JP2016197977A - 車載システム - Google Patents

Abstract

【課題】通信装置が無線送信する信号と非接触給電装置が給電に際して発する電磁波との干渉を防止しつつ、部品点数を減らすことができる車載システムを提供する。
【解決手段】車載システムは、車載アンテナ３に接続され、該車載アンテナ３を用いて信号を無線送信する通信装置１と、前記車載アンテナ３に接続され、前記車載アンテナ３を用いて車内の受電装置に非接触にて給電する非接触給電装置２と、前記車載アンテナ３及び通信装置１間の接続並びに前記車載アンテナ３及び非接触給電装置２間の接続を切り替える切替部４とを備える。
【選択図】図１

Description

本願は、信号の無線送信を行う通信装置及び受電装置に非接触にて給電する非接触給電装置を備える車載システムに関する。

近年、車両ドアの施錠及び解錠、又はエンジンの始動等に係る信号を、無線通信機能を有する携帯機との間で無線通信を行う通信装置と、車内の受電装置に非接触にて給電する非接触給電装置とが車両に搭載されている。このような車両においては、通信装置が無線送信する信号の周波数と、非接触給電装置が受電装置に給電する際に発する電磁波の周波数とが重複することで干渉が生じ、通信装置が無線通信を行うことができない虞がある。そのため、干渉を回避する方法が提案されている（例えば特許文献１及び２参照）。

特許文献１には、通信装置（車載装置）が携帯機（電子キー）と無線通信を行う際にアンテナに供給される交流電流の有無を検出し、検出した場合に給電に用いる交流電流を抑制する非接触給電装置（非接触充電装置）が開示されている。特許文献２には、通信装置（車載通信装置）が携帯機（電子キー）との間で無線通信を実行する際に、受電装置（携帯端末）の給電が行われている状況下であった場合に、給電を一時的に停止する非接触給電装置（車載携帯端末充電装置）が開示されている。

特開２０１３−１４６１３８号公報 特開２０１３−４８５１７号公報

特許文献１及び２に記載されている通信装置及び非接触給電装置は夫々、互いに同様の周波数で共振するアンテナを備えており、当該通信装置及び非接触給電装置を備える車載システムを構成するに当たって、部品点数が多くなるという問題がある。

本願の目的は、通信装置が無線送信する信号と非接触給電装置が給電に際して発する電磁波との干渉を防止しつつ、部品点数を減らすことができる車載システムを提供することにある。

本発明の一態様に係る車載システムは、車載アンテナに接続され、該車載アンテナを用いて信号を無線送信する通信装置と、前記車載アンテナに接続され、前記車載アンテナを用いて車内の受電装置に非接触にて給電する非接触給電装置と、前記車載アンテナ及び通信装置間の接続並びに前記車載アンテナ及び非接触給電装置間の接続を切り替える切替部とを備える。

なお、本願は、このような特徴的な処理部を備える車載システムとして実現することができるだけでなく、かかる特徴的な処理をステップとする制御方法として実現したり、かかるステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現したりすることができる。また、車載システムの一部又は全部を実現する半導体集積回路として実現したり、車載システムを含むその他のシステムとして実現することができる。

上記によれば通信装置が無線送信する信号と非接触給電装置が給電に際して発する電磁波との干渉を防止しつつ、部品点数を減らすことができる車載システムを提供することが可能となる。

本実施形態における車載システムの構成を示すブロック図である。 通信装置が信号を無線送信するときに行う処理手順を示すフローチャートである。

［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

（１）本発明の一態様に係る車載システムは、車載アンテナに接続され、該車載アンテナを用いて信号を無線送信する通信装置と、前記車載アンテナに接続され、前記車載アンテナを用いて車内の受電装置に非接触にて給電する非接触給電装置と、前記車載アンテナ及び通信装置間の接続並びに前記車載アンテナ及び非接触給電装置間の接続を切り替える切替部とを備える。

本願にあっては、通信装置は車載アンテナに接続され、当該車載アンテナを用いて信号を無線送信する。また、非接触給電装置は、通信装置に接続された車載アンテナに接続され、当該車載アンテナを用いて車内の受電装置に非接触にて給電する。切替部は、当該車載アンテナ及び通信装置間の接続と、当該車載アンテナ及び非接触給電装置間の接続とを切り替える。従って、切替部は、通信装置及び非接触給電装置の一方が車載アンテナと接続している場合に、他方を切断することができるため、通信装置が無線送信する信号と非接触給電装置が給電に際して発する電磁波との干渉を防止することができる。また、通信装置及び非接触給電装置は車載アンテナを共用することができるため、車載システムを構成するに当たって部品点数を減らすことができる。

