特許 7228790 充電制御装置及び充電制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-16

(45)【発行日】2023-02-27

(54)【発明の名称】充電制御装置及び充電制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20230217BHJP

   H02J 1/00 20060101ALI20230217BHJP

   B60R 16/02 20060101ALI20230217BHJP

   B60R 16/04 20060101ALI20230217BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 302A

H02J7/00 303D

H02J7/00 P

H02J1/00 309D

B60R16/02 645Z

B60R16/04 W

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2019018891

(22)【出願日】2019-02-05

(65)【公開番号】P2020127308

(43)【公開日】2020-08-20

【審査請求日】2021-08-30

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100138771

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 将明

(72)【発明者】

【氏名】桑原 崇

(72)【発明者】

【氏名】瀧地 宏

【審査官】早川 卓哉

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１３４５９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０３７４７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２１３５５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０５２１８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１６８７５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１５８０４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ７／００－７／１２

Ｈ０２Ｊ７／３４－７／３６

Ｈ０２Ｊ１／００－１／１６

Ｂ６０Ｒ１６／００－１７／０２

Ｇ０６Ｆ１／２６－１／３２９６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

端末の充電を制御する充電制御装置であって、
入力電圧を取得し、前記入力電圧を変換して、出力電圧を生成する電圧生成部と、
前記端末へ電圧を供給するための電圧供給ラインを介して、前記出力電圧を前記端末へ供給する給電部と、
前記給電部による前記出力電圧の供給を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記入力電圧又は前記出力電圧が第１の閾値以上の電圧である場合、前記給電部により前記出力電圧を供給させ、
前記入力電圧又は前記出力電圧が前記第１の閾値未満の電圧である場合、前記給電部による前記出力電圧の供給を電気的に遮断し、
前記入力電圧又は前記出力電圧が前記第１の閾値以上の電圧に復帰した場合、且つ、前記電気的に遮断された前記給電部による出力電圧が無効の閾値以下の電圧である場合、前記給電部による前記出力電圧の供給を再開させる、
充電制御装置。

【請求項2】

前記給電部は、トランジスタを有し、
前記制御部は、前記入力電圧又は前記出力電圧が第１の閾値以上の電圧である場合、前記トランジスタの閾値電圧以上の電圧を前記給電部に供給し、
前記入力電圧又は前記出力電圧が前記第１の閾値未満の電圧である場合、前記閾値電圧以上の電圧を前記給電部に供給せず、
前記入力電圧又は前記出力電圧が前記第１の閾値以上の電圧に復帰した場合、前記給電部への前記閾値電圧以上の電圧の供給を再開する、
請求項１に記載の充電制御装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記入力電圧又は前記出力電圧が前記第１の閾値以上の電圧に復帰した場合、且つ、前記電気的に遮断された前記給電部による出力電圧が無効の閾値以下の電圧である場合、前記給電部への前記閾値電圧以上の電圧の供給を再開する、
請求項２に記載の充電制御装置。

【請求項4】

前記制御部は、
前記入力電圧が前記第１の閾値以上の電圧である場合、前記出力電圧を前記給電部へ出力し、
前記入力電圧が前記第１の閾値未満の電圧である場合、前記出力電圧を前記給電部へ出力せず、
前記入力電圧が前記第１の閾値以上の電圧に復帰した場合、前記出力電圧の前記給電部への出力を再開する、
請求項１に記載の充電制御装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記入力電圧が前記第１の閾値以上の電圧に復帰した場合、且つ、前記電気的に遮断された前記給電部による出力電圧が無効の閾値以下の電圧である場合、前記出力電圧の前記給電部への出力を再開する、
請求項４に記載の充電制御装置。

【請求項6】

通信ラインを介して前記端末の充電の制御に関するデータを通信する通信部、を更に備え、
前記制御部は、
前記入力電圧又は前記出力電圧が前記第１の閾値以上の電圧である場合、前記通信ラインへ電圧を供給し、
前記入力電圧又は前記出力電圧が前記第１の閾値未満の電圧である場合、前記通信ラインへの電圧の供給を遮断し、
前記入力電圧又は前記出力電圧が前記第１の閾値以上の電圧に復帰した場合、前記通信ラインへの電圧の供給を再開する、
請求項１～５のいずれか１項に記載の充電制御装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記入力電圧又は前記出力電圧が前記第１の閾値以上の電圧に復帰した場合、且つ、前記電気的に遮断された前記給電部による出力電圧が無効の閾値以下の電圧である場合、前記通信ラインへの電圧の供給を再開する、
請求項６に記載の充電制御装置。

【請求項8】

前記通信ラインは、前記端末との間で前記充電の制御に関するネゴシエーションを行うための第１の通信ラインを含み、
前記制御部は、前記第１の通信ラインの供給電圧を遮断又は定電流源を遮断することにより、前記第１の通信ラインを介した通信を遮断する、
請求項６または７に記載の充電制御装置。

【請求項9】

前記通信部は、前記端末との間で接続を認識するためのハンドシェイクを行う第２の通信ラインを含み、
前記制御部は、前記第２の通信ラインを切断することで、前記第２の通信ラインへの電圧の供給を遮断する、
請求項６～８のいずれか１項に記載の充電制御装置。

【請求項10】

前記制御部は、前記入力電圧又は前記出力電圧が前記第１の閾値よりも大きな第２の閾値以上の電圧に復帰した場合、前記給電部による給電を再開させる、
請求項１～９のいずれか１項に記載の充電制御装置。

【請求項11】

前記制御部は、前記入力電圧又は前記出力電圧が前記第２の閾値以上の電圧に復帰した場合、且つ、前記電気的に遮断された前記給電部による出力電圧が無効の閾値以下の電圧である場合、前記給電部による前記出力電圧の供給を再開させる、
請求項１０に記載の充電制御装置。

【請求項12】

前記充電制御装置は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）による充電を制御する、
請求項１～１１のいずれか１項に記載の充電制御装置。

【請求項13】

前記入力電圧は、車両に搭載されたバッテリ又は車両用電源装置から入力された電圧である、
請求項１～１２のいずれか１項に記載の充電制御装置。

【請求項14】

端末の充電を制御する充電制御方法であって、
入力電圧を取得し、前記入力電圧を変換して、出力電圧を生成するステップと、
前記端末へ電圧を供給するための電圧供給ラインを介して、前記出力電圧を前記端末へ供給するステップと、
前記電圧供給ラインを介した前記出力電圧の供給を制御するステップと、
を有し、
前記出力電圧の供給を制御するステップは、
前記入力電圧又は前記出力電圧が第１の閾値以上の電圧である場合、前記電圧供給ラインを介して前記出力電圧を供給させるステップと、
前記入力電圧又は前記出力電圧が前記第１の閾値未満の電圧である場合、前記電圧供給ラインを介した前記出力電圧の供給を電気的に遮断するステップと、
前記入力電圧又は前記出力電圧が前記第１の閾値以上の電圧に復帰した場合、且つ、前記電気的に遮断された前記電圧供給ラインを介した出力電圧が無効の閾値以下の電圧である場合、前記電圧供給ラインを介した前記出力電圧の供給を再開させるステップと、を有する、
充電制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、充電制御装置及び充電制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

バッテリを使用し、複数の接続ポートの１つに接続された携帯端末を充電可能な車載装置が知られている（特許文献１参照）。この車載装置は、バッテリ電圧を監視し、バッテリ電圧が閾値以下になると、切断可能な接続ポートを判別し、この切断可能な接続ポートへの電力供給を遮断する。一方、車載装置は、携帯端末との接続により音楽再生、通話、ソフトウェアのアップデート等を行っている切断不可能なポートへの電力供給を継続する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－１３４５９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

アイドリングストップ機能を有する車両の場合、エンジン始動時のクランキングによりバッテリ電圧が一時的に低下する。特許文献１の車載装置は、バッテリ電圧の低下時、許容可能な電力範囲内で携帯端末の使用を継続させるが、携帯端末への電力供給を一旦停止し、バッテリ電圧が回復した後、携帯端末への電力供給を再開することについて何も考慮していない。

