JP2023005429A - 送電装置、受電装置、無線電力伝送の方法、及び、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 送受電に係る状態に応じて適切に物体検出のための処理を行えるようにする。【解決手段】 送電装置１００は、送電コイル３０４を使用して受電装置へ無線により送電する送電部３０３と、受電装置と送電制限期間を決定するための通信を行う通信部３０５と、受電装置へ送電される電力が制限される送電制限期間の少なくとも２以上の時点におけるアンテナの電圧及び電流の少なくともいずれかを測定した測定結果に基づいて、受電装置とは異なる物体を検出する検出処理を行い、送電制限期間の長さが決定された後の送電装置及び受電装置の少なくともいずれかの状態に応じて、決定された送電制限期間の長さを変更するための所定の信号が受電装置送信されるように制御する制御部３０１とを有する。【選択図】 図３

Description

本開示は、無線電力伝送技術に関する。

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には、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ（ＷＰＣ）規格において、電力の送受電を行う送電装置及び受電装置とは異なる物体を検出する方法（Ｆｏｒｅｉｇｎ Ｏｂｊｅｃｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）が開示されている。また、特許文献２には、電力の伝送を停止した後に、送電装置の電圧が徐々に低下する期間における送電装置の電圧値の減衰量に基づいて、物体を検出する方法が開示されている。

特開２０１７－７００７４号公報 特表２０１８－５１２０３６号公報

特許文献２に記載の方法を使用して物体を検出する場合、電力の伝送を停止する停止時間を受電装置と送電装置との間であらかじめ設定することが想定される。しかしながら、例えば、送電装置又は受電装置の温度、及び送電電力等、送受電に係る状態が変化するなどの要因により、あらかじめ設定された停止時間では、物体の検出のための処理が適切に行えなくなる場合がありうる。特許文献１、２では、この問題について考慮されていなかった。

本開示は上記の課題に鑑みてなされたものである。その目的は、送受電に係る状態に応じて適切に物体検出のための処理を行えるようにすることである。

本開示に係る送電装置は、アンテナを使用して受電装置へ無線により送電する送電手段と、前記送電手段により前記受電装置へ送電される電力が制限される送電制限期間の少なくとも２以上の時点における前記アンテナの電圧及び電流の少なくともいずれかを測定した測定結果に基づいて、前記受電装置とは異なる物体を検出する検出処理を行う検出手段と、前記受電装置と前記送電制限期間を決定するための通信を行う通信手段と、前記送電制限期間の長さが決定された後の前記送電装置及び前記受電装置の少なくともいずれかの状態に応じて、決定された前記送電制限期間の長さを変更するための所定の信号が前記通信手段により前記受電装置に送信されるように制御する制御手段とを有する。

本開示によれば、送受電に係る状態に応じて適切に物体検出のための処理を行うことができる。

無線電力伝送システムの構成例を示す図である。 受電装置の構成例を示す図である。 送電装置の構成例を示す図である。 送電装置の制御部の機能構成例を示す図である。 第一の実施形態に係る送電装置と受電装置とが実行する処理の流れの例を示す図である。 送電装置が行う処理の例を示すフローチャートである。 第二の実施形態に係る送電装置と受電装置とが実行する処理の流れの例を示す図である。 受電装置が行う処理の例を示すフローチャートである。 時間領域におけるＱ値測定方法を説明するフローチャートである。 送電装置による第三異物検出処理の流れの例を示すフローチャートである。 パワーロス手法による異物検出を説明する図である。 時間領域におけるＱ値測定を説明する図である。 ＷＰＣ規格に基づく制御処理を説明する図である。

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態に記載される構成要素は、実施の形態の一例を示すものであり、本開示をそれらのみに限定するものではない。

（第１の実施形態）
＜システム構成＞
図１に、本実施形態における無線電力伝送システム（無線充電システム）の構成例を示す。本システムは、一例において、受電装置１０２と送電装置１００を含んで構成される。受電装置１０２と送電装置１００の詳細な構成については後述する。

送電装置１００は、送電装置１００上に載置された受電装置１０２に対して無線で送電する電子機器である。受電装置１０２が載置されると、送電装置１００は送電コイル１０１（後述する図３の送電コイル３０４に対応）を介して受電装置１０２へ無線で電力を送電する。なお、以下の説明において「受電装置１０２が送電装置１００上に載置される」ことは「受電装置１０２が送電装置１００の送電可能範囲に含まれる状態」を表すものとする。送電装置１００の送電可能範囲とは、送電コイル１０１を使用して受電装置１０２に送電可能な範囲である。また、受電装置１０２が送電装置１００上に載置される状態は、受電装置１０２と送電装置１００とが接触していなくてもよい。例えば、受電装置１０２が送電装置１００と非接触で送電可能範囲に含まれている状態も、「受電装置１０２が送電装置１００上に載置された」状態とみなすものとする。また、受電装置１０２が送電装置１００の上に置かれるのではなく、例えば送電装置１００の側面に配置される構成でもよい。

なお、受電装置１０２と送電装置１００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うる。受電装置１０２の一例はスマートフォン等の情報処理端末であり、送電装置１００の一例はその情報処理端末を充電するためのアクセサリ機器である。例えば、情報端末機器は、受電コイル（アンテナ）から受けた電力が供給される、情報をユーザに表示する表示部（ディスプレイ）を有している。また、受電コイルから受けた電力は蓄電部（バッテリ）に蓄積され、そのバッテリから表示部に電力が供給される。この場合、受電装置１０２は、送電装置１００とは異なる他の装置と通信する通信部を有していてもよい。通信部は、ＮＦＣ通信や、第５世代移動通信システム（５Ｇ）などの通信規格に対応していてもよい。またこの場合、バッテリから通信部に電力が供給されることにより、通信部が通信を行ってもよい。また、受電装置１０２は、タブレット端末、あるいは、ハードディスク装置及び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、受電装置１０２は、例えば、撮像装置（カメラやビデオカメラ等）であってもよい。また、受電装置１０２は、スキャナ等の画像入力装置であってもよいし、プリンタ、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、受電装置１０２は、ロボット、医療機器等であってもよい。送電装置１００は、上述した機器を充電するための装置でありうる。

また、送電装置１００がスマートフォンであってもよい。この場合、受電装置１０２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、本実施形態における受電装置１０２が自動車などの車両であってもよい。例えば、受電装置１０２である自動車は、駐車場に設置された送電アンテナを介して充電器（送電装置１００）から電力を受けとるものであってもよい。また、受電装置１０２である自動車は、道路に埋め込まれた送電コイル（アンテナ）を介して充電器（送電装置１００）から電力を受けとるものでもよい。このような自動車は、受電した電力はバッテリに供給される。バッテリの電力は、車輪を駆動する発動部（モータ、電動部）に供給されてもよいし、運転補助に用いられるセンサの駆動や外部装置との通信を行う通信部の駆動に用いられてもよい。つまり、この場合、受電装置１０２は、車輪の他、バッテリや、受電した電力を用いて駆動するモータやセンサ、さらには送電装置１００以外の装置と通信を行う通信部を有していていもよい。さらに、受電装置１０２は、人を収容する収容部を有していてもよい。例えば、センサとしては、車間距離や他の障害物との距離を測るために使用されるセンサなどがある。通信部は、例えば、全地球測位システム（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ、Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ、ＧＰＳ）に対応していてもよい。また、通信部は、第５世代移動通信システム（５Ｇ）などの通信規格に対応していてもよい。また、車両としては、自転車や自動二輪車であってもよい。また、受電装置１０２は、車両に限定されず、バッテリに蓄積された電力を使用して駆動する発動部を有する移動体及び飛行体等であってもよい。

また、本実施形態における受電装置１０２は、電動工具、家電製品などでもよい。受電装置１０２であるこれらの機器は、バッテリの他、バッテリに蓄積された受電電力によって駆動するモータを有していてもよい。また、これらの機器は、バッテリの残量などを通知する通知手段を有していてもよい。また、これらの機器は、送電装置１００とは異なる他の装置と通信する通信部を有していてもよい。通信部は、ＮＦＣや、第５世代移動通信システム（５Ｇ）などの通信規格に対応していてもよい。

また、本実施形態における送電装置１００は、自動車の車両内で、無線電力伝送に対応するスマートフォンやタブレットなどの携帯情報端末機器に対して送電を行う車載用充電器であってもよい。このような車載用充電器は、自動車内のどこに設けられていてもよい。例えば、車載用充電器は、自動車のコンソールに設置されてもよいし、インストルメントパネル（インパネ、ダッシュボード）や、乗客の座席間の位置や天井、ドアに設置されてもよい。ただし、運転に支障をきたすような場所に設置されないほうがよい。また、送電装置１００が車載用充電器の例で説明したが、このような充電器が、車両に配置されるものに限らず、電車や航空機、船舶等の輸送機に設置されてもよい。この場合の充電器も、乗客の座席間の位置や天井、ドアに設置されてもよい。

