WO2014038167A1 - 無接点充電装置と、そのプログラム、および無接点充電装置を搭載した自動車 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a non-contact charging device for charging a portable device in a non-contact manner, a program thereof, and an automobile equipped with the non-contact charging device.
  • This type of contactless charging apparatus includes a charging coil that charges a mobile device (for example, a mobile phone) and a charging control unit that controls energization of the charging coil, and supplies magnetic flux from the charging coil to the charging coil of the mobile device.
  • a charging coil that charges a mobile device (for example, a mobile phone)
  • a charging control unit that controls energization of the charging coil, and supplies magnetic flux from the charging coil to the charging coil of the mobile device.
  • non-contact (non-contact) charging can be performed on the portable device (as similar to this, for example, Patent Document 1 below).
  • the contactless charging device can increase or decrease the power supply by changing the charging (resonance) frequency.
  • charging when charging is started from a charging frequency with a large amount of power supply from the beginning, since there are portable devices that cannot be supported, charging starts from a charging frequency with a small amount of power supply, and the power supply amount gradually increases. Changed to a lower charging frequency.
  • the present invention aims to improve usability.
  • the contactless charging apparatus of the present invention has a charging coil for charging a portable device, a charging control unit for controlling energization of the charging coil, and a communication unit for communicating with the portable device,
  • the charging control unit is configured to change to a lower charging frequency when the insufficient power amount acquired via the communication unit is greater than or equal to a predetermined value after starting the energization of the charging coil, thereby achieving the intended purpose.
  • the contactless charging apparatus of the present invention includes a charging coil that charges a portable device, a charging control unit that controls energization of the charging coil, and a communication unit that communicates with the portable device. After starting energization of the charging coil, if the amount of insufficient power acquired via the communication unit is greater than or equal to a predetermined value, it is configured to change to a lower charging frequency, so charging will not be repeated. In addition, the charging start sound from the portable device is not frequently emitted, and the usability can be improved.
  • the charging frequency is changed to a lower charging frequency with a larger amount of power supply before the power supply becomes insufficient during charging, so that charging is started again from the beginning. There is nothing.
  • the charging start sound is not frequently emitted from the portable device every time charging is performed again from the beginning, and it becomes easy to use.
  • FIG. 1 The perspective view which shows the inside of the motor vehicle carrying the non-contact charging device concerning one Embodiment of this invention
  • the figure which shows the communication content between the non-contact charging device and portable apparatus concerning one Embodiment of this invention The figure explaining the various portable devices charged with the non-contact charging device concerning one embodiment of the present invention.
  • a handle 3 is arranged in front of the interior 2 of the automobile.
  • an in-vehicle device 4 is provided on the left side of the handle 3 between the driver seat and the passenger seat in the vehicle 2. Further, a contactless charging device 5 is provided below the in-vehicle device 4.
  • the in-vehicle device 4 is typically a navigation device that provides route guidance from the departure point to the destination, or an audio device that has a CD playback and radio reception function.
  • the in-vehicle device 4 is a general device having a display 6, a radio receiver 7, an audio output unit 8, and a control unit 9 thereof.
  • a speaker 10 is connected.
  • the contactless charging apparatus 5 includes a charging coil 12 that charges the portable device 16 shown in FIGS. 3 and 4, and a charging control unit 14 that is connected to the charging coil 12 via a charging drive circuit 13.
  • a communication unit 15 connected to the charging control unit 14 is provided.
  • the communication unit 15 communicates with the communication unit 24 via the charging coil 12 and the charging coil 17 of the mobile device 16.
  • the present invention is not limited to this, and communication using Bluetooth (registered trademark) or NFC (abbreviation of Near Field Communication, which is wireless communication over an extremely short distance of about 1 meter to several centimeters) may be used.
  • the charging control unit 14 of the contactless charging device 5 is connected to the control unit 9 of the in-vehicle device 4.
