WO2013084488A1

WO2013084488A1 - 車載用充電器

Info

Publication number: WO2013084488A1
Application number: PCT/JP2012/007803
Authority: WO
Inventors: 裕美本郷
Original assignee: パナソニック株式会社
Priority date: 2011-12-07
Filing date: 2012-12-05
Publication date: 2013-06-13
Also published as: US20140347009A1; US9438069B2; JP2013121245A; JP6002931B2; EP2790288A1; CN103988386A; EP2790288A4

Abstract

　無接点充電を行う車載用充電器は、１次コイルへの通電を制御する制御部と、１次コイルと携帯電話等の被充電機器の２次コイルとの位置関係を検出する位置検出部と、ユーザへの報知を行う報知部とを備える。制御部は、１次コイルに通電しない状態で、位置検出部が検出した１次コイルと２次コイルとの位置関係を取得し、その位置関係を報知部から報知するよう制御する。

Description

車載用充電器

　本発明は、無接点充電を行う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、車両内においても携帯電話の充電を行えるようにすることが望まれている。また、電磁誘導を用いた無接点充電も実用化が進んでいる。

　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の検出が、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われる手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

日本国特開２００８－２０６２９５号公報

　上記説明した無接点充電器を車両に搭載した場合、無接点充電器の１次コイルである充電コイルに通電すると、充電コイルが発する電磁波により車両制御、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。しかし、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を検出できず、非常に使い勝手が悪いという問題があった。

　具体的には、ユーザが車両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いるため、無接点充電器は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、無接点充電器は、車両がキーレスエントリ制御を行わない状態、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、車両がキーレスエントリ制御を行わない状態、例えば車両駆動状態とならなければ、無接点充電器は充電開始の準備をすることができない。このように、車両の状態に応じた無接点充電器の動作の制約は、使い勝手といった点では望ましくない。

　本発明の目的は、使い勝手が向上した車載用充電器を提供することである。

　本発明に係る車載用充電器は、無接点充電を行う車載用充電器であって、１次コイルへの通電を制御する制御部と、１次コイルと被充電機器の２次コイルとの位置関係を検出する位置検出部と、ユーザへの報知を行う報知部と、を備え、制御部は、１次コイルに通電しない状態で、位置検出部が検出した１次コイルと２次コイルとの位置関係を取得し、その位置関係を報知部が報知するよう制御する。

　本発明に係る車載用充電器は、１次コイルへの通電を制御する制御部と、１次コイルと被充電機器の２次コイルとの位置関係を検出する位置検出部と、ユーザへの報知を行う報知部と、を備え、制御部は、１次コイルに通電しない状態で、位置検出部が検出した１次コイルと２次コイルとの位置関係を取得し、その位置関係を報知部が報知するよう制御するため、当該車載用充電器が極めて使い勝手の良いものとなる。

　すなわち、本発明に係る車載用充電器は、ユーザが車両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、ユーザが車両に乗り込んだ直後から、充電可能な位置に置かれた被充電機器の充電開始の準備をすることが可能となる。その後、車両制御への影響がなくなり充電可能な状態となれば、車載用充電器はすぐさま充電を開始することができる。このように、車載用充電器が極めて使い勝手の良いものとなる。

本発明に係る一実施の形態の車載用充電器を車両に搭載した状態を示す図一実施の形態の車載用充電器の斜視図一実施の形態の車載用充電器の斜視図一実施の形態の車載用充電器の側面図一実施の形態の車載用充電器が備える位置検出部の天面図一実施の形態の車載用充電器が備える位置検出部に入力されるパルス信号とエコー信号を示す図一実施の形態の車載用充電器の内部構成及び充電される携帯電話との関係を示すブロック図一実施の形態の車載用充電器の動作を示すフローチャート一実施の形態の車載用充電器の動作を示すフローチャート一実施の形態の車載用充電器で用いられるフラグを説明する図

　以下、本発明の一実施の形態を、図面を用いて説明する。

　図１は、本発明に係る一実施の形態の車載用充電器を車両に搭載した状態を示す図である。図１に示すように、車両１の車内２前方にはハンドル（steering wheel）３が配置され、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、携帯電話等の電子機器に対して無接点充電が可能な車載用充電器５が配置されている。

　図２は、車載用充電器５の斜視図である。なお、図２は、車載用充電器５の設置面７に携帯電話（被充電機器の一例）６が置かれた状態を示す。車載用充電器５は、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７参照）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及び図７参照）からの音を外部へ伝える開口部９を備える。

　図３は、内部構成の一部を透視状態とした車載用充電器５の斜視図である。また、図４は、内部構成の一部を透視状態とした車載用充電器５の側面図である。図３及び図４に示すように、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とが設けられる。

　本実施の形態においては、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て、携帯電話６が保有する電池（図示せず）の充電を行う。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。

