JP5703822B2 - 送電装置、送電方法および電力伝送システム - Google Patents
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Description
1.本発明の実施形態に係るアプローチ
2.本発明の実施形態に係る電力伝送システム
3.本発明の実施形態に係るプログラム
本発明の実施形態に係る電力伝送システム(以下、「電力伝送システム1000」と示す場合がある。)の構成について説明する前に、本発明の実施形態に係る電力伝送アプローチについて説明する。なお、後述する本発明の実施形態に係る電力伝送アプローチに係る処理は、本発明の実施形態に係る送電方法(電力の送信方法)に係る処理と捉えることができる。
本発明の実施形態に係る電力伝送アプローチについて説明する前に、無線で電力を伝送する無線電力伝送を行う場合において生じうる問題について、より具体的に説明する。図1、図2は、無線で電力を伝送する無線電力伝送を行う場合において生じうる問題を説明するための説明図である。ここで、図1は、例えば電車などの乗り物内において、送電対象の特定の装置(受電装置)に対して無線電力伝送を行うユースケースを示している。また、図2は、例えばコーヒーショップなどに備えられているテーブル上に置かれた、送電対象の特定の装置(受電装置)に対してテーブルから無線電力伝送を行うユースケースを示している。
そこで、電力伝送システム1000では、電力伝送システム1000を構成する本発明の実施形態に係る送電装置(以下、「送電装置100」と示す場合がある。)が、送信する電力のパラメータをランダムに設定して電力を送信することによって、受電装置以外の他の装置によって不正に電力が受信されることの防止を図る。
・・・(数式1)
次に、本発明の実施形態に係る電力伝送アプローチに係る処理について、より具体的に説明する。電力伝送システム1000では、例えば後述する(1)の処理(通信路確立処理)〜(3)の処理(送電処理)によって、上述した電力伝送アプローチに係る処理を実現する。
送電装置100と受電装置200は、パラメータ情報などの各種情報(データ)を送受信するための暗号化された通信路(第1の通信路)を確立する。(1)の処理が行われることによって、送電装置100と受電装置200とは、セキュアな通信路を介して、パラメータ情報などの各種情報(すなわち、電力伝送アプローチを実現するための情報)の送受信を行うことが可能となる。ここで、本発明の実施形態に係る第1の通信路としては、例えば、IEEE802.15.1を用いた無線通信により形成される通信路や、IEEE802.11bなどの無線LAN(Wireless Local Area Network)を用いた無線通信(以下、「Wi−Fi」と示す場合もある。)により形成される通信路、IEEE802.15.4を用いた無線通信により形成される通信路などが挙げられる。なお、本発明の実施形態に係る第1の通信路は、例えばLAN(Local Area Network)などによる有線通信であってもよい。
図3は、本発明の実施形態に係る電力伝送システム1000における通信路確立処理の第1の例を示す説明図である。以下では、第1の通信路が、IEEE802.11bなどの無線LANを用いた無線通信により形成される通信路である場合を例に挙げて説明する。
ここで、本発明の実施形態に係る電力伝送方式について説明する。なお、以下では、送電装置100が備える送電部(後述する。また、以下では「送電部106」と示す場合がある。)と、受電装置200が備える受電部(後述する。また以下では「受電部206」と示す場合がある。)とに着目して電力伝送方式の一例について説明する。
図5は、本発明の実施形態に係る第1の電力伝送方式を説明するための説明図である。ここで、図5は、電磁誘導を利用して電力の伝送を行う送電装置100の送電部106と受電装置200の受電部206との構成例を示している。
図6は、本発明の実施形態に係る第2の電力伝送方式を説明するための説明図である。ここで、図6は、電波を利用して電力の受信を行う受電装置200の受電部206の構成例を示している。
図8は、本発明の実施形態に係る第3の電力伝送方式を説明するための説明図である。ここで、図8は、磁場の共鳴を利用して電力の受信を行う送電装置100の送電部106と受電装置200の受電部206との構成例を示している。
図9は、本発明の実施形態に係る第4の電力伝送方式を説明するための説明図である。ここで、図9は、電場の共鳴を利用して電力の受信を行う送電装置100の送電部106と受電装置200の受電部206との構成例を示している。
