JP2023060745A - 受電装置、送電装置、無線電力伝送方法、及び、プログラム - Google Patents

受電装置、送電装置、無線電力伝送方法、及び、プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】電力損失に基づいて受電装置とは異なる物体を検出する処理において、受電装置の負荷への出力電圧の変化による精度低下を抑制するための制御を行う受電装置、送電装置、無線電力伝送方法及びプログラムを提供する。【解決手段】受電装置１０１は、送電を制限する所定期間のうち少なくとも２つの時点における電圧または電流の値に基づいて受電装置とは異なる物体を検出する第１の検出処理を行う送電装置から無線で電力を受電する受電コイル２０１と、第１の検出処理の結果に応じて電力損失に基づいて受電装置とは異なる物体を検出する第２の検出処理において使用される受電装置の受電電力を表すデータを、送電装置に送信する通信部２０４と、負荷に出力する出力電圧を変更する電圧制御部２０３と、データが送信された後に出力電圧が変更された場合、データが第２の検出処理に使用されないように制御する制御部２００と、を有する。【選択図】図２

Description

本開示は、無線電力伝送の技術に関する。
無線電力伝送システムの技術開発が広く行われており、標準化団体Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ（ＷＰＣ）が策定した規格（ＷＰＣ規格）が広く知られている。このような無線電力伝送では、送電装置が電力を送電可能な範囲に、送電対象の受電装置とは異なる物体（以下、異物という）が存在する場合に、異物を検出して送受電を制御することが行われる。
特許文献１では、ＷＰＣ規格に準拠した送受電装置の近傍に異物が存在する場合に、電力損失（パワーロス）に基づいて異物を検出する手法が記載されている。
特開２０１７－０７００７４号公報
特許文献１に記載のように、電力損失に基づいて異物の検出が行われる場合、受電装置が負荷へ出力する出力電圧を変化させると、異物検出の精度が低下する場合がありうる。
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、電力損失に基づいて受電装置とは異なる物体を異物検出する処理において、受電装置の負荷への出力電圧の変化による精度低下を抑制するための制御が行われるようにすることである。
本開示に係る受電装置は、送電を制限する所定期間のうち少なくとも２つの時点における電圧または電流の値に基づいて前記受電装置とは異なる物体を検出する第１の検出処理を行う送電装置から無線で電力を受電する受電手段と、前記第１の検出処理の結果に応じて前記送電装置の送電電力と前記受電装置の受電電力とに基づく電力損失に基づいて前記送電装置が前記受電装置とは異なる物体を検出する第２の検出処理に使用される、前記受電装置の受電電力を表すデータを、前記送電装置に送信する送信手段と、
前記受電装置が有する負荷に出力する出力電圧を変更する変更手段と、前記送信手段により前記データが送信された後に前記変更手段により前記出力電圧が変更された場合、前記データが前記第２の検出処理に使用されないように制御する制御手段とを有する。
本開示によれば、電力損失に基づいて受電装置とは異なる物体を検出する処理において、受電装置の負荷への出力電圧の変化による精度低下を抑制するための制御を行うことができる。
システムの構成図である。 受電装置の機能構成を表す図である。 送電装置の機能構成を表す図である。 送電装置の制御部の機能を表す図である。 受電装置の制御部の機能を表す図である。 送電装置と受電装置の動作を説明するシーケンス図である。 受電装置の処理を表すフロー図である。 送電装置の処理を表すフロー図である。 Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｐａｃｋｅｔのフレームフォーマットを表す図である。 時間領域におけるＱ値の測定方法を説明するための図である。 パワーロス手法による異物検出を説明するための図である。
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る開示を限定するものでない。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。
＜実施形態１＞
（システムの構成）
図１は、本実施形態による無線電力伝送システムの構成例を示す図である。本実施形態に係る無線電力伝送システムの構成例を示す。本無線電力伝送システムは、一例において、送電装置１００と受電装置１０１とを含んで構成される。本実施形態における送電装置１００と受電装置１０１は、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ規格（以下、ＷＰＣ規格という）に準拠しているものとする。送電装置１００は、自装置上に載置される受電装置１０１に対し、電力を送電するものとする。なお、「載置される」とは、受電装置１０１が送電装置１００の送電可能範囲内に含まれる状態を指すものとし、必ずしも送電装置１００と受電装置１０１とが接していなくてもよい。
受電装置１０１と送電装置１００は無線電力伝送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１０１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１０１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１０１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１０１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１０１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１０１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１０１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、送電装置１００がバッテリを有し、バッテリに蓄積された電力を使用して受電装置１０１に無線で送電する構成であってもよい。また、送電装置１００が、自動車等の車両、または車両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、受電装置１０１は、表示や音を使用してバッテリの残量を通知する機能を有していてもよい。
また、本実施形態における受電装置１０１が自動車などの車両であってもよい。例えば、受電装置１０１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１０１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１０１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１０１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１０１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、受電装置１０１がバッテリを内蔵していなくてもよい。
また、本システムでは、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が行われる。すなわち、送電装置１００と受電装置１０１は、送電装置１００の送電コイルと受電装置１０１の受電コイルとの間で、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、本システムでは、無線電力伝送方式としてＷＰＣ規格で規定された方式が用いられるものとするが、これに限られず、他の方式が用いられてもよい。例えば、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などが用いられてもよい。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。
（装置の構成）
図２に、受電装置１０１の構成例を示す。本実施形態における受電装置１０１は、制御部２００、受電コイル２０１、整流部２０２、電圧制御部２０３、通信部２０４、充電部２０５、バッテリ２０６、共振コンデンサ２０７、および、スイッチ２０８を含んで構成される。以下、各処理部について説明する。
制御部２００は、受電装置１０１の全体を制御する。制御部２００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２００は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の１つ以上の記憶装置を含んでもよい。そして、制御部２００は、例えば、記憶装置に記憶されたプログラムをプロセッサによって実行することにより、後述の各処理を実行するように構成されうる。
受電コイル２０１は、送電装置１００の送電コイル３０３から電力を受電する際に用いられるコイルである。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から入力された直流電圧のレベルを、制御部２００および充電部２０５などが動作するのに適した（過大でもなく過少でもない）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。すなわち、電圧制御部２０３は、送電装置１００から受電した電力を使用して、自装置に含まれる負荷である充電部２０５、及びバッテリ２０６に電力を出力する。
充電部２０５は、電圧制御部２０３から供給された電圧によりバッテリ２０６を充電する。通信部２０４は、送電装置１００との間で、ＷＰＣ規格に基づいた無線電力伝送に係る制御通信を行う。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行われる。
また、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で共振するように構成される。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がオンとされると、受電コイル２０１と共振コンデンサ２０７が直列共振回路を構成する。このとき、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や電圧制御部２０３には電流が流れなくなる。これに対して、スイッチ２０８がオフとされると、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に電流が流れるようになる。
図３に、送電装置１００の構成例を示す、本実施形態における送電装置１００は、制御部３００、電源部３０１、送電部３０２、送電コイル３０３、通信部３０４、メモリ３０５、共振コンデンサ３０６、およびスイッチ３０７を含んで構成される。以下、各処理部について説明する。
制御部３００は、送電装置１００の全体を制御する。制御部３００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３００は、例えば、後述のメモリ３０５や制御部３００に内蔵された記憶装置に記憶されたプログラムをプロセッサによって実行することにより、後述の各処理を実行するように構成されうる。電源部３０１は、各機能ブロックに電源を供給する。電源部３０１は、例えば、商用電源又はバッテリである。バッテリには、例えば、商用電源から供給される電力が蓄電されうる。
送電部３０２は、電源部３０１から入力された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３０３へ入力し、これにより受電装置１０１に受電させるための電磁波を送電コイル３０３から発生させる。例えば、送電部３０２は、電源部３０１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３０２は、ＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦを制御するゲ－トドライバを含む。