　本明細書では、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、本実施の形態では、１次コイル１２は固定されており、ユーザが設置面７上で携帯電話６を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、日本国特開２００９－２４７１９４号公報）と同じように、設置面７の裏面側全面には、携帯電話６が載置されたか否かを検出し、携帯電話６の大まかな位置検出を行う位置検出部１３が配置されている。図５は、車載用充電器５が備える位置検出部１３の天面図である。

　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位置検出コイル１４と、Ｙ軸方向の位置を検出する複数の位置検出コイル１５とを備える。各位置検出コイルの形状は、Ｘ軸方向またはＹ軸方向に細長いループ状である。複数の位置検出コイル１４は、Ｘ軸方向に沿って所定の間隔を空けて配置される。また、複数の位置検出コイル１５は、Ｙ軸方向に沿って所定の間隔を空けて配置される。

　図示しないパルス電源から所定のタイミングでパルス信号１６を各位置検出コイルに入力すると、パルス信号１６が入力された位置検出コイルは、携帯電話６の２次コイル１０を励起する。このとき、励起された２次コイル１０に流れる電流のエネルギーによって生成されたエコー信号１７が、前述の２次コイル１０を励起した位置検出コイルに作用する。

　したがって、２次コイル１０の近くにある位置検出コイルには、図６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。このため、位置検出部１３は、複数の位置検出コイル１４のいずれかおよび複数の位置検出コイル１５のいずれかに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７は、車載用充電器５の内部構成及び充電される携帯電話６との関係を示すブロック図である。図７に示すように、車載用充電器５は、制御部１８と、位置検出部１３と、報知部１９と、通信部２０と、１次コイル１２とを備える。制御部１８は、１次コイル１２への通電を制御する。位置検出部１３は、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。報知部１９は、ユーザへの報知を行う。なお、報知部１９は、図２に示したＬＥＤ８と、図３に示したスピーカ１１とを有する。通信部２０は、図１に示した車両１に設けられた車載用電子機器４と通信する。

　また、制御部１８は、位置検出部１３が検出した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が報知するよう制御する。通信部２０は、車載用電子機器４と通信を行って、１次コイル１２に通電可能な状態か否かを示す車両状態情報を取得する。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。

　以下、図８、図９及び図１０を参照して、車載用充電器５の設置面７に携帯電話６を載置し、携帯電話６の充電を開始するまでの手順について説明する。図８及び図９は、車載用充電器５の動作を示すフローチャートである。また、図１０は、車載用充電器５で用いられるフラグを説明する図である。

　まず、車両１のイグニッションがＯＮになると、制御部１８は、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よう位置検出部１３を制御する（ステップＳ１）。この時、図１０に示される各フラグは、「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」に設定されている。また、１次コイル１２の通電はオフ状態で、報知部１９は何も報知しない。

　位置検出部１３が１次コイル１２と２次コイル１０との位置関係を検出すると（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、制御部１８は、充電終了フラグが０であるか否かを確認し（ステップＳ３）、充電終了フラグ＝０であればステップＳ４に進み、充電終了フラグ＝１であればステップＳ２に戻る。ステップＳ４では、制御部１８は、２次コイル検出フラグが０であるか否かを確認し、２次コイル検出フラグ＝０であればステップＳ５に進み、２次コイル検出フラグ＝１であればステップＳ８に進む。ステップＳ５では、制御部１８は、２次コイル検出フラグ＝１に設定する。次に、制御部１８は、報知部１９のスピーカ１１から第１の所定音（例えば、「ポロローン」といった音）を１回鳴らし（ステップＳ６）、報知部１９のＬＥＤ８を消灯する（ステップＳ８）。

　ステップＳ８では、制御部１８は、位置検出部１３から１次コイル１２と２次コイル１０との位置関係を取得し、２次コイル１０が１次コイル１２に近いか、１次コイル１２から離れているかを判断する。２次コイル１０が１次コイル１２に近いと判断された場合（ステップＳ８：Ｙｅｓ）はステップＳ９へ進み、２次コイル１０が１次コイル１２から離れていると判断された場合（ステップＳ８：Ｎｏ）はステップＳ１１へ進む。

　ステップＳ９では、制御部１８は、通信部２０を介して、１次コイル１２に通電可能かを車載用電子機器４に問い合わせ、通信部２０で得られた車両状態情報に基づいて通電可能と判断すればステップＳ１０に進み、通電可能でないと判断すればステップＳ８に戻る。ステップＳ１０では、制御部１８は、１次コイル１２への通電を開始する。

　一方、ステップＳ１１では、制御部１８は、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ために、スピーカ１１から第２の所定音（例えば、「ピッピッ」といった音）を鳴らす。さらに、制御部１８は、ＬＥＤ８を短周期で点滅させる（ステップＳ１２）。ステップＳ１１での音声出力及びステップＳ１２での光点滅によって、携帯電話６を設置面７上の充電可能な位置へ動かすようユーザを誘導できる。