【0005】

車両に搭載された充電器は、バッテリ電圧の低下により携帯端末への電力供給を停止した後、バッテリ電圧が回復すると、携帯端末への電力供給を再開させることが多い。しかし、充電器が、電力供給可能な状態になっても、携帯端末を充電できない場合がある。例えば、充電器が、充電中のスマートフォンへの電力供給を停止した後、バッテリ電圧の回復により電力供給を再開しても、スマートフォンが、この給電を受け付けず、充電を再開しない場合がある。充電が再開されなくても、スマートフォンは、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）で充電器に接続されたままである場合、ユーザが気付くことなく充電されない状態が長く継続することがある。

【0006】

本開示は、上述した従来の状況に鑑みて案出され、電力供給が可能な状態に復帰した場合に端末への充電の再開確率を向上できる充電制御装置及び充電制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様は、端末の充電を制御する充電制御装置であって、入力電圧を取得し、前記入力電圧を変換して、出力電圧を生成する電圧生成部と、前記端末へ電圧を供給するための電圧供給ラインを介して、前記出力電圧を前記端末へ供給する給電部と、前記給電部による前記出力電圧の供給を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記入力電圧又は前記出力電圧が第１の閾値以上の電圧である場合、前記給電部により前記出力電圧を供給させ、前記入力電圧又は前記出力電圧が前記第１の閾値未満の電圧である場合、前記給電部による前記出力電圧の供給を電気的に遮断し、前記入力電圧又は前記出力電圧が前記第１の閾値以上の電圧に復帰した場合、且つ、前記電気的に遮断された前記給電部による出力電圧が無効の閾値以下の電圧である場合、前記給電部による前記出力電圧の供給を再開させる、充電制御装置である。

【0008】

本開示の一態様は、端末の充電を制御する充電制御方法であって、入力電圧を取得し、前記入力電圧を変換して、出力電圧を生成するステップと、前記端末へ電圧を供給するための電圧供給ラインを介して、前記出力電圧を前記端末へ供給するステップと、前記電圧供給ラインを介した前記出力電圧の供給を制御するステップと、を有し、前記出力電圧の供給を制御するステップは、前記入力電圧又は前記出力電圧が第１の閾値以上の電圧である場合、前記電圧供給ラインを介して前記出力電圧を供給させ、前記入力電圧又は前記出力電圧が前記第１の閾値未満の電圧である場合、前記電圧供給ラインを介した前記出力電圧の供給を電気的に遮断し、前記入力電圧又は前記出力電圧が前記第１の閾値以上の電圧に復帰した場合、且つ、前記電気的に遮断された前記電圧供給ラインを介した出力電圧が無効の閾値以下の電圧である場合、前記電圧供給ラインを介した前記出力電圧の供給を再開させる、充電制御方法である。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、電力供給が可能な状態に復帰した場合に端末への充電の再開確率を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態における充電器の基本構成の一例を示すブロック図

【図2】図１の充電器を構成する電子部品を示す図

【図3】ＵＳＢ（Universal Serial Bus）コネクタのピン配列を示す図

【図4】充電器における給電部付近の概略構成を示す図

【図5】給電部の動作を説明するための各部における電圧の時間変化を示すグラフ

【図6】比較例の充電器における給電部付近の概略構成を示す図

【図7】比較例の給電部の動作を説明するための各部における電圧の時間変化を示すグラフ

【図8A】ＳＤＰ及びＣＤＰの場合に通信部によるＤ＋／Ｄ－ラインの切断動作を説明する図

【図8B】ＤＣＰの場合に通信部によるＤ＋／Ｄ－ラインの切断動作を説明する図

【図9】充電制御手順を示すフローチャート

【図10】変形例１における充電器の構成を示すブロック図

【図11】変形例２における充電器の構成を示すブロック図

【図12】変形例３における充電器の構成を示すブロック図

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係る充電制御装置及び充電制御方法を具体的に開示した実施形態である充電器を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

【0012】

図１は、本開示の実施形態の充電器１の基本構成の一例を示すブロック図である。

【0013】

充電器１は、例えば車両に搭載され、電源としての車載用のバッテリ２と接続される。充電器１は、例えば筐体１ｚ（図２参照）にＵＳＢ（Universal Serial Bus）コネクタ１８を有する。ＵＳＢコネクタ１８には、ＵＳＢケーブルが接続される。充電器１は、バッテリ２から供給されるバッテリ電圧を用いて、充電器１のＵＳＢコネクタ１８、ＵＳＢケーブル、及びスマートフォン３のＵＳＢコネクタを介して、スマートフォン３を充電する。充電器１及びスマートフォン３等の装置側の接続部分（ＵＳＢコネクタ）は、ＵＳＢレセプタクルとなり、ＵＳＢケーブル側の接続部分は、ＵＳＢプラグとなる。

【0014】

また、スマートフォン３は、充電されるモバイルデバイス（電子機器）の一例である。電子機器としては、タブレット端末、スマートスピーカ、デジタルフォトフレーム、デジタルカメラ、ノートＰＣ等、特に限定されない。また、充電器１及び電子機器間のインターフェースは、ＵＳＢに限らず、電力供給可能なＬＡＮ（Local Area Network）、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）（登録商標）等であってもよい。また、充電器１は、バッテリ２の電極端子に接続されてバッテリ電圧の供給を直接受けてもよいし、車のシガーソケットを介してバッテリ電圧の供給を受けてもよい。

【0015】

充電器１は、出力電圧生成部１１、電圧監視部１２、制御部１３、給電部１４、及び通信部１５を含む構成である。

【0016】

出力電圧生成部１１は、バッテリ２のバッテリ電圧Ｖｂをスマートフォン３の充電に適した出力電圧Ｖｍに変換する直流電圧変換（ＤＣ－ＤＣ変換）を行うＤＣＤＣコンバータを含んでよい。バッテリ電圧Ｖｂは、例えば、９Ｖ～１６Ｖの電圧であり、例えば１２Ｖである。出力電圧Ｖｍは、例えば５Ｖ又は９Ｖである。出力電圧Ｖｍは、スマートフォン３への充電電圧Ｖｓと一致してよい。

【0017】

電圧監視部１２は、出力電圧生成部１１で生成される出力電圧Ｖｍを検知し、検知した出力電圧Ｖｍを制御部１３に通知する。

【0018】

制御部１３は、充電器１内の各部を制御する。給電部１４による電圧の供給を制御する。制御部１３は、通常時、電圧監視部１２によって検知された出力電圧Ｖｍが第１閾値ＶＬ以上である場合、給電部１４を制御し、スマートフォン３への電力供給を行ってよい。制御部１３は、電圧監視部１２によって検知された出力電圧Ｖｍが第１閾値ＶＬを下回ると、給電部１４を制御し、スマートフォン３への電力供給を遮断してよい。この場合、制御部１３は、ＶＢＵＳラインＬｓを電気的に遮断してよい。制御部１３は、通信部１５を制御し、例えば通信ラインＣＣの電圧（供給電圧）を遮断若しくは定電流源を遮断させ、又はＤ＋／Ｄ－ラインを切断させ、通信部１５による通信を不能にさせてよい。なお、定電流源は、充電器１内に設けられ、スマートフォン３へ電流を供給するための電源である。定電流源の遮断により、スマートフォン３への電流の供給が遮断される。

【0019】

スマートフォン３への電力供給の停止（遮断）後、電圧監視部１２が検知した出力電圧Ｖｍが第２閾値ＶＨを超えると、制御部１３は、給電部１４を制御し、スマートフォン３への電力供給を再開する。この場合、制御部１３は、ＶＢＵＳラインＬｓの導通を再開してよい。また、制御部１３は、通信部１５を制御し、通信ラインＣＣの電圧を所定の電圧に復帰（回復）させ、又は、Ｄ＋／Ｄ－ラインを導通させ、通信を再開してよい。

【0020】

制御部１３は、電圧監視部１２が検知した出力電圧Ｖｍが第２閾値ＶＨを超え、且つ、電気的に遮断した電圧（遮断された給電部１４による充電電圧Ｖｓ）が無効の閾値電圧ＶＩ以下の電圧である場合に、スマートフォン３への電力供給を再開してもよい。無効の閾値電圧ＶＩは、電力供給が無効化されたことを検出するための閾値電圧でよい。無効の閾値電圧ＶＩは、略０Ｖを検出するための、０Ｖより大きく０Ｖに近い電圧であってよい。この場合、制御部１３は、給電部１４を電気的に遮断した後で、電圧降下の時間特性に基づき充電電圧Ｖｓが低下して０Ｖの規定値に至るまで待機し、その後、充電電圧Ｖｓが復帰した場合は電圧供給を再開させてよい。また、制御部１３は、給電部１４による充電電圧Ｖｓを監視し、充電電圧Ｖｓが低下して０Ｖの規定値に至るまで待機してもよい。これにより、充電器１は、遮断した電圧の復帰が非常に速い場合に、電圧が０Ｖまで低下せずにスマートフォン３への電力供給が復帰し、給電部１４による充電が再開されない可能性を低減できる。

