JP6002931B2

JP6002931B2 - 車載用充電器

Info

Publication number: JP6002931B2
Application number: JP2011267954A
Authority: JP
Inventors: 裕美本郷
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-12-07
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2016-10-05
Anticipated expiration: 2031-12-07
Also published as: EP2790288A1; EP2790288A4; US20140347009A1; JP2013121245A; WO2013084488A1; CN103988386A; US9438069B2

Description

本発明は、電磁誘導を用いた車載用充電器に関する。

近年、携帯電話の高性能化に伴い、その電力消費が大きくなり、車両内においても充電を行えるようにすることが望まれている。また、電磁誘導用いた無接点充電も実用化が進んでいる。

この無接点充電器においては、送電用の１次コイルと受電用の２次コイルの相対位置検出に、２次コイルに発生した電圧と基準電圧との比較により行うものが知られている（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２００８−２０６２９５号公報

しかし、前記従来例においては、充電コイルに通電すると、充電コイルから発する電磁界により車両制御、例えばドアの開閉制御を行うキーレスエントリ制御に対する信頼性が低くなる。そのため、充電コイルへの通電を制限することが考えられるが、そうすると充電コイルへ通電できない間は、送電用の１次コイルと受電用の２次コイルの相対位置検出ができず、非常に使い勝手が悪いという問題があった。

具体的には、車に乗り込んだ直後は、キーレスエントリ制御などが行われており、１次コイルと２次コイルの位置合わせをすることができない。つまり、キーレスエントリ制御を行わない、例えば車両駆動状態とならなければ、１次コイルと２次コイルの位置合わせをすることができない。したがって、キーレスエントリ制御を行わない、例えば車両駆動状態とならなければ、充電開始の準備もすることができず、使い勝手の良くないものとなっていた。

そこで、本発明は、車載用充電器の使い勝手を向上させることを目的とするものである。

そしてこの目的を達成するために本発明に係る車載用充電器は、１次コイルの通電を制御する制御部と、この制御部に前記１次コイルと被充電器の２次コイルとの位置関係を検出する位置検出部、およびユーザへ報知を行う報知部が接続され、前記制御部は、前記位置検出部を用いて前記１次コイルと前記２次コイルとの位置関係を取得し、その位置関係を前記報知部から報知する構成とし、これにより所期の目的を達成するものである。

以上のように本発明は、１次コイルの通電を制御する制御部と、この制御部に前記１次コイルと被充電器の２次コイルとの位置関係を検出する位置検出部、およびユーザへ報知を行う報知部が接続され、前記制御部は、前記位置検出部を用いて前記１次コイルと前記２次コイルとの位置関係を取得し、その位置関係を前記報知部から報知する構成としたものであるので、極めて使い勝手の良いものとなる。

すなわち、本発明においては、車に乗り込んだ直後でキーレスエントリ制御が行われていたとしても、１次コイルと２次コイルの位置合わせをすることができる。よって、車に乗り込んだ直後から、携帯電話を充電可能な位置に置く充電開始の準備をすることが可能となるため、車両制御への影響がなくなり充電可能な状態となれば、すぐさま充電を開始することができる。これにより、車載用充電器が極めて使い勝手の良いものとなる。

本発明の実施の形態１にかかる車載用充電器を車両に搭載した状態を示す図同車載用充電器の斜視図同車載用充電器の斜視図同車載用充電器の側面図同車載用充電器の天面図同車載用充電器の制御ブロック図同車載用充電器の動作フローチャート同車載用充電器の動作フローチャート同車載用充電器の動作フローチャートのフラグ説明図

以下、本発明の一実施の形態を、図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１において、車両１の車内２前方にはハンドル３が配置され、またハンドル３の左方には車載用電子機器４が配置されている。さらに、車載用電子機器４の下側であって、運転席と助手席の間には、車載用充電器５が配置されている。

図２は、車載用充電器５の斜視図を示している。

車載用充電器５の設置面７に携帯電話（被充電器の一例）６を置いた状態を示している。また、この携帯電話６が充電可能な状態であることなどをユーザに知らせる報知部１９（図６参照）としてのＬＥＤ８、および車載用充電器５の内部に設置したスピーカ１１（図３の１１）からの音を外部へ伝える開口部９を備える。

図３は、車載用充電器５の内部が理解できるように一部透視状態とした斜視図を示している。また、図４は、車載用充電器５の内部が理解できるように一部透視状態とした側面図を示している。

携帯電話６を設置する設置面７の内側には、携帯電話６に内蔵された受電用の２次コイル１０へ送電する１次コイル１２と、スピーカ１１を備える。

さて、本実施形態においては、１次コイル１２と、携帯電話６の２次コイル１０を対向させることで、携帯電話６の２次コイル１０に、１次コイル１２からの磁束を到達させ、これによって、携帯電話６が保有する電池（図示せず）の充電を行うようになっている。なお、設置面７は、１次コイル１２から携帯電話６の２次コイル１０に向かう磁束が通過できるように、合成樹脂によって形成することが好ましい。

