JP5827168B2 - 非接触充電装置 - Google Patents

Description

この発明は、非接触で被充電装置を充電する非接触充電装置に関する。

従来、充電装置から被充電装置へ非接触で送電を行うことで、被充電装置を充電する非接触充電システムが存在する（例えば、特許文献１参照）。具体的には、充電装置には１次コイルが設けられ、被充電装置には２次コイルが設けられる。充電装置の上面には、被充電装置が設置される送電パッドが形成される。１次コイルは、励磁されることで低周波数の電波（電磁波）を放出する。この電波により２次コイルに電力が誘起される。この電力が被充電装置に内蔵される電池に充電される。

今後、非接触充電システムの業界団体であるＷＰＣ（Wireless Power Consortium）の規格に沿った充電装置の普及が予想される。この規格においては、１次コイルからの電波の周波数は１００ｋＨｚ〜２００ｋＨｚに指定されている。

一方、車両には電子キー及び車載装置間での無線通信を通じて車両ドアの施解錠やエンジンの始動を可能とする電子キーシステムが搭載されている（例えば、特許文献２参照）。詳しくは、車載装置は、電子キーを探索するべく、ＬＦ帯（代表的には１３４ｋＨｚ又は１２５ｋＨｚ）のリクエスト信号を一定周期毎に送信する。電子キーは、リクエスト信号を受信すると、ＵＨＦ帯のレスポンス信号を無線送信する。車載装置はレスポンス信号を受信すると、車両ドアの施解錠やエンジンの始動を許可する。

特開２００８−５５７３号公報 特開２００４−９２０７１号公報

上記充電装置を車両に搭載した場合、非接触充電システム及び電子キーシステム間で使用される周波数が重複するため電波干渉が生じるおそれがある。具体的には、充電装置を車内にて使用すると、その電波が電子キーシステムにとってノイズとなる。この結果、電子キー及び車載装置間の無線通信、ひいてはエンジンの始動等が不可となるおそれがある。このため、電子キー及び車載装置間での無線通信に要する時間に亘って、非接触充電装置による充電を停止することで、この無線通信に対する影響を抑制することが検討されている。

ここで、電子キーが電池切れの場合には、車載装置はリクエスト信号に対する電子キーからのレスポンス信号を受信できない。よって、リクエスト信号の送信が継続される。従って、電子キー及び車載装置間での無線通信に要する時間が長期化するため、上記検討中の構成では充電装置による被充電装置への充電時間を確保できないおそれがある。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電子キーシステムの通信に対する影響を抑制しつつ充電時間を確保した非接触充電装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、電子キーの応答があるまでウェイク周期毎にウェイク信号を無線送信し、そのウェイク信号の送信とともに開始される前記電子キーとの間での一連の通信を通じて正規の電子キーであるか否かの認証を制限時間に亘って行う車載装置を有する車両に設けられ、１次コイルに交流電流が供給されることで被充電装置に非接触で送電する非接触充電装置において、前記一連の通信の開始を、送信される前記ウェイク信号を通じて検出する検出手段と、前記検出手段を通じて一連の通信の開始を検出すると、前記一連の通信に要する時間より長く設定される充電抑制時間に亘って前記１次コイルに供給される交流電流を抑制し、前記充電抑制時間の経過中に前記検出手段を通じて新たな一連の通信の開始が検出されたとき、この新たな一連の通信が終了する以降まで前記充電抑制時間を延長する充電抑制モードにおいて、前記充電抑制時間の継続時間が最大停止時間以上となったとき１次コイルへの交流電流の供給を抑制しない状態に戻す充電再開モードとなる給電抑制手段と、を備え、前記最大停止時間は前記制限時間より長く設定されることを要旨とする。

同構成によれば、一連の通信の開始が検出されると、一連の通信に要する時間より長く設定される充電抑制時間に亘って１次コイルへの交流電流の供給が抑制される。充電抑制時間の経過中において、新たな一連の通信の開始が検出された場合には、新たな一連の通信が終了する以降まで充電抑制時間が延長される（充電抑制モード）。これにより、車載装置及び電子キー間の通信を妨害する態様の非接触充電装置からの電磁波が抑制される。

また、充電抑制時間の継続時間が最大停止時間以上となったとき、１次コイルへの交流電流の供給を抑制しない状態に戻す（充電再開モード）。従って、例えば電子キーの電池切れにより、電子キーがウェイク信号に対して応答できない場合にウェイク信号の送信、ひいては充電抑制時間の延長が繰り返されることが抑制される。従って、非接触充電装置による被充電装置への充電時間を確保することができる。

ここで、最大停止時間は、一連の通信が行われる期間である制限時間より長く設定される。よって、一連の通信が行われている状況にあっては充電再開モードに移行しない。よって、一連の通信に対する影響を抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の非接触充電装置において、前記給電抑制手段は、前記充電再開モードにおいて、前記検出手段を通じて検出したウェイク信号の送信間隔が、前記ウェイク周期より長い規定時間以上となったとき充電抑制準備モードに移行し、この充電抑制準備モードにおいて前記検出手段を通じて一連の通信の開始を検出すると、前記充電抑制モードに移行することを要旨とする。

充電再開モードにおいて、電子キーの電池切れが解消されない場合、電子キーを探索するべく、ウェイク信号がウェイク周期毎に送信される。この状態で、例えば電子キーの電池交換がされると、電子キーはウェイク信号に対する応答が可能となるため、以後、電子キー及び車載装置間で一連の通信が行われる。よって、ウェイク信号の送信間隔が、ウェイク周期より長い規定時間以上となる。上記構成によれば、給電抑制手段は、ウェイク信号の送信間隔が規定時間以上となったとき充電抑制準備モードに移行する。この充電抑制準備モードにおいて検出手段を通じて一連の通信の開始（ウェイク信号）が検出されると、
給電抑制手段は充電抑制モードに移行する。よって、充電再開モードにおいて電子キーの電池交換が行われた後の一連の通信に対する非接触充電装置からの電波による影響を抑制することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の非接触充電装置において、前記給電抑制手段は、前記検出手段を通じて一連の通信の開始を検出すると、前記一連の通信に要する時間に設定される第１の充電抑制時間及び、その第１の充電抑制時間が経過したときから開始する第２の充電抑制時間に亘って前記１次コイルへの交流電流の供給を抑制するとともに、前記第２の充電抑制時間の経過中に前記検出手段を通じて新たな一連の通信の開始を検出すると、再び前記第１の充電抑制時間に亘って前記１次コイルへの交流電流の供給を抑制することで、前記充電抑制時間を延長することを要旨とする。