また、車載用充電器を備えた自動車等の車両が、送電装置１００であってもよい。この場合、送電装置１００は、車輪と、バッテリとを有し、バッテリの電力を用いて、送電回路部や送電コイル（アンテナ）により受電装置１０２に電力を供給する。

なお、本実施形態における受電装置１０２及び送電装置１００は、ＷＰＣ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）規格に基づく処理を行うものとする。

＜装置の構成＞
図２は、受電装置１０２の構成例を示すブロック図である。受電装置１０２は、制御部２００、受電コイル２０１、清流部２０２、電圧抑制部２０３、通信部２０４、充電部２０５、バッテリ２０６、共振コンデンサ２０７、及びスイッチ２０８を有する。

制御部２００は、受電装置１０２全体を制御する。制御部２００は、例えば１つ以上のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）により構成される。受電コイル２０１は、受電するためのアンテナ（コイル）であり、送電装置１００から電力を受電する。

整流部２０２は、受電コイル２０１を介して受電した交流電圧および交流電流を直流電圧および直流電流に変換する。電圧制御部２０３は、整流部２０２から入力される直流電圧のレベルを、制御部２００および充電部２０５などが動作する直流電圧のレベルに変換する。また、電圧制御部２０３は、変換されたレベルの電圧を充電部２０５へ供給する。

充電部２０５は、バッテリ２０６を充電する。通信部２０４は、送電装置１００の通信部３０５との間で、ＷＰＣ規格に基づいた無線充電の制御通信を行う。この制御通信は、受電コイル２０１で受電した交流電圧および交流電流を負荷変調することにより実現される。

受電コイル２０１は共振コンデンサ２０７と接続され、特定の周波数Ｆ２で共振する。スイッチ２０８は受電コイル２０１と共振コンデンサ２０７を短絡するためのスイッチであり、制御部２００によって制御される。スイッチ２０８をオンにすると、受電コイル２０１と共振コンデンサ２０７は直列共振回路を構成する。この時、受電コイル２０１と共振コンデンサ２０７およびスイッチ２０８の閉回路にのみ電流が流れ、整流部２０２および電圧制御部２０３に電流は流れない。スイッチ２０８をオフにすると、受電コイル２０１および共振コンデンサ２０７を介して、整流部２０２および電圧制御部２０３に電流が流れる。メモリ２０９は、制御部２００が実行する制御プログラム、及び、各種設定、情報等を記憶する。

図３は、送電装置１００の構成例を示すブロック図である。送電装置１００は、制御部３０１、電源部３０２、送電部３０３送電コイル３０４、通信部３０５、メモリ３０６、共振コンデンサ３０７、及びスイッチ３０８を有する。

制御部３０１は、送電装置１００全体を制御する。制御部３０１は、例えば１つ以上のＣＰＵにより構成される。電源部３０２は、各機能ブロックに電源を供給する。電源部３０２は、例えば、商用電源又はバッテリである。電源部３０２がバッテリの場合には、商用電源から供給される電力がバッテリに蓄電されうる。

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電力に変換し、その交流電力を送電コイル３０４へ入力することによって、受電装置１０２に受電させるための電磁波を発生させる。例えば、送電部３０３は、電源部３０２により供給される直流電圧を、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｅｒ）を使用したハーフブリッジ又はフルブリッジ構成のスイッチング回路で交流電圧に変換する。この場合、送電部３０３はＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦを制御するゲ－トドライバを含む。

また、送電部３０３は、送電コイル３０４に入力する電圧（送電電圧）又は電流（送電電流）、又はその両方または周波数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。送電電圧又は送電電流を大きくすると電磁波の強度が強くなり、送電電圧又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３０４が開始又は停止されるように、送電部３０３を制御し交流電力の出力制御を行う。また、本実施形態における送電部３０３は、受電装置１０２の充電部２０５に少なくとも１５ワット（Ｗ）の電力を出力するだけの電力を供給する能力があるものとする。

通信部３０５は、送電コイル３０４を介して、受電装置１０２との間で、ＷＰＣ規格に基づく送電制御のための通信を行う。通信部３０５は、送電部３０３から出力される交流電圧および交流電流を周波数変調（ＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ））し、受電装置１０２へ情報を送信する。また、通信部３０５は、受電装置１０２の通信部２０４において変調された交流電圧および交流電流を復調して、受電装置１０２が送信した情報を取得する。すなわち、通信部３０５で行う通信は、送電部３０３から送電される電磁波に信号が重畳されることにより行われる。

なお、通信部３０５は、送電コイル３０４とは異なるコイル又はアンテナを用いて、ＷＰＣ規格とは異なる規格による通信方式で受電装置１０２と通信を行う構成でもよい。また、通信部３０５は、複数の通信を選択的に用いて受電装置１０２と通信を行う構成でもよい。

メモリ３０６は、制御部３０１が実行する制御プログラムを記憶するほか、送電装置１００及び受電装置１０２の状態なども記憶しうる。例えば、送電装置１００の状態は制御部３０１により取得され、受電装置１０２の状態は受電装置１０２の制御部２００により取得され、通信部３０５を介して受信されうる。

送電コイル３０４は、受電装置１０２に送電するためのアンテナ（コイル）であり、共振コンデンサ３０７と接続され、特定の周波数Ｆ１で共振する。スイッチ３０８は送電コイル３０４と共振コンデンサ３０７を短絡するためのスイッチであり、制御部３０１によって制御される。スイッチ３０８をオンにすると、送電コイル３０４と共振コンデンサ３０７は直列共振回路を構成する。このとき、送電コイル３０４と共振コンデンサ３０７およびスイッチ３０８の閉回路にのみ電流が流れる。スイッチ２０８をオフにすると、送電コイル３０４および共振コンデンサ３０７には、送電部３０３から電力が供給される。

図４は、本実施形態の送電装置１００の制御部３０１の機能構成を示すブロック図である。制御部３０１は、第一Ｑ値測定部４００、第二Ｑ値測定部４０１、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理部４０２、第一異物検出処理部４０３、第二異物検出処理部４０４、第三異物検出処理部４０５、及び送電制御処理部４０６を有する。なお、本実施形態における異物とは、送電装置１００及び受電装置１０２とは異なる物体のことを指すものとする。異物は、例えば、クリップなどの金属片、ＮＦＣタグ、及び、ＩＣカードでありうる。本実施形態における送電装置１００は、送電装置１００が送電可能な範囲に異物が存在するかを判定する処理を行う。この処理を、以降の説明では異物検出、又は、異物検出処理ともいう。

第一Ｑ値測定部４００は、周波数領域におけるＱ値の測定（第一Ｑ値測定）を行う。第二Ｑ値測定部４０１は、時間領域におけるＱ値の測定（第二Ｑ値測定）を行う。Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理部４０２は、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔの取得およびＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎカーブの作成処理を行う。第一異物検出処理部４０３は、第一Ｑ値測定部４００により測定された第一Ｑ値に基づく異物検出処理（第一異物検出処理）を行う。第二異物検出処理部４０４は、パワーロス手法に基づく異物検出処理（第二異物検出処理）を行う。第三異物検出処理部４０５は、第二Ｑ値測定部４０１により測定された第二Ｑ値に基づく異物検出処理（第三異物検出処理）を行う。送電制御部４０６は、送電部３０３の送電開始、送電停止、送電電力の増減に関する処理を行う。図４に示す各処理部は、それぞれが独立したプログラムとして構成され、イベント処理等によりプログラム間の同期をとりながら並行して動作しうる。なお、図４の各ブロックが行う処理の詳細については、後述する。

＜ＷＰＣ規格に基づく制御＞
本実施形態における送電装置１００と受電装置１０２との制御の流れについて説明する。まず、ＷＰＣ規格に準拠した無線電力伝送の制御について説明する。図１３は、ＷＰＣ規格ｖ１．２．３に準拠した送電装置及び受電装置の制御の流れを示すシーケンス図である。図１３に示すシーケンスは、ＷＰＣ規格に適合する構成を有する送電装置により実行される制御である。以下の説明では、なお、以下では、送電装置や受電装置がＷＰＣ規格ｖ１．２．３に準拠する場合について説明するが、これに限られない。つまり、本開示の送電装置や受電装置は、ＷＰＣ規格ｖ１．２．３以降のバージョンのＷＰＣ規格に準拠していてもよいし、ＷＰＣ規格ｖ１．２．３より前のバージョンに準拠していてもよい。

