JP2021044939A - Power receiving device, method for controlling power receiving device, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、受電装置、受電装置の制御方法、およびプログラムに関する。 The present invention relates to a power receiving device, a method for controlling the power receiving device, and a program.
近年、無線電力伝送システムの技術開発が広く行われている。特許文献1では、無線充電規格の標準化団体Wireless Power Consortium(WPC)が策定する規格(WPC規格)に準拠した受電装置および送電装置が開示されている。特許文献1には更に、送電装置における異物検出方法として、受電装置から受信した受電電力における実際の電力損失と事前に算出された推定の電力損失との差が閾値以上となった場合に、受電装置とは異なる異物を検出したと判定する方法が開示されている。ここで、推定の電力損失は、受電装置が通知した軽負荷状態と負荷接続状態の受電電力における実際の電力損失に基づき、算出される。
In recent years, technological development of wireless power transmission systems has been widely carried out.
受電装置は送電装置による電力損失の推定を較正するために、受電電力を較正基準値として送電装置に送信する。送電装置は特性上、送電回路の切り替えが起こる電力値などで送電電力が安定しないことがあり、そのような電力値において較正基準値を受け入れない。送電装置が較正基準値を受け入れなかった場合、基準値の付近で電力損失推定の較正が行われない。一般に、推定の電力損失の算出に用いられた受電電力から離れた受電電力においては、実際の電力損失と推定の電力損失との誤差は大きくなる。そのため、当該受電電力となる送電が行われた場合、異物検出精度が低下し、異物の誤検出による充電停止や異物の未検出による温度上昇等が発生する可能性があった。その結果、誤検出による充電停止や、存在する異物を検出できないことによる温度上昇等が発生する等、利便性が低下する諸問題が生じうる。 The receiving device transmits the received power as a calibration reference value to the transmitting device in order to calibrate the estimation of the power loss by the transmitting device. Due to the characteristics of the power transmission device, the transmitted power may not be stable due to the power value at which the switching of the power transmission circuit occurs, and the calibration reference value is not accepted at such a power value. If the transmission device does not accept the calibration reference value, the power loss estimation is not calibrated near the reference value. Generally, in the received power that is far from the received power used for calculating the estimated power loss, the error between the actual power loss and the estimated power loss becomes large. Therefore, when power is transmitted as the received power, the accuracy of detecting foreign matter is lowered, and there is a possibility that charging may be stopped due to erroneous detection of foreign matter or the temperature may rise due to non-detection of foreign matter. As a result, various problems may occur in which convenience is reduced, such as charging stop due to erroneous detection and temperature rise due to the inability to detect existing foreign matter.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、無線電力伝送における利便性を向上させる技術を提供する。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a technique for improving convenience in wireless power transmission.
上記目的を達成するための一手段として、本発明に係る受電装置は以下の構成を有する。すなわち、送電中に受電装置とは異なる物体の検出処理を行う送電装置から無線で受電を行う受電装置であって、前記送電装置により行われる前記検出処理に使用される情報として前記受電装置における受電電力値を含む較正情報を送信する送信手段と、前記較正情報に対する応答として、前記較正情報を受諾することを示す受諾応答または受諾しないことを示す拒否応答を前記送電装置から受信する受信手段と、前記受信手段により前記拒否応答が所定の回数連続で受信された場合、前記受電装置における受電電力を変更するための制御を行う制御手段と、を有する。 As one means for achieving the above object, the power receiving device according to the present invention has the following configuration. That is, it is a power receiving device that wirelessly receives power from a power transmitting device that detects an object different from the power receiving device during power transmission, and receives power in the power receiving device as information used in the detection process performed by the power transmitting device. A transmitting means for transmitting calibration information including a power value, and a receiving means for receiving an acceptance response indicating acceptance of the calibration information or a rejection response indicating not accepting the calibration information from the power transmission device as a response to the calibration information. When the rejection response is continuously received by the receiving means a predetermined number of times, the receiving means has a control means for controlling to change the received power in the power receiving device.
本発明によれば、無線電力伝送における利便性を向上させることができる。 According to the present invention, convenience in wireless power transmission can be improved.
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments do not limit the invention according to the claims. Although a plurality of features are described in the embodiment, not all of the plurality of features are essential to the invention, and the plurality of features may be arbitrarily combined. Further, in the attached drawings, the same or similar configurations are designated by the same reference numbers, and duplicate explanations are omitted.
[システムの構成]
図1に本実施形態による無線充電システム(無線電力伝送システム)の構成例を示す。本システムは、一例において、受電装置101と送電装置102を含んで構成される。以下では、受電装置101をRXと呼び、送電装置102をTXと呼ぶ場合がある。RXは、TXから受電して内蔵バッテリに充電を行う電子機器である。TXは、充電台103に載置されたRXに対して無線で送電する電子機器である。RXは、TXから範囲104において受電することが可能である。RXの一例はスマートフォンであり、TXの一例はそのスマートフォンを充電するためのアクセサリ機器である。なお、RXとTXは、ハードディスク装置やメモリ装置などの記憶装置であってもよいし、パーソナルコンピュータ(PC)などの情報処理装置であってもよい。また、RXとTXは、例えば、撮像装置(カメラやビデオカメラ等)やスキャナ等の画像入力装置であってもよいし、プリンタやコピー機、プロジェクタ等の画像出力装置であってもよい。また、TXがスマートフォンであってもよい。この場合、RXは、別のスマートフォンでもよいし、無線イヤホンであってもよい。また、RXは、自動車であってもよい。また、TXは、自動車内のコンソール等に設置される充電器であってもよい。また、RXとTXは、無線充電以外のアプリケーションを実行する機能を有してもよい。
[System configuration]
FIG. 1 shows a configuration example of a wireless charging system (wireless power transmission system) according to the present embodiment. In one example, this system includes a
本システムは、WPC(Wireless Power Consortium)が規定する無線充電のための規格(WPC規格)に基づいて、無線充電のための電磁誘導方式を用いた無線電力伝送を行うものとする。すなわち、RXとTXは、RXの受電コイルとTXの送電コイルとの間で、WPC規格に基づく無線充電のための無線電力伝送を行う。なお、無線電力伝送方式は、WPC規格で規定された方式に限られず、他の電磁誘導方式、磁界共鳴方式、電界共鳴方式、マイクロ波方式、レーザー等を利用した方式であってもよい。また、本実施形態では、無線電力伝送が無線充電に用いられるものとするが、無線充電以外の用途で無線電力伝送が行われてもよい。 This system shall perform wireless power transmission using an electromagnetic induction method for wireless charging based on the standard for wireless charging (WPC standard) defined by WPC (Wireless Power Consortium). That is, RX and TX perform wireless power transmission for wireless charging based on the WPC standard between the power receiving coil of RX and the power transmitting coil of TX. The wireless power transmission method is not limited to the method specified by the WPC standard, and may be a method using another electromagnetic induction method, magnetic field resonance method, electric field resonance method, microwave method, laser or the like. Further, in the present embodiment, wireless power transmission is used for wireless charging, but wireless power transmission may be performed for purposes other than wireless charging.
WPC規格では、RXがTXから受電する際に保証される電力の大きさがGuaranteed Power(保証電力)(以下、「GP」と呼ぶ。)と呼ばれる値によって規定される。GPは、例えばRXとTXの位置関係が変動して受電コイルと送電コイルとの間の送電効率が低下したとしても、RX内の負荷(充電用の回路等)へ出力されることが保証される電力値を示す。例えばGPが5ワットの場合、受電コイルと送電コイルの位置関係が変動して送電効率が低下したとしても、TXは、RX内の負荷へ5ワットを出力することができるように制御して送電を行う。 In the WPC standard, the amount of power guaranteed when RX receives power from TX is defined by a value called Guaranteed Power (hereinafter referred to as "GP"). The GP is guaranteed to be output to a load (charging circuit, etc.) in the RX even if the positional relationship between the RX and TX fluctuates and the power transmission efficiency between the power receiving coil and the power transmission coil decreases. Indicates the power value. For example, when the GP is 5 watts, even if the positional relationship between the power receiving coil and the power transmission coil fluctuates and the power transmission efficiency drops, the TX controls the power transmission so that it can output 5 watts to the load in the RX. I do.