また、送電部３０２は、送電コイル３０３に入力する電圧（送電電圧）と電流（送電電流）との少なくともいずれか、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や周波数を制御する。例えば、送電部３０２は、送電電圧又は送電電流を大きくすることにより電磁波の強度を強くし、送電電圧又は送電電流を小さくすることにより電磁波の強度を弱くする。ここで、送電部３０２は、ＷＰＣ規格に対応した受電装置１０１の充電部２０５に対して少なくとも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。また、送電部３０２は、制御部３００の指示に基づいて、送電コイル３０３による電磁波の出力が開始又は停止されるように、交流電力の出力制御を行う。
通信部３０４は、送電コイル３０３を介して、受電装置１０１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３０４は、送電部３０２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））を用いて変調し、受電装置１０１へ情報を伝送する。また、通信部３０４は、受電装置１０１の通信部２０４による負荷変調で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１０１が送信した情報を取得する。すなわち、通信部３０４は、送電部３０２から送電される電磁波に受電装置１０１へ送信すべき情報を重畳し、その電磁波に対して受電装置１０１によって重畳された受信信号を検出することによって、受電装置１０１と通信する。
なお、通信部３０４は、送電コイル３０３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従って受電装置１０１と通信を行ってもよい。また、通信部３０４は、複数の通信機能を選択的に用いて受電装置１０１と通信してもよい。メモリ３０５は、例えば、制御部３００によって実行される制御プログラムや、送電装置１００及び受電装置１０１の状態などの情報を記憶する。例えば、送電装置１００の状態は制御部３００により取得される。また、受電装置１０１の状態は、受電装置１０１の制御部２００により取得されて通信部２０５から送信され、送電装置１００は、通信部３０４を介してこの状態を示す情報を取得する。
また、送電コイル３０３は、共振コンデンサ３０６と接続され、特定の周波数Ｆ１で共振するように構成される。スイッチ３０７は、送電コイル３０３と共振コンデンサ３０６とを短絡するためのスイッチであり、制御部３００によって制御される。スイッチ３０７がオンされると、送電コイル３０３と共振コンデンサ３０６が直列共振回路を構成する。このとき、送電コイル３０３と共振コンデンサ３０６およびスイッチ３０７の閉回路にのみ電流が流れる。スイッチ２０８がオフとされると、送電コイル３０３および共振コンデンサ３０６には、送電部３０２から電力が供給される。
図４は、送電装置１００の制御部３００によって実現される機能構成例を示している。本実施形態における制御部３００は、第１測定部４００、第２測定部４０１、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理部４０２、第１異物検出処理部４０３、第２異物検出処理部４０４、第３異物検出処理部４０５、および送電処理部４０６として動作しうる。
第１測定部４００は、周波数領域におけるＱ値（第１Ｑ値）の測定を行う。第２測定部４０１は、時間領域におけるＱ値（第２Ｑ値）の測定を行う。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。これらの処理の詳細については、後述する。
第１異物検出処理部４０３は、第１測定部４００により測定された第１Ｑ値に基づく異物検出処理（第１異物検出処理）を実行する。第２異物検出処理部４０４は、電力損失（パワーロス）手法に基づく異物検出処理（第２異物検出処理）を実行する。第３異物検出処理部４０５は、第２測定部４０１により測定された第２Ｑ値に基づく異物検出処理（第３異物検出処理）を実行する。各異物検出処理の詳細についても、後述する。なお、本実施形態における「異物」とは、送電装置の送電対象である受電装置とは異なる物体を表すものとする。また、異物検出とは、送電装置の送電可能範囲内に異物が存在するかを判定するための処理である。なお、受電装置および受電装置が組み込まれた製品または送電装置および受電装置が組み込まれた製品に不可欠な部分の物体のうち、送電アンテナが送電する無線電力にさらされたときに意図せずに熱を発生する可能性のある物体は、異物には当たらない。
送電処理部４０６は、送電部３０２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に示される各処理部は、例えば、それぞれが独立した複数のプログラムとして構成され、イベント処理等により、これらの複数のプログラム間の同期をとりながら並行して動作しうる。
（異物検出処理の説明）
第１異物検出処理部４０３、第２異物検出処理部４０４、第３異物検出処理部４０５のそれぞれが行う異物検出処理について、説明する。ここでは、送電装置１００と受電装置１０１を例として用いて説明する。なお、送電装置１００と受電装置１０１とが行う処理全体のフローは後述する。ここでは、異物検出処理に係る部分の説明を行う。
（１）周波数領域で測定されたＱ値に基づく異物検出処理（第１異物検出処理）
第１異物検出処理は、第１異物検出処理部４０３により行われる。ここで説明する第１異物検出処理は、ＷＰＣ規格に準拠する異物検出処理であるものとする。
第１異物検出処理では、まず、送電装置１００の第１測定部４００が、異物の影響によって変化するＱ値の周波数領域における測定（第１Ｑ値測定）を行う。この測定は、送電装置１００がＡｎａｌｏｇ Ｐｉｎｇを送電してから、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇを送電するまでの間に実行される。
例えば、送電部３０２は、Ｑ値を測定するために、送電コイル３０３が出力する無線電力の周波数を掃引し、第１測定部４００は送電コイルと直列（または並列）に接続される共振コンデンサ３０６の端部の電圧値を測定する。そして、第１測定部４００は、その電圧値がピークとなる共振周波数を探索し、共振周波数で測定されるピークの電圧値から３ｄＢ下がった電圧値を示す周波数と、その共振周波数とから、送電コイル３０３のＱ値（第１Ｑ値）を算出する。
なお、第１測定部４００は、別の方法でＱ値を測定してもよい。例えば、送電部３０２は、送電コイル３０３が出力する無線電力の周波数を掃引し、第１測定部４００は送電コイル３０３と直列に接続される共振コンデンサ３０６の端部の電圧値を測定して、その電圧値がピークとなる共振周波数を探索する。そして、第１測定部４００は、その共振周波数においてその共振コンデンサ３０６の両端の電圧値を測定し、その両端の電圧値の比から送電コイル３０３のＱ値を算出する。
また、送電装置１００の第１異物検出処理部４０３は、通信部３０４を介して、異物検出の判断基準となるＱ値を受電装置１０１から取得する。例えば、第１異物検出処理部４０３は、ＷＰＣ規格で規定されたある送電コイル上に受電装置が置かれた場合の送電コイルのＱ値（特性値）を、受電装置１０１から受信する。この特性値は、受電装置１０１が送信するＦＯＤ（Ｆｏｒｅｉｇｎ Ｏｂｊｅｃｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ） Ｓｔａｔｕｓパケットに格納されて、送電装置１００は、このＦＯＤ Ｓｔａｔｕｓパケットを受信することによりこの特性値を取得する。
第１異物検出処理部４０３は、取得した特性値から、送電装置１００上に受電装置１０１が置かれた場合の、送電コイル３０３のＱ値を推定する。本実施形態では、推定されたＱ値を基準Ｑ値と呼ぶ。なお、ＦＯＤ Ｓｔａｔｕｓパケットに格納されるＱ値（特性値）は、あらかじめ受電装置１０１の不揮発メモリ（不図示）に記憶されうる。すなわち、受電装置１０１は、事前に記憶していたＱ値を送電装置１００へ通知しうる。
送電装置１００の第１異物検出処理部４０３は、基準Ｑ値と、第１測定部４００により測定されたＱ値とを比較し、比較結果に基づいて異物の有無を判定する。例えば、第１異物検出処理部４０３は、基準Ｑ値に対して、ａ％（所定の割合）低下したＱ値を閾値として、測定されたＱ値がその閾値より低い場合に、異物が存在する可能性が高いと判定する。また、測定されたＱ値が閾値より高い場合は、異物が存在する可能性が低い（異物が存在しない可能性が高い）と判定する。
（２）パワーロス手法に基づく異物検出処理（第２異物検出処理）
第２異物検出処理は、第２異物検出処理部４０３により行われる。ここで説明する第２異物検出処理は、ＷＰＣ規格に準拠するパワーロス手法であるものとする。
図１１は、パワーロス手法による異物検出の概念図であり、横軸は送電装置１００の送電電力を示し、縦軸は受電装置１０１の受電電力を示す。なお、送電装置１００の送電部３０２による送電電力の制御は、送電処理部４０６により行われうる。まず、異物検出に使用されるデータを取得するための処理（Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理）について説明する。
送電装置１００の送電部３０２は、受電装置１０１に対してＤｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇを送電する。そして、送電装置１００の通信部３０４は、受電装置１０１における受電電力値Ｐｒ１（Ｌｉｇｈｔ Ｌｏａｄという）を、Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｐａｃｋｅｔ（ｍｏｄｅ１）により受信する。なお、以下では、Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｐａｃｋｅｔ（ｍｏｄｅ１）を「ＲＰ１」と呼ぶ。ＲＰ１は、受電装置１０１が受電電力を負荷（充電部２０５とバッテリ２０６）に供給していない場合の受電電力値である。送電装置１００の制御部３００は、受信したＲＰ１と、ＲＰ１が得られたときの送電電力値Ｐｔ１との関係（図１１の点１１００）を、メモリ３０５に記憶する。これにより、送電装置１００は、送電電力としてＰｔ１を送電したときの、送電装置１００と受電装置１０１との間の電力損失量が、Ｐｔ１－ＲＰ１（Ｐｌｏｓｓ１）であることを認識することができる。
次に、送電装置１００の通信部３０４は、受電装置１０１における受電電力値Ｐｒ２（Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ Ｌｏａｄという）の値を、Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｐａｃｋｅｔ（ｍｏｄｅ２）で受電装置１０１から受信する。なお、以下では、Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｐａｃｋｅｔ（ｍｏｄｅ２）を「ＲＰ２」と呼ぶ。Ｐｒ２は、受電装置１０１が受電電力を負荷に供給している場合の受電電力値である。そして送電装置１００の制御部３００は、受信したＰｒ２と、Ｐｒ２が得られたときの送電電力値Ｐｔ２との関係（図１１の点１１０１）を、メモリ３０５に記憶する。これにより、送電装置１００は、送電電力としてＰｔ２を送電したときの、送電装置１００と受電装置１０１との間の電力損失量がＰｔ２－Ｐｒ２（Ｐｌｏｓｓ２）であることを認識することができる。
送電装置１００のＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理部４０２は、点１１００と点１１０１とを直線補間し、直線１１０２を作成する。直線１１０２は、送電装置１００と受電装置１０１の周辺に異物が存在しない状態における、送電電力と受電電力の関係に対応する。このため、送電装置１００は、送電電力値と直線１１０２とから、異物がない可能性が高い状態における受電電力を予想することができる。例えば、送電装置１００は、送電電力値がＰｔ３の場合について、送電電力値がＰｔ３である場合に対応する直線１１０２上の点１１０３から、異物が存在しないときの受電電力値がＰｒ３であると予想することができる。このように、送電装置１００と受電装置１０１の周辺に異物が存在しない状態における、送電電力と受電電力の関係を導出する処理が、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理である。
Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理により得られたデータに基づいて、異物検出を行う例について、以下で説明する。例えば、送電装置１００の送電部３０２が、Ｐｔ３の送電電力で受電装置１０１に対して送電した場合に、通信部３０４が受電装置１０１から受電電力値Ｐｒ３’という値を受信したとする。送電装置１００の第２異物検出処理部４０４は、異物が存在しない状態における受電電力値Ｐｒ３から、実際に受電装置１０１から受信した受電電力値Ｐｒ３’を引いた値Ｐｒ３－Ｐｒ３’（＝Ｐｌｏｓｓ＿ＦＯ）を算出する。このＰｌｏｓｓ＿ＦＯは、送電装置１００と受電装置１０１との間に異物が存在する場合に、その異物で消費される電力損失と考えることができる。このため、第２異物検出処理部４０４は、異物で消費されたであろう電力Ｐｌｏｓｓ＿ＦＯがあらかじめ決められた閾値を超えた場合に、異物が存在すると判断することができる。この閾値は、例えば、測定誤差や、点１１００と点１１０１との関係に基づいて導出される。このようにして、パワーロス手法に基づく異物検出（第２異物検出）が実現される。
また、送電装置１００の第２異物検出処理部４０４は、事前に、異物が存在しない状態における受電電力値Ｐｒ３から、送電装置１００と受電装置１０１間の電力損失量Ｐｔ３－Ｐｒ３（Ｐｌｏｓｓ３）を求めておく。そして、第２異物検出処理部４０４は、異物が存在するか不明な状態において受電装置１０１から受信した受電電力値Ｐｒ３’から、異物が存在する状態での送電装置１００と受電装置１０１間の電力損失量Ｐｔ３－Ｐｒ３’（Ｐｌｏｓｓ３’）を算出する。そして、第２異物検出処理部４０４は、Ｐｌｏｓｓ３’－Ｐｌｏｓｓ３を算出し、この値があらかじめ決められた閾値を超えた場合に、異物が存在すると判断することができる。なお、Ｐｌｏｓｓ３’－Ｐｌｏｓｓ３＝Ｐｔ３－Ｐｒ３’－Ｐｔ３＋Ｐｒ３＝Ｐｒ３－Ｐｒ３’である。このため、電力損失量の比較により、異物で消費されたと予測される電力Ｐｌｏｓｓ＿ＦＯを推定することもできる。
以上のように、異物で消費されたであろう電力Ｐｌｏｓｓ＿ＦＯは、受電電力の差Ｐｒ３－Ｐｒ３’として算出されてもよいし、電力損失の差Ｐｌｏｓｓ３’－Ｐｌｏｓｓ３（＝Ｐｌｏｓｓ＿ＦＯ）として算出されてもよい。
Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理部４０２により直線１１０２が取得されたのち、送電装置１００の第２異物検出処理部４０４は、通信部３０４を介して、受電装置１０１から定期的に現在の受電電力値（例えば上記のＰｒ３’）を受信する。受電装置１０１が定期的に送信する現在の受電電力値は、Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｐａｃｋｅｔ（ｍｏｄｅ０）として送電装置１００に送信される。送電装置１００の第２異物検出処理部４０４は、Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｐａｃｋｅｔ（ｍｏｄｅ０）に格納されている受電電力値と、直線１１０２とに基づいて異物検出を行う。なお、以下では、Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｐａｃｋｅｔ（ｍｏｄｅ０）を「ＲＰ０」と呼ぶ。そして、Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｐａｃｋｅｔ（ＲＰ１、ＲＰ２）に格納されている受電電力値と、その受電電力値に対応する送電電力値をＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎデータと呼ぶ。
また、送電装置１００と受電装置１０１の周辺に異物が存在しない状態における送電電力と受電電力の関係である直線１１０２を取得するための点１１００および点１１０１を、本実施形態では「Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔ」と呼ぶ。また、少なくとも２つのＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを補間して取得される線分（直線１１０２）を「Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎカーブ」と呼ぶ。Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ ＰｏｉｎｔおよびＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎカーブは、第２異物検出処理部４０４による異物検出処理のために使用される。
（３）時間領域で測定されたＱ値に基づく異物検出処理（第３異物検出処理）
第３異物検出処理は、第３異物検出処理部４０３により行われる。第３異物検出処理について図１０（ａ）及び図１０（ｂ）を用いて説明する。
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、時間領域におけるＱ値（第２Ｑ値）の測定方法を説明するための概念図である。本実施形態では、第２Ｑ値に基づく異物検出方法を第３異物検出方法と呼ぶ。第２Ｑ値測定は、第２測定部４０１により行われる。また、送電装置１００の送電部３０２による送電電力の制御は、送電処理部４０６により行われる。第２Ｑ値測定では、送電装置１００と受電装置１０１が、同じ期間にスイッチをオンとして、送電を瞬断させたうえで、受電電力を負荷に出力しないようにする。これによれば、例えばコイルに印加される電圧が指数関数的に減少する。そして、この減少の仕方によって第２Ｑ値が算出される。
図１０（ａ）における波形１０００は、送電装置１００の送電コイル３０３又は共振コンデンサ３０６の端部に印加される高周波電圧の値（以下では、単に「送電コイルの電圧値」と呼ぶ）の時間経過を示している。なお、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）において、横軸は時間を示しており、縦軸は電圧値を示している。時間Ｔ０において高周波電圧の印加（送電）が停止される。点１００１は、高周波電圧の包絡線上の一点（言い換えれば、極大値の一点）であり、時間Ｔ１における高周波電圧である。図１０（ａ）における（Ｔ１、Ａ１）は、時間Ｔ１における電圧値がＡ１であることを示す。同様に、点１００２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１０（ａ）における（Ｔ２、Ａ２）は、時間Ｔ２における電圧値がＡ２であることを示す。
第２Ｑ値測定は、時間Ｔ０以降の電圧値の時間変化に基づいて実行される。例えば、Ｑ値は、電圧値の包絡線である点１００１および点１００２の時間、電圧値、および、高周波電圧の周波数ｆ（以降、ｆのことを動作周波数と呼ぶ。）に基づいて、数１により算出される。
Figure 2023060745000002
すなわち、ここでのＱ値は、送電が制限された（停止された）後の、送電コイル３０３の経過時間とその際の電圧の降下量との関係により定まる電気特性である。
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１０（ｂ）を参照して説明する。波形１００３は、送電コイル３０３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、Ｑｉ規格で使用される１００ｋＨｚから１４８．５ｋＨｚの間の周波数である。また、点１００４、点１００５、点１００６、および点１００７は、電圧値の包絡線の一部である。送電装置１００の送電部３０２は、時間Ｔ０からＴ５の区間、送電を停止する。送電装置１００の第２測定部４０１は、時間Ｔ３における電圧値Ａ３（点１００４）、時間Ｔ４における電圧値Ａ４（点１００５）および高周波電圧の動作周波数と（式１）に基づいて、Ｑ値を測定する。なお、送電装置１００の送電部３０２は、時間Ｔ５において送電を再開する。このように、第２Ｑ値測定は、送電装置１００が送電を瞬断し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行われる。なお、受電装置１０１においても、同様に、送電が制限された（停止された）後の、受電コイル２０１の経過時間とその際の電圧の降下量との関係により定まる電気特性として、第２Ｑ値が測定されうる。このように、送電が制限される所定期間における少なくとも２つの時点の電圧値に基づいてＱ値を測定する方法を、波形減衰法によるＱ値測定方法と呼ぶ。なお、所定期間における電圧値は、３以上の時点について測定されてもよい。
また、送電装置１００の第３異物検出処理部４０３は、基準Ｑ値と、第２測定部４００１により測定されたＱ値とを比較し、比較結果に基づいて異物の有無を判定する。例えば、第３異物検出処理部４０５は、基準Ｑ値に対して、ａ％（所定の割合）低下したＱ値を閾値として、測定されたＱ値がその閾値より低い場合に、異物が存在する可能性が高いと判定する。また、測定されたＱ値が閾値より高い場合は、異物が存在する可能性が低い（異物が存在しない可能性が高い）と判定する。
なお、上記の例では、送電装置１００が送電を瞬断（停止）することにより第２Ｑ値の測定が行われたが、これに限定されない。例えば、送電装置１００が送電を所定値以上小さい値に変化させるように送電を制限することによって、第２Ｑ値を測定する構成でもよい。また、上述した例では。第２Ｑ値の算出に電圧値を用いていたが、電流値が私用されてもよい。この場合、図１０（ａ），（ｂ）のグラフにおける縦軸が電流値であるものとし、電流値の減少の仕方に基づいて、第２Ｑ値が測定される。
（本実施形態における処理フロー）
本実施形態における送電装置１００と受電装置１０１は、ＷＰＣ規格に準拠した処理と、第３異物検出処理とを組み合わせた処理を行う。図６（ａ）を用いて、処理フローについて説明する。
送電装置１００は、送電コイル３０３の近傍に存在する物体を検出する為にＡｎａｌｏｇ Ｐｉｎｇを送電する（Ｆ６００）。Ａｎａｌｏｇ 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、Ａｎａｌｏｇ Ｐｉｎｇは、受電装置１０１がこれを受電したとしても、制御部２００を起動することができない程度の微小な電力である。
送電装置１００は、Ａｎａｌｏｇ Ｐｉｎｇにより、送電コイル３０３の近傍に存在する物体に起因する送電コイル３０３内部の電圧値の共振周波数のシフトや、送電コイル３０３を流れる電圧値・電流値の変化によって物体を検出する。送電装置１００は、Ａｎａｌｏｇ Ｐｉｎｇにより物体を検出すると、上述の第１Ｑ値測定により送電コイル３０３のＱ値を測定する（Ｆ６０１）。そして、送電装置１００は、第１Ｑ値測定に続いて、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇの送電を開始する（Ｆ６０２）。Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇは、受電装置１０１の制御部２００を起動させるための電力であり、Ａｎａｌｏｇ Ｐｉｎｇよりも大きい電力である。また、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇは、以降、連続的に送電される。すなわち、送電装置１００は、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇの送電を開始してから（Ｆ６０２）、受電装置１０１から後述のＥＰＴ（Ｅｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）パケットの受信（Ｆ６３３）まで、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇ以上の電力を送電し続ける。
受電装置１０１は、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇを受電して起動すると、受電したＤｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇの電圧値をＳｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈパケットに格納して送電装置１００へ送信する（Ｆ６０３）。続いて、受電装置１０１は、受電装置１０１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ＩＤパケットを送電装置１００へ送信する（Ｆ６０４）。さらに、受電装置１０１は、電圧制御部２０３が負荷（充電部２０５）へ供給する電力の最大値等の情報を含んだＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎパケットを送電装置１００へ送信する（Ｆ６０５）。ここで、本実施例の受電装置１０１は、負荷へ最大１５ワットの電力を供給する能力を持つものとする。