ＷＰＣ規格では、充電用の送電が実行されるＰｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒフェーズと、充電用の送電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。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）Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ＆Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎフェーズ、（４）Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズ、（５）Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎフェーズを含む。なお、以下では、Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎフェーズをＩ＆Ｃフェーズと呼ぶ。

Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎフェーズにおいて、送電装置１００は、送電コイル３０４の近傍に存在する物体を検出する為にＡｎａｌｏｇ Ｐｉｎｇ（以下、Ａ－Ｐｉｎｇという）を送電する（Ｆ５００）。Ａ―Ｐｉｎｇはパルス状の電力で、物体を検出するための電力である。また、受電装置がＡ―Ｐｉｎｇを受電したとしても、受電装置１０２の制御部３０１を起動することができないほど微小な電力である。送電装置１００は、Ａ―Ｐｉｎｇを間欠的に送電する。ここで、送電装置１００の送電可能範囲に物体が載置される場合と、物体が載置されていない場合とでは、送電コイル２０９に印加される電圧や電流に変化が生じる。そこで、送電装置１００の制御部３０１は、Ａ―Ｐｉｎｇを送信した時の送電コイル３０４の電圧値と電流値の少なくともいずれか一方を検出する。制御部２０１は、検出した電圧値がある閾値を下回る場合又は電流値がある閾値を超える場合に物体が存在すると判定し、Ｐｉｎｇフェーズに遷移する。

Ｐｉｎｇフェーズにおいて、Ａ―Ｐｉｎｇにより物体が載置されたことを検出されると、送電装置１００の第一Ｑ値測定部４００は、送電コイル３０４のＱ値（Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ）を測定する（Ｆ５０１）。ここで取得されるＱ値は、周波数領域におけるＱ値の測定（第一Ｑ値測定）である。送電装置１００は、Ｑ値測定が終了すると、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇ（以下、Ｄ－Ｐｉｎｇという）の送電を開始する（Ｆ５０２）。Ｄ―Ｐｉｎｇは受電装置１０２の制御部２００を起動させるための電力で、Ａ―Ｐｉｎｇよりも大きい電力である。以降、送電装置１００は、Ｄ―Ｐｉｎｇの送電を開始してから（Ｆ５０２）、受電装置１０２から送電停止を要求するＥＰＴ（Ｅｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）パケットを受信するまで（Ｆ５２２）、Ｄ―Ｐｉｎｇ以上の電力を送電し続ける。受電装置１０２の制御部２００は、Ｄ―Ｐｉｎｇを受電して起動すると、受電したＤ―Ｐｉｎｇの電圧値を格納したデータであるＳｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈパケットを送電装置１００に送信する（Ｆ５０３）。送電装置１００は、Ｄ－Ｐｉｎｇを受信した送電装置１０１からＳｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈパケットを受信することにより、Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎフェーズにおいて検出された物体が受電装置であることを認識する。送電装置１００は、Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈパケットを受信すると、Ｉ＆Ｃフェーズに遷移する。

Ｉ＆Ｃフェーズにおいて、受電装置１０２は、受電装置１０２が準拠しているＷＰＣ規格のバージョン情報やデバイス識別情報を含むＩＤを格納したデータを送信する（Ｆ５０４）。また、受電装置１０２は、受電装置１０２が負荷（バッテリ２０６）へ供給する電力の最大値を示す情報等を含むＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎパケットを送電装置１００に送信する（Ｆ５０５）。送電装置１００は、ＩＤ及びＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎパケットを受信することによって、受電装置１０２が自身の準拠するＷＰＣ規格に対応するバージョンであるかを判定し、ＡＣＫを送信する。具体的には、送電装置１００は、受電装置１０２がＷＰＣ規格 ｖ１．２以降の拡張プロトコル（後述するＮｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズにおける処理を含む）に対応していると判定すると、ＡＣＫで応答する（Ｆ５０６）。受電装置１０１はＡＣＫを受信すると、送受電する電力の交渉などを行うＮｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズに遷移する。

Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズにおいて、受電装置１０２は、送電装置１００に対してＦＯＤ Ｓｔａｔｕｓパケットを送信する（Ｆ５０７）。本実施形態では当該ＦＯＤ ＳｔａｔｕｓパケットをＦＯＤ（Ｑ）と表現する。送電装置１００の第一異物検出処理部４０３は、受信したＦＯＤ（Ｑ）に格納されているＱ値とＱ値測定で測定したＱ値に基づいて異物検出を行い、異物がない可能性が高いと判定したことを示すＡＣＫを受電装置１０２に送信する（Ｆ５０８）。

受電装置１０２はＡＣＫを受信すると、送電装置１００の能力を問い合わせるデータであり、ＷＰＣ規格で規定されているＧｅｎｅｒａｌ Ｒｅｑｕｅｓｔの１つであるＧｅｎｅｒａｌ Ｒｅｑｕｅｓｔ（Ｃａｐａｂｉｌｉｙ）パケットを送信する（Ｆ５３５）。以降、Ｇｅｎｅｒａｌ Ｒｅｑｕｅｓｔ（Ｃａｐａｂｉｌｉｙ）パケットをＧＲＱ（ＣＡＰ）パケットと表現する。送電装置１００はＧＲＱ（ＣＡＰ）パケットを受信すると、自身が対応している能力情報を格納したＣａｐａｂｉｌｉｔｙパケット（以下、ＣＡＰという）を送信する（Ｆ５３６）。

受電装置１０２は、受電を要求する電力値の最大値であるＧｕａｒａｎｔｅｅｄ Ｐｏｗｅｒ（以下、ＧＰという）の交渉を行う。ＧＰは、送電装置１００との交渉で合意された、受電装置１０２が利用可能な電力量を表す。すなわち、ＧＰは、受電装置１０２の負荷に供給するために使用することができる電力（充電部２０５及びバッテリ２０６が消費する電力）の最大値である。また、ＧＰは、受電装置が負荷（例えば、充電用の回路、バッテリー等）に出力可能であることが保証される電力であってもよい。この場合、ＧＰは、例えば受電装置と送電装置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、受電装置の負荷への出力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との位置関係が変動して送電効率が低下したとしても、送電装置は、受電装置内が負荷へ５ワットの電力を出力することができるように制御して送電を行う。

交渉は、ＷＰＣ規格で規定されているＳｐｅｃｉｆｉｃ Ｒｅｑｕｅｓｔパケットの内、受電装置が要求するＧＰの値を格納したパケットを送電装置１００に送信することにより実現される（Ｆ５０９）。本実施形態では当該データをＳＲＱ（ＧＰ）パケットと表現する。送電装置１００は自身の送電能力等を考慮して、ＳＲＱ（ＧＰ）パケットに応答する。送電装置１００は、Ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ Ｐｏｗｅｒを受け入れられると判定した場合、当該要求を受入れたことを示すＡＣＫを送信する（Ｆ５１０）。受電装置１０２は、ＧＰを含む複数のパラメータの交渉が終了すると、Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｒｅｑｕｅｓｔの内、交渉の終了（Ｅｎｄ Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ）を要求するＳＲＱ（ＥＮ）を送電装置に送信する（Ｆ５１１）。送電装置１００は、ＳＲＱ（ＥＮ）パケットに対してＡＣＫを送信し（Ｆ５１２）、Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎを終了し、パワーロス手法に基づく異物検出を実施するための基準を作成するＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎフェーズに遷移する。なお、異物検出とは、送電装置１００の送電可能範囲内に、受電装置とは異なる物体（以下、異物という）が存在する、又は、異物が存在する可能性があるか否かを判定する処理である。

Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎフェーズにおいて、受電装置１０２は、負荷（充電部２０５及びバッテリ２０７）に電力を供給しない状態で、受電装置１０２がＤ―Ｐｉｎｇを受電したときの受電電力値Ｒ１を送電装置１００に通知する。このとき、受電装置１０２は、受電電力値Ｒ１を格納したＲｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒパケット（ｍｏｄｅ１）（以下、ＰＲ１という）を送電装置１００に送信する。送電装置１００は、ＲＰ１を受信すると、ＡＣＫを受電装置１０１に送信する（Ｆ５１４）。このとき送電装置１００は、自身の送電電力値Ｔ１を計測し、パワーロスであるＴ１とＲ１の差分Δ１を計算する。受電装置１０２は、ＡＣＫを受信後、負荷に電力を供給する状態で、送電装置１００に対して受電電圧の増減を送電装置１００に要求するＣｏｎｔｒｏｌ Ｅｒｒｏｒパケット（以後、ＣＥと表現する）を送電装置１００に送信する。ＣＥには符号及び数値が格納され、ＣＥに格納される数値の符号がプラスであれば受電電圧を上げることを、マイナスであれば受電電圧を下げることを、数値がゼロであれば受電電圧を維持することを要求することを意味する。ここでは受電装置１０２は、受電電圧を上げることを示すＣＥ（＋）を送電装置１００に送信する（Ｆ５１５）。

