CN117501583A - 送电装置、受电装置、控制方法和程序 - Google Patents
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Abstract
送电装置(402)经由送电天线(105)向受电装置无线发送电力,测量限制要向受电装置(401)发送的电力的送电限制时段的至少两个或更多个时间点处的送电天线(105)中的电压和电流中的至少任一者,并且多次进行包括第一测量处理和第二测量处理的测量处理。在该处理中,与第一测量处理相关的处理时段和与第二测量处理相关的处理时段被控制为具有不同长度。
Description
技术领域
本公开涉及无线电力传输技术。
背景技术
近年来,无线电力传输系统的技术开发得到了广泛的进行。专利文献(PTL)1讨论了符合无线电力联盟(WPC)标准的异物检测的方法。此外,PTL 2讨论了根据衰减量确定送电设备附近是否存在物体的方法,衰减量是在送电停止后送电设备的电压逐渐下降的时段期间获得的送电设备的电压值。
引文列表
专利文献
PTL 1:日本特开2017-70074号公报
PTL 2:日本特开2018-512036号公报
发明内容
技术问题
在通过使用PTL 2中讨论的方法确定物体的有无时,通过用于测量送电装置限制送电的时段期间测量电压或电流的处理而获得的测量结果可能被确定为不适合确定的数据。可以认为,通过在送电装置限制送电的时段期间多次进行测量电压或电流的处理,可以获得适合确定的数据,从而可以进行更可靠的确定。然而,PTL 1和PTL 2几乎没有讨论针对在送电装置限制送电的送电时段期间多次进行测量电压或电流的处理的情况的控制。
本公开是鉴于上述问题而设计的,并且其目的是使得在送电装置限制送电的时段期间多次进行测量电压或电流的处理的情况下进行适当的控制。
解决问题的技术手段
作为用于解决上述问题的一种手段,本公开的送电设备具有以下配置。一种送电装置包括:送电单元,其被配置为经由天线向受电装置无线发送电力;测量单元,其被配置为进行用于测量送电限制时段的至少两个或更多个时间点处的所述天线中的电压和电流中的至少任一者的测量处理,其中在所述送电限制时段中,限制所述送电单元要向所述受电装置发送的电力;以及控制单元,其被配置为在所述测量单元进行第一测量处理和第二测量处理的情况下,进行控制,使得与所述第一测量处理相关的处理时段和与所述第二测量处理相关的处理时段具有彼此不同的长度。
本发明的有利效果
根据本公开,在送电装置限制送电的时段期间多次进行测量电压或电流的处理的情况下,能够进行适当的控制。
附图说明
图1是示出送电装置的配置示例的图。
图2是示出受电装置的配置示例的图。
图3是示出送电装置的控制单元的功能配置示例的框图。
图4是示出无线电力传输系统的配置示例的图。
图5是示出无线电力传输的处理示例的序列图。
图6是示出使用波形衰减方法的异物检测的图。
图7是示出基于送电期间的送电波形的异物检测方法的图。
图8是示出根据第一示例性实施例的送电装置进行的操作的流程图。
图9是示出根据第一示例性实施例的受电装置的操作的流程图。
图10是示出将通过电力损耗方法执行的异物检测中的阈值的设置方法的图。
图11是示出通过波形衰减方法执行的异物检测中的阈值的设置方法的图。
图12是示出根据第二示例性实施例的送电装置进行的操作的流程图。
图13是示出根据第二示例性实施例的受电装置的操作的流程图。
图14是示出根据第三示例性实施例的送电装置进行的操作的流程图。
图15是示出根据第三示例性实施例的受电装置的操作的流程图。
图16是示出根据第一示例性实施例的指示送电天线与受电天线之间的第一耦合状态的指标的测量方法的图。
图17是示出根据第一示例性实施例的指示送电天线与受电天线之间的第二耦合状态的指标的测量方法的图。
图18是示出根据第一示例性实施例的使用送电天线与受电天线之间的耦合状态的状态异常检测的阈值的设置方法的图。
具体实施方式
<第一示例性实施例>
下文中将参照附图详细描述示例性实施例。在示例性实施例中描述了多个特征,但并非所有这些特征总是对于示例性实施例所必须的。另外,可以任意组合这多个特征。此外,对附图中的相同或相似的配置分配相同的附图标记。
[无线电力传输系统的配置]
图4示出了根据本示例性实施例的无线电力传输系统的配置示例。作为示例,该系统包括受电装置401和送电装置402。下面将参照图2和图1描述受电装置401和送电装置402的详细配置。在下面的描述中,受电装置将被称为RX,而送电装置将被称为TX。RX 401是从TX 402接收电力并为内部电池充电的电子设备。
TX 402是向放置在充电台403上的RX 401无线发送电力的电子设备,充电台403是TX 402的一部分。在下文中,由于充电台403是TX 402的一部分,因此“RX 401被放置在充电台403上”有时会被描述为“RX 401被放置在TX 402上”。由虚线围绕的范围404是RX 401能够从TX 402接收电力的范围。也就是说,范围404与TX 402能够向RX 401发送电力的范围一致。在将RX 401放置在TX 402上的状态下,RX 401和TX 402或充电台403无需相互接触。例如,RX 401位于范围404中而不与TX 402(充电台403)接触的状态也可视为“RX 401被放置在TX 402上”的状态。
RX 401和TX 402可以具有执行无线电力传输以外的应用的功能。作为示例,RX401是智能电话。作为示例,TX 402是用于为智能电话充电的附件设备。RX 401和TX 402可以分别是平板计算机、存储设备(诸如硬盘设备或存储器设备等)或信息处理装置(诸如个人计算机(PC)等)。此外,RX 401和TX 402可以例如分别是成像装置(照相机、摄像机等)。此外,RX 401可以是诸如扫描器等的图像输入设备,也可以是诸如打印机、复印机或投影仪等的图像输出设备。此外,TX 402可以是智能电话。在这种情况下,RX 401可以是另一智能电话,或可以是无线耳机。此外,RX 401也可以是运载工具。另选地,TX 402可以是安装在车载控制台中的充电器。
在该系统中,RX 401和TX 402基于无线电力联盟(WPC)标准,进行使用用于无线电力传输的电磁感应方法的无线电力传输。也就是说,RX 401和TX 402在RX 401中包括的受电天线(受电线圈)与TX 402中包括的送电天线(送电线圈)之间,进行符合WPC标准的无线电力传输。应用于本系统的无线电力传输方法并不局限于WPC标准所定义的方法,也可以是其他电磁感应方法、磁场方法、电场共振方法、微波方法或使用激光等的方法。虽然在本示例性实施例中无线电力传输用于无线充电,但也可以出于无线充电以外的目的进行无线电力传输。
在此,将描述由符合WPC标准的受电装置和送电装置进行的处理。WPC标准定义了保证能够由受电装置输出到负载(例如充电电路、电池等)的电力的大小。具体来说,所定义的电力是所谓的“保证电力”或“保证负载电力”(以下称为“GP”)的值。GP指示例如即使在受电天线与送电天线之间的送电效率因受电装置与送电装置之间的位置关系的变化而降低的情况下、也能保证输出到受电装置的负载的电力的值。更具体地说,在GP为5瓦的情况下,即使在送电效率因受电天线与送电天线之间的位置关系发生变化而降低时,送电装置也进行送电的控制,使得从受电装置内部向负载输出5瓦的电力。GP由在下面描述的协商阶段送电装置与受电装置之间的协商来确定。WPC标准还定义了在电力输送阶段受电装置能够向负载(例如充电电路、电池等)输出的最大电力的大小。具体来说,电力是所谓的最大电力或基准电力(以下简称“MP”)的值。
WPC标准还定义了用作适当基准并能够在电力输送阶段由送电装置发送到受电装置的电力的大小。具体来说,电力是所谓的潜在电力或潜在负载电力(以下称为“PP”)的值。换言之,PP指示送电装置与受电装置可协商的最大GP。协商项目不限于GP、MP和PP,并且本示例性实施例适用于基于送电装置与受电装置之间的协商中确定的电力进行送电和接收的配置。
在从送电装置向受电装置进行送电的情况下,送电装置附近有可能存在与受电装置不同的物体(以下称为“异物”)。在这种情况下,例如,如果异物是金属条等,则用于送电的电磁波会影响异物,从而导致异物温度升高或异物故障。鉴于该问题,WPC标准定义了用于检测异物存在或异物可以存在于送电装置能够发送电力的范围内的方法。具体地说,是基于送电装置的发送电力与受电装置的接收电力之间的差来检测异物的电力损耗(PowerLoss)方法。还定义了Q值测量方法,该方法通过使用送电装置中的送电天线(送电线圈)的质量系数(Q值)的变化来检测异物。使用这些方法检测异物使得在存在异物的情况下送电装置停止送电,从而防止异物温度升高和异物故障。
在本公开中,异物的示例包括金属条、夹子、集成电路(IC)卡等。在集成了受电装置和受电装置的产品中,或者在集成了受电装置和受电装置的产品的必要部件的物体中,当暴露于由送电天线发送的无线电力时可能无意中产生热量的物体不被视为异物。
根据本示例性实施例的RX 401和TX 402进行上述检测异物的处理(以下将称为“异物检测处理”)。根据本示例性实施例的TX 402要检测的异物不限于充电台403上存在的物体。需要TX 402检测在TX 402附近存在的异物,并且TX 402可以检测例如TX 402能够发送电力的范围404内的异物。
将参照图10描述基于WPC标准中定义的电力损耗方法的异物检测。在图10中,横轴指示TX 402的发送电力,纵轴指示RX 401的接收电力。图10中所示的图是通过校准处理(校准处理(CAL处理))获取的。下面将对校准处理进行描述。
首先,TX 402以第一发送电力值Pt1向RX 401进行送电。在此送电中,RX 401以第一接收电力值Pr1接收电力(此状态将被称为带轻负载的状态(轻负载状态))。然后,TX 402存储第一发送电力值Pt1。第一发送电力值Pt1和第一接收电力值Pr1分别是RX 401与TX402之间预定义的最小发送电力和最小接收电力。在此处理中,RX 401控制负载,使得要接收的电力是最小电力。例如,RX 401可断开受电天线与负载之间的连接,以避免将接收到的电力提供给负载(充电电路、电池等)。
随后,RX 401将第一接收电力的电力值Pr1通知给TX 402。从RX 401接收到指示电力值Pr1的通知的TX 402计算Pt1-Pr1(=Ploss1),以获得TX 402与RX 401之间的电力损耗,并获得指示值Pt1与Pr1之间的对应关系的校准点1000。
随后,TX 402将发送电力值改变为第二发送电力值Pt2,并进行向RX 401的送电。在此送电中,RX 401以第二接收电力值Pr2接收电力(此状态将被称为带连接负载的状态(负载连接状态))。然后,TX 402存储第二发送电力值Pt2。第二发送电力值Pt2和第二接收电力值Pr2分别是预定义的最大发送电力和预定义的最大接收电力。在此处理中,RX 401控制负载,使得要由负载接收的电力是最大电力。另选地,RX 401控制负载,使得负载处于提供值等于或大于预定阈值的电力的状态。例如,RX 401连接受电天线和负载,以允许向负载提供接收到的电力。随后,RX 401将第二接收电力值Pr2通知给TX 402。从RX 401接收到指示电力值Pr2的通知的TX 402计算Pt2-Pr2(=Ploss2)以获得TX 402与RX 401之间的电力损耗,从而获得指示值Pt2与Pr2之间的对应关系的校准点1001。
然后,TX 402生成在校准点1000与校准点1001之间线性插值的直线1002。直线1002指示在TX 402和RX 401附近不存在异物的状态下发送电力与接收电力之间的关系。基于直线1002,TX 402能够预测在不存在异物的状态下以预定发送电力进行送电的情况下RX401所要接收到的电力的值。例如,在TX 402以第三发送电力值Pt3发送电力的情况下,基于直线1002上的点1003估计出RX 401接收到的电力的值是与第三发送电力值Pt3相对应的第三接收电力值Pr3。
如上所述,基于在改变负载时测量的TX 402的发送电力值和RX 401的接收电力值的多个组合,获得根据负载的TX 402与RX 401之间的电力损耗的关系。此外,使用多个组合的插值允许估计在任何负载下TX 402与RX 401之间的电力损耗。
将参照图10所示的曲线图描述使用电力损耗方法的异物检测的方法。将描述以下情况:在校准处理之后,TX 402以Pt3向RX 401进行送电,并且TX 402从RX 401接收到指示接收电力值Pr3'的值的通知。
TX 402计算通过从不存在异物的状态下的第三接收电力值Pr3中减去实际从RX401通知的接收电力值Pr3'而获得的值Pr3-Pr3'(=Ploss_FO)。Ploss_FO被认为是由于在TX 402和RX 401附近存在的异物以及由异物消耗的电力而造成的电力损耗。
因此,在被认为由异物消耗的电力Ploss_FO大于预定阈值的情况下,可以确定为存在异物。另选地,TX 402通过使用不存在异物的状态下的接收电力值Pr3,初步获得TX402与RX 401之间的电力损耗Pt3-Pr3(=Ploss3)。然后,TX 402通过使用在存在异物的状态下从RX 401通知的接收电力值Pr3',获得在存在异物的状态下TX 402与RX 401之间的电力损耗Pt3-Pr3'(=Ploss3')。可使用Ploss3'-Ploss3(=Ploss_FO)来估计被认为由异物消耗的电力Ploss_FO。
如上所述,作为获得被认为由异物消耗的电力Ploss_FO的方法,电力Ploss_FO可以通过Pr3-Pr3'(=Ploss_FO)获得,也可以通过Ploss3'-Ploss3(=Ploss_FO)获得。虽然在本公开的以下描述中将基本描述通过Ploss3'-Ploss3(=Ploss_FO)获得电力损耗的方法,但本示例性实施例也适用于通过Pr3-Pr3'(=Ploss_FO)获得电力损耗的方法。已经描述了基于电力损耗方法的异物检测。
在通过校准处理获取直线1002后,TX 402的异物检测单元305经由通信单元104定期从RX 401接收当前接收电力值(例如,上述接收电力值Pr3')。RX 401定期发送的当前接收电力值作为接收电力包(模式0)发送给TX 402。TX 402的异物检测单元305基于存储在接收电力包(模式0)中的接收电力值和直线1002进行异物检测。
基于通过下面描述的校准阶段获得的数据,在电力传输(送电)期间(下面描述的电力输送阶段)执行使用电力损耗方法的异物检测。在电力传输之前(在下面描述的数字Ping发送之前、协商阶段或重新协商阶段)执行使用Q值测量方法的异物检测。
接下来将描述符合WPC标准的受电装置与送电装置之间的通信。根据本示例性实施例的RX 401和TX 402进行符合WPC标准的送电和受电控制所用的控制通信。WPC标准定义了多个阶段,包括执行电力传输的电力输送阶段和实际电力传输之前的一个或多个阶段,并进行各阶段所需的送电和受电控制所用的通信。电力传输之前的阶段可包括选择阶段、Ping阶段、识别和配置阶段、协商阶段和校准阶段。识别和配置阶段在下文中称为I&C阶段。将对各阶段中执行的处理进行描述。
在选择阶段,TX 402间歇性地发送模拟Ping以检测物体是被放置在TX 402的充电台上(例如,检测RX 401、导体条等是被放置在充电台上)。TX 402检测发送模拟Ping时的送电天线的电压值和电流值中的至少任一值,并在电压值低于某一阈值的情况下或在电流值超过某一阈值的情况下,TX 402确定为物体存在并转变到Ping阶段。
在Ping阶段,TX 402发送电力大于模拟Ping的数字Ping。数字Ping的电力的大小足以启动TX 402上放置的RX 401的控制单元。RX 401将受电电压的大小通知给TX 402。以此方式,通过接收来自接收到数字Ping的RX 401的响应,TX 402识别出选择阶段所检测到的物体是RX 401。响应于接收到指示受电电压值的通知,TX 402转变到I&C阶段。在发送数字ping之前,TX 402测量送电天线的Q值(Q因子)。在执行使用Q值测量方法的异物检测处理时,将使用该测量结果。
在I&C阶段,TX 402识别RX 401并从RX 401获取设备配置信息(能力信息)。RX 401发送ID包和配置包。ID包包含与RX 401有关的标识符信息,配置包包含与RX 401有关的设备配置信息(能力信息)。接收到ID包和配置包的TX 402发送指示确认的响应(ACK,肯定响应)。然后,I&C阶段结束。
在协商阶段,基于RX 401请求的GP的值、TX 402的送电能力等确定GP的值。MP和PP的值也在协商阶段确定。TX 402从RX 401接收包含与基准质量因子值有关的信息的异物检测(FOD)状态包,调整Q值测量方法中使用的阈值,并确定阈值。然后,根据来自RX 401的请求,TX 402使用Q值测量方法执行异物检测处理。WPC标准定义了如下方法:在该阶段一次转移到电力输送阶段后,响应于来自RX 401的请求再次进行类似于协商阶段的处理。从下面描述的电力输送阶段转移的再次进行类似于协商阶段的处理的阶段将被称为重新协商阶段。
在校准阶段,根据WPC标准执行上述校准处理。RX 401将预定接收电力值(轻负载状态下的接收电力值/最大负载状态下的接收电力值)通知给TX 402,并且TX 402进行调整以有效进行送电。发送到TX 402的通知中包含的接收电力值可用于使用电力损耗方法的异物检测处理。
在电力输送阶段,进行用于开始或继续送电并由于错误或充满电而停止送电的控制。为了进行送电和受电控制,TX 402和RX 401通过使用符合WPC标准的无线电力传输中的送电天线和受电天线进行通信,以将信号叠加到从送电天线或受电天线发送的电磁波上。在TX 402与RX 401之间能够进行符合WPC标准的通信的范围几乎与TX 402的送电可执行范围相似。
[送电装置402和受电装置401的配置]
随后将描述根据本示例性实施例的送电装置402(TX 402)和受电装置401(RX401)的配置。下面描述的配置仅仅是示例,并且将要描述的配置的一部分(在某些情况下是全部)可以被省略或者用具有其他类似功能的其他配置来替代,并且可以将附加配置添加到将要描述的配置。此外,下面要描述的一个块可被划分为多个块,或者多个块可集成为一个块。下面要描述的各功能块的功能作为软件程序来执行,但该功能块中包括的部分或全部功能可以作为硬件实现。
图1是示出根据本示例性实施例的TX 402的配置示例的功能框图。TX 402包括控制单元101、电源单元102、送电单元103、通信单元104、送电天线105、存储器106、共振电容器107和开关108。虽然在图1中控制单元101、电源单元102、送电单元103、通信单元104和存储器106被示为单独的构件,但其中的任何功能块都可以安装在同一芯片上。
控制单元101例如执行存储在存储器106中的控制程序,以控制整个TX 402。此外,控制单元101进行与包括TX 402中的设备认证所用的通信的送电控制相关的控制。此外,控制单元101可以进行控制,以执行无线电力传输以外的应用。控制单元101包括一个或多个处理器,诸如中央处理单元(CPU)或微处理单元(MPU)等。控制单元101可包括硬件,诸如专用集成电路(ASIC)等。控制单元101可包括被编译为执行预定处理的阵列电路,诸如现场可编程门阵列(FPGA)等。控制单元101将执行各类处理期间要存储的信息存储到存储器106中。此外,控制单元101能够使用计时器(未示出)测量时间。
电源单元102为各功能块供电。电源单元102的示例包括商用电源和电池。从商用电源提供的电力被储存到电池中。
送电单元103通过使用送电天线105以无线方式向RX 401进行送电。送电单元103将从电源单元102输入的直流或交流电力转换为要用于无线电力传输的频带中的交流频率电力,并将交流频率电力输入送电天线105以产生用于使RX 401接收电力的电磁波。例如,送电单元103经由具有使用场效应晶体管(FET)的半桥或全桥配置的开关电路,将电源单元102提供的直流电压转换为交流电压。在这种情况下,送电单元103包括控制FET的ON(导通)/OFF(关断)的栅极驱动器。
送电单元103调整要输入到送电天线105的电压(送电电压)或电流(送电电流)或其二者,以控制要输出的电磁波的强度。随着送电电压或送电电流的增大,电磁波的强度增大,而随着送电电压或送电电流的减小,电磁波的强度减小。基于控制单元101的指令,送电单元103进行交流频率电力的输出控制,使得开始或停止从送电天线105的送电。送电单元103具有如下能力:为符合WPC标准的RX 401的充电单元206提供足够输出15瓦(W)电力的电力。
