JP2009148108A - 車両用非接触式充電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の載置部に載置された複数の携帯機器に対する充電を適正に行い得るようにする。
【解決手段】受電コイル４を有する携帯機器１ａ，１ｂと、送電コイル２を有する車両側充電ユニット３とを備えた車両用非接触式充電装置であって、上記車両側充電ユニット３には、複数の携帯機器１ａ，１ｂが載置される機器載置部８と、上記送電コイル２への通電電流を制御する通電制御部９とが設けられ、この通電制御部９は、上記機器載置部８上に載置された携帯機器１ａ，１ｂから送信された充電完了信号に応じて上記送電コイル２への通電電流を制御するように構成された。
【選択図】図１

Description

本発明は、受電コイルを有する携帯機器と、送電コイルを有する車両側充電ユニットとを備えた車両用非接触式充電装置に関するものである。

従来、下記特許文献１に示されるように、受電側コイル、当該受電側コイルを介して供給された充電用電力により蓄電部に充電する充電手段、および上記受電側コイルを介して所定の信号を発信する発信手段を備えた携帯機器（電気機器）を載置するための車室内の載置部の近傍に設けられた充電側コイルと、上記載置部に載置された携帯機器に充電側コイルを介して充電用電力を供給する給電手段と、上記載置部に載置された携帯機器から充電側コイルを介して上記所定の信号を受信した場合にのみ、信号発信元の携帯機器に上記充電側コイルを介して充電用電力が供給されるように給電手段を制御する給電制御手段とを含む車両用充電装置が知られている。
特開２００７−１０４８６８号公報

上記特許文献１に開示された車両用充電装置では、所定の信号を発することのない金属物体等が車室内の載置部に載置された場合に、給電手段からの充電用電力の供給が停止されて上記金属物体が発熱するという事態が生じるのを防止しつつ、受電側コイルを有する携帯機器を上記載置部に載置するだけで、この携帯機器の蓄電部に対して充電を行うことが可能である。

上記車両に搭乗した複数の乗員がそれぞれ個別の携帯機器を有している場合、あるいは車両に搭乗する乗員が複数の携帯機器を有している場合には、車室内に設けられた載置部に複数の携帯機器を載置してこれらに対する充電を同時に行い得るようにすることが望まれるが、そのためには上記給電手段から供給される電力を、上記載置部に載置された携帯機器の個数に応じて適正に制御する必要がある。しかし、上記載置部に載置された携帯機器の個数に応じ、上記給電手段から供給される電力を単純に増減する制御を行うように構成しても、複数の携帯機器の充電が同時に終了するとは限らず、特定の携帯機器に対する充電が終了した時点で、他の携帯機器に対して過大な充電電流が供給される虞があった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、車両の載置部に載置された複数の携帯機器に対する充電を適正に行うことができる車両用非接触式充電装置を提供することを目的としている。

請求項１に係る発明は、受電コイルを有する携帯機器と、送電コイルを有する車両側充電ユニットとを備えた車両用非接触式充電装置であって、上記車両側充電ユニットには、複数の携帯機器が載置される機器載置部と、上記送電コイルへの通電電流を制御する通電制御部とが設けられ、この通電制御部は、上記機器載置部上に載置された携帯機器から送信された充電完了信号に応じて上記送電コイルへの通電電流を制御するように構成されたものである。

請求項２に係る発明は、上記請求項１に記載の車両用非接触式充電装置において、上記通電制御部が、エンジンの作動状態を検出する作動検出手段からエンジンが停止状態にあることを示す検出信号が出力された場合に、上記送電コイルへの通電を停止するように構成されたものである。

請求項３に係る発明は、上記請求項１または２に記載の車両用非接触式充電装置において、各携帯機器が保有する識別記号を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶された識別記号と機器載置部上に載置された携帯機器から送信された識別記号とを比較して両識別記号が一致するか否かを判定する比較手段とが上記車両側充電ユニットに設けられるとともに、上記比較手段により両識別記号が一致すると判定された場合に上記送電コイルに対する通電を開始するように構成されたものである。

請求項４に係る発明は、上記請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用非接触式充電装置において、上記充電完了信号が、携帯機器に設けられた信号送信部から上記受電コイルおよび車両側充電ユニットの送電コイルを介して通電制御部に送信されるように構成されたものである。

