JP2017079588A - 給電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通信部が同時に接続することが可能な数を超える数の受電装置に電力を供給する場合にも、適切に電力を供給することが可能な給電装置を提供する。【解決手段】この給電装置１００は、電力を複数の受電装置２００に給電する給電コイル８と、複数の受電装置２００に通信接続可能に構成される通信部と、給電コイル８の給電に関する情報の時間経過における実測変化パターンと、給電に関する情報の時間経過における予測変化パターンとが、近似しているか否かを判定する判定部６とを備え、判定部６によって近似していると判定された受電装置２００との接続を優先的に切断するように制御するように構成されている。【選択図】図１

Description

この発明は、給電装置に関し、特に、通信部を備える給電装置に関する。

従来、通信部を備える給電装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、通信チャネルを備える無線電力装置が開示されている。この無線電力装置には、通信チャネルと送信コイルとが設けられている。そして、送信コイルから複数の受信機の受信コイルに電力を供給するように構成されている。また、通信チャネルは、複数の受信機とそれぞれ無線通信可能に構成されている。そして、通信チャネルは、複数の受信機に、負荷抵抗を修正することを要求する信号を伝達するように構成されている。そして、受信機は、負荷抵抗を修正することを要求する信号に基づいて、負荷抵抗を修正するように構成されている。その結果、この無線電力装置は、受信機に負荷抵抗を修正させることにより、受信機ごとの電力配分を制御しながら、送信コイルから複数の受信機の受信コイルに電力を供給することが可能に構成されている。

特開２０１４―５４１８２号公報

ここで、一般的に、通信チャネルの数には、規格上または仕様上の上限がある。すなわち、通信チャネルが同時に接続することが可能な数（台数）には、上限がある。たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格では、上限が８台まで、さらに仕様によっては上限が８台未満（３台など）となる場合がある。したがって、上記特許文献１の無線電力装置では、通信チャネルの数を超える数の受信機に電力を供給する場合、通信チャネルの数を超える分の受信機には、負荷抵抗を修正することを要求する信号は伝達されずに、電力が供給されると考えられる。

この場合、負荷抵抗を修正することを要求する信号が伝達されない受信機の負荷抵抗が、比較的小さい場合には、負荷抵抗が小さい分、受電電圧値が大きくなると考えられる。一方、負荷抵抗を修正することを要求する信号が伝達されない受信機の負荷抵抗が、比較的大きい場合には、負荷抵抗が大きい分、受電電圧値が小さくなると考えられる。その結果、受電電圧値が、受信機の受電することが可能な電圧の範囲外の値となる場合があると考えられる。したがって、上記特許文献１の無線電力装置では、通信チャネル（通信部）が同時に接続することが可能な数を超える数の受信機（受電装置）に電力を供給する場合には、適切に電力を供給することが困難であるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、通信部が同時に接続することが可能な数を超える数の受電装置に電力を供給する場合にも、適切に電力を供給することが可能な給電装置を提供することである。

この発明の第１の局面による給電装置では、電源部と、電源部から供給される電力を、複数の受電装置に給電する給電コイルと、所定の数の受電装置に通信接続可能に構成される通信部と、給電コイルの給電に関する情報の時間経過における変化と、給電に関する情報の時間経過における変化パターンとが、近似しているか否かを判定する判定部とを備え、判定部によって近似していると判定された受電装置との接続を優先的に切断するように制御するように構成されている。

この発明の第１の局面による給電装置では、給電コイルの給電に関する情報が判定部によって近似していると判定されることによって、給電に関する情報の時間経過における変化が予測できるので、予測が可能となったことによって通信接続が不要となった受電装置との接続を切断するとともに、通信接続が必要な受電装置を優先的に接続することができる。そして、通信部が同時に接続することが可能な数を超える数の受電装置に電力を供給する場合にも、給電に関する情報の時間経過における変化の予測により、適切に電力を供給することができる。

上記第１の局面による給電装置は、好ましくは、通信部が同時に通信接続をすることが可能な台数を超える受電装置から通信接続要求があった際は、判定部によって近似していると判定された受電装置との接続を優先的に切断する。このように構成すれば、判定部によって近似していると判定された受電装置との接続が優先的に切断されるので、通信部が通信接続する受電装置の数が、通信部が通信接続可能な受電装置の所定の数を超えることが抑制される。

上記第１の局面による給電装置は、好ましくは、通信部は、通信接続された受電装置から受電情報を取得するように構成されており、給電に関する情報は、受電装置の受電情報を含み、判定部は、通信部によって取得された、受電装置の受電情報の時間経過における変化と、受電装置の受電情報の時間経過における変化パターンとが、近似しているか否かを判定するとともに、近似していると判定された受電装置との接続を優先的に切断するように制御するように構成されている。このように構成すれば、受電装置の受電情報の時間経過における変化と、受電装置の受電情報の時間経過における変化パターンとが近似していれば、受電装置の受電情報の時間経過における変化が予測できるので、予測可能な受電装置との接続を切断することにより、通信部が通信接続する受電装置の数が、通信部が通信接続可能な受電装置の所定の数を超えることが抑制されるとともに、すべての受電装置に対して適切に電力を供給することができる。また、受電装置の受電情報を直接確認して切断候補となる受電装置を決定するので、より安全に電力を供給することができる。

この場合、好ましくは、受電装置の受電情報の時間経過における変化は、受電装置の受電電力の時間経過における変化を含み、受電装置の受電情報の時間経過における変化パターンは、受電装置の要求電力の時間経過における変化パターンを含み、判定部は、通信部によって取得された、受電装置の受電電力の時間経過における変化と、受電装置の要求電力の時間経過における変化パターンとが、近似しているか否かを判定するとともに、近似していると判定された受電装置との接続を優先的に切断するように制御するように構成されている。このように構成すれば、受電装置の受電電力の時間経過における変化と、受電装置の要求電力の時間経過における変化パターンとが近似していれば、受電装置の受電電力の時間経過における変化が予測できるので、予測可能な受電装置との接続を切断することにより、通信部が通信接続する受電装置の数が、通信部が通信接続可能な受電装置の所定の数を超えることが抑制されるとともに、すべての受電装置に対して適切に電力を供給することができる。また、受電装置の受電電力を直接確認して切断候補となる受電装置を決定するので、より安全に電力を供給することができる。