送電装置１００は、ＩＤパケットおよびＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎパケットを受信する。そして、送電装置１００は、これらのパケットによって受電装置１０１がＷＰＣ規格ｖ１．２以降の（後述のＮｅｇｏｔｉａｔｉｏｎを含む）拡張プロトコルに対応していると判定すると、ＡＣＫ（肯定応答）で応答する（Ｆ６０６）。
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。まず、受電装置１０１は、送電装置１００に対してＦＯＤ Ｓｔａｔｕｓパケットを送信する（Ｆ６０７）。本実施形態では、このＦＯＤ Ｓｔａｔｕｓパケットを「ＦＯＤ（Ｑ１）」と呼ぶ。送電装置１００は、受信したＦＯＤ（Ｑ１）に格納されているＱ値（前記特性値）と第１Ｑ値測定で測定したＱ値とに基づいて、第１異物検出方法により異物検出を行う。そして、送電装置１００は、異物がない可能性が高いと判定した場合に、その判定結果を示すＡＣＫを受電装置１０１に送信する（Ｆ６０８）。
受電装置１０１は、ＡＣＫを受信すると、受電装置１０１が受電を要求する電力値の最大値であるＧｕａｒａｎｔｅｅｄ Ｐｏｗｅｒ（ＧＰ）の交渉を行う。Ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ Ｐｏｗｅｒは、送電装置１００との間で合意された、受電装置１０１の負荷電力（バッテリ２０６が消費する電力）、あるいは、受電装置１０１が負荷に供給可能であることを保証する電力値を示す。この交渉は、ＷＰＣ規格で規定されているＳｐｅｃｉｆｉｃ Ｒｅｑｕｅｓｔのうち、受電装置１０１が、要求するＧｕａｒａｎｔｅｅｄ Ｐｏｗｅｒの値を格納したパケットを送電装置１００へ送信することにより実現される（Ｆ６０９）。本実施形態では、このパケットを「ＳＲＱ（ＧＰ）」と呼ぶ。送電装置１００は、自装置の送電能力等を考慮して、ＳＲＱ（ＧＰ）に応答する。送電装置１００は、Ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ Ｐｏｗｅｒを受け入れ可能であると判断した場合、その要求を受入れたことを示すＡＣＫを送信する（Ｆ６１０）。本実施形態では、受電装置１０１は、後述するＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎにより送電装置１００の正当性を確認できていない為、ＳＲＱ（ＧＰ）を使ってＧｕａｒａｎｔｅｅｄ Ｐｏｗｅｒとして１５ワットではなく５ワットを要求したものとする。
受電装置１０１は、Ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ Ｐｏｗｅｒを含む複数のパラメータの交渉が終了すると、Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｒｅｑｕｅｓｔのうち、交渉の終了（Ｅｎｄ Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ）を要求する「ＳＲＱ（ＥＮ）」を送電装置に送信する（Ｆ６１１）。そして、送電装置１００は、ＳＲＱ（ＥＮ）に対してＡＣＫを送信し（Ｆ６１２）、Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎを終了して、Ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ Ｐｏｗｅｒで定められた電力の送受電を行うＰｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒフェーズに遷移する。
続いて、送電装置１００は、上述したパワーロス手法に基づく異物検出（第２異物検出方法）を実行するためのＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎカーブを作成する。
ここで、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理において第３異物検出を実施する場合について説明する。受電装置１０１が送信するＲｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｐａｃｋｅｔの予約（Ｒｅｓｅｒｖｅｄ）領域に第２Ｑ値測定の実行を送電装置１００には、第３異物検出を要求する情報要素が含まれる。例えば、予約領域に第２Ｑ値測定を要求するか否かを示す１ビットのフィールドが設けられる。そして、受電装置１０１は、第２Ｑ値測定を要求する場合に「１」を、第２Ｑ値測定を要求しない場合に「０」を、そのビットに格納する。本実施形態では、このビットを「要求ビット」と呼ぶ。本実施形態では、要求ビットに「１」が格納されたＲＰ１をＲＰ１（ＦＯＤ）と表現する。なお、第２Ｑ値測定を要求する場合に「０」、第２Ｑ値測定を要求しない場合に「１」が格納される構成でもよい。
受電装置１０１は送電装置１００に対してＲＰ１（ＦＯＤ）を送信する（Ｆ６１３）。送電装置１００はＲＰ１（ＦＯＤ）を受信すると、第２Ｑ値測定を実施する（Ｆ６１４）。
送電装置１００はＲｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｐａｃｋｅｔの先頭を受信した時刻から時間Ｔｏｆｆｓｅｔより前に終わる期間Ｔｗｉｎｄｏｗの期間内の送電電力値が安定している（変動が特定の閾値以下である）か否かを判定する。また、送電装置１００は、ＣＥに格納された整数が特定の値よりも小さいか否かを判定する。また、送電装置１００は、測定した第２Ｑ値の値に基づく第３異物検出処理の結果を取得する。送電装置１００は、これらの判定結果及び第３異物検出処理の結果の少なくともいずれかに基づいて、ＲＰ１や後述するＲＰ２に対する応答を決定する。
ここでは、送電装置１００は、送電電力値は安定しており、第３異物検出によって異物がない可能性が高いと判定したとする。その場合、送電装置１００はＲＰ１（ＦＯＤ）に格納されている受電電力値と、その受電電力が得られたときの送電電力値を、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔ（図１１の点１１００に対応）として受け入れる（利用する）と判定する。利用すると判定した場合、送電装置１００は、ＡＣＫを受電装置１０１へ送信する（Ｆ６１９）。なお、利用しない（受け入れない）と判定した場合は、送電装置１００は、ＮＡＫ（否定応答）を受電装置１０１へ送信する。
受電装置１０１は、送電装置１００に対して受電電圧（または受電電流、受電電力）の増減を要求するＣｏｎｔｒｏｌ Ｅｒｒｏｒ Ｐａｃｋｅｔ（以後、ＣＥと表現する）を送電装置１００に送信する（Ｆ６１６）。ＣＥには受電電圧を増加することを要求する場合は＋の符号がついた整数が、減少することを要求する場合は－の符号がついた整数が、現在の受電電圧を維持したいときには「０」が格納される。送電装置１００はＣＥに格納された符号および整数に基づいて、速やかに送電制御を行う。具体的には、＋の符号がついた整数が格納されている場合は送電電圧を速やかに増加させ、－の符号がついた整数が格納されている場合は送電電圧を速やかに減少させ、「０」が格納されている場合は送電電圧を維持する。また、本実施形態では＋の符号がついた整数が格納されたＣＥをＣＥ（＋）、―の符号がついた整数が格納されたＣＥをＣＥ（―）。「０」が格納されたＣＥをＣＥ（０）と呼ぶ。
受電装置１０１は、電力を上げることを示すＣＥ（＋）を、送電装置１００に送信する（Ｆ６１６）。送電装置１００は、ＣＥ（＋）を受信すると、送電部３０２の設定値を変更して、送電電力を上げる。受電装置１０１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やバッテリ２０６）に供給する。
続いて受電装置１０１は要求ビットに「１」が格納されたＲＰ２（ＦＯＤ）を送電装置１００に送信する（Ｆ６１７）。送電装置１００は第２Ｑ値測定を実施し（Ｆ６１８）、第３異物検出によって異物がない可能性が高いと判定したとする。そして、送電装置１００はＲＰ２（ＦＯＤ）に格納されている受電電力値と、その受電電力が得られたときの送電装置１００の送電電力値を、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔ（図１１の点１１０１に対応）として受け入れる（利用する）と判定する。送電装置１００は、ＡＣＫを受電装置１０１へ送信する（Ｆ６１９）。
受電装置１０１はＣＥ（＋）を、送電装置１００に送信する（Ｆ６２０）。送電装置１００は、ＣＥ（＋）を受信すると、送電部３０２の設定値を変更して、送電電力を上昇させる。受電装置１０１は要求ビットに「０」が格納されたＲＰ０を送電装置１００に送信する（Ｆ６２１）。
送電装置１００はＲＰ０を受信すると、要求ビットが０のため、第３異物検出処理は行わず、図１１のＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎカーブに基づいて第２異物検出処理を実施する。その結果異物がない可能性が高いと判定すれば、送電装置１００はＡＣＫを送信する（Ｆ６２２）。
ここで、送電装置１００と受電装置１０１間で行われるＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ処理（Ｆ６３４）について説明する。Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ処理は、受電装置１０１が送電装置１００の正当性を、電子証明書を用いて認証する処理である。また、Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ処理は、送電装置１００が受電装置１０１の正当性を、電子証明書を用いて認証する処理である。Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ処理は、図２、３に示す受電装置１０１および送電装置１００のＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ処理部２０９、３０８によって実施される。また、Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ処理は、Ｆ６００からＦ６３３のフローとは独立して非同期で受電装置１０１と送電装置１００間で実施される。ゆえに、図６（ａ）に図示したように、Ｆ６１９からＦ６２２のフローとＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ処理（Ｆ６３４）が並列に記載されうる。受電装置１０１は送電装置１００が正当であると確認すると、送電装置１００に対して所定の電力（例えばＧＰが５ワット、Ｆ６０９）よりも大きな電力を要求できる。同様に、送電装置１００は受電装置１０１が正当であると確認すると、送電装置１００に対して所定の電力（例えばＧＰが５ワット、Ｆ６０９）よりも大きな電力をＧＰとして受け入れることができる。更に、受電装置１０１はＧＰの大きさによって電圧制御部２０３の出力電圧を変更する場合がある。例えば、ＧＰが５ワットであれば出力電圧は５ボルトだが、ＧＰが５ワットを超えると出力電圧を９ボルトに変更するなどが考えられる。また、出力電圧の変更は、Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ処理と同様に、送電装置１００と受電装置１０１間の通信とは独立して非同期で実施される。すなわち、受電装置１００は、Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ処理に応じて、負荷に出力する出力電力を変更し、これに伴い出力電圧を変更する。
フローの説明に戻る。受電装置１０１はＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ処理で送電装置１００が正当であると確認すると（Ｆ６３４）、送電装置１００に対して再交渉（Ｒｅｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ）の要求を送信する（Ｆ６２３）。そして送電装置１００は再交渉要求を承諾するＡＣＫを受電装置１０１に送信する（Ｆ６２４）。