同構成によれば、一連の通信の開始が検出されると、一連の通信に要する時間に設定される第１の充電抑制時間に亘って１次コイルへの交流電流の供給が抑制される。また、その第１の充電抑制時間が経過したときから開始する第２の充電抑制時間に亘って１次コイルへの交流電流の供給が抑制される。この第２の充電抑制時間の経過中において、新たな一連の通信が検出された場合には、再び第１の充電抑制時間に亘って１次コイルに供給される交流電流が抑制される。これにより、第１の充電抑制時間の経過中における一連の通信中において、第１の充電抑制時間の再設定（充電抑制時間の延長）が繰り返されることが抑制される。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の非接触充電装置において、前記給電抑制手段は、前記１次コイルへの電流供給経路に設けられるとともに、指令信号に基づき前記１次コイルへの電流の供給を抑制する充電抑制素子と、第１〜第３のタイマと、を備え、前記第１のタイマは、前記検出手段を通じて前記ウェイク信号を検出したときから前記第１の充電抑制時間に亘ってタイマ信号を前記第３のタイマに出力する第１の処理を行い、前記第２のタイマは、前記第１の充電抑制時間が経過したときから前記第２の充電抑制時間に亘ってタイマ信号を前記第３のタイマに出力する第２の処理を行い、前記第２の充電抑制時間の経過中に、前記検出手段を通じて前記ウェイク信号を検出すると、前記第２のタイマは前記第２の処理を終了して、再び前記第１のタイマは前記第１の処理を開始し、前記第３のタイマは、前記第１の処理に伴う前記第１のタイマからのタイマ信号を受けると、以後、前記第１及び第２のタイマの何れかから前記タイマ信号を受けている限り、前記最大停止時間に亘って前記充電抑制素子に前記指令信号を出力することで前記充電抑制モードとし、前記最大停止時間を経過すると前記指令信号の出力を停止することで前記充電再開モードとすることを要旨とする。

同構成によれば、第１のタイマは、検出手段を通じてウェイク信号を検出したときから第１の充電抑制時間に亘ってタイマ信号を出力する第１の処理を行う。そして、第２のタイマは、第１の充電抑制時間が経過したときから第２の充電抑制時間に亘ってタイマ信号を出力する第２の処理を行う。第３のタイマは、第１の処理に伴う第１のタイマからのタイマ信号を受けると、以後第１及び第２のタイマの何れかからタイマ信号を受けている限り、最大停止時間に亘って充電抑制素子に指令信号を出力する。これにより、充電抑制モードとなる。

また、第３のタイマは、最大停止時間を経過すると、指令信号の出力を停止する。これにより、充電再開モードとなる。よって、電子キー及び車載装置間の通信に対する影響を抑制しつつ非接触充電装置による被充電装置の充電時間を確保できる。

本発明によれば、非接触充電装置において、電子キーシステムの通信に対する影響を抑制しつつ充電時間を確保することができる。

本発明の一実施形態における車両、電子キー及び携帯端末の構成を示すブロック図。 本発明の一実施形態における車載装置及び電子キー間の一連の通信に関するタイミングチャート。 本発明の一実施形態における（ａ）は電子キーの探索通信時のタイミングチャート、（ｂ）は一連の通信の周期及び制限時間を示したタイミングチャート。 本発明の一実施形態における携帯端末が送電パッドに設置された非接触充電装置の斜視図。 本発明の一実施形態における干渉抑制部等の構成を示すブロック図。 本発明の一実施形態における処理回路の構成を示すブロック図。 本発明の一実施形態における処理回路の各構成の動作を示すタイミングチャート。 他の実施形態における干渉抑制部等の構成を示すブロック図。

以下、本発明にかかる非接触充電装置を具体化した一実施形態について図１〜図７を参照して説明する。
図１に示すように、車両５は、非接触充電装置４０と、車載装置２０とを備える。この車載装置２０は、ユーザに所持される電子キー１０との相互通信を通じてエンジンの始動を許可する。非接触充電装置４０は、ユーザに所持される携帯端末５０を非接触で充電可能に構成される。以下、電子キー１０、車載装置２０、非接触充電装置４０及び携帯端末５０の具体的構成について説明する。

＜電子キー＞
電子キー１０は、コンピュータユニットによって構成された電子キー制御部１１を備える。この電子キー制御部１１には、ＬＦ（Low Frequency）帯の無線信号を受信するＬＦ受信部１２と、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の無線信号を送信するＵＨＦ送信部１３とが接続されている。電子キー制御部１１はメモリ１１ａを備え、そのメモリ１１ａにはビークルＩＤコード、キーＩＤコード及び暗号鍵が記憶されている。

図２に示すように、ＬＦ受信部１２は、その受信アンテナ１２ａを通じて車載装置２０からのＬＦ帯のウェイク信号を受信する。そして、ＬＦ受信部１２は、ウェイク信号を復調したうえで電子キー制御部１１へ出力する。

電子キー制御部１１は、ウェイク信号を認識すると、アック信号を生成し、生成したアック信号をＵＨＦ送信部１３へ出力する。ＵＨＦ送信部１３は、アック信号を変調し、変調したアック信号を自身の送信アンテナ１３ａを介してＵＨＦ帯の無線信号として送信する。