【0021】

第１閾値ＶＬは、スマートフォン３への供給電圧が５Ｖあるいは９Ｖである場合、それぞれ例えば４．５Ｖあるいは８．１Ｖでよい。第２閾値ＶＨは、第１閾値ＶＬ以上である。第１閾値ＶＬ及び第２閾値ＶＨは、固定値でも可変値でもよい。

【0022】

ＶＢＵＳラインＬｓは、充電器１からスマートフォン３へ電力を供給するためのラインであり、充電器１のＵＳＢコネクタ１８のＶＢＵＳ端子とスマートフォン３のＵＳＢコネクタのＶＢＵＳ端子を通って形成される。通信ラインＣＣは、充電器１のＵＳＢコネクタ１８のＣＣ１端子又はＣＣ２端子とスマートフォン３のＵＳＢコネクタのＣＣ１端子又はＣＣ２端子とを通って形成される。Ｄ＋／Ｄ－ラインは、充電器１のＵＳＢコネクタ１８のＤ＋端子又はＤ－端子とスマートフォン３のＵＳＢコネクタのＤ＋端子又はＤ－端子とを通って形成される。

【0023】

電気的な遮断は、物理的な遮断や切断を伴っても伴わなくてもよい。また、電気的な遮断は、電子的に制御されたものでもよい。

【0024】

給電部１４は、出力電圧生成部１１で生成された出力電圧Ｖｍをスマートフォン３に供給するためのスイッチング素子を有する。このスイッチング素子は、ＶＢＵＳラインＬｓを開閉するスイッチング素子である。給電部１４は、このスイッチング素子を駆動し、スマートフォン３への充電の実施、遮断、再開、等を行う。スイッチング素子のオンオフは、制御部１３により指示されてよい。スイッチング素子として、電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ：Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）１４１（図４参照）が用いられてよい。ＭＯＳＦＥＴは、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴでもＰチャンネルＭＯＳＦＥＴでもよい。スイッチング素子として、ＭＯＳＦＥＴの代わりに、バイポーラトランジスタ、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor）、サイリスタ、ダイオード等が用いられてもよい。

【0025】

通信部１５は、外部の通信装置との間で通信する。通信部１５は、通信ラインＣＣを用いて、スマートフォン３と通信を行ってよい。通信部１５は、通信ラインＣＣの供給電圧を遮断もしくは定電流源を遮断させ通信を遮断可能である。通信部１５は、制御部１３からの指示に従い、スマートフォン３との間で、通信ラインＣＣを介して、ＰＤ（Power Delivery）プロトコルに則ったネゴシエーション等の通信を行ってよい。例えば、通信部１５は、充電器１からスマートフォン３への供給電圧を５Ｖにするか９Ｖにするかのリクエストをスマートフォン３に送信してよい。通信部１５は、このリクエストに対し、スマートフォン３から供給電圧を５Ｖにする等のレスポンスを受信する。また、通信部１５は、Ｄ＋／Ｄ－ラインを用いて、スマートフォン３に電力供給するモードを設定してよい。通信部１５は、Ｄ＋／Ｄ－ラインを切断可能である。Ｄ＋／Ｄ－ラインは、通信ラインＣＣを用いたＰＤプロトコルを実施しないスマートフォン３がＵＳＢコネクタ１８に接続された場合に、利用されてよい。

【0026】

なお、ＰＤプロトコルに従って供給電圧が５Ｖ又は９Ｖに決定された場合、制御部１３は、決定された供給電圧としての出力電圧Ｖｍを出力電圧生成部１１に通知してよい。また、供給電圧の変更に伴い、閾値電圧が更新されてもよい。

【0027】

図２は、充電器１を構成する電子部品を示す図である。充電器１は、筐体１ｚに内蔵された基板１００を有する。基板１００には、ＤＣＤＣコントローラ３０、ＰＤコントローラ５０、及び給電部１４が実装される。

【0028】

ＤＣＤＣコントローラ３０は、前述した出力電圧生成部１１を含む。ＰＤコントローラ５０は、前述した電圧監視部１２、制御部１３及び通信部１５を含む。ＤＣＤＣコントローラ３０及びＰＤコントローラ５０は、それぞれ電子部品であるＩＣ（Integrated Circuit）モジュールで構成される。給電部１４は、前述したＭＯＳＦＥＴ１４１を含む。

【0029】

図３は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）コネクタ１８のピン配列を示す図である。

【0030】

ＵＳＢコネクタ１８は、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃのコネクタでよい。ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃでは、通信速度１０Ｇｂｐｓの高速通信が可能である。また、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃでは、ＰＤ機能として、２０Ｖ、１００Ｗまでの電力供給が可能である。また、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃでは、オルタネートモード（制御モード）により、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃ以外の他のコネクタと互換性がある。他のコネクタは、ＵＳＢ２．０，ＵＳＢ３．０、ＵＳＢ３．１の他、ＨＤＭＩコネクタ、Ｄ－ｓｕｂ（１５ピン）コネクタ、ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔコネクタ、等でよい。ＵＳＢコネクタ１８の規格は、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃに限らず、ＵＳＢ２．０，ＵＳＢ３．０、ＵＳＢ３．１等であってもよい。

【0031】

ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃのコネクタは、ピン端子Ａ１～Ａ１２、ピン端子Ｂ１～Ｂ１２の上下２段、２４ピンのピン配列を有する。ピン端子Ａ１～Ａ１２は、それぞれＧＮＤ（接地用）、ＳＳＴＸｐ１（ＳｕｐｅｒＳｐｅｅｄ信号線１番、ＴＸ、正極）、ＳＳＴＸｎ１（ＳｕｐｅｒＳｐｅｅｄ信号線１番、ＴＸ、負極）、ＶＢＵＳ（バス電源）、ＣＣ１（接続コンフィグ用）、Ｄ＋（Ｄｐ１、非ＳｕｐｅｒＳｐｅｅｄ信号線１番、正極）、Ｄ－（Ｄｎ１、非ＳｕｐｅｒＳｐｅｅｄ信号線１番、負極）、ＳＢＵ（サイドバンド（ＳＢＵ））、ＶＢＵＳ（バス電源）、ＳＳＲＸｎ２（ＳｕｐｅｒＳｐｅｅｄ信号線４番、ＲＸ、負極）、ＳＳＲＸｐ２（ＳｕｐｅｒＳｐｅｅｄ信号線４番、ＲＸ、正極）、ＧＮＤ（接地用）の端子である。ピン端子Ｂ１～Ｂ１２は、それぞれＧＮＤ（接地用）、ＳＳＴＸｐ２（ＳｕｐｅｒＳｐｅｅｄ信号線３番、ＴＸ、正極）、ＳＳＴＸｎ２（ＳｕｐｅｒＳｐｅｅｄ信号線３番、ＴＸ、負極）、ＶＢＵＳ（バス電源）、ＣＣ２（接続コンフィグ用）、Ｄ＋（Ｄｐ２、非ＳｕｐｅｒＳｐｅｅｄ信号線２番、正極）、Ｄ－（Ｄｎ２、非ＳｕｐｅｒＳｐｅｅｄ信号線２番、負極）、ＳＢＵ２（サイドバンド（ＳＢＵ））、ＶＢＵＳ（バス電源）、ＳＳＲＸｎ１（ＳｕｐｅｒＳｐｅｅｄ信号線２番、ＲＸ、負極）、ＳＳＲＸｐ１（ＳｕｐｅｒＳｐｅｅｄ信号線２番、ＲＸ、正極）、ＧＮＤ（接地用）の端子である。

【0032】

これらのピン端子のうち、ＰＤ（Power Delivery）通信に使用される通信ラインＣＣに含まれるＣＣ１端子及びＣＣ２端子と、Ｄ＋／Ｄ－ラインに含まれるＤ＋端子及びＤ－端子と、について詳述し、本実施形態と直接に関係しない他の端子については説明を省略又は簡略化する。