  • the mobile device 16 is typically a mobile phone (including a smartphone), and as is well known, a charging coil 17, a control unit 18 connected to the charging coil 17, a charging battery 19, A display 20, an operation unit 21, an image processing unit 22, and an audio output unit 23 connected to the control unit 18 are provided.
  • the portable device 16 normally emits a charging start sound for notifying the start of charging from the audio output unit 23. For example, when charging while driving an automobile, charging is often performed with the mobile device 16 placed nearby, and thus it can be very annoying when the charging start sound is emitted many times.
  • the communication unit 24 is connected to the control unit 18 of the portable device 16 and transmits / receives various information to / from the communication unit 15 connected to the charge control unit 14 as described above.
  • FIG. 5 shows communication contents between the contactless charging device 5 and the portable device 16 (the terminals A1 to A9 are portable devices 16 of different types such as power required during charging) From this information, the amount of insufficient power can be calculated.
  • FIG. 6 shows how the mobile devices 16 of the terminals A1 to A9 enter the charged state after the start of charging. That is, the power required for charging the portable device 16 differs depending on the capacity and type of the rechargeable battery to be mounted and the charging circuit. For example, even if the same power is supplied at the start of charging, a certain terminal stops charging due to excessive power supply, but there is also a terminal that stops charging due to insufficient power supply.
  • the terminals A1 to A7 can be charged at a charging frequency of 140 kHz.
  • the terminal A8 and the terminal A9 have insufficient power at a charging frequency of 140 kHz, and charging is interrupted if charging is continued as it is. It is shown that charging can be continued by changing the charging frequency to 110 kHz.
  • FIG. 7 is an operation flowchart of the contactless charging device 5.
  • the driver seated in the driver's seat starts the engine and turns on the ACC power.
  • the non-contact charging device 5 is also activated, and the activated state is maintained unless the power switch (not shown) of the non-contact charging device 5 is turned off.
  • the driver wears the contactless charging device 5 to charge his / her portable device 16.
  • the charging coil 12 of the contactless charging device 5 and the charging coil 17 of the portable device 16 are set to face each other.
  • the charging coil 12 of the contactless charging device 5 is automatically moved, and the charging coil 17 of the portable device 16 is in a facing state.
  • it can be realized by a configuration known from Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-247194.
  • the charging control unit 14 understands that the portable device 16 is attached.
  • the charging control unit 14 starts charging at a charging frequency of 140 kHz (step S1).
  • the charging frequency is not limited to 140 kHz as long as it is possible to avoid the charging stop of the portable device 16 of the kind that stops charging due to excessive power supply.
  • the terminals A1 to A7 can start charging at a charging frequency of 140 kHz, but the terminals A8 and A9 have insufficient power to be supplied at the charging frequency of 140 kHz. Charging will be interrupted.
  • the charging control unit 14 acquires the power supply ratio (%) from the portable device 16 via the communication unit 15 and the communication unit 24 (step S2).
  • the power supply ratio is the ratio of the supplied power to the power expected by the portable device 16 (the receiver in FIG. 7) (see also FIG. 5).
  • step S2 the charging control unit 14 acquires the maximum receivable power from the portable device 16 (see also step S3 and FIG. 5).
  • the charging control unit 14 calculates an insufficient power amount from the acquired power supply ratio (%) and the maximum receivable power (step S4).
  • the charging control unit 14 determines whether or not the power supply amount is sufficient from the insufficient power amount (step S5).
  • the terminal A1 to the terminal A7 can continue charging without changing the charging frequency because the power supply amount is appropriate (step S6).
  • the terminal A8 and the terminal A9 can continue charging without interruption (step S7).
  • the charging frequency is not changed, and if the insufficient power amount is 3 W or more, if the charging frequency is lowered to 110 kHz or the like, the terminal A1 To charging any terminal A9, the charging is not interrupted.