上記受電電力の変化と要求電力の変化パターンとを近似判定する給電装置において、好ましくは、受電装置の要求電力の時間経過における変化パターンは、要求電力が一定時間増加し続けた後に一定時間減少している変化パターンを含み、判定部は、受電電力の時間経過における変化と、要求電力が一定時間増加し続けた後に一定時間減少している変化パターンとが略一致する際に、近似していると判定する。このように構成すれば、受電装置がｃｃｃｖ（定電流定電圧充電）制御によって一定時間以上安定した状態で充電されているバッテリーを持つか否かを判定するとともに、近似していると判定された場合は、受電装置の受電電力の時間経過における変化を予測できるので、予測可能な受電装置との接続を切断した場合にも、適切に電力を供給することができる。

上記受電電力の変化と要求電力の変化パターンとを近似判定する給電装置において、好ましくは、受電装置の要求電力の時間経過における変化パターンは、要求電力が一定時間以上変化しない変化パターンを含み、判定部は、受電電力の時間経過における変化と、要求電力が一定時間以上変化しない変化パターンとが略一致する際に、近似していると判定する。このように構成すれば、受電装置がバッテリーを持たない受電装置であるか否かを判定するとともに、近似していると判定された場合は、受電装置の受電電力が時間経過によって変化しないことを予測できるので、予測可能な受電装置との接続を切断した場合にも、安定して電力を供給することができる。

上記受電電力の変化と要求電力の変化パターンとを近似判定する給電装置において、好ましくは、受電装置の要求電力の時間経過における変化パターンは、要求電力が一定時間以上減少し続ける変化パターンを含み、判定部は、受電電力の時間経過における変化と、要求電力が一定時間以上減少し続ける変化パターンとが略一致する際に、近似していると判定する。このように構成すれば、近似していると判定された場合は、受電装置の受電電力の時間経過における変化を予測できるので、予測可能な受電装置との接続を切断した場合にも、適切に電力を供給することができる。また、要求電力が零になった以降では、電力を供給する必要がないことが判別できるので、無駄な電力を供給することを抑制できる。

上記受電情報の変化と受電情報の変化パターンとを近似判定する給電装置において、好ましくは、受電情報は、受電装置の２次電池の残容量を含み、受電装置の２次電池の残容量の時間経過における変化パターンは、２次電池の残容量が一定時間経過後に飽和する変化パターンを含み、判定部は、２次電池の残容量の時間経過における変化と、２次電池の残容量が一定時間経過後に飽和する変化パターンとが略一致する際に、近似していると判定する。このように構成すれば、近似していると判定された場合は、受電装置の２次電池の残容量の時間経過における変化を予測できるので、予測可能な受電装置との接続を切断した場合にも、適切に電力を供給することができる。また、受電装置の２次電池の残容量を直接確認して切断候補となる受電装置を決定するので、より正確に電力を供給することができる。また、２次電池の残容量が飽和した以降では、電力を供給する必要がないことが判別できるので、無駄な電力を供給することを抑制できる。

上記第１の局面による給電装置は、好ましくは、給電に関する情報は、電源部の出力情報を含み、判定部は、電源部の出力情報の時間経過における変化と、電源部の出力情報の時間経過における変化パターンとが、近似しているか否かを判定するとともに、近似していると判定された受電装置との接続を優先的に切断するように制御するように構成されている。このように構成すれば、電源部の出力情報の時間経過における変化と、電源部の出力情報の時間経過における変化パターンとが近似していれば、電源部の出力情報の時間経過における変化が予測できるので、予測可能な受電装置との接続を切断することにより、通信部が通信接続する受電装置の数が、通信部が通信接続可能な受電装置の所定の数を超えることが抑制されるとともに、すべての受電装置に対して適切に電力を供給することができる。また、電源部の出力情報を直接確認して切断候補となる受電装置を決定するので、受電装置の受電情報を取得する必要がなく動作を簡易にすることができる。

この場合、好ましくは、電源部の出力情報は、電源部の出力電力を含み、判定部は、電源部の出力電力の時間経過における変化と、電源部の出力電力の時間経過における変化パターンとが、近似しているか否かを判定するとともに、近似していると判定された受電装置との接続を優先的に切断するように制御するように構成されている。このように構成すれば、電源部の出力電力の時間経過における変化と、電源部の出力電力の時間経過における変化パターンとが近似していれば、電源部の出力電力の時間経過における変化が予測できるので、予測可能な受電装置との接続を切断することにより、通信部が通信接続する受電装置の数が、通信部が通信接続可能な受電装置の所定の数を超えることが抑制されるとともに、適切に電力を供給することができる。また、電源部の出力電力を直接確認して切断候補となる受電装置を決定するので、受電装置の受電電力などの情報を取得する必要がなく動作を簡易にすることができる。また、給電装置内の電力から判定を行うので、通信時等において外部からの影響を受けることなく正確な電力判定を行うことができる。

上記出力電力の変化と出力電力の変化パターンとを近似判定する給電装置において、出力電力の時間経過における変化パターンは、出力電力が一定時間増加し続けた後に一定時間減少している変化パターンを含み、判定部は、出力電力の時間経過における変化と、出力電力が一定時間増加し続けた後に一定時間減少している変化パターンとが略一致する際に、近似していると判定する。このように構成すれば、受電装置がｃｃｃｖ制御により一定時間以上安定した状態で充電されているバッテリーを持つ受電装置であるか否かを判定するとともに、近似している場合は、電源部の出力電力の時間経過における変化を予測できるので、予測可能な受電装置との接続を切断した場合にも、適切に電力を供給することができる。