通信单元104与RX 401进行上述符合WPC标准的送电控制所用的通信。通信单元104通过对要从送电天线105输出的电磁波进行频移调制并向RX 401发送信息来进行通信。此外,通信单元104对已经过RX 401的振幅调制或负载调制并经由送电天线105发送的电磁波进行解调,以获取RX 401发送的信息。也就是说,进行由通信单元104进行的通信,使得将信号叠加到从送电天线105发送的电磁波上。通信单元104可经由基于不同于WPC标准的标准的通信与RX 401通信,并使用不同于送电天线105的天线,或者可以通过选择性地使用多种类型的通信与RX 401通信。通信标准的示例包括蓝牙(Bluetooth,注册商标)低能耗(蓝牙LE)和近场通信(NFC)。
除了存储控制程序外,存储器106还存储TX 402和RX 401的状态(发送电力值、接收电力值等)等。例如,TX 402的状态由控制单元101获取,RX 401的状态由RX 401的控制单元201获取并经由通信单元104接收。
开关108由控制单元101控制。送电天线105与共振电容器107连接,并且在开关108进入接通状态时建立短路的情况下,送电天线105和共振电容器107形成串联共振电路,并以特定频率f1相互共振。在此处理中,电流流经由送电天线105、共振电容器107和开关108形成的闭合电路。在开关108进入断开状态且电路开放的情况下,从送电单元103向送电天线105和共振电容器107供电。
图2是示出根据本示例性实施例的RX 401的配置示例的框图。RX 401包括控制单元201、用户接口(UI)单元202、受电单元203、通信单元204、受电天线205、充电单元206、电池207、存储器208、第一开关单元209、第二开关单元210和共振电容器211。图2所示的多个功能模块可作为一个硬件模块实现。
例如,控制单元201执行存储在存储器208中的控制程序,以控制整个RX 401。也就是说,控制单元201控制图2中所示的各功能单元。控制单元201可进行控制,以执行无线电力传输以外的应用。作为示例,控制单元201包括一个或多个处理器,诸如CPU或MPU等。与由控制单元201执行的操作系统(OS)协作地,控制单元201可以控制整个RX 401(在RX 401是智能电话的情况下,为整个智能电话)。
控制单元201可包括硬件,诸如ASIC等。控制单元201可包括被编译为执行预定处理的阵列电路,诸如FPGA等。控制单元201将执行各类处理期间要存储的信息存储到存储器208中。此外,控制单元201能够使用计时器(未示出)测量时间。
UI单元202向用户进行各种类型的输出。各种类型的输出包括诸如画面显示、发光二极管(LED)的闪烁和颜色变化、扬声器的语音输出以及RX 401主体的振动等的操作。UI单元202由液晶面板、扬声器、振动电机等实现。
受电单元203通过使用受电天线205从TX 402无线接收电力。经由受电天线205,受电单元203获取通过基于从TX 402的送电天线105辐射的电磁波的电磁感应所产生的交流电力(交流电压和交流电流)。然后,受电单元203将交流电力转换为直流电力或预定频率的交流电力,并将转换后的电力输出到用于进行为电池207充电的处理的充电单元206。也就是说,受电单元203包括用于向RX 401中的负载供电的整流单元和电压控制单元。上述GP是保证从受电单元203输出的电量。受电单元203向为电池207充电的充电单元206供电,并具有如下能力:向充电单元206提供足够输出15瓦(W)电力的电力。
通信单元204与TX 402中的通信单元104进行上述符合WPC标准的送电控制所用的通信。通信单元204通过对经由受电天线205输入的电磁波进行解调,获取从TX 402发送的信息。通信单元204通过对输入的电磁波进行振幅调制或负载调制,将与要发送给TX 402的信息相关的信号叠加到电磁波上,以与TX 402通信。通信单元204可以通过基于不同于WPC标准的标准的通信与TX 402通信,并使用不同于受电天线205的天线,或者可以通过选择性地使用多种类型的通信与TX 402通信。通信标准的示例包括蓝牙(Bluetooth,注册商标)低能耗(蓝牙LE)和近场通信(NFC)。
除了存储控制程序外,存储器208还存储TX 402和RX 401的状态等。例如,RX 401的状态可由控制单元201获取,并且TX 402的状态可由TX 402的控制单元101获取并经由通信单元204接收。
第一开关单元209和第二开关单元210由控制单元201控制。受电天线205与共振电容器211连接,并且在第二开关单元210进入接通状态时建立短路的情况下,受电天线205和共振电容器211形成串联共振电路,并以特定频率f2相互共振。在这种状态下,电流流向由受电天线205、共振电容器211和第二开关单元210形成的闭合电路,而电流不流向受电单元。在第二开关单元210进入断开状态且电路开路的情况下,由受电天线205和共振电容器211接收到的电力被提供给受电单元203。
第一开关单元209是用于对是否将接收到的电力提供给用作负载的电池的确定进行控制的开关单元。第一开关单元209还具有控制负载的值的功能。在充电单元206和电池207通过第一开关单元209连接的情况下,接收到的电力被提供给电池207。在充电单元206与电池207之间的连接被第一开关单元209断开的情况下,接收到的电力不会提供给电池207。
虽然在图2中第一开关单元209设置在充电单元206与电池207之间,但第一开关单元209可以设置在受电单元203与充电单元206之间。另选地,第一开关单元209可以设置在由受电天线205、共振电容器211和第二开关单元210形成的闭合电路与受电单元203之间。换句话说,第一开关单元209可以是用于对是否将接收到的电力提供给受电单元203的确定进行控制的单元。虽然在图2中第一开关单元209被指示为一个块,但第一开关单元209可以被实现为充电单元206的一部分或受电单元203的一部分。
将参照图3描述TX 402的控制单元101的功能。图3是示出TX 402的控制单元101的功能配置示例的框图。控制单元101包括通信控制单元301、送电控制单元302、测量单元303、设置单元304和异物检测单元305。通信控制单元301经由通信单元104与符合WPC标准的RX 401进行控制通信。送电控制单元302控制送电单元103,并控制向RX 401的送电。测量单元303测量要在下面描述的波形衰减方法中使用的波形衰减指标。测量单元303测量经由送电单元103发送到RX 401的电力,并测量每单位时间的平均发送电力。此外,测量单元303测量送电天线105的Q值。
基于由测量单元303测量的波形衰减指标,设置单元304例如通过计算处理来设置用于异物检测的阈值。
异物检测单元305能够实现使用电力损耗方法的异物检测功能、使用Q值测量方法的异物检测功能、以及使用波形衰减方法的异物检测功能。异物检测单元305可以具有用于使用其他方法进行异物检测处理的功能。例如,在TX 402具有近场通信(NFC)通信功能的情况下,异物检测单元305可以使用符合NFC标准的对应设备检测功能进行异物检测处理。作为除了检测异物的功能之外的功能,异物检测单元305还能检测TX 402上的状态变化。例如,TX 402还能检测TX 402上的RX 401数量的增加和减少。在TX 402使用电力损耗方法、Q值测量方法或下面描述的波形衰减方法进行异物检测的情况下,设置单元304设置用作用于确定异物的存在或不存在的基准的阈值。设置单元304可以具有设置用于确定异物的存在或不存在的基准的阈值的功能,并在使用其他方法的异物检测处理中使用。异物检测单元305能够基于设置单元304设置的阈值和测量单元303测量的波形衰减指标、发送电力和Q值,来进行异物检测处理。
通信控制单元301、送电控制单元302、测量单元303、设置单元304和异物检测单元305的功能作为在控制单元101中操作的程序实现。这些处理单元被形成为独立的程序,并且可以在通过事件处理等进行程序之间的同步的情况下同时操作。这些处理单元中的两个或更多个可以集成为一个程序。
[符合WPC标准的电力传输所用的处理过程]
WPC标准定义了选择阶段、Ping阶段、I&C阶段、协商阶段、校准阶段和电力输送阶段。将参照图5所示的序列图来描述TX 402和RX 401在这些阶段的操作。图5是符合WPC标准的电力输送所用的序列图。将使用TX 402(TX 402)和RX 401作为例进行描述。
在步骤F501中,TX 402重复和间歇地发送WPC标准的模拟Ping,以检测存在于送电可执行范围内的物体。TX 402执行定义为WPC标准的选择阶段和Ping阶段的处理,并等待RX401被放置。在步骤F502中,RX 401的用户将RX 401靠近TX 402,以为RX 401(例如,智能电话)充电。例如,RX 401的用户通过将RX 401放置在TX 402上,使RX 401靠近TX 402。在步骤F503和F504中,在TX 402检测到送电可执行范围内存在物体的情况下,TX 402在步骤F505中发送WPC标准的数字Ping。在步骤F506中,响应于接收到数字Ping,RX 401识别到TX 402已检测到RX 401。
在接收到对数字Ping的预定响应的情况下,TX 402确定为检测到的物体是RX401,并且RX 401已被放置在充电台403上。
在步骤F507中,在TX 402检测到RX 401的放置的情况下,TX 402通过WPC标准中定义的I&C阶段的通信从RX 401获取识别信息和能力信息。在本示例性实施例中,RX 401的识别信息包含制造商代码和基本设备ID。与RX 401有关的能力信息包含以下信息。例如,与RX401有关的能力信息包括可识别WPC标准的支持版本的信息元素、可识别RX 401可向负载提供的最大电力的最大电力值、以及指示是否包括WPC标准的协商功能的信息。TX 402可使用WPC标准的I&C阶段的通信以外的方法获取RX 401的识别信息和能力信息。识别信息可以是任何不同类型的识别信息,诸如可识别单个RX 401的无线电力ID等。作为能力信息,可以包括上述信息以外的信息。
在步骤F508中,TX 402通过WPC标准中定义的协商阶段的通信与RX 401确定GP的值。MP和PP的值也在协商阶段确定。在F508中执行的通信不限于WPC标准的协商阶段的通信,并且可以执行用于确定GP、MP或PP的其他过程。例如,在F507中获取了指示RX 401不支持协商阶段的信息的情况下,TX 402可以将GP、MP和PP的值设置为预定值,而不进行协商阶段的通信。例如,在这种情况下要设置为GP、MP和PP的预定值可以是WPC标准中预定义的相对较小的值。在本示例性实施例中,设置GP=5瓦。
在确定GP之后,TX 402基于GP进行校准。在步骤F509中,在校准处理中,首先,RX401向TX 402发送包括轻负载状态(负载断开状态、发送电力等于或小于第一阈值的负载状态)下的接收电力的信息(以下将称为“第一基准接收电力信息”)。本示例性实施例中的第一基准接收电力信息是在来自TX 402的发送电力为250毫瓦的情况下的与RX 401有关的接收电力信息。虽然第一基准接收电力信息对应于WPC标准中定义的接收电力包(模式1),但也可以使用不同的消息。
基于自身的送电状态,TX 402确定是否接受第一基准接收电力信息。在TX 402接受第一基准接收电力信息的情况下,TX 402向RX 401发送肯定响应=ACK,而在TX 402不接受第一基准接收电力信息的情况下,TX 402向RX 401发送否定响应=NAK。
在步骤F510中RX 401接收到来自TX 402的ACK的情况下,RX 401进行用于向TX402发送包括负载连接状态(最大负载状态、发送电力等于或大于第二阈值的负载状态)下的接收电力的信息(以下将称为“第二基准接收电力信息”)。在本示例性实施例中,由于GP为5瓦,因此第二基准接收电力信息是在来自TX 402的发送电力为5瓦的情况下的与RX 401有关的接收电力信息。虽然第二基准接收电力信息对应于WPC标准中定义的接收电力包(模式2),但也可以使用不同的消息。在步骤F511中,RX 401发送包含正值的送电输出改变指令,以将来自TX 402的发送电力增加到5瓦。
在步骤F512和F513中,TX 402接收到上述送电输出改变指令,并在可以增加发送电力的情况下,TX 402发送指示ACK的响应并增加发送电力。由于第二基准接收电力信息是与TX 402的发送电力为5瓦的情况有关的接收电力信息,因此在步骤F514中从RX 401接收到超过5瓦的电力增加请求的情况下,TX 402发送NAK作为对送电输出改变指令的响应。步骤S515中的该响应防止发送等于或大于预定电力的电力。
在步骤F516中,基于来自TX 402的NAK确定为电力已达到预定发送电力的RX 401将包含负载连接状态下的接收电力的信息作为第二基准接收电力信息发送给TX 402。基于TX 402的发送电力值以及第一基准接收电力信息和第二基准接收电力信息中包含的接收电力值,TX 402能够计算负载断开状态和负载连接状态下的TX 402与RX 401之间的电力损耗量。在步骤F517中,通过在这些电力损耗量之间进行插值,TX 402能够计算在TX 402可以发送的发送电力的整个范围(在这种情况下,从250毫瓦到5瓦)内的TX 402与RX 401之间的电力损耗值。在步骤F518中,TX 402响应于来自RX 401的第二基准接收电力信息而发送ACK,并完成校准处理。在确定为可以开始充电处理的TX 402已经开始向RX 401的送电处理的情况下,将开始对RX 401充电。在步骤F519中,在开始送电处理之前,TX 402和RX 401进行设备认证处理,并且在TX 402和RX 401确定为两个装置都支持较大GP的情况下,例如,在步骤F520中,可以将GP重置为诸如15瓦等的较大值。
在这种情况下,在步骤F521至F524中,为了将TX 402的发送电力增加到15瓦,RX401和TX 402使用送电输出改变指令、ACK和NAK来增加送电输出。然后,TX 402和RX 401针对GP=15瓦再次执行校准处理。具体来说,在步骤F525中,RX 401发送在TX 402的发送电力为15瓦的情况下的包含RX 401的负载连接状态下的接收电力的信息(以下称为“第三基准接收电力信息”)。TX 402基于第一基准接收电力信息、第二基准接收电力信息和第三基准接收电力信息中包含的接收电力进行校准。在步骤F526中,计算在TX 402可以发送的发送电力的整个范围(在这种情况下,从250毫瓦到15瓦)内的TX 402与RX 401之间的电力损耗量。在步骤F527中,TX 402响应于来自RX 401的第三基准接收电力信息而发送ACK,并完成校准处理。在步骤F528中,确定为可以开始充电处理的TX 402开始向RX 401的送电处理,并在步骤F528中转变到电力输送阶段。
在电力输送阶段,TX 402进行向RX 401的送电。此外,进行使用电力损耗方法的异物检测。在电力损耗方法中,首先,TX 402基于TX 402的发送电力与RX 401的接收电力之间的差,通过上述校准来计算在不存在异物的状态下的TX 402与RX 401之间的电力损耗量。计算值与送电处理期间的正常状态(不存在异物的状态)下的基准电力损耗量相对应。然后,在校准之后的送电期间测量的TX 402与RX 401之间的电力损耗量相对于正常状态下的电力损耗量偏离了阈值以上的情况下,TX 402确定为“存在异物”。
已经描述了电力损耗方法。电力损耗方法基于从TX 402向RX 401的送电期间的电力损耗的测量结果进行异物检测。虽然使用电力损耗方法的异物检测具有在从TX 402发送较大电力期间异物检测的精度下降的缺点,但该异物检测具有如下优点:由于可以在送电期间进行异物检测,因此可以维持较高的送电效率。
如上所述,在电力输送阶段,可以进行使用电力损耗方法的异物检测。然而,仅通过使用电力损耗方法的异物检测,可能出现异物的误检,或者可能出现虽然存在异物但确定为不存在异物的误判。特别地,电力输送阶段是TX 402进行送电的阶段,并且如果在送电期间在TX 402和RX 401附近存在异物,则来自异物的发热会增加。因此,需要提高该阶段中异物检测的精度。在本示例性实施例中,将波形衰减方法作为不同于电力损耗方法的异物检测方法一起执行,以提高异物检测的精度。
[使用波形衰减方法的异物检测方法]
将参照图6描述基于送电波形的衰减状态进行异物检测的方法(以下将称为“波形衰减方法”)。这里,“送电波形”是指TX 402的送电天线105中的电压波形或电流波形。图6是示出使用波形衰减方法的异物检测的原理的图。将以使用与从TX 402向RX 401的送电相关的送电波形的异物检测为例进行描述。
在图6中,波形指示施加到TX 402的送电天线105的高频电压的电压值600(以下简称为“电压值”)的时间变化。在图6中,横轴指示时间,纵轴指示电压值。经由送电天线105向RX 401发送电力的TX 402在时间T0停止送电。也就是说,在时间T0,停止来自电源单元102的送电所用的供电。与来自TX 402的送电相关的送电波形的频率为预定频率,并且例如是WPC标准中使用的85kHz至205kHz的固定频率。
点601是高频电压的包络曲线上的点,并且指示时间T1处的电压值。在图6中,(T1,A1)指示时间T1处的电压值为A1。类似地,点602是高频电压的包络曲线上的点,并且指示时间T2处的电压值。在图6中,(T2,A2)指示时间T2处的电压值为A2。送电天线(送电线圈)105的质量系数(Q值)可基于送电天线105的电压值从时间T0开始的时间变化而获得。例如,基于电压值的包络曲线上的点601和602处的时间、电压值和高频电压的频率f,使用式1来计算Q值。
Q=πf(T2-T1)/ln(A1/A2) (1)
在TX 402和RX 401附近存在异物的情况下,Q值降低。这是因为,在存在异物的情况下,异物产生能量损耗。因此,当关注电压值的衰减梯度时,由于与不存在异物的情况相比,存在异物时异物产生的能量损耗更大,因此连接点601和602的直线的梯度更陡,并且波形振幅的衰减率(衰减量)更高。换句话说,波形衰减方法基于点601与602之间的电压值的衰减状态来确定异物的存在或不存在。在确定异物的存在或不存在时,使用指示该衰减状态的数值的预定指标来进行该确定。
例如,可以使用上述Q值进行该确定。Q值减小意味着波形衰减率(每单位时间的波形振幅的减小程度)增大。
另选地,可以使用连接点601和602的直线的梯度进行该确定,该梯度由(A1-A2)/(T2-T1)得出。另选地,在用于观察电压值的衰减状态的时间(T1和T2)固定的情况下,也可以使用指示电压值之间的差的值(A1-A2)或指示电压值的比的值(A1/A2)进行该确定。另选地,在紧接在送电停止后的电压值A1固定的情况下,也可以使用经过预定时间后获得的电压值A2的值来进行该确定。另选地,可以使用作为电压值A1达到预定电压值A2为止的时间的时间(T2-T1)的值来进行该确定。以上述方式,TX 402通过测量限制送电的时段期间内的至少两个或更多个时间点的送电天线105的电压,并基于测量结果获取电压的衰减量和衰减率的值、以及Q值,来确定异物的存在或不存在。TX 402可以被配置为测量三个或更多个时间点的电压。
如上所述,可以基于送电停止时段期间的电压值的衰减状态来确定异物的存在或不存在,并且存在多种指示衰减状态的值。在本示例性实施例中,任何指示衰减状态的值都将被称为“波形衰减指标”。例如,如上所述,使用式1计算出的Q值是指示与送电相关的电压值的衰减状态的值,并且包括在“波形衰减指标”中。任何波形衰减指标都是与波形衰减率或波形衰减量相对应的值。在波形衰减方法中,波形衰减率本身和衰减量本身都可以作为“波形衰减指标”来测量。虽然将主要描述使用波形衰减率作为波形衰减指标的情况,但本示例性实施例中的描述同样适用于使用其他波形衰减指标的情况。