  • the charging control unit 14 obtains the reception frequency currently received from the radio reception unit 7 so that the vicinity of an integral multiple of the charging frequency to be changed does not become this reception frequency. By doing so, the influence on the radio sound can be reduced even while the radio is being viewed, and charging is not interrupted.
  • FIG. 7 Note that the operation flow of FIG. 7 has been described as a program installed in the contactless charging device 5, but this program can be installed in any of the in-vehicle device 4, the contactless charging device 5, and the portable device 16. It is.
  • the contactless charging apparatus 5 communicates with the mobile device 16, the charging coil 12 that charges the mobile device 16, the charging control unit 14 that controls energization of the charging coil 12, and the mobile device 16.
  • the communication control unit 14 includes a communication unit 15, and the charging control unit 14 changes the charging frequency to a low charging frequency when the insufficient power amount acquired through the communication unit 15 is greater than or equal to a predetermined value after starting energization of the charging coil 12. Therefore, since charging is not performed again, charging start sound from the mobile device 16 is not frequently emitted, and usability can be improved.
  • the charging control unit 14 confirms the insufficient power amount acquired through the communication unit 15 and changes the charging frequency to a lower charging frequency with a larger amount of power supply before power supply becomes insufficient during charging. Therefore, charging does not have to be performed again from the beginning.
  • the contactless charging apparatus of the present invention includes a charging coil that charges a portable device, a charging control unit that controls energization of the charging coil, and a communication unit that communicates with the portable device. After starting energization of the charging coil, if the amount of insufficient power acquired via the communication unit is greater than or equal to a predetermined value, it is configured to change to a lower charging frequency, so charging will not be repeated. In addition, the charging start sound from the portable device is not frequently emitted, and the usability can be improved.