【0033】

充電器１にＵＳＢコネクタ１８及びＵＳＢケーブル（図示せず）を介してスマートフォン３が接続される場合、充電器１が電力を供給する側、つまりＤＦＰ（Downstream-Facing Port）側となり、スマートフォン３が電力を受ける側、つまりＵＦＰ（Upstream-Facing Port）側となる。

【0034】

例えば、ＵＦＰ側のＣＣ１端子又はＣＣ２端子とＤＦＰ側のＣＣ１端子又はＣＣ２端子とが接続されて、通信ラインＣＣが確立される。ＵＦＰ側のＤ＋端子及びＤ－端子とＵＦＰ側のＤ＋端子及びＤ－端子とが接続されて、Ｄ＋／Ｄ－ラインが確立される。

【0035】

ＵＳＢケーブルがＤＦＰ側のＵＳＢコネクタ１８及びＵＦＰ側のＵＳＢコネクタに接続されていない場合、ＤＦＰ側のＣＣ１端子又はＣＣ２端子は、プルアップ抵抗Ｒｐにより５Ｖ等である。また、ＵＦＰ側のＣＣ１端子又はＣＣ２端子は、プルダウン抵抗Ｒｄによりいずれも例えば０Ｖである。

【0036】

ＵＳＢケーブルが、ＤＦＰ側のＵＳＢコネクタ１８、ＵＦＰ側のＵＳＢコネクタそれぞれに接続されると、ＤＦＰ側のＣＣ１端子又はＣＣ２端子は、ＵＳＢケーブルを通して、自身のプルアップ抵抗ＲｐとＵＦＰ側のプルダウン抵抗Ｒｄを介してＵＦＰ側のＣＣ１端子又はＣＣ２端子に接続される。したがって、ＤＦＰ側のＣＣ１端子又はＣＣ２端子は、プルアップ抵抗Ｒｐとプルダウン抵抗Ｒｄの抵抗分圧により、一定の電圧にセットされる。

【0037】

通信ラインＣＣは、ＰＤプロトコルのネゴシエーションに係る通信等に使用される。ＤＦＰ側である充電器１は、ＵＦＰ側であるスマートフォン３がＵＳＢケーブルに接続されたことを検知すると、ＶＢＵＳラインＬｓをオンにし、５Ｖ等の電圧を供給する。ＵＦＰ側であるスマートフォン３は、ＶＢＵＳラインＬｓに５Ｖの電圧が供給されると、ＤＦＰ側である充電器１との接続を確立する。この接続により、電力供給（充電制御）に関するリクエストやレスポンスが行われる。

【0038】

また、Ｄ＋端子とＤ－端子は、レガシータイプのＵＳＢ２．０をサポートするために使用される。ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃでは、Ｄ＋／Ｄ－ラインを使用して電力供給を行うためのポートとして、ＳＤＰ（Standard Downstream Port）、ＣＤＰ（Charging Downstream Port）、ＤＣＰ（Dedicated Charging Port）、等がある。ＳＤＰは、ＵＳＢの標準給電を行うポートである。ＳＤＰは、ＵＳＢ２．０、ＵＳＢ３．０、ＵＳＢ３．１の規格に対応している。ＣＤＰは、最大１．５Ａの給電を行うポートである。また、ＤＣＰは、１．５Ａ以上の給電を行うポートである。ＤＣＰでは、通信が行われない。ＤＣＰでは、Ｄ＋ラインとＤ－ラインの間が２００Ωの抵抗器で短絡される。

【0039】

ＵＳＢコネクタ１８のＤ＋端子及びＤ－端子は、それぞれＵＳＢケーブルのＤ＋／Ｄ－端子に接続される。スマートフォン３は、Ｄ＋／Ｄ－ラインを介して充電器１とハンドシェイクを行い、ＳＤＰ、ＣＤＰ、ＤＣＰのいずれで電力供給が行われるかを認識してよい。スマートフォン３は、Ｄ＋ラインに例えば０．６Ｖを出力し、Ｄ－ラインの電圧を計測してよい。Ｄ－ラインの電圧が例えば０．３Ｖ未満である場合、スマートフォン３は、ＳＤＰに接続されていると判断してよい。Ｄ－ラインの電圧が例えば０．３Ｖ以上０．８Ｖ未満である場合、スマートフォン３は、ＣＤＰ又はＤＣＰに接続されていると判断してよい。さらに、スマートフォン３は、Ｄ－ラインに例えば０．６Ｖを出力し、Ｄ＋ラインの電圧を計測する。Ｄ＋ラインの電圧が例えば０．３Ｖ未満である場合、スマートフォン３は、ＣＤＰに接続されていると判断してよい。Ｄ＋ラインの電圧が例えば０．３Ｖ以上０．８Ｖ未満である場合、スマートフォン３は、ＤＣＰに接続されていると判断してよい。

【0040】

図４は、充電器１における給電部１４付近の概略構成を示す図である。

【0041】

給電部１４は、ＤＣＤＣコントローラ３０からの出力電圧Ｖｍをスマートフォン３に供給するＶＢＵＳラインＬｓを開閉するスイッチング素子として、ＭＯＳＦＥＴ１４１を有する。ＭＯＳＦＥＴ１４１のソースは、ＤＣＤＣコントローラ３０内の出力電圧生成部１１の出力ラインに接続される。ＭＯＳＦＥＴ１４１のドレインは、ＶＢＵＳラインＬｓに接続される。ＵＳＢコネクタ１８にＵＳＢケーブルを介してスマートフォン３が接続されている場合、ＶＢＵＳラインＬｓには、スマートフォン３に接続されたＵＳＢケーブルのＶＢＵＳラインが接続される。制御部１３からの信号によってＭＯＳＦＥＴ１４１のゲートの電圧が閾値電圧Ｖｔｈを超えると、ソース－ドレイン間が導通し、出力電圧生成部１１の供給電圧がスマートフォン３に供給される。

【0042】

また、ＭＯＳＦＥＴ１４１のソース－ドレイン間には、寄生ダイオード１４３が存在する。この寄生ダイオード１４３は、カソードがソースに接続され、アノードがドレインに接続された状態にある。寄生ダイオード１４３により、充電器１側の電圧がスマートフォン３側へ意図せずに印加されることを防止可能である。

【0043】

図５は、給電部１４の動作を説明するための各部における電圧の時間（ｔ）変化を示すグラフである。ここでは、ＤＣＤＣコントローラ３０の出力電圧Ｖｍが５．０Ｖである場合を示す。

【0044】

充電器１は、スマートフォン３への電力供給の停止及び再開する動作にヒステリシスを持たせてよい。例えば、電力供給を停止するための第１閾値ＶＬが４．５Ｖに設定され、電力供給を再開するための第２閾値ＶＨが４．８Ｖに設定されてよい。バッテリ電圧Ｖｂは、車載器の使用状態等によって変動し得る。特に、アイドリングストップ機能を有する車両では、クランキング等の過渡時にバッテリ電圧が急激に低下し得る。グラフｇ１では、バッテリ電圧Ｖｂを基に生成される出力電圧Ｖｍは、時刻ｔ１で第１閾値ＶＬを下回る。なお、ここでは、電圧監視部１２は、出力電圧Ｖｍと第１閾値ＶＬを比較しているが、バッテリ電圧Ｖｂと第１閾値ＶＬを比較してもよい。この場合、例えばバッテリ電圧Ｖｂが１２Ｖであることに対し、第１閾値ＶＬは例えば１０．５Ｖでよい。同様に、電圧監視部１２は、バッテリ電圧Ｖｂと第２閾値ＶＨを比較してもよい。この場合、例えばバッテリ電圧Ｖｂが１２Ｖであることに対し、第２閾値ＶＨは例えば１１．５Ｖでよい。

【0045】

電圧監視部１２によって検知される出力電圧Ｖｍが時刻ｔ１において第１閾値ＶＬを下回ると、制御部１３は、グラフｇ２に示すように、ＭＯＳＦＥＴ１４１のゲートに供給する電圧Ｖｇを略０Ｖ（閾値電圧Ｖｔｈ以下の電圧の一例）に切り替えてよい。よって、ＭＯＳＦＥＴ１４１がオフとなり、ソース－ドレイン間は、非導通となる。これにより、ＵＳＢコネクタ１８では、ＶＢＵＳラインＬｓについてスマートフォン３との物理的な接続が切断されたように認識される。