本実施形態によるRXとTXは、WPC規格に基づく送受電制御のための通信と、機器認証のための通信とを行う。ここで、送受電制御のための通信について説明する。WPC規格では、電力伝送が実行されるPower Transferフェーズと、電力伝送が行われる前のフェーズとを含んだ、複数のフェーズが規定される。 RX and TX according to this embodiment perform communication for power transmission / reception control based on the WPC standard and communication for device authentication. Here, communication for power transmission / reception control will be described. The WPC standard defines a plurality of phases including a Power Transfer phase in which power transmission is executed and a phase before power transmission is performed.
電力伝送が行われる前のフェーズは、(1)Selectionフェーズ、(2)Pingフェーズ、(3)Configurationフェーズ、(4)Negotiationフェーズ、(5)Calibrationフェーズを含む。
(1)Selectionフェーズでは、TXが、Analog Pingを間欠送信し、送電可能範囲内に物体が存在すること(例えば充電台103に受電装置101や導体片等が載置されたこと)を検出する。
(2)Pingフェーズでは、TXが、Digital Pingを送信し、そのDigital Pingを受信したRXからの応答を受信することにより、検出された物体がRXであることを認識する。
(3)Configurationフェーズでは、RXが識別情報と能力情報をTXへ通知する。
(4)Negotiationフェーズでは、RXが要求するGPの値やTXの送電能力等に基づいてGPの値を決定する。
(5)Calibrationフェーズでは、WPC規格に基づいて、RXが受電電力値をTXへ通知し、TXが送電中に異物検出処理を行うための調整を行う。
The phases before power transmission includes (1) Selection phase, (2) Ping phase, (3) Configuration phase, (4) Negotiation phase, and (5) Calibration phase.
(1) In the Selection phase, the TX intermittently transmits Analog Ping and detects that an object exists within the power transmission range (for example, a
(2) In the Ping phase, the TX transmits a Digital Ping and receives a response from the RX that has received the Digital Ping, thereby recognizing that the detected object is the RX.
(3) In the Configuration phase, RX notifies TX of identification information and ability information.
(4) In the Negotiation phase, the GP value is determined based on the GP value required by RX, the power transmission capacity of TX, and the like.
(5) In the calibration phase, RX notifies TX of the received power value based on the WPC standard, and TX makes adjustments for performing foreign matter detection processing during power transmission.
実際の電力伝送が実行されるPower Transferフェーズでは、送電の継続、およびエラーや満充電による送電停止等のための制御を行う。 In the Power Transfer phase in which actual power transmission is executed, control is performed for continuation of power transmission and stop of power transmission due to an error or full charge.
TXとRXは、これらの送受電制御のための通信を、WPC規格に基づいて無線電力伝送と同じアンテナ(コイル)を用いて信号を重畳するインバンド(In−band)通信により行う。なお、TXとRXとの間で、WPC規格に基づくインバンド通信が可能な範囲は、送電可能範囲とほぼ同様である。すなわち、図1において、範囲104は、TXとRXの送受電コイルにより無線電力伝送とインバンド通信が可能な範囲を表している。なお、以下の説明において、RXが「載置された」とは、RXが範囲104の内側に進入したことを意味し、実際には充電台103の上にRXが載置されない状態をも含むものとする。
TX and RX perform communication for power transmission / reception control by in-band communication in which signals are superimposed using the same antenna (coil) as wireless power transmission based on the WPC standard. The range in which in-band communication based on the WPC standard is possible between TX and RX is almost the same as the range in which power transmission is possible. That is, in FIG. 1, the
TXとRXは、無線電力伝送と異なるアンテナ(コイル)を用いて、送受電制御のための通信(アウトオブバンド(Out−of−band)通信)を行ってもよい。無線電力伝送と異なるアンテナ(コイル)を用いる通信の一例としては、Bluetooth(登録商標) Low Energy規格に準拠する通信方式が挙げられる。また、IEEE802.11規格シリーズの無線LAN(例えばWi−Fi(登録商標))、ZigBee、NFC(Near Field Communication)等の他の通信方式によって行われてもよい。無線電力伝送と異なるアンテナ(コイル)を用いる通信は、無線電力伝送で用いられる周波数とは異なる周波数により行われるようにしてもよい。 The TX and RX may perform communication for power transmission / reception control (out-of-band communication) using an antenna (coil) different from that of wireless power transmission. As an example of communication using an antenna (coil) different from wireless power transmission, a communication method compliant with the Bluetooth (registered trademark) Low Energy standard can be mentioned. Further, it may be performed by another communication method such as a wireless LAN of the IEEE802.11 standard series (for example, Wi-Fi (registered trademark)), ZigBee, NFC (Near Field Communication). Communication using an antenna (coil) different from that of wireless power transmission may be performed at a frequency different from the frequency used in wireless power transmission.
本実施形態では、RXは、GPの値を決定することに先立って、TXとの間で電子証明書を用いたチャレンジ・レスポンス型の通信を行い、TXを機器認証する。すなわち、RXは機器認証のための通信を行い、機器認証の結果に基づいて、NegotiationフェーズにおいてTXに要求するGPを決定する。例えば、RXは、機器認証に成功したTXに対してはGPを15ワットとするように要求し、そうでないTXに対してはGPを5ワットとするように要求する。なお、GPは15ワットと5ワット以外の組み合わせに限られず、機器認証が成功したTXとのGPが、そうでない場合のGPより大きい限りにおいて、どのような値が用いられてもよい。すなわち、RXは、機器認証に成功したTXとの間においてのみ、大きなGPでの送受電が行われるようにする。このように、機器認証の結果に基づいてGPを決定することにより、WPC規格等で定められた所定の試験に合格し、大きなGPでの送電が可能であると認められるTXからのみ大きなGPで受電可能とすることができる。 In the present embodiment, the RX performs a challenge-response type communication using an electronic certificate with the TX prior to determining the value of the GP, and authenticates the TX as a device. That is, the RX communicates for device authentication, and based on the result of the device authentication, determines the GP required for the TX in the negotiation phase. For example, RX requires a TX with a successful device certification to have a GP of 15 watts, and a TX that does not have a GP of 5 watts. The GP is not limited to a combination other than 15 watts and 5 watts, and any value may be used as long as the GP with the TX for which the device authentication is successful is larger than the GP in the other case. That is, the RX ensures that power transmission / reception with a large GP is performed only with the TX that has succeeded in device authentication. In this way, by determining the GP based on the result of device certification, the GP can pass the prescribed test specified by the WPC standard, etc., and the large GP can be transmitted only from the TX, which is recognized as capable of transmitting power with the large GP. It can be able to receive power.
[装置の構成]
続いて、本実施形態による受電装置101(RX)と送電装置102(TX)の構成について説明する。なお、以下で説明する構成は一例に過ぎず、説明される構成の一部(場合によっては全部が)他の同様の機能を果たす他の構成と置き換えられ又は省略されてもよく、さらなる構成が説明される構成に追加されてもよい。さらに、以下の説明で示される1つのブロックが複数のブロックに分割されてもよいし、複数のブロックが1つのブロックに統合されてもよい。
[Device configuration]
Subsequently, the configuration of the power receiving device 101 (RX) and the power transmitting device 102 (TX) according to the present embodiment will be described. It should be noted that the configuration described below is merely an example, and a part (in some cases, all) of the configurations described below may be replaced with or omitted from other configurations that perform similar functions. It may be added to the configuration described. Further, one block shown in the following description may be divided into a plurality of blocks, or the plurality of blocks may be integrated into one block.