即使在图6中的纵轴指示送电天线105中流动的电流的值的情况下,与电压值的情况类似,送电停止时段期间的电流值的衰减状态也会根据异物的存在或不存在而变化。在存在异物的情况下,与不存在异物的情况相比,波形衰减率增加。更具体地说,即使在将上述方法应用于送电天线105中流动的电流值的时间变化的情况下,仍然可以检测到异物。也就是说,在确定异物的存在或不存在以检测异物时,指示电流衰减状态的指标(诸如从电流波形中获得的Q值、电流值的衰减梯度、电流值的差、电流值的比、电流值的绝对值、以及电流值达到预定电流值为止的时间)被用作波形衰减指标。例如,通过使用从电压值的波形衰减指标和电流值的波形衰减指标计算出的评估值来确定异物的存在或不存在,可以基于电压值的衰减状态和电流值的衰减状态二者来进行异物检测。
虽然在上述示例中,测量了在TX 402暂时停止送电的时段期间的波形衰减指标,但配置并不限于此。例如,可以测量在TX 402暂时将来自电源单元102的电力从预定电力水平降低到低于预定电力水平的电力水平的时段期间的波形衰减指标。也就是说,在波形衰减方法中,基于在TX 402停止送电或限制送电以将电力降低到预定值的时段期间的送电天线105的电压和电流中的至少任一者的衰减状态来进行异物检测。
将参照图7描述基于送电期间的送电波形进行使用波形衰减方法的异物检测的方法。图7示出了在进行使用波形衰减方法的异物检测的情况下的送电波形,横轴指示时间,纵轴指示送电天线105的电压值。与图6类似,纵轴可指示在送电天线105中流动的电流的电流值。图7示出了多次进行波形衰减方法的情况下的波形,但将参照图7对进行一次波形衰减方法的情况进行描述。
在送电时段期间TX 402接收到来自RX 401的异物检测执行请求包(命令)的情况下,TX 402在经过预定时段后暂时停止送电。另选地,TX 402通过暂时降低发送电力来限制送电。从接收到异物检测执行请求包(以下称为“执行请求包”)到开始限制发送电力的预定时段以下被称为准备时段。在本示例性实施例中,用作执行请求包的信号是指示RX 401从TX 402接收到的电力大小的信号。TX 402中指示接收电力的大小的信号的示例包括接收电力包(模式0)、接收电力包(模式1)和接收电力包(模式2)。在TX 402接收到信号的情况下,TX 402确定为已接收到执行请求包,并执行波形衰减方法。执行请求包不限于此,也可以使用针对请求的专用包。
在接收到执行请求包的情况下,TX 402的送电控制单元302停止送电或降低发送电力。因此,送电波形的振幅衰减。限制送电(即从TX 402暂时停止送电或通过暂时降低发送电力来限制发送电力到重新开始送电)的这种送电限制时段在下文中称为发送电力控制时段。更具体地说,从梯度变为等于或小于预定值的负梯度到TX 402向RX 401发送的电力的送电波形的包络曲线的梯度变为零或等于或大于预定值的正梯度的时段将被称为发送电力控制时段。
TX 402计算衰减波形的波形衰减指标,比较计算出的波形衰减指标和预定阈值,并确定异物的存在或不存在,或存在异物的可能性(存在概率)。该确定可以在发送电力控制时段期间执行,也可以在下面描述的通信禁止时段或送电时段期间执行。
在经过发送电力控制时段后仍未检测到异物的情况下,TX 402重新开始送电。在紧接在TX 402开始送电后的瞬态响应时段期间,送电波形不稳定。因此,在送电波形不稳定的瞬态响应时段期间,RX 401进行控制以避免与TX 402通信(通过振幅调制或负载调制的通信)。此外,TX 402进行控制以避免与RX 401通信(通过频移调制的通信)。限制通信的这种通信限制时段被称为通信禁止时段。
具体地说,从TX 402向RX 401发送的电力的送电波形的包络曲线的梯度在送电重新开始后变得等于或大于预定正值的定时到通信变得可执行的定时的时段将被称为通信限制时段。通信可执行的定时是RX 401与TX 402之间的通信可执行的定时或者TX 402或RX401发送包的定时。另选地,通信限制时段可以是从TX 402向RX 401发送的电力的送电波形的包络曲线的梯度在送电重新开始后变为零的定时到通信变得可执行的定时的时段。另选地,通信限制时段可以是从TX 402重新开始送电的定时(即送电控制单元302增加发送电力的供应的定时)到通信变得可执行的定时的时段。另选地,通信限制时段可以是从TX 402接收到来自RX 401的异物检测执行请求包(命令)的定时到通信变得可执行的定时的时段。另选地,通信限制时段可以是从RX 401向TX 402发送异物检测执行请求包(命令)的定时到通信变得可执行的定时的时段。
在通信禁止时段期间,进行TX 402向RX 401的送电。在经过通信禁止时段之后TX402向RX 401进行送电的时段在下文中称为送电时段。
如上所述,TX 402确定准备时段、发送电力控制时段、通信禁止时段和送电时段。然后,TX 402基于所确定的时段来计算衰减波形在预定定时的波形衰减指标,比较计算出的波形衰减指标和预定阈值,并确定异物的存在或不存在、或者异物存在的可能性(存在概率)。上述处理是使用波形衰减的异物检测的基本方法。在下面的描述中,包括通信禁止时段、送电时段、准备时段和发送电力控制时段的一系列时段也将被称为波形衰减方法中的检测处理时段。
检测处理时段不必包括所有的通信禁止时段、送电时段、准备时段和发送电力控制时段。检测处理时段指示至少包括发送电力控制时段的时段。也就是说,检测处理时段是与测量限制发送电力的时段内的至少两个或更多个时间点的电压或电流的测量处理相关的处理时段。检测处理时段由TX 402的送电控制单元302确定。
如果在发送电力控制时段期间,诸如受电单元203、充电单元206和电池207等的元件连接到RX 401的受电天线205和共振电容器211,则衰减波形的波形衰减指标会受到这些元件造成的负载的影响。也就是说,波形衰减指标根据受电单元203、充电单元206和电池207的状态而变化。因此,例如,即使在波形衰减指标较大的情况下,有时也很难确定波形衰减指标较大是否由于异物施加的影响,或者确定波形衰减指标较大是否由于受电单元203、充电单元206、电池207等的状态变化。因此,在通过观察波形衰减指标进行异物检测的情况下,RX 401可以在上述准备时段期间断开第一开关单元209。这使得能够排除电池207的影响。另选地,RX 401可以进行控制,使负载处于上述轻负载状态(Light Load state),以最小化接收到的电力。另选地,RX 401可以进行控制,使负载处于上述连接负载状态(负载连接状态),以最大化接收到的电力或使负载被提供等于或大于预定阈值的电力。这样,通过使负载的状态处于预定状态,可以排除受电单元203、充电单元206、电池207等的状态变化的影响。
另选地,通过在第二开关单元210接通的情况下建立短路,可以获得电流流向由受电天线205、共振电容器211和第二开关单元210形成的闭环的状态。这就排除了受电单元203、充电单元206和电池207的影响。更具体地说,在RX 401向TX 402发送执行请求包(命令)的情况下,RX 401执行上述处理,并在第一开关单元209或第二开关单元210接通的情况下建立短路(连接)。基于在此状态下观察到的波形的波形衰减指标的异物检测使得能够高精度地进行异物检测。
在上述准备时段期间,RX 401可以进行控制,使得在第一开关单元209被接通的情况下建立短路并且在第二开关单元210被断开的情况下断开第二开关单元210的状态下,进行向低功耗模式的转变或恒定消耗电力。在RX 401消耗的电力不恒定的情况下或者在消耗电力较大的情况下,衰减波形的波形衰减指标会受到消耗电力变化的影响。因此,为了排除这种影响,在RX 401上操作的软件应用的操作会受到限制或停止,并且使RX 401中包括的硬件功能块处于低功耗模式或操作停止模式。以此方式,RX 401控制自身消耗的电力。基于在这种状态下观察到的波形的波形衰减指标的异物检测使得能够高精度地进行异物检测。
在TX 402接收到来自RX 401的执行请求包(命令)的情况下,TX 402在准备时段期间,在开关单元108被接通的情况下建立短路。更具体地说,TX 402可以转变到电流流向由送电天线105、共振电容器107和开关单元108形成的闭环的状态。这样就排除了电源单元102、送电单元103和通信单元104的影响。另选地,在送电天线与送电单元之间设置开关(未示出),并在上述准备时段期间断开开关,这就排除了电源单元102、送电单元103和通信单元104的影响。
[指示送电天线与受电天线之间的第一耦合状态的指标的测量方法]
无线电力传输通过对送电天线105和受电天线205进行电磁耦合来进行送电。更具体地说,向送电天线105给送交流电流,并改变穿过受电天线205的磁通量,使得向受电天线205感应出电压并进行送电。作为指示送电天线105与受电天线205之间的耦合状态的指标,可以使用耦合系数。例如,在送电天线中产生的磁通量的全部(100%)穿过受电天线205的情况下,耦合系数k为“k=1”。例如,在送电天线105中产生的磁通量的70%穿过受电天线205的情况下,耦合系数k为“k=0.7”。在这种情况下,送电天线105中产生的剩余(30%)磁通量为磁漏(漏磁通量),并且磁漏对应于作为送电天线105中产生的磁通量的一部分且未穿过受电天线205的磁通量。换句话说,在耦合状态良好且耦合系数的值较大的情况下,从TX 402向RX 401发送的电力的输送效率较高。另一方面,在耦合状态不良且耦合系数的值较小的情况下,从TX 402向RX 401发送的电力的输送效率较低。
造成耦合状态不良的原因被认为是送电天线105与受电天线205之间的异物侵入或者送电天线105与受电天线205之间的位置偏移。如果异物侵入送电天线105与受电天线205之间,则异物可能会发热。如果出现送电天线105与受电天线205之间的位置偏移,则由于磁漏(漏磁通量)会如上所述增加,因此附近会产生较大的噪声。因此,要求检测不良耦合状态(低耦合系数)并进行适当的控制。在本示例性实施例中,TX 402和RX 401可执行送电天线105与受电天线205之间的上述耦合状态(包括耦合系数)的测量。
图16示出了送电天线105的等效电路和受电天线205的等效电路。在这种情况下,指示送电天线105与受电天线205之间的耦合状态的耦合系数k由以下式获得。
[数学式1]
因此,例如,在TX 402计算耦合系数的情况下,RX 401将施加到受电天线205的测量到的受电电压V2、以及受电天线205的自电感L2的预先存储的值通知给TX 402。TX 402能够通过使用施加到送电天线105的测量到的送电电压V1、送电天线105的自电感L1的预先存储的值、以及V2和L2的值,来计算耦合系数k。另选地,RX 401可以将使用V1、L1和L2的全部或任意所计算出的常数通知给TX 402,并且TX 402可以使用该常数和V2来计算k。
另一方面,例如,在RX 401计算耦合系数的情况下,TX 402将施加到送电天线105的测量到的送电电压V1、以及送电天线105的自电感L1的预先存储的值通知给RX 401。然后,RX 401通过使用施加到受电天线205的测量到的受电电压V2、受电天线205的自电感L2的预先存储的值、以及V1和L1的值,来计算k。另选地,TX 402可以将使用V2、L1和L2的全部或任意所计算出的常数通知给RX 401,并且RX 401可以使用该常数和V1来计算k。
施加到送电天线105的上述送电电压V1可以由TX 402实际测量,送电电压可以根据TX 402发送的发送电力设置值来计算,也可以设置为在送电中设置的送电电压设置值。施加到送电天线105的送电电压V1可以从施加到送电单元103中包括的电路(例如逆变器)的送电电压(用V3表示)和施加到共振电容器211两端的电压中获得。在这种情况下施加到送电单元103中包括的电路(例如逆变器)的送电电压(用V3表示)可以由TX 402根据发送的发送电力的设置值来计算。
当TX 402或RX 401执行上述测量时,RX 401可以进行控制,以通过断开设置在受电天线205与共振电容器211之间的开关(未示出),使受电天线205的端子处于开放状态。因此,如图16所示,使受电天线的两端都处于开放状态。通过这种配置,在执行上述测量时不会施加共振电容器211、受电单元203、充电单元206和电池207的影响,从而更准确地测量送电天线与受电天线之间的耦合状态(耦合系数)。
在TX 402或RX 401执行上述测量的情况下,可以进行控制,以使RX 401的负载处于轻负载状态(带轻负载的状态)。另选地,可以进行控制,以使RX 401的负载处于负载连接状态(带连接负载的状态)。通过这种配置,使RX 401的负载状态稳定,从而更准确地测量送电天线与受电天线之间的耦合状态(耦合系数)。
在上述描述中,“耦合系数”被用作指示送电天线105与受电天线205之间的耦合状态的指标。指示送电天线105与受电天线205之间的耦合状态的指标并不局限于“耦合系数”,还存在指示耦合状态的各种值。在本示例性实施例中,指示送电天线105与受电天线205之间的耦合状态的值将称为“耦合状态指标”。例如,上述“耦合系数”包括在“耦合状态指标”中。任何耦合状态指标都是与送电天线105与受电天线205之间的耦合状态相对应的值。本示例性实施例中的描述同样适用于使用耦合系数以外的不同耦合状态指标的情况。
例如,指示送电天线105与受电天线205之间的耦合状态的耦合状态指标可以是以下指标。也就是说,耦合状态指标可以是使用施加到包括在送电单元103中的电路(例如逆变器)的送电电压(用V3表示)和施加到包括在受电单元203中的电路(例如整流器)的受电电压(用V4表示)所计算出的指标。另选地,耦合状态指标可以使用由受电单元203中包括的电路(例如逆变器)输出的输出电压(用V5表示)来计算。该输出电压V5是施加到负载(充电单元、电池)的电压。在这种情况下,TX 402将送电电压V3通知给RX 401,并且RX 401计算送电天线105与受电天线205之间的耦合状态指标。另选地,TX 402可以将包括送电天线105的电气特性(例如L1)的常数通知给RX 401,并且RX 401基于该常数来计算送电天线105与受电天线205之间的耦合状态指标。
另选地,RX 401将受电电压V4或输出电压V5通知给TX 402,并且TX 402计算送电天线105与受电天线205之间的耦合状态指标。在这种情况下,RX 401将包括受电天线105的电气特性(例如L2)的常数通知给TX 402,并且TX 402基于该常数来计算送电天线105与受电天线205之间的耦合状态指标。
如上所述,TX 402和RX 401交换与各个电压值和自电感值的信息、或包括送电天线的电气特性(例如L1)的常数和包括受电天线的电气特性(例如L2)的常数有关的信息。下面将描述这些电压值的测量定时和各信息的交换定时。
首先,作为各电压值的测量定时,测量可在Ping阶段执行。在Ping阶段,TX 402向RX 401发送数字Ping。然后,TX 402和RX 401测量上述值V1至V5中的任意值,并将测量值存储到存储器106或存储器208中。TX 402接收从RX 401通知的包含指示V2、V4和V5的任何电压值的信息的预定包,并将该信息记录到存储器中。
预定包不仅可以包含RX 401的接收电压,还可以包含接收电力。预定包可包含与自电感L1和L2的值、或者包括送电天线的电气特性(例如L1)的常数和包括受电天线的电气特性(例如L2)的常数有关的信息。作为预定包,可以使用信号强度包。关于信号强度包,可以使用另一个信号强度包来向TX 402通知RX 401的接收电力。预定包可以是I&C阶段中的识别包、扩展识别包或配置包。另选地,预定包可以是校准阶段或电力输送阶段中的接收电力包(模式1)。
另选地,预定包可以是接收电力包(模式2)或接收电力包(模式0)。
描述了使用在从TX 402发送数字Ping时产生的电压值的情况,但也可以使用在选择阶段从TX 402发送模拟Ping时产生的电压值V1至V5中的任意电压值。在TX 402或RX 401执行上述测量的情况下,RX 401将设置在共振电容器211与受电单元203之间的开关210接通(短路)。然后,可以进行控制,以使由受电天线205和共振电容器211形成的电路处于闭合电路。通过这种配置,在执行上述测量时,不会施加受电单元203、充电单元206和电池207的影响,从而更准确地测量送电天线105与受电天线205之间的耦合状态指标。
[指示送电天线与受电天线之间的第二耦合状态的指标的测量方法]
下面将描述指示送电天线105与受电天线205之间的耦合状态的另一指标的测量方法。在具有送电天线105和受电天线205的图17的情况下,指示送电天线105与受电天线205之间的耦合状态的耦合系数k可使用以下式获得。
[数学式2]
在该式中,Lsc表示送电天线105在受电天线205的两端短路的情况下的电感值。例如,可以通过在使设置在共振电容器211与受电单元203之间的开关210处于接通状态(短路)的情况下测量送电天线105的电感值来测量Lsc。在这种情况下,可以在共振电容器211与受电单元203之间串联设置开关(未示出),并使该开关处于断开状态(开放)。利用这种配置,不会施加受电单元203、充电单元206和电池207的影响,从而更准确地测量Lsc。送电天线105的电感值Lsc的测量可以从输入到送电天线105的输入电压(V6)和送电天线105中流动的电流(I1)来获得。Lopen表示送电天线105在受电天线205的两端开放的情况下的电感值。在这种情况下,例如,在共振电容器211与受电单元203之间串联设置开关(未示出),并且该开关处于断开状态(开放)。然后,RX 401通过测量在设置在共振电容器211与受电单元203之间的开关210处于断开(开放)的情况下的送电天线105的电感值,来测量Lopen。送电天线105的电感值Lopen的测量是通过使用输入到送电天线105的输入电压(V7)和送电天线105中流动的电流(I2)来进行的。换句话说,使用在受电天线205的两端短路的情况和受电天线205两端开放的情况中的任一情况下的输入到送电天线105的输入电压和在送电天线105中流动的电流,可以获得送电天线105与受电天线205之间的耦合状态指标(耦合系数)。
TX 402可以基于施加到包括在送电单元103中的电路(例如逆变器)的送电电压和包括在送电单元103中的电路(例如逆变器)中流动的电流,计算指示送电天线105与受电天线205之间的耦合状态的指标。换句话说,图8所示的上述输入电压V6或V7(用于计算指示送电天线105与受电天线205之间的耦合状态的指标)可以是施加到送电单元103中包括的电路(例如逆变器)的送电电压。V6或V7可以是施加到送电天线105的电压,或者可以是施加到包括送电天线105和共振电容器的串行共振电路的两个端子的电压。另选地,测量施加到送电单元103中包括的电路(例如逆变器)的送电电压以及施加到共振电容器211的两端的电压,并且可以根据测量结果来计算施加到送电天线的电压。换句话说,送电天线105与受电天线205之间的耦合状态指标可以从施加到送电单元103中包括的电路(例如逆变器)的送电电压和施加到共振电容器211的两端的电压的测量结果来获得。在这种情况下施加到送电单元103中包括的电路(例如逆变器)的送电电压也可以根据由TX 402发送的发送电力的设置值来计算。
图17所示的电流I1或I2(用于计算指示送电天线105与受电天线205之间的耦合状态的指标)可以是以下电流。也就是说,电流I1或I2可以是流向送电单元103中包括的电路(例如逆变器)的电流,或者可以是流向送电天线105的电流。图17中的受电天线的“开放(OPEN)”和“短路(SHORT)”的状态可由上述由控制单元201控制的开关来实现,或者可由受电单元203实现。另选地,“SHORT”的状态可以是上述带轻负载的状态(轻负载状态)。
在这种测量方法中,TX 402测量输入电压V6或V7以及电流I1或I2,从而TX 402计算指示耦合状态的指标。换句话说,不需要RX 401测量的电压值、受电天线205的电感值等,并且RX 401不需要将这些信息通知给TX 402。不过,在TX 402测量输入电压V6和电流I1的情况下,RX 401需要使受电天线205中包括的电路的两个端子处于OPEN(开放)。在TX 402测量输入电压V7和电流I2的情况下,RX 401需要使受电天线205中包括的电路的两个端子处于SHORT(短路)。换句话说,根据TX 402测量输入电压或电流的定时,RX 401适当地进行控制,以使受电天线205中包括的电路的两个端子处于OPEN(开放)或SHORT(短路)。该定时可由TX 402确定并被发送至RX 401,或者可由RX 401确定并被发送至TX 402。作为通知方法,通知是通过符合WPC标准的通信来执行的,并在TX 402中包括的通信单元104与RX 401中包括的通信单元204之间进行。另选地,可以通过符合与WPC标准不同的标准(例如,无线局域网(LAN)、蓝牙(Bluetooth,注册商标)低能耗(蓝牙LE)、近场通信(NFC)等)的通信来执行通知。