　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に設定し（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を設置面７上の充電可能な位置に動かすよう、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、ステップＳ１０の後に行われる充電開始から終了までの処理について説明する。

　制御部１８は、２次コイル１０と１次コイル１２との間で通信可能か否かを判断し（ステップＳ１５）、通信可能であれば（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）ステップＳ２１へ進み、通信不可であれば（ステップＳ１５：Ｎｏ）ステップＳ１６へ進む。なお、ステップＳ１６以降の手順は、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処理である。

　ステップＳ１６では、制御部１８は、充電開始フラグが０であるか否かを確認し、充電開始フラグ＝０であれば（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）ステップＳ１７に進み、充電開始フラグ＝１であれば（ステップＳ１６：Ｎｏ）ステップＳ１９に進む。ステップＳ１９では、制御部１８は、充電開始フラグを０に設定し、ステップＳ１へ戻る。一方、ステップＳ１７では、制御部１８は、第３の所定音（例えば、「ピーピー」といった音）を継続して鳴らす。さらに、制御部１８は、ＬＥＤ８を長周期で点滅させ（ステップＳ１８）、ステップＳ１へ戻る。

　ステップＳ１５で２次コイル１０と１次コイル１２との間で通信が可能であると判断された（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）後、ステップＳ２０に進んだ制御部１８は、充電開始フラグが０であるか否かを確認し、充電開始フラグ＝０であれば（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）ステップＳ２１に進み、充電開始フラグ＝１であれば（ステップＳ２０：Ｎｏ）ステップＳ２５に進む。ステップＳ２１では、制御部１８は、充電開始フラグを１に設定して充電を開始する。次に、制御部１８は、位置検出部１３の動作を停止し（ステップＳ２２）、スピーカ１１から第４の所定音（例えば、「ピンポン」といった音）を１回鳴らし（ステップＳ２３）、ＬＥＤ８を消灯する（ステップＳ２４）。

　ステップＳ２５では、制御部１８は、携帯電話６から充電終了通知を受け取ったかを判断し、充電終了通知があれば（ステップＳ２５：Ｙｅｓ）ステップＳ２６に進み、充電終了通知がなければステップＳ１に戻る。ステップＳ２６では、制御部１８は、充電終了フラグを１に設定する。次に、制御部１８は、１次コイル１２の通電をオフし（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、本実施の形態の車載用充電器５は、１次コイル１２への通電を制御する制御部１８と、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、ユーザへの報知を行う報知部１９と、を備え、制御部１８は、１次コイル１２に通電しない状態で、位置検出部１３が検出した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が報知するよう制御するため、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、ユーザが車両１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、ユーザが車両１に乗り込んだ直後から、充電可能な位置に置かれた携帯電話６の充電開始の準備をすることが可能となる。その後、車両制御への影響がなくなり充電可能な状態となれば、車載用充電器５はすぐさま充電を開始することができる。このように、車載用充電器５が極めて使い勝手の良いものとなる。

　本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。

　本出願は、2011年12月7日出願の日本特許出願（特願2011-267954）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

　すなわち、ユーザが車両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、ユーザが車両に乗り込んだ直後から、充電可能な位置に置かれた被充電機器の充電開始の準備をすることが可能となる。その後、車両制御への影響がなくなり充電可能な状態となれば、車載用充電器はすぐさま充電を開始することができる。このように、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、車載用充電器は車載用電子装置としての活用が期待される。

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
８　ＬＥＤ
９　開口部
１０　２次コイル
１１　スピーカ
１２　１次コイル
１３　位置検出部
１４、１５　位置検出コイル
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

　無接点充電を行う車載用充電器であって、
　１次コイルへの通電を制御する制御部と、
　前記１次コイルと被充電機器の２次コイルとの位置関係を検出する位置検出部と、
　ユーザへの報知を行う報知部と、を備え、
　前記制御部は、前記１次コイルに通電しない状態で、前記位置検出部が検出した前記１次コイルと前記２次コイルとの位置関係を取得し、前記位置関係を前記報知部が報知するよう制御する車載用充電器。
　前記位置検出部は、前記１次コイルの上面に配置した複数の位置検出コイルを有する請求項１に記載の車載用充電器。
　前記制御部は、前記１次コイルと前記２次コイルとが十分接近した状態であれば、前記報知部から１次報知を行うと共に前記１次コイルへの通電を開始し、前記１次コイルと前記２次コイルとの間の通信が可能であれば、前記１次報知と異なる２次報知を行う請求項１に記載の車載用充電器。
　当該車載用充電器が搭載された車両と通信する通信部を備え、
　前記制御部は、前記通信部を介して得られた前記車両の状態に応じて、前記１次コイルの通電を開始する請求項３に記載の車載用充電器。