本発明によれば、上記のように、通信部が同時に接続することが可能な数を超える場合にも、適切に電力を供給することができる。

本発明の第１、４、５実施形態による給電装置の全体構成を示したブロック図である。 本発明の第１、２実施形態による受電装置の要求電力および給電装置の出力電力の時間変化パターンを表したグラフである。 本発明の第１実施形態による通信接続を切断する受電装置の選定処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２実施形態による給電装置の全体構成を示したブロック図である。 本発明の第２実施形態による通信接続を切断する受電装置の選定処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第３実施形態による給電装置の全体構成を示したブロック図である。 本発明の第３実施形態による受電装置の要求電力の時間変化パターンを表したグラフである。 本発明の第３、４実施形態による通信接続を切断する受電装置の選定処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第４実施形態による受電装置の要求電力の時間変化パターンを表したグラフである。 本発明の第５実施形態による受電装置の２次電池の残容量の時間変化パターンを表したグラフである。 本発明の第５実施形態による通信接続を切断する受電装置の選定処理を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
図１〜図３を参照して、本発明の第１実施形態による給電装置１００の構成について説明する。図１に示すように、第１実施形態による給電装置１００は、給電装置１００の近傍に配置された複数の受電装置２００（たとえば、スマートフォン）に対して同時に、給電装置１００と受電装置２００との間に配線および接点等を設けずに、磁気共鳴方式を用いて、（非接触給電装置または非接点給電装置として）電力を供給するように構成されている。

（給電装置の全体構成）
図１に示すように、給電装置１００には、電源部１と、電源制御部２と、通信先選択部３と、記憶部４と、時間測定部５と、判定部６と、通信部７と、給電コイル８とが設けられている。

（給電装置の各部の構成）
給電コイル８は、電源部１から供給される電力を、受電装置２００に給電するように構成されている。通信部７は、所定の数の受電装置２００と通信接続可能なように構成されている。そして、通信部７は、受電装置２００のアドレス等を示す固有情報および通信先選択部３が選択する受電装置２００の受電電力を取得するように構成されている。時間測定部５は、給電開始からの経過時間を測定するように構成されている。記憶部４は、選択した受電装置２００から受電電力の経過時間における変化と、あらかじめ予測していた受電装置２００の要求電力の経過時間における変化パターンとを保存するように構成されている。判定部６は、受電電力の経過時間における変化と、あらかじめ予測していた要求電力の経過時間における変化パターンとが、略一致するか否かを判定するように構成されている。なお、本願明細書では、通信接続するとは、受電に関する情報を同時に送受信することが可能な状態にすることを意味するものとして記載している。

記憶部４には、要求電力の時間経過における変化パターンとして、あらかじめ複数の変化パターン（たとえば１０個以上）を保存している。たとえば、記憶部４は、図２に示すように、定電流充電によって電力が一定時間（たとえば１時間）増加し続ける変化パターンを表す式として、下記の式（１）と式（１ａ）と式（１ｂ）と式（１ｃ）とを保存している。さらに、記憶部４は、定電圧充電によって一定時間（たとえば０．５時間）減少している変化パターンを表す式として、式（２）と式（２ａ）とを保存している。また、図２では、定電流充電から定電圧充電に切り替わる時間をＴｙｍａｘとし、その際の要求電力をｙｍａｘとしている。また、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉは任意の定数（たとえば、１）とする。

ここで、第１実施形態では、通信部７が同時に通信接続をすることが可能な台数を超える受電装置２００から通信接続要求があった際は、判定部６によって近似していると判定された受電装置２００との接続を優先的に切断するように構成されている。具体的には、まず、一定時間毎に、選択した受電装置２００から受電電力の時間経過における変化をプロットして、受電電力の実測変化パターン(プロット結果)を取得する。ここで、正確性を確保するため、プロット数は可能な限り多くする。例えば、受電装置２００の受電電力の時間経過に、１００個プロットする。ここでの１００個のプロットは例えに過ぎず、当業者は実際の必要性に応じてプロット数を増減することが可能である。

そして、１つの例として、以下の条件を満たした場合、取得した変化パターン（実測変化パターン）が、給電装置１００があらかじめ記憶した変化パターン（予測変化パターン）に近似しているとみなす。まず、変化パターンの情報取得数とプロット数が一定数以上であり、例えば、プロット数が１００個以上（これより多くても良い）である。そして、各プロット結果の測量値が予測変化パターンの予測値から一定の範囲内、たとえば±５％以内である。一般的、例として、測量値の絶対値が使用されている。さらに、実測変化パターンと予測変化パターンは、略一致していると判定し、各プロット結果と予測される変化パターンの一定の割合以上、たとえば９０％以上が略一致している場合に、予測される変化パターンと近似していると判定する。

また、通信接続可能な台数（たとえば３台）を通信接続しているところに、さらに新たな受電装置２００から通信を要求される場合に、３台の中から、判定部６によって近似していると判定された受電装置２００との接続を切断し、新たな受電装置２００との接続を優先するように構成されている。１つの優先切断の判断基準として、受電装置２００の要求電力を減少する速さである。例えば、３台の通信切断候補の中、図２に示す実施形態１の式(２)のような時間変化に対して、要求電力[Ｗ]が減少する場合、要求電力[Ｗ]が一定の値以下となる時間Ｔが最も早い受電装置を優先的に切断してもよい。ここで、例として、この一定の値は、1Ｗあるいは０Ｗでもよい。この値は受電裝置２００の特性や実際の充電必要性等に応じて適度に調整してよい。