請求項５に係る発明は、上記請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用非接触式充電装置において、上記充電完了信号が、携帯機器と車両側充電ユニットとを接続する近距離用の無線通信によるワイヤレス接続手段を介して上記通電制御部に送信されるように構成されたものである。

請求項１に係る発明では、車両側充電ユニットに設けられた機器載置部に、複数の携帯機器を載置可能に構成したため、車両に搭乗した複数の乗員がそれぞれ個別に所持する携帯機器、あるいは車両に搭乗する乗員が所持する複数の携帯機器を、車室内に設けられた上記機器載置部に載置してこれらに対する充電を同時に行うことにより、充電作業を効率よく行うことができるとともに、上記機器載置部上に載置された携帯機器から送信された充電完了信号に応じて上記送電コイルへの通電電流を制御するように構成したため、上記携帯機器の一つに対する充電が終了した時点で、上記通電電流を低減して他の携帯機器に対して過大な充電電流が供給されるのを防止できるという利点がある。

請求項２に係る発明では、エンジンの作動状態を検出する作動検出手段からエンジンが停止状態にあることを検出信号が出力された場合に、上記送電コイルへの通電を停止するように構成したため、上記機器載置部上に携帯機器を置き忘れた状態でエンジンの作動を停止させて乗員が降車した際等に、上記充電作業が継続されて車載バッテリの電力が浪費されるという事態の発生を効果的に防止することができる。

請求項３に係る発明では、車両側充電ユニットに、各携帯機器が保有する識別記号を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶された識別記号と機器載置部上に載置された携帯機器から送信された識別記号とを比較して両識別記号が一致するか否かを判定する比較手段とを設け、この比較手段により上記両識別記号が一致すると判定された場合に上記送電コイルに対する通電を開始するように構成したため、この送電コイルを介した充電を行うことができない機器等が上記機器載置部上に載置されているにも拘わらず、上記送電コイルに誤って充電用の電流が通電されるという事態の発生を効果的に防止できるという利点がある。

請求項４に係る発明では、携帯機器に設けられた信号送信部から上記受電コイルおよび車両側充電ユニットの送電コイルを介して通電制御部に上記充電完了信号を送信するように構成したため、上記携帯機器と通電制御部との間で通信を行うための特別な通信手段を設けることなく、上記機器載置部上に載置された携帯機器の充電が完了したことを通電制御部に知らせて上記送電コイルへの通電電流を適正に制御できるという利点がある。

請求項５に係る発明では、上記機器載置部上に載置された携帯機器と車両側充電ユニットとを接続コードを用いて接続するという煩雑な操作を有することなく、上記機器載置部上に載置された携帯機器の充電が完了したことを通電制御部に知らせて上記送電コイルへの通電電流を適正に制御することができる。

図１は、本発明に係る車両用非接触式充電装置の実施形態を示している。この車両用非接触式充電装置は、乗員により携帯可能に構成された携帯電話機、携帯型録音再生機またはＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等からなる複数の携帯機器１ａ，１ｂと、この携帯機器１ａ，１ｂを充電するための送電コイル２が設けられた車両側充電ユニット３とを備えている。

上記携帯機器１ａ，１ｂには、受電コイル４と、リチウムイオン電池等からなる二次電池５と、上記受電コイル４において発生した電力を二次電池（蓄電池）５に供給することにより充電するための整流回路や充電制御回路等を有する充電制御部６と、この充電制御部６において上記二次電池５の充電が完了したことが確認された時点で充電完了信号を車両側充電ユニット３に送信する信号送信部７とが設けられている。

上記信号送信部７は、各携帯機器１ａ，１ｂが保有する個別の識別記号と上記充電完了信号とを、受電コイル４を介して車両側充電ユニット３の送電コイル２に送信する機能を有し、具体的には上記識別記号および充電完了信号に対応した所定波形の信号を受電コイル４に印加することにより上記各信号を送信するように構成されている。

上記車両側充電ユニット３には、センターコンソールの上面部等に設けられて上記複数の携帯機器１ａ，１ｂが載置されるように構成されたトレイ状体等からなる機器載置部８と、その下方に配設された送電コイル２への通電電流を制御する通電制御部９と、図外の入力手段を介して予め入力された各携帯機器１ａ，１ｂの識別記号を記憶する記憶手段１０と、この記憶手段１０に記憶された識別記号と上記機器載置部８上の各携帯機器１ａ，１ｂから出力された識別記号とを比較して両識別記号が一致するか否かを判定する比較手段１１とを有している。