(装置構成)
続いて、本実施形態に係る受電装置101(RX)および送電装置102(TX)の構成について説明する。なお、以下で説明する構成は一例に過ぎず、説明される構成の一部(場合によっては全部が)他の同様の機能を果たす他の構成と置き換えられ又は省略されてもよく、さらなる構成が説明される構成に追加されてもよい。さらに、以下の説明で示される1つのブロックが複数のブロックに分割されてもよいし、複数のブロックが1つのブロックに統合されてもよい。
(Device configuration)
Subsequently, the configurations of the power receiving device 101 (RX) and the power transmitting device 102 (TX) according to the present embodiment will be described. It should be noted that the configuration described below is merely an example, and a part (in some cases, all) of the configurations described below may be replaced or omitted with other configurations that perform similar functions. It may be added to the configuration described. Further, one block shown in the following description may be divided into a plurality of blocks, or the plurality of blocks may be integrated into one block.
図2は、本実施形態による受電装置101(RX)の構成例を示す図である。RXは、一例において、制御部201、バッテリ202、受電部203、検出部204、受電コイル205、通信部206、表示部207、操作部208、メモリ209、タイマ210、および、充電部211を有する。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the power receiving device 101 (RX) according to the present embodiment. In one example, the RX has a
制御部201は、例えばメモリ209に記憶されている制御プログラムを実行することにより、RXの全体を制御する。制御部201は、一例において、RXにおける機器認証と受電に必要な制御を行う。制御部201は、無線電力伝送以外のアプリケーションを実行するための制御を行ってもよい。制御部201は、例えばCPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)等の1つ以上のプロセッサを含んで構成される。なお、制御部201は、特定用途向け集積回路(ASIC)等の特定の処理に専用のハードウェアや、所定の処理を実行するようにコンパイルされたFPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)等のアレイ回路を含んで構成されてもよい。制御部201は、各種処理を実行中に記憶しておくべき情報をメモリ209に記憶させる。また、制御部201は、タイマ210を用いて時間を計測しうる。
The
バッテリ202は、RX全体に対して、制御と受電と通信に必要な電力を供給する。また、バッテリ202は、受電コイル205を介して受電された電力を蓄電する。受電コイル205において、TXの送電コイル305から放射された電磁波により誘導起電力が発生し、受電部203は、受電コイル205において発生した電力を取得する。
The
受電部203は、受電コイル205において電磁誘導により生じた交流電力を取得する。そして、受電部203は、交流電力を直流または所定周波数の交流電力に変換して、バッテリ202を充電するための処理を行う充電部211に電力を出力する。すなわち、受電部203は、RXにおける負荷に対して電力を供給する。上述のGPは、受電部203から出力されることが保証される電力量である。
The
検出部204は、RXがTXから受電可能な範囲104に載置されているか否かの検出を行う。検出部204は、例えば、受電部203が受電コイル205を介してWPC規格に従うDigital Pingを受電した時の受電コイル205の電圧値または電流値を検出する。そして、検出部204は、例えば、検出した電圧値が所定の電圧閾値を下回る場合、又は、検出した電流値が所定の電流閾値を超える場合に、RXが範囲104に載置されていると判定し得る。
The
通信部206は、TXとの間で、インバンド通信(WPC規格に基づいて無線電力伝送と同じアンテナ(コイル)を用いて信号を重畳する通信)によって、上述のようなWPC規格に基づく制御通信を行う。通信部206は、受電コイル205から入力された電磁波を復調することにより、TXから送信された情報を取得する。通信部206は、更にその電磁波を負荷変調することでTXへ送信すべき情報を電磁波に重畳することにより、TXとの間で通信を行う。すなわち、通信部206による通信は、TXの送電コイル305(図3)からの送電に重畳されて行われ得る。また、通信部206は、TXとの間で、アウトオブバンド通信を行ってもよい。
The
表示部207は、視覚的、聴覚的、触覚的等の任意の手法で、ユーザに対して情報を提示する。表示部207は、例えば、RXの状態や、図1のようなTXおよびRXを含む無線電力伝送システムの状態を、ユーザに通知する。表示部207は、例えば、液晶ディスプレイやLED(Light Emitting Diode)、スピーカ、振動発生回路、その他の通知デバイスを含んで構成される。 The display unit 207 presents information to the user by any method such as visual, auditory, and tactile. The display unit 207 notifies the user, for example, the state of RX and the state of the wireless power transmission system including TX and RX as shown in FIG. The display unit 207 includes, for example, a liquid crystal display, an LED (Light Emitting Diode), a speaker, a vibration generating circuit, and other notification devices.
操作部208は、ユーザからのRXに対する操作を受け付ける受付機能を有する。操作部208は、例えば、ボタンやキーボード、マイク等の音声入力デバイス、加速度センサやジャイロセンサ等の動き検出デバイス、又はその他の入力デバイスを含んで構成される。なお、タッチパネルのように、表示部207と操作部208とが一体化されたデバイスが用いられてもよい。
The
メモリ209は、各種情報を記憶する。なお、メモリ209は、制御部201と異なる機能部によって得られた情報を記憶してもよい。タイマ210は、例えば起動された時刻からの経過時間を測定するカウントアップタイマや、設定された時間からカウントダウンするカウントダウンタイマ等によって、計時を行う。
The
図3は、本実施形態による送電装置102(TX)の構成例を示す図である。TXは、一例において、制御部301、電源部302、送電部303、検出部304、送電コイル305、通信部306、表示部307、操作部308、メモリ309、および、タイマ310を有する。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of the power transmission device 102 (TX) according to the present embodiment. In one example, the TX includes a
制御部301は、例えばメモリ309に記憶されている制御プログラムを実行することにより、TXの全体を制御する。制御部301は、一例において、TXにおける機器認証と送電に必要な制御とを行う。制御部301は、無線電力伝送以外のアプリケーションを実行するための制御を行ってもよい。制御部301は、例えばCPUやMPU等の1つ以上のプロセッサを含んで構成される。なお、制御部301は、ASIC等の特定の処理に専用のハードウェアや、所定の処理を実行するようにコンパイルされたFPGA等のアレイ回路を含んで構成されてもよい。制御部301は、各種処理を実行中に記憶しておくべき情報をメモリ309に記憶させる。また制御部301は、タイマ310を用いて時間を計測し得る。電源部302は、TX全体に対して、制御と送電と通信に必要な電力を供給する。電源部302は、例えば、商用電源またはバッテリである。
The
送電部303は、電源部302から入力される直流又は交流電力を、無線電力伝送に用いる周波数帯の交流周波数電力に変換する。さらにその交流周波数電力を送電コイル305へ入力することによって、RXに受電させるための電磁波を発生させる。なお、送電部303によって生成される交流電力の周波数は数百kHz(例えば、110kHz〜205kHz)程度である。
The