受電装置１０１はＳＲＱ（ＧＰ）を使ってＧｕａｒａｎｔｅｅｄ Ｐｏｗｅｒとして１５ワットを要求し（Ｆ６２５）、送電装置１００はこれを承諾する（Ｆ６２６）。そして受電装置１０１はＳＲＱ（ＥＮ）を送信する（Ｆ６２７）。送電装置１００はＡＣＫを送信し再交渉を終了する（Ｆ６２８）。
ここで、電圧制御部２０３が出力電圧を変更したとする（Ｆ６３５）。出力電圧が変更されると電圧制御部２０３の損失が変わる為、既に作成したＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎカーブを破棄し、新たに作成しなおす必要がある。この処理を本実施形態では再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理と呼ぶ。送電装置１００及び受電装置１０１はすでに説明したＦ６１３からＦ６１９のフローに基づいて、再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理を実施する（Ｆ６２９）。ここで、図１１において再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理のＲＰ１（ＦＯＤ）によって作成されたＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔ（点１１０４）、ＲＰ２（ＦＯＤ）によってＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔ（点１１０５）が作成される。以降送電装置１００は、点１１０４と点１１０５を結ぶ線分（Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎカーブ）に基づいて第２異物検出処理を実施する。
再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理が終了すると、受電装置１０１はＣＥ（＋）を送電装置１００に送信し（Ｆ６３０）、出力電力を５ワット以上にあげて充電を行う。そして、受電装置１０１は送電装置１００にＲＰ０を送信する（Ｆ６３１）。送電装置１００は第２異物検出処理を実施し、異物がない可能性が高いと判断してＡＣＫを送信する（Ｆ６３２）。
充電が終了すると、受電装置１０１は送電装置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（Ｆ６３３）。
以上のようにして、第１異物検出処理、第２異物検出処理、第３異物検出処理、Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ処理および出力電圧変更に基づいて送電装置１００と受電装置１０１の間で無線電力伝送が行われる。
（複数回の第２Ｑ値測定に基づく第３異物検出処理）
図６（ａ）のシーケンスでは、送電装置１００は第２Ｑ値測定を一回実施し、その結果に基づいて第３異物検出処理を行った。ここで、送電装置１００は第２Ｑ値測定を複数回行い、その結果に基づいて第３異物検出処理を実施する場合がありうる。複数の第２Ｑ値測定の結果に基づいて第３異物検出を行う処理について、図６（ｂ）を用いて説明する。なお、図６（ｂ）では送電装置１００は第２Ｑ値測定を２回実施し、その結果に基づいて第３異物検出処理を実施するものとする。
まず、受電装置１０１は送電装置１００に対してＲＰ１（ＦＯＤ）を送信する（Ｆ６３６）。送電装置１００はＲＰ１（ＦＯＤ）を受信すると、第２Ｑ値測定を実施する（Ｆ６３７）。ここで、送電装置１００は実施した第２Ｑ値測定（Ｆ６３７）は２回実施するうちの１回目であることがわかる。よって送電装置１００はＲＰ１（ＦＯＤ）（Ｆ６３６）の応答として、受信したＲＰ１（ＦＯＤ）に含まれるＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎデータをＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔとして受け入れるかどうかの判断（判定）を行わないことを示す「判断しない」を受電装置１０１に送信する（Ｆ６３８）。
受電装置１０１は送電装置１００に対して、受電電圧を維持することを要求するＣＥ（０）を送信する（Ｆ６３９）。受電装置１０１は、送電装置１００に対して、再度ＲＰ１（ＦＯＤ）を送信する（Ｆ６４０）。
送電装置１００はＲＰ１（ＦＯＤ）を受信すると、第２Ｑ値測定を実施する（Ｆ６４１）。
ここで、送電装置１００は実施した第２Ｑ値測定（Ｆ６４１）は２回実施するうちの２回目であることがわかる。送電装置１００は、Ｔｗｉｎｄｏｗの期間内の送電電力値は安定しており、第３異物検出によって異物がない可能性が高いと判定したとする。その場合、送電装置１００はＲＰ１（ＦＯＤ）に格納されている受電電力値と、その受電電力が得られたときの送電電力値（Ｔｗｉｎｄｏｗの期間内の送電電力値）を、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔ（図１１の点１１００に対応）として受け入れると判定し、ＡＣＫを受電装置１０１へ送信する（Ｆ６４２）。
ここで、送電装置１００が、複数回の第２Ｑ値測定の結果に基づいて、異物の有無を判定する方法の一例について説明する。送電装置１００が第２Ｑ値測定を２回実施する場合、送電装置１００は、まず、１回目の測定により得られた第２Ｑ値が所定の閾値より低い場合に、異物が存在する可能性が高いと判定する。また、得られた第２Ｑ値が所定の閾値より高い場合は、異物が存在する可能性が低い（異物が存在しない可能性が高い）と判定する。送電装置１００は、１回目の判定結果を記憶しておき、受電装置１０１に対し、「判断しない」旨の通知を送信する。続いて、送電装置１００は、２回目の測定により得られた第２Ｑ値についても、同様に判定を行う。ここで、送電装置１００は、１回目と２回目の判定結果の両方が、「異物が存在する可能性が低い（異物が存在しない可能性が高い）」であった場合に、ＡＣＫを受電装置１０１に送信するものとする。また、送電装置１００は、１回目と２回目の判定結果の少なくとも一方が「異物が存在する可能性が高い」であった場合は、ＮＡＫを受電装置１０１に送信するものとする。
なお、複数の第２Ｑ値に基づく判定方法は上記に限定されない。例えば、送電装置１００は、１回目と２回目の判定結果の少なくとも一方が「異物が存在する可能性が低い（異物が存在しない可能性が高い）」であった場合に、ＡＣＫを受電装置１０１に送信する構成でもよい。また例えば、送電装置１００は、少なくとも２回目の判定結果が「異物が存在する可能性が低い（異物が存在しない可能性が高い）」であった場合に、ＡＣＫを受電装置１０１に送信する構成でもよい。
（本実施形態の課題）
本実施形態の課題について、図６（ｃ）および図１１を使用して説明する。すでに図６（ａ）及び図１１で説明したように、出力電圧の変更が、ＲＰ１（ＦＯＤ）が送信される前に行われた場合は、再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎにより、正しいＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎデータである点１１０４と点１１０５とを結んだ直線が得られる。
図６（ｃ）では、受電装置１０１がＲＰ１（ＦＯＤ）を送信し（Ｆ６３６）、送電装置１００が第２Ｑ値測定を実施した後で（Ｆ６３７）、受電装置１０１は判断しない旨を送信する（Ｆ６３８）。ここで、並列して行われるＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ処理に伴い、受電装置１０１の電圧制御部２０３の出力電圧が変更されたとする（Ｆ６４３）。
すでに説明したように、受電装置１０１は再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎするべきである。しかしながら、送電装置１００および受電装置１０１は複数の第２Ｑ値測定に基づく第３異物検出処理を行っているため再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎすることができない。なぜなら、受電装置１０１が再ＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎのためにＦ６４０において１回目のＲＰ１（ＦＯＤ）を送信したとしても、送電装置１００は２回目のＲＰ１（ＦＯＤ）と区別できないためＦ６４２でＡＣＫを送信する。
よって、送電装置１００はＦ６３６とＦ６４０に格納されている受電電力値と、その受電電力が得られたときの送電装置１００の送電電力値（Ｔｗｉｎｄｏｗの期間内の送電電力値）を使ってＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを作成する。ここで、出力電圧が変更されているため、電圧制御部２０３の消費電力はＦ６３６とＦ６４０では変化しており、その結果送電電力も変化している。よって、図１１におけるＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔは点１１０４と異なる点１１０６となる。すると送電装置１００は点１１０４と点１１０５を結んだ線分とは異なる、点１１０６と点１１０５を結んだ線分に基づいて第２異物検出処理を行うことになる。この線分は、異物が存在しない場合の送電電力と受電電力との関係を正しく表していない可能性があり、結果として異物検出の精度が低下し、異物の誤検出が発生しうるという課題がある。なお、異物の誤検出とは、異物が存在する場合に「異物なし」と判定されたり、異物が存在しない場合に「異物あり」と判定されることを指す。
（異物検出の精度低下を抑制するための制御）
本実施形態の受電装置１０１は、不正確なＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔ（点１１０６）が作成されたと判断した場合に、速やかに再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理を行う。図７（ａ）を使用して本実施形態の受電装置１０１および送電装置１００の動作について説明する。
図７（ａ）において、受電装置１０１はＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ処理が終了し（Ｓ７０１でＹＥＳ）、Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎが成功すると（Ｓ７０１でＹＥＳ）送電装置１００が正当であると認識する。そして、ＧＰを例えば５ワットから１５ワットへ再交渉した際に、電圧制御部２０３の出力電圧を変更するかを確認する（Ｓ７０２）。ここで、受電装置１０１は出力電圧を５ボルトから９ボルトに変更すると判断する（Ｓ７０２でＹＥＳ）。
受電装置１０１は出力電圧を変更したのちに、複数回の第２Ｑ値測定に基づいて第３異物検出処理を行うかどうかを判定する。受電装置１０１は２回の第２Ｑ値測定に基づいて第３異物検出処理を行うので（Ｓ７０４でＹＥＳ）、現在、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理中かどうかを判定する。ここで、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理中とは、ＲＰ１（ＦＯＤ）もしくはＲＰ２（ＦＯＤ）を送信したが、送電装置１００からその応答であるＡＣＫもしくはＮＡＫを受信していないことを意味する。図６（ｃ）で説明したように、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理中に電圧変更がされた場合は不正確なＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを作成する可能性がある。よって受電装置１０１は続く処理により早期に再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理を実施する。