上記通電制御部９は、上記機器載置部５上に載置される各携帯機器１ａ，１ｂから送信された各携帯機器１ａ，１ｂが保有する個別の識別記号と、上記記憶手段１０から読み出された識別記号とが上記比較手段１１において一致すると判定された場合に、この比較手段１１から出力される判定信号に応じ、車載バッテリ１２の電流を調整して上記送電コイル２に通電するように構成されている。

すなわち、上記比較手段１１は、各携帯機器１ａ，１ｂの受電コイル４に印加された所定波形の信号に応じて上記送電コイル２に発生する信号の波形を検出することにより、上記機器載置部５上に載置された携帯機器１ａ，１ｂの種類と個数とを判別する機能を有している。また、上記通電制御部９は、比較手段１１の判別データに応じ、上記携帯機器１ａ，１ｂの充電に必要な電流の値を記憶手段１０から読み出されたデータに基づいて算出し、この値に応じて上記車載バッテリ１２から送電コイル２に通電される電流の値を調整する機能を有している。

また、上記通電制御部９は、機器載置部５上に載置された携帯機器１ａ，１ｂから送信された充電完了信号に応じて携帯機器１ａ，１ｂの何れが充電完了状態となったのかを判別し、その判別結果に応じ、上記送電コイル２への通電電流を制御する機能を有している。例えば上記両携帯機器１ａ，１ｂのうち携帯機器１ａから充電完了信号から出力され、かつこの携帯機器１ａを充電するのに必要な電力が、両携帯機器１ａ，１ｂを充電する際に必要な電力の４割程度に相当することが上記通電制御部９において確認された場合には、上記送電コイル２への通電電流を４割だけ減少させる制御が実行されるようになっている。

さらに、上記通電制御部９は、イグニッションキースイッチの出力信号等に応じてエンジンの作動状態を検出する作動検出手段１３によりエンジンが停止状態にあることが検出された場合に、上記携帯機器１ａ，１ｂから充電完了信号が送信されているか否かに拘わらず、上記車載バッテリ１２から送電コイル２への通電を停止する機能を有している。

上記車両用非接触式充電装置の制御動作を、図２に示すフローチャートに基づいて説明する。上記制御動作がスタートすると、車両側充電ユニット３の送電コイル２に発生した信号の波形を検出することにより上記機器載置部５上に携帯機器１ａ，１ｂ等が載置されたことを示す載置信号が送信されたか否かを判定し（ステップＳ１）、ＹＥＳと判定された場合には、その信号の波形に対応して上記通電制御部９により判別された上記携帯機器が保有する識別記号（ＩＤ）と、上記記憶手段１０から読み出された識別記号（ＩＤ）とを比較することにより、両識別記号が一致するか否かを判定する（ステップＳ２）。

上記ステップＳ１でＮＯと判定されて載置信号の送信がないことが確認された場合または、ステップＳ２でＮＯと判定されて上記機器載置部５上に載置された携帯機器から送信された識別記号と、記憶手段１０に記憶された識別記号とが一致せず、予め登録された携帯機器１ａ，１ｂとは異なる携帯機器等が上記機器載置部５上に載置された状態にあることが確認された場合には、何ら制御を実行することなく、そのままリターンする。

一方、上記ステップＳ２でＹＥＳと判定されることにより、機器載置部８上に載置された携帯機器１ａ，１ｂ等から送信された識別記号が、記憶手段１０から読み出された識別記号と一致することが確認された場合には、上記機器載置部８上に複数の携帯機器１ａ，１ｂ等が載置されているか否かを判定し（ステップＳ３）、ＮＯと判定された場合には、上記機器載置部８上に載置された単一の携帯機器に対応した電力を発生させるように上記送電コイル２に対する通電制御を実行する（ステップＳ４）。

次いで、上記機器載置部５上に載置された単一の携帯機器から充電完了信号が出力されたか否かを送電コイル２に発生した信号の波形に応じて判定し（ステップＳ５）、ＮＯと判定された場合には、作動検出手段１３の検出信号に応じてエンジンが停止状態にあるか否かを判定する（ステップＳ６）。このステップＳ６でＮＯと判定されてエンジンが作動状態にあることが確認された場合には、上記ステップＳ５に戻って充電完了信号が出力されたか否かを再び判定する。

