JP2017121099A - 電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の電力供給元からの電力を受け取る事が可能な電子機器において、最適なタイムアウト時間を決める電子機器を提供すること。【解決手段】電子機器は複数の電力供給元から電力を受け取り、電力を受け取る受電手段と2次電池の充電を制御する充電制御手段と前記受電手段で受け取った電源の種類を判別する電源判別手段と充電時間を測定するカウンタと所定のカウンタ値で充電を強制的に終了する為のタイムアウト時間を決定する決定手段とを備え、決定手段は電源判別手段によって判別された電力供給元の種類と充電状態又は/且つ受電状態に応じてタイムアウト時間を決定する。【選択図】図2
Description
本発明は、電子機器に関し、特に無線と有線を含む複数の電力供給元から電力を受け取ることができる電子機器の充電に関する。
近年、コネクタで物理的に接続することなく無線で電力を出力するための1次コイルを持つ給電機器と、給電機器から供給される電力を無線で受け付けるための2次コイルを持つ電子機器とを含むシステムが知られている。
このようなシステムにおいて、1次コイルと2次コイルを用いた電力の授受以外にも、電子機器は別の電力供給元を備え、電力供給元を切り替えることが知られている。
また2次電池の充電を行う際に所定の充電時間を超えるとタイムアウトして充電動作をやめることは一般的であり、2次電池の残容量である充電率により充電タイムアウト時間を変えることは広く知られている(特許文献1参照)。
上述の特許文献1に開示された従来技術では、2次電池の残容量である充電率によりタイムアウト時間を決めているか、これは装置の電力供給元が安定して電力供給できる一意の供給ものの為である。
しかしながら、異なる種類の電力供給元から電力が来ることは考慮されていないので、複数の電力供給元から電力供給される場合は、充電率のみではタイムアウト時間を決められない。
そこで、本発明は、複数の電力供給元からの電力を受け取る事が可能な電子機器において、最適なタイムアウト時間を決める電子機器を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明に係る電子機器は、
複数の電力供給元から電力を受け取り、電力を受け取る受電手段と、2次電池の充電を制御する充電制御手段と、前記受電手段で受け取った電源の種類を判別する電源判別手段と、充電時間を測定するカウンタと、所定のカウンタ値で充電を強制的に終了する為のタイムアウト時間を決定する決定手段と、を備え、決定手段は電源判別手段によって判別された電力供給元の種類と充電状態又は/且つ受電状態に応じてタイムアウト時間を決定することを特徴とする。
複数の電力供給元から電力を受け取り、電力を受け取る受電手段と、2次電池の充電を制御する充電制御手段と、前記受電手段で受け取った電源の種類を判別する電源判別手段と、充電時間を測定するカウンタと、所定のカウンタ値で充電を強制的に終了する為のタイムアウト時間を決定する決定手段と、を備え、決定手段は電源判別手段によって判別された電力供給元の種類と充電状態又は/且つ受電状態に応じてタイムアウト時間を決定することを特徴とする。
本発明によれば、供給される電源の種類に応じて、最適にタイムアウト時間を決定することが出来る電子機器を提供することが可能となる。
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明するが、本実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
(実施例1)
以下、本発明の実施例1について、図面を参照して詳細に説明する。
以下、本発明の実施例1について、図面を参照して詳細に説明する。
実施例に係るシステム構成は、図1に示すように、電子機器200と、無線で電子機器200に電力を供給する給電機器100と、有線で固定の電力を供給する電力供給元とを有する。
有線で固定の電力を供給する電力供給元とは、例えば、電子機器200の専用ACアダプタである。
電子機器200は、2つの電力供給元からの電力を受け取る事が可能であり、1つの供給元からでも、複数の供給元からでも電力を受け取る事が可能である。
給電機器100と電子機器200との距離が所定の範囲内に存在する場合において、受電アンテナ201を有する電子機器200は、受電アンテナ201を介して給電機器100から出力される電力を無線により受け付ける。
電子機器200は固定の電力供給元がアダプタコネクタ217に物理的に接続されると電力を受け付ける。電子機器200は接続先により可変な電力供給元がUSBコネクタ219に物理的に接続されると電力を受け付ける。さらに、電子機器200は、無線/有線の電力によって、電子機器200のメインとなるCPU205システムを動作させたり、電子機器200に装着された2次電池210の充電を行ったりする。
給電機器100と電子機器200との距離が所定の範囲内に存在しない場合、電子機器200は、受電アンテナ201を有している場合であっても、給電機器100から電力を受け付けることができない。なお、所定の範囲とは、電子機器200が給電機器100から供給される電力によって、通信を行うことができる範囲である。
電子機器200は、カメラ等の撮像装置であってもよく、音声データや映像データの再生を行う再生装置であってもよい。また、電子機器200は、携帯電話やスマートフォンのようなモバイル機器であってもよいものとする。また、電子機器200は、電池211を含む電池パックであってもよい。また、電子機器200は、給電機器100から供給される電力によって駆動する車のような装置であってもよい。また、電子機器200は、テレビジョン放送を受信する装置、映像データを表示するディスプレイ、またはパーソナルコンピュータであってもよいものとする。また、電子機器200は、電池211が装着されていない場合であっても、給電機器100から供給される電力を用いて動作する装置であってもよい。
図2は給電機器100と、電子機器200と有する本システムのブロック構成を示した図である。
給電機器100は、図2に示すように、発振器101、電力送信回路102、整合回路103、変復調回路104、CPU105、ROM106、RAM107、給電アンテナ108、タイマー109、記録部110及び記憶媒体110a、変換部111を有する。さらに、給電機器100は、図2に示すように通信部112、表示部113及び操作部114を有する。
発振器101は、不図示のAC電源から変換部111を介して供給される電力をCPU105によって設定された目標値に対応する電力に変換して電子機器200に供給するために用いられる高い周波数を発振する。なお、発振器101は、水晶振動子等を用いる。