送電部303は、制御部301の指示に基づいて、RXに送電を行うための電磁波を送電コイル305から出力させるように、交流周波数電力を送電コイル305へ入力する。また、送電部303は、送電コイル305に入力する電圧(送電電圧)または電流(送電電流)を調節することにより、出力させる電磁波の強度を制御する。送電電圧または送電電流を大きくすると電磁波の強度が強くなり、送電電圧または送電電流を小さくすると電磁波の強度が弱くなる。また、送電部303は、制御部301の指示に基づいて、送電コイル305からの送電が開始または停止されるように、交流周波数電力の出力制御を行う。
Based on the instruction of the
検出部304は、範囲104に物体が存在する載置されているかを検出する。検出部304は、例えば、送電部303が、送電コイル305を介してWPC規格のAnalog Pingを送電した時の送電コイル305の電圧値または電流値を検出する。そして、検出部304は、電圧が所定電圧値を下回る場合又は電流値が所定電流値を超える場合に、範囲104に物体が存在すると判定し得る。なお、この物体がRXであるかその他の異物であるかは、続いて通信部306によってインバンド通信で送信されるDigital Pingに対して所定の応答を受信した場合に、その物体がRXであると判定される。
The
通信部306は、RXとの間で、インバンド通信によって、上述のようなWPC規格に基づく制御通信を行う。通信部306は、送電コイル305から出力される電磁波を変調して、RXへ情報を伝送する。また、通信部306は、送電コイル305から出力されてRXにおいて変調された電磁波を復調してRXが送信した情報を取得する。すなわち、通信部306で行う通信は、送電コイル305からの送電に重畳されて行われる。また、通信部306は、RXとの間で、アウトオブバンド通信を行ってもよい。
The
表示部307は、視覚的、聴覚的、触覚的等の任意の手法で、ユーザに対して情報を提示する。表示部307は、例えば、TXの状態や、図1のようなTXとRXとを含む無線電力伝送システムの状態を示す情報を、ユーザに通知する。表示部307は、例えば、液晶ディスプレイやLED、スピーカ、振動発生回路、その他の通知デバイスを含んで構成される。
The
操作部308は、ユーザからのTXに対する操作を受け付ける受付機能を有する。操作部308は、例えば、ボタンやキーボード、マイク等の音声入力デバイス、加速度センサやジャイロセンサ等の動き検出デバイス、又はその他の入力デバイスを含んで構成される。なお、タッチパネルのように、表示部307と操作部308とが一体化されたデバイスが用いられてもよい。
The
メモリ309は、上述のように、各種情報を記憶する。なお、メモリ309は、制御部301と異なる機能部によって得られた情報を記憶してもよい。タイマ310は、例えば起動された時刻からの経過時間を測定するカウントアップタイマや、設定された時間からカウントダウンするカウントダウンタイマ等によって、計時を行う。
As described above, the
[処理の流れ]
(送電装置における処理)
図4は、本実施形態における送電装置102(TX)により実行される処理を示すフローチャートである。本処理は、例えばTXの制御部301がメモリ309から読み出したプログラムを実行することによって実現され得る。なお、以下の手順の少なくとも一部がハードウェアによって実現されてもよい。この場合のハードウェアは、例えば、所定のコンパイラを用いて、各処理ステップを実現するためのプログラムからFPGA等のゲートアレイ回路を用いた専用回路を自動的に生成することによって実現され得る。また、本処理は、TXの電源がオンとされたことに応じて、TXのユーザが無線充電アプリケーションの開始指示を入力したことに応じて、又は、TXが商用電源に接続され電力供給を受けていることに応じて、実行され得る。また、他の契機によって本処理が開始されてもよい。
[Processing flow]
(Processing in power transmission equipment)
FIG. 4 is a flowchart showing a process executed by the power transmission device 102 (TX) in the present embodiment. This process can be realized, for example, by executing the program read from the
本処理において、TXの制御部301は、まず、通信部306を介したWPC規格のSelectionフェーズとPingフェーズとして規定されている処理により、RXが載置されるのを待ち受ける(S401)。TXの通信部306は、WPC規格のAnalog Pingを繰り返し間欠送信し、送電可能範囲内に存在する物体を検出する。そして、TXの制御部301は、送電可能範囲内に物体が存在することを検出した場合、通信部306を介してDigital Pingを送信し、そのDigital Pingに対する所定の応答があった場合に、検出された物体がRXであり、RXが充電台103に載置されたと判定する。TXの制御部301は、RXの載置を検出すると、通信部306を介したWPC規格で規定されたConfigurationフェーズの通信により、当該RXから識別情報と能力情報を取得する(S402)。ここで、RXの識別情報は、Manufacturer CodeとBasic Device IDが含められる。また、RXの能力情報には、対応しているWPC規格のバージョンを特定可能な情報要素や、RXが負荷に供給できる最大電力を特定する値であるMaximum Power Value、WPC規格のNegotiation機能を有するか否かを示す情報が含められる。なお、TXは、WPC規格のConfigurationフェーズの通信以外の方法でRXの識別情報と能力情報を取得してもよい。また、識別情報は、Wireless Power ID等の、RXの個体を識別可能な任意の他の識別情報であってもよい。また、能力情報として、上記以外の情報を含んでいてもよい。
In this process, the
続いて、TXの制御部301は、通信部306を介したWPC規格で規定されたNegotiationフェーズの通信により、RXとGPの値を決定する(S403)。なお、S403では、WPC規格のNegotiationフェーズの通信に限らず、GPを決定する他の手順が実行されてもよい。また、TXは、RXがNegotiationフェーズに対応していないことを示す情報を(例えばF402において)取得した場合に、Negotiationフェーズの通信は行わず、GPの値を(例えばWPC規格で予め規定された)小さな値としてもよい。
Subsequently, the
TXの制御部301は、GPの決定後、当該GPに基づいてキャリブレーションを行う(S404)。キャリブレーションとは、TXがRXへ送電した電力について、TXが、TXの内部で測定した値である送電出力の値とRXの内部で測定した受電電力の値との相関を較正する処理である。具体的に、TXの制御部301は、送電出力の値と受電電力の値の差分である電力損失を、RXから受信した受電電力の基準値と当該基準値を受信した時点での送電出力の値に基づいて推定する。
また、キャリブレーション処理において、RXが異なる2つの状態それぞれにおいて、TXの送電電力とRXの受電電力とが取得されてもよい。そして、この2組の送電電力と受電電力を用いて、実際に無線で送電されている際の受電電力又は送電電力に対して、キャリブレーションするためのパラメータが算出されてもよい。このパラメータは、送電電力と受電電力の相関を一次関数でグラフ化した場合、傾きの値と切片の値を指す。また、このようなパラメータを算出するために用いられる組み合わせは、送電電力と受電電力の組に限られず、送電電力と電力損失の組でもよいし、受電電力と電力損失の組でも構わない。
After determining the GP, the
Further, in the calibration process, the transmitted power of TX and the received power of RX may be acquired in each of the two states having different RX. Then, using these two sets of transmitted power and received power, parameters for calibration may be calculated with respect to the received power or the transmitted power when actually being transmitted wirelessly. This parameter refers to the slope value and the intercept value when the correlation between the transmitted power and the received power is graphed by a linear function. Further, the combination used for calculating such a parameter is not limited to the set of transmitted power and received power, and may be a set of transmitted power and power loss, or a set of received power and power loss.