【0046】

ＭＯＳＦＥＴ１４１のソース－ドレイン間が遮断されると、ＭＯＳＦＥＴ１４１のドレイン電圧、つまりＶＢＵＳラインＬｓの充電電圧Ｖｓは、グラフｇ３に示すように、時刻ｔ１において、略０Ｖに低下する。なお、ＶＢＵＳラインＬｓの電圧は、略０Ｖに限らず、スマートフォン３が充電停止を判断できる電圧以下であればよい。これにより、スマートフォン３への充電が停止する。

【0047】

クランキング等の過渡期の終わりに近づくと、バッテリ電圧Ｖｂを基に生成される出力電圧Ｖｍは、徐々に復帰し、グラフｇ１に示すように、時刻ｔ２で第２閾値ＶＨを超える。電圧監視部１２によって検知される出力電圧Ｖｍが時刻ｔ２において第２閾値ＶＨを超えると、制御部１３は、グラフｇ２に示すように、ＭＯＳＦＥＴ１４１のゲートに印加する電圧Ｖｇをオン電圧（閾値電圧Ｖｔｈを超える電圧）に切り替える。よって、ＭＯＳＦＥＴ１４１がオンし、ソース－ドレイン間は、導通する。

【0048】

ＭＯＳＦＥＴ１４１のソース－ドレイン間が導通すると、ＭＯＳＦＥＴ１４１のドレイン電圧、つまりＶＢＵＳラインＬｓの充電電圧Ｖｓは、グラフｇ３に示すように、時刻ｔ２において、出力電圧生成部１１の供給電圧に復帰する。これにより、スマートフォン３への充電が受け入れられる可能性が高くなる。

【0049】

図６は、比較例の充電器における給電部付近の概略構成を示す図である。比較例の充電器は、ＰＤコントローラを除き、実施形態と同一の構成を有する。図７は、比較例の給電部の動作を説明するための各部における電圧の時間（ｔ）変化を示すグラフである。なお、図６及び図７の比較例の説明では、本実施形態において同じ名称の構成部について、末尾に「Ｘ」を付して説明する。

【0050】

クランキング等の過渡期において、グラフｇ１１に示すように、ＤＣＤＣコントローラ３０の出力電圧Ｖｍが第１閾値ＶＬを下回っても、制御部１３Ｘは、グラフｇ１２に示すように、ＭＯＳＦＥＴ１４１Ｘのゲートに印加する電圧Ｖｇを変化させず、ＭＯＳＦＥＴ１４１Ｘをオンにする電圧（閾値電圧Ｖｔｈを超える電圧）を継続して出力する。したがって、ＭＯＳＦＥＴ１４１のソース－ドレイン間は、導通したままである。ＭＯＳＦＥＴ１４１Ｘのドレイン電圧、つまりＶＢＵＳラインＬｓＸの充電電圧Ｖｓは、グラフｇ１３に示すように、バッテリ電圧Ｖｂの変動に応じて変化する電圧となる。この場合、充電器１は、充電電圧Ｖｓが第１閾値ＶＬを下回ったことで給電を停止し、その後、出力電圧Ｖｍが第２閾値ＶＨを超えるまで復帰しても、充電が初期化されたと判断せず、充電を再開しない。

【0051】

このように、比較例のように、出力電圧Ｖｍの大きさに応じて給電部のＭＯＳＦＥＴのゲート電圧を制御しない場合には、バッテリ電圧Ｖｂや出力電圧Ｖｍの変動がスマートフォン３に伝達される。一方、本実施形態のように、出力電圧Ｖｍの大きさに応じて給電部のＭＯＳＦＥＴのゲート電圧を制御する場合には、バッテリ電圧Ｖｂや出力電圧Ｖｍの変動がスマートフォン３に伝達されず、中途半端な電圧（例えば第１閾値ＶＬ未満の電圧）の際にはＭＯＳＦＥＴをオフにして、充電電圧Ｖｓを０Ｖにする。よって、スマートフォン３側においても、供給される電圧の状況を判断し易く、電圧の復帰後に、充電が再開されたことを認識し易く、充電再開を受け入れやすくなる。よって、例えば、スマートフォン３の充電の異常が発生した場合に、ＵＳＢケーブルを抜き差ししないとスマートフォン３が充電しないような設計になっていたとしても、充電器１は、疑似的に切断状態を作り出すことができ、スマートフォン３による充電再開を行い易くできる。

【0052】

図８Ａは、ＳＤＰ及びＣＤＰの場合に通信部１５によるＤ＋／Ｄ－ラインの切断動作を説明する図である。

【0053】

通信部１５は、Ｄ＋端子に繋がるＤ＋ラインと、Ｄ－端子に繋がるＤ－ラインをそれぞれ開閉自在でよい。通信部１５は、バッテリ電圧Ｖｂを基に生成される出力電圧Ｖｍが第１閾値ＶＬを下回り、スマートフォン３への電力供給が停止すると、制御部１３による制御により、Ｄ＋ライン及びＤ－ラインをそれぞれ一定期間切断してよい。一定期間は、出力電圧Ｖｍが第１閾値ＶＬを下回ってから再び第２閾値ＶＨを超えるまでの期間であってもよいし、それより短い期間であってもよい。ＶＢＵＳラインＬｓが電気的に遮断され、かつ、Ｄ＋／Ｄ－ラインが一定期間切断されると、スマートフォン３は、充電停止（充電器１からの電力供給の停止）を認識する。

【0054】

図８Ｂは、ＤＣＰの場合に通信部１５によるＤ＋／Ｄ－ラインの切断動作を説明する図である。

【0055】

通信部１５は、Ｄ＋端子及びＤ－端子を２００Ωの抵抗器で短絡するラインを開閉自在でよい。通信部１５は、バッテリ電圧Ｖｂを電源として生成される出力電圧Ｖｍが第１閾値ＶＬを下回り、スマートフォン３への充電が停止すると、制御部１３による制御により、Ｄ＋端子及びＤ－端子を２００Ωの抵抗器で短絡するラインを一定期間切断してよい。一定期間は、出力電圧Ｖｍが第１閾値ＶＬを下回ってから再び第２閾値ＶＨを超えるまでの期間であってもよいし、それより短い期間であってもよい。制御部１３は、ＶＢＵＳラインＬｓが電気的に遮断され、かつ、Ｄ＋端子及びＤ－端子を２００Ωの抵抗器で短絡するラインが一定期間切断されると、スマートフォン３は、充電停止（充電器１からの電力供給の停止）を認識する。

【0056】

なお、スマートフォン３は、ＶＢＵＳラインＬｓの遮断、通信ラインＣＣの供給電圧の遮断若しくは定電流源の遮断（例えば略０Ｖの電圧となること）、及びＤ＋／Ｄ－ラインの一定期間切断の少なくとも１つによって、充電停止を認識してもよい。

【0057】

上記構成を有する充電器１の動作を示す。図９は、充電制御手順を示すフローチャートである。この動作は、例えば、充電器１の電源オンによって開始される。充電器１は、起動後、バッテリ２から供給されるバッテリ電圧Ｖｂを電源として、ＵＳＢコネクタ１８にＵＳＢケーブルを介して接続されたスマートフォン３の充電を開始する。

【0058】

電圧監視部１２は、出力電圧生成部１１から供給される出力電圧Ｖｍを検知し、この出力電圧Ｖｍが第１閾値ＶＬより小さいか否かを判別する（Ｓ１）。出力電圧Ｖｍが第１閾値ＶＬ以上である場合、電圧監視部１２は、Ｓ１の処理を繰り返し、スマートフォン３の充電（スマートフォン３への電力供給）を継続する。