電力送信回路102は、変換部111から供給される電力と、発振器101によって発振される周波数とに応じて、給電アンテナ108を介して電子機器200に供給するための電力を生成する。電力送信回路102は、内部にFET等を有し、発振器101によって発振される周波数に応じて、内部のFETのソース・ドレインの端子間に流れる電流を制御することにより、電子機器200に供給するための電力を発生させる。なお、電力送信回路102によって生成された電力は、整合回路103を介して、給電アンテナ108に供給される。
また、電力送信回路102によって生成される電力には、第1の電力と、第2の電力とがある。
第1の電力は、給電機器100が電子機器200を制御するためのコマンドを電子機器200に送信するための電力である。第2の電力は、第1の電力よりも大きい電力である。例えば、第1の電力は、2W以下の電力であり、第2の電力は、3W〜10Wまでの電力である。
なお、給電機器100が第1の電力を電子機器200に供給している場合、給電機器100は、コマンドを電子機器200に送信することができる。しかし、給電機器100が第2の電力を電子機器200に供給している場合、給電機器100は、コマンドを電子機器200に送信することができない。
また、第1の電力は、給電機器100が電子機器200以外のどのような装置に対しても、給電機器100がコマンドを送信できるようにCPU105によって設定される電力である。
CPU105は、電子機器200に供給するための電力を、第1の電力及び第2の電力のいずれか一つに切り替えるように電力送信回路102を制御する。
整合回路103は、可変コンデンサ、可変コイルや抵抗等の素子を有する。整合回路103は、これらの素子に応じて、電力送信回路102と給電アンテナ108との間のインピーダンスマッチングを行う。整合回路103は、発振器101によって発振される周波数に応じて、給電アンテナ108と、CPU105により選択された給電の対象となる装置が有する受電アンテナとの間で共振を行うための共振回路でもある。
CPU105は、発振器101によって発振される周波数を、共振周波数fに設定するために、不図示の可変コンデンサ及び不図示の可変コイルの値を制御する。
なお、共振周波数fは、給電機器100と、給電機器100が給電の対象となる装置とが共振を行うための周波数である。
給電機器100と、給電機器100が給電の対象となる装置とが共振を行うための周波数を以下「共振周波数f」と呼ぶ。
下記の式1は、共振周波数fを示す対象物とする。Lは、整合回路103のインダクタンス、Cは整合回路103のキャパシタンスを示す。
また、整合回路103は、可変コンデンサ以外にもさらにコンデンサを有していてもよく、可変コイル以外にさらにコイルを有していてもよく、可変抵抗以外にさらに抵抗を有していてもよい対象物とする。
なお、CPU105は、不図示の可変コンデンサ及び可変コイルの値を制御することによって、発振器101によって発振される周波数を、共振周波数fに設定するようにした。しかし、これ以外の方法によって、発振器101によって発振される周波数を、共振周波数fに設定するようにしてもよい。
例えば、CPU105は、整合回路103に含まれるコンデンサと、整合回路103に含まれるコイルとの接続を切り替えることによって、発振器101によって発振される周波数を、共振周波数fに設定するようにしてもよい。
なお、共振周波数fは、商用周波数である50/60Hzであってもよく、10〜数百kHzであってもよく、10MHz前後の周波数であってもよい。
さらに、整合回路103は、給電アンテナ108に流れる電流及び給電アンテナ108に供給される電圧の変化を検出することもできる。
なお、発振器102によって発振される周波数が共振周波数fに設定された状態において、電力生成部103によって生成された電力は、整合回路104を介して給電アンテナ106に供給される。
また、整合回路103は給電アンテナ106によって出力される電力の進行波の振幅電圧V1を示す情報と、給電アンテナ106によって出力される電力の反射波の振幅電圧V2を示す情報とを検出する。反射電力検出回路112によって検出された振幅電圧V1を示す情報及び振幅電圧V2を示す情報は、CPU107に供給される。
CPU107は、反射電力検出回路112から供給された振幅電圧V1を示す情報及び振幅電圧V2を示す情報をRAM109に記録する。CPU107は、進行波の振幅電圧V1と、反射波の振幅電圧V2とによって、電圧反射係数ρを取得する。さらに、CPU107は、電圧反射係数ρによって電圧定在波比VSWR(Voltage Standing Wave Ratio)を算出する。
電圧定在波比VSWRは、給電アンテナ106から出力される電力の進行波と、給電アンテナ106から出力される電力の反射波との関係を示す値である。電圧定在波比VSWRの値が1に近いほど、反射電力が少なく、給電機器100から外部の電子機器に対して供給される電力の損失が少なく、電力の伝送効率が良い状態であることを示す。
下記の式2は、電圧反射係数ρを示すものとする。
下記の式3は、電圧定在波比VSWRを示すものとする。
なお、以下、電圧定在波比VSWRを「VSWR」と呼ぶ。
CPU107は、算出したVSWRを用いて、給電機器100の近傍に電子機器200が置かれたか否かを判定する。
発振器101によって発振される周波数が、共振周波数fに設定された状態で、電力送信回路102によって生成された電力は、整合回路103を介して給電アンテナ108に供給される。
変復調回路104は、電子機器200を制御するためのコマンドを電子機器200に送信するために、予め定められたプロトコルに応じて、電力送信回路102によって生成された電力の変調を行う。予め定められたプロトコルとは、例えば、RFID(Radio Frequency IDentification)等のISO/IEC 18092規格に準拠した通信プロトコルである。電力送信回路102によって発生された電力は、変復調回路104によって、電子機器200と通信を行うためのコマンドとして、パルス信号に変換され、給電アンテナ108を介して電子機器200に送信される。また、予め定められたプロトコルは、NFC(Near Field Communication)の規格と互換性がある通信プロトコルであってもよい。
電子機器200に送信されたパルス信号は、電子機器200により解析されることによって、「1」の情報と、「0」の情報とを含むビットデータとして検出される。なお、コマンドには、宛先を識別するための識別情報及びコマンドによって指示される動作を示すコマンドコード等が含まれる。
なお、CPU105は、コマンドに含まれる識別情報を変更するように変復調回路104を制御することによって、電子機器200だけにコマンドを送信することもできる。また、CPU105は、コマンドに含まれる識別情報を変更するように変復調回路104を制御することによって、電子機器200及び電子機器200以外の装置に対しても、コマンドを送信することもできる。
変復調回路104は、電力送信回路102によって発生された電力を、振幅変位を利用したASK(Amplitude Shift Keying)変調によって、パルス信号に変換する。ASK変調は、振幅変位を利用した変調であり、ICカードと、ICカードと無線により通信を行うカードリーダとの通信等で用いられる。