ＬＦ受信部１２は、受信アンテナ１２ａを介してビークル信号を受信すると、同ビークル信号を復調したうえで電子キー制御部１１へ出力する。電子キー制御部１１は、ビークル信号を認識すると、その信号に含まれるビークルＩＤコードと、メモリ１１ａに記憶されるビークルＩＤコードとの照合を行う（ビークルＩＤ照合）。電子キー制御部１１は、ビークルＩＤコードの照合が成立した旨判断したとき、上記同様にアック信号を無線送信する。

ＬＦ受信部１２は、受信アンテナ１２ａを介してチャレンジ信号を受信すると、同チャレンジ信号を復調したうえで電子キー制御部１１へ出力する。電子キー制御部１１は、チャレンジ信号を認識すると、チャレンジ信号に含まれるチャレンジコードをメモリ１１ａに記憶される暗号鍵を利用して暗号化することによりレスポンスコードを生成する。そして、電子キー制御部１１は、生成したレスポンスコードと、メモリ１１ａに記憶されるキーＩＤコードとを含むレスポンス信号を生成し、その生成したレスポンス信号をＵＨＦ送信部１３へ出力する。ＵＨＦ送信部１３は、レスポンス信号を変調し、変調したレスポンス信号を自身の送信アンテナ１３ａを介してＵＨＦ帯の無線信号として送信する。

＜車載装置＞
図１に示すように、車載装置２０は、コンピュータユニットにて構成されるＥＣＵ２１を備える。このＥＣＵ２１には、ＵＨＦ帯の無線信号を受信するＵＨＦ受信部２４と、ＬＦ帯の無線信号を送信するＬＦ送信部２３とが接続されている。ＬＦ送信部２３には、非接触充電装置４０を構成する干渉抑制部４３を介して送信アンテナ２３ａが接続されている。干渉抑制部４３の構成及び作用については後で詳述する。

また、図１に示すように、ＥＣＵ２１には、エンジンスイッチ３３と、カーテシスイッチ３４とが接続されている。カーテシスイッチ３４は、車両ドアの開閉状態を検出し、その検出結果をＥＣＵ２１に出力する。エンジンスイッチ３３は、運転席の近傍に押し操作可能に設けられている。エンジンスイッチ３３は押し操作されると、その旨の操作信号をＥＣＵ２１に出力する。

ＥＣＵ２１は、不揮発性のメモリ２１ａを備え、そのメモリ２１ａには電子キー１０と同一のキーＩＤコード、ビークルＩＤコード及び暗号鍵が記憶されている。
ＥＣＵ２１は、ユーザの乗車に伴って車両ドアの解錠後にカーテシスイッチ３４を通じて車両ドアが開閉した旨判断したとき、正規の電子キー１０が車室内に存在するか否かの認証を行うべく、ウェイク信号を生成し、その生成したウェイク信号をＬＦ送信部２３に出力する。ＬＦ送信部２３は、ＥＣＵ２１からのウェイク信号を変調して、この変調したウェイク信号を送信アンテナ２３ａを介して車内に送信する。

ＵＨＦ受信部２４は、その受信アンテナ２４ａを介してウェイク信号に対するアック信号を受信し、その受信信号を復調したうえでＥＣＵ２１へ出力する。ＥＣＵ２１は、このアック信号を認識すると、メモリ２１ａに記憶されるビークルＩＤコードを含むビークル信号を生成し、その生成したビークル信号をＬＦ送信部２３に出力する。ＬＦ送信部２３は、ビークル信号を変調し、その変調したビークル信号を自身の送信アンテナ２３ａを介してＬＦ帯の無線信号として送信する。

図３（ａ）に示すように、ＥＣＵ２１は、１回目のウェイク信号の送信後に電子キー１０からのアック信号を認識できないとき、アック信号を認識するまで周期Ｔ１毎にウェイク信号を送信する。これを電子キーの探索通信とよぶ。

図２に示すように、ＵＨＦ受信部２４は、その受信アンテナ２４ａを介してビークル信号に対するアック信号を受信し、その受信信号を復調したうえでＥＣＵ２１へ出力する。ＥＣＵ２１はこのアック信号を認識すると、チャレンジコードを含むチャレンジ信号を生成し、そのチャレンジ信号をＬＦ送信部２３に出力する。ＬＦ送信部２３は、チャレンジ信号を変調し、その変調したチャレンジ信号を自身の送信アンテナ２３ａを介してＬＦ帯の無線信号として送信する。このとき、ＥＣＵ２１は、メモリ２１ａに記憶される暗号鍵を利用してチャレンジコードを暗号化することによりレスポンスコードを生成する。

ＵＨＦ受信部２４は、その受信アンテナ２４ａを介して受信したレスポンス信号を復調したうえでＥＣＵ２１へ出力する。ＥＣＵ２１は、レスポンス信号を認識すると、このレスポンス信号に含まれるキーＩＤコードと、メモリ２１ａに記憶されるキーＩＤコードとの照合を行う（キーＩＤ照合）。また、ＥＣＵ２１は、レスポンス信号に含まれるレスポンスコードと、自身が生成したレスポンスコードとの照合を行う（レスポンス照合）。ＥＣＵ２１は、キーＩＤ照合及びレスポンス照合が成立した旨判断すると、照合成立状態となる。上述した電子キー１０及び車載装置２０間でのウェイク信号、アック信号、ビークル信号、チャレンジ信号及びレスポンス信号の送受信を「一連の通信」と呼ぶ。図２に示すように、この一連の通信には、通信時間Ｔ４を要する。ＥＣＵ２１は、上記両照合が成立した状態において、エンジンスイッチ３３が操作された旨認識すると、エンジンを始動する。