【0059】

Ｓ１で、バッテリ電圧Ｖｂの低下等により出力電圧Ｖｍが第１閾値ＶＬより小さい場合、制御部１３は、ＭＯＳＦＥＴ１４１に入力されるゲートの電圧を閾値電圧Ｖｔｈ未満にしてＭＯＳＦＥＴ１４１をオフにし、少なくともＶＢＵＳラインＬｓを電気的に遮断する（Ｓ２）。また、制御部１３は、通信ラインＣＣの供給電圧を遮断若しくは定電流源を遮断させ、通信ラインＣＣを電気的に遮断してもよい（Ｓ２）。また、制御部１３は、Ｄ＋／Ｄ－ラインを電気的に遮断してもよい。また、制御部１３は、通信ラインＣＣの供給電圧を遮断若しくは定電流源を遮断させると共に、Ｄ＋／Ｄ－ラインを電気的に遮断してもよい。ＶＢＵＳラインＬｓの電気的な遮断と、通信ラインＣＣの電圧低下（電気的な遮断）又は／及びＤ＋／Ｄ－ラインの電気的な切断との組み合わせによって、スマートフォン３は、充電が停止したと判断可能である。

【0060】

充電停止後、電圧監視部１２は、出力電圧生成部１１から供給される出力電圧Ｖｍを検知し、出力電圧Ｖｍが第２閾値ＶＨより大きいか否かを判別する（Ｓ３）。出力電圧Ｖｍが第２閾値ＶＨ以下である場合、充電器１は、Ｓ３の処理を繰り返し、スマートフォン３への充電停止を継続する。

【0061】

Ｓ３で、バッテリ電圧Ｖｂの復帰等により出力電圧Ｖｍが第２閾値ＶＨより大きくなった場合、制御部１３は、ＭＯＳＦＥＴ１４１に入力されるゲート信号の電圧を閾値電圧Ｖｔｈより大きな電圧にして、ＭＯＳＦＥＴ１４１をオンにし、ＶＢＵＳラインＬｓを導通させる（Ｓ４）。また、制御部１３は、出力電圧Ｖｍが第２閾値ＶＨより大きくなった場合、且つ、充電電圧Ｖｓが無効の閾値電圧ＶＩ以下の電圧になった場合に、ＭＯＳＦＥＴ１４１をオンにし、ＶＢＵＳラインＬｓを導通させてもよい。また、制御部１３は、通信ラインＣＣの供給電圧を遮断若しくは定電流源を遮断させた（通信ラインＣＣを電気的に遮断した）場合、通信ラインＣＣの供給電圧の遮断若しくは定電流源の遮断から通信ラインＣＣの供給電圧を復帰若しくは定電流源を復帰させ、導通させてよい（Ｓ４）。また、制御部１３は、Ｄ＋／Ｄ－ラインを電気的に遮断した場合、Ｄ＋／Ｄ－ラインの電気的な遮断を解除し、導通させてよい。この後、制御部１３は、本動作を終了する。

【0062】

充電器１では、充電器１が充電中のスマートフォン３への電力供給を一旦停止させた後、バッテリ電圧の復帰により電力供給を再開しても、スマートフォン３が電力供給を受け付けず、スマートフォン３のバッテリの充電が再開されないといった不具合の発生を回避できる。したがって、電力供給が再開されずに、スマートフォン３がＵＳＢコネクタ１８及びＵＳＢケーブルを介して充電器１に接続されたままとなり、ユーザが気付くことなく、充電されない状態が長く継続することを抑制できる。例えば、車両に搭載された充電器１へのバッテリ電圧がクランキング時に低下して電力供給不能な状態に陥った後、充電器１が電力供給可能な状態に復帰した場合にスマートフォン３への充電の再開確率を向上できる。

【0063】

（変形例１）
図１０は、変形例１における充電器１Ａの構成を示すブロック図である。充電器１Ａでは、ＤＣＤＣコントローラ３０Ａは、出力電圧生成部１１Ａ及び電圧監視部１２Ａを含むＩＣモジュールで構成される。ＰＤコントローラ５０Ａは、制御部１３及び通信部１５を含むＩＣモジュールで構成される。

【0064】

電圧監視部１２Ａは、出力電圧生成部１１Ａの入力側の電圧、つまりバッテリ電圧Ｖｂを検知する。電圧監視部１２Ａは、バッテリ電圧Ｖｂが第１閾値ＶＬを下回ると、出力電圧生成部１１Ａの動作を停止させる信号を出力し、その後にバッテリ電圧Ｖｂが第２閾値ＶＨを超えると、出力電圧生成部１１Ａの動作を再開させる信号を出力する。よって、出力電圧生成部１１Ａは、バッテリ電圧Ｖｂが第１閾値ＶＬ以上であると、出力電圧Ｖｍを給電部１４へ出力し、バッテリ電圧Ｖｂが第１閾値ＶＬを下回ると、出力電圧Ｖｍを給電部１４へ出力せず、バッテリ電圧Ｖｂが第１閾値ＶＬ以上の電圧に復帰すると、出力電圧Ｖｍの給電部１４への出力を再開する。出力電圧生成部１１Ａは、バッテリ電圧Ｖｂが第１閾値ＶＬ以上の電圧に復帰し、且つ、充電電圧Ｖｓが無効の閾値電圧ＶＩ以下の電圧になった場合、出力電圧Ｖｍの給電部１４への出力を再開してもよい。バッテリ電圧Ｖｂの通常時の電圧は、例えば１２Ｖでよい。この場合、第１閾値ＶＬは、例えば１０．５Ｖに設定されてよい。第２閾値ＶＨは、例えば１１．５Ｖに設定されてよい。

【0065】

出力電圧生成部１１Ａの動作が停止すると、出力電圧生成部１１Ａから供給される出力電圧Ｖｍは、略０Ｖに低下する。ＭＯＳＦＥＴ１４１のソースが略０Ｖの電圧であるので、ＭＯＳＦＥＴ１４１のドレインから略０Ｖの充電電圧Ｖｓを出力する。したがって、ＭＯＳＦＥＴ１４１のドレインに繋がるＶＢＵＳラインＬｓは、遮断された状態に等しくなる。

【0066】

また、ＰＤコントローラ５０Ａは、出力電圧生成部１１Ａから供給される出力電圧Ｖｍが略０Ｖに低下すると、通信部１５は、制御部１３の制御により、通信ラインＣＣの供給電圧を遮断若しくは定電流源を遮断させてよい。また、この場合、通信部１５は、制御部１３の制御により、Ｄ＋／Ｄ－ラインを電気的に切断してよい。

【0067】

また、ＤＣＤＣコントローラ３０ＡがＰＤコントローラ５０Ａに電力を供給する場合、バッテリ電圧Ｖｂが第１閾値ＶＬを下回ると、ＤＣＤＣコントローラ３０Ａは、ＰＤコントローラ５０Ａに電力を供給しなくてもよい。ＰＤコントローラ５０Ａに電力が供給されないと、ＰＤコントローラ５０Ａは、動作しなくなる。よって、通信ラインＣＣ及びＤ＋／Ｄ－ラインは、電気的に遮断された状態となる。これにより、ＶＢＵＳラインＬｓ、通信ラインＣＣ、及びＤ＋／Ｄ－ラインの電気的な遮断によって、スマートフォン３は、充電器１との接続が解除されたと判断可能である。よって、ＶＢＵＳラインＬｓ、通信ラインＣＣ、Ｄ＋／Ｄ－ライン、等の電気的な再接続が行われることで、スマートフォン３が充電器１と再接続されたと認識し、充電を再開する可能性を高くすることができる。

【0068】

ＶＢＵＳラインの遮断と、通信ラインＣＣの供給電圧の遮断、定電流源の遮断、及びＤ＋／Ｄ－ラインの切断の少なくとも１つと、の組み合わせによって、スマートフォン３は、充電器１との接続が解除されたと判断可能である。よって、ＶＢＵＳラインＬｓ、通信ラインＣＣ、Ｄ＋／Ｄ－ライン、等の電気的な再接続が行われることで、スマートフォン３が充電器１と再接続されたと認識し、充電を再開する可能性を高くすることができる。

【0069】

充電器１Ａでは、ＤＣＤＣコントローラ３０Ａが電圧監視部１２Ａを含むので、ＰＤコントローラ５０Ａの構成を簡単化できる。また、ＤＣＤＣコントローラ３０Ａがバッテリ電圧Ｖｂの低下によってＶＢＵＳラインＬｓの電圧を低下させることができる。したがって、充電器１Ａは、制御部１３による給電部１４への制御を簡単化できる。