受電装置１０１は、ＲＰ１（ＦＯＤ）、ＲＰ２（ＦＯＤ）およびＣＥのパケットを、所定の間隔で送信しているものとする。なお、所定の間隔は、完全に同一の間隔でなくてもよく、略同一の間隔であってもよい。受電装置１０１は、Ｓ７０４でＹＥＳの場合、再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理が終了するまで、所定の間隔で送信されるＲＰ１（ＦＯＤ）、ＲＰ２（ＦＯＤ）およびＣＥの送信間隔を短縮する（Ｓ７０６）。具体的には、例えば、ＷＰＣ規格で規定されているＲＰ１（ＦＯＤ）およびＲＰ２（ＦＯＤ）の送信間隔であるＴｒｅｃｅｉｖｅｄを、これまで５００ミリ秒だったところを、１００ミリ秒に短縮する。そしてＷＰＣ規格で規定されているＣＥの送信間隔であるＴｉｎｔｅｒｖａｌを例えば２５０ミリ秒から５０ミリ秒に短縮する。
これにより、送電装置１００からＡＣＫおよびＮＡＫを受信し（Ｓ７０７でＹＥＳ）、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔ（点１１０６）を作成する（Ｃａｌｉｂａｔｉｏｎ処理を終了する）までの時間を短縮することができる。そして、受電装置１０１は再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理を実施する（Ｓ７０８）。
また、受電装置１０１はＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ処理が成功しない（送電装置１００が正当であることを確認できない）場合（Ｓ７０１でＮＯ）や、出力電圧の変更を行わない場合（Ｓ７０２でＮＯ）は処理を終了する。第２Ｑ値測定を複数回実施しない場合（Ｓ７０４でＮＯ）も同様に処理を終了する。
また、第２Ｑ値測定を複数回実施しない場合や（Ｓ７０４でＮＯ）、出力電圧を変更した時点ですでにＡＣＫまたはＮＡＫを受信し、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを作成している場合は（Ｓ７０５でＮＯ）、再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理を行う。
（本実施形態の送電装置１００および受電装置１０１の動作の流れ）
本実施形態の送電装置１００および受電装置１０１の動作の流れについて、図６（ｄ）を使用して説明する。受電装置１０１はＲＰ１（ＦＯＤ）を送信する（Ｆ６３６）。送電装置１００はＲＰ１（ＦＯＤ）を受信すると、第２Ｑ値測定を実施し（Ｆ６３７）、判断しない旨を応答として受電装置１０１に送信する（Ｆ６３８）。
そして、受電装置１０１は電圧制御部２０３の出力電圧を変更する（Ｆ６４３）。この時、受電装置１０１はＣＥ（０）（Ｆ６３９）および後続するＲＰ１（ＦＯＤ）の送信間隔を、所定の間隔よりも短くなるようにする。受電装置１０１はＣＥ（０）（もしくはＣＥ（＋）、ＣＥ（―））およびＲＰ１（ＦＯＤ）を送電装置１００に送信し（Ｆ６３９、Ｆ６４０）、送電装置１００からＡＣＫを受信する（Ｆ６４３）。この時点で不正確なＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔ（点１１０６）が作成される。受電装置１０１はＲＰ１（ＦＯＤ）を送信し（Ｆ６４３）、再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理を開始する。
送電装置１００はＲＰ１（ＦＯＤ）を受信すると、第２Ｑ値測定を実施し（Ｓ６４４）、判断しない旨を応答として受電装置１０１に送信する（Ｆ６４５）。続いて受電装置１０１はＲＰ１（ＦＯＤ）を送電装置１００に送信する（Ｆ６４５）。送電装置１００はＦ６４４およびＦ６４７の２回の第２Ｑ値測定に基づく第３異物検出処理に基づいて、ＡＣＫを受信する（Ｆ６４８）。なお、再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理中に送信されるパケットの送信間隔も、所定の間隔よりも短い間隔で送信されるものとするが、これに限定されず、短縮されない所定の間隔で送信されてもよい。
受電装置１０１は以上の動作により、不正確なＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔ（点１１０６）が作成されたと判定した場合に、速やかに再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理を行うことができる。再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理で作成したＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎカーブは、図１１における点１１０４と点１１０５を結んだ線分となる。
なお、図６（ｄ）では、Ｆ６３８の後で出力電圧が変更される例について説明したが、出力電圧変更は任意のタイミングで発生してもよい。具体的にはＲＰ１（ＦＯＤ）（Ｆ６３６）と、「判断しない」（Ｆ６３８）との間や、Ｆ６４０とＦ６４１の間で発生してもよい。
なお、例えば送電装置１００が第２Ｑ値の測定を行うために送電を所定の期間制限する前に出力電圧が変更されることにより、送電コイル３０３の電圧及び電流の減衰波形が、出力電圧が変更されない場合と異なる可能性がある。これにより、第３異物検出処理の結果が、本来であれば異物が存在しないにも関わらす、「異物あり」と誤検出されることがありうる。この場合、送電装置１００は、ＲＰ１に対する応答としてＮＡＫを受電装置１０１に送信する。この場合も、受電装置１０１は再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎのために、ＲＰ１を再度送信する。したがって、受電装置１０１は、ＲＰ１及びＲＰ２が送信された後に出力電圧の変更が行われた場合は、送電装置１００からＡＣＫ及びＮＡＫのいずれが送信された場合であっても、ＲＰ１及びＲＰ２を再度送信するという動作になる。
また、実際に異物が存在する場合は、送電装置１００は「異物あり」と判定し、ＲＰ１に対する応答としてＮＡＫを受電装置１０１に送信することになる。この場合、受電装置１０１は、電圧変更をしていなくてもＮＡＫを受信したら、再ＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎのためにＲＰ１を再度送信してもよい。この構成により、直ちに送電停止されることを抑制し、送電装置１００に再度異物検出処理を行わせることができる。これにより誤検出の可能性を抑制することができる。
＜実施形態２＞
実施形態１の受電装置１０１はＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理中に出力電圧の変更が発生した場合に、速やかに再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理を実施する為に、受電装置１０１はＣＥおよびＲｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｐａｃｋｅｔの送信間隔を短縮した。本実施形態では速やかに再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理を実施する別の構成について説明する。なお、本実施形態における送電装置１００及び受電装置１０１の構成は、実施形態１と同様であるものとし、説明を省略する。
（本実施形態の受電装置および送電装置の動作説明）
図７（ｂ）を使用して、本実施形態における受電装置１０１の動作について説明する。なお、図７（ａ）の処理と同様の処理については、同じ符号を付し、説明は省略する。
受電装置１０１はＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理中に出力電圧を変更し、かつ送電装置からＡＣＫまたはＮＡＫを受信していない場合に（Ｓ７０５でＮＯ）、送電装置１００が保有しているＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎデータを破棄させると判定する（Ｓ７０９）。ここで、破棄されるＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎデータは、出力電圧を変更する前に送信したＲＰ１（ＦＯＤ）に格納されている受電電力値と、その受電電力値に対応する送電電力値を指す。
受電装置１０１は送電装置１００にＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎデータおよびＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理を破棄させるための情報要素を格納したＲｅｃｅｉｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔを送電装置１００に送信する。図９にＷＰＣ規格で規定されているＲｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｐａｃｋｅｔのフレームフォーマットを示す。図９によれば、Ｂａｎｋ１およびＢａｎｋ２のｂｉｔ０（ｂ０）からｂｉｔ７（ｂ７）は受電電力値であるＲｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｖａｌｕｅが格納される。またＢａｎｋ０のｂｉｔ０（ｂ０）からｂｉｔ２（ｂ２）はＭｏｄｅフィールドである。Ｍｏｄｅフィールドでは、Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｐａｃｋｅｔが前述のｍｏｄｅ０、ｍｏｄｅ１、ｍｏｄｅ２のいずれであるかという情報が格納される。そしてＢａｎｋ０のｂｉｔ３（ｂ３）からｂｉｔ７（ｂ７）までは予約領域（Ｒｅｓｅｒｖｅ）である。本実施形態では、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎデータを破棄させるための情報要素を、予約領域であるＢａｎｋ０のｂｉｔ７に割り当てるものとする。具体的には、受電装置１０１はＲＰ１（ＦＯＤ）のＢａｎｋ０ Ｂｉｔ７に「１」を格納し、送電装置１００に送信する（Ｓ７１０）。また、Ｂａｎｋ０ Ｂｉｔ７に「１」が格納されたＲＰ１（ＦＯＤ）は、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎデータを破棄し、再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理を開始することを意味する。そして、受電装置１０１と送電装置１００は再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理を実施する（Ｆ７０８）。
図８に本実施形態の送電装置１００のフローを示す。装置１００はＲＰ１を受信すると（Ｓ８００）、Ｂａｎｋ０のｂｉｔ７が「１」であるかを判定する。Ｂａｎｋ０のＢｉｔ７が「１」であれば、送電装置１００は応答を予定しているＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎデータを破棄し、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理を停止する（Ｓ８０２）。ここでＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎデータを破棄するとは、応答の為に測定した第２Ｑ値の値およびＲＰ１に格納されている受電電力値を破棄することを含む。そして、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理を停止するとは、ＲＰ１（ＦＯＤ）に応じて第２Ｑ値測定を実施し、ＲＰ１（ＦＯＤ）の回数に応じて「判断しない」という応答やＡＣＫもしくはＮＡＫ応答を送信するという処理を中断することを意味する。送電装置１００はＢａｎｋ０のＢｉｔ７が「１」のＲＰ１（ＦＯＤ）を受信すると、パケットに格納されている受電電力値や、後続する第２Ｑ値測定の結果を記憶し、再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理に使用する。
上述した処理により、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理中に出力電圧が変更された場合に、不正確なＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔ（点１１０６）を作成することなしに、速やかに再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理を実施することができる。