キャリブレーションにおいては、TXとRX間でWPC規格のCalibrationフェーズの通信が行われる。図9(A)に、WPC規格のCalibrationフェーズにおける通信シーケンスを示す。図9(A)において、まずRXの通信部206は、TXに対して第1の較正基準値となる受電電力情報(以降、第1較正基準値と呼ぶ。)であるmode1のReceived Power(受信電力の値)を送信する(F901)。TXの制御部301は、通信部306を介して受信した第1較正基準値を、自装置の送電状態に基づいて、受け入れるか否かを判定する。TXの通信部306は、第1較正基準値を受け入れる場合はACKを、受け入れない場合はNAKを、RXへ送信する(F902)。ここで、TXは、自装置の送電状態が安定していると判断した場合には通知を受け入れる。一方、TXは、自装置の送電状態が不安定であると判断した場合には通知を受け入れない。RXの通信部206は、TXからNAKを受信した場合には、mode1のReceived Powerを再度送信する。一方、RXの通信部206は、TXからACKを受信すると、TXに対して第2の較正基準値として受電電力情報(以降、第2較正基準値と呼ぶ)であるmode2のReceived Powerを送信する(F903)。TXの制御部301は、通信部306を介して受信した第2較正基準値を、自装置の送電状態に基づいて、受け入れるか否かを判定する。F902と同様に、TXの通信部306は、第2較正基準値を受け入れる場合はACKを、受け入れない場合はNAKを、RXへ送信する(F904)。RXの通信部206は、TXからNAKを受信した場合には、mode2のReceived Powerを再度送信する。TXは、RXに対してACKを送信すると、第1および第2較正基準値の受電電力に基づいて当該区間における電力損失の推定値を算出する。一方、TXは、Negotiationフェーズ(S403)の終了後、RXに対してReceived Power(mode2)への応答としてACKを所定時間送信できない場合は、キャリブレーションに失敗したと判断し、送電を停止する。なお、キャリブレーションは、WPC規格以外の方法で行われてもよい。
In calibration, WPC standard calibration phase communication is performed between TX and RX. FIG. 9A shows a communication sequence in the calibration phase of the WPC standard. In FIG. 9A, first, the
キャリブレーションの終了後、TXは、送電を開始する(S405)。送電は、WPC規格のPower Transferフェーズの処理により行われるが、WPC規格以外の方法で行われてもよい。続いてTXは、RXと機器認証のための通信を行う(S406)。図9(B)に、機器認証のための通信シーケンスを示す。なお、本実施形態の機器認証は、電子証明書を用いたチャレンジ・レスポンス型の機器認証とし、RXがTXを認証するものとする。なお、TXがRXを認証するようにしても良いし、双方が相手を認証するようにしてもよい。RXは、TXに対してチャレンジテキストを送信するイニシエータとして動作し、TXはRXから受信したチャレンジテキストを暗号化してRXに送信するレスポンダとして動作する。図9(B)において、まずRXの通信部206は、GET_DIGESTSメッセージをTXに送信する(F911)。GET_DIGESTSは、その受信者(TX)が有する電子証明書に関する情報を要求するメッセージである。TXの通信部306は、GET_DIGESTSに応答して、DIGESTSをRXへ送信する(F912)。DIGESTSとは、その送信者(TX)が所有する電子証明書に関する情報である。続いて、RXの通信部206は、電子証明書に関する詳細な情報を要求するGET_CETTIFICATEメッセージを、TXへ送信する(F913)。TXの通信部306は、RXからのGET_CERTIFICATEに応答して、CERTIFICATEをRXへ送信する(F914)。そして、RXの通信部206は、チャレンジテキストを含むCHALLENGEメッセージをTXへ送信し(F915)、TXの通信部306は、RXから受信したチャレンジテキストを暗号化したCHALLENGE_AUTHを、RXへ送信する(F916)。RXの制御部201は、TXから受信したCHALLENGE_AUTHの正当性が確認された場合は機器認証が成功したと判定し、正当性が確認できなかった場合は機器認証が失敗したと判定して、機器認証処理が終了する。なお、イニシエータ(RX)は、相手装置(TX)が機器認証の通信に対応していないことを示すメッセージを受信した場合には、相手装置が機器認証に非対応であると判定する。また、イニシエータ(RX)は、通信の途中で応答を受信しなかった場合は、その応答を得るためのメッセージを再送すること等によってリトライしてもよいし、相手装置が機器認証に非対応であると判定してもよい。RXは、機器認証に非対応であるTXとは機器認証のための通信を行わず、機器認証の結果は成功ではないと判定するようにしてもよい。
After the calibration is completed, the TX starts power transmission (S405). The power transmission is performed by the processing of the Power Transfer phase of the WPC standard, but may be performed by a method other than the WPC standard. Subsequently, TX communicates with RX for device authentication (S406). FIG. 9B shows a communication sequence for device authentication. The device authentication of the present embodiment is a challenge-response type device authentication using an electronic certificate, and RX authenticates TX. In addition, TX may authenticate RX, or both sides may authenticate the other party. The RX acts as an initiator that sends a challenge text to the TX, and the TX acts as a responder that encrypts the challenge text received from the RX and sends it to the RX. In FIG. 9B, the
続いて、TXの制御部301は、通信部306を介したWPC規格で規定されたNegotiationフェーズの通信により、RXとGPの値を再決定する(S407)。S07では、機器認証に成功しているため、GPは5ワットよりも大きい値(例えば15ワット)に決定される。TXの制御部301は、GPの再決定後、送電制御処理を繰り返し実行する(S408)。TXの制御部301は、通信部306によりWPC規格のEnd Power TransferをRXから受信された場合に、WPC規格に従って、いずれの処理フェーズにおいてもその処理を終了させ、送電を停止する。その上で、処理はS401のSelectionフェーズに戻る。なお、満充電となった場合にもRXからEnd Power Transferが送信されるため、処理はS401のSelectionフェーズに戻る。S408の送電制御処理中に、TXの通信部306は、送電出力変更指示の受信及び拡張較正基準値の受信を行う。ここで、拡張較正基準値は、電力損失の推定値を算出するための追加の較正の基準値となる負荷接続状態における受電電力を含む情報(較正情報)である。TXの制御部301は、送電出力変更指示の受信を契機に、指示された変更量に基づいて送電出力を変更する。送電出力変更指示は、WPC規格のControl Errorであり、電圧の変更量を示す値であるControl Error Valueが含まれている。Control Error Valueには、送電出力を上げる場合は正の値、送電出力を下げる場合は負の値、送電出力を変更しない場合は0が格納される。また、TXの制御部301は、拡張較正基準値の受信を契機に電力損失較正処理を実行する。電力損失較正処理については図5を用いて後述する。S408の送電制御処理後に、TXの制御部301は、送電中に送電を停止するか否かの判断を行う(S409)。例えば、RXが充電台から取り除かれたり、TXが異物を検出したりした場合(S409でYES)、送電を停止し処理を終了する。
Subsequently, the
ここで、図4におけるS408で実行される電力損失較正処理について説明する。図5は、TXが送電制御処理中に実行する電力損失較正処理の例を示すフローチャートである。本処理は、例えばTXの制御部301がメモリ309から読み出したプログラムを実行することによって、実現され得る。尚、以下の手順の少なくとも一部がハードウェアによって実現されてもよい。この場合のハードウェアは、例えば、所定のコンパイラを用いて、各処理ステップを実現するためのプログラムからFPGA等のゲートアレイ回路を用いた専用回路を自動的に生成することによって実現され得る。
Here, the power loss calibration process executed in S408 in FIG. 4 will be described. FIG. 5 is a flowchart showing an example of the power loss calibration process executed by the TX during the power transmission control process. This process can be realized, for example, by executing the program read from the
TXの制御部301は、RXからの拡張較正基準値受信を契機に、電力損失較正処理を実行する。TXの制御部301は、受信した拡張較正基準値を受け入れるか否かの判定を行う(S501)。ここで、受け入れるか否かの判定は、自装置の送電状態が安定しているか否かにより行われ得る、これに限らない。例えば、拡張較正基準値の示す受電電力における電力損失が、算出済みである電力損失の推定値から所定値以上離れている場合に受け入れないと判定してもよい。拡張較正基準値を受け入れる場合(S501でYES)、TXの通信部306は、RXへ承諾応答=ACKを送信し(S503)、制御部301は、拡張較正基準値の示す受電電力に基づいて電力損失の推定値の算出を行い(S504)、処理を終了する。ここで、電力損失の推定値は、受信した拡張較正基準値の示す受電電力における電力損失と前回推定値を算出した際の較正基準値の示す受電電力における電力損失に基づき、当該電力損失間を線形補間することにより算出を行うが、これに限らない。例えば、Calibrationフェーズ以降で受信した少なくとも1つ以上の較正基準値に基づいて、線形近似や多項式近似等の統計解析により電力損失の推定値を算出してもよい。また、これらの推定方法は、利用可能な較正基準値の数やTXの計算資源に応じて選択されてもよい。これにより、TXは、計算資源に余裕がある場合は、より多くの較正基準値を用いて統計解析を行うことで高精度な推定値を算出することができ、また、計算資源が少ない場合は線形補間等の簡易的な推定を行うことで算出にかかる計算時間を短くすることができる。一方、拡張較正基準値を受け入れない場合(S501でNO)、TXの通信部306は、RXへ拒否応答=NAKを送信し(S502)、本処理を終了する。
The
[受電装置における処理]
図6は、本実施形態における受電装置101(RX)により実行される処理を示すフローチャートである。本処理は、例えばRXの制御部201がメモリ209から読み出したプログラムを実行することによって、実現され得る。なお、以下の手順の少なくとも一部がハードウェアによって実現されてもよい。この場合のハードウェアは、例えば、所定のコンパイラを用いて、各処理ステップを実現するためのプログラムからFPGA等のゲートアレイ回路を用いた専用回路を自動的に生成することによって実現され得る。また、本処理は、RXの電源がオンとされたことに応じてバッテリ202またはTXからの給電によりRXが起動したことに応じて、RXのユーザが無線充電アプリケーションの開始指示を入力したことに応じて、実行され得る。また、他の契機によって本処理が開始されてもよい。