なおここでは、説明の簡略化のため、１次コイル１２を駆動する回路や取付け構造などは省略する。また、以降本実施の形態では、１次コイル１２は、固定されているものとし、携帯電話６をユーザが移動させることにより、１次コイル１２と２次コイル１０の位置合わせを行うとして説明する。

また、図４に示すように、例えば、先行文献（例えばＪＰ２００９−２４７１９４Ａ５２００９．１２．１７）と同じように、設置面７に、上述した携帯電話６が設置されたか否か、および大まかな位置検出をする位置検出部１３（図２１の３９）を、設置面７の裏面側全面に配置した。

位置検出部１３は、図５に示すように、例えば、Ｘ軸方向の位置を検出する複数のコイル１４と、Ｙ軸方向の位置を検出する複数のコイル１５を備える。各コイルは、Ｘ軸方向またはＹ軸方向に細長いループ状であって、所定の間隔で配置する。

この各コイルにパルス電源（図示しない）から所定のタイミングでパルス信号１６を出力する。パルス信号１６が入力されるコイルは、パルス信号１６で接近する２次コイル１０を励起する。励起された２次コイルは、流れる電流のエネルギーでエコー信号１７を前述のコイルに出力する。

したがって、２次コイル１０の近くにあるコイルは、図５に示すように、パルス信号１６が入力された後、所定の時間遅れて、２次コイル１０からのエコー信号１７が誘導される。このことにより、コイル１４およびコイル１５のいずれのコイルに２次コイル１０が接近しているかを判定することができる。

図６は、車載用充電器５の制御ブロックを示している。

車載用充電器５は、１次コイル１２の通電を制御する制御部１８と、この制御部１８に１次コイル１２と携帯電話６の２次コイル１０との位置関係を検出する位置検出部１３と、ユーザへ報知を行う報知部１９が接続されている。

制御部１８は、位置検出部１３を用いて１次コイル１２と２次コイル１０との位置関係を取得し、その位置関係を報知部１９から報知させる。

また、制御部１８には、車両１と通信する通信部２０を備える。通信部２０は、車載用電子機器４などを介して、車両１から１次コイル１２に通電可能な状態か否かを取得する。これは、１次コイル１２への通電がキーレスエントリ制御など車両制御の信頼性を高めるためである。

以上の構成において、図７、８、９に示すごとく、車載用充電器５の設置面７に携帯電話６を設置し、充電を開始するまでの手順について説明する。

まず、車両１のイグニッションがＯＮになると、制御部１８は、位置検出部１３の携帯電話６の２次コイル１０を検出する回路を働かせる（ステップＳ１）。この時、図９に示すフラグは、充電終了フラグ：０、２次コイル検出フラグ：０、充電開始フラグ：０である。また、１次コイルの通電はオフ状態で、報知部１９からは何も報知しない。

そして、位置検出部１３が２次コイル１０を検出すると（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、制御部１８は、充電終了フラグ＝０（ステップＳ３：Ｙｅｓ）を確認する。次に、制御部１８は、２次コイル検出フラグ＝０（ステップＳ４：Ｎｏ）であれば、ステップＳ５で２次コイル検出フラグ＝１とし、スピーカ１１からポロローン音を１回鳴らす（ステップＳ６）と共にＬＥＤ８を点灯し、ステップＳ８へ進む。制御部１８は、ステップＳ４でＮｏならば、ステップＳ８へ飛ぶ。

ステップＳ８では、制御部１８は、位置検出部１３から２次コイル１０と１次コイル１２との位置関係を取得し、２次コイル１０が１次コイル１２と近ければ（ステップＳ８：
Ｙｅｓ）、ステップＳ９へ進む。２次コイル１０が１次コイル１２から離れていれば（ステップＳ８：Ｎｏ）、携帯電話６を充電可能な位置へ誘導するためステップＳ１１へ進む。

ステップＳ９では、制御部１８は、通信部２０を介して車両から１次コイル１２に通電可能かを問い合わせ、通電可能であれば、１次コイル１２への通電を開始し、ステップＳ１５へ進む。

制御部１８は、スピーカ１１からピッピッ音を鳴らし（ステップＳ１１）、またＬＥＤ８を短周期で点滅させることで（ステップＳ１２）、ユーザに２次コイル１０が１次コイル１２から離れていることを知らせる。その後、制御部１８は、１次コイル１２の通電オフを確認し（ステップＳ１３）、充電開始フラグを０とし（ステップＳ１４）、ステップＳ１へ戻る。これにより、ユーザが携帯電話６を充電可能な位置、すなわち２次コイル１０と１次コイル１２が十分に接近した状態となるようユーザ動作を誘導することができる。

次に、図８のステップＳ１５へと進み、充電開始から終了までの処理について説明する。

ステップＳ１５では、制御部１８は、２次コイル１０と１次コイル１２との間で通信不可であれば（ステップＳ１５：Ｎｏ）、ステップＳ１６へ進む。ステップＳ１６以降は、位置検出部１３による２次コイル１０と１次コイル１２の位置合わせが不十分な場合のバックアップとして、再度ユーザに位置合わせを要求するフローである。