変復調回路104は、変復調回路104に含まれるアナログ乗算器や負荷抵抗をスイッチングさせることにより電力送信回路102によって生成された電力の振幅を変更することによって、パルス信号に変更する。変復調回路104によって変更されたパルス信号は、給電アンテナ108に供給され、コマンドとして電子機器200に送信される。さらに、変復調回路104は、所定の符合化方式による符合化回路を有する。変復調回路104は、整合回路103において検出される給電アンテナ108に流れる電流の変化に応じて、電子機器200に送信したコマンドに対する電子機器200からの返答を符号化回路により復調することができる。このことによって、変復調回路104は、負荷変調方式によって電子機器200に送信したコマンドに対する返答を、電子機器200から受信することができる。変復調回路104は、CPU105からの指示に応じてコマンドを電子機器200に送信する。さらに、変復調回路104は、電子機器200からの返答を受信した場合、受信した返答を復調してCPU105に供給する。
CPU105は、AC電源と給電機器100とが接続されている場合、AC電源から変換部111を介して供給される電力によって、給電機器100の各部を制御する。また、CPU105は、ROM106に記憶されているコンピュータプログラムを実行することによって、給電機器100の各部の動作を制御する。CPU105は電力送信回路102を制御することにより電子機器200に供給する電力を制御する。また、CPU105は、変復調回路104を制御することにより、コマンドを電子機器200に送信する。
ROM106は、給電機器100の各部の動作を制御するコンピュータプログラム及び各部の動作に関するパラメータ等の情報を記憶する。また、ROM106は、表示部113に表示させるための映像データを記録している。
RAM107は、書き換え可能な不揮発性メモリであり、一時的に給電機器100の各部の動作を制御するコンピュータプログラム、各部の動作に関するパラメータ等の情報、変復調回路104によって電子機器200から受信された情報等を記録する。
給電アンテナ108は、電力送信回路102により生成された電力を外部に出力するためのアンテナである。
給電機器100は、給電アンテナ108を介して電子機器200に電力を供給したり、コマンドを送信したりする。また、給電機器100は、給電アンテナ108を介して電子機器200からコマンド、電子機器200に送信したコマンドに対応する返答及び電子機器200から送信された情報を受信する。
タイマー109は、現在の時刻や各部で行われる動作や処理に関する時間を計測する。また、タイマー109によって計測される時間に対する閾値は、ROM106にあらかじめ記録されている。
記録部110は、通信部112によって受信された映像データや音声データ等のデータを記録媒体110aに記録する。
また、記録部110は、映像データや音声データ等のデータを記録媒体110aから読み出し、RAM107、通信部112及び表示部113に供給することもできる。
なお、記録媒体110aは、ハードディスクやメモリカード等であってもよく、給電機器100に内蔵されていても、給電機器100に着脱可能な外部の記録媒体であってもよい。
変換部111は、不図示のAC電源と給電機器100とが接続されている場合、不図示のAC電源から供給される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を給電機器100全体に供給する。
通信部112は、RAM107及び記録媒体110aのいずれか一つから供給された映像データや音声データを電子機器200に送信する。また、通信部112は、電子機器200から給電機器100に送信される映像データや音声データを受信する。例えば、通信部112は、USBやHDMI(登録商標)(High−Definition Multimedia Interface)等のインターフェースに応じて、通信を行ってもよい。また、通信部112は、無線通信方式に準拠した通信を行ってもよい対象物とする。また、例えば、通信部112は、無線LAN規格に規定されている802.11a、b、g、n規格に応じて無線通信を行っても良いもよい。通信部112は、無線LAN規格に準拠した信号に変調することにより映像データや音声データの送信や受信を行ってもよい。
なお、通信部112は、変復調回路104によりコマンドが給電アンテナ108を介して電子機器200に送信されている場合であっても、電子機器200から映像データや音声データを受信したり、映像データや音声データを電子機器200に送信したりできる。また、通信部112は、コマンドに対応する返答が給電アンテナ108を介して電子機器200から変復調回路104により受信されている場合でも、電子機器200から映像データや音声データを受信したり、映像データや音声データを電子機器200に送信したりできる。
表示部113は、記録部110によって記録媒体110aから読み出される映像データ、RAM107から供給される映像データ、ROM106から供給される映像データ及び通信部112から供給される映像データのいずれか一つの映像データを表示する。表示部113は、記録媒体110aから読み出された映像データやROM106にあらかじめ記録されているアイコンやメニュー画面等を表示することもできる。
操作部114は、給電機器100を操作するためのユーザインターフェースを提供する。操作部114は、給電機器100を操作するための電源ボタン、給電機器100の動作モードを切り換えるモード切換ボタン、給電機器100の設定を変更するための設定変更ボタン等を有し、各ボタンはスイッチ、タッチパネル等により構成される。CPU105は、操作部114を介して入力されたユーザの指示に従って給電機器100を制御する。
なお、操作部114は、不図示のリモートコントローラから受信したリモコン信号に応じて給電機器100を制御する対象物であってもよい。
給電機器100は、さらに不図示のスピーカ部を有していてもよい。不図示のスピーカ部は、記録部110によって記録媒体110aから読み出される音声データ、ROM106から供給される音声データ、RAM107から供給される音声データ及び通信部112から供給される音声データのいずれか一つを出力する対象物とする。
給電機器100が電子機器200に対して給電アンテナ108を介して電力を供給する場合、電力送信回路102、整合回路103、変復調回路104及び給電アンテナ108によって、第1の電力及び第2の電力のいずれか一つが電子機器200に出力される。
給電機器100が電子機器200に対して給電アンテナ108を介してコマンドを送信する場合、電力送信回路102、整合回路103、変復調回路104及び給電アンテナ108によって、第1の電力と、コマンドとが電子機器200に供給される。
給電機器100が映像データ及び音声データの少なくとも一つを電子機器200に送信する場合、通信部112によって、映像データ及び音声データの少なくとも一つが電子機器200に送信される。