（通信接続を切断する受電装置の選定）
次に、図３を参照して、第１実施形態の給電装置１００による通信接続を切断する受電装置２００の選定について説明する。

まず、ステップＳ１において、給電コイル８（図１参照）への給電を開始する。

ステップＳ２において、給電開始からの経過時間の計測を開始する。

ステップＳ３において、受電装置２００から、アドレス等の固有情報を取得する。

ステップＳ４において、受電装置２００から、受電電力を取得する。

ステップＳ５において、ステップＳ４で取得した受電電力結果を、記憶部４に保存し、経過時間ごとにプロットする。

ステップＳ６において、ステップＳ５で得たプロット結果が一定時間増加した後に一定時間減少しているか否かを判定する。該当する場合はステップＳ７に進み、該当しない場合は、ステップＳ４に戻る。

ステップＳ７において、経過時間０〜Ｔｙｍａｘまでのプロット結果が、記憶部４にあらかじめ保存されている予測される要求電力の変化パターンと略一致するか否か判定する。略一致する場合は、ステップＳ８に進み、略一致しない場合は、ステップＳ１０に進む。

ステップＳ８において、経過時間Ｔｙｍａｘ以降のプロット結果が、記憶部４にあらかじめ保存されている予測される要求電力の変化パターンと略一致するか否か判定する。略一致する場合は、ステップＳ９に進み、略一致しない場合は、ステップＳ１０に進む。

ステップＳ９において、該当する受電装置２００を通信切断候補とする。

ステップＳ１０において、該当する受電装置２００を通信切断候補としない。

ステップＳ１１において、通信切断候補が１つであるか否かを判定する。通信切断候補が２つ以上である場合は、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２において、通信切断候補の各受電装置２００の最大動作電圧を取得する。

ステップＳ１３において、受電電圧が最大動作電圧を超えることに起因する受電装置２００の破壊を抑制するために、ステップＳ１２で取得した、各受電装置２００の最大動作電圧と受電電圧との差が最も大きい受電装置２００を通信切断候補とする。

また、ステップＳ１２〜Ｓ１３の変形例として、受電電圧が最小動作電圧を下回ることに起因して受電装置２００が充電されないことを抑制するために、通信切断候補の各受電装置２００の最小動作電圧を取得し、最小動作電圧と受電電圧との差が最も大きい受電装置２００を通信切断候補とする。

上述のように通信切断候補を選択し受電装置２００の破壊を抑制すること以外に、途中で通信切断された受電装置２００はその他の保護措置をとることもできる。例えば、一部の受電装置２００自体が既に有する保護機能（電源管理回路（ＰＭＵ）等の）は、充電過程または充電開始、または充電切断時に最大動作電力以上の電力を受電する、あるいは過電圧を受電することから保護することができる。このような受電装置（例えば携帯電話やその他の一般的な電子機器）の電源管理回路は外部の命令を受け保護機能を有効にする。既に保護機能を有し、且つ外部からの命令を利用し上述の保護機能を有効にする受電装置に対し、給電装置１００がこれら受電装置２００を切断候補とし、これら受電装置２００との通信を切断する時、切断前にまず外部からこれら受電装置２００に対し命令を送信することでその保護機能を有効にすることができる。

受電装置２００における保護機能とは例えば、受信部（受電コイル）と制御部を物理的に短絡・開放することを選択的に切り替え可能であるスイッチ構造を有し、開放を選択することにより、受電装置２００が破壊されることから保護することができる。この他、共振回路における素子（コンデンサやインダクタ）の定数を調節可能な構造により、例えば複数のコンデンサを接続することで可変コンデンサを選択的に切り替える等、素子の定数を調整することにより、受電装置の共振周波数を調整することが可能となり、したがって充電の功能を調整し、ゆっくりと充電から離脱する効果を得ることができる。

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態では、上記のように、判定部６を、給電コイル８の給電に関する情報の時間経過における変化と、給電コイル８の給電に関する情報の時間経過における変化パターンとの近似判定をするように構成する。これにより、給電コイル８の給電に関する情報が判定部６によって近似していると判定されることによって、給電に関する情報の時間経過における変化が予測できるので、予測が可能となったことによって通信接続が不要となった受電装置２００との接続を切断するとともに、通信接続が必要な受電装置２００を優先的に接続することができる。そして、通信部７が同時に接続することが可能な数を超える数の受電装置２００に電力を供給する場合にも、適切に電力を供給することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、通信部７が同時に通信接続をすることが可能な台数を超える受電装置２００から通信接続要求があった際は、判定部６によって近似していると判定された受電装置２００との接続を優先的に切断するように構成する。これにより、判定部６によって近似していると判定された受電装置２００との接続が優先的に切断されるので、通信部が通信接続する受電装置２００の数が、通信部７が通信接続可能な受電装置２００の所定の数を超えることが抑制される。

また、第１実施形態では、上記のように、判定部６を、通信部７によって取得された受電装置２００の受電電力（受電情報）の時間経過における変化と、受電装置２００の要求電力（受電情報）の時間経過における変化パターンとが、近似しているか否かを判定するとともに、近似していると判定された受電装置２００との接続を優先的に切断するように制御するように構成する。これにより、受電装置２００の受電電力の時間経過における変化と、受電装置２００の要求電力の時間経過における変化パターンとが近似していれば、受電装置２００の受電電力の時間経過における変化が予測できるので、予測可能な受電装置２００との接続を切断することにより、通信部７が通信接続する受電装置２００の数が、通信部７が通信接続可能な受電装置２００の所定の数を超えることが抑制されるとともに、すべての受電装置２００に対して適切に電力を供給することができる。また、受電装置２００の受電電力を直接確認して切断候補となる受電装置２００を決定するので、より安全に電力を供給することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、判定部６を、受電電力の時間経過における変化と、要求電力が一定時間増加し続けた後に一定時間減少している変化パターンとが略一致する際に、近似していると判定するように構成する。これにより、受電装置２００がｃｃｃｖ制御によって一定時間以上安定した状態で充電されているバッテリーを持つか否かを判定するとともに、近似していると判定された場合は、受電装置２００の受電電力の時間経過における変化を予測できるので、予測可能な受電装置２００との接続を切断した場合にも、適切に電力を供給することができる。