図３（ｂ）に示すように、ＥＣＵ２１は、上記車両ドアの開閉に伴うウェイク信号の送信とともに開始する制限時間Ｔ２内において周期Ｔ３毎に電子キー１０との間で一連の通信（上記両照合）を実行する。すなわち、制限時間Ｔ２を経過すると、一連の通信は行われない。この周期Ｔ３は、上記探索通信時のウェイク信号の送信周期Ｔ１より長く設定されるとともに、上記両照合の結果に基づき変化する。例えば、前回の一連の通信における上記両照合が成立した場合には、上記両照合が成立しない場合に比べて、次回の一連の通信までの周期Ｔ３は長くなる。

＜非接触充電装置及び携帯端末＞
図４に示すように、非接触充電装置４０は、その上面に携帯端末５０を設置可能とした送電パッド４０ａを有する。この非接触充電装置４０は、送電パッド４０ａを露出させた状態で車室内に取り付けられる。ユーザは、携帯端末５０を送電パッド４０ａに置くだけで、その携帯端末５０の充電を行うことができる。

図１に示すように、非接触充電装置４０は、上述した干渉抑制部４３に加えて、充電制御装置４１と、複数の励磁回路４２と、それと同数の１次コイルＬ１と、を備える。
また、携帯端末５０は、２次コイルＬ２と、整流回路５２と、コンバータ５３と、バッテリ５４と、負荷変調回路５５と、を備える。

各１次コイルＬ１は、装置内部に送電パッド４０ａに沿って設けられる。１次コイルＬ１はスパイラルコイルである。各１次コイルＬ１は各励磁回路４２に接続されている。また、各励磁回路４２は電源及びグランド間に接続されている。

充電制御装置４１は、励磁回路４２を通じて１次コイルＬ１に交流電流を供給する。これにより、１次コイルＬ１は励磁されて、電波（電磁波）を放出する。この電波の周波数は、上記背景技術でも説明したように、ＷＰＣの規格において１００ｋＨｚ〜２００ｋＨｚに指定されている。充電制御装置４１は、１次コイルＬ１に供給される電流を監視する。

携帯端末５０が送電パッド４０ａに設置された状態で、２次コイルＬ２の軸は送電パッド４０ａの面に直交する。２次コイルＬ２は、１次コイルＬ１からの電磁波により電流を誘起する（電磁誘導）。整流回路５２は、誘起された交流電流を直流電流に変換し、その変換した電流をコンバータ５３に出力する。コンバータ５３は、電力を降圧又は昇圧して、その電力をバッテリ５４に供給する。これにより、バッテリ５４が充電される。

充電制御装置４１は、送電パッド４０ａに携帯端末５０が設置されているか否かを判断するためにポーリングを行う。具体的には、充電制御装置４１は、間欠的に１次コイルＬ１に交流電流を供給することで１次コイルＬ１を励磁する。これにより、１次コイルＬ１からはポーリング信号（電波）が送信される。

携帯端末５０の負荷変調回路５５は、２次コイルＬ２を通じてポーリング信号を受けると負荷変調を行う。詳しくは、負荷変調回路５５は、ポーリング信号を受信したとき、２次コイルＬ２に負荷（図示略）を接続した接続状態と、２次コイルＬ２に負荷を接続しない非接続状態との間で切り替える。接続状態にあるとき、２次コイルＬ２と磁気結合する１次コイルＬ１からみたインピーダンスが非接続状態から変化する。従って、１次コイルＬ１に供給される電流が変化する。充電制御装置４１は、この電流の変化を通じて送電パッド４０ａに携帯端末５０が設置されている旨判断し、その旨判断したとき連続的に１次コイルＬ１を励磁させることで実際に携帯端末５０の充電を行う。

各励磁回路４２及び電源間にはＦＥＴ（電界効果トランジスタ）４９のドレイン端子及びソース端子が接続されている。通常、ＦＥＴ４９は、ドレイン端子及びソース端子間が導通状態（オン状態）となっている。よって、各励磁回路４２には、電源からの電力がＦＥＴ４９を介して供給可能とされている。ＦＥＴ４９のゲート端子に、干渉抑制部４３によって一定値以上の電圧が印加されることで、ＦＥＴ４９のドレイン端子及びソース端子間が非導通状態（オフ状態）となる。よって、電源から各励磁回路４２への電力供給が遮断される。これにより、非接触充電装置４０からの電磁波が遮断される。

次に、干渉抑制部４３の構成及びその動作について説明する。
図５に示すように、干渉抑制部４３は、ＬＦ送信部２３から送信アンテナ２３ａに出力されるウェイク信号（交流電流）の電流値Ｉを検出するセンサ４４と、センサ４４の検出結果に基づきＦＥＴ４９のゲート電圧を制御する処理回路７０と、これらが配設される基板４７とを備えている。

基板４７には、第１及び第２のコネクタ４７ａ，４７ｂが設けられている。第１のコネクタ４７ａは、ＬＦ送信部２３から送信アンテナ２３ａに要求信号を送るためのハーネス（導線）２５の先端部に設けられる第２のコネクタ２５ａに接続される。第２のコネクタ４７ｂは、送信アンテナ２３ａに設けられ要求信号を受信するための第１のコネクタ２３ｂに接続される。第１のコネクタ２３ｂ，４７ａは同一形状であって、第２のコネクタ２５ａ，４７ｂは同一形状である。すなわち、干渉抑制部４３がない構成においては、第１のコネクタ２３ｂを第２のコネクタ２５ａに接続可能である。

図６に示すように、処理回路７０は、第１〜第３のタイマ７１〜７３と、ＮＯＴ回路７４と、ＯＲ回路７５と、コンパレータ７６とを備える。
コンパレータ７６の入力端子７６ｉにはセンサ４４が接続され、コンパレータ７６の出力端子７６ｏには、第１のタイマ７１のトリガ端子７１ｔが接続されている。また、第１のタイマ７１の出力端子７１ｏには、ＯＲ回路７５の第１の入力端子７５ｉ１と、ＮＯＴ回路７４の入力端子７４ｉとが接続されている。