図10は、本発明の実施形態に係る電力伝送システム1000における通信路確立処理の第2の例を示す説明図である。以下では、図3に示す第1の例と同様に、第1の通信路が、IEEE802.11bなどの無線LANを用いた無線通信により形成される通信路である場合を例に挙げて説明する。また、以下では、第2の通信路が、13.56MHz(所定の周波数の一例)の搬送波を通信に用いるNFCによって形成される通信路である場合を例に挙げて説明する。また、図10における送電装置100と受電装置200とにおける処理は、ステップS200〜S204の処理が第2の通信路による通信に係る処理であり、ステップS206の処理が第1の通信路による通信に係る処理である。
上記(1)の処理(通信路確立処理)によって、暗号化された第1の通信路が形成されると、送電装置100は、例えば、自装置に対応する電力能力情報と、受電装置200から取得した電力能力情報とに基づいて、電力の伝送方式と、受電装置200へ送信する電力のパラメータの候補を決定する。より具体的には、送電装置100は、例えば下記の(2−1)の処理(調停処理)と、(2−2)の処理(校正処理)とを行う。
送電装置100は、例えば自装置の記憶部(後述する)に記憶された、自装置に対応する電力能力情報と、受電装置200から取得した電力能力情報とに基づいて、電力の伝送方式と、受電装置200へ送信する電力のパラメータの種別を決定する。ここで、(2−1)の処理において決定される電力のパラメータの種別は、受電装置200から取得した電力能力情報に基づき決定されるものであるので、送電装置100は、後述する(2−2)の処理(校正処理)において、受電装置200の受電能力を超えない電力のパラメータ候補を決定することが可能となる。
図12は、本発明の実施形態に係る調停処理の一例を示す流れ図である。以下では、図12に示す処理を送電装置100が行うものとして説明する。また、図12では、上記(1)の処理(通信路確立処理)において、送電装置100が、図4に示す電力能力情報を受電装置200から取得し、また、送電装置100が図4に示す電力能力情報を記憶している場合を例に挙げて説明する。
上記(2−1)の処理(調停処理)が行われると、送電装置100は、受電装置200へ送信する電力のパラメータの候補を決定する。
図15は、本発明の実施形態に係る送電装置100における校正処理の一例を示す流れ図である。
上記(2)の処理(電力のパラメータ候補決定処理)が行われると、送電装置100は、セッションごとに送信する電力のパラメータをランダムに設定して電力を送信する。
図29は、本発明の実施形態に係る送電装置100における送電処理の一例を示す流れ図である。ここで、図29に示すステップS600〜S612の処理は、一のセッション(送電期間)における送電処理に相当する。
図30は、本発明の実施形態に係る送電装置100におけるパラメータ設定処理の一例を示す流れ図である。
次に、上述した本発明の実施形態に係る電力伝送アプローチに係る処理を実現することが可能な、電力伝送システム1000を構成する送電装置100、受電装置200の構成の一例について説明する。図34は、本発明の実施形態に係る電力伝送システム1000を構成する送電装置100、および受電装置200それぞれの構成の一例を示すブロック図である。
送電装置100は、記憶部102と、通信部104(第1通信部)と、送電部106と、制御部108とを備える。
図35は、本発明の実施形態に係る送電装置100のハードウェア構成の一例を示す説明図である。図35を参照すると、送電装置100は、例えば、アンテナ回路150と、搬送波送信回路152と、MPU154と、ROM156と、RAM158と、記録媒体160と、入出力インタフェース162と、操作入力デバイス164と、表示デバイス166と、通信インタフェース168とを備える。また、送電装置100は、例えば、データの伝送路としてのバス170で各構成要素間を接続する。
次に、本発明の実施形態に係る受電装置200の構成の一例について説明する。受電装置200は、記憶部202と、通信部204と、受電部206と、制御部208とを備える。
図36は、本発明の実施形態に係る受電装置200のハードウェア構成の一例を示す説明図である。図36を参照すると、受電装置200は、例えば、アンテナ回路250と、MPU252と、ROM254と、RAM256と、記録媒体258と、入出力インタフェース260と、操作入力デバイス262と、表示デバイス264と、通信インタフェース266と、内部電源268とを備える。また、受電装置200は、例えば、データなどの伝送路としてのバス270で各構成要素間を接続する。
[送電装置に係るプログラム]