作为TX 402测量电压值V6或V7以及电流值I1或I2的定时,测量可在Ping阶段执行。在Ping阶段,TX 402向RX 401发送数字Ping。因此,TX 402测量发送数字Ping时产生的电压值V6和V7中的任一电压值。此外,TX 402测量发送数字Ping时产生的电流值I1和I2中的任一电流值。在Ping阶段,TX 402测量上述值V6、V7、I1和I2中的任意值,将测量值存储到存储器106中,并计算耦合系数。
虽然已经描述了TX 402使用在发送数字Ping时产生的电压值和电流值的情况,但TX 402也可以使用在发送模拟Ping时产生的V6、V7、I1和I2的电压值和电流值。
在描述“指示送电天线与受电天线之间的耦合状态的指标的测量方法”的情况下,这意味着上述两种测量方法都适用。也就是说,在这种情况下,“指示送电天线与受电天线之间的第一耦合状态的指标的测量方法”和“指示送电天线与受电天线之间的第二耦合状态的指标的测量方法”中的任一种方法都适用。
[使用指示送电天线与受电天线之间的耦合状态的指标的状态异常检测的阈值的设置方法]
已经描述了进行状态异常检测(诸如送电天线105与受电天线205之间的异物检测、以及送电天线与受电天线之间的位置偏移检测)的方法。下面,将描述基于“指示送电天线与受电天线之间的耦合状态的指标的测量方法”的用于确定状态异常的存在或不存在的阈值的设置方法。
首先,将描述第一阈值设置方法。作为与用于检测送电天线105与受电天线205之间的状态异常的耦合状态指标进行比较的阈值,可以使用在没有状态异常的状态下获得的耦合状态指标。例如,可以使用在将RX 401放置在试用送电装置上且试用送电装置的送电天线与受电天线205之间没有状态异常的情况下获得的送电天线与受电天线205之间的耦合状态指标作为阈值。换句话说,RX 401在存储器中保持指示耦合状态的初步测量指标,并且通过RX 401将耦合状态指标通知给TX 402,TX 402可以将耦合状态指标设置为阈值。要用作阈值的耦合状态指标可包括在WPC标准中所定义的并由RX 401发送至TX 402的FOD状态包中。
接下来将描述第二阈值设置方法。在这种情况下,在没有状态异常的状态下测量的耦合状态指标被用作阈值。也就是说,在送电天线105与受电天线205之间没有状态异常的状态下,将TX 402和RX 401使用上述“指示送电天线与受电天线之间的耦合状态的指标的测量方法”所测量到的耦合状态指标设置为阈值。检查没有状态异常的状态的方法示例包括使用上述电力损耗(Power Loss)方法、Q值测量方法等的异物检测。换句话说,为了检查没有状态异常的状态,执行“指示送电天线与受电天线之间的耦合状态的指标的测量方法”以外的“用于检测送电天线与受电天线之间的状态异常的手段”。然后,在确定为“不存在状态异常”的情况下,使用“指示送电天线与受电天线之间的耦合状态的指标的测量方法”来测量耦合状态指标,并将测量结果设置为阈值。
例如,在WPC标准中,使用Q值测量方法的异物检测处理在协商阶段或重新协商阶段执行。在作为使用Q值测量方法的异物检测处理的结果而确定为“不存在状态异常”的情况下,在协商阶段或重新协商阶段或稍后阶段中,使用“指示送电天线与受电天线之间的耦合状态的指标的测量方法”来测量耦合状态指标。然后,将测量结果设置为阈值,从而设置适当的阈值。使用电力损耗(Power Loss)方法的异物检测处理可在电力输送阶段执行。更具体地说,在电力输送阶段执行电力损耗(Power Loss)方法后,可使用“指示送电天线与受电天线之间的耦合状态的指标的测量方法”来测量耦合状态指标,并可以将测量结果设置为阈值。另选地,可以在选择阶段或Ping阶段通过使用Q因子等执行异物检测处理。在这种情况下,在执行异物检测处理的阶段或稍后阶段,可使用“指示送电天线与受电天线之间的耦合状态的指标的测量方法”来测量耦合状态指标,并可将测量结果设置为阈值。
接下来将描述第三阈值设置方法。图18是示出阈值的设置方法的图。下面的示例是如下示例情况,其中,在使用上述“指示送电天线与受电天线之间的第一耦合状态的指标的测量方法”的耦合状态指标计算中,使用施加到受电单元203中包括的电路(例如整流器)的受电电压V4或由电路输出的输出电压V5。在这种情况下,由于充电单元206和电池207的负载与受电单元203连接,因此要计算的耦合状态指标根据负载的状态而改变。因此,基于负载的状态,来设置用于确定状态异常的存在或不存在的送电天线105与受电天线205之间的耦合状态(包括耦合系数)的阈值。下面将描述设置阈值的方法。首先,在执行从TX 402的送电的情况下,RX 401进行控制,以通过使负载处于不向RX 401的负载供电或仅向其提供极小电力的状态,来使RX 401的负载处于轻负载状态。在此处理中TX 402的发送电力用Pt1表示。然后,TX 402和RX 402在此状态下对来自TX 402的输入电压和RX 401的受电电压执行上述测量并进行与输入电压和受电电压有关的信息的交换,并且TX 402或RX 401计算耦合状态指标。在此处理中获得的耦合状态指标用k1表示。在此处理中,TX 402识别正由TX402发送的发送电力Pt1,并将用于将发送电力Pt1和耦合状态指标k1相关联的校准点1800存储到存储器中。接下来,RX 401进行控制,以通过在执行从TX 402的送电的情况下使负载处于向RX 401的负载提供最大电力或提供等于或大于预定阈值的电力的状态,来使RX 401的负载处于负载连接状态。TX 402在此处理中的发送电力用Pt2表示。然后,TX 402在此状态下对来自TX 402的输入电压和RX 401的受电电压执行上述测量,TX 402或RX 401进行与输入电压和受电电压有关的信息的交换,并且TX 402或RX 401计算耦合状态指标。在此处理中,TX 402将用于将发送电力Pt2和耦合状态指标k2相关联的校准点1801存储到存储器中。随后,TX 402在校准点1800与校准点1801之间进行线性插值,以创建直线1802。直线1802指示在TX 402和RX 401附近未发生状态异常的状态下的发送电力与耦合状态指标之间的关系。因此,根据直线1802,TX 402可以估计在TX 402和RX 401附近未发生状态异常的状态下的与各发送电力值相关联的耦合状态指标。例如,在发送电力值为由Pt3表示的值的情况下,根据直线1802上与发送电力值Pt3相对应的点1803,可以将耦合状态指标估计为k3。然后,基于上述估计结果,TX 402可以计算用于针对各发送电力值确定状态异常的存在或不存在的阈值。例如,可以将比与不存在状态异常的情况下的某一发送电力值相对应的耦合状态指标的估计结果大了预定值(与测量误差相对应的值)的耦合状态指标设置为确定异物的存在或不存在的阈值。由TX 402和RX 401进行以使TX 402获取发送电力值与耦合状态指标之间的组合的校准处理在下文中将被称为“使用耦合状态测量方法的校准处理(CAL处理)”。RX 401可以在向TX 402通知要进行以下控制之后进行该以下控制:使负载处于不向负载供电的轻负载状态的控制以及使负载处于负载连接状态的控制。这两种控制中的任何一种都可以更早地进行。可以在校准阶段进行已在本示例性实施例中描述的如下操作:计算要用于针对各负载(各发送电力值)确定状态异常的存在或不存在的阈值。如上所述,在校准阶段,TX 402获取要在使用电力损耗方法的异物检测中使用的数据。在此处理中,TX 402获取与RX 401的负载状态为轻负载状态的情况下以及RX 401的负载状态为负载连接状态的情况下的电力损耗有关的数据。
图18中的校准点1800和校准点1801的测量可与负载处于校准阶段的轻负载状态和负载连接状态时的电力损耗的测量一起进行。也就是说,当TX 402已经从RX 401接收到第一基准接收电力信息时,除了在校准阶段进行的预定处理外,TX 402还进行校准点1800的测量。虽然第一基准接收电力信息是WPC标准中定义的接收电力包(模式1),但也可以使用其他消息。此外,当TX 402已经从RX 401接收到第二基准接收电力信息时,除了在校准阶段进行的预定处理外,TX 402还进行校准点1801的测量。
虽然第二基准接收电力信息是WPC标准中定义的接收电力包(模式2),但也可使用其他消息。由于无需额外提供校准点1800和校准点1801的测量所用的时段,因此校准点1800和校准点1801的测量可以在更短的时间内进行。已经描述了第三阈值设置方法。
将描述第四阈值设置方法。第四阈值设置方法是TX 402或RX 401针对具有预定范围内的值的耦合状态指标预设阈值的方法。例如,在耦合状态指标被视为“耦合系数”的情况下,如上所述,耦合系数k是落在0至1的范围内的值。因此,TX 402或RX 401进行确定,以例如使得“当满足0≤k<0.3时存在状态异常”、“当满足0.3≤k<0.6时可能存在状态异常”和“当满足0.6≤k≤1时不存在状态异常”。具体来说,耦合系数k及其确定条件被预先存储到存储器中,并基于此进行确定。已经描述了第四阈值设置方法。
另外,在“使用送电天线与受电天线之间的耦合状态设置状态异常检测阈值”中,也可以类似地设置阈值。换句话说,可以将比基于接收信息所测量或计算出的“耦合状态指标”大了或小了预定值(与测量误差相对应的值)的上述波形衰减率设置为确定异物的存在或不存在的阈值。该阈值可分阶段地包括多个阈值。可以设置阈值,以进行确定,使得在第一阈值的情况下“存在状态异常”,在第二阈值的情况下“可能存在状态异常”,并且在第三阈值的情况下“不存在状态异常”。
[在使用波形衰减方法作为异物检测方法的情况下的各时段的设置方法]
将描述根据本示例性实施例的波形衰减方法中的各时段的设置方法以及确定各时段的适当时间长度的方法的示例。
将描述准备时段的确定方法。在本示例性实施例中,TX 402将预定义的预定值(时间长度)设置为准备时段。确定方法不限于此。例如,TX 402可以根据自身状态确定预定值(时间),并将该状态通知给RX 401。另选地,RX 401可以根据RX 401的状态确定预定值(时间),并将该状态通知给TX 402。另选地,TX 402和RX 401可以相互通信、交换各自的状态并确定预定值(时间)。另选地,TX 402可以将TX 402确定的最大时间长度通知给RX 401,RX401可以将RX 401确定的最小时间长度通知给TX 402,并且RX 401可以基于TX 402和RX401设置的范围内的值(时间长度)来确定准备时段,并将准备时段通知给TX 402。TX 402与RX 401之间的这种关系可以互换。将准备时段的时间长度设置为适当的时间长度,防止了波形在发送电力控制时段期间变得不稳定。
接下来,将描述发送电力控制时段的确定方法。在本示例性实施例中,发送电力控制时段通过RX 401与TX 402之间的协商确定。例如,协商方法是以下方法。即,TX 402确定可设置为发送电力控制时段的最短时间长度,并将该最短时间长度通知给RX 401。RX 401确定最大时间长度作为发送电力控制时段,并将最大时间长度通知给TX 402。TX 402和RX401确定基于通知中包含的时间长度可设置的范围内的时间长度,并将确定的时间长度设置为发送电力控制时段。在这种情况下,在TX 402和RX 401设置的范围内,TX 402或RX 401将最小时间长度确定为发送电力控制时段。协商方法不限于此。例如,可以采用如下配置,其中,TX 402和RX 401中的至少一方将可由自身设置的时间长度的范围通知给另一方,并由被通知方确定时间长度。另选地,可以采用如下配置,其中,TX 402将最大时间长度通知给RX 401,并且RX401将最小时间长度通知给TX 402。另选地,要用于确定发送电力控制时段的信息可以包括在执行请求包(例如,接收电力包)中。
另选地,可以将预定义的预定值(时间长度)设置为发送电力控制时段。另选地,TX402可以根据TX 402的状态确定预定值(时间长度),并将预定值(时间长度)通知给RX 401。另选地,RX 401可以根据RX 401的状态确定预定值(时间),并将预定值(时间)通知给TX402。另选地,TX 402或RX 401可以将TX 402和RX 401设置的范围内的最大时间确定为发送电力控制时段。通过这种配置,可以长时间观察送电波形的波形衰减状态,从而进行高精度的异物检测。
将描述从TX 402发送的发送电力与发送电力控制时段之间的关系。除上述方法外,TX 402或RX 401确定发送电力控制时段,使得与TX 402发送的发送电力较小的情况相比,发送电力控制时段随TX 402发送的发送电力的增加而缩短。当在经过发送电力控制时段之后重新开始送电时,在重新开始送电的定时,在发送波形中产生振铃。紧接在送电重新开始之前输出的电力与送电重新开始时输出的发送电力之间的高度差越大,产生的振铃就越大。为了减小振铃,需要减小紧接在送电重新开始之前输出的电力与送电重新开始时输出的发送电力之间的高度差。为此,缩短发送电力控制时段。利用这种配置,在送电波形衰减较小的状态下重新开始送电,因此,减小了紧接在送电重新开始之前输出的电力与送电重新开始时输出的发送电力之间的高度差,从而抑制振铃。类似地,发送电力越大,将发送电力控制时段设置得越短,这减小了紧接在送电重新开始之前输出的电力与送电重新开始时输出的发送电力之间的高度差,从而抑制振铃。
以上描述的是随着发送电力的增加而缩短发送电力控制时段以抑制振铃的情况。另一方面,在波形衰减方法中优先考虑波形衰减指标的测量精度的情况下,可以随着发送电力的增加而将发送电力控制时段设置得较长。例如,由于存在异物的风险会随着发送电力的增加而增加,因此要求高精度的异物检测。因此,在发送电力大于预定值的情况下,通过将发送电力控制时段设置得较长,可以长时间观察衰减状态。通过这种配置,衰减状态的测量精度提高,从而提高了衰减指标的精度。这样,作为优先考虑波形衰减指标的测量精度的情况,在发送电力大于预定值的情况下,将发送电力控制时段设置得比发送电力小的情况更长。可以采用随着发送电力的增加而将发送电力控制时段设置得更长的配置。另选地,可以采用如下配置,其中,基于用户做出的指定,根据发送电力的大小来确定将发送电力控制时段设置为较长还是较短。如上所述,TX 402和RX 401可以基于发送电力的大小确定发送电力控制时段的长度。
以上描述的是TX 402基于TX 402发送给RX 401的发送电力的大小确定发送电力控制时段的长度的情况。配置并不局限于此,并且由TX 402发送的上述发送电力可以用GP、MP或PP代替。也就是说,发送电力控制时段的长度可以基于通过TX 402与RX 401之间的协商所确定的发送电力的设置值的大小来确定。另选地,发送电力控制时段的长度可以基于RX 401向TX 402发送的接收电力包(模式0)中所包含的信息来确定。另选地,可以基于接收电力包(模式1)或接收电力包(模式2)中包含的信息来确定发送电力控制时段的长度。这些接收电力包包含指示RX 401从TX 402接收到的接收电力的大小的接收电力值信息。TX 402发送的发送电力可以用接收电力值信息代替。
接下来,将描述TX 402的送电天线105与RX 401的受电天线205之间的耦合状态与发送电力控制时段之间的关系。TX 402的送电天线105与RX 401的受电天线205之间的耦合状态指标例如可使用“指示送电天线与受电天线之间的耦合状态的指标的测量方法”来测量。耦合状态指标可以使用送电天线与受电天线之间的耦合状态的另一测量方法来测量。
除了上述方法之外,TX 402或RX 401还确定发送电力控制时段,使得当送电天线105与受电天线205之间的耦合状态不良时的发送电力控制时段被设置为比耦合状态良好时的发送电力控制时段长。在此,如上所述,例如,“耦合状态良好时”对应于通过测量的耦合系数与预定阈值之间的比较确定为“不存在状态异常”的情况。此外,如上所述,例如,“耦合状态不良时”对应于通过测量的耦合系数与预定阈值之间的比较确定为“可能存在状态异常”或“存在状态异常”的情况。
随着耦合状态的恶化,送电天线105与受电天线205之间存在异物的可能性增大,因此要求高精度的异物检测。因此,在耦合状态比预定值差的情况下,通过将发送电力控制时段设置得更长,长时间观察衰减状态。通过这种配置,衰减状态的测量精度得到提高,从而提高了衰减指标的精度。这样,作为优先考虑波形衰减指标的测量精度的情况,在耦合状态比预定值差的情况下,将发送电力控制时段设置得比耦合状态良好时的发送电力控制时段更长。另选地,可以采用随着耦合状态的恶化而将发送电力控制时段设置得更长的配置。
以上描述了随着耦合状态的恶化而将发送电力控制时段设置得更长以提高波形衰减指标的测量精度的配置。另一方面,在优先考虑送电效率的情况下,可以随着耦合状态的恶化而缩短发送电力控制时段。送电效率会随着耦合状态的恶化而降低。因此,在耦合状态不良的情况下,通过将发送电力控制时段设置得更短,来将送电可执行时段设置得更长。这就提高了送电效率。这样,作为优先考虑送电效率的情况,在耦合状态比预定值差的情况下,发送电力控制时段被设置为比耦合状态良好时的发送电力控制时段更短。另选地,可以采用随着耦合状态的恶化而缩短发送电力控制时段的配置。TX 402的送电天线105与RX401的受电天线205之间的上述耦合状态可以在TX 402开始送电之前测量,或者可以在TX402开始送电之后的预定定时测量多次。在TX 402开始送电之后的预定定时多次执行测量的情况下,发送电力控制时段可基于各测量结果改变。例如,在TX 402开始送电之后的预定定时执行三次测量的情况下,以及在测量的耦合状态的值都不同的情况下,发送电力控制时段改变三次。
另选地,可以采用如下配置,其中,基于用户做出的指定,根据耦合状态的状态来确定将发送电力控制时段设置为较长还是较短。如上所述,TX402和RX 401可以基于耦合状态确定发送电力控制时段的长度。
接下来,将描述为了从TX 402的送电天线105向RX 401的受电天线205的送电而辐射的电磁波的频率与发送电力控制时段之间的关系。除上述方法外,TX 402或RX 401还确定发送电力控制时段,使得当为了从送电天线105向RX 401的受电天线205的送电而辐射的电磁波的频率较低时的发送电力控制时段被设置为长于频率较高时的发送电力控制时段。为了送电而辐射的电磁波的频率是在送电期间为了从送电天线105向RX 401的受电天线205的送电而辐射的电磁波的频率。
通常,损耗会随着电磁波的频率的升高而增加。因此,随着为了从送电天线105的送电而辐射的电磁波的频率的升高,发送电力控制时段期间的电磁波的衰减率会增大,从而导致电磁波的急剧衰减。另一方面,随着电磁波的频率的降低,发送电力控制时段期间的电磁波的衰减率也会降低,从而导致电磁波的平缓衰减。此外,随着为了从送电天线105的送电而辐射的电磁波的频率的升高,发送电力控制时段期间的电磁波的波长会缩短,因此在更短的时段内计算衰减率。另一方面,随着电磁波的频率的降低,发送电力控制时段期间的电磁波的波长会增加,因此需要更长的时段来计算衰减率。因此,随着为了从送电天线105的送电而辐射的电磁波的频率的降低,发送电力控制时段被设置为更长,以便在更长的时间内观察衰减状态。通过这种配置,提高衰减状态的测量精度,从而提高衰减指标的精度。这样,为了提高波形衰减指标的测量精度,在为了从送电天线105的送电而辐射的电磁波的频率低于预定值的情况下,将发送电力控制时段设置为比该频率较高时的发送电力控制时段更长。另选地,可以采用如下配置,其中,随着为了从送电天线105的送电而辐射的电磁波的频率的降低,发送电力控制时段被设置得更长。
以上描述的是如下情况:随着为了从送电天线105的送电而辐射的电磁波的频率的降低,发送电力控制时段被设置得更长,以提高波形衰减指标的测量精度。另一方面,在优先考虑送电效率的情况下,可以采用如下配置,其中,随着为了从送电天线105的送电而辐射的电磁波的频率的降低,发送电力控制时段被设置为缩短。为了从送电天线105的送电而辐射的电磁波的频率越低,电磁波的波形就越稳定。另一方面,电磁波的频率越高,送电天线105附近的物体对电磁波施加的影响就越大,从而导致电磁波的波形不稳定。因此,在为了从送电天线105的送电而辐射的电磁波的频率较高的情况下,将发送电力控制时段设置得更长,以便长时间观测衰减状态。通过这种配置,提高了衰减状态的测量精度,从而提高衰减指标的精度。这样,为了提高波形衰减指标的测量精度,在为了从送电天线105的送电而辐射的电磁波的频率高于预定值的情况下,将发送电力控制时段设置为比该频率高时的发送电力控制时段更长。另选地,可以采用如下配置,其中,随着为了从送电天线105的送电而辐射的电磁波的频率的升高而将发送电力控制时段设置为更长。