給電機器100が映像データ及び音声データの少なくとも一つを電子機器200から受信する場合、通信部112によって、映像データ及び音声データの少なくとも一つが電子機器200から受信される。
なお、通信部112が映像データ及び音声データの少なくとも一つを電子機器200に送信している場合であっても、給電機器100は、コマンドや情報を、給電アンテナ108を介して電子機器200に送信することができる。また、通信部112が映像データ及び音声データの少なくとも一つを電子機器200に送信している場合であっても、給電機器100は、コマンドに対応する返答や情報を、給電アンテナ108を介して電子機器200から受信することができる。
また、通信部112が映像データ及び音声データの少なくとも一つを電子機器200から受信している場合であっても、給電機器100は、コマンドや情報を、給電アンテナ108を介して電子機器200に送信することができる。また、通信部112が映像データ及び音声データの少なくとも一つを電子機器200から受信している場合であっても、給電機器100は、コマンドに対応する返答や情報を、給電アンテナ108を介して電子機器200から受信することができる。
次に、図2を参照して、電子機器200の構成の一例について説明を行う。なお、電子機器200の一例として、デジタルスチルカメラを挙げ、以下、説明を行う。
電子機器200は受電アンテナ201、整合回路202、整流平滑回路203、変復調回路204、CPU205、ROM206、RAM207、レギュレータ208、充電制御部209、2次電池210及びタイマー211を有する。さらに、電子機器200は、通信部212、撮像部213、記録部214、記憶媒体214a、操作部215、切換回路216、アダプタコネクタ217を有する。
受電アンテナ201は、給電機器100から供給される電力を受電するためのアンテナである。電子機器200は、受電アンテナ201を介して、給電機器100から電力を受電したり、コマンドを受信したりする。また、電子機器200は、受電アンテナ201を介して給電機器100を制御するためのコマンド及び給電機器100から受信したコマンドに対応する返答を送信する。
整合回路202は、受電アンテナ201と変復調回路及び整流平滑回路203とインピーダンスマッチングを行うための回路である。また、給電機器100の共振周波数fと同じ周波数で受電アンテナ201が共振するための回路でもある。整合回路202は、整合回路103と同様にコンデンサ、コイル、可変コンデンサ、可変コイル及び抵抗等を有する。整合回路202は、給電機器100の共振周波数fと同じ周波数で受電アンテナ201が共振するように、可変コンデンサのキャパシタンスの値、可変コイルのインダクタンスの値及び可変抵抗のインピーダンスの値を制御する。また、整合回路202は、受電アンテナ201によって受電される電力を整流平滑回路203に供給する。
整流平滑回路203は、受電アンテナ201によって受電された電力からコマンド及びノイズを取り除き、直流電力を生成する。さらに、整流平滑回路203は、生成した直流電力を切換え回路216を通してレギュレータ208に供給する。整流平滑回路203は、受電アンテナ201によって受電される電力から取り除いたコマンドを変復調回路204に供給する。
なお、整流平滑回路203は、整流用のダイオードを有し、全波整流及び半波整流のいずれか一つにより直流電力を生成する。
変復調回路204は、整流平滑回路203から供給されたコマンドを給電機器100と予め決められた通信プロトコルに応じて解析し、コマンドの解析結果をCPU205に供給する。
給電機器100から電子機器200に対して電力が供給されている場合、CPU205は、コマンド、コマンドに対する返答及び所定の情報を給電機器100に送信するために変復調回路204に含まれる負荷を変動させるように変復調回路204を制御する。変復調回路204に含まれる負荷が変化する場合、給電アンテナ108に流れる電流が変化する。これにより、給電機器100は、給電アンテナ108に流れる電流の変化を検出することによって、電子機器200から送信されるコマンド、コマンド対する返答及び所定の情報を受信する。
CPU205は、ROM206に記憶されているコンピュータプログラムを実行することによって、電子機器200の各部の動作を制御する。また、CPU205は、変復調回路204から供給された解析結果に応じて変復調回路204が受信したコマンドがどのコマンドであるかを判定し、受信したコマンドに対応するコマンドコードによって指定されている処理や動作を行うように電子機器200を制御する。CPU205はタイマー211のカウント値を用いて、現在の時刻や各部で行われる動作や処理に関する時間を計測する。CPU205はタイマー211のカウント値を用いて充電時間を計測し、タイマー値が閾値になると、2次電池210が満充電では無くても充電制御部209を制御して充電を終了する。
ROM206は、受電装置200の各部の動作を制御するコンピュータプログラム及び各部の動作に関するパラメータ等の情報を記憶する。また、ROM206には、給電機器100と受電装置200がお互いを認証する際に使用する受電装置200の識別情報、受電装置200のデバイス情報及び表示データ等が記録される。受電装置200の識別情報とは、例えば、受電装置200のIDを示す情報や受電装置200の通信でのアドレスを示す情報である。受電装置200のデバイス情報には、受電装置200のメーカー名、受電装置200の装置名、受電装置200の製造年月日等が含まれる。またROM206には電力供給元が有線の場合と無線の場合それぞれの空の2次電池210を充電した場合のデフォルト充電タイムアウト時間(a)が記憶されている。
RAM207は、書き換え可能な不揮発性メモリであり、一時的に受電機器200の各部の動作を制御するコンピュータプログラム、各部の動作に関するパラメータ等の情報、給電機器100から送信された情報等を記録する。
レギュレータ208は、切換回路216から供給される電力の電圧及び2次電池210から供給される電力の電圧のいずれか一つがCPU205によって設定された電圧値になるように制御する。なお、レギュレータ208は、スイッチングレギュレータであっても、リニアレギュレータであっても良い対象物とする。レギュレータ208は、2次電池210から電力が供給されていないが、切換回路216から電力が供給されている場合、切換え回路からの電力を電子機器200全体に供給する。レギュレータ208は、切換回路216から電力が供給されていないが、2次電池210から電力が供給されている場合、2次電池210から供給される電力を電子機器200全体に供給する。レギュレータ208は、切換回路216及び2次電池210から電力が供給されている場合、切換回路216と、2次電池210から供給される電力とを電子機器200全体に供給することもできる。