［第２実施形態］
次に、図２、図４および図５を参照して、本発明の第２実施形態による給電装置３００の構成について説明する。第２実施形態では、上記第１実施形態の構成に加えて、電源部１の出力電力を測定する電力測定部９が設けられている。なお、上記第１実施形態と同様の構成は、第１実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。

（給電装置の全体構成）
図４に示すように、給電装置３００は電源部１と、電源制御部２と、通信先選択部３と、記憶部４１と、時間測定部５と、判定部６１と、通信部７１と、給電コイル８と、電力測定部９とが設けられている。

（給電装置の各部の構成）
通信部７１は、受電装置２００のアドレス等を示す固有情報を取得するように構成されている。電力測定部９は、電源部１の出力電力を測定するように構成されている。記憶部４１は、電源部１の出力電力の時間経過における変化(実測変化パターン)と、あらかじめ予測していた電源部１の出力電力の時間経過における変化パターン（予測変化パターン）とを保存するように構成されている。判定部６１は、出力電力の時間経過における変化と、あらかじめ予測していた出力電力の時間経過における変化パターンとが、略一致するか否かを判定するように構成されている。この他、近似するか否かの判断に関しては、第１実施形態の説明を参考にできる。

（通信接続を切断する受電装置の選定）
次に、図５を参照して、第２実施形態の給電装置３００による通信接続を切断する受電装置２００の選定について説明する。また、第１実施形態と同じように、１つの優先切断の判断基準として、受電装置２００の要求電力を減少する。例えば、３台の通信切断候補の中、図２に示す第２実施形態の式（２ａ）のような時間変化に対して、要求電力[Ｗ]が減少する場合、要求電力[Ｗ]が一定の値以下となる時間Ｔが最も早い受電装置を優先的に切断してもよい。ここで、例として、この一定の値は、１Ｗあるいは０Ｗでもよい。この値は受電裝置２００の特性や実際の充電必要性等に応じて適度に調整してよい。

まず、ステップＳ２１において、給電コイル８（図４参照）への給電を開始する。

ステップＳ２２において、給電開始からの経過時間の計測を開始する。

ステップＳ２３において、受電装置２００から、アドレス等の固有情報を取得する。

ステップＳ２４において、電源部１の出力電力を測定する。

ステップＳ２５において、ステップＳ２４で取得した出力電力結果を、記憶部４１に保存し、経過時間ごとにプロットする。

ステップＳ２６において、ステップＳ２５で得たプロット結果が一定時間増加した後に一定時間減少しているか否かを判定する。該当する場合は、ステップＳ２７に進み、該当しない場合は、ステップＳ２４に戻る。

ステップＳ２７において、経過時間０〜Ｔｙｍａｘ（図３参照）までのプロット結果が、記憶部４１にあらかじめ保存されている予測される出力電力の変化パターンと略一致するか否か判定する。略一致する場合は、ステップＳ２８に進み、略一致しない場合は、ステップＳ３０に進む。

ステップＳ２８において、経過時間Ｔｙｍａｘ以降のプロット結果が、記憶部４１にあらかじめ保存されている予測される出力電力の変化パターンと略一致するか否か判定する。略一致する場合は、ステップＳ２９に進み、略一致しない場合は、ステップＳ３０に進む。

ステップＳ２９において、該当する受電装置２００を通信切断候補とする。

ステップＳ３０において、該当する受電装置２００を通信切断候補としない。

ステップＳ３１において、通信切断候補が１つであるか否かを判定する。通信切断候補が２つ以上である場合は、ステップＳ３２に進む。

ステップＳ３２において、通信切断候補の各受電装置２００の最大動作電圧を取得する。

ステップＳ３３において、ステップＳ３２で取得した各受電装置２００の最大動作電圧と受電電圧との差が最も大きい受電装置２００を通信切断候補とする。

また、ステップＳ３２〜Ｓ３３の変形例として、受電電圧が最小動作電圧を下回ることに起因して受電装置２００が充電されないことを抑制するために、通信切断候補の各受電装置２００の最小動作電圧を取得し、最小動作電圧と受電電圧との差が最も大きい受電装置２００を通信切断候補とする。

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第２実施形態では、上記のように、判定部６１を、電源部１の出力電力（出力情報）の時間経過における変化と、電源部１の出力電力の時間経過における変化パターンとが、近似しているか否かを判定するとともに、近似していると判定された受電装置２００との接続を優先的に切断するように制御するように構成する。これにより、電源部１の出力電力の時間経過における変化と、電源部１の出力電力の時間経過における変化パターンとが近似していれば、電源部１の出力電力の時間経過における変化が予測できるので、予測可能な受電装置２００との接続を切断することにより、通信部７１が通信接続する受電装置２００の数が、通信部７１が通信接続可能な受電装置２００の所定の数を超えることが抑制されるとともに、適切に電力を供給することができる。また、電源部１の出力電力を直接確認して切断候補となる受電装置２００を決定するので、受電装置２００の受電電力などの情報を取得する必要がなく動作を簡易にすることができる。

また、第２実施形態では、上記のように、判定部６１は、出力電力の時間経過における変化と、出力電力が一定時間増加し続けた後に一定時間減少している変化パターンとが略一致する際に、近似していると判定するように構成されている。これにより、受電装置２００がｃｃｃｖ制御により一定時間以上安定した状態で充電されているバッテリーを持つ受電装置２００であるか否かを判定するとともに、近似している場合は、電源部１の出力電力の時間経過における変化を予測できるので、予測可能な受電装置２００との接続を切断した場合にも、適切に電力を供給することができる。

なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

［第３実施形態］
次に、図６、図７を参照して、本発明の第３実施形態による給電装置４００の構成について説明する。第３実施形態では、上記第１実施形態と異なり、バッテリーを持たない受電装置５００（たとえばＬＥＤ照明）に対して、受電装置５００の要求電力の時間経過における変化パターンは、要求電力が一定時間以上変化しない変化パターンを含んでいる。なお、上記第１実施形態と同様の構成は、第１実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。

