JP2018042408A - 受電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】送電器と受電器とを接触させない状態であっても充電効率のよい位置を探すことができるようにすること。
【解決手段】受電装置（１）は、前記受電装置の高さを検出するための高さ検出手段と、充電の効率を検出する充電効率検出手段と、前記充電効率検出手段の検出結果に基づいて、充電効率を改善させるための指示を報知する報知手段とを有し、前記報知手段は、前記受電装置の高さが所定値以下である場合においても、充電効率を改善させるための指示を報知する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力を無線で受け取ることができる受電装置に関する。

電子機器の充電方法として接続口（金属接点）にアダプタや充電器を直接接触させず、非接触で充電を行うワイヤレス充電という技術が知られている。

今までワイヤレス充電を採用している製品としては、電動歯ブラシ、電気シェイバなど消費電力の少ない機器であったが、近年は充電効率の向上に伴い携帯電話やデジタルカメラ、ひいては車などにもワイヤレス充電が搭載されつつある。

ここで、ワイヤレス充電では受電器と送電器のコイルの位置ずれによる充電効率の低下が課題とされており、充電効率を改善させるための手段としてユーザに送電器に対する受電器の最適な位置を報知する技術が提案されている。特許文献１には、充電電圧と基準電圧の差分から受電器と送電器の位置のずれ量を検出し、充電効率がよりよくなる位置をユーザに知らせることが記載されている。

特開２００８−２０６２９５号公報

しかしながら、従来技術では。受電器と送電器とが接触している場合の充電効率の最適位置を探す方法しか考えられていない。つまり、送電器から受電器までの高さは考慮されていない。

実際の使用方法の一例を挙げると、充電効率のよりよい位置を探す際、ユーザは受電器及び送電器に傷が付くのを避けるために受電器を手で持ち送電器から浮かせて充電効率がよくなる位置を探す場合がある。この場合、受電器と送電器の間に高さ方向の隙間ができてしまう。

従来技術では、ＸＹ平面しか考慮していないため、充電効率が低くなった場合、それがＸＹ平面でずれているのか、Ｚ軸方向にずれているのかを判定することができない。

そこで、本発明は、送電器と受電器とを接触させない状態であっても充電効率のよい位置を探すことができるようにすることを目的とする。

本発明に係る受電装置の一つは、受電装置であって、前記受電装置の高さを検出するための高さ検出手段と、充電の効率を検出する充電効率検出手段と、前記充電効率検出手段の検出結果に基づいて、充電効率を改善させるための指示を報知する報知手段とを有し、前記報知手段は、前記受電装置の高さが所定値以下である場合においても、充電効率を改善させるための指示を報知することを特徴とする。

本発明に係る受電装置の一つは、受電装置であって、前記受電装置の高さを検出するための複数の高さ検出手段と、充電の効率を検出する充電効率検出手段と、前記充電効率検出手段の検出結果に基づいて、充電効率を改善させるための指示を報知する報知手段とを有し、前記報知手段は、前記複数の高さ検出手段の検出結果のバラつきが所定値以下である場合においても、充電効率を改善させるための指示を報知することを特徴とする。

本発明によれば、送電器と受電器とを接触させない状態であっても充電効率のよい位置を探すことができる。

実施形態１における受電装置１の構成の一例を説明するためのブロック図である。 実施形態１における受電装置１の動作を説明するためのフローチャートである。 実施形態２における受電装置１の構成の一例を説明するためのブロック図であるのブロック図である。 実施形態２における受電装置１の動作を説明するためのフローチャートである。 実施形態２における高さ検出部２２及び２２Ａ〜２２Ｃの配置の一例を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態では、ワイヤレス充電方式の例として電磁誘導方式を用いて説明するが、本発明は電磁誘導方式以外のワイヤレス充電方式（例えば、電界共鳴方式、磁界共鳴方式）でも実施可能である。

［実施形態１］
図１は、実施形態１における受電装置１の構成の一例を説明するためのブロック図である。

実施形態１は、受電装置１、送電部１６、家庭用交流電圧を所定の直流電圧に変換するＡＣアダプタ部１７から構成される。なお、ＡＣアダプタ部１７は家庭用電源に限らず、所定の直流電圧が供給可能であれば手段は問わない。

送電部１６は、一次側コイル部１９、インバーター部１８、送電側通信部６から構成されており、ＡＣアダプタ部１７から電源電圧の供給をうけてインバーター部１８にて直流電圧を交流電圧に変換する。一次側コイル部１９は、インバーター部１８から電流を流されることで磁束を発生させる。送電側通信部６はワイヤレス充電が開始される前に受電装置１と通信するためのものである。主な通信内容はワイヤレス充電時の送信電力であり、後述する受電側通信部８との通信が確定したのち情報を送信する。