【0070】

（変形例２）
図１１は、変形例２における充電器１Ｂの構成を示すブロック図である。実施形態の変形例２における充電器１Ｂは、変形例１における充電器１Ａとほぼ同様の構成を有する。変形例１における充電器１Ａと同一の構成要素については、同一の符号を付すことでその説明を省略する。

【0071】

ＤＣＤＣコントローラ３０Ｂの電圧監視部１２Ｂは、出力電圧生成部１１Ｂの入力側の電圧（バッテリ電圧Ｖｂ）を検知し、その検知結果を基に、制御部１３に対し、直接に、ＭＯＳＦＥＴ１４１をオフにする信号、又はＭＯＳＦＥＴ１４１をオンにする信号を出力する。これにより、ＤＣＤＣコントローラ３０Ｂが、ＶＢＵＳラインＬｓの遮断・導通を制御可能である。

【0072】

出力電圧生成部１１Ｂは、変形例１と異なり、電圧監視部１２Ｂによって制御されない。出力電圧生成部１１Ｂから供給される出力電圧Ｖｍは、ＰＤコントローラ５０Ｂに入力される。通信部１５は、出力電圧生成部１１Ｂの出力電圧Ｖｍが第１閾値ＶＬを下回った場合、通信ラインＣＣを略０Ｖに低下させてよい。また、通信部１５は、Ｄ＋／Ｄ－ラインを電気的に切断してよい。出力電圧生成部１１Ｂの出力電圧Ｖｍが復帰した場合（第２閾値ＶＨを上回った場合）、通信部１５は、通信ラインＣＣの電圧を元の電圧に復帰させ、また、Ｄ＋／Ｄ－ラインを導通させてよい。このように、ＶＢＵＳラインＬｓの遮断と、通信ラインＣＣの供給電圧の遮断、定電流源の遮断、及びＤ＋／Ｄ－ラインの電気的な切断の少なくとも１つとの組み合わせによって、スマートフォン３は、充電器１との接続が解除されたと判断可能である。よって、ＶＢＵＳラインＬｓ、通信ラインＣＣ、Ｄ＋／Ｄ－ライン、等の電気的な再接続が行われることで、スマートフォン３が充電器１と再接続されたと認識する可能性を高くすることができる。

【0073】

充電器１Ｂでは、変形例１と同様、ＤＣＤＣコントローラ３０Ｂが電圧監視部１２Ｂを含むので、ＰＤコントローラ５０Ｂの構成を簡単化できる。また、充電器１Ｂは、直接制御できる。

【0074】

（変形例３）
図１２は、実施形態の変形例３における充電器１Ｃの構成を示すブロック図である。実施形態の変形例３における充電器１Ｃは、変形例１における充電器１Ａとほぼ同様の構成を有する。変形例１における充電器１Ａ及び前記変形例２における充電器１Ｂと同一の構成要素については、同一の符号を付すことでその説明を省略する。

【0075】

充電器１Ｃは、ＤＣＤＣコントーラ、ＰＤコントローラ及び給電部を内蔵する単一のＩＣモジュールであるチャージコントローラ８０で構成される。電圧監視部１２Ｃは、出力電圧生成部１１の入力側のバッテリ電圧Ｖｂ、又は、出力電圧生成部１１の出力側の出力電圧Ｖｍを検知し、検知結果を制御部１３に通知する。電圧監視部１２Ｃがバッテリ電圧Ｖｂを検知する場合、第１閾値ＶＬ及び第２閾値ＶＨは、それぞれ例えば１０．５Ｖ、１１．５Ｖでよい。電圧監視部１２Ｃが出力電圧生成部１１の出力電圧Ｖｍを検知する場合、第１閾値ＶＬ及び第２閾値ＶＨは、それぞれ例えば４．５Ｖ、４．８Ｖでよい。制御部１３は、上記の実施形態、変形例１、又は変形例２と同様の動作を行ってよい。

【0076】

充電器１Ｃでは、充電器１ＣがＤＣＤＣコントローラとＰＤコントローラの区別なく、単一のＩＣモジュールであるチャージコントローラ８０から構成されるので、取り扱いが容易である。

【0077】

以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

【0078】

上記実施形態では、充電器は、充電制御を行うコントローラとして、ＰＤ機能を有するＰＤコントローラを備えることを例示したが、ＰＤ以外の充電規格に従うコントローラ（充電ポートコントローラ）を備えてもよい。充電ポートコントローラは、Ｔｙｐｅ－Ｃ接続での充電規格の１つであるＴｙｐｅ－Ｃ Ｃｕｒｒｅｎｔや従来のＵＳＢの充電規格に従って、充電制御可能である。充電ポートコントローラは、Ｔｙｐｅ－Ｃ Ｃｕｒｒｅｎｔの充電規格に従う場合、ＣＣピン（ＣＣ１端子又はＣＣ２端子）の電圧値により供給電流を通知する。充電ポートコントローラは、通信部１５を介したＢＭＣ符号を用いた通信を行わない。

【0079】

上記実施形態の変形例３では、チャージコントローラ８０は、ＤＣＤＣコンバータを内蔵したＤＣＤＣコンバータ内蔵のＰＤコントローラであることを例示したが、他のコントローラ（例えばＤＣＤＣコンバータ内蔵の充電ポートコントローラ）を有する単一のＩＣモジュールとしてもよい。これにより、充電器は、単一のＩＣモジュールで、ＰＤ機能を有しない充電規格に対応できる。

【0080】

上記実施形態では、充電器にＵＳＢコネクタが１つ取り付けられている場合を示したが、複数のＵＳＢコネクタが充電器に取り付けられてもよい。この場合、複数のＵＳＢコネクタにそれぞれ接続された複数の電子機器は、個別にあるいは同時に充電されてもよい。

【0081】

上記実施形態では、充電器に入力される電源として、車載バッテリを示したが、これに限らず、太陽光発電パネル、発電機、等の入力電圧が変動し得る電源であってよい。また、充電器に入力される電源は、電気自動車やハイブリッドカー等の車両用の電源装置であってもよい。なお、車両用の電源装置には、車載バッテリが含まれてもよい。

【0082】

以上のように、上記実施形態の充電器１は、スマートフォン３（端末の一例）の充電を制御してよい。充電器１は、バッテリ２のバッテリ電圧Ｖｂを入力し（入力電圧の取得の一例）、直流電圧変換を行い（入力電圧の変換の一例）、出力電圧Ｖｍを生成する出力電圧生成部１１（電圧生成部の一例）を備えてよい。充電器１は、ＶＢＵＳラインＬｓ（電圧供給ラインの一例）を介して充電電圧Ｖｓ（例えば出力電圧Ｖｍ）をスマートフォン３へ供給する給電部１４を備えてよい。充電器１は、給電部１４による充電電圧Ｖｓの供給を制御する制御部１３を備えてよい。制御部１３は、出力電圧Ｖｍ又はバッテリ電圧Ｖｂが第１閾値ＶＬ（第１の閾値の一例）以上の電圧である場合、給電部１４による充電電圧Ｖｓをスマートフォン３に供給させてよい。制御部１３は、出力電圧Ｖｍ又はバッテリ電圧Ｖｂが第１閾値ＶＬ未満の電圧である場合、給電部１４による充電電圧Ｖｓの供給を電気的に遮断してよい。制御部１３は、出力電圧Ｖｍ又はバッテリ電圧Ｖｂが第２閾値ＶＨを超える電圧に復帰した場合、給電部１４による充電電圧Ｖｓの供給を再開させてよい。上記の場合、制御部１３は、バッテリ電圧Ｖｂ又は出力電圧Ｖｍが第１閾値ＶＬ以上の電圧に復帰した場合、且つ、電気的に遮断された給電部１４による充電電圧Ｖｓが無効の閾値電圧ＶＩ以下の電圧である場合に、給電部１４による充電電圧Ｖｓの供給を再開させてもよい。

【0083】

これにより、充電器１は、ＶＢＵＳラインＬｓを電気的に遮断してから導通させることで、電気的に一度切断された状態を実現でき、スマートフォン３に新たに接続されたと認識させることができる。したがって、充電器１は、入力電圧が復帰した後、充電を再開できる。また、充電器１は、ユーザが気づかないまま充電されない状態が継続することを抑制できる。