（給電装置の全体構成）
図６に示すように、給電装置４００は電源部１と、電源制御部２と、通信先選択部３と、記憶部４２と、時間測定部５と、判定部６と、通信部７と、給電コイル８とが設けられている。

（給電装置の各部の構成）
記憶部４２は、要求電力の時間経過における変化パターンとして、複数の変化パターンを保存している。たとえば、記憶部４２は、図７に示すように、一定時間（たとえば１時間）以上変化しない変化パターンとして、下記の式（３）を保存している。また、ｊは任意の定数（たとえば、１）とする。

（通信接続を切断する受電装置の選定）
次に、図８を参照して、第３実施形態の給電装置４００による通信接続を切断する受電装置５００の選定について説明する。この他、近似するか否かの判断に関しては、第１実施形態の説明を参考にできる。また、通信切断候補がいずれも第３実施形態のような時間変化のない変化パターンである受電装置５００である場合、より充電開始からの経過時間が長い受電装置を優先的に切断してもよい。

まず、ステップＳ４１において、給電コイル８（図６参照）への給電を開始する。

ステップＳ４２において、給電開始からの経過時間の計測を開始する。

ステップＳ４３において、受電装置５００から、アドレス等の固有情報を取得する。

ステップＳ４４において、受電装置５００から、受電電力を取得する。

ステップＳ４５において、ステップＳ４４で取得した受電電力結果を、記憶部４２に保存し、経過時間ごとにプロットする。

ステップＳ４６において、一定時間以上経過しているか否かを判定する。経過している場合は、ステップＳ４７に進み、経過してしない場合は、ステップＳ４４に戻る。

ステップＳ４７において、ステップＳ４５で得たプロット結果が、記憶部４２にあらかじめ保存されていた予測される要求電力パターンと略一致するか否か判定する。略一致する場合は、ステップＳ４８に進み、略一致しない場合は、ステップＳ４９に進む。

ステップＳ４８において、該当する受電装置５００を通信切断候補とする。

ステップＳ４９において、該当する受電装置５００を通信切断候補としない。

ステップＳ５０において、通信切断候補が１つであるか否かを判定する。通信切断候補が２つ以上である場合は、ステップＳ５１に進む。

ステップＳ５１において、通信切断候補の各受電装置５００の最大動作電圧を取得する。

ステップＳ５２において、ステップＳ５１で取得した各受電装置５００の最大動作電圧と受電電圧との差が最も大きい受電装置５００を通信切断候補とする。

また、ステップＳ５１〜Ｓ５２の変形例として、受電電圧が最小動作電圧を下回ることに起因して受電装置５００が充電されないことを抑制するために、通信切断候補の各受電装置５００の最小動作電圧を取得し、最小動作電圧と受電電圧との差が最も大きい受電装置５００を通信切断候補とする。

（第３実施形態の効果）
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第３実施形態では、上記のように、判定部６を、受電電力の時間経過における変化と、要求電力が一定時間以上変化しない変化パターンとが略一致する際に、近似していると判定するように構成する。これにより、受電装置５００がバッテリーを持たない受電装置５００であるか否かを判定するとともに、近似していると判定された場合は、受電装置５００の受電電力が時間経過によって変化しないことを予測できるので、予測可能な受電装置５００との接続を切断した場合にも、安定して電力を供給することができる。

なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

［第４実施形態］
次に、図１、図８および図９を参照して、本発明の第４実施形態による給電装置１０１の構成について説明する。第４実施形態では、上記第１実施形態と異なり、受電装置２０１の要求電力の時間経過における変化パターンは、要求電力が一定時間以上減少し続ける変化パターンを含んでいる。なお、上記第１実施形態と同様の構成は、第１実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。

（給電装置の全体構成）
図１に示すように、給電装置１０１は電源部１と、電源制御部２と、通信先選択部３と、記憶部４３と、時間測定部５と、判定部６と、通信部７と、給電コイル８とが設けられている。

（給電装置の各部の構成）
記憶部４３には、要求電力の時間経過における変化パターンとして、複数の変化パターンを保存している。たとえば、記憶部４３は、図９に示すように、一定時間（たとえば１時間）以上減少し続ける変化パターンとして、下記の式（４）または式（５）を保存している。また、ｋ、ｌ、ｍ、ｎは任意の定数（たとえば、１）とする。

（通信接続を切断する受電装置の選定）
第４実施形態の給電装置１０１による通信接続を切断する受電装置２０１の選定は、図８に示す上記第３実施形態の選定と同様である。また、第１〜第２実施形態と同じように、１つの優先切断の判断基準として、受電装置２０１の要求電力を減少する速さである。例えば、３台の通信切断候補の中、図９に示す実施形態４の式（５）のような時間変化に対して、要求電力[Ｗ]が減少する場合、要求電力[Ｗ]が一定の値以下となる時間Ｔが最も早い受電装置を優先的に切断してもよい。ここで、例として、この一定の値は、１Ｗあるいは０Ｗでもよい。この値は受電裝置２０１の特性や実際の充電必要性等に応じて適度に調整してよい。

（第４実施形態の効果）
第４実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第４実施形態では、上記のように、判定部６は、受電電力の時間経過における変化と、要求電力が一定時間以上減少し続ける変化パターンとが略一致する際に、近似していると判定するように構成する。これにより、近似していると判定された場合は、受電装置２０１の受電電力の時間経過における変化を予測できるので、予測可能な受電装置２０１との接続を切断した場合にも、適切に電力を供給することができる。また、要求電力が零になった以降では、電力を供給する必要がないことが判別できるので、無駄な電力を供給することを抑制できる。