なお、受電装置１０１は、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎデータを破棄させるための情報を含むＲＰ１、ＲＰ２を、実施形態１で説明したように、所定の間隔よりも短い間隔で送信する構成であってもよい。
（本実施形態の送電装置１００および受電装置１０１の動作の流れ）
本実施形態の送電装置１００および受電装置１０１の動作の流れについて図６（ｅ）を使用して説明する。受電装置１０１はＲＰ１（ＦＯＤ）を送信する（Ｆ６４９）。送電装置１００はＲＰ１（ＦＯＤ）を受信すると、第２Ｑ値測定を実施し（Ｓ６５０）、判断しない旨を応答として受電装置１０１に送信する（Ｆ６５１）。
そして、受電装置１０１は電圧制御部２０３の出力電圧を変更する（Ｆ６５２）。出力電圧が変更されると、受電装置１０１はＢａｎｋ０のｂｉｔ７が「１」であるＰＲ１を送信する（Ｆ６５３）。図７（ｅ）では，Ｂａｎｋ０のｂｉｔ７が「１」であるＲＰ１を，ＲＰ１（ＦＯＤ， Ｂｉｔ７：１）と表現する。送電装置１００はＲＰ１（ＦＯＤ， Ｂｉｔ７：１）を受信すると、Ｆ６４９で受信した受電電力値およびＦ６５０で測定した第２Ｑ値を破棄する。また、送電装置１００は、ＲＰ１（ＦＯＤ， Ｂｉｔ７：１）および第２Ｑ測定（Ｆ６５４）で測定した第２Ｑ値を使用した新たなＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理を開始する。
本来であれば、Ｆ６５３において受信されるＲＰ１（ＦＯＤ， Ｂｉｔ７：１）に応じて行われるＱ値測定（Ｆ６５４）は、２回目の測定である。しかし、ＲＰ１（ＦＯＤ， Ｂｉｔ７：１）により、１回目のＱ値測定の結果及びＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎデータは破棄される。すなわち、送電装置１００は、Ｆ６５３におけるＲＰ１（ＦＯＤ， Ｂｉｔ７：１）および第２Ｑ値測定（Ｆ６５４）は２回の測定のうちの１回目であると判定し、判断しない旨を応答として受電装置１０１に送信する（Ｆ６５５）。
続いて受電装置１０１は２回目のＲＰ１（ＦＯＤ）を送電装置１００に送信する（Ｆ６５６）。
送電装置１００はＦ６５４およびＦ６５７の２回の第２Ｑ値測定に基づく第３異物検出処理に基づいて、ＡＣＫを受信する（Ｆ６４８）。
続いて送電装置１００および受電装置１０１はすでに説明したシーケンスに基づいてＦ６５９からＦ６４４の動作を行い、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎカーブを作成する。なお、再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理で作成したＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎカーブは、図１１における点１１０４と点１１０５を結んだ線分となる。
以上説明したように、送電装置１００および受電装置１０１は、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理中に出力電圧の変更が発生し、不正確なＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔ（点１１０６）が作成されうると判定する。そして、不正確なＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔ（点１１０６）を作成することなく、再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理を実施することができる。
＜実施形態３＞
実施形態１および実施形態２では受電装置１０１はＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理中に出力電圧の変更が発生した場合に、速やかに再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理を実施するようにした。本実施形態では、受電装置１０１はＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理中に電圧変更を行わないように動作する。なお、送電装置１００及び受電装置１０１の構成は、実施形態１、２と同様であるものとし、説明を省略する。
（本実施形態の受電装置および送電装置の動作説明）
図７（ｃ）の本実施形態の受電装置１０１のフローを使用して受電装置１０１の動作について説明する。なお、図７（ａ）、（ｂ）と同様の処理については、同じ番号を付し、説明を省略する。
受電装置１０１はＤｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇを受電した後、ＷＰＣ規格で規定するＢａｓｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｐｒｏｆｉｌｅ（ＢＰＰ）の受電装置として動作し、充電を開始する（Ｓ７１１）。ＢＰＰの受電装置は、前述のＮｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ処理やＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理を行わないかわりに、ＧＰが５ワットに制限される。
Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ処理が終了し（Ｓ７００でＹＥＳ）、Ａｕｔｅｎｔｉｃａｔｉｏｎが成功しており（Ｓ７０１でＹＥＳ）、電圧変更を行うと判定した場合（Ｓ７０２でＹＥＳ）、複数回の第２Ｑ値測定に基づいて第３異物検出処理を行うか判定する。そして、複数回の第２Ｑ値測定に基づいて第３異物検出処理を行う場合は（Ｓ７０４でＹＥＳ）、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理を保留する（Ｓ７１１）。
その後、受電装置１０１は出力電圧を変更したのちに（Ｓ７０３）、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理を実施する（Ｓ７１３）。以上の処理により、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理中に電圧変更がされないため、不正確なＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎデータが得られることを抑制することができる。
（本実施形態の送電装置１００および受電装置１０１の動作の流れ）
本実施形態の送電装置１００および受電装置１０１の動作の流れについて図６（ｆ）を使用して説明する。
受電装置１０１はＩＤパケットを送信する際に、自身がＢＰＰとして動作することを送電装置１００に通知する。具体的にはＩＤパケットの情報要素のうち、Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ処理に対応していることを示すＮｅｇビットに「０」を格納し、送電装置に通知する（Ｓ６６５）。その後はＧＰを５ワットとして充電を開始する。
受電装置１０１のＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ処理部２０９によるＡｕｔｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ処理が終了すると（Ｆ６３４）、Ｆ６０７からＦ６１２の処理に基づいてＧＰを１５ワットとし、出力電圧を変更する（Ｆ６３５）。そして出力電圧の変更が終了すると、受電装置１０１はＦ６１３およびＦ６５４からＦ６６４で説明した処理に基づいてＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理を実施する。
以上説明した処理により、送電装置１００および受電装置１０１は、不正確なＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔ（点１１０６）が取得されることを抑制することができる。
＜その他の実施形態＞
送電装置１００および受電装置１０１は、実施形態１から実施形態３の構成に限定されず、下記に記載する構成の一部もしくは複数を含んでいてもよい。
図６（ｄ）および図６（ｅ）では、受電装置１０１は判断しない旨を受信（Ｆ６５１）したのちに出力電圧を変更する構成として説明した。しかし出力電圧を変更するタイミングはこれに限定されず、任意のタイミングで実施してもよい。具体的にはＲＰ１（ＦＯＤ）（Ｆ６３６）と判断しない（Ｆ６３８）の間や、Ｆ６４０とＦ６４１の間で実施してもよい。 また、出力電圧の変更はＲＰ１（ＦＯＤ）のＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを作成する時を例に説明したが、これはＲＰ２（ＦＯＤ）のＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを作成するときに実施してもよい。さらにＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理中でなくてもよい。具体的にはＲＰ０（ＦＯＤ）を実施中に出力電圧を変更する場合であっても同様の効果があることは明らかである。
また本実施形態では受電装置１０１が出力電圧を変更するものとして説明したが、その構成に限定されない。例えば、電圧制御部２０３を図示しない他の制御部（例えば受電装置１０１が実装された製品の他の制御部）が制御してもよい。その場合、受電装置１０１は前記他の制御部と制御部２００間の通信によって、出力電圧の変更を検出してよい。その場合は、前記他の制御部が制御部２００に出力電圧の変更を通知してもよい。通知はＧＰＩＯやＩ２Ｃを介した通信によって実現されうる。
また、出力電圧の変更は、制御部２００が電圧制御部２０３の出力電圧を常時測定し、変更を検出する構成であってもよい。また、送電装置１００および受電装置１０１は第２Ｑ測定処理においてＱ値を測定したが、これは結合係数ｋを測定する構成であってもよい。第３異物検出処理は結合係数ｋに基づく異物検出処理であってもよい。
また、上述した実施形態では、複数回の第２Ｑ値測定に基づいて第３異物検出処理を行う場合について説明した。しかし上述した実施形態は、１回の第２Ｑ値測定に基づいて第３異物検出処理を行う場合であっても適用可能である。例えば、１回の第２Ｑ値測定に基づいて第３異物検出処理が行われる場合、送電装置１００は、受電装置１０１からＲＰ１またはＲＰ２を受信し、第２Ｑ値測定を行い、ＡＣＫまたはＮＡＫの応答を送信する。このとき、ＲＰ１またはＲＰ２を受信してから、応答を送信するまでの間に電圧変更が行われる可能性がある。このような場合にも、実施形態１を適用して再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎを行う、あるいは実施形態２を適用して、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎデータを破棄させることが可能である。もしくは、実施形態３を適用し、電圧変更がされた後に、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理が行われるように制御することが可能である。
さらに、上述した実施形態では、第２Ｑ値測定及び第３異物検出処理が行われる場合について説明したが、これに限定されない。すなわち、送電装置１００が第２Ｑ値測定及び第３異物検出処理を行わない場合においても、上述した実施形態を適用することができる。例えば、送電装置１００は、ＲＰ１またはＲＰ２を受信すると、送電電力値が安定しているか等に基づいて、ＡＣＫまたはＮＡＫの応答を送信する。このとき、ＲＰ１またはＲＰ２を受信してから、応答を送信するまでの間に電圧変更が行われる可能性がある。このような場合にも、実施形態１を適用して再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎを行う、あるいは実施形態２を適用して、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎデータを破棄させることが可能である。もしくは、実施形態３を適用し、電圧変更がされた後に、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理が行われるように制御することが可能である。