[Processing in the power receiving device]
FIG. 6 is a flowchart showing a process executed by the power receiving device 101 (RX) in the present embodiment. This process can be realized, for example, by executing the program read from the
RXは、処理の開始後、通信部206を介したWPC規格のSelectionフェーズとPingフェーズとして規定されている処理により、RX(自装置)がTXに載置されるのを待つ(S601)。RXの制御部201は、例えば、TXからのDigital Pingを検出することによって、RXがTXに載置されたことを検出する。RXがTXに載置されたことを検出すると、RXの通信部206は、WPC規格で規定されたConfigurationフェーズの通信により、TXへ識別情報と能力情報を送信する(S602)。RXの通信部206が識別情報と能力情報を送信すると、制御部201は、WPC規格で規定されたNegotiationフェーズの通信により、GPを決定する(S603)。ここでは、機器認証のための通信を実施していないため、RXの制御部201はGP=5ワットとなるようネゴシエーションを行う。GPの決定後、RXの通信部206は、当該GPに基づいて図9(A)で説明したWPC規格のCalibrationフェーズの通信を行う(S604)。
After the start of the process, the RX waits for the RX (own device) to be mounted on the TX by the process defined as the Selection phase and the Ping phase of the WPC standard via the communication unit 206 (S601). The
RXは、キャリブレーションが完了すると、WPC規格で規定されたPower transferフェーズの通信により、受電を開始する(S605)。受電を開始すると、RXの通信部206は、図9(B)で説明した機器認証のための通信を行う(S606)。その後、RXの制御部201はネゴシエーションを行い、GPの値をTXと再決定する(S607)。S607では、機器認証に成功しているため、GPは5ワットよりも大きい値(例えば15ワット)に決定される。RXの制御部201は、GPの再決定後、受電制御処理を繰り返し実行する(S608)。受電制御処理においてRXは、受電電力の制御及び所定の送信タイミング(時間間隔)での拡張較正基準値送信処理を行う。拡張較正基準値送信処理については図7を用いて後述する。受電電力の制御において、RXの制御部201は、バッテリ202の消費電力に対し受電電力が不足していると判定した場合、通信部206を介してTXに正の値を含む送電出力変更指示を送信する。また、RXの制御部201が、バッテリ202の消費電力に対し受電入力が必要以上に高いと判定した場合、通信部206を介してTXに負の値を含む送電出力変更指示を送信する。また、RXの制御部201は、バッテリ202の消費電力に対し受電入力が適当であると判定した場合、消費電力は変更せず、通信部206を介してTXに0を含む送電出力変更指示を送信し、処理を進める。S608の受電制御処理後に、RXの制御部201は、Power transferフェーズ中に受電を停止するか否かの判断を行う(S609)。例えば、RXが充電台から取り除かれたり、TXの送電停止を検出したりした場合(S609でYES)、受電を停止し処理を終了する。なお、RXの制御部201は、エラー発生を検知した場合や満充電に達したことを検知した場合は、通信部206を介してWPT規格のEnd Power Transferを送信する。これによりTXからの送電が停止され、無線充電のための一連の処理が終了となる。
When the calibration is completed, the RX starts receiving power by the communication of the Power transformer phase defined by the WPC standard (S605). When the power reception is started, the
ここで、図6におけるS608で実行される拡張較正基準値送信処理について説明する。図7は、RXが受電制御処理中に実行する拡張較正基準値送信処理の流れを示すフローチャートである。本処理は、例えばRXの制御部201がメモリ209から読み出したプログラムを実行することによって、実現され得る。尚、以下の手順の少なくとも一部がハードウェアによって実現されてもよい。この場合のハードウェアは、例えば、所定のコンパイラを用いて、各処理ステップを実現するためのプログラムからFPGA等のゲートアレイ回路を用いた専用回路を自動的に生成することによって実現され得る。
Here, the extended calibration reference value transmission process executed in S608 in FIG. 6 will be described. FIG. 7 is a flowchart showing the flow of the extended calibration reference value transmission process executed by the RX during the power reception control process. This process can be realized, for example, by executing the program read from the
本処理は、所定のタイミングでPower transferフェーズ中に繰り返し実行される。RXは、ネゴシエーション完了後所定時間が経過したことを契機に本フローを開始するがこれに限らない。例えば、ネゴシエーションが完了した時点の受電電力と現在の受電電力との差分が閾値以上変化したことを契機に開始してもよいし、最後にACKを受信した較正基準値の受電電力と現在の受電電力との差分が一定以上変化したことを契機に開始してもよい。これにより、受電電力に一定以上の変化があった、すなわち、TXにおける電力損失の推定値の誤差が大きくなる場合に、確実に拡張較正基準値を送信することができる。 This process is repeatedly executed during the Power transfer phase at a predetermined timing. RX starts this flow when a predetermined time has elapsed after the completion of negotiation, but the present invention is not limited to this. For example, it may be started when the difference between the received power at the time when the negotiation is completed and the current received power changes by the threshold value or more, or the received power of the calibration reference value that received the ACK at the end and the current received power. It may be started when the difference from the electric power changes by a certain amount or more. As a result, the extended calibration reference value can be reliably transmitted when there is a change of a certain amount or more in the received power, that is, when the error of the estimated value of the power loss in TX becomes large.
図7において、RXの通信部206はTXに対し、拡張較正基準値の送信タイミングで、現在の受電電力を含む拡張較正基準値を送信する(S701)。RXの通信部206は、拡張較正基準値の送信を行った後、拒否応答を受信したか否かの判定を行う(S702)。拡張較正基準値に対して受諾応答を受信した場合(S702でNO)、何もせずに本フローを終了する。一方、拡張較正基準値に対して拒否応答を受信した場合(S702でYES)、通信部206は、拒否応答を所定回数連続で受信したか否かを判定する(S703)。拒否応答を所定回数連続で受信したと判定された場合、RXの制御部201は受電電力を変更するための制御を行う(S704)。一例として、RXの制御部201は、受電電力を下げるための制御を行う。受電電力を下げることによって、TXが拡張較正基準値の受諾する確率を上げることができる。なお、RXの制御部201は、受電電力を上げるための制御を行ってもよい。受電電力を上げることによって、給電の効率を下げずに、送電装置による拡張較正基準値の受諾確率を高めることができる。
In FIG. 7, the
拡張較正基準値が送電装置によって受諾されることにより、電力損失の推定が較正され、異物の誤検出や未検出による温度上昇を低減しつつ安全に受電を継続することができる。一方、拒否応答の連続受信回数が所定の回数に満たないと判断された場合、RXは何もせず本処理を終了し、受諾応答を受信するまで繰り返し拡張較正基準値送信処理(S701〜S704)を実行する。 When the extended calibration reference value is accepted by the power transmission device, the power loss estimation is calibrated, and power reception can be safely continued while reducing the temperature rise due to false detection or non-detection of foreign matter. On the other hand, if it is determined that the number of consecutive receptions of the rejection response is less than the predetermined number, RX ends this processing without doing anything, and repeats the extended calibration reference value transmission processing (S701 to S704) until the acceptance response is received. To execute.
[システムの動作]
図8に、送電装置102(TX)と受電装置101(RX)の動作シーケンスを示す。なお、初期状態としてRXはTXに載置されておらず、TXはRXの要求するGPが送電できるだけの十分な送電能力を持つものとする。
[System operation]
FIG. 8 shows an operation sequence of the power transmitting device 102 (TX) and the power receiving device 101 (RX). In the initial state, RX is not mounted on TX, and TX has sufficient power transmission capacity so that GP required by RX can transmit power.