なお、第４実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

［第５実施形態］
次に、図１、図１０および図１１を参照して、本発明の第５実施形態による給電装置１０２の構成について説明する。第５実施形態では、上記第１実施形態と異なり、判定部６２は、受電装置２０２の２次電池の残容量の時間経過における変化と、２次電池の残容量の時間経過における変化パターンとを近似判定するように構成されている。なお、上記第１実施形態と同様の構成は、第１実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。

（給電装置の全体構成）
図１に示すように、給電装置１０２は、電源部１と、電源制御部２と、通信先選択部３と、記憶部４４と、時間測定部５と、判定部６２と、通信部７と、給電コイル８とが設けられている。

（給電装置の各部の構成）
記憶部４４には、２次電池の残容量の時間経過における変化パターンとして、複数の変化パターンを保存している。たとえば、記憶部４４は、図１０に示すように、一定時間（たとえば１時間）経過後に飽和する変化パターンとして、下記の式（６）を保存している。判定部６２は、受電装置２０２の２次電池の残容量の時間経過における変化と、受電装置２０２の２次電池の残容量の時間経過における変化パターンとが、略一致するか否かを判定するように構成されている。また、ｏ、ｐは任意の定数（たとえば、１）とする。

（通信接続を切断する受電装置の選定）
次に、図１１を参照して、第５実施形態の給電装置１０２による通信接続を切断する受電装置２０２の選定について説明する。この他、近似するか否かの判断に関しては、第１実施形態の説明を参考にする。

また、第５実施形態において、受電装置２０２の２次電池の残容量をもとに、通信切断候補を判断する。もう１つの実施形態においては、通信切断候補とする受電装置２０２がいずれも式（６）の変化パターンを満たす場合、給電装置１０２は通信切断候補である受電装置２０２より、受電装置２０２の２次電池の最大容量[Ａｈ]を取得する。最大容量と現在の容量の差が最も小さい受電装置を優先的に切断してもよい。

また、もう１つの実施形態においては、給電装置１０２は通信切断候補である受電装置２０２より、受電装置２０２の２次電池の充電状況（進捗情報）を取得する。給電装置１０２は受電装置２０２より取得した充電進捗情報をもとに、より満充電（１００％）に近い受電装置を優先的に切断する。

まず、ステップＳ６１において、給電コイル８（図１参照）への給電を開始する。

ステップＳ６２において、給電開始からの経過時間の計測を開始する。

ステップＳ６３において、受電装置２０２から、アドレス等の固有情報を取得する。

ステップＳ６４において、受電装置２０２から、２次電池の残容量を取得する。

ステップＳ６５において、ステップＳ６４で取得した２次電池の残容量結果を、記憶部４４（図１参照）に保存し、経過時間ごとにプロットする。

ステップＳ６６において、一定時間以上経過しているか否かを判定する。経過している場合はステップＳ６７に進み、経過していない場合は、ステップＳ６４に戻る。

ステップＳ６７において、ステップＳ６５で得たプロット結果が、記憶部４４にあらかじめ保存されている予測される２次電池の残容量の変化パターンと略一致するか否か判定する。略一致する場合は、ステップＳ６８に進み、略一致しない場合は、ステップＳ６９に進む。

ステップＳ６８において、該当する受電装置２０２を通信切断候補とする。

ステップＳ６９において、該当する受電装置２０２を通信切断候補としない。

ステップＳ７０において、通信切断候補が１つであるか否かを判定する。通信切断候補が２つ以上である場合は、ステップＳ７１に進む。

ステップＳ７１において、通信切断候補の各受電装置２０２の最大動作電圧を取得する。

ステップＳ７２において、ステップＳ７１で取得した、各受電装置２０２の最大動作電圧と受電電圧との差が最も大きい受電装置２０２を通信切断候補とする。

また、ステップＳ７１〜Ｓ７２の変形例として、受電電圧が最小動作電圧を下回ることに起因して受電装置２０２が充電されないことを抑制するために、通信切断候補の各受電装置２０２の最小動作電圧を取得し、最小動作電圧と受電電圧との差が最も大きい受電装置２０２を通信切断候補とする。

（第５実施形態の効果）
第５実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第５実施形態では、上記のように、判定部６２は、２次電池の残容量の時間経過における変化と、２次電池の残容量が一定時間経過後に飽和する変化パターンとが略一致する際に、近似していると判定するように構成されている。これにより、近似していると判定された場合は、受電装置２０２の２次電池の残容量の時間経過における変化を予測できるので、予測可能な受電装置２０２との接続を切断した場合にも、適切に電力を供給することができる。また、受電装置２０２の２次電池の残容量を直接確認して切断候補となる受電装置２０２を決定するので、より正確に電力を供給することができる。また、２次電池の残容量が飽和した以降では、電力を供給する必要がないことが判別できるので、無駄な電力を供給することを抑制できる。

なお、第５実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記第１、第２、第４および第５実施形態では、受電装置として、スマートフォンを用いる例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、受電装置として、ＰＣ、タブレット、デジタルカメラ等を用いてもよい。

また、上記第１、第３および第４実施形態では、受電装置からの受電電力を取得する例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、受電装置から受電電圧を取得してもよい。

また、上記第２実施形態では、電源部からの出力電力を取得する例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、電源部から出力電圧を取得してもよい。

また、上記第１〜第５実施形態では、給電装置に設けられている給電コイルの数が１つである例を示したが、本発明はこれに限られない。給電コイルの数が複数で構成されていてもよい。

また、上記第１〜第５実施形態では、近似判定を行う際に、プロット結果の絶対値から判定を行っている例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、プロット結果の波形の形から判定してもよい。

また、上記第１〜第５実施形態では、通信部が通信接続可能な受電装置の所定の数を３とする例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、所定の数を、４つ以上の数としてもよい。

また、上記第１〜第５実施形態では、電力および２次電池の残容量の変化を観察する一定時間として、１時間または０．５時間を例として示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、１時間または０．５時間以外の時間としてもよい。