コンピュータを、本発明の実施形態に係る送電装置として機能させるためのプログラム(例えば、上記(1)の処理(通信路確立処理)〜(3)の処理(送電処理)を実現するためのプログラム)によって、受電装置200以外の他の装置によって不正に電力が受信されることを防止しつつ、受電装置200に無線で電力を伝送することができる。
コンピュータを、本発明の実施形態に係る受電装置として機能させるためのプログラム(例えば、受電装置200における本発明の実施形態に係る電力伝送アプローチに係る処理を実現するためのプログラム)によって、受電装置以外の他の装置によって不正に電力が受信されることを防止しつつ、受電装置に無線で電力を伝送することが可能な、電力伝送システムを実現することができる。
102、202 記憶部
104、204 通信部
106 送電部
108、208 制御部
120 パラメータ情報生成部
122 通信制御部
124 送電制御部
126 送電効率算出部
200 受電装置
206 受電部
1000 電力伝送システム
Claims (13)
- 暗号化された第1の通信路によって、受電装置と通信を行う第1通信部と、
前記受電装置に対して無線で電力を送信する送電部と、
送電期間に順次に送信される電力のパラメータがランダム化されたパラメータ情報を、前記送電期間ごとに生成するパラメータ情報生成部と、
前記送電期間ごとに生成される前記パラメータ情報を、前記第1通信部に順次に送信させる通信制御部と、
前記受電装置に対して順次に送信される前記パラメータ情報が示す前記電力のパラメータに基づいて、前記送電部に電力を送信させる送電制御部と、
前記第1通信部が受信した、前記受電装置における前記パラメータ情報が示す前記電力のパラメータごとの受電量を示す第1受電量情報に基づいて、電力を送信済みの前記送電期間における送電効率を示す第1送電効率を算出する送電効率算出部と、
を備え、
前記送電制御部は、算出された前記第1送電効率が所定の値より小さくなった場合には、前記送電部に電力を送信させず、
前記送電効率算出部は、前記送電期間それぞれにおける送電効率を示す第2送電効率を算出し、
前記パラメータ情報生成部は、
一の送電期間に対して算出された前記第2送電効率が所定の値より小さい場合には、前記一の送電期間に対応する前記パラメータ情報が示す前記電力のパラメータに基づいて、電力の送信に用いない不使用パラメータを設定し、
設定された前記不使用パラメータを含まないパラメータ情報を生成する、送電装置。 - 前記パラメータ情報生成部は、
一の送電期間に対して算出された前記第2送電効率が所定の値より小さい場合には、前記一の送電期間に対応する前記パラメータ情報が示す前記電力のパラメータそれぞれを、前記不使用パラメータの候補となる不使用候補パラメータに設定し、
一定期間内に所定の回数前記不使用候補パラメータに設定された前記電力のパラメータを、前記不使用パラメータに設定する、請求項1に記載の送電装置。 - 前記パラメータ情報生成部は、定期的、または非定期的に、前記不使用パラメータまたは前記不使用候補パラメータの設定を解除する、請求項2に記載の送電装置。
- 暗号化された第1の通信路によって、受電装置と通信を行う第1通信部と、
前記受電装置に対して無線で電力を送信する送電部と、
送電期間に順次に送信される電力のパラメータがランダム化されたパラメータ情報を、前記送電期間ごとに生成するパラメータ情報生成部と、
前記送電期間ごとに生成される前記パラメータ情報を、前記第1通信部に順次に送信させる通信制御部と、
前記受電装置に対して順次に送信される前記パラメータ情報が示す前記電力のパラメータに基づいて、前記送電部に電力を送信させる送電制御部と、
前記第1通信部が受信した、前記受電装置における前記パラメータ情報が示す前記電力のパラメータごとの受電量を示す第1受電量情報に基づいて、電力を送信済みの前記送電期間における送電効率を示す第1送電効率を算出する送電効率算出部と、
を備え、
前記送電制御部は、算出された前記第1送電効率が所定の値より小さくなった場合には、前記送電部に電力を送信させず、
前記通信制御部は、前記送電部における電力の送信が開始される前に、電力の授受に関する能力を示す電力能力情報を前記受電装置に送信させるための電力能力情報送信要求を前記第1通信部に送信させ、
前記パラメータ情報生成部は、前記第1通信部が受信した、前記電力能力情報送信要求に応じて前記受電装置から送信された前記電力能力情報に基づいて、前記電力能力情報が示す受電能力を超えない前記電力のパラメータが含まれる前記パラメータ情報を生成する、送電装置。 - 前記送電制御部は、前記電力能力情報が示す受電能力を超えない前記電力のパラメータに基づいて、前記送電部に電力を送信させ、