図8に示す処理例の概要について説明する。まず、最初のネゴシエーションでGPが5ワットに決定され、TXは送電を開始する。送電開始後、TXとRXは機器認証が成功し、ネゴシエーションの再実行によりGPが15ワットに再決定される。その後、RXにおける受電電力を5ワットから15ワットに変化させるために、RXはTXに対して送電出力変更指示を送信する。しかしながら、受電電力の変化の過程で、現在の受電電力を含む拡張較正基準値が所定回数連続で、TXに受け入れられない事象が発生する。これは、TXの特性によって引き起こされる事象であり得る。例えば、TXの送電部303はスイッチング素子(例えばField Effect Transister、以後FETと呼ぶ)で構成され、スイッチング回路を使用して、直流電圧乃至電流を交流電圧乃至電流に変換する。スイッチング回路には2個のFETで構成されるハーフブリッジ回路や4つのFETで構成されるフルブリッジ回路があるが、送電部303のスイッチング回路は送電電力の大きさによってハーフブリッジ回路とフルブリッジ回路を切り替えて動作することが広く知られている。そして、当該動作によって送電部のスイッチング回路が消費する電力乃至送電コイルが送電する電力(送電電力)が一時的に大きく変動し送電電力が安定しないことがある。例えば、送電電力が3ワット以下の場合はハーフブリッジ回路を使用し3ワットを超えるとフルブリッジ回路に切り替える場合、当該切り替えの際にスイッチング回路の消費電力値乃至送電電力値が一時的に大きく変動する。このようにTXの送電電力が安定しない状態では、RXは拡張較正基準値が受諾されるまで受電電力を変更する。
The outline of the processing example shown in FIG. 8 will be described. First, in the first negotiation, GP is decided to be 5 watts, and TX starts power transmission. After the start of power transmission, the equipment certification of TX and RX was successful, and the GP was re-determined to 15 watts by re-execution of negotiation. After that, in order to change the received power in RX from 5 watts to 15 watts, RX transmits a transmission output change instruction to TX. However, in the process of changing the received power, an event occurs in which the extended calibration reference value including the current received power is not accepted by the TX for a predetermined number of times in a row. This can be an event caused by the properties of TX. For example, the
図8において、まずTXは、Analog Pingによって物体が載置されるのを待つ(F801)。RXが載置されると(F802)、Analog Pingに変化が生じ(F803)、TXは物体の載置を検知する(F804)。続くDigital PingによりRXは自装置がTXに載置されたことを検知する(F805、F806)。また、TXはDigital Pingの応答により載置された物体がRXであることを検知する。続いて、Configurationフェーズの通信により、TXはRXから識別情報および能力情報を取得する(F807)。次に、この時点では機器認証が成功していないため、Negotiationフェーズの通信により、GP=5ワットと決定される(F808)。次に、RXはTXに対し、正の値を含む送電出力変更指示を送信する(F809)。TXはRXから正の値を含む送電出力変更指示を受信し、指示に従って送電出力を上げる(F810)。続いて、Calibrationフェーズの通信を開始すると、RXはTXに対し第1較正基準値を送信する(F811)。TXはRXから受電電力=500ミリワットである第1較正基準値を受信し、自身の送電状態が安定しているため、ACKを送信する(F812)。 In FIG. 8, the TX first waits for the object to be placed by the Analog Ping (F801). When RX is placed (F802), the Analog Ping changes (F803), and TX detects the placement of the object (F804). By the subsequent Digital Ping, RX detects that its own device is mounted on TX (F805, F806). In addition, TX detects that the placed object is RX by the response of Digital Ping. Subsequently, the TX acquires identification information and capability information from the RX by communication in the Configuration phase (F807). Next, since the device authentication is not successful at this point, GP = 5 watts is determined by the communication in the Negotiation phase (F808). Next, RX transmits a transmission output change instruction including a positive value to TX (F809). TX receives a transmission output change instruction including a positive value from RX, and increases the transmission output according to the instruction (F810). Subsequently, when the communication of the calibration phase is started, RX transmits the first calibration reference value to TX (F811). The TX receives the first calibration reference value of the received power = 500 milliwatts from the RX, and transmits an ACK because its power transmission state is stable (F812).
次に、RXはTXに対し、正の値を含む送電出力変更指示を送信する(F813)。TXはRXから正の値を含む送電出力変更指示を受信し、指示に従って送電出力を上げる(F814)。その後、RXはTXに対し第2較正基準値を送信する(F815)。TXはRXから受電電力=5ワットである第2較正基準値を受信し、自身の送電状態が安定しているため、第1および第2較正基準値に基づいて電力損失の推定値を算出し、ACKを送信してPower transferフェーズを開始する(F816、F817)。 Next, RX transmits a transmission output change instruction including a positive value to TX (F813). TX receives a transmission output change instruction including a positive value from RX, and increases the transmission output according to the instruction (F814). The RX then transmits a second calibration reference value to the TX (F815). TX receives the second calibration reference value with the received power = 5 watts from RX, and since its own transmission state is stable, it calculates the estimated value of power loss based on the first and second calibration reference values. , ACK is transmitted to start the Power transfer phase (F816, F817).
続いて、TXとRXは、機器認証のための通信が行い、これに成功する(F818)。機器認証に成功したため、Negotiationフェーズの通信により、GP=15ワットに再決定される(F819)。GPが再決定されると、RXおよびTXは、それぞれ、送電制御処理および受電制御処理を開始する。RXがTXに対し正の値を含む送電出力変更指示を送信すると、TXは、指示に従って送電出力を上げる(F820、F821)。ここで、RXにおける受電電力が10ワットにまで上がると、例えば、送電回路のモードの切り替えや、送電装置の温度上昇、その他の外部的な要因でTXの送電状態が不安定になったとする。TXが不安定な状態において、RXはTXに対し拡張較正基準値を送信すると、TXはRXに対して、NAKを送信する(F822、F823)。その後、RXが送信する拡張較正基準値に対して所定の回数連続して(図8の例では3回)NAKが返されると、RXはTXに対して送電出力変更指示を行う(F824〜F827)。図8の例では、RXはTXに対して1ワット送電出力を下げるように指示するものとする。 Subsequently, TX and RX communicate for device authentication and succeed in this (F818). Since the device authentication was successful, GP = 15 watts was redetermined by the communication in the Negotiation phase (F819). When the GP is re-determined, the RX and TX start the power transmission control process and the power reception control process, respectively. When RX transmits a transmission output change instruction including a positive value to TX, TX increases the transmission output according to the instruction (F820, F821). Here, when the received power in RX rises to 10 watts, it is assumed that the power transmission state of TX becomes unstable due to, for example, switching of the mode of the power transmission circuit, temperature rise of the power transmission device, or other external factors. When the TX is unstable, the RX transmits an extended calibration reference value to the TX, and the TX transmits a NAK to the RX (F822, F823). After that, when NAK is returned a predetermined number of times in succession (three times in the example of FIG. 8) with respect to the extended calibration reference value transmitted by RX, RX gives an instruction to change the power transmission output to TX (F824 to F827). ). In the example of FIG. 8, RX shall instruct TX to reduce the transmission output by 1 watt.
なお、RXの電力変更指示は所定回数連続でNAKを受信したことを契機に行われるが、これに限らない。例えば、RXが拡張較正基準値を送信し始めてから(最初に送信してから)TXによって拡張較正基準値が受諾されるまでの時間にタイムアウトが予め設定されている場合、RXはタイムアウトまでの時間と拡張較正基準値を送信する時間間隔を基に較正基準値の送信が行える回数を算出する。そしてRXは、算出した較正基準値の送信可能回数を基に電力変更をするか否かの判断を行ってもよい。これにより、タイムアウトの直前まで同じ電力で拡張較正基準値を送信することができ、受電効率を下げずに受電を続けることができる。 The RX power change instruction is given when NAK is received a predetermined number of times in a row, but the present invention is not limited to this. For example, if a timeout is preset for the time from when RX starts transmitting the extended calibration reference value (after the first transmission) until the extended calibration reference value is accepted by TX, RX is the time until the timeout. And the number of times the calibration reference value can be transmitted is calculated based on the time interval for transmitting the extended calibration reference value. Then, the RX may determine whether or not to change the power based on the calculated number of times the calibration reference value can be transmitted. As a result, the extended calibration reference value can be transmitted with the same power until just before the timeout, and power reception can be continued without lowering the power reception efficiency.
また、本実施形態に係るRXは、較正基準値が受諾されるまでに連続で受信したNAKの回数記憶しておき、前記回数の平均値などを基に電力変更をするか否かの判断をしてもよい。これにより、送電装置の特性に応じて電力変更のタイミングを決定することが可能になり、受電電力を変更せずに受電を続けることが可能になる。 Further, the RX according to the present embodiment stores the number of times of NAK received continuously until the calibration reference value is accepted, and determines whether or not to change the power based on the average value of the number of times. You may. This makes it possible to determine the timing of power change according to the characteristics of the power transmission device, and it is possible to continue receiving power without changing the received power.