【0084】

給電部１４は、ＭＯＳＦＥＴ１４１（トランジスタの一例）を有してよい。制御部１３は、出力電圧Ｖｍ又はバッテリ電圧Ｖｂが第１閾値ＶＬ以上の電圧である場合、ＭＯＳＦＥＴ１４１の閾値電圧Ｖｔｈ以上の電圧をＭＯＳＦＥＴ１４１のゲートに印加してよい。制御部１３は、出力電圧Ｖｍ又はバッテリ電圧Ｖｂが第１閾値ＶＬ未満の電圧である場合、閾値電圧Ｖｔｈ以上の電圧をＭＯＳＦＥＴ１４１のゲートに印加しなくてよい。制御部１３は、出力電圧Ｖｍ（又はバッテリ電圧Ｖｂ）が第１閾値ＶＬ以上の電圧に復帰した場合、ＭＯＳＦＥＴ１４１のゲートへの閾値電圧Ｖｔｈ以上の電圧の供給を再開してよい。上記の場合、制御部１３は、バッテリ電圧Ｖｂ又は出力電圧Ｖｍが第１閾値ＶＬ以上の電圧に復帰した場合、且つ、電気的に遮断された給電部１４による充電電圧Ｖｓが無効の閾値電圧ＶＩ以下の電圧である場合に、ＭＯＳＦＥＴ１４１のゲートへの閾値電圧Ｖｔｈ以上の電圧の供給を再開してもよい。

【0085】

これにより、充電器１は、ＭＯＳＦＥＴ１４１を用いてスイッチング動作を行い、ＶＢＵＳラインＬｓの電気的な接続と遮断とを容易に制御できる。よって、スマートフォン３から見ると、ＶＢＵＳラインの電気的な遮断と接続により、新たな充電器１にスマートフォン３が接続されたように見せることができ、スマートフォン３が充電を再開する確率が向上する。

【0086】

また、制御部１３は、バッテリ電圧Ｖｂが第１閾値ＶＬ以上の電圧である場合、出力電圧Ｖｍを給電部１４へ出力してよい。制御部１３は、バッテリ電圧Ｖｂが第１閾値ＶＬ未満の電圧である場合、出力電圧Ｖｍを給電部１４へ出力しなくてよい。制御部１３は、入力電圧が第１閾値ＶＬ以上の電圧に復帰した場合、出力電圧Ｖｍの給電部１４への出力を再開してよい。上記の場合、制御部１３は、バッテリ電圧Ｖｂが第１閾値ＶＬ以上の電圧に復帰した場合、且つ、電気的に遮断された給電部１４による出力電圧Ｖｍが無効の閾値電圧ＶＩ以下の電圧である場合、出力電圧Ｖｍの給電部１４への出力を再開してもよい。

【0087】

これにより、充電器１は、スイッチングによるＶＢＵＳラインＬｓの電気的な遮断及び接続を行うことが不要となり、スイッチング制御が不要となり、充電器１の動作を簡素化できる。また、給電部１４へ電力供給しないことで、ＶＢＵＳラインＬｓに電力が供給されないので、省電力化を図れる。

【0088】

また、充電器１は、通信ライン（例えば通信ラインＣＣ、Ｄ＋／Ｄ－ライン）を介して、スマートフォン３の充電の制御に関するデータを通信する通信部１５を備えてよい。制御部１３は、出力電圧Ｖｍ又はバッテリ電圧Ｖｂが第１閾値ＶＬ以上の電圧である場合、通信ラインＣＣへ電圧を供給してよい。制御部１３は、出力電圧Ｖｍ又はバッテリ電圧Ｖｂが第１閾値ＶＬ未満の電圧である場合、通信ラインＣＣへの電圧の供給を遮断してよい。制御部１３は、出力電圧Ｖｍ又はバッテリ電圧Ｖｂが第２閾値ＶＨ以上の電圧に復帰した場合、通信ラインＣＣへの電圧の供給を再開してよい。この場合、制御部１３は、バッテリ電圧Ｖｂ又は出力電圧Ｖｍが第１閾値ＶＬ以上の電圧に復帰した場合、且つ、電気的に遮断された給電部１４による出力電圧が無効の閾値電圧ＶＩ以下の電圧である場合、通信ラインへの電圧の供給を再開してもよい。

【0089】

これにより、給電部１４による電圧の供給と遮断とでは、スマートフォン３が充電を再開しなかった場合、充電器１は、通信ラインＣＣを電気的に遮断してから再度接続させることで、通信ラインＣＣが一旦切断された状態を実現できる。これにより、充電器１は、スマートフォン３が通信ラインＣＣに新たに接続したと認識する可能性を高めることができる。したがって、充電器１の入力電圧が復帰した後、スマートフォン３が充電を再開する可能性が高まる。

【0090】

また、通信ラインＣＣは、スマートフォン３との間で充電の制御に関するネゴシエーション（例えばＰＤプロトコルに則ったネゴシエーション）を行うための通信ラインＣＣ（第１の通信ラインの一例）を含んでよい。制御部１３は、通信ラインＣＣの供給電圧を遮断又は定電流源を遮断することにより、通信ラインＣＣを介した通信を遮断してよい。

【0091】

これにより、充電器１は、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃの通信ラインＣＣを用いて、充電が停止したスマートフォン３の充電を再開させることができる可能性が高められる。

【0092】

また、通信部１５は、スマートフォン３との間で接続を認識するためのハンドシェイクを行うＤ＋／Ｄ－ライン（第２の通信ラインの一例）を含んでよい。制御部１３は、Ｄ＋／Ｄ－ラインを切断することで、Ｄ＋／Ｄ－ラインへの電圧の供給を遮断してよい。

【0093】

これにより、充電器１は、ＵＳＢ２．０等の従来の信号伝送を行うためのＤ＋／Ｄ－端子を用いて、充電が停止したスマートフォン３の充電を再開させることができる可能性を高められる。

【0094】

また、制御部１３は、出力電圧Ｖｍ又はバッテリ電圧Ｖｂが第１閾値ＶＬよりも大きな第２閾値ＶＨ以上の電圧に復帰した場合に、給電部１４による給電を再開させてよい。

【0095】

これにより、充電器１は、給電の停止と再開を行うタイミングにおいて、ヒステリシスを持たせることができ、給電の停止と再開とが繰り返されるハンチングを抑制できる。したがって、充電器１は、入力電圧が十分に所望の値に戻った後に、スマートフォン３への充電を再開させることができる。よって、充電再開後に、出力電圧Ｖｍ又はバッテリ電圧Ｖｂが第１閾値ＶＬの電圧を下回り、スマートフォン３への充電を停止する可能性を小さくでき、安定して充電可能となることが期待できる。

【0096】

なお、出力電圧生成部１１に給電部１４の機能が含まれてもよい。この場合、制御部１３より出力電圧生成部１１の給電制御機能を用いて電力の遮断、給電の再開を行っても、同等の機能が得られる。

【0097】

また、制御部１３は、入力電圧又は出力電圧が第２閾値ＶＨ以上の電圧に復帰した場合、且つ、電気的に遮断された給電部１４による出力電圧が無効の閾値電圧ＶＩ以下の電圧である場合、給電部１４による出力電圧の供給を再開させてよい。

【0098】

これにより、充電器１は、給電部１４による充電電圧Ｖｓの供給の電気的な遮断後に、充電電圧Ｖｓが十分に低い電圧に低下した後に、充電電圧Ｖｓの供給を再開させることができ、充電の再開確率を一層向上できる。

【産業上の利用可能性】

【0099】

本開示は、電力供給が可能な状態に復帰した場合に端末への充電の再開確率を向上できる充電制御装置及び充電制御方法等である。

【符号の説明】

【0100】

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 充電器
１ｚ 筐体
２ バッテリ
３ スマートフォン
１１，１１Ａ 出力電圧生成部
１２，１２Ａ，１２Ｂ 電圧監視部
１３ 制御部
１４ 給電部
１５ 通信部
１８ ＵＳＢコネクタ
３０ ＤＣＤＣコントローラ
５０，５０Ａ，５０Ｂ，１５０ ＰＤコントローラ
８０ チャージコントローラ
１００ 基板
１４１ ＭＯＳＦＥＴ
１４３ 寄生ダイオード
Ｌｓ ＶＢＵＳライン
Ｖｂ バッテリ電圧
Ｖｍ 出力電圧
Ｖｓ 充電電圧

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】