前記送電効率算出部は、前記第1通信部が受信した、前記受電装置において送信された電力に対応する前記電力のパラメータごとの受電量を示す第2受電量情報に基づいて、前記電力のパラメータそれぞれにおける送電効率を示す第3送電効率を算出し、
前記パラメータ情報生成部は、
算出された前記第3送電効率に基づいて送電効率の基準範囲を設定し、
算出された前記第3送電効率の中に、前記基準範囲外の前記第3送電効率がある場合には、前記基準範囲外の前記第3送電効率に対応する前記電力のパラメータを、電力の送信に適さない除外パラメータに設定し、
設定された前記除外パラメータを含まないパラメータ情報を生成する、請求項4に記載の送電装置。 - 前記送電制御部は、設定された前記送電効率の基準範囲に対応する送電単価を算出し、
前記通信制御部は、算出された前記送電単価を示す情報を前記受電装置へ送信させ、
前記パラメータ情報生成部は、前記第1通信部が、前記送電単価を示す情報に応じて前記受電装置から送信された電力の送信の開始を要求する送電開始要求を受信した場合に、前記パラメータ情報の生成を行う、請求項5に記載の送電装置。 - 暗号化された第1の通信路によって、受電装置と通信を行う第1通信部と、
所定周波数の搬送波を用いた、前記第1の通信路とは異なる第2の通信路により前記受電装置と非接触式に通信を行う第2通信部と、
前記受電装置に対して無線で電力を送信する送電部と、
送電期間に順次に送信される電力のパラメータがランダム化されたパラメータ情報を、前記送電期間ごとに生成するパラメータ情報生成部と、
前記送電期間ごとに生成される前記パラメータ情報を、前記第1通信部に順次に送信させる通信制御部と、
前記受電装置に対して順次に送信される前記パラメータ情報が示す前記電力のパラメータに基づいて、前記送電部に電力を送信させる送電制御部と、
を備え、
前記通信制御部は、暗号化された前記第1の通信路を前記受電装置との間で形成するための接続情報を、前記第2の通信路を介して前記受電装置へ送信させる、送電装置。 - 前記通信制御部は、
電力の授受に関する能力を示す電力能力情報を前記受電装置に送信させるための電力能力情報送信要求を、前記第2通信部にさらに送信させ、
前記パラメータ情報生成部は、前記第2通信部が受信した、前記電力能力情報送信要求に応じて前記受電装置から送信された前記電力能力情報に基づいて、前記電力能力情報が示す受電能力を超えない前記電力のパラメータが含まれる前記パラメータ情報を生成する、請求項7に記載の送電装置。 - 送電期間に順次に送信される電力のパラメータがランダム化されたパラメータ情報を、前記送電期間ごとに生成するステップと、
前記送電期間ごとに生成される前記パラメータ情報を、暗号化された通信路によって受電装置へ順次に送信するステップと、
前記受電装置に対して順次に送信される前記パラメータ情報が示す前記電力のパラメータに基づいて、前記受電装置に対して無線で電力を送信するステップと、
前記受電装置における前記パラメータ情報が示す前記電力のパラメータごとの受電量を示す第1受電量情報に基づいて、電力を送信済みの前記送電期間における送電効率を示す第1送電効率を算出するステップと、
前記送電期間それぞれにおける送電効率を示す第2送電効率を算出するステップと、
を有し、
前記電力を送信するステップでは、算出された前記第1送電効率が所定の値より小さくなった場合には、電力を送信させず、
前記生成するステップでは、
一の送電期間に対して算出された前記第2送電効率が所定の値より小さい場合には、前記一の送電期間に対応する前記パラメータ情報が示す前記電力のパラメータに基づいて、電力の送信に用いない不使用パラメータが設定され、
設定された前記不使用パラメータを含まないパラメータ情報が生成される、送電方法。 - 送電期間に順次に送信される電力のパラメータがランダム化されたパラメータ情報を、前記送電期間ごとに生成するステップ、
前記送電期間ごとに生成される前記パラメータ情報を、暗号化された通信路によって受電装置へ順次に送信するステップ、
前記受電装置に対して順次に送信される前記パラメータ情報が示す前記電力のパラメータに基づいて、前記受電装置に対して無線で電力を送信するステップ、
前記受電装置における前記パラメータ情報が示す前記電力のパラメータごとの受電量を示す第1受電量情報に基づいて、電力を送信済みの前記送電期間における送電効率を示す第1送電効率を算出するステップ、
前記送電期間それぞれにおける送電効率を示す第2送電効率を算出するステップ、
をコンピュータに実行させ、
前記電力を送信するステップでは、算出された前記第1送電効率が所定の値より小さくなった場合には、電力を送信させず、
前記生成するステップでは、