受電装置１は、制御装置４、表示部７、高さ検出部２２、受電部２、二次電池部９から構成される。

二次電池部９は、受電装置１の動作電源であり、本受電装置によって充電される。

受電部２は、二次側コイル部１４、整流回路部１３、ＤＣＤＣ部１２、充電制御部２０、電圧検出部１１、分圧抵抗部２１、比較部１５、受電側通信部８から構成される。

二次側コイル部１４は、一次側コイル部１９にて発生した磁束が二次側コイル部１４と鎖交することで、二次側コイル部１４に電流が流れ、起電力が発生する。この場合の起電力の大きさは、一次側コイル部１９と二次側コイル部１４の磁束が鎖交する量に関わってくるため、コイルの位置関係が変わると起電力も変化する。

整流回路部１３は、二次側コイル部１４にて発生した交流電圧を直流電圧に変換しＤＣＤＣ部１２へ送る。ＤＣＤＣ部１２は整流回路部１３から供給された電圧を二次電池部９に充電するための所定の電圧を生成する。

電圧検出部１１は、整流回路部１３にて整流された電圧を分圧抵抗部２１の抵抗にて分圧した検出電圧を計算する。その検出された検出電圧を後述する比較部１５及び充電制御部２０へ送る。

受電側通信部８は、整流回路部１３から出力される起電力を動作電源として動作する。動作後、送電側通信部６と通信を開始し、送電側通信部６から送電部１６の送電電力Ｗの情報を取得し後述する比較部１５へ送る。

比較部１５は、電圧検出部１１及び受電側通信部８の出力値の差分をみることで充電効率を計算し、後述する制御装置４にその情報を送る。

充電制御部２０は、電圧検出部１１の結果に応じて、ＤＣＤＣ部１２で生成した電源電圧を二次電池部９へ供給するか遮断するかを次のように判定する。検出電圧が所定以上の場合にＤＣＤＣ部１２から電源電圧を二次電池部９へ供給し、検出電圧が所定未満の場合にはＤＣＤＣ部１２からの電源供給を遮断する。

高さ検出部２２は、受電装置１の送電部１６からの高さを近接センサ等で検出し、後述する高さ判定部３に値を出力する。ここでの高さの検出方法は高さが検出できればよく、方法にこれに限らない。

制御装置４は、各種処理部５、効率判定部１０、高さ判定部３から構成されており、ワイヤレス充電中は送電部１６から送られてくる電力を供給元とし動作する。各種処理部５は、受電装置１のワイヤレス充電技術以外のすべての制御を司っており、例えば、後述する表示部７のコントローラーも含まれる。

効率判定部１０は、比較部１５の結果を基に次のような制御を行う。比較部１５で求めた受電効率が所定値未満の場合、表示部７に現在の受電効率と所定値を表示させ、たとえば「もっと探してください」等を表示する。

高さ判定部３は、高さ検出部２２の結果を基に次のような制御をおこなう。受電装置１の送電部１６からの高さが所定値より多い場合は、表示部７に「位置を下げてください」と表示させる。受電装置１の高さが所定値以下の場合は、表示部７に比較部１５にて計算した充電効率を表示させる。

表示部７は、各種処理部５の結果を表示させる他に、実施形態１では視覚的報知手段の媒体として用いる。実施形態１では表示部７を用いた報知手段を記載しているが、方法はこれに限らず音を用いた制御でもよい。

次に、図２を参照し、実施形態１における受電装置１の動作を説明する。

まず初めに、受電部２と送電部１６間で通信させることに必要な起電力があるか否か判定するために電圧検出部１１で検出した検出電圧を用いる（Ｓ１０１）。ここでは、ワイヤレス充電をするために必要な送電電力Ｗ１よりも小さな送電電力Ｗ２を送電部１６が受電装置１に対して出力する。Ｓ１０１にて検出電圧が所定値未満と判定された場合、受電側通信ＩＣの動作電圧に達していないため所定値以上になるまで待機する。

Ｓ１０１にて検出電圧が所定値以上と判定された場合、受電側通信部８と送信側通信部２２の通信が確定し（Ｓ１０２）、ワイヤレス充電を開始する（Ｓ１０３）。この場合、送電部１６の送電電力をＷ２からＷ１に切り替える。

次に、高さ検出部２２にて受電装置１の送電部１６からの高さを測定する（Ｓ１０４）。

次に、測定された高さが所定値以下か否か判定する（Ｓ１０５）。Ｓ１０５にて高さが所定値より大きいと判定した場合は、充電効率のよい場所を探す判定材料に相応しくないとし、表示部７を用いてユーザに対して「位置を下げてください」と報知し、Ｓ１０４での測定結果が所定値以下になるまで報知を続ける。このとき、報知を行う手段はなんでもよく、例えば音声部を用いて位置を下げてくださいと言わせてもよい。

Ｓ１０５にて高さが所定値以下と判定した場合、高さの影響をほぼ受けない充電効率が取得できるとし、Ｓ１０７に進む。

次に前述したように、比較部１５で充電効率を測定する（Ｓ１０７）。次に、受電装置１が所定値以上の充電効率とする位置にいるかの判定を行う（Ｓ１０８）。Ｓ１０８にて充電効率が所定値未満と判定された場合、表示部７を用いて「もっと探してください」と報知を行う（Ｓ１０９）。この場合、Ｓ１０９と同時に所定値と現在の充電効率も表示部７に表示させる。

