管理部307からの通知内容(検出した結果)に基づいて、制御部304は電源管理部307から出力される常時電源供給開始の通知の後、非接触充電装置100上に携帯電話150を検出し続ける場合に、警報命令を通信部305に出力する。
非接触充電装置100上に携帯電話が在ることの検出は送電側非接触充電回路303を構成する送電側充電制御部302が行う。
送電側充電制御部302は送電用コイル、受電用コイル間の微弱電流を介して被充電機器の受電側充電制御部352と通信を行い、充電制御や自装置と携帯電話150との間で認証を行うため、図1に示すように非接触充電装置100上の携帯電話150の有無を判定することができる。
制御部304は送電側充電制御部302からの非接触充電装置100上の携帯電話150の有無を通知する信号に従って検出を行うが、非接触充電装置100への供給電源が切り替わった時から経過した所定時間taの間に携帯電話150が非接触充電装置100上に検出され続けたときに、携帯電話150から外部へ向けて置き忘れ防止警報を出力する。
ここで、所定の時間taとは、車両搭乗者がエンジンキーをオフにしてから車両を降りるまでの時間内に置き忘れ防止警報を通知することが好ましいため、この状況を想定して(加味して)非接触充電装置の設計時に任意の時間が設定される。
なお、エンジンキーがオフされてからの時間taを設定するかわりに、エンジンキーがオフにされてからの時刻t4(図4参照)に車両のキーが抜かれたことやドアが開けられることを条件としてta同様の所定時間である時間tbを設定して警報命令を出力する構成としても良い。
この場合、搭乗者が車両を降車する直前に警報を出力することが可能となるため、不必要に警報が出力されずに済む。
通信部305は制御部304からの警報命令が割り込み入力された後に携帯電話側の通信部357と無線通信を行うが、通信部305と通信部357との間の無線通信には、携
帯電話150と非接触充電装置100との間で認証を行う際に接続設定を行うことで無線接続を確立する。
警報命令が入力された通信部357はシステム制御部356へ警報命令を割り込み信号として出力する。
システム制御部356は警報命令が入力されると、通知制御部359へ携帯電話150に応じた警報命令を出力する。
ここで、携帯電話150の認証時に非接触充電装置100は携帯電話150のインターフェイス情報を得るため、システム制御部356に通知される割り込み命令は、携帯電話150のスピーカを利用したアラーム警報や携帯電話150のディスプレイを介した警報表示など携帯電話150のインターフェイスに応じた通知方法となる。
従って、通知制御部359は通知部360に携帯電話150のインターフェイスに対応した警報命令を出力する。
すなわち、制御部304が警報命令を通信部305に出力し、通信部305は通信部357へ警報命令の無線通信を行い、携帯電話150が警報通知を行う。
このように携帯電話150からの警報による教示方法をとることで、搭乗者は直感的に携帯電話150が車内に存在することを認識することができ、車内への携帯電話150の置き忘れを防止することができる。
図5を用いて、非接触充電装置100のさらに詳細な処理動作について説明する。図5は本実施の形態における非接触充電装置の起動から停止及び置き忘れ警報の動作例の説明のためのフロー図である。
図5において、ユーザの操作により車両のキーがオフでない状態に遷移した時、すなわち車両のアクセサリ電源がオンになった時にこれを電源管理部307が検出して制御部304にこの内容が通知される(S10)。
すると、電源管理部307から非接触充電装置100にアクセサリ電源が供給される(S11)。
非接触充電装置100に電源が供給されると、送電側充電制御部302が非接触充電装置100上の携帯電話150の有無を検出する(S12)。
ここで制御部304は携帯電話150が検出されるまで待機状態となり(S13)、アクセサリ電源がオフされたか否かの確認処理(S14)および携帯電話150の有無の検出(S15)が繰り返される。
ステップS13の待機状態において車両のキーがオフされた場合(S14のYes)、電源管理部307へアクセサリ電源が供給されなくなるとともに、電源管理部307が常時電源を自身で遮断する。
したがって、非接触充電装置100への電源供給がなくなり非接触充電装置100は停止する(S25)。
一方、非接触充電装置100が起動時もしくは待機状態において携帯電話150が検出
されると(S12のYes、もしくはS15のYes)携帯電話150と非接触充電装置100の間でそれぞれ通信部305、357を介して無線接続が行われ(S16)、その後、制御部304が制御信号を出力して充電動作を開始する(S17)。
充電中は、非接触充電装置100、携帯電話150はそれぞれ伝送回路302、352を介して充電制御部302、352間の制御情報に従って充電を行う(S18)。
制御部304は、非接触充電の動作中は送電側充電制御部302を介して携帯電話150の充電を継続させ行い、充電中に携帯電話150が制御部304によって検出されなくなると(S19)、再び待機状態に移行する(S13)。
また、ユーザの操作によって充電中に車両のキーがオフになったことを検出した場合(S20のYes)、制御部304は、充電動作を終了させるとともに、電源管理部307に供給されていた電源をアクセサリ電源から常時電源に切り替える(S21)。