ＮＯＴ回路７４の出力端子７４ｏには第２のタイマ７２のトリガ端子７２ｔ及びリセット端子７２ｒが接続されている。第２のタイマ７２の出力端子７２ｏには、ＯＲ回路７５の第２の入力端子７５ｉ２が接続されている。ＯＲ回路７５の出力端子７５ｏには、第３のタイマ７３のリセット端子７３ｒ及びトリガ端子７３ｔが接続されている。第３のタイマ７３の出力端子７３ｏにはＦＥＴ４９のゲート端子が接続されている。

以下、処理回路７０の動作について図７のタイミングチャートの各時刻ｔ０〜ｔ７に沿って説明する。時刻ｔ０においては、非接触充電装置４０は、携帯端末５０への充電を行っている充電モードにある。

充電モードにおいて、コンパレータ７６は、センサ４４からの電流値Ｉを受け、その電流値Ｉが閾値以上となったとき、第１のタイマ７１に信号Ｓ１を出力する（時刻ｔ１）。電流値Ｉは、ウェイク信号の送信時に閾値以上となる。

第１のタイマ７１は、信号Ｓ１を受けると、第１の給電停止時間Ｔｓ１に亘ってＯＲ回路７５及びＮＯＴ回路７４に信号Ｓ２を出力する（時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間Ｔａ１）。従って、期間Ｔａ１においては、ＯＲ回路７５は、信号Ｓ２を受けるため、第３のタイマ７３に信号Ｓ５を出力する。ＮＯＴ回路７４は信号Ｓ２を受けている期間に亘って、第２のタイマ７２への信号Ｓ３の出力を停止する。よって、第２のタイマ７２は、信号Ｓ３を受けてＯＲ回路７５に信号Ｓ４を出力することはない。なお、第１の給電停止時間Ｔｓ１は、一連の通信に要する通信時間Ｔ４（図２参照）より長く設定される。

期間Ｔａ１において、第３のタイマ７３は、リセット端子７３ｒ及びトリガ端子７３ｔを通じて信号Ｓ５を受けると、最大停止時間Ｔｒに亘って指令信号Ｓ６をＦＥＴ４９のゲート端子に出力する。ＦＥＴ４９は、自身のゲート端子に指令信号Ｓ６に基づく電圧が印加されることでオフ状態となる。従って、１次コイルＬ１への給電、ひいては携帯端末５０への充電が停止される。これにより、非接触充電装置４０は充電モードから充電停止モードに移行する。

第１のタイマ７１は、期間Ｔａ１（時刻ｔ２）を経過すると信号Ｓ２の出力を停止する。ＮＯＴ回路７４は、信号Ｓ２を受けなくなると、第２のタイマ７２へ信号Ｓ３の出力を開始する。第２のタイマ７２は、リセット端子７２ｒ及びトリガ端子７２ｔを通じて信号Ｓ３を受けると、最大で第２の給電停止時間Ｔｓ２に亘ってＯＲ回路７５に信号Ｓ４を出力する。

ＯＲ回路７５は、時刻ｔ２において、その第１の入力端子７５ｉ１を通じて受けていた信号Ｓ２の停止とともに、その第２の入力端子７５ｉ２を通じて信号Ｓ４の受信を開始する。よって、ＯＲ回路７５は、第３のタイマ７３への信号Ｓ５の出力を継続する。

第２の給電停止時間Ｔｓ２の経過中において、次のウェイク信号が検出されると充電停止時間が延長される。換言すると、第２の給電停止時間Ｔｓ２は、その経過中に次のウェイク信号が検出される時間に設定される。詳しくは、第２の給電停止時間Ｔｓ２の経過前において一連の通信が開始されると、コンパレータ７６は電流値Ｉが閾値以上となる旨認識して、第１のタイマ７１に信号Ｓ１を出力する（時刻ｔ３）。すると、第１のタイマ７１は、時刻ｔ３から再び第１の給電停止時間Ｔｓ１に亘ってＮＯＴ回路７４及びＯＲ回路７５に信号Ｓ２を出力する。ＮＯＴ回路７４は、信号Ｓ２を受けると、第２のタイマ７２への信号Ｓ３の出力を停止する。第２のタイマ７２は信号Ｓ３を受けなくなると、第２の給電停止時間Ｔｓ２の経過途中に関わらず、ＯＲ回路７５への信号Ｓ４の出力を停止する。よって、ＯＲ回路７５は、第２の入力端子７５ｉ２を通じた信号Ｓ４の受信が停止するとともに、第１の入力端子７５ｉ１を通じた信号Ｓ２の受信を開始するため、信号Ｓ５の出力を継続する。以降、時刻ｔ４においては、上記時刻ｔ２と同様に、第１〜第３のタイマ７１〜７３、ＮＯＴ回路７４及びＯＲ回路７５が動作する。従って、携帯端末５０への充電が停止された状態が延長される。

上述した探索通信に伴うウェイク信号の送信を通じて、充電停止時間の延長が繰り返される場合であっても、電子キー１０の電池切れと予想されるときには一連の通信への影響がないとして、非接触充電装置４０による携帯端末５０への充電が再開される。詳しくは、第３のタイマ７３は、最大停止時間Ｔｒが経過したとき、指令信号Ｓ６の出力を停止する（時刻ｔ５）。ＦＥＴ４９は、この指令信号Ｓ６の出力が停止することでゲート端子に電圧が印加されなくなってオン状態となる。従って、１次コイルＬ１への給電、ひいては携帯端末５０への充電が再開される。これにより、非接触充電装置４０は充電停止モードから充電再開モードに移行する。最大停止時間Ｔｒは、一連の通信が繰り返される期間である制限時間Ｔ２（図３（ｂ）参照）を越える時間である。よって、その最大停止時間Ｔｒを経過しても、ウェイク信号の送信が継続される場合には電子キー１０が電池切れのために応答できないと予想される。