送電装置１００はＣＥ（＋）を受信すると、送電回路の設定値を変更し送電電圧を上げる（Ｆ５１６）。受電装置１０２は、ＣＥ（＋）に応答して受電電力が上昇すると、受電した電力を負荷（充電部２０５及びバッテリ２０６）に供給する。また、受電装置１０２は、ＲＰ２（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒパケット（ｍｏｄｅ２）（以下、ＲＰ２という）を送電装置１００に送信する（Ｆ５１７）。ここでＲＰ２には、受電装置１０２が負荷に電力を供給する状態における受電電力値Ｒ２が格納されている。

送電装置１００は、ＲＰ２を受信すると、ＡＣＫを受電装置に送信する（Ｆ５１４）。このとき送電装置１００は、自身の送電電力値Ｔ２を計測し、パワーロスであるＴ２とＲ２の差分Δ２を計算する。送電装置１００は、負荷に電力を供給せず、負荷の消費電力が０である場合のパワーロスΔ１と、負荷に電力を供給し、負荷の消費電力が０でない場合のパワーロスΔ２を基準として、パワーロスに基づく異物検出を行う。具体的には、送電装置１００はΔ１とΔ２から任意の受電電力値において異物がない状態におけるパワーロスを予測する。Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理部４０２は、この予測値を基にＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎカーブを生成する。第二異物検出処理部４０４は、実際に受信した受電電力値と送電電力値との関係を、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎカーブと比較することにより、異物検出を行う。送電装置１００はＲＰ２に対してＡＣＫを送信すると、Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒフェーズに遷移する。

Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒフェーズにおいて、送電装置１００は、受電装置がＮｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズで交渉した最大１５ワットを受電可能な電力を送電する。受電装置１０２は、送電装置１００に対して、ＣＥ及び現在の受電電力値を格納したＲＰ０（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒパケット（ｍｏｄｅ０）（以下、ＲＰ０という）を送電装置１００に定期的に送信する（Ｆ５１９、Ｆ５２０）。なお、ＲＰ０は、一定間隔で送信されてもよいし、ランダムに送信されてもよい。送電装置１００は、受電装置からＲＰ０を受信すると、前記Δ１とΔ２から任意の受電電力におけるパワーロスを予測し異物検出を行う。送電装置１００は、異物検出の結果、異物がない可能性が高いと判定した場合、ＡＣＫを受電装置に送信する（Ｆ５２１）。ここで、異物がある可能性が高いと判定した場合は、送電装置１００はＮＡＫを受電装置に送信する。

受電装置１０１は、バッテリ３０７への充電が終了すると、送電装置１００に対して送電を停止することを要求するＥＰＴ（Ｅｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）パケットを送信する（Ｆ５２２）。以上がＷＰＣ規格ｖ１．２．３に準拠した送電装置１００及び受電装置の制御の流れである。

＜第三異物検出処理＞
本実施形態における第一Ｑ値測定部４００、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理部４０２、第一異物検出処理部４０３、第二異物検出処理部４０４が行う処理については、上述のＷＰＣ規格の処理の流れで説明した通りである。ここでは、第二Ｑ値測定部４０１及び第三異物検出処理部４０５が行う異物検出方法について説明する。

図１２（ａ）における波形１２００は、送電装置１００の送電コイル３０４もしくは不図示の共振コンデンサの端部に印可される高周波電圧の値（以降、単に送電コイルの電圧値と言う）の時間経過を示しており、横軸は時間、縦軸は電圧値である。時間Ｔ０において高周波電圧の印加（送電）は停止される。点１２０１は、高周波電圧の包絡線上の一点であり、時間Ｔ１における高周波電圧である。図中の（Ｔ１、Ａ１）は、時間Ｔ１における電圧値がＡ１であることを示す。なお、Ｔ０においては、送電が停止されるものとしているが、これに限定されない。例えば、Ｔ０において、送電する電力が所定値以下となるように送電が制限されてもよい。

同様に、点１２０２は、高周波電圧の包絡線上の一点であり、時間Ｔ２における高周波電圧である。図中の（Ｔ２、Ａ２）は、時間Ｔ２における電圧値がＡ２であることを示す。Ｑ値測定は、時間Ｔ０以降の電圧値の時間変化に基づいて実施される。具体的には、Ｑ値は、電圧値の包絡線である点１２０１および点１２０２の時間、電圧値、および、高周波電圧の周波数ｆ（以降、動作周波数という）に基づいて、（式１）により算出される

次に、本実施形態で送電装置１００が時間領域でＱ値を測定するための処理について図１２（ｂ）を参照して説明する。波形１２０３は、送電コイル３０４に印加される高周波電圧の値を示しており、その周波数はＷＰＣ規格で使用される１２０ｋＨｚから１４８．５ｋＨｚの間であるものとする。また、点１２０４および点１２０５は、電圧値の包絡線の一部である。送電装置１００の送電部３０３は、時間Ｔ０からＴ５の区間、送電を停止する、あるいは送電する電力が所定値以下となるように送電を制限する。

送電装置１００の第二Ｑ値測定部４０１は、時間Ｔ３における電圧値Ａ３（点１２０４）、時間Ｔ４における電圧値Ａ４（点１２０４）および高周波電圧の動作周波数と（式１）とに基づいて、Ｑ値を測定する。なお、送電装置１００の送電部３０３は、時間Ｔ５において送電を再開する。このように、第二Ｑ値測定は、送電装置１００が送電を制限する所定の期間における時間経過と電圧値および動作周波数に基づいてＱ値を測定することにより実現される。以降、送電を停止する、あるいは送電される電力が所定値以下となるように制限される期間（図１２（ｂ）の例では、時間Ｔ０からＴ５の期間）を、送電制限期間と呼ぶ。

送電制限期間は第二Ｑ値測定を実行する前に送電装置１００と受電装置１０２との間で決定されるものとする。送電制限期間が短いほど、導電を制限する期間が短くなるため、送電効率を低下させずに受電装置へ送電することができる。しかしながら、例えば、送電装置１００のスイッチ３０８や制御部３０１の能力によって実現できる送電制限期間の長さは異なる。このため、例えば、送電装置１００が送電を制限することが可能な最小の期間の長さよりも短い長さが送電制限期間として設定されると、第二Ｑ値の測定が適切に行われない可能性がある。また、受電装置１０２の種類によっては、受電電力が一定期間以上制限されると、正常に機能できない場合もありうる。受電装置は、例えば、送電が一定期間以上制限されたことにより、送電が終了したと判断して受電処理を終了する、あるいは送電装置１００から送電される電力を使用して機能する処理が行えなくなる、という問題が発生しうる。

上述した理由から、本実施形態における送電制限期間は、送電装置１００が実現できる最小の長さよりも長い期間が設定されるものとする。また、本実施形態における送電制限期間は、受電装置１０２が許容できる最大の長さよりも短い期間が設定されるものとする。送電制限期間の設定方法については、後述する。

第三異物検出処理部４０５は、第二Ｑ値測定部４０１が測定した第二Ｑ値に基づいて、送電装置１００の送電可能範囲に異物が存在するかを判定する。判定方法は、例えば以下の通りである。送電装置１００の近傍に異物が存在する場合には、異物が存在しない場合と比較して第二Ｑ値が低くなる。これは、異物が存在する場合には、異物によってエネルギーの損失が発生するためである。電圧値の減衰の傾きに着目すると、異物が無い時よりも、異物が有る時の方が、異物によるエネルギーの損失が発生するため、図１２（ｂ）の例における点１２０４と点１２０５を結ぶ直線の傾きが急になり、波形の振幅の減衰率（減衰量）が高くなる。Ｑ値が低くなるということは、波形減衰率（単位時間当たりの波形の振幅の減少度合い）が高くなることを意味する。よって、第三異物検出処理部４０５は、測定により得られた第二Ｑ値が所定の閾値よりも小さい場合に、異物が存在する、又は存在する可能性が高いと判定することができる。

なお、本実施形態においては、第二Ｑ値を用いて異物検出を行う例について説明したが、これに限定されない。例えば、（Ａ３－Ａ４）／（Ｔ３－Ｔ４）から求められる点１２０４と点１２０５を結ぶ直線の傾きを用いて判定が行われてもよい。あるいは、電圧値の減衰状態を観測する時間（Ｔ３及びＴ４）が固定であるならば、電圧値の差を表す（Ａ３－Ａ４）や、電圧値の比（Ａ３／Ａ４）の値を用いて判定を行うこともできる。あるいは、送電を停止した直後の電圧値Ａ３が一定であるならば、所定の時間経過後の、電圧値Ａ４の値を用いて判定を行うこともできる。あるいは、電圧値Ａ３が所定の電圧値Ａ４になるまでの時間（Ｔ４－Ｔ３）の値を用いて判定が行われてもよい。