ステップＳ１６で、制御部１８は、充電開始フラグ＝０でなければ（ステップＳ１６：Ｎｏ）、充電開始フラグ＝１とし（ステップＳ１９）、ステップＳ１へ戻る。ステップＳ１６で、制御部１８は、充電開始フラグ＝０であれば（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、ピーピー音を継続し（ステップＳ１７）、ＬＥＤ８を長周期で点滅させる（ステップＳ１８）、ステップＳ１へ戻る。

ここで、ステップＳ１５へ戻り、充電開始から終了までの処理の説明を続ける。

制御部１８は、２次コイル１０と１次コイル１２との間で通信可であれば（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、充電開始フラグ＝０を確認すると（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、充電開始フラグ＝１とし充電を開始する（ステップＳ２１）。そして、制御部１８は、２次コイル１０を検出する回路をオフし（ステップＳ２２）、ピンポン音を１回鳴らし（ステップＳ２３）、ＬＥＤ８を消灯する（ステップＳ２４）。

充電中は、携帯電話６から充電終了通知があるまで、ステップＳ１５からステップＳ２５を繰り返す。なお、ステップＳ２０で充電開始フラグ＝１の間は、ステップＳ２１からＳ２４を飛ばす。

制御部１８は、携帯電話６から充電終了通知があると（ステップＳ２５：Ｙｅｓ）、充電終了フラグ＝１とし（ステップＳ２６）、１次コイル１２の通電をオフの後（ステップＳ２７）、ＬＥＤ８を消灯し（ステップＳ２８）、ステップＳ１へ戻る。

以上説明したように、本実施形態においては、１次コイル１２の通電を制御する制御部１８と、この制御部１８に前記１次コイル１２と携帯電話６の２次コイル１０との位置関係を検出する位置検出部１３、およびユーザへ報知を行う報知部１９が接続され、前記制御部１８は、前記位置検出部１３を用いて前記１次コイル１２と前記２次コイル１０との
位置関係を取得し、その位置関係を前記報知部１９から報知する構成としたものであるので、極めて使い勝手の良いものとなる。

すなわち、本発明においては、車に乗り込んだ直後でキーレスエントリ制御が行われていたとしても、１次コイル１２と２次コイル１０の位置合わせをすることができる。よって、車に乗り込んだ直後から、携帯電話６を充電可能な位置に置く充電開始の準備をすることが可能となるため、車両制御への影響がなくなり充電可能な状態となれば、すぐさま充電を開始することができる。これにより、車載用充電器５が極めて使い勝手の良いものとなる。

すなわち、本発明においては、車に乗り込んだ直後でキーレスエントリ制御が行われていたとしても、１次コイルと２次コイルの位置合わせをすることができる。よって、車に乗り込んだ直後から、携帯電話を充電可能な位置に置く充電開始の準備をすることが可能となるため、車両制御への影響がなくなり充電可能な状態となれば、すぐさま充電を開始することができる。これにより、車載用充電器が極めて使い勝手の良いものとなる。したがって、車載用電子装置としての活用が期待されるものである。

１車両
２車内
３ハンドル
４車載用電子機器
５車載用充電器
６携帯電話
７設置面
８ＬＥＤ
９開口部
１０２次コイル
１１スピーカ
１２１次コイル
１３位置検出部
１４、１５コイル
１６パルス信号
１７エコー信号
１８制御部
１９報知部
２０通信部

Claims

１次コイルの通電を制御する制御部、前記制御部に接続され、前記１次コイルと被充電器の２次コイルとの位置関係を検出する位置検出部、および前記制御部に接続され、ユーザへ報知を行う報知部を備え、
前記制御部は、１次コイルに通電しない状態で、前記位置検出部を用いて前記１次コイルと前記２次コイルとの位置関係を取得し、その位置関係に基づき、前記２次コイルが前記１次コイルから離れていることを前記報知部から報知し、
前記制御部は、前記位置検出部が前記２次コイルを検出すれば、前記報知部から１次報知を行うと共に前記１次コイルと前記２次コイルとの位置関係を取得し、その位置関係に基づき、前記２次コイルが前記１次コイルに十分近づいていることを検出すれば、前記１次コイルの通電を開始し、その後、前記１次コイルと前記２次コイルとの通信可能かどうかを確認し、前記１次コイルと前記２次コイルとの通信が成立すれば、前記１次報知と異なる２次報知を行う車載用充電器。
前記位置検出部は、前記１次コイルの上面に配置した格子状のコイルである請求項１に記載の車載用充電器。
前記制御部は、車両と通信する通信部が接続され、
前記制御部は、前記位置検出部が前記２次コイルを検出すれば前記報知部から１次報知を行い、その後、前記通信部を介して充電開始可能な車両状態を取得すれば、前記１次コイルの通電を開始する請求項１から２の何れか１項に記載の車載用充電器。