Abstract

　携帯機器１６を充電する充電コイル１２と、この充電コイル１２の通電を制御する充電制御部１４と、携帯機器１６と交信する通信部１５とを有し、充電制御部１４は、充電コイル１２の通電を開始した後、通信部１５を介して取得した不足電力量が所定値以上であると、低い充電周波数へ変更する構成とする。

Description

無接点充電装置と、そのプログラム、および無接点充電装置を搭載した自動車
　本発明は、携帯機器を、非接触式で充電する無接点充電装置と、そのプログラム、および無接点充電装置を搭載した自動車に関するものである。
　この種の無接点充電装置は、携帯機器（例えば携帯電話）を充電する充電コイルと、この充電コイルの通電を制御する充電制御部とを備え、充電コイルから磁束を携帯機器の充電コイルに供給し携帯機器に対する無接点（非接触）充電が行える（これに類似するものとして、例えば下記特許文献１）。
日本国特開２０１０－１０４２０３号公報
　無接点充電装置は、充電（共振）周波数を変化させることにより、電力供給の増減が可能である。従来例では、最初から電力供給量の多い充電周波数から充電を始めると、対応できない携帯機器が存在するため、電力供給量の少ない充電周波数から充電を開始し、徐々に電力供給量が多くなる、低い充電周波数へ変更していた。
　この時、従来例では、携帯機器からの電力供給増の要求に対し、無接点充電装置の電力供給が追い付かずエラーとなる場合があった。そして、充電途中でエラーになると、電力供給量が多くなる、低い充電周波数へ変更し、充電を最初からやり直していた（リトライしていた）。
　しかしながら、従来例のように充電を最初からやり直すと、充電開始毎に携帯機器から充電開始音が発せられ、煩わしく使い勝手が良くないものであった。
　そこで、本発明は、使い勝手を良くすることを目的とするものである。
　この目的を達成するために本発明の無接点充電装置は、携帯機器を充電する充電コイルと、この充電コイルの通電を制御する充電制御部と、携帯機器と交信する通信部とを有し、充電制御部は、充電コイルの通電を開始した後、通信部を介して取得した不足電力量が所定値以上であると、低い充電周波数へ変更する構成とし、これによって所期の目的を達成するものである。
　以上のように本発明の無接点充電装置は、携帯機器を充電する充電コイルと、この充電コイルの通電を制御する充電制御部と、携帯機器と交信する通信部とを有し、充電制御部は、充電コイルの通電を開始した後、通信部を介して取得した不足電力量が所定値以上であると、低い充電周波数へ変更する構成としたものであるので、充電をやり直すことがないため、携帯機器からの充電開始音が度々発せられることがなく、使い勝手を良くすることができる。
　すなわち、通信部を介して取得した不足電力量を確認することにより、充電途中で電力供給不足になる前に充電周波数をより電力供給量の多い低い充電周波数へ変更するため、充電を最初からやり直すことがない。
　したがって、携帯機器から電力不足により充電が中断することがないので、充電を最初からやり直す毎に携帯機器から充電開始音が度々発せられることがなく、使い勝手の良いものとなるのである。
　さらに、充電の中断が発生しないので、充電完了までの時間を短縮できるものとなる。
本発明の一実施形態にかかる無接点充電装置を搭載した自動車内を示す斜視図 同自動車内に設置された車載用電子機器の正面図 同自動車の制御ブロック図 本発明の一実施形態にかかる無接点充電装置で充電をする携帯機器を示す図 本発明の一実施形態にかかる無接点充電装置と携帯機器間での通信内容を示す図 本発明の一実施形態にかかる無接点充電装置で充電する各種携帯機器を説明する図 本発明の一実施形態にかかる無接点充電装置の動作フローチャート
　以下、本発明の一実施形態を、添付図面を用いて説明する。
　図１において、自動車の車内２の前方にはハンドル３が配置されている。
　また、車内２の運転席と助手席の間で、ハンドル３の左側には、車載機器４が設けられている。さらに、車載機器４の下側に無接点充電装置５が設けられている。
　なお、車載機器４は、出発地から目的地までの道案内を行うナビゲーション装置やＣＤ再生やラジオ受信機能を備えたオーディオ装置が代表的なものである。
　この車載機器４は図２、図３に示すように、ディスプレイ６、ラジオ受信部７、音声出力部８、およびそれらの制御部９を有する一般的なもので、音声出力部８には報知手段ともなるスピーカ１０が接続されている。