一の送電期間に対して算出された前記第2送電効率が所定の値より小さい場合には、前記一の送電期間に対応する前記パラメータ情報が示す前記電力のパラメータに基づいて、電力の送信に用いない不使用パラメータが設定され、
設定された前記不使用パラメータを含まないパラメータ情報が生成される、プログラム。 - 電力を送信する送電装置と、
前記送電装置と通信を行い、前記送電装置から送信された電力を受信する受電装置と、
を有し、
前記送電装置は、
暗号化された通信路によって、前記受電装置と通信を行う通信部と、
前記受電装置に対して無線で電力を送信する送電部と、
送電期間に順次に送信される電力のパラメータがランダム化されたパラメータ情報を、前記送電期間ごとに生成するパラメータ情報生成部と、
前記送電期間ごとに生成される前記パラメータ情報を、前記通信部に順次に送信させる通信制御部と、
前記受電装置に対して順次に送信される前記パラメータ情報が示す前記電力のパラメータに基づいて、前記送電部に電力を送信させる送電制御部と、
前記通信部が受信した、前記受電装置における前記パラメータ情報が示す前記電力のパラメータごとの受電量を示す第1受電量情報に基づいて、電力を送信済みの前記送電期間における送電効率を示す第1送電効率を算出する送電効率算出部と、
を備え、
前記送電制御部は、算出された前記第1送電効率が所定の値より小さくなった場合には、前記送電部に電力を送信させず、
前記送電効率算出部は、前記送電期間それぞれにおける送電効率を示す第2送電効率を算出し、
前記パラメータ情報生成部は、
一の送電期間に対して算出された前記第2送電効率が所定の値より小さい場合には、前記一の送電期間に対応する前記パラメータ情報が示す前記電力のパラメータに基づいて、電力の送信に用いない不使用パラメータを設定し、
設定された前記不使用パラメータを含まないパラメータ情報を生成する、電力伝送システム。 - 電力を送信する送電装置と、
前記送電装置と通信を行い、前記送電装置から送信された電力を受信する受電装置と、
を有し、
前記送電装置は、
暗号化された通信路によって、前記受電装置と通信を行う通信部と、
前記受電装置に対して無線で電力を送信する送電部と、
送電期間に順次に送信される電力のパラメータがランダム化されたパラメータ情報を、前記送電期間ごとに生成するパラメータ情報生成部と、
前記送電期間ごとに生成される前記パラメータ情報を、前記通信部に順次に送信させる通信制御部と、
前記受電装置に対して順次に送信される前記パラメータ情報が示す前記電力のパラメータに基づいて、前記送電部に電力を送信させる送電制御部と、
前記通信部が受信した、前記受電装置における前記パラメータ情報が示す前記電力のパラメータごとの受電量を示す第1受電量情報に基づいて、電力を送信済みの前記送電期間における送電効率を示す第1送電効率を算出する送電効率算出部と、
を備え、
前記送電制御部は、算出された前記第1送電効率が所定の値より小さくなった場合には、前記送電部に電力を送信させず、
前記通信制御部は、前記送電部における電力の送信が開始される前に、電力の授受に関する能力を示す電力能力情報を前記受電装置に送信させるための電力能力情報送信要求を前記通信部に送信させ、
前記パラメータ情報生成部は、前記通信部が受信した、前記電力能力情報送信要求に応じて前記受電装置から送信された前記電力能力情報に基づいて、前記電力能力情報が示す受電能力を超えない前記電力のパラメータが含まれる前記パラメータ情報を生成する、電力伝送システム。 - 電力を送信する送電装置と、
前記送電装置と通信を行い、前記送電装置から送信された電力を受信する受電装置と、
を有し、
前記送電装置は、
暗号化された第1の通信路によって、前記受電装置と通信を行う第1通信部と、
所定周波数の搬送波を用いた、前記第1の通信路とは異なる第2の通信路により前記受電装置と非接触式に通信を行う第2通信部と、
前記受電装置に対して無線で電力を送信する送電部と、
送電期間に順次に送信される電力のパラメータがランダム化されたパラメータ情報を、前記送電期間ごとに生成するパラメータ情報生成部と、
前記送電期間ごとに生成される前記パラメータ情報を、前記第1通信部に順次に送信させる通信制御部と、
前記受電装置に対して順次に送信される前記パラメータ情報が示す前記電力のパラメータに基づいて、前記送電部に電力を送信させる送電制御部と、
を備え、
前記通信制御部は、暗号化された前記第1の通信路を前記受電装置との間で形成するための接続情報を、前記第2の通信路を介して前記受電装置へ送信させる、電力伝送システム。
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