（２）前記通信装置が信号の無線送信を開始するか否かを判定する通信判定部と、該通信判定部が信号の無線送信を開始すると判定した場合、前記通信装置が前記車載アンテナに接続するように前記切替部を制御する切替制御部とを更に備える構成が好ましい。

本願にあっては、通信判定部は、通信装置が信号の無線送信を開始するか否かを判定する。切替制御部は、通信判定部が信号の無線送信を開始すると判定した場合、通信装置がアンテナに接続するように切替部を制御する。従って、通信装置が信号の無線送信を行うとき以外は非接触給電装置と車載アンテナとを接続することができるため、車内の受電装置に対する給電効率の低下を抑制することができる。

（３）前記車載アンテナ及び非接触給電装置間に接続された電流経路と、該電流経路に設けられたスイッチング素子及び抵抗と、前記切替部の切替態様に応じて前記スイッチング素子のオンオフを切り替えるスイッチ制御部とを更に備える構成が好ましい。

本願にあっては、電流経路はアンテナと非接触給電装置との間に接続されている。スイッチング素子及び抵抗は当該電流経路に設けられている。スイッチ制御部は、切替部の切替態様に応じて当該スイッチング素子のオンオフを切り替える。従って、車載アンテナとの接続が通信装置から非接触給電装置に切り替わるときに、例えばスイッチング素子をオンにしておくことで、非接触給電装置への突入電流を低減することができる。そのため、突入電流に起因して生じる非接触給電装置の不具合を低減することができる。

（４）前記スイッチ制御部は、前記切替部が前記車載アンテナ及び通信装置間を接続している場合に前記スイッチング素子をオンにし、前記切替部が前記車載アンテナ及び非接触給電装置間を接続している場合に前記スイッチング素子をオフにするようにしてある構成が好ましい。

本願にあっては、スイッチ制御部は、切替部が車載アンテナ及び通信装置間を接続している場合にスイッチング素子をオンにする。スイッチ制御部は、切替部が車載アンテナ及び非接触給電装置間を接続している場合にスイッチング素子をオフにする。従って、例えば非接触給電装置が車載アンテナと接続していない場合に、非接触給電装置の制御部等に電力が供給されないことに起因する故障を防止することができる。また、例えば非接触給電装置が車載アンテナと接続している場合に、電流経路に給電電力の一部が供給されることを防止することができるため、車内の受電装置に対する給電効率の低下を抑制することができる。

（５）前記車載アンテナはコイルを有する構成が好ましい。

本願にあっては、車載アンテナはコイルを有する。従って、非接触給電装置は、電磁誘導方式、磁気共鳴方式等のコイルを用いて非接触にて給電を行う各種の方式を適用することができる。

［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る車載システムの具体例を、以下に図面に参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

図１は、本実施形態における車載システムの構成を示すブロック図である。本実施形態における車載システムは、通信装置１、非接触給電装置２、車載アンテナ３、及び切替部４を備える。通信装置１及び非接触給電装置２は、切替部４を介して車載アンテナ３に接続されている。車載アンテナ３は例えばコイルを備え、ＬＦ（Low Frequency）帯の周波数にて共振するアンテナである。車載アンテナ３は例えば、コンソールボックス等の車内の適宜位置に配されている。通信装置１は車載アンテナ３を用いて、車両ドアの施錠若しくは解錠、エンジン等の駆動源の始動に際に対応する携帯機の所在位置を検出する信号等の各種信号を当該携帯機にＬＦ帯の電波にて無線送信する。非接触給電装置２は車載アンテナ３を共振させて電磁波を発生させ、電磁誘導方式、磁気共鳴方式等の各種の方式を用いて車内の受電装置に非接触にて給電を行う。切替部４は、例えばｃ接点型のアナログスイッチを備える。当該アナログスイッチは、共通端子が車載アンテナ３に接続され、常開端子が通信装置１に接続され、常閉端子が非接触給電装置２に接続されている。
本実施形態における通信装置１は、切替部４を制御し、ｃ接点型のアナログスイッチを切り替えることで、自装置及び車載アンテナ３との接続と、非接触給電装置２及び車載アンテナ３との接続を切り替える。なお、本実施形態の切替部４はｃ接点型のアナログスイッチを備えることを説明したが、車載アンテナ３及び通信装置１の接続と、車載アンテナ３及び非接触給電装置２の接続とが切り替え可能な構成であれば、その他の機械式リレー、半導体リレー等が用いられてよい。

また、非接触給電装置２には、スイッチ７及び抵抗８が直列接続された電流経路が車載アンテナ３と並列に接続されている。スイッチ７は例えば、機械式リレー、半導体リレー等により構成されている。通信装置１は、切替部４の制御と共に、スイッチ７のオンオフを制御する。なお、スイッチ７はスイッチング素子に相当する。