　また、無接点充電装置５は、図３、図４に示す携帯機器１６を充電する充電コイル１２と、この充電コイル１２に充電駆動回路１３を介して接続された充電制御部１４を備える。
　さらに、充電制御部１４に接続された通信部１５を備えている。通信部１５は、充電コイル１２と携帯機器１６の充電コイル１７とを介して通信部２４と通信する。しかし、これに限らず、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やＮＦＣ（Ｎｅａｒ　Ｆｉｅｌｄ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎの略語、およそ１メートルから数センチメートル程度の極短距離の無線通信のことである）を用いた通信でも構わない。
　さらにまた、無接点充電装置５の充電制御部１４は、車載機器４の制御部９に接続されている。
　一方、携帯機器１６は、典型的には携帯電話（スマートフォンも含む）であり、よく知られているように充電コイル１７と、この充電コイル１７に接続された制御部１８、充電電池１９と、前記制御部１８に接続されたディスプレイ２０、操作部２１、画像処理部２２、音声出力部２３を備えている。
　携帯機器１６は、通常、充電開始を知らせる充電開始音を音声出力部２３から発するようになっている。例えば、自動車を運転中に充電をする場合、携帯機器１６を近くに置いた状態で充電を行う場合が多いため、充電開始音が何度も発せられると、非常に煩わしく感じるものである。
　また、この携帯機器１６の制御部１８に通信部２４が接続され、前述のように充電制御部１４に接続された通信部１５と各種情報を送受信する。
　以上の構成において、図５から図７を用いて、携帯機器１６を充電する手順について説明する。
　なお、図５は、無接点充電装置５と携帯機器１６（端末Ａ１からＡ９は、充電中に必要な電力など充電条件が異なる種類の携帯機器１６である）の間での通信内容を示し、この情報から不足電力量が計算できる。
　図６は、端末Ａ１からＡ９それぞれの携帯機器１６が、充電開始後にどのような充電状態となるかを示したものである。つまり、携帯機器１６は、搭載する充電池の容量や種類、および充電回路により充電に必要な電力が異なる。例えば、充電開始時に同じ電力が供給されても、ある端末は電力供給が多すぎて充電を停止するが、一方で、電力供給が不足して充電を停止する端末もある。
　この図６の例では、端末Ａ１からＡ７は、充電周波数１４０ｋＨｚで充電可能であることを示している。一方、端末Ａ８と端末Ａ９は、充電周波数１４０ｋＨｚでは電力が不足し、このまま充電を継続すると充電が中断する。充電周波数１１０ｋＨｚに変更することにより、充電が継続できることを示している。
　このように、様々な種類の携帯機器１６であっても、充電を中断することがない無接点充電装置５の動作手順について以下に説明する。
　図７は、その無接点充電装置５の動作フローチャートである。
　まず、運転席に着座した運転者がエンジンを起動し、ＡＣＣ電源を入れる。
　すると、無接点充電装置５も起動され、この無接点充電装置５の電源スイッチ（図示せず）をＯＦＦしない限り、起動状態が保持される。
　運転者が、自身の携帯機器１６を充電すべく無接点充電装置５に装着する。この時、無接点充電装置５の充電コイル１２と、携帯機器１６の充電コイル１７が対向する状態とする。無接点充電装置５の充電コイル１２が自動的に移動し、携帯機器１６の充電コイル１７が対向する状態とする。詳しくは、例えば日本国特開２００９－２４７１９４号公報で知られている構成により実現可能である。
　また、この状態では、無接点充電装置５の充電コイル１２のインピーダンスが変化するので、充電制御部１４は、携帯機器１６が装着されたことを理解する。
　次に、充電制御部１４は、充電周波数１４０ｋＨｚで充電を開始する（ステップＳ１）。ここで、充電周波数は、電力供給が多すぎるために充電が停止してしまう種類の携帯機器１６の充電停止が避けられればよく、充電周波数は１４０ｋＨｚに限らない。
　例えば、図５および図６に示すように端末Ａ１から端末Ａ７は、充電周波数１４０ｋＨｚで充電を開始することができるが、端末Ａ８と端末Ａ９は、充電周波数１４０ｋＨｚでは、供給される電力が不足し、充電が中断されてしまう。
　充電開始後、充電制御部１４は、通信部１５および通信部２４を介して、携帯機器１６から電力供給割合（％）を取得する（ステップＳ２）。電力供給割合とは、携帯機器１６（図７では、レシーバー）が期待している電力に対する供給電力の割合である（図５も参照）。
　ステップＳ２と同じように、充電制御部１４は、携帯機器１６から受信可能最大電力を取得する（ステップＳ３、図５も参照）。
　そして、充電制御部１４は、取得した電力供給割合（％）と受信可能最大電力から不足電力量を計算する（ステップＳ４）。