このように、送電装置１００は、送電が制限される期間内の少なくとも２以上の時点における送電コイル３０４における電圧を測定し、測定結果に基づいて電圧の減衰量、減衰率、及びＱ値等の値を取得することで、異物の有無の判定を行うことができる。なお、ＴＸ４０２は、３以上の時点の電圧を測定する構成であってもよい。

なお、図１２の縦軸を、送電コイル３０４を流れる電流値としても、電圧値の場合と同様に、送電制限期間中の電流値の減衰状態が異物の有無によって変化する。そして、異物が有る場合は異物がない場合より波形減衰率が高くなる。よって、送電コイル３０４を流れる電流値の時間変化に関して、上述した方法を適用しても、異物の有無を判定することができる。すなわち、電流の測定値より求められる第二Ｑ値、電流値の減衰の傾き、電流値の差、電流値の比、電流値の絶対値、及び所定の電流値になるまでの時間等、電流の減衰状態を表す指標を用いて、異物有無を判定し、異物を検出することができる。また、電圧の測定値と電流の測定値との両方に基づく異物検出が行われてもよい。

＜送電制限期間の決定方法＞
本実施形態において、第二Ｑ値を測定するために設定される送電制限期間の設定方法について、図５を使用して説明する。図５（ａ）は、ＷＰＣ規格に基づく制御処理と、第三異物検出処理とを組み合わせた場合のシーケンスを表す図である。なお、図１３と同様の処理については同じ符号を付し、説明を省略する。

Ｆ５２８において、送電装置１００及び受電装置１０２は、送電制限期間を決定するための交渉を行う。Ｆ５２８で行われる交渉の一例を図５（ｂ）に示す。受電装置１０２は、受電装置１０２が所望する送電制限期間の長さを含む交渉パケットを送電装置１００に対して送信する（Ｆ５４０）。送電装置１００は、受電装置１０２から取得された送電制限期間の長さを受け入れられる場合、ＡＣＫを返し、受け入れられない場合ＮＡＫを返す（Ｆ５４１）。

本実施形態では、停止時間を設けないことを要求する識別子を含む交渉パケットを、送電制限期間（０）と表現する。また、送電制限期間の長さとして１００μ秒を要求する識別子を含む交渉パケットを送電制限期間（１）と表現する。また、送電制限期間の長さとして１２０μ秒を要求する識別子を含む交渉パケットを、送電制限期間（２）と表現する。また、送電制限期間の長さとして１４０μ秒を要求する識別子を含む交渉パケットを、送電制限期間（３）と表現する。なお、これらの識別子は一例であり、他の識別子が使用されてもよい。受電装置１０２は、送電装置１００からＡＣＫが返るまで、送電制限期間（０）を除いた交渉パケットを、送電制限期間の長さの短い順に繰り返し送信する（Ｆ５４０、５４２）。受電装置１０２は、送電装置１００からＡＣＫが送信された場合、送電装置１００がＡＣＫを送信した際の交渉パケットに含まれる送電制限期間の長さを、交渉によって決定した送電制限期間の長さとする。受電装置１０２は、決定した送電制限期間の長さをメモリ２０９に記憶し、送電制限期間に関する交渉を終了する（Ｆ５４３）。なお、受電装置１０２は、送電制限期間（０）以外で送信可能なすべての交渉パケットを送信したにも関わらず送電装置１００からＡＣＫが返らなかった場合、受電装置１０２は停止時間（０）を送電装置１００に送信する。また、受電装置１０２は、第３異物検出を実施しないものとし、送電制限期間に関する交渉を終了する。

例えば、送電装置１００が１２０μ秒以上の送電制限期間の長さで第三異物検出を実施できる場合の動作について、図５（ｂ）を使用して説明する。受電装置１０２は送電装置１００に対して送電制限期間（１）を送信する（Ｆ５４０）。ここで送電装置１００は、受電装置１０２から取得された送電制限期間の長さを受け入れられないと判断しＮＡＫを返す（Ｆ５４１）。

続いて、受電装置１０２は受電装置に対して送電制限期間（２）を送信する（Ｆ５４２）。送電装置１００は停止時間１２０μ秒を受け入れると判断し、ＡＣＫを返す（Ｆ５４３）。受電装置１０２及び送電装置１００は、１２０μ秒を送電制限期間の長さとして決定し、送電制限期間に関する交渉を終了する。

本実施形態は、送電制限期間に関する交渉中に、送電装置１００から受電装置１０２に対し、送電装置１００が要求する送電制限期間の長さを送信しない場合における交渉の例を示した。この場合、受電装置１０２は送電装置１００に対して停止時間を短いものから順に送信し、最初にＡＣＫが返ってきた値を、送電制限期間の長さとして決定する。これにより、送電装置１００から受電装置１０２に対して送電制限期間の長さを送信しない構成においても、送電制限期間の長さを交渉により決定することができる。また、このとき設定される送電制限期間の長さは、送電装置１００が実現可能な最小の長さを満たし、かつ受電装置１０２が要求する送電制限期間の長さのうち、より短い長さとなる。

本実施例で実行される送電制限期間に関する交渉は一例である。例えば、受電装置１０２は送電装置１００に対して送電制限期間の長さを決定するための情報の送信を要求し、送電装置１００が受電装置１０２に対して、送電装置１００が要求する送電制限期間の長さを送信してもよい。またこのとき、送電装置１００は、送電装置１００が実現可能な最小の長さを表す情報を送信してもよい。

また送電制限期間に関する交渉の一例として、送電装置はＧＲＱ（ＣＡＰ）に対する応答として、送電制限期間の長さを示す情報を含むＣＡＰを受電装置に対して送信する。例えば、送電制限期間の長さを示す情報は、ＣＡＰパケット内に規定されているＲｅｓｅｒｖｅｄフィールド内に記録する。送電装置１００はＣＡＰに送電制限期間の長さを示す情報を含めることにより、交渉に必要なパケット数を削減することが可能になる。さらに、送電装置１００はＧＲＱ（ＣＡＰ）に対する応答として、送電制限期間の長さを示す情報をＣＡＰに含めるか否かを判断する手段を持ってもよい。含めないと判断した場合、Ｒｅｓｅｒｖｅｄフィールドをゼロで埋める。送電制限期間の長さを示す情報をＣＡＰに含めるか否かの判断は、例えば受電装置が第三異物検出処理に対応しているか否かを基に判断する。受電装置が第三異物検出処理に対応しているか否かの判断は、例えばＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎパケットに含まれる受電装置のバージョン情報を基に第三異物検出処理に対応しているバージョンを基に判断してもよい。また例えばＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎパケットに含まれるバージョン情報に基づいて、第三異物検出処理に対応しているバージョンか否かが判定してもよい。また例えば、Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎパケットやその他のパケットに含まれる、第三異物検出処理に対応しているかを示す情報に基づいて、第三異物検出処理に対応しているかが判定されてもよい。第三異物検出処理に対応していない場合、Ｒｅｓｅｒｖｅｄフィールドをゼロで埋めることにより、受電装置１０２が第三異物検出処理に対応していない場合に、受電装置１０２が誤動作を起こすリスクを低減することができる。

図５（ａ）に戻り、Ｆ５２０において送電装置１００は、受電装置１０２からＲＰ０を受信したことに応じて、第三異物検出処理を行う（Ｆ５２９）。ここで、Ｆ５２８において送電制限期間の長さが決定されている場合、受電装置１０２は送電装置１００に対して、第三異物検出を要求する情報をＲＰ０に含めて送信する。本実施形態では、第三異物検出を要求する情報として、交渉において決定された送電制限期間の長さを示す情報を含むＲＰ０を送信する。送電装置１００は、送電制限期間の長さが含まれたＲＰ０を受信したことに応じて、第三異物検出を行う。

図１０は、Ｆ５２９において行われる第三異物検出処理の流れの例を示す図である。送電装置１００は、第三異物検出が実行可能であるか否かを判断する（Ｓ１００１）。異物検出が可能である場合Ｓ１００２に進む。異物検出が可能でない場合処理を終了する。続いて送電装置１００は、第二Ｑの値測定を行う（Ｓ１００２）。第二Ｑ値測定処理について、図９を参照して説明する。図９は、送電装置１００により実行される第二Ｑ値測定処理のフローチャートである。図９において、送電制御部４０６は、送電部３０３による送電を停止する、又は送電される電力が所定値よりも小さくなるように、送電を制限する（Ｓ９００）。次に、第二Ｑ値測定部４０１はスイッチ３０８を制御し、送電コイル３０４と共振コンデンサ３０７の短絡処理を実施する。そして、第二Ｑ値測定部４０１は、時間Ｔ３において送電コイル３０４の電圧値Ａ３を測定し（Ｓ９０１）、さらに一定時間経過後のＴ４で送電コイル３０４の電圧値Ａ４を測定する（Ｓ９０２）。