ステップS21において電源を切替えた後、非接触充電装置上に携帯電話150が時間taの間検出され続けた場合(S22のYes)、制御部304が通信部305、通信部357を介して携帯電話150(のシステム制御部356)へ警報命令を通知する(S23)。
例えば、非接触充電装置100への供給電源がアクセサリ電源から常時電源に切り替わった後に、非接触充電装置上に携帯電話150が時間taの時間存在し続ければ、制御部304が携帯電話150に警報動作を実行させるための警報命令を出力する。
制御部304は警報命令を出力する時間をカウントし、規定時間の間警報命令を携帯電話150へ出力したあと(S24)、電源管理部307が常時電源を自身で遮断することで非接触充電装置の電源を落として(S25)処理を終える。
なお、本実施の形態においては、アクセサリ電源がオフになってはじめて警報命令を出力する構成としていたが、この構成は常にアクセサリ電源の状態を監視している必要がある。
そこで、車内LANなどを利用して電気的に車両のシフトレバーがパーキングの位置に移動されたか否か、あるいはパーキングブレーキ(サイドブレーキ)がかけられたか否かの情報を得られる車内環境であれば、これらの情報を利用して以下のように処理する構成としても良い。
たとえば、シフトレバーの位置情報を得られる場合は、図4に示す時刻t1においてシフトレバーがパーキングレンジに移動したことを検出してからアクセサリ電源がオフされる時刻t3までの時間のみアクセサリ電源の状態を監視させるようにする。
またはパーキングブレーキの状態に関する情報を得られる場合は、図4に示す時刻t2においてパーキングブレーキがかけられたことを検出してからアクセサリ電源がオフされる時刻t3までの時間のみ電源の状況を監視させるようにする。
これらにより、不必要にアクセサリ電源の状態(オンかオフか)を監視する必要がなく、制御部304の処理負荷を低減することができる。
以上説明したとおり、本発明の充電装置は、通信によって携帯機器を動作させて携帯機器から警報を通知させるため、使用者が直感的に車内の携帯機器を認識することができ、
携帯機器を置き忘れることの抑制が可能である。
また、本発明の充電装置は、無線通信部を有する携帯機器であれば、配線など追加部材を必要とせずに実施できる。
本発明の充電装置は、車内の充電装置上に携帯機器を置き忘れたことを携帯機器から報知することで、搭乗者が直感的に車内の携帯機器の存在を認識することができ、携帯機器の車内への置き忘れを抑制する車載充電装置として有用である。
100 非接触充電装置
110 充電プレート
150 被充電機器(携帯電話)
200 直流電源
201 エンジンキー
301 送電側伝送部
302 送電側充電制御部
303 送電側非接触充電回路
304 制御部
305、357 通信部
306、358 通信アンテナ
307 電源管理部
351 受電側伝送部
352 受電側充電制御部
353 受電側非接触充電回路
354 充電回路
355 二次電池
356 システム制御部
359 通知制御部
360 通知部

Claims (8)

  1. 被充電機器を充電するための充電部と、
    前記被充電機器と通信を行うための通信部と、
    前記通信部を介して前記被充電機器の動作制御を行なう制御部とを備えた充電装置。
  2. 自装置に供給する電源を管理する電源管理部を備え、
    前記電源管理部が前記自装置に供給される電源の変化を検出して該検出した結果を前記制御部へ出力し、前記制御部は前記電源管理部が出力した結果に基づいて前記通信部を介して前記被充電機器を動作させる請求項1記載の充電装置。
  3. 前記充電装置は車両に搭載され、
    前記制御部は、前記車両のパーキングブレーキがかけられたか否かを検出し、該パーキングブレーキがかけられたか否かの結果に応じて前記通信部を介して前記被充電機器を動作させる請求項2記載の充電装置。
  4. 前記充電装置は車両に搭載され、
    前記制御部は、前記車両のシフトがパーキングレンジにあるか否かを検出し該車両の に応じて前記通信部を介して前記被充電機器を動作させる請求項2記載の充電装置。
  5. 前記充電装置は車両に搭載され、前記電源管理部は前記車両のアクセサリ電源および常時電源に接続されて前記アクセサリ電源または前記常時電源のいずれか一方から自装置へ電源を供給し、前記電源管理部が検出する前記自装置に供給する電源の変化は、前記アクセサリ電源からの電源供給と前記常時電源からの電源供給との切替えである請求項2記載の充電装置。
  6. 前記電源管理部が前記自装置に供給する電源の変化を検出してから所定時間後に前記御部が前記通信部を介して前記被充電機器を動作させる請求項2記載の充電装置。
  7. 前記制御部は、前記車両のドアの開閉を検出し該車両のドアの開閉結果に応じて前記通信部を介して前記被充電機器を動作させる請求項5記載の充電装置。
  8. 前記被充電機器は受電用コイルを備え、前記充電部は前記受電用コイルへ起電力を誘導して前記被充電機器を充電する送電用コイルを備え、
    前記通信部は前記被充電機器に設けられた無線通信部との間で無線通信を行う請求項1記載の充電装置。
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