充電制御部209は、レギュレータ208から電力を供給された場合、供給される電力に応じて、2次電池210の充電を行う。充電制御部209は、2次電池210の電圧レベルを検出することで2次電池210の残量を検出し、2次電池210の残量に応じた充電制御を行う。充電制御部209は、2次電池210が空の状態からある一定の残量(電圧)になるまでは急速充電よりも微小な電力で充電を行う。ある一定の残量以上であると、急速充電として定電圧定電流方式により2次電池210の充電を行う対象物とする。また充電制御部209は2次電池210の充電制御と放電制御の切り替えを制御し、レギュレータ208からの電力が所定の値よりも低い場合はバッテリを放電するように制御する。
2次電池210は、電子機器200に着脱可能な2次電池である。また、2次電池210は、充電可能な2次2次電池であり、例えばリチウムイオン2次電池等である。2次電池210は、電子機器200の各部に対して電力を供給することができる。ここで、不図示だが、電子機器200の各部に電力を供給する際は、LDO等の電圧変換を行うレギュレータが有ることが望ましい。
タイマー211は、現在の時刻や各部で行われる動作や処理に関する時間を計測する。また、タイマー211によって計測される時間に対する閾値は、ROM206にあらかじめ記録されている。タイマー211は充電時間をカウントするが、計測される時間に対する閾値は、ROM206に予め記録されている値である場合と、CPUが新たに判断した値を用いる場合がある。
通信部212は、ROM206や記録媒体217aに記録されている映像データや音声データを給電機器100に送信したり、給電機器100から映像データや音声データを受信したりもできる。通信部212は、通信部112と共通する通信プロトコルに応じて、映像データや音声データの送信や受信を行う。また、例えば、通信部212は、無線LANとして規定されている802.11a、b、g、n規格に従って、映像データや音声データの送信や受信を行ってもよい。
撮像部213は、被写体の光学から映像データを生成するための撮像素子、撮像素子で生成された映像データに対して画像処理を行う画像処理回路、映像データを圧縮したり、圧縮された映像データを伸長したりする圧縮伸長回路等を有する。撮像部213は、被写体の撮影を行い、撮影の結果により得られた静止画像や動画像等の映像データを記録部214に供給する。
記録部214は、撮像部213から供給された映像データを記録媒体214aに記録する。撮像部213は、被写体の撮影を行うための必要な構成をさらに有していてもよい。記録部214は、通信部212及び撮像部213のいずれか一つから供給された映像データや音声データ等のデータを記録媒体214aに記録する。また、記録部214は、映像データや音声データ等のデータを記録媒体214aから読み出し、RAM207及び通信部212に供給することもできる。
なお、記録媒体214aは、ハードディスクやメモリカード等であってもよく、給電機器100に内蔵されていても、給電機器100に着脱可能な外部の記録媒体であってもよい。
操作部215は、電子機器200を操作するためのユーザインターフェースを提供する。操作部215は、電子機器200を操作するための電源ボタン及び電子機器200の動作しているモードを切り換えるモード切換ボタン等を有し、各ボタンはスイッチ、タッチパネル等により構成される。CPU205は、操作部215を介して入力されたユーザの指示に従って電子機器200を制御する。
なお、操作部215は、不図示のリモートコントローラから受信したリモコン信号に応じて電子機器200を制御する対象物であってもよい。
切換回路216は、電子機器200の電力供給元を検出し切り替えるための回路である。電力供給元には受電アンテナン201からの無線の電力を、整合回路202を通して、整流平滑回路203で平滑された無線電力と、アダプタコネクタ217からの有線電力であるACアダプタ電源とがある。これら入力された電力をレギュレータ208へ出力する。切換回路216はCPU205からの指示により、電力供給元を切り替えることもできるが、CPU205からの指示がない場合は予め決められた電力供給元の電力をレギュレータ208へ出力する。複数の電力供給元からの電力供給がある場合、予め決められた優先順位でレギュレータ208へ電力が供給され、レギュレータ208から電子機器200の各部に電力が供給される。
CPU205が複数の電力供給元から切換回路216の電源を切り替える場合は、電力供給元CPU205にレギュレータ208からの電力が供給されると、CPU205は切換回路216に電力供給元の切り替えを指示し、電力供給を切り替える。電力供給元の検出には、アダプタコネクタ217、整流平滑回路203からの電圧レベルにより検出する。
電力の切り替えは機械式のリレースイッチやFET(Field Effect Transistor)により切り替え動作を行う。アダプタコネクタ217は電子機器200の専用ACアダプタのコネクタであり、ACアダプタケーブルと物理的に接続される。ACアダプタからの電力はアダプタコネクタ217を通して、切換回路216へ有力され、レギュレータ208と通して、電子機器200全体に電力が供給される。
なお、給電アンテナ108及び受電アンテナ201は、ヘリカルアンテナであっても、スパイラルアンテナであってもよく、メアンダラインアンテナ等の平面状のアンテナであってもよい対象物とする。
また、実施例において、給電機器100によって行われる処理は、給電機器100が電磁界結合によって電子機器200に対して無線で電力を供給するシステムにおいても適用できる対象物とする。同様に、実施例において、電子機器200によって行われる処理は、給電機器100が電磁界結合によって電子機器200に対して無線で電力を供給するシステムにおいても適用できる対象物とする。
また、給電アンテナ108として電極を給電機器100に設け、受電アンテナ201として電極を電子機器200に設けることにより、給電機器100が電界結合により電力を電子機器200に供給するシステムにおいても、本発明を適用することができる。
また、給電機器100が電磁誘導によって無線で電子機器200に電力を供給するシステムにおいても、本発明を適用できる対象物とする。
また、実施例において、給電機器100は、電子機器200に対して無線で電力を送信し、電子機器200は、給電機器100から無線で電力を受電する対象物とした。しかし、「無線」を「非接触」や「無接点」と言い換えてもよい対象物とする。
(タイムアウト動作処理)
次に実施例1において、本実施形態の電子機器200が2次電池210を充電する処理と充電タイムアウト時間を決定する処理の説明をする。ここで、CPU205は充電制御部209を用いて2次電池210を充電するが、所定の時間よりも長い時間充電した場合、2次電池の異常とCPU205が判断し、タイムアウト処理として充電制御部209を用いて充電を終了する。充電タイムアウト時間とは前述の所定の時間のことである。