第二Ｑ値測定部４０１は、測定結果と（式１）とに基づいて、送電電力（波形１２０３）の周波数と、時間および電圧値とから第二Ｑ値を算出する（Ｓ９０３）。ここで、送電電力の周波数は、送電コイル３０４と共振コンデンサ３０７の共振周波数Ｆ１である。電圧値の測定が終了すると、第二Ｑ値測定部４０１は前記短絡処理を終了し、送電の制限を解除する（Ｓ９０４）。ここで制限を解除するとは、送電電力をＳ９００で制限する前の電力量に戻すことを意味する。

図１０に戻り、送電装置１００は、第二Ｑ値の値と第二異物検出方法の結果に基づき異物の有無を判定し処理を終了する。異物の有無の判定の結果、異物が存在する、又は異物が存在する可能性が高いと判定した場合、送電装置１００は受電装置１０２に対してＮＡＫを送信する。異物が存在しない、又は異物が存在する可能性が低いと判定された場合、送電装置１００は受電装置１０２に対してＡＣＫを送信する。図５（ａ）の例では、異物はないと判定され、Ｆ５２１においてＡＣＫが送信される。以降、受電装置１０２から、第三異物検出の実行を要求する情報を含むＲＰ０が取得されるごとに、送電装置１００は上述した処理と同様の処理により第三異物検出を実行する。なお、本実施形態においては、第三異物検出の実行を要求する情報を含むパケットとしてＲＰ０が使用される例について説明したが、ＣＥパケットや、独自の他のパケット等に含まれる構成であってもよい。また、第三異物検出の実行を要求する情報が、ＲＰ１及びＲＰ２に含まれてもよい。この場合、送電装置１００は、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎフェーズで第三異物検出処理を行うこととなる。

＜送電制限期間の変更＞
第三異物検出処理は、上述したように、送電制限期間の長さを決定するための交渉を行い、決定した長さを使用することにより実施される。先に説明したように、送電制限期間の長さは送電装置１００及び受電装置１０２の能力等を基に決定される。しかしながら、送電制限期間の長さを交渉により決定したあとに、送電装置１００及び受電装置１０２の状態の少なくともいずれかが変化する場合がありうる。例えば、Ｆ５２８以降に、ＧＰの変更、送電電力の変化、送電電圧の変化、送電装置１００の温度変化、送電回路構成の変化等により、送電装置１００の特性が変化することがある。そのような特性の変化による影響として、例えば、第二Ｑ値測定に利用される波形１２０３に現れる電圧の降下量とノイズとの比率が変化する場合がありうる。ノイズの比率がより増えた場合、異物検出の判定結果が誤った結果となる、あるいは異物検出自体ができなくなる可能性がある。このような場合に、送電装置１００の状態が変化する前と同じ精度で異物検出を行うために、送電制限期間の長さをより長くすることが想定される。反対に、送電装置１００の状態変化により、状態が変化する前よりもノイズの比率が減った場合、停止時間を短くしても同じ精度で異物検出が可能となる。このような場合は、送電制限期間の長さをより短くする方が、送電効率が向上することが想定される。

また、送電装置１００と受電装置１０２の組み合わせや、通信が正常に行われなかった、及び、装置の設定等により、Ｆ５２８において交渉が行われない可能性もありうる。交渉が行われていない場合は、受電装置１０２から第三異物検出処理の実行を要求するパケットを受信しても、送電装置１００は第三異物検出を実行することができない。また、受電電力の変化、受電電圧の変化、受電装置１０２の温度変化など、受電装置１０２の状態が変化することによって、受電装置１０２が許容できる送電制限期間の長さが変化する場合もありうる。

上記の課題を解決するため、本実施形態の送電装置１００及び受電装置１０２は、送電装置及び受電装置の少なくとも何れかの状態が変化した場合に、送電制限期間の長さを変更する処理を行う。送電制限期間の長さの変更処理について、図５（ａ）を使用して説明する。

図５（ａ）のＦ５２０において、送電装置１００は、送電制限期間の長さを含むＲＰ０を受信したとする。ＲＰ０に含まれる送電制限期間の長さは、交渉により決定された長さである。ここで、送電装置１００が、送電装置１００及び受電装置１０２の少なくともいずれかの状態が変化したことにより、交渉で決定した送電制限期間の長さを変更すると決定した場合について説明する。ここでは一例として、送電装置１００は、交渉で決定した１２０μ秒よりも長い、１３０μ秒以上の長さに変更すると決定したとする。ここで、送電制限期間の長さがより長くなるように変更すると決定する場合は、例えば以下の場合である。すなわち、送電装置１００及び受電装置１０２の少なくともいずれかの温度が、交渉が行われた時点における温度から一定以上高い温度に変化した場合である。また、例えば、送電装置１００及び受電装置１０２の少なくともいずれかの温度が、交渉を行った後に、所定の閾値よりも高い温度に変化した場合である。また例えば、送電装置１００が送電する電力の値、及び、受電装置１０２が負荷に出力可能であることが保証される電力（ＧＰ）の値の少なくともいずれかが、交渉が行われた時点で決定していた値から一定以上小さい値に変化した場合である。なお、送電電力及びＧＰの変更は、Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズを再度行う処理（Ｒｅｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズ）により行われ得る。送電装置１００は、上述した場合に、交渉で決定された送電制限期間の長さをより長くするように変更すると判定する。

図６は、送電制限期間の長さの変更に係る処理のフローである。送電装置１００は、送電制限期間の長さを変更するかを判定する（Ｓ６０１）。変更すると判定した場合、変更するための通信を要求する信号（以降、変更要求という）を受電装置１０２に送信する（Ｓ６０２、Ｆ５３０）。変更しないと判定した場合は、変更処理は行わず、受電装置１０２から取得された送電制限期間の長さに基づいて第三異物検出処理が行われる（Ｆ５２９）。

受電装置１０２は、変更要求を受信すると、送電装置１００に対し、送電装置１００からパラメータ受信を待つことを示す情報を送信する（Ｆ５３１）。ここで、送電装置１００から送信されるパラメータは、例えば、送電装置１００が第三異物検出処理を実行可能な送電制限期間の最小の長さを表す情報である。送電装置１００は、受電装置１０２が送信する、パラメータ受信待ちを表す信号をトリガとして、受電装置１０２に所定の信号を送信する（Ｓ６０３、Ｆ５３２）。なお、Ｆ５３１において受電装置１０２から送信される信号は「送電装置１００によるパラメータ送信を許可する信号」及び「送電装置１００にパラメータ送信を促す信号」などであってもよい。

ここでは、Ｆ５３２において、送電装置１００は受電装置１０２に対して、送電制限期間の長さとして１３０μ秒を表す情報（パラメータ）を含むパケットを送信する。送電装置１００と受電装置１０２は、１３０μ秒を新たな送電制限期間の長さとして決定する。受電装置１０２は、送電制限期間の長さとして１３０μ秒を表す情報を含むＲＰ０を送電装置に対して送信する（Ｆ５３３）。送電装置１００は、Ｓ１００１において、ＲＰ０に含まれる送電制限期間の長さが１３０μ秒であり、第三異物検出処理を実行可能な最小の長さである１３０μ秒以上であることを確認する。送電装置１００は、第三異物検出が実行可能と判断し、第三異物検出処理を行う（Ｓ１００２、Ｓ１００３、Ｆ５２９）。このように、本実施形態における送電装置１００は、送電制限期間の長さを変更するための通信を要求するパケットを送信した後、送電制限期間の長さに関する情報を含むパケットを送信する。これにより、例えば送電中に送電装置１００の状態が変化した場合でも、第三異物検出の実行を可能にすることができる。

なお、上述した例は、送電制限期間の長さを、交渉で決定された長さよりも長くするように変更する場合であるが、同様の処理を行い、より短くするように変更することも可能である。送電制限期間の長さがより短くなるように変更すると決定する場合は、例えば以下の場合である。すなわち、送電装置１００及び受電装置１０２の少なくともいずれかの温度が、交渉が行われた時点における温度から一定以上低い温度に変化した場合である。また、例えば、送電装置１００及び受電装置１０２の少なくともいずれかの温度が、交渉を行った後に、所定の閾値よりも低い温度に変化した場合である。また例えば、送電装置１００が送電する電力の値、及び、受電装置１０２が負荷に出力可能であることが保証される電力（ＧＰ）の値の少なくともいずれかが、交渉が行われた時点で決定していた値から一定以上大きい値に変化した場合である。送電装置１００は、上述した場合に、交渉で決定された送電制限期間の長さをより短くするように変更すると判定する。