如上所述,例如,用于符合WPC标准的送电的电磁波的频率为从85kHz至205kHz的频率。在上述为了从送电天线105的送电而辐射的电磁波的频率从85kHz变为205kHz的情况下,可根据频率控制发送电力控制时段。另选地,在为了从送电天线105的送电而辐射的电磁波的频率例如落在第一预定频带(诸如从85kHz到205kHz等)内的情况下,将发送电力控制时段设置为第一发送电力控制时段。在频率落入不同于第一预定频带的第二预定频带内的情况下,发送电力控制时段可被设置为不同于第一发送电力控制时段的第二发送电力控制时段。
此外,可以采用如下配置,其中,基于用户做出的指定,来进行根据为了从送电天线105的送电而辐射的电磁波的频率来确定发送电力控制时段是被设置为较长还是较短。如上所述,TX 402和RX 401可以根据为了从送电天线105的送电而辐射的电磁波的频率来确定发送电力控制时段的长度。
接下来将描述通信禁止时段的确定方法。提供通信禁止时段的目的是通过禁止在振铃产生状态下的通信来实现稳定通信,因为在重新开始送电之后产生送电波形中的振铃。在本示例性实施例中,通信禁止时段由RX 401确定,并将通信禁止时段通知给TX 402。但是,配置并不限于此。例如,TX 402可以根据TX 402的状态确定预定值(时间),并将该预定值(时间)通知给RX 401。另选地,RX 401可以根据RX 401的状态确定预定值(时间),并将该预定值(时间)通知给TX 402。另选地,TX 402和RX 401可以相互通信、交换各自的状态并确定预定值(时间长度)。
另选地,TX 402可以将TX 402确定的最大时间长度通知给RX 401,RX 401可以将RX 401确定的最小时间长度通知给TX 402,RX 401可以基于TX 402和RX 401所设置的范围内的值(时间长度)来确定通信禁止时段,并将通信禁止时段通知给TX 402。TX 402与RX401之间的这种关系可以互换。在这种情况下,TX 402或RX 401可以将TX 402和RX 401所设置的范围内的最短时间确定为通信禁止时段。另选地,TX 402或RX 401可以将TX 402和RX401所设置的范围内的最长时间确定为通信禁止时段。用于确定通信禁止时段的信息可包含在执行请求包(例如,接收电力包)中。
将描述要从TX 402发送的发送电力与通信禁止时段之间的关系。除上述方法外,TX 402或RX 401还确定通信禁止时段,使得将TX 402要发送的发送电力大时的通信禁止时段设置为比发送电力小时的通信禁止时段长。当在经过发送电力控制时段之后重新开始送电时,在送电的重新开始定时,在送电波形中产生振铃。重新开始送电时输出的发送电力的高度差越大,产生的振铃就越大。换句话说,发送电力越大,产生的振铃就越大。因此,随着发送电力的增加,通信禁止时段被设置得更长,从而可以在振铃收敛或变得足够小之后进行通信,这就实现了TX 402与RX 401之间的稳定通信。例如,在希望将与通信相关的时段设置得足够短的情况下,可以将通信禁止时段设置得更短。如上所述,TX 402和RX 401可以基于发送电力的大小来确定通信禁止时段的长度。
以上描述的是基于TX 402要向RX 401发送的发送电力的大小来确定通信禁止时段的长度的情况。然而,配置并不局限于此,并且可以用GP、MP或PP来代替TX 402要发送的上述发送电力。也就是说,可以基于通过TX 402与RX 401之间的协商确定的与发送电力相关的设置值的大小来确定通信禁止时段的长度。另选地,可以基于由RX 401发送至TX 402的接收电力包(模式0)中包含的信息来确定通信禁止时段的长度。另选地,可以基于接收电力包(模式1)和接收电力包(模式2)中包含的信息来确定通信禁止时段的长度。这些接收电力包包含指示RX 401从TX 402接收到的接收电力的大小的接收电力值信息。TX 402要发送的发送电力可以用接收电力值信息代替。
将描述TX 402的送电天线105与RX 401的受电天线205之间的耦合状态与通信禁止时段之间的关系。除上述方法外,TX 402或RX 401确定通信禁止时段,使得将送电天线与受电天线之间的耦合状态不良时的通信禁止时段设置为长于耦合状态良好时的通信禁止时段。耦合状态越差,送电天线与受电天线之间存在异物的可能性就越高。由于异物的存在可能会对TX 402与RX 401之间的通信产生不利影响(诸如波形中产生的失真等),因此例如,TX 402与RX 401之间的通信出错的可能性也会增加。因此,在耦合状态比预定值差的情况下,通信禁止时段被设置得更长。通过这种配置,可以在重新开始送电时送电波形中的振铃收敛或变得足够小之后进行通信,从而降低通信错误的可能性。这样,在耦合状态比预定值差的情况下,通信禁止时段被设置为比耦合状态良好时的通信禁止时段长。另选地,可以采用随着耦合状态的恶化而将通信禁止时段设置得更长的配置。
以上描述的是如下配置,其中随着耦合状态的恶化,通信禁止时段被设置得更长,以提高通信质量。另一方面,随着耦合状态的恶化,通信禁止时段可以缩短,以提高通信质量。耦合状态越差,TX 402与RX 401之间的通信出错的可能性就越大。因此,在耦合状态不良的情况下,通过缩短通信禁止时段,将通信可执行时段设置为较长。然后,与耦合状态良好的情况相比,进行低速通信作为TX 402与RX 401之间的通信。另选地,进行具有较大调制度(调制深度)的通信,作为TX 402与RX 401之间的通信。更具体地说,在耦合状态不良的情况下,TX 402使用低速频移调制来发送通信数据。另选地,TX 402通过使用具有较大调制度(调制深度)的频移调制来发送通信数据。另选地,在耦合状态不良的情况下,RX 401通过使用低速振幅调制或负载调制来发送通信数据。另选地,RX 401通过使用具有较大调制度(调制深度)的振幅调制或负载调制来发送通信数据。
通过这种配置,可以降低通信错误的发生概率,从而提高通信质量。这样,在耦合状态比预定值差的情况下,通信禁止时段被设置为比耦合状态良好时的通信禁止时段短。然后,进行低速通信或与耦合状态良好时的情况相比使用较大调制度的通信,作为TX 402与RX 401之间的通信。另选地,可以采用如下配置,其中,随着耦合状态的恶化,缩短通信禁止时段,以进行低速通信或使用较大调制度的通信,作为TX 402与RX 401之间的通信。
以上描述了如下情况:在耦合状态不良的情况下,缩短通信禁止时段以设置较长的通信可执行时段,并进行低速通信或使用较大调制度的通信,作为TX 402与RX 401之间的通信。然而,在耦合状态不良的情况下,与耦合状态良好的情况相比,可以仅进行低速通信或使用较大调制度的通信,作为TX 402与RX 401之间的通信。换句话说,在耦合状态不良的情况下,TX 402通过使用低速频移调制来发送通信数据。另选地,TX 402通过使用具有较大调制度(调制深度)的频移调制来发送通信数据。此外,在耦合状态不良的情况下,RX 401通过使用低速振幅调制或负载调制来发送通信数据。另选地,RX 401通过使用具有较大调制度(调制深度)的振幅调制或负载调制来发送通信数据。通过这种配置,可降低通信错误的发生概率,从而提高通信质量。
TX 402的送电天线105与RX 401的受电天线205之间的上述耦合状态可以在TX402开始送电之前测量,或者可以在TX 402开始送电之后的预定定时测量多次。在TX 402开始送电之后的预定定时执行多次测量的情况下,可以基于各测量结果来改变通信禁止时段、通信速度或通信的调制度。例如,在TX 402开始送电之后的预定定时执行三次测量且测量的耦合状态的值均不同的情况下,通信禁止时段、通信速度或通信的调制度改变三次。另选地,可以采用如下配置,其中,基于用户做出的指定,进行根据耦合状态的状态来确定将通信禁止时段设置得较长还是较短。如上所述,TX 402和RX 401可以基于耦合状态来确定通信禁止时段的长度。
将描述为了从TX 402的送电天线105向RX 401的受电天线205的送电而辐射的电磁波的频率与通信禁止时段之间的关系。除了上述方法外,TX 402或RX 401还确定通信禁止时段,使得当为了从送电天线105向RX 401的受电天线205的送电而辐射的电磁波的频率较低时的通信禁止时段被设置为比频率较高时的通信禁止时段短。这里,“为了送电而辐射的电磁波的频率”是为了在送电时段期间从送电天线105向RX 401的受电天线205的送电而辐射的电磁波的频率。当在经过发送电力控制时段之后重新开始送电时,在为了在重新开始送电时从送电天线105的送电而辐射的电磁波的送电波形中产生振铃。送电波形的频率越高,振铃的产生就越大。换句话说,随着为了从送电天线105的送电而辐射的电磁波的频率的升高,振铃的产生变得越大。因此,通过随着为了从天线105的送电而辐射的电磁波的频率的升高将通信禁止时段设置得更长,可以在振铃收敛或变得足够小之后进行通信。因此,在TX 402与RX 401之间可以进行稳定的通信。这样,为了提高TX 402与RX 401之间的通信稳定性,在为了从送电天线105的送电而辐射的电磁波的频率高于预定值的情况下,通信禁止时段被设置为比频率低时的通信禁止时段长。可以采用随着为了从送电天线105的送电而辐射的电磁波的频率的升高而将通信禁止时段设置为更长的配置。
以上描述了如下配置,其中,随着为了从送电天线105的送电而辐射的电磁波的频率的升高而将通信禁止时段设置为更长,以提高TX 402与RX 401之间的通信稳定性。另一方面,随着为了从送电天线105的送电而辐射的电磁波的频率的降低,可以将发送电力控制时段设置为更长。当在经过发送电力控制时段之后重新开始送电时,在为了在重新开始送电时从送电天线105的送电而辐射的电磁波的送电波形中产生振铃。送电波形的频率越高,振铃产生的时段越长。换句话说,随着为了从送电天线105的送电而辐射的电磁波的频率的降低,在较长的时段产生振铃。因此,通过随着为了从天线105的送电而辐射的电磁波的频率的降低将通信禁止时段设置得更长,可以在振铃收敛或变得足够小之后进行通信。利用该配置,在TX 402与RX 401之间可以进行稳定的通信。以上述方式,为了提高TX 402与RX401之间的通信稳定性,在为了从送电天线105的送电而辐射的电磁波的频率低于预定值的情况下,通信禁止时段被设置为比频率高时的通信禁止时段长。可以采用随着为了从送电天线105的送电而辐射的电磁波的频率的降低而将通信禁止时段设置为更长的配置。
如上所述,例如,用于符合WPC标准的送电的电磁波的频率是从85kHz至205kHz的频率。在上述为了从送电天线105的送电而辐射的电磁波的频率从85kHz变为205kHz的情况下,可根据该变化来控制通信禁止时段。另选地,在为了从送电天线105的送电而辐射的电磁波的频率落在第一预定频带(诸如从85kHz到205kHz等)内的情况下,例如将通信禁止时段设置为第一通信禁止时段。然后,在频率落入不同于第一预定频带的第二预定频带内的情况下,通信禁止时段可被设置为不同于第一通信禁止时段的第二通信禁止时段。
另选地,可以采用如下配置,其中,基于用户做出的指定,来进行根据为了从送电天线105的送电而辐射的电磁波的频率来确定通信禁止时段被设置为较长还是较短。如上所述,TX 402和RX 401可以基于为了从送电天线105的送电而辐射的电磁波的频率来确定通信禁止时段的长度。
将描述发送电力控制时段与通信禁止时段之间的关系。除了上述方法之外,TX402或RX 401确定通信禁止时段,使得随着发送电力控制时段的延长,通信禁止时段被设置为更长。如上所述,紧接在送电重新开始之前输出的电力与送电重新开始时输出的发送电力之间的高度差越大,振铃的产生就越大。随着发送电力控制时段的延长,送电波形的衰减也越大,这就导致紧接在送电重新开始之前输出的电力与送电重新开始时输出的发送电力之间的高度差大,从而产生越大的振铃。因此,通过随着发送电力控制时段的延长而将通信禁止时段设置得更长,可以在振铃收敛或变得足够小之后进行通信,从而实现TX 402与RX401之间的稳定通信。如上所述,TX 402和RX 401可基于发送电力控制时段的长度来确定通信禁止时段的长度。
接下来将描述送电时段的确定方法。在本示例性实施例中,送电时段的长度由RX401确定,并将该长度通知给TX 402。然而,配置并不局限于此,并且由TX 402预定义的预定值(时间长度)可以被设置为送电时段。另选地,例如,TX 402可以根据TX 402的状态确定预定值(时间),并将预定值(时间)通知给RX 401。另选地,RX 401可以根据RX 401的状态确定预定值(时间),并将预定值(时间)通知给TX 402。另选地,TX 402和RX 401可以相互通信、交换各自的状态并确定预定值(时间长度)。另选地,TX 402确定可设置为送电时段的最大时间长度,并将最大时间长度通知给RX 401,RX 401确定可设置为送电时段的最小时间长度,并将最小时间长度通知给TX 402。基于该通知,RX 401可以使用TX 402和RX 401设置的范围内的值(时间)来确定发送电力控制时段,并将该值通知给TX 402。TX 402与RX 401之间的这种关系可以互换。
将描述从TX 402发送的发送电力与送电时段之间的关系。除上述方法外,TX 402或RX 401确定送电时段,使得TX 402要发送的发送电力大时的送电时段被设置为短于发送电力小时的送电时段。发送电力越大,对异物检测精度的要求就越高。因此,通过随着发送电力的增加将送电时段设置得短,在预定时间内增加发送电力控制时段的次数,并增加送电波形的衰减状态的观察次数,从而增加异物检测的机会,由此可执行高精度的异物检测。另选地,可以随着发送电力的增加将送电时段设置得更长。通过将送电时段设置得更长,可以在不降低从TX 402向RX 401的电力输送效率的情况下进行送电。以上描述的是基于TX402向RX 401发送的发送电力的大小来确定送电时段的长度的情况。然而,配置并不局限于此,并且TX 402要发送的发送电力可以用GP、MP或PP代替。也就是说,送电时段的长度可以基于TX 402与RX 401之间的协商所确定的与发送电力相关的设置值的大小来确定。
将描述TX 402的送电天线105与RX 401的受电天线205之间的耦合状态与送电时段之间的关系。除了上述方法外,TX 402或RX 401确定送电时段,使得当TX 402的送电天线105与RX 401的受电天线205之间的耦合状态不良时的送电时段被设置为短于耦合状态良好时的送电时段。由于随着耦合状态的恶化在送电天线与受电天线之间存在异物的可能性增大,因此要求较高的异物检测精度。
因此,通过随着耦合状态的恶化而将送电时段设置得短,增加了预定时间内的发送电力控制时段的次数,并增加了送电波形的衰减状态的观察次数,从而增加异物检测的机会,由此执行高精度的异物检测。另选地,随着耦合状态的恶化,可以将送电时段设置得更长。虽然耦合状态越差,电力输送效率越低,但通过将送电时段设置得更长,可以在不降低从TX 402向RX 401的电力输送效率的情况下进行送电。
在送电时段期间TX 402未接收到执行请求包的情况下,不设置用作检测处理时段的送电时段,并且继续进行送电。
已经描述了各时段的设置方法。各时段无需单独设置。例如,可以采用如下配置,其中,确定至少包括发送电力控制时段的整个检测处理时段的长度。在这种情况下,TX 402和RX 401可以基于发送电力的大小来确定整个检测处理时段的长度。另选地,可以采用如下配置,其中,基于通过TX 402与RX 401之间的协商确定的与发送电力相关的设置值的大小来确定整个检测处理时段的长度。另选地,可以采用如下配置,其中,基于TX 402的送电天线105与RX 401的受电天线205之间的耦合状态来确定整个检测处理时段的长度。
[波形衰减方法中的异物检测阈值的设置方法]
将描述在进行使用波形衰减方法的异物检测时用于确定异物的存在或不存在或者异物存在的可能性(存在概率)的阈值的设置方法。如上所述,在波形衰减方法中,异物检测是基于波形衰减指标进行的。在根据本示例性实施例的异物检测处理中,对测量的波形衰减指标和预定阈值进行比较,并基于比较结果来确定异物的存在或不存在或者异物存在的可能性。作为阈值的设置方法,存在以下方法。
在设置阈值的第一方法中,TX 402将预定义的预定值保持为独立于要向其发送电力的RX 401的公共值。该值在任何情况下都可以是相同的值,或者可以是TX 402根据情况确定的值。如上所述,在存在异物的情况下,发送电力控制时段期间的送电波形的波形衰减率高于不存在异物的情况。因此,在认为“不存在异物”的状态下可获得的波形衰减指标被预先存储为预定值,并将该值与作为阈值的测量到的波形衰减指标的结果进行比较。在测量到的波形衰减指标得出的结果指示波形衰减率大于阈值的情况下,确定为“存在异物”或“存在异物的可能性高”。例如,在使用Q值作为波形衰减指标的情况下,比较TX 402测量到的Q值和在认为不存在异物的状态下可获得的预定Q值(阈值)。在测量的Q值小于用作阈值的Q值的情况下,确定为“存在异物”或“存在异物的可能性高”。在测量的Q值大于或近似等于用作阈值的Q值的情况下,确定为“不存在异物”或“存在异物的可能性低”。通过上述配置,可以使用第一方法执行使用波形衰减方法的异物检测。
在第二方法中,TX 402基于从RX 401发送的信息来调整并确定阈值。如上所述,在存在异物的情况下,发送电力控制时段期间的送电波形的波形衰减率高于不存在异物的情况。因此,在认为“不存在异物”的状态下可获得的波形衰减指标被预先存储为预定值,并使用该值作为阈值以与测量的“波形衰减指标”的结果进行比较。在测量的波形衰减指标得出的结果指示波形衰减率大于阈值的情况下,确定为“存在异物”或“存在异物的可能性高”。波形衰减指标的值会根据要向其发送电力的放置在TX 402上的RX 401而变化。这是因为,经由TX 402的送电天线(送电线圈)耦合的RX 401的电气特性会对波形衰减指标的值施加影响。
例如,在使用Q值作为波形衰减指标的情况下,当异物不存在时由TX 402将测量的Q值会根据要放置在TX 402上的RX 401而变化。因此,RX 401针对各TX 402存储在不存在异物的情况下将RX 401放置在TX 402上的状态下所获得的Q值信息,并将Q值通知给TX 402。然后,TX 402基于从RX 401接收到的Q值信息调整并确定阈值。更具体地说,在协商阶段,TX402接收包含与基准质量因子值有关的信息的FOD状态包,调整Q值测量方法中的阈值,并确定阈值。该基准质量因子值对应于“在TX 402的送电可执行范围内不存在异物的情况下放置RX 401的状态下所获得的Q值信息”。
因此,TX 402还基于该基准质量因子值来调整使用波形衰减方法的异物检测中的阈值,并确定阈值。在协商阶段从RX 401发送到TX 402的基准质量因子值是用于使用Q值测量方法的异物检测的信息,该方法本来是在频域中测量Q值。虽然在使用Q值作为“波形衰减指标”的情况下,Q值推导方法不同,但即使在使用用于在时域中测量Q值的波形衰减方法的情况下,例如也可以通过使用式1从图6所示的波形中获得Q值。
由于上述原因,波形衰减方法中的Q值的阈值可基于基准质量因子值进行设置。这样,TX 402基于在协商阶段已经从RX 401发送到TX 402的信息来设置波形衰减方法中的Q值的阈值,而无需进行诸如用于阈值设置的测量等的新处理。这就缩短了阈值的设置时间。
比较TX 402测量的Q值和使用上述方法确定的阈值,并在测量的Q值小于用作阈值的Q值的情况下,确定为“存在异物”或“存在异物的可能性高”。在测量的Q值大于或近似等于用作阈值的Q值的情况下,确定为“不存在异物”或“存在异物的可能性低”。通过上述配置,可以使用第二方法来执行使用波形衰减方法的异物检测。
在第三方法中,TX 402在不存在异物的状态下测量波形衰减指标,并且TX 402基于与测量结果有关的信息来调整阈值,并确定阈值。波形衰减指标的值会根据TX 402的发送电力而变化。这是因为发热量和TX 402的电路的各种特性根据TX 402的发送电力的大小而变化,并且这些变化会对波形衰减指标的值施加影响。因此,TX 402测量各发送电力的波形衰减指标从而基于测量结果来调整阈值,并确定阈值,由此可执行更准确的异物检测。