次に実施例1において、本実施形態の電子機器200が2次電池210を充電する処理と充電タイムアウト時間を決定する処理の説明をする。ここで、CPU205は充電制御部209を用いて2次電池210を充電するが、所定の時間よりも長い時間充電した場合、2次電池の異常とCPU205が判断し、タイムアウト処理として充電制御部209を用いて充電を終了する。充電タイムアウト時間とは前述の所定の時間のことである。
図3は電子機器200の充電タイムアウト時間の決定と充電処理を示した図である。
S301として、CPU205は切替回路216に入力されて電圧により、電源から電力が供給されているか否かを検出する。CPU205はS301で電力が供給されていると検出すると、S302へ進む。
S302として、CPU205は充電制御部209を通して2次電池210の電圧から電池残量を検出し、2次電池210の残量情報をRAM207に格納してからS303へと進む。
S303として、CPU205はS302で検出した電池残量から2次電池210が満充電状態か否かを判断する。CPU205が満充電であると判断した場合、本充電タイムアウト時間の決定と充電処理を終了する。CPU205が満充電ではないと判断した場合は、S304へと進む。
S304として、CPU205は切換回路216により検出した電力供給元が無線であるか否かを判断する。CPU205が電力供給元は無線であると判断した場合は、S311へと進み、無線ではないと判断した場合は、S305へと進む。ここで、S304において、CPU205は電力供給元がACアダプタ電源と無線電力の両方であると判断した場合は、安定した電力供給元であるS305へと進み、ACアダプタ電源の電力で充電処理を行う。但し、ACアダプタ電源が無線電力よりも小さい場合はS305ではなくS311へと進み、無線電力で充電処理を行っても良い。
S305として、CPU205はROM206に記憶されている電力供給元がACアダプタの場合のデフォルト充電タイムアウト時間(a)を読み出し、S306へ進む。
S306として、CPU205はS302でRAM207に格納した2次電池210の残量情報と、S305でROM206から読みだした値を比較することで充電タイムアウト時間を決定し、充電タイムアウト時間をRAMS307に格納し、S307へと進む。2次電池の残量情報とデフォルト充電タイムアウト時間(a)情報からの充電タイムアウト時間(c)の決め方は、例えば、デフォルト充電タイムアウト(a)時間が120分であり、2次電池210の残量が50%であった場合、CPU205は120分の半分の60分と算出する。
S307として、CPU205は充電制御部209により2次電池210への充電処理を開始し、S308へと進む。
S308として、CPU205はタイマー211を制御してカウント動作を始め、S309へと進む。
S309として、CPU205はタイマー211のカウント値とRAMU207に格納されたS306で決定した充電タイムアウト時間(c)とを比較して、充電タイムアウト時間か否かを判断する。CPU205がタイマー211のカウント値が充電タイムアウト時間であると判断した場合は、S316へと進む。CPU205がタイマー211のカウント値が充電タイムアウト時間(c)ではないと判断すると、S310へと進む。
S310として、CPU205は充電制御部209と通して2次電池210の電圧から充電状態が満充電であると判断した場合、S316へと進む。CPU205は充電制御部209と通して2次電池210の電圧から充電状態が満充電ではないと判断した場合、S309へ戻り、タイムアウト時間(c)か否かを再判断する。
S311として、CPU205はS304で電力供給元が無線であると判断したので、CPU205はROM206に格納されたている無線のデフォルト充電タイムアウト時間(a)を読み出し、S312へと進む。
S312として、CPU205はRAM207に格納された2次電池210の電池残量とS311で読み出したデフォルト充電タイムアウト時間(a)から仮の充電タイムアウト時間(b)を決定し、RAM207へ格納してからS313へと進む。2次電池の残量情報とデフォルト充電タイムアウト時間(a)情報からの仮の充電タイムアウト時間(b)の決め方は、例えば、デフォルト充電タイムアウト時間(a)が120分であり、2次電池210の残量が50%であった場合、CPU205は120分の半分の60分を仮の充電タイムアウト時間(b)と算出する。
S313として、CPU205は充電制御部209と制御して2次電池210の充電を開始し、S314へと進む。
S314として、CPU205はタイマー211を制御して充電時間のカウント動作を行い、S315へと進む。
S315として、CPU205は電力供給元が無線の場合の充電タイムアウト時間決定処理を行い、S316へと進む。電力供給元が無線の場合の充電タイムアウト時間決定処理の詳細は図4を用いて後述する。
S316として、CPU205は2次電池210の充電状態が満充電もしくはタイマー211のカウント値が所定の充電タイムアウト時間であるので、充電動作を終了し、本充電タイムアウト時間の決定と充電処理動作を終了する。
(S315:無線の場合の充電タイムアウト時間決定処理)
S315の電力供給元が無線の場合の充電タイムアウト時間決定処理を、図4、図5を用いて説明する。
S315の電力供給元が無線の場合の充電タイムアウト時間決定処理を、図4、図5を用いて説明する。
図4は電力供給元が無線の場合の充電タイムアウト時間決定処理を示した図であるが、この説明の前に図5を用いて、電子機器200と給電機器100との間の通信と給電の関係を説明する。図5の横軸は時間軸であり、縦軸は電力である。
図5は給電機器100が出力した無線電力を示しており、給電機器100は電子機器200と通信するために1W程度の電力(第1の電力)を出力し、機器間で認証処理を行う。給電機器100は機器認証が終わり、電子機器200が電力を供給しても良い機器であると判断すると8W程度の電力(第2の電力)を出力する。電子機器200は受け取った電力で2次電池210を充電する。給電機器100は一定期間後、電子機器200の充電の状態を知る為に、電子機器200に対し通信を行う為に、通信用の電力である1W(第1の電力)を出力し電子機器200と通信を行う。ここで一定期間とは例えば5秒後である。通信(第1の電力出力)と給電(第2の電力出力)を2次電池210が満充電になるまで繰り返す。
図4に戻り、電力供給元が無線の場合の充電タイムアウト時間決定処理を説明する。図4(a)は切換回路216で受電した無線電力を用いて充電タイムアウト時間(d)を決定する場合であり、図4(b)は充電制御部209で充電した電力を用いて充電タイムアウト時間(e)を決定する場合である。
図4(a)を用いて、CPU205が切換回路216で受電した無線電力を用いて充電タイムアウト時間(d)を決定する場合の処理を説明する。
S401aとして、CPU205が受電アンテナ201から整合回路202と変復復調回路204を通し、給電装置100からコマンドが遅れてきて通信するのを待つ。通信するS402aへ進む。
S402aとして、CPU205は切換回路216に入力される電力により、通信電力である第1の電力を受け取っている期間を検出し、S403aに進む。