送電制限期間の長さをより短くすると決定された場合、送電装置１００は、Ｆ５３２において、例えば送電制限期間の長さとして１１０μ秒を表すパケットを受電装置１０２に送信する。これにより、送電制限期間の長さを、交渉で決定された長さから１０μ秒短くすることができ、送電制限期間の長さを変更しない場合に比べ送電効率を向上させることが可能とある。なお、上述した送電制限期間の変更処理は。変更すると判定されるたびに繰り返し実行されてもよい。また、本実施形態においては、送電装置１００が送電制限期間の長さを変更すると判定した場合に、Ｓ８０２及びＦ５３０で変更要求を送信するものとしたが、この工程が省略されてもよい。すなわち、送電装置２００は、送電制限期間の長さを変更すると判定した場合に、送電制御期間の長さを表す情報を含む信号を送信してもよい。また、変更要求に、送電制御期間の長さを表す情報が含まれる構成でもよい。

また、本実施形態では、特定のパケットを受信したことを契機にパラメータ送信処理を実行したが他のタイミングで実行してもよい。送電装置１００は、例えば、受電装置１０２から要求された送電制限期間の長さでは第三異物検出を実行できないと判定したことを契機に、変更処理を実行してもよい。これは、例えば、交渉が行われずにＰｏｗｅｒＴｒａｎｓｆｅｒフェーズに移行した場合において有効である。

また例えば、送電装置１００が最後に送電制限期間の長さに関するパラメータを受電装置１０２に送信してから所定時間が経過したことを契機に、変更処理を実行すると判定してもよい。また例えば、送電装置１００が２つ以上の送電回路を持ち、送電電力や送電電圧によって送電回路を切り替えることができる構成である場合、送電回路を切り替えた時にパラメータ送信処理を実行し、パラメータ送信を実行すると決定してもよい。また例えば、送電装置１００は、制御部３０１の処理負荷が所定の値以上変化した場合にパラメータ送信を実行すると判断してもよい。また、上述した判定基準の少なくとも一つ以上を組み合わせて、変更処理を行うかを判定する構成でもよい。

また例えば、Ｆ５３０又はＦ５３１において、送電装置１００は、送電制限期間の長さを変更するための再交渉を要求する識別子を含むパケットを送信する構成であってもよい。受電装置１０２は、再交渉を要求する識別子を含むパケットを受信した後、送電装置１００に対してＲｅｎｅｇｏｔｉａｔｅ Ｐａｃｋｅｔ（以下「ＲＮパケット」とする）を送信する。そして、Ｒｅｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズに遷移した後、受電装置１０２は送電装置１００に対して送電制限期間の長さを表す情報の送信を要求する。その後、送電装置１００は受電装置１０２に対し、送電制限期間の長さに関する情報を含む信号を送信する。

以上説明したように、送電装置１００及び受電装置１０２の少なくともいずれかの状態が変化した場合に、送電制限期間の長さを変更するための通信を行うことにより、状態変化に応じて適切な異物検出の処理を行うことが可能となる。

なお、上述した例では、送電装置１００は、送電装置１００及び受電装置１０２の少なくとも何れかの状態が変化したことに応じて、送電制限期間の長さを変更するための通信を行うとしたが、これに限定されない。例えば、送電装置１００は、送電制限期間の長さが決定された後における送電装置１００及び受電装置１０２の状態に応じて、送電制限期間の長さを変更するための通信を行うと判定してもよい。例えば、送電装置１００は、送電装置１００及び受電装置１０２の少なくともいずれかの温度が所定の閾値よりも高い場合に、送電制限期間の長さを変更するための通信を行うと判定してもよい。また例えば、送電装置１００は、送電電力の値、及び、受電装置１０２が負荷に出力可能であることが保証される電力の値の少なくともいずれかが、所定の閾値よりも小さい場合に、送電制限期間の長さを変更するための通信を行うと判定してもよい。これらの場合は、送電制限期間の長さは長くなるように変更される。

また例えば、送電装置１００は、送電装置１００及び受電装置１０２の少なくともいずれかの温度が所定の閾値よりも低い場合に、送電制限期間の長さを変更するための通信を行うと判定してもよい。また例えば、送電装置１００は、送電電力の値、及び、受電装置１０２が負荷に出力可能であることが保証される電力の値の少なくともいずれかが、所定の閾値よりも大きい場合に、送電制限期間の長さを変更するための通信を行うと判定してもよい。これらの場合は、送電制限期間の長さは短くなるように変更される。

上述したように、送電制限期間の長さが決定された後における送電装置１００及び受電装置１０２の状態に応じて、送電制限期間の長さを変更すると判定する場合、例えば以下のタイミングで判定が行われてもよい。すなわち、送電装置１００は、送電制限期間の長さを表す情報を含む信号（例えば、ＲＰ０）を受信した場合に、送電装置１００及び受電装置１０２の温度や送電電力の大きさなどの状態を特定する。送電装置１００は、特定した状態を考慮し、受電装置１０２から要求された送電制限期間の長さを変更する必要があると判定した場合に、送電制限期間の長さを変更すると判定する。

（第２の実施形態）
本実施形態においては、図５（ａ）のＦ５２８のタイミングで送電制限期間の長さを決定するための交渉が行われなかった場合に、Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒフェーズにおいて交渉を行う例について説明する。なお、送電装置１００及び受電装置１０２の機能構成については第１の実施形態と同様であるため、同じ符号を使用し、説明を省略する。

本実施形態における処理を、図７及び図８を使用して説明する。図７（ａ）は、本実施形態における送電装置１００及び受電装置１０２の処理のシーケンスである。なお、図７（ａ）の例では、図５（ａ）におけるＦ５２８の交渉が行われなかったことを表している。図８は、受電装置１０２が行う処理を表すフローチャートである。図７（ａ）において、図５（ａ）と同様の処理については、同じ符号を付している。交渉が行われない要因としては、例えば送電装置１００及び受電装置１０２の初期設定や、交渉のための通信が適切に行われずにＰｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒフェーズに移行した場合等が想定される。

Ｆ７００において、受電装置１０２は、送電制限期間を決定するための交渉が必要かを判定する（Ｓ８０１）。このとき、受電装置１０２は、例えばメモリ２０９に送電制限期間の長さが記憶されていないことに応じて、交渉が必要であると判定する（Ｓ８０１でＹＥＳ）。一方、例えば第三異物検出処理を行わない等、交渉が必要でないと判定した場合は、交渉を行わない（Ｓ８０１でＮＯ）。

受電装置１０２は、交渉を行うと判定した場合、Ｆ７００にて交渉を要求するための信号を送電装置１００に送信する（Ｓ８０２）。本実施形態においては、交渉を要求するための信号として、Ｒｅｎｅｇｏｔｉａｔｅ Ｐａｃｋｅｔ（ＲＮ）が使用されるものとする。なお、ＲＮはＮｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズを再度行う（Ｒｅｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ）ことを要求するパケットである。なお、交渉を要求するための信号として、ＲＮ以外のパケットが使用されてもよい。送電装置１００は、受電装置１０２からＲＮを受信し、交渉を行うことを受け入れる場合は、ＡＣＫを送信し、交渉を受け入れない場合は、ＮＡＫを送信する。Ｆ７０１においては、送電装置１００は交渉の要求を受け入れると判定し、ＡＣＫを送信する。

受電装置１０２は、ＡＣＫを受信すると、Ｒｅｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズに遷移し、送電制限期間に関する交渉を行う（Ｆ７０２）。なお、交渉を要求するための信号としてＲＮ以外のパケットが使用された場合は、Ｒｅｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズに遷移することなく以下の処理が行われてもよい。また、Ｒｅｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズに遷移した場合に、送電制限期間を決定するための交渉以外に、ＧＰ値の決定、受電装置１０２の設定値の通知等の処理が実行されてもよい。

Ｆ７０２における処理の一例を、図７（ｂ）を使用して説明する。受電装置１０２は送電装置１００に対して、送電制御期間の長さを要求することを示すパケットを送信する（Ｆ７１１）。送電装置１００は、送電制限期間の長さを要求するパケットを受信したことに応じて、送電制限期間の長さを表す情報を含む信号を受電装置１０２に送信する（Ｆ７１２）。ここでは、例として、送電制限期間（１）のパケットが送信される。受電装置１０２は、送電装置１００から送電制限期間の長さを表す情報を含むパケットを受信すると（Ｓ８０３）、受信した送電制限期間の長さをメモリ２０９に記憶する（Ｓ８０４）。ここでは、送電装置１００から送信された送電制限期間（１）に基づき、１００μ秒をメモリ２０９に記憶する。なお、送電装置１００から送信された送電制限期間の長さそのものではなく、受電装置１０２の状態を考慮して決定される長さを記憶する構成でもよい。また、Ｆ７０２において、図５（ｂ）に示す処理が行われる構成であってもよい。