Ｓ１０８にて充電効率が所定値以上と判定された場合、表示部７を用いて「最適位置です」とユーザに報知する（Ｓ１１０）。最後に、受電装置１を送電部１６に置くように促し報知手段を停止させ、充電を継続する。

上述したように、実施形態１によれば、受電装置１の送電部１６からの高さを制限することによって、高さの違いが充電効率へ及ぼす影響を抑え、充電効率のよりよい位置をユーザに報知することが可能となる。

［実施形態２］
以下、図３、図４及び図５を参照し、実施形態２を説明する。実施形態では、受電装置１の高さを制限しても高さによっては手で持っている以上、傾きが発生しうる。そのため、効率に変化があった際にＸＹ平面でずれてしまったのか、傾いたことで効率に変化があったのか判定することができない。

そこで、実施形態２では、複数の高さ検出部を受電装置１に設ける。そして、複数の高さ検出部の検出結果のバラつきが所定値以下である場合に、取得した充電効率を効率判定のために用いるようにする。

図３は、実施形態２における受電装置１の構成の一例を説明するためのブロック図であるのブロック図である。実施形態１における受電装置１と実施形態２における受電装置１との違いは、３つの高さ検出部２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃが追加されていることである。実施形態２では、図５に示すように、高さ検出部２２及び２２Ａ〜２２Ｃが受電装置１の四隅に設置された例を説明する。

次に、図４を参照し、実施形態２における受電装置１の動作を説明するためのフローチャートである。なお、図４のＳ１０１〜Ｓ１０３及びＳ１０７〜Ｓ１１０は、図２のＳ１０１〜Ｓ１０３及びＳ１０７〜Ｓ１１０と同じであるため、それらの説明を省略する。

まず、高さ検出部２２〜２４Ｃを用いて受電装置１の高さを測定する（Ｓ２０１）。

受電装置１が水平か否かＳ２０１で取得した４つの高さ情報を用いて判定する（Ｓ２０２）。Ｓ２０２にて４つの高さ情報のバラつきが所定値以上と判定された場合、受電装置１は水平でないので、表示部７を用いてユーザに対して「水平にしてください」と報知し、Ｓ２０１での４つの高さ情報のバラつきが所定値以下になるまで報知を続ける。

Ｓ２０２にて４つの高さ情報のバラつきが所定値以下と判定された場合、受電装置１は水平であるため、Ｓ２０４に進む。

次に、測定された４つの高さ情報が所定値以下か否か判定する（Ｓ２０４）。Ｓ２０４にて４つのうちいずれかの高さが所定値より大きいと判定した場合は、充電効率のよい場所を探す判定材料に相応しくないとし、表示部７を用いてユーザに対して「位置を下げてください」と報知し、Ｓ２０１での測定結果が所定値以下になるまで報知を続ける。このとき、報知を行う手段は表示部７に限らず、例えば音声部（図示せず）を用いて「位置を下げてください」と報知してもよい。

Ｓ２０４にて全ての高さが所定値以下と判定した場合、高さの影響をほぼ受けない充電効率が取得できるとし、Ｓ１０７に進む。

上述したように、受電装置１に複数の高さ検出部２２及び２２Ａ〜２２Ｃを設け、それぞれの高さを制限することによって、受電装置１の傾きの違いが充電効率へ及ぼす影響を抑え、充電効率のよりよい位置をユーザに報知することが可能となる。

１ 受電装置
２ 受電部
３ 高さ判定部
４ 制御装置
５ 各種処理部
６ 送電側通信部
７ 表示部
８ 受電側通信部
９ 二次電池部
１０ 効率判定部
１１ 電圧検出部
１２ ＤＣＤＣ部
１３ 整流回路部
１４ 二次側コイル部
１５ 比較部
１６ 送電部
１７ ＡＣアダプタ部
１８ インバーター部
１９ 一次側コイル部
２０ 充電制御部
２１ 分圧抵抗部
２２ 高さ検出部
２２Ａ 高さ検出部
２２Ｂ 高さ検出部
２２Ｃ 高さ検出部

Claims (2)

1. 受電装置であって、
   前記受電装置の高さを検出するための高さ検出手段と、
   充電の効率を検出する充電効率検出手段と、
   前記充電効率検出手段の検出結果に基づいて、充電効率を改善させるための指示を報知する報知手段と
   を有し、
   前記報知手段は、前記受電装置の高さが所定値以下である場合においても、充電効率を改善させるための指示を報知することを特徴とする受電装置。
2. 受電装置であって、
   前記受電装置の高さを検出するための複数の高さ検出手段と、
   充電の効率を検出する充電効率検出手段と、
   前記充電効率検出手段の検出結果に基づいて、充電効率を改善させるための指示を報知する報知手段と
   を有し、
   前記報知手段は、前記複数の高さ検出手段の検出結果のバラつきが所定値以下である場合においても、充電効率を改善させるための指示を報知することを特徴とする受電装置。