S403aとして、CPU205が受電アンテナ201から整合回路202と整流平滑回路203を通し、給電装置100から給電用の電力が送られてくるのを待つ。給電用の電力を受け取ると、S404aへ進む。
S404aといて、CPU205は切換回路216に入力される電力により、第2の電力である受電電力値を検出し、S405aとして、CPU205は第2の電力を受け取っている期間を検出し、S406aに進む。
S406aとして、CPU205はS312で決定した仮の充電タイムアウト時間(b)とS402aとS404a、S405aで検出した通信時間と受電時間と受電電力から充電タイムアウト時間(d)を算出し、S407aへ進む。
ここで充電タイムアウト時間(d)の例を説明する。
仮の充電タイムアウト時間(b)が60分、デフォルト充電タイムアウト時間(a)が120分の条件として受電電力が5W、受電期間が3.5秒、通信期間が0.5秒(つまり、4秒中3.5秒は受電)とする。S402aとS404a、S405aで検出した通信時間と受電時間と受電電力は、受電電力が4W、通信期間が0.2秒、受電期間が3.8秒(つまり、4秒中3.8秒は受電)とすると、充電タイムアウト時間(d)は約52秒(式は下記参照)となる。
充電タイムアウト時間(d)=仮充電タイムアウト時間(b)60分×(3.8秒/3.5秒)×(受電電力4W/デフォルト受電電力5W)
S407aとして、CPU205はタイマー211のカウント値がS406aで決定した充電タイムアウト時間(d)であるか否かを判断し、タイムアウト時間でない場合は、S408aに進み、タイムアウト時間の場合は、本電力供給元が非接触の場合の充電タイムアウト時間の決定処理を終了する。
充電タイムアウト時間(d)=仮充電タイムアウト時間(b)60分×(3.8秒/3.5秒)×(受電電力4W/デフォルト受電電力5W)
S407aとして、CPU205はタイマー211のカウント値がS406aで決定した充電タイムアウト時間(d)であるか否かを判断し、タイムアウト時間でない場合は、S408aに進み、タイムアウト時間の場合は、本電力供給元が非接触の場合の充電タイムアウト時間の決定処理を終了する。
S408aとして、CPU205は充電制御部209を通して、2次電池210が満充電か否かの判断を行い、満充電ではない場合はS401aに戻り、満充電の場合は本電力供給元が非接触の場合の充電タイムアウト時間(d)の決定処理を終了する。
図4(b)は充電制御部209で充電した電力を用いて充電タイムアウト時間(e)を決定する場合であるが、基本的には図4の(a)と同じで受電の部分を充電に置き換えた処理であるので、同じ動作の部分は説明を割愛する。
S402bとして、CPU205は通信中の為に充電制御部209を通して2次電池を充電していない期間を検出する。
S404bとして、CPU205は充電制御部209を通して2次電池を充電している電力を検出し、S405bとして、CPU205は充電制御部209を通して2次電池を充電している期間を検出する。
S406bとして、CPU205はS312で決定した仮の充電タイムアウト時間(b)とS402bとS404b、S405bで検出した(通信期間の為に)充電停止時間と受電時間と充電電力から充電タイムアウト時間(e)を算出し、S407bへ進む。
ここで充電タイムアウト時間(e)の例を説明する。
仮の充電タイムアウト時間(b)が60分、デフォルト充電タイムアウト時間(a)が120分の条件として充電電力が5W、充電時間が3.5秒、充電停止時間が0.5秒(つまり、4秒中3.5秒は充電)とする。S402bとS404b、S405bで検出した充電停止時間と充電時間と充電電力は、充電電力が4W、充電停止期間が0.2秒、充電時間が3.8秒(つまり、4秒中3.8秒は充電)とすると、充電タイムアウト時間(e)は約52秒(式は下記参照)となる。
充電タイムアウト時間(e)=仮充電タイムアウト時間(b)60分×(3.8秒/3.5秒)×(充電電力4W/デフォルト充電電力5W)
このように、本発明の電子機器100は電力供給元の種類と電力状態、充電状態により、充電タイムアウト時間(e)を決めるので、最適な充電タイムアウト時間を提供することが可能である。
充電タイムアウト時間(e)=仮充電タイムアウト時間(b)60分×(3.8秒/3.5秒)×(充電電力4W/デフォルト充電電力5W)
このように、本発明の電子機器100は電力供給元の種類と電力状態、充電状態により、充電タイムアウト時間(e)を決めるので、最適な充電タイムアウト時間を提供することが可能である。
(実施例2)
実施例1では充電動作中に電子機器100が充電以外の動作(動作とは電子機器100がカメラの場合が画像の表示や画像の転送のこと)していない場合を説明したが、実施例2として充電中に電子機器100が充電中に充電以外の動作を行う場合の実施形態の例を示す。システムの構成は実施例1の図1、2と同じなので割愛する。
実施例1では充電動作中に電子機器100が充電以外の動作(動作とは電子機器100がカメラの場合が画像の表示や画像の転送のこと)していない場合を説明したが、実施例2として充電中に電子機器100が充電中に充電以外の動作を行う場合の実施形態の例を示す。システムの構成は実施例1の図1、2と同じなので割愛する。
図6は充電中に電子機器100が充電中に充電以外の動作を行う場合の充電タイムアウト時間決定と充電処理を示した図である。
充電中になる前の処理は図3のS308の終了時と図4のS406aとS406bの終了時なので、割愛している。それぞれの処理の下に、充電中に動作した場合の充電タイムアウト時間の決定と充電処理として図6の処理がくることになる。
S601として、CPU205はタイマー211のカウント値が充電タイムアウト時間(充電タイムアウト時間(d)又は(e))であるか否かを判断し、充電タイムアウト時間ではない場合は、S602へ進み、充電タイムアウト時間である場合はS610へ進む。
S602として、CPU205は充電制御部209を通して、2次電池210が満充電状態か否かを判断し、満充電の場合はS610へ進み、満充電ではないと判断した場合はS603へ進む。
S603として、CPU205は充電制御部209と通して、2次電池210の充電を停止しているか否かを判断する。充電を停止している場合は、S604へ進む、充電を停止していない場合はS605へ進む。ここで、充電を停止しているケースとしては、電子機器200が充電以外の動作を行って消費している為、電力供給元から受け取った電力を充電に供給できない場合である。
S604として、CPU205は充電を停止しているのでタイマー211のカウントアップを止めて、S605へ進む。これにより充電していない間の余分なタイマーのカウントアップをしないようにする。
S605として、CPU205は撮像部213の制御や通信部212の制御といった充電以外の動作を行っているか否かを判断する。充電以外の動作を行っている場合はS606へ進み、充電以外の動作を行っていない場合はS609へ進む。