また、本実施形態によるRXは、電力変更指示を行うか否かの判断を、時間を基準に行ってもよい。例えば、RXは、最初にNAKを受信したことを契機に、時間計測を開始する。所定の時間を経過するまでにACK応答を受信できない場合、送電電力変更指示を送信し受電電力を変更する。これにより、拡張較正基準値に対する応答を受信しないタイミングで電力の変更処理が可能になる。 Further, in the RX according to the present embodiment, the determination as to whether or not to give the power change instruction may be made based on the time. For example, RX starts time measurement when it first receives NAK. If the ACK response cannot be received by the elapse of the predetermined time, the transmitted power change instruction is transmitted to change the received power. As a result, the power change process can be performed at the timing when the response to the extended calibration reference value is not received.
送電出力変更指示を受信したTXは、指示に従って送電出力を下げる(F828)。その後、RXにおける受電電力が10ワットに下がってから再度、拡張較正基準値を送信する(F829)。TXは第1較正基準値および拡張較正基準値に基づいて電力損失の推定値を算出する(F830)が、TXは受信した拡張較正基準値を受け入れない場合、NAKを送信する(F831)。これに応じて、RXTXに対して送電出力変更指示を行う(F832)。送電出力変更指示を受信したTXは、指示に従って送電出力を下げる(F833)。その後、RXにおける受電電力が6ワットに下がってから再度、拡張較正基準値を送信する(F834)。TXは第1較正基準値および拡張較正基準値に基づいて電力損失の推定値を算出し(F835)、受信した拡張較正基準値を受け入れる場合、ACKを送信する(F836)。 Upon receiving the power transmission output change instruction, the TX lowers the power transmission output according to the instruction (F828). Then, after the received power in RX drops to 10 watts, the extended calibration reference value is transmitted again (F829). The TX calculates an estimated power loss based on the first calibration reference value and the extended calibration reference value (F830), but the TX transmits a NAK if it does not accept the received extended calibration reference value (F831). In response to this, the RXTX is instructed to change the power transmission output (F832). Upon receiving the power transmission output change instruction, the TX lowers the power transmission output according to the instruction (F833). Then, after the received power in RX drops to 6 watts, the extended calibration reference value is transmitted again (F834). The TX calculates an estimated power loss based on the first calibration reference value and the extended calibration reference value (F835), and transmits an ACK when accepting the received extended calibration reference value (F836).
このように、RXは、受電電力を変更するために送電出力変更指示を送信することで、TXは送電回路のモードの切り替えや、TXの温度上昇、その他の外部的な要因による不安定な送電状態を抜け出す。そして、TXは、拡張較正基準値を新たな基準値として受け入れ、RXに対してACKを送信する。本実施形態によるRXは、最後に較正基準値が受け入れられた受電電力を記憶しておき、記憶した値と同じになるように受電電力を変更してもよい。これにより、TXによる較正基準値の受諾確率を高めることができる。また、本実施形態によるRXは、機器認証が行われるより前のネゴシエーションによって決められたGPの値以下まで受電電力を下げてもよい。これにより、安全な受電電力で受電を続けることができる。以上に説明した動作によれば、RXが送電装置の送電電力を変更することによって、送電装置は不安定な送電状態を抜け出し、拡張較正基準値を受け入れることにより、安全に充電を継続することができる。 In this way, the RX sends a power transmission output change instruction to change the received power, and the TX switches the mode of the power transmission circuit, the temperature of the TX rises, and other external factors cause unstable power transmission. Get out of the state. Then, TX accepts the extended calibration reference value as a new reference value and transmits ACK to RX. The RX according to the present embodiment may store the received power for which the calibration reference value is finally accepted, and change the received power so as to be the same as the stored value. As a result, the probability of accepting the calibration reference value by TX can be increased. Further, the RX according to the present embodiment may reduce the received power to the GP value or less determined by the negotiation before the device authentication is performed. As a result, it is possible to continue receiving power with safe power received. According to the operation described above, by changing the transmission power of the transmission device, the transmission device can exit the unstable transmission state and continue charging safely by accepting the extended calibration reference value. it can.
本実施形態によるRXは、受電電力を変更するために送電出力変更指示を送信しているが、再度ネゴシエーションを行い、GPを下げることで受電電力を変更してもよい。ネゴシエーションによりGPを引き下げることにより、一度電力を引き下げた後、拡張較正基準値が受け入れられない受電電力で再び給電されるのを回避することができる。 The RX according to the present embodiment transmits a power transmission output change instruction in order to change the received power, but the received power may be changed by negotiating again and lowering the GP. By lowering the GP by negotiation, it is possible to prevent the extended calibration reference value from being re-powered with unacceptable received power after the power is reduced once.
また、本実施形態によるRXは、受電電力を変更するために、送電装置に対しEnd Power Transferを送信し給電を一度終了するか、送電装置に再度ネゴシエーション(交渉)を要求してもよい。これにより、送電装置に設けられたタイムアウトや異物の誤検出などが起こり、送電装置の判断で給電が停止され、電力の再供給が行われない状態に陥ることを防ぐことができる。 Further, the RX according to the present embodiment may transmit an End Power Transfer to the power transmission device to terminate the power supply once or request the power transmission device to negotiate again in order to change the received power. As a result, it is possible to prevent a time-out provided in the power transmission device, an erroneous detection of a foreign substance, or the like, the power supply is stopped at the discretion of the power transmission device, and the power is not resupplied.
このように、本実施形態によれば、送電装置が較正基準値を受け入れられる値に受電電力を変更することで、送電装置に較正基準値が受け入れられ、電力損失推定が較正される。電力損失推定が較正されることにより異物検出の精度が向上し、異物の誤検出や未検出を抑制し、安全に受電を行うことができる。 As described above, according to the present embodiment, by changing the received power to a value at which the power transmission device can accept the calibration reference value, the calibration reference value is accepted by the power transmission device and the power loss estimation is calibrated. By calibrating the power loss estimation, the accuracy of foreign matter detection is improved, false detection and non-detection of foreign matter can be suppressed, and power can be received safely.
(その他の実施形態)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。
また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
(Other embodiments)
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiment to a system or device via a network or storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. It can also be realized by the processing to be performed.
It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。 The invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, a claim is attached to make the scope of the invention public.
101 受電装置、102 送電装置、103 充電台 101 power receiving device, 102 power transmission device, 103 charging stand
Claims (12)
前記送電装置により行われる前記検出処理に使用される情報として前記受電装置における受電電力値を含む較正情報を送信する送信手段と、
前記較正情報に対する応答として、前記較正情報を受諾することを示す受諾応答または受諾しないことを示す拒否応答を前記送電装置から受信する受信手段と、
前記受信手段により前記拒否応答が所定の回数連続で受信された場合、前記受電装置における受電電力を変更するための制御を行う制御手段と、
を有することを特徴とする受電装置。 A power receiving device that wirelessly receives power from a power transmitting device that detects an object different from the power receiving device during power transmission.
A transmission means for transmitting calibration information including a received power value in the power receiving device as information used for the detection process performed by the power transmitting device, and a transmission means.
As a response to the calibration information, a receiving means for receiving an acceptance response indicating acceptance of the calibration information or a rejection response indicating not accepting the calibration information from the power transmission device.
When the rejection response is continuously received a predetermined number of times by the receiving means, the control means for controlling to change the received power in the power receiving device and the control means.
A power receiving device characterized by having.
前記制御手段は、前記交渉手段による交渉で決定された電力の値に、前記受電装置における受電電力を変更するための制御を行うことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の受電装置。 When the rejection response is continuously received by the receiving means a predetermined number of times, the negotiating means for negotiating with the power transmitting device the power guaranteed when the power receiving device receives power from the power transmitting device is further provided. Have and
The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the control means controls the value of the power determined by the negotiation by the negotiation means to change the received power in the power receiving device. Power receiving device.
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