　次に、充電制御部１４は、この不足電力量から電力供給量が十分か否かを判定する（ステップＳ５）。
　例えば、図５および図６に示す例では、端末Ａ１から端末Ａ７は、電力供給量が適切であるため、充電周波数を変更しなくても充電を継続することができる（ステップＳ６）。
　一方、端末Ａ８と端末Ａ９は、充電周波数を１１０ｋＨｚ等に下げれば、充電を中断することなく継続することができる（ステップＳ７）。
　よって、図５および図６に示す例では、不足電力量が３Ｗ以下であれば、充電周波数を変更せず、不足電力量が３Ｗ以上であれば、充電周波数を１１０ｋＨｚ等に下げれば、端末Ａ１からＡ９のいずれの端末を充電する際にも充電が中断することがない。
　この時、充電制御部１４は、ラジオ受信部７から現在受信している受信周波数を取得し、変更する充電周波数の整数倍近傍がこの受信周波数とならないようにすることが好ましい。このようにすることにより、ラジオを視聴中であってもラジオ音声に与える影響を少なくすることができるとともに、充電の中断も発生しない。
　なお、図７の動作フローは、無接点充電装置５に搭載されたプログラムとして説明したが、車載機器４、無接点充電装置５、および携帯機器１６のいずれにもこのプログラムを搭載することが可能である。
　以上説明したように、本実施の形態の無接点充電装置５は、携帯機器１６を充電する充電コイル１２と、この充電コイル１２の通電を制御する充電制御部１４と、携帯機器１６と交信する通信部１５とを有し、充電制御部１４は、充電コイル１２の通電を開始した後、通信部１５を介して取得した不足電力量が所定値以上であると、低い充電周波数へ変更する構成としたものであるので、充電をやり直すことがないため、携帯機器１６からの充電開始音が度々発せられることがなく、使い勝手を良くすることができる。
　すなわち、充電制御部１４は、通信部１５を介して取得した不足電力量を確認することにより、充電途中で電力供給不足になる前に充電周波数をより電力供給量の多い低い充電周波数へ変更するため、充電を最初からやり直すことがない。
　したがって、携帯機器１６から電力不足により充電が中断することがないので、充電を最初からやり直す毎に携帯機器１６の音声出力部２３から充電開始音が度々発せられることがなく、使い勝手の良いものとなるのである。
　さらに、充電の中断が発生しないので、充電完了までの時間を短縮できるものとなる。
　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、２０１２年９月５日出願の日本特許出願（特願２０１２－１９４６５３）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。
　以上のように本発明の無接点充電装置は、携帯機器を充電する充電コイルと、この充電コイルの通電を制御する充電制御部と、携帯機器と交信する通信部とを有し、充電制御部は、充電コイルの通電を開始した後、通信部を介して取得した不足電力量が所定値以上であると、低い充電周波数へ変更する構成としたものであるので、充電をやり直すことがないため、携帯機器からの充電開始音が度々発せられることがなく、使い勝手を良くすることができる。
　したがって、様々な種類の携帯機器を充電する無接点充電装置としての活用が期待されるものとなる。
　２　車内
　３　ハンドル
　４　車載機器
　５　無接点充電装置
　６　ディスプレイ
　７　ラジオ受信部
　８　音声出力部
　９　制御部
　１０　スピーカ
　１２、１７　充電コイル
　１３　充電駆動回路
　１４　充電制御部
　１５、２４　通信部
　１６　携帯機器
　１８　制御部
　１９　充電電池
　２０　ディスプレイ
　２１　操作部
　２２　画像処理部
　２３　音声出力部

Claims (5)

  1. 　携帯機器を充電する充電コイルと、この充電コイルの通電を制御する充電制御部と、前記携帯機器と交信する通信部とを有し、
    　前記充電制御部は、前記充電コイルの通電を開始した後、前記通信部を介して取得した不足電力量が所定値以上であると、低い充電周波数へ変更する無接点充電装置。
  2. 　前記充電制御部は、ラジオ受信部から現在受信している受信周波数を取得し、前記充電周波数の整数倍近傍が前記受信周波数とならない充電周波数へ変更する請求項１に記載の無接点充電装置。
  3. 　前記充電制御部は、１４０ｋＨｚの充電周波数で前記充電コイルの通電を開始する請求項１に記載の無接点充電装置。
  4. 　携帯機器の充電をする充電コイルの通電を開始するステップと、
    　前記携帯機器の不足電力量を取得するステップと、
    　前記不足電力量が所定値以上であると、低い充電周波数へ変更するステップと、
    をコンピュータに実行させるためのプログラム。
  5. 　請求項１から３のいずれか一項に記載の無接点充電装置が車内に設置された自動車。
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