時刻ｔ５以降においても、探索通信に伴うウェイク信号の送信が継続される場合には、第１のタイマ７１、第２のタイマ７２、ＮＯＴ回路７４及びＯＲ回路７５は時刻ｔ５以前と同様に動作する。よって、ＯＲ回路７５は、第３のタイマ７３に信号Ｓ５を出力し続ける。第３のタイマ７３は、次に信号Ｓ５を受信していない状態から信号Ｓ５の受信を開始した状態に切り替わるまで、指令信号Ｓ６の出力を停止した状態を維持する。

ここで、電子キー１０の電池交換が実施されることで、車載装置２０は電子キー１０との間で一連の通信を実行し、その通信に伴う上記両照合が成立すると、以後、探索通信に係るウェイク信号の送信周期Ｔ１より長い周期Ｔ３毎に一連の通信を行う。この場合には、第２の給電停止時間Ｔｓ２の経過中においてウェイク信号が送信されない。よって、第２のタイマ７２は第２の給電停止時間Ｔｓ２の経過を待って（時刻ｔ６）、信号Ｓ４の出力を停止する。このとき、ＯＲ回路７５は、両入力端子７５ｉ１，７５ｉ２を通じて何れの信号Ｓ２，Ｓ４も受けなくなるため、信号Ｓ５の出力を停止する。このとき、非接触充電装置４０は充電再開モードから充電停止準備モードに移行する。すなわち、充電再開モードにおいて、所定のウェイク信号の送信から、第１の給電停止時間Ｔｓ１及び最大の第２の給電停止時間Ｔｓ２を足した時間（時刻ｔ５ａから時刻ｔ６までの時間Ｔｂ）に亘って次のウェイク信号が送信されないと、充電再開モードから充電停止準備モードに移行する。この時間Ｔｂが規定時間に相当する。

そして、時刻ｔ７において、時刻ｔ１と同様に、第１のタイマ７１は、ウェイク信号の受信に伴い信号Ｓ１を受けると信号Ｓ２をＯＲ回路７５及びＮＯＴ回路７４に出力する。ＯＲ回路７５は信号Ｓ２を受けると信号Ｓ５を第３のタイマ７３に出力する。第３のタイマ７３は、信号Ｓ５を受けると、指令信号Ｓ６を出力する。ＦＥＴ４９は、自身のゲート端子に指令信号Ｓ６に基づく電圧が印加されることでオフ状態となる。従って、１次コイルＬ１への給電、ひいては携帯端末５０への充電が停止される。これにより、非接触充電装置４０は充電停止準備モードから充電停止モードに移行する。

また、充電停止モードにおいて、ウェイク信号が送信されることなく、第２の給電停止時間Ｔｓ２が経過した場合には、一連の通信への影響がないとして携帯端末５０への充電が再開される。詳しくは、第２のタイマ７２は、第２の給電停止時間Ｔｓ２の経過を待って信号Ｓ４の出力を停止する。この場合、ＯＲ回路７５は、両入力端子７５ｉ１，７５ｉ２を通じて信号Ｓ２，Ｓ４の何れも受けなくなるため、信号Ｓ５の出力を停止する。第３のタイマ７３は、信号Ｓ５を受けなくなると、指令信号Ｓ６の出力を停止する。ＦＥＴ４９は、指令信号Ｓ６の出力が停止されることでゲート端子に電圧が印加されなくなってオン状態となる。従って、１次コイルＬ１への給電、ひいては携帯端末５０への充電が再開される。これにより、非接触充電装置４０は充電停止モードから充電モードに移行する。

なお、周期Ｔ１はウェイク周期に相当する。さらに、第１の給電停止時間Ｔｓ１は第１の給電抑制時間に相当し、第２の給電停止時間Ｔｓ２は第２の給電抑制時間に相当する。
以上、説明した実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。

（１）一連の通信の開始（ウェイク信号）が検出されると、一連の通信に要する通信時間Ｔ４より長く設定される第１の給電停止時間Ｔｓ１に亘って１次コイルＬ１への交流電流の供給が停止される。また、その第１の給電停止時間Ｔｓ１が経過したときから開始する第２の給電停止時間Ｔｓ２に亘って１次コイルＬ１への交流電流の供給が停止される。この第２の給電停止時間Ｔｓ２の経過中において、電子キー１０及び車載装置２０間の新たな一連の通信が検出された場合には、再び第１の給電停止時間Ｔｓ１に亘って１次コイルＬ１に供給される交流電流が停止される。これにより、車載装置２０及び電子キー１０間の通信を妨害する態様の非接触充電装置４０からの電磁波が停止される。

また、充電停止時間の継続時間が最大停止時間Ｔｒ以上となったとき、１次コイルＬ１へ交流電流を供給する状態に戻される（充電再開モード）。従って、例えば電子キー１０の電池切れにより、電子キー１０がウェイク信号に対して応答できない場合にウェイク信号の送信、ひいては充電停止時間の延長が繰り返されることが抑制される。従って、非接触充電装置４０による携帯端末５０への充電時間を確保することができる。

また、最大停止時間Ｔｒは、一連の通信が繰り返し行われる期間である制限時間Ｔ２より長く設定される。よって、一連の通信が周期Ｔ３毎に行われている状況（図３（ｂ）参照）にあっては充電は再開されない。よって、一連の通信に対する影響を抑制することができる。

また、電子キー１０の電池切れに限らず、車内に電子キー１０が存在しないことにより、電子キー１０の探索通信が継続される場合であっても、上記と同様に充電が再開される。

（２）充電再開モードにおいて、電子キー１０の電池切れが解消されない場合、電子キー１０を探索するべく、ウェイク信号が周期Ｔ１毎に送信される。この状態で、例えば電子キー１０の電池交換がされると、電子キー１０はウェイク信号に対する応答が可能となるため、以後、電子キー１０及び車載装置２０間で一連の通信が周期Ｔ３毎に行われる。よって、ウェイク信号の送信間隔が、周期Ｔ１より長い時間Ｔｂ以上となる。上記構成によれば、ウェイク信号の送信間隔が時間Ｔｂ以上となったとき、例えば時刻ｔ６において第２の給電停止時間Ｔｓ２が経過することで充電抑制準備モードに移行される。この充電抑制準備モードにおいて、一連の通信の開始（ウェイク信号）が検出されると（時刻ｔ７）、充電停止モードに移行される。よって、電子キー１０の電池交換が行われた後の一連の通信に対する影響を抑制することができる。