また、実施形態２では、受電装置１０１はＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎデータおよびＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理を破棄させるための情報要素を、Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｐａｃｅｋｔの予約領域であるＢａｎｋ０のｂｉｔ７に割り当てた例について説明した。しかしこれに限定されず、他のｂｉｔに割り当てられてもよい。具体的にはＢａｎｋ０のｂｉｔ６、Ｂｉｔ５、ｂｉｔ４，ｂｉｔ３であってもよい。またＭｏｄｅフィールドのｂｉｔ２であってもよい。
また、情報要素はＲｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｐａｃｅｋｔ以外を使って通知されてもよい。例えば、ＷＰＣ規格で規定されているＳｐｅｃｉｆｉｃ Ｒｅｑｕｅｓｔのうち、Ｐａｃｋｅｔ ｔｙｐｅが未定義のＲｅｓｅｒｖｅｄ ＰａｃｋｅｔやＰｒｏｐｒｉｅｔａｒｙ Ｐａｃｋｅｔパケットが用いられてもよい。また、ＷＰＣ規格で規定されているＧｅｎｅｒａｌ Ｒｅｑｕｅｓｔのうち、Ｐａｃｋｅｔ ｔｙｐｅが未定義のＲｅｓｅｒｖｅｄ ＰａｃｋｅｔやＰｒｏｐｒｉｅｔａｒｙ Ｐａｃｋｅｔが用いられてもよい。また、ＷＰＣ規格で規定されているパケットのうち、Ｓｐｅｃｉｆｉｃ ＲｅｑｕｅｓｔやＧｅｎｅｒａｌ Ｒｅｑｕｅｓｔ以外のパケットが、用いられてもよい。例えば、Ｓｐｅｃｉｆｉｃ ＲｅｑｕｅｓｔやＧｅｎｅｒａｌ Ｒｅｑｕｅｓｔ以外のＰａｃｋｅｔ ｔｙｐｅが未定義のＲｅｓｅｒｖｅｄ ＰａｃｋｅｔやＰｒｏｐｒｉｅｔａｒｙ Ｐａｃｋｅｔが用いられうる。
また、上述した実施形態では、第２Ｑ値測定、及び、第２Ｑ値に基づく第３異物検出処理が、送電装置１００により行われる場合について説明した。しかし、これに限定されない。すなわち、第２Ｑ値測定、及び、第２Ｑ値に基づく第３異物検出処理の少なくともいずれかが、受電装置１０１側で行われる構成でもよい。
第２Ｑ値測定、及び、第２Ｑ値に基づく第３異物検出処理が受電装置１０１で行われる場合の、受電装置１０１の構成の一例について説明する。図５は、受電装置１０１の制御部２００によって実現される機能構成例を示している。本実施形態における制御部２００は、第２測定部５０１と第３異物検出処理部５００の各機能部として動作しうる。
測定部５０１は、時間領域におけるＱ値の測定（第２Ｑ値測定）を行う。異物検出処理部５００は測定部５０１により測定された第２Ｑ値に基づく異物検出処理（第３異物検出処理）を実行する。図５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。
図６（ａ）を使用して、受電装置１００が第３異物検出処理を行う場合について説明する。例えば、受電装置１０１は、第２Ｑ値を測定するために送電装置１００が送電を制限する期間を、あらかじめ送電装置１００と共有しておく。測定部５０１は、送電装置１００が送電を制限する所定の期間において、上述した方法により第２Ｑ値を測定する。すなわち、Ｆ６１４及びＦ６１８において、送電装置１００の代わりに、受電装置１０１により第２Ｑ値測定が行われる。異物検出処理部５００は、取得された第２Ｑ値に基づいて、第３異物検出処理を行い、異物の有無の判定結果を、所定のパケットを使用して送電装置１００に通知する（不図示）。送電装置１００は、受電装置１０１からの判定結果に応じて、ＡＣＫまたはＮＡＫを受電装置１０１に送信する（Ｆ６１５、Ｆ６１９）。これにより、送電装置１００に第３異物検出処理の機能がない場合であっても、受電装置１０１により第３異物検出処理が可能となる。なお、受電装置１０１が測定部５０１のみを有する場合は、受電装置１０１は、測定部５０１により測定された第２Ｑ値を、所定のパケットを使用して送電装置１００に通知する（不図示）。送電装置１００は、受電装置１０１から送信される第２Ｑ値に基づいて第３異物検出処理を行い、異物の有無の判定を行う。送電装置１００は、判定結果に応じて、ＡＣＫまたはＮＡＫを受電装置１０１に送信する（Ｆ６１５、Ｆ６１９）。
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。また、各図のフローチャ－トで示される処理の少なくとも一部がハードウェアにより実現されてもよい。ハードウェアにより実現する場合、例えば、所定のコンパイラを用いることで、各ステップを実現するためのプログラムからＦＰＧＡ上に自動的に専用回路を生成すればよい。また、ＦＰＧＡと同様にしてＧａｔｅ Ａｒｒａｙ回路を形成し、ハードウェアとして実現するようにしてもよい。
１００ 送電装置
１０１ 受電装置
２００ 制御部
２０１ 受電コイル
２０３ 電圧制御部
２０４ 通信部
３００ 制御部

Claims (20)

  1. 受電装置であって、
    送電を制限する所定期間のうち少なくとも２つの時点における電圧または電流の値に基づいて前記受電装置とは異なる物体を検出する第１の検出処理を行う送電装置から無線で電力を受電する受電手段と、
    前記第１の検出処理の結果に応じて前記送電装置の送電電力と前記受電装置の受電電力とに基づく電力損失に基づいて前記送電装置が前記受電装置とは異なる物体を検出する第２の検出処理に使用される、前記受電装置の受電電力を表すデータを、前記送電装置に送信する送信手段と、
    前記受電装置が有する負荷に出力する出力電圧を変更する変更手段と、
    前記送信手段により前記データが送信された後に前記変更手段により前記出力電圧が変更された場合、前記データが前記第２の検出処理に使用されない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。
  2. 前記制御手段は、前記送信手段により前記データが送信された後に前記変更手段により前記出力電圧が変更された場合、他の前記受電装置の受電電力を表すデータが前記送信手段により送信されるように制御し、且つ、前記送信手段により前記データが送信されてから他の前記受電装置の受電電力を表すデータが送信されるまでの時間が、所定の時間よりも短くなるように制御することを特徴とする請求項１に記載の受電装置。
  3. 前記所定の時間は、前記送信手段が前記受電装置の受電電力を表すデータを所定の間隔で送信する場合において、データを送信してから次のデータが送信されるまでの時間であることを特徴とする請求項２に記載の受電装置。
  4. 前記制御手段は、前記送信手段により前記データが送信された後に前記変更手段により前記出力電圧が変更された場合、他の前記受電装置の受電電力を表すデータが前記送信手段により送信されるように制御し、且つ、前記送信手段により送信された前記データを前記送電装置に破棄させるための情報が前記送電装置に送信されるように制御することを特徴とする請求項１に記載の受電装置。
  5. 前記データを前記送電装置に破棄させるための情報は、他の前記受電装置の受電電力を表すデータに含まれる情報であることを特徴とする請求項４に記載の受電装置。
  6. 受電装置であって、
    送電を制限する所定期間のうち少なくとも２つの時点における電圧または電流の値に基づいて前記受電装置とは異なる物体を検出する第１の検出処理を行う送電装置から無線で電力を受電する受電手段と、
    前記第１の検出処理の結果に応じて前記送電装置の送電電力と前記受電装置の受電電力とに基づく電力損失に基づいて前記送電装置が前記受電装置とは異なる物体を検出する第２の検出処理に使用される、前記受電装置の受電電力を表すデータを、前記送電装置に送信する送信手段と、
    前記受電装置が有する負荷に出力する出力電圧を変更する変更手段と、
    前記変更手段により前記出力電圧が変更された後に、前記送信手段により前記データが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。
  7. 前記変更手段により前記出力電圧が変更されたことを検出する検出手段を有し、
    前記制御手段は、前記検出手段により、前記出力電圧が変更されたことが検出されたことに応じて、前記送信手段により前記データが送信されるように制御する
    ことを特徴とする請求項６に記載の受電装置。
  8. 前記送電装置は、送電を制限する所定期間のうち少なくとも２つの時点における電圧または電流の値を取得する処理を複数回行なうことにより、前記第１の検出処理を行う
    ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の受電装置。
  9. 前記データは、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ規格におけるＲｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｖａｌｕｅであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の受電装置。
  10. 前記送信手段により送信されるデータが前記第２の検出処理に利用される、または利用されないことを表す応答を受信する受信手段を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の受電装置。
  11. 前記応答は、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ規格におけるＡＣＫまたはＮＡＫであることを特徴とする請求項１０に記載の受電装置。
  12. 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１乃至１１のいずれか１項に記載の受電装置。
  13. 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１乃至１２のいずれか１項に記載の受電装置。
  14. 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１乃至１３のいずれか１項に記載の受電装置。
  15. 送電装置であって、
    受電装置に無線で電力を送電する送電手段と、
    前記受電装置と通信を行う通信手段と、
    前記送電手段が送電を制限する所定期間のうち少なくとも２つの時点における電圧または電流の値に基づいて前記受電装置とは異なる物体を検出する第１の検出処理を行う処理手段と
    前記第１の検出処理の結果に応じて、前記送電装置の送電電力と前記受電装置の受電電力とに基づく電力損失に基づいて前記送電装置が前記受電装置とは異なる物体を検出する第２の検出処理に使用される、前記受電装置の受電電力を表すデータが、前記通信手段により前記受電装置から受信された後に、所定の情報が受信された場合、前記データが破棄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。
  16. 前記所定の情報は、前記受電装置に前記データを破棄させるための情報であることを特徴とする請求項１５に記載の送電装置。
  17. 車輪と、バッテリと、を有し、
    前記送電手段は、前記バッテリの電力を用いて、前記受電装置に無線で送電することを特徴とする請求項１５または１６に記載の送電装置。
  18. 車両内に設置されることを特徴とする請求項１５または１６に記載の送電装置。
  19. 無線電力伝送方法であって、
    送電が制限される所定期間のうち少なくとも２つの時点における電圧または電流の値に基づいて受電装置とは異なる物体を検出する第１の検出処理を行う送電装置の送電電力と、前記第１の検出処理の結果に応じて受電装置の受電電力とに基づく電力損失に基づいて前記送電装置が前記受電装置とは異なる物体を検出する第２の検出処理に使用される、前記受電装置が受電した受電電力を表すデータを、前記受電装置から前記送電装置に送信する送信工程と、
    前記受電装置が有する負荷に出力する出力電圧を変更する変更工程と、
    前記送信工程において前記データが送信された後に前記変更工程において前記出力電圧が変更された場合、前記データが前記第２の検出処理に使用されないように制御する制御工程と
    を有することを特徴とする無線電力伝送方法。
  20. コンピュータを、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の受電装置、または、請求項１５乃至１７のいずれか１項に記載の送電装置として機能させるためのプログラム。
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