図７（ａ）に戻り、Ｆ７０２において送電制限期間の長さが記憶されると、受電装置１０２は、Ｆ５２０において、メモリ２０９に記憶された送電制限期間の長さを表す情報を含むＲＰ０を送電装置１００に送信する。以降、図５（ａ）の処理と同様にして、第三異物検出処理が行われる。

以上説明した処理により、送電制限期間の長さを決定するための交渉がまだ行われていない場合に、受電装置１０２から交渉を要求する信号を送信することにより、送電制限期間の長さを決定することができる。なお、本実施形態においては、Ｆ５２８において交渉が行われなかったことを例に説明したが、行われた場合であっても、必要に応じて受電装置１０２から交渉を要求する信号が送信されてもよい。交渉が必要かの判定は、第１の実施形態と同様の判定基準を使用して、受電装置１０２が行う構成であってもよい。

また、第２の実施形態における方法を使用して交渉が行われた後、第１の実施形態と同様に、送電制限期間の長さを変更するための変更処理が行われてもよい。このように、第１の実施形態と第２の実施形態とを適宜組み合わせて実施することも可能である。

（その他の実施形態）
本開示は、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ー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。

１００ 送電装置
３０１ 制御部
３０３ 送電部
３０５ 通信部

Claims (26)

1. 送電装置であって、
   アンテナを使用して受電装置へ無線により送電する送電手段と、
   前記送電手段により前記受電装置へ送電される電力が制限される送電制限期間の少なくとも２以上の時点における前記アンテナの電圧及び電流の少なくともいずれかを測定した測定結果に基づいて、前記受電装置とは異なる物体を検出する検出処理を行う検出手段と、
   前記受電装置と前記送電制限期間を決定するための通信を行う通信手段と、
   前記送電制限期間の長さが決定された後の前記送電装置及び前記受電装置の少なくともいずれかの状態に応じて、決定された前記送電制限期間の長さを変更するための所定の信号が前記通信手段により前記受電装置に送信されるように制御する制御手段と
   を有することを特徴とする送電装置。
2. 前記制御手段は、前記送電制限期間の長さが決定された後に前記送電装置及び前記受電装置の少なくともいずれかの状態が変化したことに応じて、前記所定の信号が前記通信手段により送信されるように制御することを特徴とする請求項１に記載の送電装置。
3. 前記所定の信号は、前記送電制限期間の長さを表す情報を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の送電装置。
4. 前記所定の信号は、前記送電制限期間の長さとして前記検出手段が検出処理を実現可能な最小の長さを表す情報を含むことを特徴とする請求項３に記載の送電装置。
5. 前記所定の信号は、前記受電装置と前記送電制限期間の長さを決定するための交渉を行うことを要求する情報を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の送電装置。
6. 前記制御手段は、前記送電装置及び前記受電装置の少なくともいずれかの温度が、所定の閾値よりも高い温度である場合、前記所定の信号が送信されるように制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の送電装置。
7. 前記制御手段は、前記送電装置及び前記受電装置の少なくともいずれかの温度が、所定の期間において、第１の温度から、前記第１の温度よりも一定以上高い第２の温度に変化した場合、前記所定の信号が送信されるように制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の送電装置。
8. 前記制御手段は、前記送電装置及び前記受電装置の少なくともいずれかの温度が、所定の閾値よりも低い温度である場合、前記所定の信号が送信されるように制御することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の送電装置。
9. 前記制御手段は、前記送電装置及び前記受電装置の少なくともいずれかの温度が、所定の期間において、第１の温度から、前記第１の温度よりも一定以上低い第３の温度に変化した場合、前記所定の信号が送信されるように制御することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の送電装置。
10. 前記制御手段は、前記送電手段により送電される電力の値、及び、前記受電装置が前記受電装置に含まれる負荷に出力可能であることが保証される電力の値の少なくともいずれかが、所定の閾値よりも小さい値である場合、前記所定の信号が送信されるように制御することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の送電装置。
11. 前記制御手段は、前記送電手段により送電される電力の値、及び、前記受電装置が前記受電装置に含まれる負荷に出力可能であることが保証される電力の値の少なくともいずれかが、所定の閾値よりも大きい値である場合、前記所定の信号が送信されるように制御することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の送電装置。
12. 前記所定の信号が送信されたことに応じて、前記送電制限期間の長さが、決定された前記送電制限期間の長さよりも長くなるように変更されることを特徴とする請求項６、７又は１０に記載の送電装置。
13. 前記所定の信号が送信されたことに応じて、前記送電制限期間の長さが、決定された前記送電制限期間の長さよりも短くなるように変更されることを特徴とする請求項８、９又は１１に記載の送電装置。
14. 前記検出手段は、前記通信手段により前記受電装置が受電した電力の大きさを表す情報を含む信号が受信された場合に、前記検出処理を行うことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の送電装置。
15. アンテナを使用して送電装置から無線により受電する受電手段と、
    前記送電装置から送電される電力が制限される送電制限期間の長さを決定する決定手段と、
    前記送電装置と通信を行う通信手段と、
    前記決定手段により決定された前記送電制限期間の長さを表す情報を含む信号が前記通信手段により前記送電装置に送信された後に前記通信手段により所定の信号が受信された場合、前記決定手段により決定された前記送電制限期間の長さを変更するための通信が前記通信手段により行われるように制御する制御手段と
    を有することを特徴とする受電装置。
16. 前記所定の信号は、前記送電制限期間の長さを表す情報を含む信号を含むことを特徴とする請求項１５に記載の受電装置。
17. 前記所定の信号により表される長さは、前記送電制限期間の長さとして前記送電装置が実現可能な最小の長さであることを特徴とする請求項１６に記載の受電装置。
18. 前記所定の信号は、前記受電装置と前記送電制限期間の長さを決定するための交渉を行うことを要求する信号を含むことを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれか１項に記載の受電装置。
19. 受電装置であって、
    アンテナを使用して送電装置から無線により受電する受電手段と、
    前記送電装置から送電される電力が制限される送電制限期間の長さを決定する決定手段と、
    前記送電装置と通信を行う通信手段と、
    前記送電装置及び前記受電装置の少なくともいずれかの状態に応じて、送電制限期間の長さを変更するための所定の信号が前記通信手段により前記送電装置に送信されるように制御する制御手段と
    を有することを特徴とする受電装置。
20. 前記所定の信号が前記通信手段により前記送電装置に送信された後に、前記送電装置に対して前記送電制限期間の長さを決定するための情報を要求する信号を、前記通信手段により前記送電装置に送信されるように制御する制御手段とを有することを特徴とする請求項１９に記載の受電装置。
21. 前記所定の信号は、前記送電装置との間の無線電力伝送に関する設定を変更するための交渉を要求する信号であることを特徴とする請求項１９又は請求項２０に記載の受電装置。
22. 前記受電手段により受電された電力を蓄積するバッテリと、
    前記バッテリに蓄積された電力を使用して駆動するモータと
    を有することを特徴とする請求項１５乃至２１のいずれか１項に記載の受電装置。
23. 前記受電手段により受電された電力を蓄積するバッテリと、
    前記バッテリに蓄積された電力が供給される表示部と
    を有することを特徴とする請求項１５乃至２２のいずれか１項に記載の受電装置。
24. 前記受電手段により受電された電力を蓄積するバッテリと、
    前記バッテリの残量を通知する通知手段と
    を有することを特徴とする請求項１５乃至２３のいずれか１項に記載の受電装置。
25. 無線電力伝送の方法であって、
    アンテナを使用して送電装置から受電装置へ無線により送電される電力が制限される送電制限期間の少なくとも２以上の時点における前記アンテナの電圧及び電流の少なくともいずれかを測定した測定結果に基づいて、前記受電装置とは異なる物体を検出する検出処理を行う検出工程と、
    前記送電装置と前記受電装置とが行う通信に基づいて、前記送電制限期間の長さを決定する決定工程と、
    前記決定工程において前記送電制限期間の長さが決定された後の前記送電装置及び前記受電装置の少なくともいずれかの状態に応じて、前記決定工程において決定された前記送電制限期間の長さを変更するための通信が行われるように制御する制御工程と
    を有することを特徴とする方法。
26. コンピュータを、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の送電装置、又は、請求項１５乃至２４のいずれか１項に記載の受電装置として機能させるためのプログラム。

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