（３）第１のタイマ７１は、ウェイク信号が検出されたときから第１の給電停止時間Ｔｓ１に亘って信号Ｓ２を出力する第１の処理を行う。そして、第２のタイマ７２は、第１の給電停止時間Ｔｓ１が経過したときから第２の給電停止時間Ｔｓ２に亘って信号Ｓ４を出力する第２の処理を行う。

第３のタイマ７３は、第１の処理に伴う第１のタイマ７１からの信号Ｓ２を通じてＯＲ回路７５から出力される信号Ｓ５を受けると、以後第１及び第２のタイマ７１，７２の何れかから信号Ｓ２，Ｓ４が出力されている限り、最大停止時間Ｔｒに亘ってＦＥＴ４９に指令信号Ｓ６を出力する。これにより、非接触充電装置４０が充電停止モードとなる。また、第３のタイマ７３は、最大停止時間Ｔｒを経過すると、指令信号Ｓ６の出力を停止する。これにより、非接触充電装置４０が充電再開モードとなる。よって、電子キー１０及び車載装置２０間の通信に対する影響を抑制しつつ、非接触充電装置４０による携帯端末５０の充電時間を確保できる。

（４）干渉抑制部４３は第１及び第２のコネクタ４７ａ，４７ｂを有する。これらコネクタ４７ａ，４７ｂは、ＬＦ送信部２３に接続される第２のコネクタ２５ａと、送信アンテナ２３ａに接続される第１のコネクタ２３ｂとにそれぞれ接続される。これにより、干渉抑制部４３を、容易にハーネス２５と送信アンテナ２３ａとの間に接続することができる。特に、既存の構成に干渉抑制部４３を後付けすることが容易となる。

（５）第１のタイマ７１はリセット端子を有しない。よって、第１のタイマ７１は第１の給電停止時間Ｔｓ１の経過中において、センサ４４を通じたビークル信号等の検出を通じてリセットされることがないため、一連の通信中に繰り返し第１の給電停止時間Ｔｓ１が設定されることが抑制される。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・上記実施形態においては、干渉抑制部４３は、ハーネス２５と送信アンテナ２３ａとの間に有線で接続されていた。しかし、図８に示すように、干渉抑制部６０は、ＬＦ送信部２３及び送信アンテナ２３ａと別体で構成されてもよい。干渉抑制部６０は、上記実施形態における処理回路７０に加えて、ＬＦ受信アンテナ６０ａと、信号増幅部６０ｂと、整流平滑部６０ｃとを備える。

ＬＦ受信アンテナ６０ａはウェイク信号を受信すると、その受信信号を信号増幅部６０ｂに出力する。信号増幅部６０ｂは、受信信号を増幅すると、その増幅した信号を整流平滑部６０ｃに出力する。整流平滑部６０ｃは、信号増幅部６０ｂからの信号（交流電流）を整流及び平滑することで生成した直流電流を処理回路７０に出力する。処理回路７０は上記実施形態と同様にＦＥＴ４９のオンオフ状態を切り替える。よって、非接触充電装置４０及び車載装置２０を別体で構成した場合であっても、上記実施形態と同様の作用効果が得られる。

・上記実施形態においては、充電抑制素子であるＦＥＴ４９をオフ状態とすることで、非接触充電装置４０からの電磁波が遮断されていた。しかし、非接触充電装置４０からの電磁波を遮断することができれば、上記構成に限らない。例えば、非接触充電装置４０全体の電源をオフ状態としてもよい。本構成によれば、より簡易に非接触充電装置４０からの電磁波を遮断できる。

また、１次コイルＬ１を含むアンテナ系のインピーダンスを増大させることで、１次コイルＬ１から放出される電磁波を抑制してもよい。詳しくは、励磁回路４２及び１次コイルＬ１間にはマッチング回路が設けられている。このマッチング回路は、１次コイルＬ１及び電力経路間のインピーダンスを整合させることで、１次コイルＬ１を含むアンテナ系の電気エネルギーの反射損失を抑制する。干渉抑制部４３は、マッチング回路を通じてアンテナ系のインピーダンスを増大させる。これにより、１次コイルＬ１に供給される交流電流が減少し、結果的に１次コイルＬ１からの電磁波を抑制することができる。本構成においては、電子キー１０及び車載装置２０間の一連の通信時にも、非接触充電装置４０による充電を継続することができる。

・上記実施形態においては、送信アンテナ２３ａから車内にウェイク信号が送信されるとき、非接触充電装置４０からの電磁波が抑制される。しかし、これと同様に、車外（例えばドアハンドル内）に設けられる送信アンテナから無線信号が送信されるときにも、非接触充電装置４０からの電磁波を抑制してもよい。

・上記実施形態においては、非接触充電装置４０は電磁誘導型であったが、磁界共鳴型であってもよい。
・上記実施形態における処理回路７０の回路構成は適宜変更可能である。例えば、第１及び第２のタイマ７１，７２を単一のタイマとして構成してもよい。この場合、給電停止時間はウェイク信号が検出されたときから一定時間（例えば第２の給電停止時間Ｔｓ２）に亘って設定される。本構成においては、一連の通信時に給電停止時間が連続的に再設定される。これは、センサ４４の検出結果からでは、ウェイク信号、ビークル信号及びチャレンジ信号の種類を判別することができないからである。従って、チャレンジ信号の送信完了直前に給電停止時間が設定されることになって、上記実施形態と同様の作用効果が得られる。