そして、上記ステップＳ５でＹＥＳと判定されて機器載置部５上に載置された携帯機器１ａ，１ｂ等から充電完了信号が出力されたことが確認された場合、または上記ステップＳ６でＹＥＳと判定されてエンジンが停止状態となったことが確認された場合には、上記送電コイル２に対する通電を停止させた後（ステップＳ７）、リターンする。

一方、上記ステップＳ３でＹＥＳと判定されて機器載置部８上に複数の携帯機器１ａ，１ｂ等が載置されていることが確認された場合には、載置された携帯機器１ａ，１ｂ等の個数に対応した電力を発生させるように上記送電コイル２に対する通電制御を実行した後（ステップＳ８）、上記機器載置部５上に載置された携帯機器１ａ，１ｂ等から充電完了信号が出力されたか否かを、上記送電コイル２に発生した信号の波形に応じて判別する（ステップＳ９）。

上記ステップＳ９でＮＯと判定されて上記機器載置部５上に載置された携帯機器１ａ，１ｂ等から充電完了信号が出力されていないことが確認された場合には、作動検出手段１３の検出信号に応じてエンジンが停止状態にあるか否かを判定する（ステップＳ１０）。このステップＳ１０でＮＯと判定されてエンジンが作動状態にあることが確認された場合には、上記ステップＳ９に戻って充電完了信号が出力されたか否かを再び判定し、ＹＥＳと判定された時点で、上記機器載置部５上に載置された携帯機器１ａ，１ｂ等の全てについて充電が完了した状態にあるか否かを判定する（ステップＳ１１）。

上記ステップＳ１１でＮＯと判定されて機器載置部５上に載置された特定の携帯機器１ａ，１ｂについてのみ充電が完了した状態にあることが確認された場合には、これに対応して上記送電コイル２への通電電流値を減少する制御を実行した後（ステップＳ１２）、上記ステップＳ１０に移行してエンジンが停止状態にあるか否かを判定する。そして、上記ステップＳ１０でＹＥＳと判定されてエンジンが停止状態となったことが確認された時点、または上記ステップＳ１１でＹＥＳと判定されて機器載置部５上に載置された携帯機器１ａ，１ｂ等の全てについて充電が完了したことが確認された時点で、上記ステップＳ７に移行して送電コイル２に対する通電を停止させた後にリターンする。

上記のように受電コイル４を有する携帯機器１ａ，１ｂ等と、送電コイル２を有する車両側充電ユニット３とを備えた車両用非接触式充電装置において、上記車両側充電ユニット３に、複数の携帯機器１ａ，１ｂ等が載置される機器載置部８と、上記送電コイル２への通電電流を制御する通電制御部９とを設け、この通電制御部９により上記機器載置部８上に載置された携帯機器１ａ，１ｂ等から送信された充電完了信号に応じて上記送電コイル２への通電電流を制御するように構成したため、車両の機器載置部８に載置された複数の携帯機器１ａ，１ｂ等に対する充電を適正に行うことができるという利点がある。

すなわち、車両側充電ユニット３に設けられた機器載置部８に、複数の携帯機器１ａ，１ｂ等を載置可能に構成したため、車両に搭乗した複数の乗員がそれぞれ個別に所持する携帯機器、あるいは車両に搭乗する乗員が所持する複数の携帯機器を、車室内に設けられた上記機器載置部８に載置してこれらに対する充電を同時に行うことにより、充電作業を効率よく行うことができる。そして、上記機器載置部８上に載置された携帯機器１ａ，１ｂ等から送信された充電完了信号に応じて上記送電コイル２への通電電流を制御するように構成したため、上記携帯機器１ａ，１ｂ等の一つに対する充電が終了した時点で、上記通電電流を低減して他の携帯機器に対して過大な充電電流が供給されるのを防止できるという利点がある。

また、上記実施形態では、エンジンの作動状態を検出する作動検出手段１３からエンジンが停止状態にあることを検出信号が出力された場合に、上記車載バッテリ１２から送電コイル２への通電を停止する制御を通電制御部９において実行するように構成したため、上記機器載置部８上に携帯機器１ａ，１ｂ等を置き忘れた状態でエンジンの作動を停止させて乗員が降車した際等に、上記充電作業が継続されて車載バッテリ１２の電力が浪費されるという事態の発生を効果的に防止することができる。