图11是示出波形衰减方法中TX 402的各发送电力的异物检测阈值的设置方法的图。首先,在从TX 402执行送电的情况下,RX 401进行控制,使得通过使RX 401的负载处于不向RX 401的负载供电或仅向其提供极小电力的状态,来使RX 401的负载处于轻负载状态。此时发送的TX 402的发送电力用Pt1表示。TX 402在此状态下停止送电,并测量波形衰减指标。此时测量的波形衰减指标用δ1表示。在此处理中,TX 402识别正由TX 402发送的发送电力Pt1,并将用于将发送电力Pt1和波形衰减指标δ1相关联的校准点1100存储到存储器中。
接下来,RX 401进行控制,使得通过在从TX 402执行送电的情况下使RX 401的负载处于向RX 401的负载提供最大电力或提供等于或大于预定阈值的电力的状态,来使RX401的负载进入负载连接状态。此时发送的TX 402的发送电力用Pt2表示。然后,TX 402在此状态下将送电限制预定时段,并测量波形衰减指标。在此处理中,TX 402将用于将发送电力Pt2和波形衰减指标δ2相关联的校准点1101存储到存储器中。
然后,TX 402在校准点1100与校准点1101之间进行线性插值,并创建直线1102。直线1102指示在TX 402和RX 401附近不存在异物的状态下发送电力与送电波形的波形衰减指标之间的关系。因此,TX 402可以从直线1102中估计在不存在异物的状态下与各发送电力值相关联的送电波形的波形衰减指标。例如,在以Pt3表示的发送电力值的情况下,从位于直线1102上并与发送电力值Pt3相对应的点1103,可以将波形衰减指标估计为δ3。然后,基于上述估计的结果,TX 402可以针对各发送电力值来计算用于确定异物的存在或不存在的阈值。例如,可以将比与某一发送电力值相对应并在不存在异物的情况下测量的波形衰减指标的估计结果大了预定值(与测量误差相对应的值)的波形衰减指标设置为确定异物的存在或不存在的阈值。以下将由TX 402和RX 401为使TX 402获取发送电力值与波形衰减指标之间的组合而进行的校准处理称为“波形衰减指标的校准处理(CAL处理)”。虽然在上述示例中在与TX 402的发送电力Pt1和发送电力Pt2相对应的两个点进行测量,但也可以在作为三个或更多个点的多个点执行测量,并可以计算各发送电力的波形衰减指标,以进一步提高精度。
RX 401可以在向TX 402通知要进行以下控制之后,进行该以下控制:使负载处于不向负载供电的轻负载状态的控制、以及使负载处于负载连接状态的控制。另外,这两种控制中的任何一种都可以更早地进行。
在本示例性实施例中已经描述的针对各负载(各发送电力值)计算用于确定异物的存在或不存在的阈值的操作可在校准阶段进行。如上所述,在校准阶段,TX 402获取在进行使用电力损耗方法的异物检测时要使用的数据。在此处理中,TX 402在RX 401的负载状态为轻负载状态的情况下以及在RX 401的负载状态为负载连接状态的情况下,获取与电力损耗有关的数据。因此,当RX 401进入轻负载状态时以及当RX 401进入负载连接状态时,可以在上述校准阶段中进行图11中的校准点1100和校准点1101的测量。也就是说,在TX 402从RX 401接收到第一基准接收电力信息的情况下,除了在校准阶段进行的预定处理外,TX402进行校准点1100的测量。此外,在TX 402已从RX 401接收到第二基准接收电力信息的情况下,除了要在校准阶段进行的预定处理外,TX 402进行校准点1101的测量。由于无需额外提供用于进行校准点1100和校准点1101的测量的时段,因此校准点1100和校准点1101的测量可以在更短的时间内进行。
以上述方式,TX 402基于与TX 402在各发送电力所测量的波形衰减指标有关的信息,来调整各发送电力的波形衰减方法中的波形衰减指标的阈值,并设置阈值。例如,在使用Q值作为波形衰减指标的情况下,TX 402将其测量的Q值与使用上述方法所确定的阈值进行比较,并且在测量的Q值小于用作阈值的Q值的情况下,确定为“存在异物”或“存在异物的可能性高”。在测量的Q值大于或近似等于用作阈值的Q值的情况下,TX 402确定为“不存在异物”或“存在异物的可能性低”。通过上述配置,可以针对TX 402的各发送电力来设置阈值,从而可以执行更准确的异物检测。
虽然在上述方法中用作阈值的波形衰减指标是预定值,但波形衰减指标并不限于此。例如,用作阈值的波形衰减指标可以是具有预定宽度(范围)的值。例如,可以基于衰减率测量中预期的测量误差来设置该宽度。在设置了这样的阈值的情况下,TX 402可以被配置为在通过测量所获得的波形衰减指标是设置为阈值的范围内的值的情况下,确定为“不存在异物”或“存在异物的可能性低”。
[由受电装置401和送电装置402进行的处理]
将参照图8和图9描述RX 401和TX 402为实现上述配置而进行的处理过程。图8是示出由TX 402进行的处理的流程图,图9是示出由RX 401进行的处理的流程图。通过TX 402和RX 401中包括的控制单元执行存储在存储器中的程序,来实现图8和图9所示的处理。
在TX 402的电源接通后,在步骤S801中,TX 402通过上述选择阶段和Ping阶段检测RX 401。在步骤S802中,TX 402开始向检测到的RX 401的送电。该步骤中进行的送电是在I&C阶段、协商阶段、校准阶段、电力输送阶段等中进行的送电。
在步骤S901中将RX 401放置在TX 402上之后,TX 402通过选择阶段和Ping阶段检测RX 401。在步骤S902中,RX 401开始接收从TX 402发送的电力。该步骤中接收的电力是在I&C阶段、协商阶段、校准阶段、电力输送阶段等中从TX 402发送的电力。
在满足预定条件的情况下,RX 401确定为请求TX 402执行异物检测(步骤S903中“是”)。另一方面,在未满足预定条件的情况下,RX 401确定为不请求TX 402执行异物检测(步骤S903中“否”),并且RX 401继续受电。
例如,预定条件包括以下条件。更具体地说,预定条件包括TX 402与RX 401之间的通信发生错误的条件、观察到从TX 402向RX 401的发送电力的下降的条件、获取的校准数据包含异常值的条件、在TX 402或RX 401中观察到温度升高的条件等。这些条件指示怀疑存在异物的情况。另选地,预定条件指示增大要从TX 402向RX 401发送的发送电力的情况。另选地,预定条件指示执行校准(使用电力损耗方法的校准处理)的情况,其中该校准是用于设置异物检测所使用的阈值的测量。另选地,预定条件指示RX 401将RX 401的状态(例如,RX 401接收到的接收电力等)通知给TX 402的情况。RX 401预设上述预定条件,并且在满足所设置的预定条件中的至少任一个的情况下,RX 401确定为进行异物检测。可以将上述条件以外的条件设置为预定条件。可以将上述条件中的任何条件设置为预定条件。
在RX 401确定为请求TX 402执行异物检测的情况下(步骤S903中“是”),在步骤S904中,RX 401确定与异物检测处理相关的检测处理时段。检测处理时段是包括准备时段、发送电力控制时段、通信禁止时段和送电时段的时段。然后,在步骤S905中,RX 401向TX402发送执行请求包,该执行请求包包含用于确定与发送电力控制相关的各时段的信息。在本示例性实施例中,作为执行请求包中包含的信息,例如包括用于确定发送电力控制时段的长度和通信禁止时段的长度的信息。例如,执行请求包可以是接收电力包(模式0)、接收电力包(模式1)或接收电力包(模式2)。单独的包可用作执行请求包。
在TX 402已从RX 401接收到异物检测请求包的情况下(步骤S803中“是”),在步骤S804中,TX 402基于执行请求包中所包含的信息来设置与发送电力控制相关的各时段。然后,在步骤S805中,TX 402基于设置的时段执行发送电力控制。然后,在步骤S806中,TX 402通过测量波形衰减指标并将测量结果与上述阈值进行比较,确定异物的存在或不存在、或者异物存在的可能性(存在概率)。然后,在确定为“存在异物”或“存在异物的可能性高”的情况下(步骤S807中的“是”),在步骤S808中,TX 402通过使用预定包将确定结果通知给RX401。例如,这可以以TX 402向RX 401发送用作否定响应的NAK的方式实现。在确定为“不存在异物”或“存在异物的可能性低”的情况下(步骤S807中的“否”),在步骤S809中,TX 402通过使用预定包将确定结果通知给RX 401。例如,这可以以TX 402向RX 401发送用作肯定响应的ACK的方式实现。然后,TX 402继续送电。
TX 402可以通过使用与可能性(存在概率)的级别相对应的指标,将通过确定结果所获得的“异物存在的可能性”通知给RX 401。例如,TX 402可以识别基于测量的波形衰减指标与设置阈值之间的差所确定的异物存在的概率,并将该概率通知给RX 401。因此,在TX402进行了异物检测的情况下,TX 402向RX 401发送预定包,该预定包包含指示存在异物的确定结果、指示不存在异物的确定结果、指示可能存在异物的确定结果和指示存在异物的概率的确定结果中的至少任意一个。
在步骤S906中,RX 401从TX 402接收包含异物检测的确定结果的包。在RX 401接收到的确定结果指示“存在异物”或“存在异物的可能性高”的情况下(步骤S907中的“是”),在步骤S908中,RX 401向TX 402发送请求停止送电的送电停止命令。该送电停止命令可以是结束电力输送(EPT)命令(包)。在此处理中,RX 401将指示请求发送结束电力输送(EPT)命令(包)的信息包括在包含异物检测的确定结果的包中,并将包含异物检测确定结果的包发送到TX 402。在步骤S907中获得的确定结果指示“不存在异物”或“存在异物的可能性低”的情况下(步骤S907中的“否”),在步骤S909中,RX 401执行预定处理。例如,预定处理包括以下处理。更具体地说,预定处理包括用于增加从TX 402向RX 401发送的发送电力的处理、用于设置异物检测所要使用的阈值的测量处理、用于将RX 401的状态(RX 401接收到的接收电力等)通知给TX 402的处理等。
在步骤S810中TX 402已从RX 401接收到用作送电停止命令的结束电力输送(EPT)命令(包)的情况下,在步骤S811中,TX 402停止向RX 401的送电。另选地,在步骤S811中,TX402可以降低要发送到RX 401的发送电力。在此处理中,TX 402可以将请求RX 401执行预定操作的信息包括在包含异物检测的确定结果的包中,并将包含异物检测确定结果的包发送到RX 401。已经描述了RX 401和TX 402进行的处理过程。
<第二示例性实施例>
在第一示例性实施例中,描述了将使用波形衰减方法的异物检测应用于WPC标准的方法、在使用波形衰减方法的情况下送电波形的各时段的设置方法、以及波形衰减方法中的异物检测阈值的设置方法。然而,在进行异物检测的情况下,如果只进行一次异物检测,则可能无法准确执行异物检测。例如,在进行一次发送电力控制并根据波形衰减指标确定异物的存在或不存在、或者异物存在的可能性(存在概率)的情况下,由于以下原因,可能无法获得适当的波形衰减指标。例如,由于包括发送电力控制时段中不同的噪声的混入以及放置在TX 402上的RX 401的位置偏移的原因,在发送电力控制时段期间送电波形可能会变得不稳定。在这种情况下,可能无法获得适当的波形衰减指标。
然后,无法获得适当的波形衰减指标可能会导致异物检测中的误判。
为了防止误判,根据本示例性实施例的TX 402进行多次发送电力控制,从在多个发送电力控制时段期间获得的送电波形中测量波形衰减指标,并基于测量结果进行异物检测。在这种情况下,测量多个波形衰减指标并基于测量结果进行异物检测,这使得能够实现更可靠的异物检测。在本示例性实施例中,将描述如下情况:在使用第一示例性实施例中描述的方法的同时多次进行使用波形衰减方法的异物检测,以进行更可靠的异物检测。此外,还将描述在处理中使用的异物检测的确定方法。
将参照图7描述在通过测量多个波形衰减指标进行异物检测的情况下获得的根据本示例性实施例的送电波形。如图7所示,在执行多次波形衰减方法的情况下,通信禁止时段、送电时段、准备时段和发送电力控制时段重复多次。在本示例性实施例中,在此处理中重复的各时段被设置为具有相同的长度。换句话说,对于通信禁止时段,第一通信禁止时段、第二通信禁止时段、第三通信禁止时段......和第N通信禁止时段的长度都被设置为相同长度。对于送电时段,第一送电时段、第二送电时段、第三送电时段......和第N送电时段的长度都被设置为相同长度。对于准备时段,第一准备时段、第二准备时段、第三准备时段......和第N准备时段的长度都被设置为相同长度。对于发送电力控制时段,第一发送电力控制时段、第二发送电力控制时段、第三发送电力控制时段......和第N发送电力控制时段的长度都被设置为相同长度。各时段的设置方法如第一示例性实施例中所述,并且基于第一示例性实施例中描述的方法,TX 402和RX 401确定各时段最合适的时间。如上所述,将各时段设置为最合适的时间并多次重复这些时段,使得能够多次测量波形衰减指标。此外,将各时段设置为最合适的时间并在多次进行的波形衰减方法中执行设置为相同长度的各时段,使得能够防止送电波形不稳定,抑制振铃,并在稳定通信期间进行高精度异物检测。
在上述示例中,进行控制,使得将检测处理时段中的通信禁止时段、送电时段、准备时段和发送电力控制时段的长度设置为与另一检测处理时段中的这些时段相同的长度。然而,控制并不限于此。TX 402可以被配置为进行控制,使得例如将至少包括发送电力控制时段的整个检测处理时段的长度设置为与另一检测处理时段的长度相同的长度。另选地,例如,TX 402可以被配置为进行控制,使得将通信禁止时段、送电时段、准备时段和发送电力控制时段中的至少任一时段的长度设置为与另一检测处理时段中的相应时段的长度相同的长度。
接下来,将描述在TX 402测量多个波形衰减指标(例如Q值)的情况下指示如何根据如上所述的多个测量结果确定异物的存在或不存在或者异物存在的可能性(存在概率)的确定方法。TX 402在预定数量的多个发送电力控制时段期间进行发送电力控制,并从送电波形的衰减状态的测量结果中获得多个波形衰减指标。TX 402对多个波形衰减指标进行基于预定义的阈值的确定。例如,在使用Q值作为波形衰减指标的情况下,如果在多个波形衰减方法中获得的多个Q值中小于作为阈值的Q值的Q值的数量大于预定数量,则TX 402确定为“存在异物”。另选地,例如,在使用波形衰减量或波形衰减率作为波形衰减指标的情况下,如果在多个波形衰减方法中获得的多个指标(衰减量或衰减率)中大于阈值的指标的数量大于预定数量,则TX 402确定为“存在异物”。
在此处理中使用的阈值可以设置为具有上限阈值和下限阈值的预定范围。同样在这种情况下,根据在多个波形衰减方法中获得的多个指标中的包括在由阈值表示的预定范围内的指标的数量、或未包括在预定范围内的指标的数量,来进行异物的存在或不存在的确定。上述“预定数量”被设置为通过将发送电力控制的执行次数乘以预定百分比而获得的数量。例如,在波形衰减方法被执行五次的情况下,TX 402将五的40%(=2)设置为预定数量。在通过多个波形衰减方法获取多个Q值的情况下,以及在小于作为阈值的Q值的Q值的数量大于二的情况下,TX 402确定为存在异物。这同样适用于使用Q值以外的指标的情况。可以设置任何数量作为确定预定数量所用的百分比。预定数量的确定方法并不局限于此,并且可以设置任何数量。
TX 402可以进行与预定阈值的比较,获得异物存在的可能性(存在概率),并使用预定指标来指示这种可能性。指示异物存在的可能性(存在概率)的指标在下文中称为“异物存在概率指标”。例如,TX 402根据落在某一范围(该范围为具有上限阈值和下限阈值的预定义的预定范围)内的波形衰减指标的数量来设置“异物存在概率指标”,并将该指标通知给RX 401。换句话说,TX 402进行确定,使得:落入预定范围内的波形衰减指标的数量越大,异物存在概率越低,并且落入预定范围内的波形衰减指标的数量越小,异物存在概率越高。TX 402根据由此方法识别的异物存在概率的级别来设置指标,并将指标通知给RX 401。可以根据波形衰减指标的类型来任意改变确定标准。另选地,可以使用异物存在概率本身作为异物存在概率指标。
另选地,TX 402将多个波形衰减指标中的各波形衰减指标与预定阈值进行比较,获得异物存在的可能性(存在概率),并使用预定指标指示该可能性。通过这种配置,TX 402获得各自指示异物存在的可能性(存在概率)的多个“异物存在概率指标”。
然后,TX 402根据指示异物存在的可能性(存在概率)的多个指标,进行异物的存在或不存在、或者异物存在的可能性(存在概率)的最终确定。TX 402基于存在概率来确定异物的存在或不存在,并向RX 401发送基于确定结果的信号(例如ACK或NAK)。另选地,TX402可以通过使用预定包将异物存在概率本身通知给RX 401。
另选地,RX 401可以从TX 402接收与多个波形衰减指标或多个异物存在概率指标有关的信息,并且RX 401可以进行上述确定。在上述示例性实施例中,TX 402基于测量结果来计算波形衰减指标。但是,由于送电天线和受电天线被电磁耦合,因此送电波形的衰减状态可由RX 401观察。因此,RX 401可基于测量结果来计算波形衰减指标。另选地,RX 401可以基于RX 401计算出的波形衰减指标进行上述确定。
如上所述,TX 402执行多次发送电力控制,根据波形衰减状态计算多个波形衰减指标,并使用这些波形衰减指标进行异物检测的确定,从而可执行更准确的异物检测。另选地,TX 402或RX 401可以具有确定是否要执行多次波形衰减方法的配置。例如,在使用第一波形衰减方法获得的确定结果指示“不存在异物”的情况下,TX 402可以避免进行第二和后续波形衰减方法,并且在使用第一波形衰减方法获得的确定结果指示“存在异物”的情况下,TX 402可以执行第二波形衰减方法。另选地,例如,TX 402可以识别异物存在概率,并且在存在概率落在预定值的范围内的情况下,TX 402可以执行第二波形衰减方法。在这种情况下,RX 401可以被配置为获取TX 402识别的存在概率的值,并根据该值发送执行请求包。
将参照图12和图13描述RX 401和TX 402为实现上述内容而进行的处理过程。图12是示出TX 402进行的处理的流程图,图13是示出RX 401进行的处理的流程图。
在接通TX 402的电源的情况下,在步骤S1201中,TX 402通过上述选择阶段和Ping阶段来检测RX 401。在步骤S1202中,TX 402开始向检测到的RX 401的送电。该步骤中的送电是在I&C阶段、协商阶段、校准阶段、电力输送阶段等中进行的送电。
在步骤S1301中将RX 401放置在TX 402上的情况下,TX 402通过选择阶段和Ping阶段检测RX 401。在步骤S1302中,RX 401开始接收从TX 402发送的电力。该步骤中接收的电力是TX 402在I&C阶段、协商阶段、校准阶段、电力输送阶段等中发送的电力。
在满足预定条件的情况下,RX 401确定为请求TX 402执行异物检测(步骤S1303中的“是”)。在未满足预定条件的情况下,RX 401确定为不请求TX 402执行异物检测(步骤S1303中的“否”),并且RX 401继续受电。例如,预定条件包括以下条件。更具体地说,预定条件包括TX 402与RX 401之间的通信发生错误的条件、观察到从TX 402向RX 401的发送电力下降的条件、获取的校准数据包括异常值的条件、在TX 402或RX 401中观察到温度升高的条件等。此外,例如,预定条件包括增加从TX 402向RX 401发送的发送电力的情况。此外,例如,预定条件包括执行校准(使用电力损耗方法的校准处理)的情况,该校准是用于设置异物检测所使用的阈值的测量。此外,例如,预定条件包括RX 401将RX 401的状态(例如,RX401正在接收的接收电力等)通知给TX 402的情况。在满足上述条件中的至少任一条件的情况下,RX 401确定为进行异物检测。