また、処理回路７０にＡＮＤ回路を追加してもよい。詳しくは、ＡＮＤ回路の第１の入力端子にＯＲ回路７５の出力端子７５ｏを接続し、ＡＮＤ回路の第２の入力端子に第３のタイマ７３の出力端子７３ｏを接続する。また、ＡＮＤ回路の出力端子にはＦＥＴ４９のゲート端子を接続する。本構成においても、上記実施形態と同様のタイミングで、処理回路７０によってＦＥＴ４９のオンオフ状態が切り替えられる。

・上記実施形態においては、車載装置２０は、一連の通信を周期Ｔ３毎に行っていたが、一連の通信における両照合が成立した場合には、以後、一連の通信が行われない構成であってもよい。この場合、制限時間Ｔ２は通信時間Ｔ４に基づき設定される。

次に、前記実施形態から把握できる技術的思想を記載する。
（イ）請求項４に記載の非接触充電装置において、前記第３のタイマは、前記最大停止時間の経過中に前記第１及び第２のタイマの何れからも前記タイマ信号を受信しなくなると前記指令信号の出力を停止する非接触充電装置。

同構成によれば、充電抑制モードにおいて、ウェイク信号等の送信がなくなると、１次コイルへの交流電流の供給が再開される。
（ロ）請求項１〜４、（イ）項の何れか一項に記載の非接触充電装置において、前記車載装置は、前記制限時間内において一定周期毎に前記一連の通信を行う非接触充電装置。

Ｌ１…１次コイル、Ｌ２…２次コイル、５…車両、１０…電子キー、１１…電子キー制御部、１２…ＬＦ受信部、１２ａ…受信アンテナ、１３…ＵＨＦ送信部、１３ａ…送信アンテナ、２０…車載装置、２１…ＥＣＵ、２３…ＬＦ送信部、２３ａ…送信アンテナ、２３ｂ，４７ａ…第１のコネクタ、２４…ＵＨＦ受信部、２４ａ…受信アンテナ、２５…ハーネス、２５ａ，４７ｂ…第２のコネクタ、３３…エンジンスイッチ、３４…カーテシスイッチ、４０…非接触充電装置、４１…充電制御装置、４２…励磁回路、４３…干渉抑制部、４４…検出手段としてのセンサ、４７…基板、４９…充電抑制素子としてのＦＥＴ、５０…被充電装置としての携帯端末、７０…給電抑制手段としての処理回路、７１…第１のタイマ、７２…第２のタイマ、７３…第３のタイマ、７４…ＮＯＴ回路、７５…ＯＲ回路、７６…コンパレータ。

Claims (4)

1. 電子キーの応答があるまでウェイク周期毎にウェイク信号を無線送信し、そのウェイク信号の送信とともに開始される前記電子キーとの間での一連の通信を通じて正規の電子キーであるか否かの認証を制限時間に亘って行う車載装置を有する車両に設けられ、１次コイルに交流電流が供給されることで被充電装置に非接触で送電する非接触充電装置において、
   前記一連の通信の開始を、送信される前記ウェイク信号を通じて検出する検出手段と、
   前記検出手段を通じて一連の通信の開始を検出すると、前記一連の通信に要する時間より長く設定される充電抑制時間に亘って前記１次コイルに供給される交流電流を抑制し、前記充電抑制時間の経過中に前記検出手段を通じて新たな一連の通信の開始が検出されたとき、この新たな一連の通信が終了する以降まで前記充電抑制時間を延長する充電抑制モードにおいて、前記充電抑制時間の継続時間が最大停止時間以上となったとき１次コイルへの交流電流の供給を抑制しない状態に戻す充電再開モードとなる給電抑制手段と、を備え、
   前記最大停止時間は前記制限時間より長く設定される非接触充電装置。
2. 請求項１に記載の非接触充電装置において、
   前記給電抑制手段は、前記充電再開モードにおいて、前記検出手段を通じて検出したウェイク信号の送信間隔が、前記ウェイク周期より長い規定時間以上となったとき充電抑制準備モードに移行し、この充電抑制準備モードにおいて前記検出手段を通じて一連の通信の開始を検出すると、前記充電抑制モードに移行する非接触充電装置。
3. 請求項１又は２に記載の非接触充電装置において、
   前記給電抑制手段は、前記検出手段を通じて一連の通信の開始を検出すると、前記一連の通信に要する時間に設定される第１の充電抑制時間及び、その第１の充電抑制時間が経過したときから開始する第２の充電抑制時間に亘って前記１次コイルへの交流電流の供給を抑制するとともに、前記第２の充電抑制時間の経過中に前記検出手段を通じて新たな一連の通信の開始を検出すると、再び前記第１の充電抑制時間に亘って前記１次コイルへの交流電流の供給を抑制することで、前記充電抑制時間を延長する非接触充電装置。
4. 請求項３に記載の非接触充電装置において、
   前記給電抑制手段は、
   前記１次コイルへの電流供給経路に設けられるとともに、指令信号に基づき前記１次コイルへの電流の供給を抑制する充電抑制素子と、
   第１〜第３のタイマと、を備え、
   前記第１のタイマは、前記検出手段を通じて前記ウェイク信号を検出したときから前記第１の充電抑制時間に亘ってタイマ信号を前記第３のタイマに出力する第１の処理を行い、
   前記第２のタイマは、前記第１の充電抑制時間が経過したときから前記第２の充電抑制時間に亘ってタイマ信号を前記第３のタイマに出力する第２の処理を行い、
   前記第２の充電抑制時間の経過中に、前記検出手段を通じて前記ウェイク信号を検出すると、前記第２のタイマは前記第２の処理を終了して、再び前記第１のタイマは前記第１の処理を開始し、
   前記第３のタイマは、前記第１の処理に伴う前記第１のタイマからのタイマ信号を受けると、以後、前記第１及び第２のタイマの何れかから前記タイマ信号を受けている限り、前記最大停止時間に亘って前記充電抑制素子に前記指令信号を出力することで前記充電抑制モードとし、前記最大停止時間を経過すると前記指令信号の出力を停止することで前記充電再開モードとする非接触充電装置。