S606として、CPU205は充電制御部209を通して2次電池210が放電しているか否かを判断する。放電の検出は、充電電流制御部209が2次電池210を充電する際の電流と逆向きに電流を流しているか否かをCPU205が検出することで判断する。CPU205は2次電池210が放電していると判断するとS608へ進み、放電していないと判断するとS607へ進む。
S607として、2次電池210は放電しないが、電子機器200は充電以外の動作をしているので、CPU205は充電制御部209を通して2次電池210を充電している電力が減少している割合に応じて、充電タイムアウト時間(g)を延ばし、S609へと進む。充電タイムアウト時間(g)の延ばし方は、例えば、通常の充電電力が3Wに対して、減少して2Wの場合は充電タイムアウト時間を1.5倍(3W/2W)とする。
S608として、CPU205は充電制御部209と通して2次電池210が放電している電力量の割合に応じて、充電タイムアウト時間(f)を延ばし、S609へと進む。充電タイムアウト時間(f)の延ばし方は、例えば、現在の充電タイムアウト時間が40分であり、通常充電電力が2Wとして、放電電力量が1Wを30分間とした場合、充電タイムアウト時間の延長は15分(30分×1W/2W)となり、充電タイムアウト時間(f)は55分(40分+15分)とする。
S609として、CPU205はタイマー211のカウンタ値が充電タイムアウト時間になったか否かを判断し、充電タイムアウト時間(充電タイムアウト時間(f)又は(g))になった場合はS610へ進み、充電タイムアウト時間ではない場合はS602へ戻る。
S610として、2次電池210が満充電状態であるか、タイマー211が充電タイムアウト時間であるので、CPU205は充電制御部209を制御して2次電池210への充電動作を終了し、本充電中に電子機器100が充電中に充電以外の動作を行う場合の充電タイムアウト時間決定と充電処理を終了する。
このように本電子機器200は充電中に充電以外の動作を行った場合でも充電タイムアウト時間と最適に決定することができる。
100 給電機器、200 電子機器
Claims (12)
- 複数の電力供給元から電力を受け取る電子機器であって、
電力を受け取る受電手段と、
2次電池の充電を制御する充電制御手段と、
前記受電手段で受け取った電源の種類を判別する電源判別手段と、
充電時間を測定するカウンタと、
所定のカウンタ値で充電を強制的に終了する為のタイムアウト時間を決定する決定手段と、を備え、
前記決定手段は前記電源判別手段によって判別された電力供給元の種類と充電状態又は/且つ受電状態に応じてタイムアウト時間を決定することを特徴とする電子機器。 - 更に、受電した電力を検出する受電電力検出手段を備え、
前記電源判別手段は電力供給元が非接触な電力源であると判断すると、
前記決定手段は、前記受電電力検出手段により検出した電力量に応じてタイムアウト時間を決定することを特徴とする請求項1に記載の電子機器。 - 前記受電電力検出手段で検出した電力量とは、検出した電力と時間の積分値であることを特徴とする請求項2に記載の電子機器。
- 更に、非接触で電力供給元と通信を行う通信手段を備え前記電源判別手段が電力供給元は非接触な電力源であると判断すると、前記決定手段は、非接触前記通信手段により通信を行っている時間と電力を受電した時間に応じてタイムアウト時間を決定することを特徴とする請求項3に記載の電子機器。
- 更に、充電している電力を検出する充電電力検出手段を備え、前記決定手段は、前記充電電力検出手段により2次電池に充電した電力量に応じてタイムイムアウト時間を決定することを特徴とする請求項1に記載の電子機器。
- 更に、非接触で電力供給元と通信を行う通信手段とを備え、前記電源判別手段は電力供給元が非接触な電力源であると判断すると、前記決定手段は、前記充電電力検出手段により検出した電力量に応じてタイムアウト時間を決定することを特徴とする請求項5に記載の電子機器。
- 前記充電電力検出手段で検出した電力量とは充電電力と時間の積分値であることを特徴とする請求項6に記載の電子機器。
- 更に、非接触で電力供給元と通信を行う通信手段を備え、前記電源判別手段が電力供給元は非接触な電力源であると判断すると、前記決定手段は、非接触前記通信手段により通信を行っている時間と充電電力量に応じてタイムアウト時間を決定することを特徴とする請求項6に記載の電子機器。
- 更に、2次電池の放電電力を検出する放電電力検出手段を備え、前記決定手段は、前記放電電力検出手段が検出した放電電力に応じてタイムアウト時間を延ばすことを特徴とする請求項1乃至請求項8の何れか一項に記載の電子機器。
- 前記充電制御手段が充電中に一時的に充電動作を停止した場合、前記カウンタは前記充電制御手段が2次電池に充電していない間はカウントを一時的に停止することを特徴とする請求項1乃至請求項8の何れか一項に記載の電子機器。
- 充電中に電子機器が動作し、受電した電力では充電と動作の電力を同時に行えない場合、前記充電制御手段は充電電力を減らし、電子機器が動作できるように電力配分をし、前記決定手段は、前記電力配分を行った際、減少した充電電力量に応じてタイムアウト時間を延ばすことを特徴とする請求項7に記載の電子機器。
- 充電中に電子機器が動作し、受電した電力では充電と動作の電力を同時に行えない場合、前記充電制御手段は充電電力を減らし、電子機器が動作できるように電力配分をし、前記決定手段は、前記電力配分を行った際、前記カウンタは前記電力配分を行っている間はカウントを一時的に停止することを特徴とする請求項7に記載の電子機器。
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JP (1) | JP2017121099A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018113318A1 (de) | 2017-06-21 | 2018-12-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Überprüfungsverfahren für Brennstoffzellenstapel |
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2015
- 2015-12-28 JP JP2015255584A patent/JP2017121099A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018113318A1 (de) | 2017-06-21 | 2018-12-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Überprüfungsverfahren für Brennstoffzellenstapel |
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