次に、通信装置１の構成について説明する。通信装置１は、車載アンテナ３及び後述の第２車載アンテナ５に接続され、電波を用いて信号の送受信を行う。通信装置１は、制御部１１、記憶部１２、ドライバ１３、及び入出力部１４を備え、各部がバスを介して接続されている。制御部１１は、例えば一又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ等を備える。制御部１１は、記憶部１２に記憶されている後述の制御プログラムを読み出し、各部を制御する。

記憶部１２は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ROM）、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の不揮発性メモリを備える。記憶部１２には、制御プログラムが記憶されている。制御プログラムは、通信装置１が信号の送受信を行うときの処理内容と、切替部４及びスイッチ７を制御するときの処理内容と、自装置の各部を制御するときの処理内容とが記述されたコンピュータプログラムである。

ドライバ１３は、制御部１１の指示に従って、信号の送受信を行う通信ドライバであり、送信部１３１及び受信部１３２を備える。送信部１３１は切替部４を介して車載アンテナ３と接続し、送信すべき信号を車載アンテナ３に出力する。当該信号には、各種の情報が含まれており、車載アンテナ３を介して上述のようにＬＦ帯の電波を用いて無線送信される。
受信部１３２は、第２車載アンテナ５に接続されている。第２車載アンテナ５は例えば、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の周波数で共振するアンテナである。受信部１３２は、第２車載アンテナ５を介してＵＨＦ帯の電波にて無線送信された信号を受信し、受信した信号を制御部１１に出力する。

入出力部１４は、自装置とは異なる他の車載装置等の外部と情報の授受を行うためのインタフェースを備える。制御部１１は、入出力部１４を介して入力された情報に基づいて信号を無線送信する。また、制御部１１は、ドライバ１３が受信した信号に係る情報を、入出力部１４を介して外部に出力する。
また、入出力部１４には、切替部４に接続する制御線と、スイッチ７に接続する制御線とが接続されている。制御部１１は、入出力部１４を介して各制御線に制御信号を出力することにより、切替部４及びスイッチ７の制御を行う。

次に、非接触給電装置２の構成について説明する。非接触給電装置２は、直流電力を出力する電源６に接続されており、電源６から出力された直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を車載アンテナ３に出力する。電源６は、例えば鉛蓄電池、リチウムイオン電池等の車載バッテリ、整流回路を有するオルタネータ等である。
また、非接触給電装置２は、制御部２１及び変換部２２を備え、各部は互いに接続されている。制御部２１は、例えば一又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ等を備える。変換部２２は、電源６に接続され、インバータを備える。変換部２２は制御部１１の指示に従い、電源６から出力された直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を車載アンテナ３に出力する。

以上のように構成された車載システムにおいて、通信装置１の制御部１１は切替部４のアナログスイッチの切り替えることにより、自装置における信号の無線送信と、非接触給電装置２の給電とを切り替える。切替部４は上述のように通信装置１から車載アンテナ３への接続経路と非接触給電装置２から車載アンテナ３への接続経路とを切り替えるため、通信装置１が無線送信する信号と非接触給電装置２によって発せられる電磁波とが車載アンテナ３から各別に出力される。制御部１１は、切替部４の切り替えを制御する場合に制御プログラムを実行することにより、切替制御部として機能する。
また、上述のように、制御部１１は切替部４のアナログスイッチを切り替える際にスイッチ７のオンオフを制御する。具体的には、制御部１１はスイッチ７のオンにした後、切替部４のアナログスイッチを車載アンテナ３及び自装置が接続するように切り替える。また、制御部１１は切替部４のアナログスイッチを車載アンテナ３及び非接触給電装置２が接続するように切り替えた後、スイッチ７をオフにする。このとき、制御部１１は制御プログラムを実行することにより、スイッチ制御部として機能する。以下、制御部１１が切替部４及びスイッチ７を制御するときにおける処理手順について説明する。

図２は、通信装置１が信号を無線送信するときに行う処理手順を示すフローチャートである。通信装置１の制御部１１は、車載アンテナ３から信号の無線送信を開始するか否かを判定する（ステップＳ１１）。制御部１１は例えば、入出力部１４を介して信号の無線送信に係る情報が入力されたか否かにより判定を行う。信号の無線送信に係る情報は、例えば使用者が車両の駆動源を始動するためのプッシュボタンが押下されたことを表す情報、駆動源が作動中に車両ドアが開いたことを表す情報等である。制御部１１はステップＳ１１において制御プログラムを実行することにより、通信判定部として機能する。信号の無線送信を開始しないと判定した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、制御部１１は信号の無線送信を開始するまで処理を待つ。

信号の無線送信を開始すると判定した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、制御部１１は、スイッチ７をオンにする（ステップＳ１２）。次いで、制御部１１は切替部４のアナログスイッチを切り替え、自装置を車載アンテナ３に接続する制御を行う（ステップＳ１３）。その後、制御部１１はドライバ１３の送信部１３１に指示を出し、車載アンテナ３から信号の無線送信を開始する（ステップＳ１４）。