在RX 401确定为请求TX 402执行异物检测的情况下(步骤S1303中的“是”),在步骤S1304中,RX 401通过使用第一示例性实施例中描述的方法来确定与发送电力控制相关的检测处理时段。检测处理时段是包括准备时段、发送电力控制时段、通信时段和送电时段的时段。在步骤S1305中,RX 401向TX 402发送包含用于确定检测处理时段的长度的信息的执行请求包。
作为执行请求包,可以使用接收电力包(模式0)、接收电力包(模式1)、接收电力包(模式2)等。在TX 402已从RX 401接收到异物检测请求包的情况下(步骤S1203中的“是”),在步骤S1204中,TX 402基于执行请求包中包含的信息来设置与发送电力控制相关的各时段。TX 402可以将RX 401用来设置执行请求包中的信息的信息初步通知给RX 401。也就是说,RX 401从TX 402接收与TX 402有关的用于设置与发送电力控制有关的各时段的信息。TX 402可以向TX 402发送执行请求包,该执行请求包包含用于设置与发送电力控制相关的各时段的信息,其中各时段已基于该信息来确定。
在步骤S1205中,TX 402基于设置的时段执行发送电力控制。在步骤S1206中,TX402确定发送电力控制是否已完成预定义的预定次数。发送电力控制的执行次数可以由TX402初步确定,或者可以由RX 401初步确定,并将该次数通知给TX 402。在TX 402初步确定该次数的情况下,TX 402可以将该次数通知给RX 401。
接下来,在TX 402确定为发送电力控制尚未完成预定次数的情况下(步骤S1206中的“否”),在步骤S1207中,TX 402向RX 401发送预定信号。例如,预定信号可以是未定义(ND)包。
通过发送预定信号,TX 402可以向RX 401通知发送电力控制尚未完成预定次数,并请求RX 401发送附加的执行请求包。
在步骤S1306中,RX 401基于接收到的包来接收指示发送电力控制是否已完成预定次数的预定信号。在RX 401已获取指示发送电力控制尚未完成预定次数的信息的情况下(步骤S1307中的“否”),处理返回到步骤S1304,并再次进行发送电力控制。在此处理中,在步骤S1304中,RX 401设置与先前发送电力控制执行中所设置的发送电力控制相关的各时段的长度相同的长度,作为与本次要进行的发送电力控制相关的各时段的长度。换句话说,TX 402将与第二发送电力控制相关的各时段的长度设置为例如与第一发送电力控制相关的各时段的长度相同的长度。然后,在步骤S1305中,RX 401再次向TX 402发送包含与发送电力控制相关的各时段的执行请求包。例如,执行请求包可以是接收电力包(模式0)、接收电力包(模式1)或接收电力包(模式2)。
在TX 402已从RX 401接收到第二异物检测请求包的情况下(步骤S1203中的“是”),在步骤S1204中,TX 402基于执行请求包中包含的信息来再次设置与发送电力控制相关的各时段的长度。在步骤S1205中,TX 402基于设置的时段的长度执行发送电力控制。然后,在步骤S1206中,TX 402确定发送电力控制是否已完成预定义的预定次数。在TX 402确定为发送电力控制尚未完成预定次数的情况下(步骤S1206中的“否”),TX 402再次重复步骤S1203和后续步骤中的处理。
在TX 402的发送电力控制已完成预定次数的情况下,TX 402使处理进行到步骤S1206中的“是”。然后,在步骤S1208中,TX 402向RX 401发送包含指示发送电力控制已完成预定次数的信息的包。在步骤S1306中,RX 401接收上述包,并基于包中所包括的信息,RX401确定发送电力控制已结束预定次数,并且处理进行到步骤S1307中的“是”。如上所述控制TX 402和RX 401,使得在执行至少预定义次数的发送电力控制期间,与发送电力控制相关的时段的长度被设置为相同。
接下来,步骤S1209根据多次执行的结果(诸如波形衰减指标等),确定异物的存在或不存在、或者存在异物的可能性(存在概率)。确定方法的细节如上所述。在确定为“存在异物”或“存在异物的可能性高”的情况下(步骤S1210中的“是”),在步骤S1211中,TX 402使用预定包将确定结果通知给RX 401。
这可以通过TX 402向RX 401发送用作否定响应的NAK来实现。在确定为“不存在异物”或“存在异物的可能性低”的情况下(步骤S1210中的“否”),在步骤S1212中,TX 402使用预定包将确定结果通知给RX 401。例如,这可以通过TX 402向RX 401发送用作肯定响应的ACK来实现。然后,TX 402继续送电。TX 402可以将作为确定结果所获得的“存在异物的可能性”表示为与可能性(存在概率)的级别相对应的预定指标,并通过向RX 401发送包含该指标的预定包将该指标通知给RX 401。在步骤S1308中,RX 401从TX 402接收包含异物检测的确定结果的包。在RX 401接收到的确定结果指示“存在异物”或“存在异物的可能性高”的情况下(步骤S1309中的“是”),在步骤S1310中,RX 401向TX 402发送EPT命令(包)。
在步骤S1309中获得的确定结果指示“不存在异物”或“存在异物的可能性低”的情况下(步骤S1309中的“否”),在步骤S1311中,RX 401执行预定处理。例如,预定处理包括以下处理。更具体地说,预定处理包括用于增加从TX 402向RX 401发送的发送电力的处理以及用于执行校准的处理,该校准是用于设置异物检测中所使用的阈值的测量。另选地,预定处理是RX 401将RX 401的状态(例如,正由RX 401接收的接收电力等)通知给TX 402的处理。在步骤S1213中TX 402已从RX 401接收到用作送电停止命令的结束电力输送(EPT)命令(包)的情况下,在步骤S1214中,TX 402停止向RX 401的送电。另选地,在步骤S1214中,TX402可以降低向RX 401发送的发送电力。
在上述示例性实施例中,当进行多次发送电力控制时,TX 402每次从RX 401接收指示用于确定检测处理时段的信息的通知,并进行设置。该通知不限于此。代替每次从RX401接收通知,TX 402可被配置为在进行第一发送电力控制之前仅接收一次通知。例如,RX401可以仅向TX 402发送一次用于确定检测处理时段的长度的信息,并且TX 402可以根据该信息来设置由TX 402确定的预定数量的检测处理时段的长度。当进行多次发送电力控制时,TX 402每次从RX 401接收执行请求包,并进行设置。代替每次从RX 401接收通知,TX402可被配置为在进行第一发送电力控制之前仅接收一次通知。例如,RX 401可以仅向TX402发送一次执行请求包,并且TX 402可以根据执行请求包来执行由TX 402确定的预定次数的发送电力控制。
TX 402基于从RX 401获取的信息来确定检测处理时段的长度,但配置不限于此。例如,TX 402可以进行发送电力控制,使得在检测处理时段中所包括的时段中的至少任意时段,以检测处理时段的预定长度进行发送电力控制。在这种情况下,在TX 402被配置为每次从RX 401接收到执行请求包时都进行发送电力控制的情况下,检测处理时段的长度会根据接收到执行请求包的定时而变化。例如,如果TX 402在送电时段期间接收到执行请求包的定时每次都改变,则送电时段也会改变。因此,在这种配置的情况下,RX 401进行控制,以发送执行请求包,使得要进行多次的检测处理的检测处理时段具有相同的长度。例如,在进行多次检测处理的情况下,RX 401以固定间隔发送执行请求包。
在此配置中使用的间隔是与TX 402进行的检测处理的检测处理时段的长度具有相同长度的间隔。以此方式,同样在检测处理时段可能变化的情况下,控制RX 401发送执行请求包的定时,从而保持检测处理时段的长度恒定。
执行请求包不需要包含用于确定通信禁止时段、送电时段、准备时段和发送电力控制时段的各时段的所有信息。例如,执行请求包可以包含用于确定发送电力控制时段的信息,并且为TX 402预先确定的值可用于其他时段。此外,例如,执行请求包可包含用于确定通信禁止时段的信息,并且为TX 402预先确定的值可用于其他时段。以此方式,执行请求包可以包含用于确定时段中的某一时段的长度的信息。另选地,可以采用执行请求包包含用于确定整个检测处理时段的长度的信息的配置。
<第三示例性实施例>
在第二示例性实施例中,描述了如下情况:将与发送电力控制相关的时段分别设置为相同时间,并且多次进行使用波形衰减方法的异物检测。在本示例性实施例中,将描述如下情况:将与发送电力控制相关的时段分别设置为不同值(时间),并且多次进行使用波形衰减方法的异物检测。
如第二示例性实施例中所描述,在进行使用波形衰减方法的异物检测的情况下,如果仅执行一次异物检测,则可能无法执行准确的异物检测。由此,多次执行异物检测的处理,并根据多个结果来进行异物的确定,从而实现更可靠的异物检测。在第二示例性实施例中,与发送电力控制相关的时段被分别设置为最合适的值(时间长度),并且发送电力控制被重复多次,从而实现了高精度的异物检测。
然而,在第二示例性实施例中描述的方法的情况下,由于在多次进行的发送电力控制期间的送电波形为周期性,因此出现在特定频带可能产生噪声的问题。由于周期性波形被分为基波和谐波,因此会在多个特定频带中观测到电力较大的电磁波。换句话说,如果在多次进行的发送电力控制中将多个检测处理时段的长度设置为相同长度,并重复进行多次发送电力控制,则在作为用于送电的频带的85kHz至205kHz的频率以外的特定频带中可以产生电力相对较大的电磁波。例如,在从TX 402向RX 401发送的电力低于预定值的情况下,特定频带的电磁波不会变得那么大,并且在某些情况下不会出现问题。也就是说,在发送电力低于预定值的情况下,如第二示例性实施例所述,将多个检测处理时段的长度设置为相同的最合适的时间长度,这可实现高精度的异物检测。然而,例如,在发送电力高于预定值的情况下,产生的电磁波可能会成为噪声,这例如会导致其他设备的错误操作。此外,就各国无线电法中对各频带的电力设置的规定值而言,根据送电状态,在85kHz至205kHz的频率以外的频带中产生的电磁波可能等于或大于上述规定值。
为了弥补第二示例性实施例中的上述方法的不足,在本示例性实施例中,进行控制,使得与发送电力控制相关的各时段具有各种长度。下文将详细描述。将参照图7描述在通过测量多个波形衰减指标进行异物检测的情况下所获得的根据本示例性实施例的送电波形。如图7所示,在多次测量波形衰减指标的情况下,通信禁止时段、送电时段、准备时段和发送电力控制时段重复多次。在本示例性实施例中,在此处理中重复的各时段被设置为具有各种长度。更具体地说,对于通信禁止时段,第一通信禁止时段、第二通信禁止时段、第三通信禁止时段......和第N通信禁止时段的长度都被设置为彼此不同。另选地,可以将至少一个通信禁止时段的长度设置为与其他通信禁止时段的长度不同。对于送电时段,第一送电时段、第二送电时段、第三送电时段......和第N送电时段的长度都被设置为彼此不同。另选地,可以将至少一个送电时段的长度设置为与其他送电时段的长度不同。对于准备时段,第一准备时段、第二准备时段、第三准备时段......和第N准备时段的长度都被设置为彼此不同。另选地,可以将至少一个准备时段的长度设置为与其他准备时段的长度不同。对于发送电力控制时段,第一发送电力控制时段、第二发送电力控制时段、第三发送电力控制时段......和第N发送电力控制时段的长度都被设置为彼此不同。另选地,可以将至少一个发送电力控制时段的长度设置为与其他发送电力控制时段的长度不同。
在上述示例中,各时段被设置为具有各种长度,但控制并不局限于此。例如,可以进行控制,使得将检测处理时段中包括的至少一个时段的长度设置为不同于另一检测处理时段中的至少一个时段的长度。此外,整个检测处理时段的长度可设置为不同于另一检测处理时段的长度。
第一示例性实施例和第二示例性实施例中描述的方法可应用于各时段的设置方法。例如,基于第一示例性实施例中描述的方法,TX 402和RX 401确定各时段的最合适的长度。在改变检测处理时段的长度的情况下,长度无需始设置为最合适的时段。例如,在进行第一异物检测的情况下,可以使用第一示例性实施例中描述的方法来确定检测处理时段的长度,并且对于第二异物检测和后续异物检测,可以确定调整为具有不同于第一检测处理时段的长度的检测处理时段。在此处理中,可以使用任何方法作为时段长度调整方法。
另选地,例如,TX 402基于从RX 401接收到的执行请求包中所包含的信息来确定检测处理时段。在这种情况下,即使RX 401向TX 402发送了包含用于确定检测处理时段的长度的信息的执行请求包,由该信息指示的检测处理时段的长度也会针对各检测处理而改变。
如上所述,将各时段设置为具有各种值(时间长度),并重复多次处理,从而抑制特定频带的噪声,由此执行高精度的异物检测。
将参照图14和图15描述RX 401和TX 402为实现上述内容而进行的处理过程。图14是示出由TX 402进行的处理的流程图,图15是示出由RX 401进行的处理的流程图。
由于大部分内容与第二示例性实施例中已描述的图12中的送电装置的流程图和图13中的受电装置的流程图相似,因此将省略相同部分的描述,仅描述不同部分。与第二示例性实施例的不同之处在于图15中RX 401的流程图中的步骤S1504。在确定与发送电力控制相关的各时段的情况下,时间长度被设置为不同于与先前执行中的发送电力控制相关的时间长度。例如,在执行第二次发送电力控制的情况下,时间长度被设置为不同于在第一次发送电力控制中已设置的与发送电力控制相关的时间长度。
例如,通过经由TX 402与RX 401之间的通信交换信息,来确定与发送电力控制相关的各时间的最大值(最大时间)和最小值(最小时间)。在与发送电力控制相关的各时段的最大值(最长时间)和最小值(最小时间)的所确定的范围内,RX 401将时间长度设置为不同于先前执行中设置的与发送电力控制相关的时间长度。通过这种配置,如第一示例性实施例所述,可防止送电波形不稳定,抑制振铃,并进行稳定的通信,从而实现高精度的异物检测,还抑制在特定频带产生的大噪声。
在步骤S1505中,RX 401向TX 402发送包含与发送电力控制相关的各时段的执行请求包。另一方面,TX 402接收从RX 401发送的上述执行请求包(步骤S1403中的“是”),并基于执行请求包中包含的信息来设置与发送电力控制相关的各时段。作为在此处理中要设置的与发送电力控制相关的各时段,将时间长度设置为不同于先前执行中设置的与发送电力控制相关的时间长度。通过如上所述控制TX 402和RX 401,在至少重复预定义的预定次数的发送电力控制期间,与发送电力控制相关的各时段的长度被设置为不同于在先前执行中已设置的与发送电力控制相关的时段的长度。
通过上述配置,在执行多次的发送电力控制中,送电波形不会成为周期性的,从而在特定频带中不会产生大的噪声的情况下执行异物检测。此外,作为指示如何根据通过使用上述方法进行多次的异物检测而获得的波形衰减指标来确定异物的存在或不存在、或者异物存在的可能性(存在概率)的确定方法,第二示例性实施例中描述的确定方法也可应用于本示例性实施例。本示例性实施例与第二示例性实施例的不同之处在于多个检测处理时段的长度彼此不同。因此,第二示例性实施例的配置可应用于除了与第二示例性实施例不同的点之外的配置。
在上述流程图中,每次RX 401发送执行请求包时都会执行异物检测。配置不限于此,并且另选地,例如可以采用仅在初始执行时发送一次执行请求包的配置。在这种情况下,例如,执行请求包可以包含用于识别要执行多次的异物检测中的检测处理时段的长度的信息。
虽然TX 402基于从RX 401获取的信息来确定检测处理时段的长度,但配置并不限于此。例如,TX 402可以在将包括在检测处理时段中的至少任一时段设置为检测处理时段的预定长度的情况下,进行发送电力控制。在TX 402被配置为每次从RX 401接收到执行请求包时都进行发送电力控制的情况下,检测处理时段的长度可以根据接收到执行请求包的定时而变化。例如,如果TX 402在送电时段期间接收到执行请求包的定时每次都不同,则送电时段会改变。因此,在这种配置的情况下,RX 401进行控制,以发送执行请求包,使得要多次进行的检测处理的检测处理时段具有彼此不同的长度。例如,在进行多次检测处理的情况下,RX 401以随机间隔发送执行请求包,使得检测处理时段具有彼此不同的长度。以此方式,通过控制RX 401发送执行请求包的定时,可以将要多次进行的检测处理的检测处理时段设置为具有彼此不同的长度。
<第四示例性实施例>
在第二示例性实施例中,描述了如下情况:将与发送电力控制相关的各时段设置为具有相同长度,并且多次进行使用波形衰减方法的异物检测。在第三示例性实施例中,描述了如下情况:将与发送电力控制相关的各时段设置为具有各种值(时间),并且多次进行使用波形衰减方法的异物检测。在本示例性实施例中,将描述在满足预定条件的情况下在第二示例性实施例中描述的方法与第三示例性实施例中描述的方法之间切换方法的方法。
如第二示例性实施例所述,在与发送电力控制相关的各时段被设置为具有相同长度、并且多次进行使用波形衰减方法的异物检测的情况下,TX 402将与发送电力控制相关的各时段设置为最合适的值,并且进行多次发送电力控制。由此,与第三示例性实施例相比,第二示例性实施例具有以下效果:可以进行更准确的异物检测,可以在更短的时间内进行异物检测,可以进行更稳定的通信,并且可以进行更高速的通信。另一方面,如第三示例性实施例所述,在将与发送电力控制相关的各时段设置为具有各种值(时间)、并且多次进行使用波形衰减方法的异物检测的情况下,与第二示例性实施例的情况相比,存在可以抑制特定频带的噪声这样一种效果。
这里,例如,在要从TX 402向RX 401发送的电力低于预定值的情况下,即使使用第二示例性实施例的方法,特定频带中的噪声也不会变得那么大,并且在某些情况下不会出现该问题。因此,在要从TX 402向RX 401发送的电力低于预定值的情况下,可以使用第二示例性实施例的方法,并且在要从TX 402向RX 401发送的电力高于预定值的情况下,可以使用第三示例性实施例的方法。
另选地,例如,在TX 402的送电天线与RX 401的受电天线之间的上述耦合状态强于一定级别、并且确定为从天线之间泄漏的电力量小于基准值的情况下,可以使用第二示例性实施例的方法。这是因为特定频带的噪声在某些情况下不会造成问题。因此,在TX 402的送电天线与RX 401的受电天线之间的耦合状态的强度符合标准、并且泄漏电力小于基准值的情况下,TX 402使用第二示例性实施例的方法。另一方面,在TX 402的送电天线与RX401的受电天线之间的耦合状态的强度不符合标准、并且泄漏电力大于基准值的情况下,TX402使用第三示例性实施例的方法。
TX 402的送电天线与RX 401的受电天线之间的耦合状态的强度可在以下两种模式中变化。第一模式是由于与TX 402的送电天线和RX 401的受电天线的原始性能有关的因素。例如,存在如下可能性:TX 402的送电天线的大小(天线直径)与RX 401的受电天线的大小(天线直径)之间的差越大,耦合就越弱。由于存在TX 402的各种类型的送电天线和RX401的多种类型的受电天线,因此TX 402要执行的检测处理的时段可以根据放置在TX 402上的RX 401而在第二示例性实施例的方法与第三示例性实施例的方法之间切换。
第二模式是由于与放置在TX 402上的RX 401的位置偏移相关的因素。例如,在RX401的位置由于某种原因从默认位置偏移的情况下,送电天线和受电天线的相对位置改变,并且与位置偏移之前的耦合相比,天线之间的耦合会减弱。因此,在检测到TX 402和RX 401的相对位置的变化的情况下,TX 402或RX 401可以在第二示例性实施例的方法与第三示例性实施例的方法之间切换由TX 402执行的与发送电力控制相关的时间设置。作为检测TX402和RX 401的相对位置变化的方法,存在使用利用安装在TX 402或RX 401上的传感器(诸如光电传感器、涡流位移传感器、接触位移传感器、超声波传感器、图像确定传感器和重量传感器等)所获得的测量结果的方法。另选地,可以观察在时域中测量的TX 402的天线或RX401的天线的Q值、或在频域中测量的TX 402的天线或RX 401的天线的Q值的变化。另选地,可以观察TX 402的送电天线105与RX 401的受电天线205之间的耦合状态(例如耦合系数)的变化。