さらに、上記実施形態では、車両側充電ユニット３に、各携帯機器１ａ，１ｂ等が保有する識別記号を記憶する記憶手段１０と、この記憶手段１０に記憶された識別記号と機器載置部８上に載置された携帯機器１ａ，１ｂ等から送信された識別記号とを比較して両識別記号が一致するか否かを判定する比較手段１１とを設け、この比較手段１１により両識別記号が一致すると判定された場合に上記送電コイル２に対する通電を開始するように構成したため、この送電コイル２を介した充電を行うことができない機器等が上記機器載置部８上に載置されているにも拘わらず、上記送電コイル２に誤って充電用の電流が通電されるという事態の発生を効果的に防止できるという利点がある。

また、上記実施形態に示すように、携帯機器１ａ，１ｂ等に設けられた信号送信部７から上記受電コイル４および車両側充電ユニット３の送電コイル２を介して通電制御部９に上記充電完了信号を送信するように構成した場合には、上記携帯機器１ａ，１ｂ等と通電制御部９との間で通信を行うための特別な通信手段を設けることなく、上記機器載置部８上に載置された携帯機器１ａ，１ｂ等の充電が完了したことを通電制御部９に知らせて上記送電コイル２への通電電流を適正に制御できるという利点がある。

なお、上記機器載置部８上に載置される携帯機器の個数は二個に限られず、三個以上であってもよいことは勿論である。また、上記実施形態に代え、例えば図３に示すように、スピーカ１４から音声を出力するオーディオユニット１５に設けられた無線通信機１６と、機器載置部８上に載置される携帯機器１ｃ，１ｄに設けられた無線通信機１７とにより、車室内において接続する近距離用の無線通信によるワイヤレス接続手段１８を構成し、このワイヤレス接続手段１８を介して送信された上記充電完了信号を上記通電制御部９に伝送するように構成してもよい。

上記のように構成した場合には、上記携帯機器１ｃ，１ｄ等と車両側充電ユニット３とを接続コードを用いて接続するという煩雑な操作を有することなく、車両に搭載された既設の上記オーディオユニット１５等を有効に利用することにより、上記機器載置部８上に載置された携帯機器１ｃ，１ｄ等の充電が完了したことを通電制御部９に知らせて上記送電コイル２への通電電流を適正に制御できるという利点がある。

本発明に係る車両用非接触式充電装置の実施形態を示すブロック図である。 上記車両用非接触式充電装置の制御動作を示すフローチャートである。 本発明に係る車両用非接触式充電装置の別の実施形態を示すブロック図である。

符号の説明

１ 携帯機器機
２ 送電コイル
３ 車両側充電ユニット
４ 受電コイル
６ 充電制御部
７ 信号送信部
８ 機器載置部
９ 通電制御部
１０ 記憶手段
１１ 比較手段
１３ 作動検出手段
１８ ワイヤレス接続手段

Claims (5)

1. 受電コイルを有する携帯機器と、送電コイルを有する車両側充電ユニットとを備えた車両用非接触式充電装置であって、上記車両側充電ユニットには、複数の携帯機器が載置される機器載置部と、上記送電コイルへの通電電流を制御する通電制御部とが設けられ、この通電制御部は、上記機器載置部上に載置された携帯機器から送信された充電完了信号に応じて上記送電コイルへの通電電流を制御するように構成されたことを特徴とする車両用非接触式充電装置。
2. 上記通電制御部は、エンジンの作動状態を検出する作動検出手段からエンジンが停止状態にあることを示す検出信号が出力された場合に、上記送電コイルへの通電を停止するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の車両用非接触式充電装置。
3. 上記車両側充電ユニットは、各携帯機器が保有する識別記号を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶された識別記号と機器載置部上に載置された携帯機器から送信された識別記号とを比較して両識別記号が一致するか否かを判定する比較手段とを有し、この比較手段により両識別記号が一致すると判定された場合に上記送電コイルに対する通電を開始するように構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用非接触式充電装置。
4. 上記充電完了信号は、携帯機器に設けられた信号送信部から上記受電コイルおよび車両側充電ユニットの送電コイルを介して通電制御部に送信されるように構成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用非接触式充電装置。
5. 上記充電完了信号は、携帯機器と車両側充電ユニットとを接続する近距離用の無線通信によるワイヤレス接続手段を介して上記通電制御部に送信されるように構成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用非接触式充電装置。

Images