また、上記第１〜第５実施形態では、予測される変化パターンを表す式の係数である、ａ〜ｐを１とする例を示したが、本発明はこれに限らない。１以外の定数であってもよい。

また、上記第１〜第５実施形態では、通信切断候補が２つ以上ある場合に、最大動作電圧と受電電圧との差が最も大きい受電装置を切断候補とする例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、受電電圧が最小動作電圧を下回ることに起因して受電装置２００が充電されないことを抑制するために、最小動作電圧と受電電圧との差が最も大きい受電装置を切断候補としてもよい。

また、上記各第１〜第５実施形態では、通信切断候補の受電の経過時間に対する変化パターンが同様なタイプを例として、説明する。通信切断候補の受電の経過時間に対する変化パターンのなか、第１〜第５実施形態における変化パターンが同時に存在する時、本発明も適用される。この状況において、受電及び時間変化のないものを優先切断の対象として選択する。例えば、通信切断候補が第１、第２、第４、第５実施形態のような時間変化のある変化パターンである受電装置と、第３実施形態のような時間変化のない変化パターンである受電装置である場合、第３実施形態のような時間変化のない変化パターンである受電装置を優先的に切断してもよい。

また、第１〜第５実施形態では、説明の便宜上、本発明の制御部の処理を処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部の処理動作を、イベントごとに処理を実行するイベント駆動型（イベントドリブン型）の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。

１ 電源部
２ 電源制御部
３ 通信先選択部
４、４１、４２、４３、４４ 記憶部
５ 時間測定部
６、６１、６２ 判定部
７ 通信部
８ 給電コイル
９ 電力測定部
１００、１０１、１０２、３００、４００ 給電装置
２００、２０１、２０２、５００ 受電装置

Claims (18)

1. 電力を複数の受電装置に給電する給電コイルと、
   前記複数の受電装置に通信接続可能に構成される通信部と、
   前記給電コイルの給電に関する情報の時間経過における実測変化パターンと、前記給電に関する情報の時間経過における予測変化パターンとが、近似しているか否かを判定する判定部とを備え、
   前記判定部によって近似していると判定された前記受電装置との接続を優先的に切断するように制御するように構成されている、給電装置。
2. 前記実測変化パターンは、複数のプロット結果を含み、
   前記判定部は、各前記プロット結果が前記予測変化パターンの予測値から一定の範囲内であり、且つ前記複数のプロット結果と前記予測変化パターンの一定の割合以上が略一致している場合に、前記実測変化パターンが前記予測変化パターンと近似していると判定するように構成される、請求項１に記載の給電装置。
3. 前記通信部が同時に通信可能な台数を超える前記受電装置から通信接続要求があった際は、近似していると判定された前記受電装置との接続を優先的に切断する、請求項１または２に記載の給電装置。
4. 前記通信部は、通信接続された前記受電装置から受電情報を取得するように構成されており、
   前記給電に関する情報は、前記受電装置の前記受電情報を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の給電装置。
5. 前記受電情報は、前記受電装置の受電電力を含み、
   前記予測変化パターンは、前記受電装置の要求電力の時間経過における変化パターンを含む、請求項４に記載の給電装置。
6. 前記予測変化パターンは、一定時間増加し続けた後に一定時間減少している変化パターンを含み、請求項１〜５のいずれか１項に記載の給電装置。
7. 前記予測変化パターンは、一定時間以上変化しない変化パターンを含み、請求項１〜５のいずれか１項に記載の給電装置。
8. 前記予測変化パターンは、一定時間以上減少し続ける変化パターンを含み、請求項１〜５のいずれか１項に記載の給電装置。
9. 前記受電情報は、前記受電装置の２次電池の残容量を含み、
   前記予測変化パターンは、前記２次電池の残容量が一定時間経過後に飽和する変化パターンを含む、請求項４に記載の給電装置。
10. 電源部をさらに備え、
    前記給電に関する情報は、前記電源部の出力情報を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の給電装置。
11. 前記電源部の前記出力情報は、前記電源部の出力電力を含む、請求項１０に記載の給電装置。
12. 前記予測変化パターンは、前記出力電力が一定時間増加し続けた後に一定時間減少している変化パターンを含む、請求項１１に記載の給電装置。
13. 前記判定部は、近似していると判定された前記受電装置は、２つ以上である場合、前記受電装置のうち最小動作電圧と受電電圧との差が最も大きい受電装置を優先的に切断するように制御するように構成されている、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の給電装置。
14. 前記判定部は、近似していると判定された前記受電装置は、２つ以上であり、かつ前記予測変化パターンいずれも前記受電装置の要求電力が一定時間以上減少し続ける変化パターンである場合、前記要求電力が一定の値以下となる時間が早い前記受電装置を優先的に切断するように制御するように構成されている、請求項５〜１２のいずれか１項に記載の給電装置。
15. 前記判定部は、近似していると判定された前記受電装置は、２つ以上であり、かつ前記予測変化パターンいずれも前記受電装置の要求電力が一定時間以上変化しない変化パターンである場合、給電された経過時間が長い前記受電装置を優先的に切断するように制御するように構成されている、請求項５〜１２のいずれか１項に記載の給電装置。
16. 前記判定部は、近似していると判定された前記受電装置は、２つ以上であり、かつ前記予測変化パターンの中で前記要求電力が一定時間以上変化しない変化パターンに対応する受電装置を優先的に切断するように制御するように構成されている、請求項５〜１２のいずれか１項に記載の給電装置。
17. 前記判定部は、近似していると判定された前記受電装置は、２つ以上であり、かつ前記予測変化パターンいずれも一定時間経過後に飽和する変化パターンである場合、前記受電装置の２次電池の最大容量と現在の容量の差が最も小さい受電装置を優先的に切断するように制御するように構成されている、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の給電装置。
18. 前記判定部は、近似していると判定された前記受電装置は、２つ以上であり、前記受電装置の２次電池の充電状況をもとに、満充電に近い受電装置を優先的に切断するように制御するように構成されている、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の給電装置。

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