作为测量用于检测位置偏移的Q值的方法,例如存在如下方法。更具体地说,存在如下方法:发送具有共振频率的信号(例如正弦波、矩形波等),并测量共振频率下的Q值。另选地,多次发送具有接近共振频率的多个频率的信号,并测量这些频率下的Q值。另选地,通过一次发送信号(例如脉冲波)(该信号包括期望测量电气特性的多个频率的所有频率分量或部分频率分量)、并对测量结果进行计算处理(例如傅里叶变换),来测量多个频率下的Q值。另选地,可以使用送电天线的共振频率、共振曲线的锐度或送电天线的电感值、送电天线与放置在送电装置上的物体之间的耦合系数、以及包括送电装置的送电天线的送电单元的电气特性的测量结果。可以基于一个频率下的电气特性的测量结果或基于多个频率下的电气特性的测量结果来进行确定。可以通过多次发送期望测量电气特性的各频率下的信号(例如正弦波、矩形波等)、并测量各频率下的信号中的电气特性,来实现用于测量多个频率下的电气特性的方法。该方法具有以下效果:可以通过送电装置中的相对较少的计算处理,来进行测量。另选地,可以通过一次发送信号(例如脉冲波)(该信号包括期望测量电气特性的多个频率的所有频率分量)、并对测量结果进行计算处理(例如傅里叶变换),来计算多个频率下的电气特性。另选地,可以通过多次发送信号(该信号包括期望测量电气特性的多个频率的部分频率分量)、并对测量结果进行计算处理(例如傅里叶变换),来计算多个频率下的电气特性。该方法具有以下效果:由于可以减少用于测量的信号发送的次数,因此可以在相对较短的时间内进行测量。另选地,可以观察正RX 401从TX 402接收到的电力的值的变化,并检测TX 402与RX 401之间的相对位置的变化。
TX 402和RX 401有时进行符合不同于WPC标准的标准(例如,蓝牙(Bluetooth,注册商标)低能耗(蓝牙LE)、近场通信(NFC)等)的无线通信。在这种情况下,如果使用第一示例性实施例的方法,则在TX 402的发送电力控制中产生的噪声可能会对通信产生不利影响。因此,在TX 402和RX401不进行通信的情况下,可以使用第一示例性实施例的方法,并且在TX 402和RX 401进行通信的情况下,可以使用第二示例性实施例的方法。另选地,在TX402和RX 401进行不符合不同于WPC标准的标准的无线通信的情况下,可以使用第二示例性实施例的方法,并且在TX 402和RX 401进行符合不同于WPC标准的标准的无线通信的情况下,可以使用第三示例性实施例的方法。
在上述情况下,在第一示例性实施例的方法、第二示例性实施例的方法和第三示例性实施例的方法中切换要使用的方法。可以由TX 402和RX 401中的任一个进行对在这种情况下要使用的方法的确定。
<其他示例性实施例>
在执行上述第一示例性实施例至第四示例性实施例时,可以任意组合上述第一示例性实施例至第四示例性实施例的配置。在上述示例性实施例中,TX 402进行发送电力控制,并基于通过控制获得的波形衰减指标进行异物检测。作为测量用作波形衰减指标其中之一的Q值的另一方法,存在以下方法。更具体地说,通过发送包括多个频率成分的信号(例如脉冲波),测量信号波形的振幅或衰减状态,并对测量结果进行计算处理(例如傅里叶变换),来测量Q值。此方法也可应用于上述示例性实施例。
上述示例性实施例中的处理可由不同于RX 401和TX 402的装置进行。例如,可以通过其他装置来进行在TX 402限制送电的时段期间对电压或电流的测量、以及基于测量结果对异物的存在或不存在的确定中的至少任一项。可以通过其他装置来进行对检测处理时段的时间长度的确定。此外,其他装置可以控制RX 401和TX 402以执行上述示例性实施例中描述的处理。
本公开还可以通过以下处理来实现:经由网络或存储介质向系统或装置提供用于实现上述示例性实施例的一个或多个功能的程序,并且系统或装置的计算机中的一个或多个处理器读出并执行该程序。此外,本公开也可以通过实现一个或多个功能的电路(例如ASIC等)来实现。此外,可以通过将程序记录到计算机可读记录介质上来提供程序。
此外,图8、图9和图12至图15所示的流程图的至少一部分可由硬件实现。例如,在流程图的至少一部分由硬件实现的情况下,只需通过使用预定的编译器,根据用于实现各步骤的程序在FPGA上自动生成专用电路即可。FPGA代表现场可编程门阵列。此外,门阵列电路可以类似于FPGA而形成,并作为硬件实现。
送电装置和受电装置例如可以是图像输入设备(诸如成像装置(照相机、摄像机等)和扫描器等)或图像输出设备(诸如打印机、复印机或投影仪等)。此外,送电装置和受电装置可以是存储设备(诸如硬盘设备或存储器设备等),或者可以是信息处理装置(诸如个人计算机(PC)和智能电话等)。
本公开的受电装置可以是信息终端设备。例如,信息终端设备包括向用户显示信息并向其提供从受电天线接收的电力的显示单元(显示器)。从受电天线接收的电力被储存到电容器单元(电池)中,并从电池向显示单元供电。在这种情况下,受电装置可包括用于与不同于送电装置的其他装置进行通信的通信单元。通信单元可以符合诸如NFC通信和第五代移动通信系统(5G)等的通信标准。
本公开的受电装置可以是运载工具,诸如汽车等。例如,用作受电装置的汽车可以是经由安装在停车区域的送电天线从充电器(送电装置)接收电力的装置。用作受电装置的汽车可以是经由埋设在道路中的送电天线从充电器(送电装置)接收电力的装置。这种汽车接收到的电力被提供给电池。电池中的电力可被提供给驱动车轮的推进器单元(电机、电驱动单元),或者可用于驱动用于驾驶辅助的传感器或驱动与外部装置进行通信的通信单元。换句话说,在这种情况下,除了车轮之外,受电装置可以包括电池以及使用接收到的电力进行驱动的电机和传感器,并且还包括与送电装置以外的装置进行通信的通信单元。此外,受电装置可以包括容纳人的容纳单元。传感器的示例包括用于测量车间距离或与其他障碍物的距离的传感器。通信单元例如可支持全球定位系统或全球卫星定位系统(GPS)。通信单元可符合诸如第五代移动通信系统(5G)等的通信标准。此外,运载工具可以是自行车或摩托车。
本公开的受电装置可以是电动工具、家用电器等。除了电池之外,用作受电装置的这些设备可以各自包括由电池中储存的接收电力驱动的电机。这些设备可以各自包括用于向用户通知电池剩余电量的通知部件。此外,这些设备可以各自包括与送电装置以外的其他装置通信的通信单元。通信单元可以符合诸如NFC和第五代移动通信系统(5G)等的通信标准。
本公开的送电装置可以是车载充电器,该车载充电器在汽车的车内向支持无线电力传输的移动信息终端(诸如智能电话和平板计算机等)进行送电。这种车载充电器可以设置在汽车的任何位置。例如,车载充电器可以安装在汽车的控制台中或仪表板(仪表板、仪表盘)上、乘员座位之间的位置、天花板或车门上。最好避免将车载充电器安装在车载充电器影响驾驶的位置。虽然已经描述了送电装置是车载充电器的示例,但这种充电器并不局限于配置在运载工具中的充电器,也可以安装在诸如电动火车、飞机或轮船等的交通工具中。在这种情况下的充电器也可以安装在乘客座位之间的位置、天花板或门上。
包括车载充电器的运载工具(诸如汽车等)可以用作送电装置。在这种情况下,送电装置包括车轮和电池,并使用电池的电力经由送电电路单元和送电天线向受电装置供电。
<其他>
上述示例性实施例的公开包括以下配置、方法和程序。
(配置1)一种送电装置,包括:
送电单元,其被配置为经由天线向受电装置无线发送电力;
测量单元,其被配置为进行用于测量送电限制时段的至少两个或更多个时间点处的所述天线中的电压和电流中的至少任一者的测量处理,其中在所述送电限制时段中,限制所述送电单元要向所述受电装置发送的电力;以及
控制单元,其被配置为在所述测量单元进行第一测量处理和第二测量处理的情况下,进行控制,使得与所述第一测量处理相关的处理时段和与所述第二测量处理相关的处理时段具有彼此不同的长度。
(配置2)根据配置1所述的送电装置,还包括:
通信单元,其被配置为与所述受电装置进行通信,
其中,所述测量单元响应于所述通信单元从所述受电装置接收到预定信号来进行所述测量处理。
(配置3)根据配置2所述的送电装置,其中,每当所述通信单元接收到所述预定信号时,所述测量单元进行所述测量处理。
(配置4)根据配置2或3所述的送电装置,其中,响应于所述通信单元接收到所述预定信号,所述测量单元多次进行包括所述第一测量处理和所述第二测量处理的测量处理。
(配置5)根据配置2至4中的任一项所述的送电装置,其中,所述预定信号包含用于确定所述送电限制时段的信息。
(配置6)根据配置2至5中的任一项所述的送电装置,其中,所述预定信号包含用于确定通信限制时段的信息,其中在所述通信限制时段中,限制利用所述通信单元的通信。
(配置7)根据配置2至6中的任一项所述的送电装置,其中,所述预定信号是指示所述受电装置从所述送电装置接收到的电力的大小的信号。
(配置8)根据配置2至7中的任一项所述的送电装置,其中,所述控制单元基于所述预定信号来确定所述处理时段的长度。
(配置9)根据配置2至8中的任一项所述的送电装置,
其中,所述处理时段包括通信限制时段,其中在所述通信限制时段中,限制利用所述通信单元的通信,以及
其中,所述控制单元进行控制,使得与所述第一测量处理相关的通信限制时段和与所述第二测量处理相关的通信限制时段具有彼此不同的长度。
(配置10)根据配置2至9中的任一项所述的送电装置,
其中,所述处理时段包括从所述通信单元接收到所述预定信号起直到开始限制所述送电单元所要发送的电力的预定时段,以及
其中,所述控制单元进行控制,使得与所述第一测量处理相关的预定时段和与所述第二测量处理相关的预定时段具有彼此不同的长度。
(配置11)根据配置1至10中的任一项所述的送电装置,
其中,所述处理时段包括所述送电限制时段,以及
其中,所述控制单元进行控制,使得与所述第一测量处理相关的送电限制时段和与所述第二测量处理相关的送电限制时段具有彼此不同的长度。
(配置12)根据配置1至11中的任一项所述的送电装置,还包括:
检测单元,其被配置为基于多次进行的包括所述第一测量处理和所述第二测量处理的测量处理的结果,来检测与所述受电装置不同的物体。
(配置13)根据配置12所述的送电装置,其中,所述检测单元根据多次进行的包括所述第一测量处理和所述第二测量处理的测量处理所获得的多个测量结果中的满足预定条件的测量结果的数量大于预定数量这一结果,来检测与所述受电装置不同的物体。
(配置14)根据配置13所述的送电装置,其中,所述预定条件是基于所述测量结果所获取的电压的衰减量和衰减率中的至少任一者大于阈值。
(配置15)根据配置13或14所述的送电装置,其中,所述预定条件是基于所述测量结果所获取的电流的衰减量和衰减率中的至少任一者大于阈值。
(配置16)根据配置13至15中的任一项所述的送电装置,其中,所述预定条件是基于所述测量结果所获取的质量系数小于阈值。
(配置17)根据配置12至16中的任一项所述的送电装置,还包括:
输出单元,其被配置为根据所述检测单元进行的检测处理的结果,输出指示存在与所述受电装置不同的物体的结果、指示具有存在与所述受电装置不同的物体的可能性的结果、以及指示存在与所述受电装置不同的物体的概率的结果中的至少任一者。
(配置18)一种受电装置,包括:
受电单元,其被配置为经由天线从送电装置无线接收电力;
通信单元,其被配置为与所述送电装置通信;
确定单元,其被配置为确定与所述送电装置为检测与所述受电装置不同的物体而进行的预定处理相关的处理时段的长度;以及
控制单元,其被配置为进行控制,使得通过所述通信单元向所述送电装置发送用于将所述确定单元所确定的处理时段的长度通知给所述送电装置的预定信号,
其中,在所述送电装置进行第一预定处理和第二预定处理的情况下,所述确定单元确定所述处理时段的长度,使得与所述第一预定处理相关的处理时段和与所述第二预定处理相关的处理时段具有彼此不同的长度。
(配置19)根据配置18所述的受电装置,
其中,所述处理时段包括送电限制时段,其中在所述送电限制时段中,在所述预定处理中限制所述送电装置所要发送的电力,以及
其中,所述确定单元确定所述处理时段的长度,使得与所述第一预定处理相关的送电限制时段和与所述第二预定处理相关的送电限制时段具有彼此不同的长度。
(配置20)根据配置18或19所述的受电装置,
其中,所述处理时段包括通信限制时段,其中在所述通信限制时段中,在所述预定处理中限制利用所述通信单元的通信,以及
其中,所述确定单元确定所述处理时段的长度,使得与所述第一预定处理相关的通信限制时段和与所述第二预定处理相关的通信限制时段具有彼此不同的长度。
(方法21)一种送电装置的控制方法,所述控制方法包括:
测量步骤,用于进行用于测量送电限制时段的至少两个或更多个时间点处的天线中的电压和电流中的至少任一者的测量处理,其中在所述送电限制时段中,限制要从所述送电装置经由所述天线向受电装置发送的电力;以及
控制步骤,用于在所述测量步骤中进行第一测量处理和第二测量处理的情况下,进行控制,使得与所述第一测量处理相关的处理时段和与所述第二测量处理相关的处理时段具有彼此不同的长度。
(方法22)一种受电装置的控制方法,所述控制方法包括:
确定步骤,用于确定与用于检测与所述受电装置不同的物体的预定处理相关的处理时段的长度,其中所述受电装置经由天线从送电装置无线接收电力;以及
控制步骤,用于进行控制,使得向所述送电装置发送用于将所述确定步骤中所确定的处理时段的长度通知给所述送电装置的预定信号,
其中,在所述送电装置进行第一预定处理和第二预定处理的情况下,所述确定步骤确定所述处理时段的长度,使得与所述第一预定处理相关的处理时段和与所述第二预定处理相关的处理时段具有彼此不同的长度。
(程序)一种程序,用于使计算机用作根据配置1至17中的任一项所述的送电装置或根据配置18至20中的任一项所述的受电装置。
本公开不限于上述实施例,并且可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下进行各种变型和改变。因此,附上权利要求以公开本公开的范围。
本申请要求2021年6月15日提交的日本专利申请2021-099456以及2022年4月14日提交的日本专利申请2022-067159的优先权,这些申请的全部内容通过引用并入本文。
Claims (23)
1.一种送电装置,包括:
送电单元,其被配置为经由天线向受电装置无线发送电力;
测量单元,其被配置为进行用于测量送电限制时段的至少两个或更多个时间点处的所述天线中的电压和电流中的至少任一者的测量处理,其中在所述送电限制时段中,限制所述送电单元要向所述受电装置发送的电力;以及
控制单元,其被配置为在所述测量单元进行第一测量处理和第二测量处理的情况下,进行控制,使得与所述第一测量处理相关的处理时段和与所述第二测量处理相关的处理时段具有彼此不同的长度。
2.根据权利要求1所述的送电装置,还包括:
通信单元,其被配置为与所述受电装置进行通信,
其中,所述测量单元响应于所述通信单元从所述受电装置接收到预定信号来进行所述测量处理。
3.根据权利要求2所述的送电装置,其中,每当所述通信单元接收到所述预定信号时,所述测量单元进行所述测量处理。
4.根据权利要求2所述的送电装置,其中,响应于所述通信单元接收到所述预定信号,所述测量单元多次进行包括所述第一测量处理和所述第二测量处理的测量处理。
5.根据权利要求2所述的送电装置,其中,所述预定信号包含用于确定所述送电限制时段的信息。
6.根据权利要求2所述的送电装置,其中,所述预定信号包含用于确定通信限制时段的信息,其中在所述通信限制时段中,限制利用所述通信单元的通信。
7.根据权利要求2所述的送电装置,其中,所述预定信号是指示所述受电装置从所述送电装置接收到的电力的大小的信号。
8.根据权利要求2所述的送电装置,其中,所述控制单元基于所述预定信号来确定所述处理时段的长度。
9.根据权利要求2所述的送电装置,
其中,所述处理时段包括通信限制时段,其中在所述通信限制时段中,限制利用所述通信单元的通信,以及
其中,所述控制单元进行控制,使得与所述第一测量处理相关的通信限制时段和与所述第二测量处理相关的通信限制时段具有彼此不同的长度。
10.根据权利要求2所述的送电装置,
其中,所述处理时段包括从所述通信单元接收到所述预定信号起直到开始限制所述送电单元所要发送的电力的预定时段,以及
其中,所述控制单元进行控制,使得与所述第一测量处理相关的预定时段和与所述第二测量处理相关的预定时段具有彼此不同的长度。
11.根据权利要求1所述的送电装置,
其中,所述处理时段包括所述送电限制时段,以及
其中,所述控制单元进行控制,使得与所述第一测量处理相关的送电限制时段和与所述第二测量处理相关的送电限制时段具有彼此不同的长度。
12.根据权利要求1所述的送电装置,还包括:
检测单元,其被配置为基于多次进行的包括所述第一测量处理和所述第二测量处理的测量处理的结果,来检测与所述受电装置不同的物体。
13.根据权利要求12所述的送电装置,其中,所述检测单元根据多次进行的包括所述第一测量处理和所述第二测量处理的处理所获得的多个测量结果中的满足预定条件的测量结果的数量大于预定数量这一事实,来检测与所述受电装置不同的物体。
14.根据权利要求13所述的送电装置,其中,所述预定条件是基于所述测量结果所获取的电压的衰减量和衰减率中的至少任一者大于阈值。
15.根据权利要求13所述的送电装置,其中,所述预定条件是基于所述测量结果所获取的电流的衰减量和衰减率中的至少任一者大于阈值。
16.根据权利要求13所述的送电装置,其中,所述预定条件是基于所述测量结果所获取的质量系数小于阈值。
17.根据权利要求12所述的送电装置,还包括:
输出单元,其被配置为根据所述检测单元进行的检测处理的结果,输出指示存在与所述受电装置不同的物体的结果、指示具有存在与所述受电装置不同的物体的可能性的结果、以及指示存在与所述受电装置不同的物体的概率的结果中的至少任一者。
18.一种受电装置,包括:
受电单元,其被配置为经由天线从送电装置无线接收电力;
通信单元,其被配置为与所述送电装置通信;
确定单元,其被配置为确定与所述送电装置为检测与所述受电装置不同的物体而进行的预定处理相关的处理时段的长度;以及
控制单元,其被配置为进行控制,使得通过所述通信单元向所述送电装置发送用于将所述确定单元所确定的处理时段的长度通知给所述送电装置的预定信号,
其中,在所述送电装置进行第一预定处理和第二预定处理的情况下,所述确定单元确定所述处理时段的长度,使得与所述第一预定处理相关的处理时段和与所述第二预定处理相关的处理时段具有彼此不同的长度。
19.根据权利要求18所述的受电装置,
其中,所述处理时段包括送电限制时段,其中在所述送电限制时段中,在所述预定处理中限制所述送电装置所要发送的电力,以及
其中,所述确定单元确定所述处理时段的长度,使得与所述第一预定处理相关的送电限制时段和与所述第二预定处理相关的送电限制时段具有彼此不同的长度。
20.根据权利要求18所述的受电装置,
其中,所述处理时段包括通信限制时段,其中在所述通信限制时段中,在所述预定处理中限制利用所述通信单元的通信,以及
其中,所述确定单元确定所述处理时段的长度,使得与所述第一预定处理相关的通信限制时段和与所述第二预定处理相关的通信限制时段具有彼此不同的长度。
21.一种送电装置的控制方法,所述控制方法包括:
测量步骤,用于进行用于测量送电限制时段的至少两个或更多个时间点处的天线中的电压和电流中的至少任一者的测量处理,其中在所述送电限制时段中,限制要从所述送电装置经由所述天线向受电装置发送的电力;以及
控制步骤,用于在所述测量步骤中进行第一测量处理和第二测量处理的情况下,进行控制,使得与所述第一测量处理相关的处理时段和与所述第二测量处理相关的处理时段具有彼此不同的长度。
22.一种受电装置的控制方法,所述控制方法包括:
确定步骤,用于确定与用于检测与所述受电装置不同的物体的预定处理相关的处理时段的长度,其中所述受电装置经由天线从送电装置无线接收电力;以及
控制步骤,用于进行控制,使得向所述送电装置发送用于将所述确定步骤中所确定的处理时段的长度通知给所述送电装置的预定信号,
其中,在所述送电装置进行第一预定处理和第二预定处理的情况下,所述确定步骤确定所述处理时段的长度,使得与所述第一预定处理相关的处理时段和与所述第二预定处理相关的处理时段具有彼此不同的长度。
23.一种程序,用于使计算机用作根据权利要求1至17中的任一项所述的送电装置或根据权利要求18至20中的任一项所述的受电装置。
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