その後、制御部１１は信号の無線送信を完了したか否かを判定する（ステップＳ１５）。無線送信を完了していないと判定した場合（Ｓ１５：ＮＯ）、制御部１１は信号の無線送信を完了するまで処理を待つ。

信号の無線送信を完了したと判定した場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、制御部１１は切替部４のアナログスイッチを切り替え、自装置を車載アンテナ３から切断する制御を行う（ステップＳ１６）。換言すれば、制御部１１は非接触給電装置２を車載アンテナ３に接続する制御を行う。その後、制御部１１は、スイッチ７をオフにし（ステップＳ１７）、処理を終える。

以上の構成及び処理によって、切替部４は、通信装置１及び非接触給電装置２の一方が車載アンテナ３と接続している場合に、他方を切断することができる。そのため、通信装置１が無線送信する信号と非接触給電装置２が給電に際して発する電磁波との干渉を防止することができる。また、通信装置１及び非接触給電装置２は車載アンテナ３を共用することができるため、車載システムを構成するに当たって部品点数を減らすことができる。

また、通信装置１は、信号の無線送信を行うとき以外は非接触給電装置２と車載アンテナ３とを接続するように切替部４を制御するため、車内の受電装置に対する給電効率の低下を抑制することができる。

また、車載アンテナ３との接続が通信装置１から非接触給電装置２に切り替わるときに、スイッチ７をオンにしておくことで、非接触給電装置２への突入電流を低減することができる。そのため、突入電流に起因して生じる非接触給電装置２の不具合を低減することができる。

また、例えば非接触給電装置２が車載アンテナ３と接続していない場合に、スイッチ７をオンにしておくことで、非接触給電装置２の制御部２１等に電力が供給されないことに起因する故障を防止することができる。また、例えば非接触給電装置２が車載アンテナ３と接続している場合に、スイッチ７をオフにしておくことで、電流経路に給電電力の一部が供給されることを防止することができるため、車内の受電装置に対する給電効率の低下を抑制することができる。

更に、車載アンテナ３はコイルを有するため、非接触給電装置２は、電磁誘導方式、磁気共鳴方式等のコイルを用いて非接触にて給電を行う各種の方式を適用することができる。

なお、本実施形態において、通信装置１が切替部４の切り替えと、スイッチ７のオンオフとを制御することを説明したが、非接触給電装置２が制御するようにしてもよい。また、その他の車載機器が切替部４の切り替えと、スイッチ７のオンオフとを制御するようにしてもよい。

また、車載アンテナ３の共振周波数の調整、インピーダンス整合等のために、通信装置１及び車載アンテナ３間の接続経路、又は非接触給電装置２及び車載アンテナ３間の接続経路の間にコンデンサ等の回路素子が適宜介装されてもよい。

１ 通信装置
２ 非接触給電装置
３ 車載アンテナ
４ 切替部
５ 第２車載アンテナ
６ 電源
７ スイッチ
８ 抵抗
１１ 制御部
１２ 記憶部
１３ ドライバ
１３１ 送信部
１３２ 受信部
１４ 入出力部
２１ 制御部
２２ 変換部

Claims (5)

1. 車載アンテナに接続され、該車載アンテナを用いて信号を無線送信する通信装置と、
   前記車載アンテナに接続され、前記車載アンテナを用いて車内の受電装置に非接触にて給電する非接触給電装置と、
   前記車載アンテナ及び通信装置間の接続並びに前記車載アンテナ及び非接触給電装置間の接続を切り替える切替部と
   を備える車載システム。
2. 前記通信装置が信号の無線送信を開始するか否かを判定する通信判定部と、
   該通信判定部が信号の無線送信を開始すると判定した場合、前記通信装置が前記車載アンテナに接続するように前記切替部を制御する切替制御部と
   を更に備える請求項１に記載の車載システム。
3. 前記車載アンテナ及び非接触給電装置間に接続された電流経路と、
   該電流経路に設けられたスイッチング素子及び抵抗と、
   前記切替部の切替態様に応じて前記スイッチング素子のオンオフを切り替えるスイッチ制御部と
   を更に備える請求項１又は２に記載の車載システム。
4. 前記スイッチ制御部は、前記切替部が前記車載アンテナ及び通信装置間を接続している場合に前記スイッチング素子をオンにし、前記切替部が前記車載アンテナ及び非接触給電装置間を接続している場合に前記スイッチング素子をオフにするようにしてある
   請求項３に記載の車載システム。
5. 前記車載アンテナはコイルを有する
   請求項１から４までの何れか一つに記載の車載システム。

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