JP6197023B2 - 送電装置、送電装置の制御方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、送電装置、送電装置の制御方法およびプログラムに関する。

近年、携帯電話のように、充電池を用いた装置が広く使用されるようになってきている。充電池を充電するシステムは、充電池に対して電力を送る一次側装置、および、電力を受ける二次側装置から構成される。

このような充電システムにおいて、充電池の充電状態を、一次側で表示する技術がある（特許文献１）。また、充電池の充電状態を、二次側装置で表示する技術がある（特許文献２）。

また、複数の装置に対して電磁誘導や磁気共鳴を利用して電力を伝送する技術がある（特許文献３、４）。さらに、異なる電圧または電流を使用する二次側装置に対して定格内で確実に電力供給を行うために、通信を用いる無線電力伝送技術がある（特許文献５）。

特開平８−０１９１８９号公報 特開平７−２４１０４５号公報 特開２００８−０１７５９２号公報 特開２００９−１３６１３２号公報 特開平６−１３３４７６号公報

複数の二次側装置を無線で充電可能な無線充電システムにおいて、一次側装置の送電能力には、当該無線充電システムで定められた上限がある。

一方、無線充電システムでは、一次側装置と二次側装置とを接続させる必要が無いため、充電時における二次側装置の位置に関する制約が比較的緩いという特徴がある。このため、無線充電できる領域内に、一次側装置の送電能力では無線充電しきれない所定数以上の二次側装置が配置される場合がありうる。

この場合、各々の二次側装置の充電時間が長くなったり、ある特定の二次側装置が充電されなかったりするという現象が起こりうる。

上記の課題に鑑み、本発明は、送電装置に所定数以上の受電装置が配置される場合に生じる現象の事由を装置間で共有することを目的とする。

上記の目的を達成する本発明に係る送電装置は、
送電装置であって、
受電装置を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された受電装置に無線で送電する送電手段と、
前記検出手段により第１受電装置が検出された際に前記送電手段により第２受電装置に送電している場合、待機時間が生じることを示す情報を前記第１受電装置に送信する送信手段と、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、送電装置に所定数以上の受電装置が配置される場合に生じる現象の事由を装置間で共有することが可能となる。

第１実施形態に係る無線電力伝送システムの構成図。 第１実施形態に係る一次側装置の構成図。 第１実施形態に係る二次側装置の構成図。 第１実施形態に係る一次側制御部の充電に関する処理を説明するフローチャート。 第１実施形態に係る第１の出力内容を示す図。 第１実施形態に係る第２の出力内容を示す図。 第２実施形態に係る一次側装置の構成図。 第２実施形態に係る二次側装置の構成図。 第２実施形態に係る一次側制御部の充電に関する処理を説明するフローチャート。 第２実施形態に係る出力内容を示す図。 第３実施形態に係る一次側装置の構成図。 第３実施形態に係る一次側制御部の充電に関する処理を説明するフローチャート。 第３実施形態に係る第１の出力内容を示す図。 第３実施形態に係る第２の出力内容を示す図。 第３実施形態に係る第３の出力内容を示す図。

（第１実施形態）
図１を参照して、第１実施形態に係る無線電力伝送システムの構成を説明する。

図１には、一次側装置１０（無線送電装置１０）と、二次側装置２０（無線受電装置）と、二次側装置３０（第２の無線受電装置）とが示されている。一次側装置１０は、二次側装置２０や、二次側装置３０を給電する。

図２を参照して、一次側装置１０の構成を説明する。一次側装置１０は、電源プラグ１０１と、電源整流部１０２と、送電部１０３と、一次側コイル１０４と、一次側通信部１０５と、一次側アンテナ１０６と、一次側制御部１０７とを備える。電源プラグ１０１は、交流電源のコンセントに接続するためのプラグである。電源整流部１０２は、電源プラグ１０１から送られる電気を整流する。送電部１０３は、電源整流部１０２により整流された電気を送る。一次側コイル１０４は、送電部１０３用のコイルである。一次側通信部１０５は、データ通信を行う。一次側アンテナ１０６は、一次側通信部１０５用のアンテナである。一次側制御部１０７は、送電部１０３および一次側通信部１０５を制御する。

次に、図３を参照して、二次側装置２０の構成を説明する。二次側装置２０は、二次側コイル２０１と、受電部２０２と、充電池２０３と、充電処理部２０４と、二次側通信部２０５と、二次側アンテナ２０６と、表示部２０７と、二次側制御部２０８とを備える。なお、二次側装置３０の構成も二次側装置２０の構成と同様である。

二次側コイル２０１は、一次側コイル１０４から送られた電気を受ける。受電部２０２は、二次側コイル２０１から電気を受け取る。充電池２０３は、充電の対象となる電池である。である。充電処理部２０４は、受電部２０２で受け取った電気を充電池２０３に供給する。二次側通信部２０５は、データ通信を行う。二次側アンテナ２０６は、二次側通信部２０５用のアンテナである。表示部２０７は、情報を表示する。二次側制御部２０８は、受電部２０２、二次側通信部２０５、および表示部２０７を制御する。

図４のフローチャートを参照して、この充電システムによる充電に関する一次側制御部１０７の動作を説明する。

まず、ステップＳ４０１において、一次側制御部１０７は、新しい二次側装置が認識されたか否かを判定する。新しい二次側装置が認識されたと判定された場合（ステップＳ４０１；ＹＥＳ）、その認識結果に応じてステップＳ４０２へ進む。一方、新しい二次側装置が認識されていないと判定された場合（ステップＳ４０１；ＮＯ）、その認識結果に応じてステップＳ４０１へ戻る。

ステップＳ４０２において、一次側制御部１０７は、既に充電中である他の二次側装置が存在するか否か判定する。既に充電中である他の二次側装置が存在すると判定された場合（ステップＳ４０２；ＹＥＳ）、ステップＳ４０３へ進む。一方、既に充電中である他の二次側装置が存在しないと判定された場合（ステップＳ４０２；ＮＯ）、ステップＳ４０４へ進む。

ステップＳ４０３において、一次側制御部１０７は一次側通信部１０５を制御し、一次側通信部１０５は、一次側アンテナ１０６を介して所定の情報を二次側装置へ送信する。そして、二次側装置において、二次側制御部２０８は、二次側通信部２０５を制御し、一次側装置１０から送信された所定の情報を二次側アンテナ２０６を介して受信する。そして、二次側制御部２０８は、表示部２０７を制御し、ステップＳ４０２における判定結果に応じて、受電を開始するまで待機することを示す受電待機情報を表示部２０７に表示させる。

ステップＳ４０４において、一次側制御部１０７は一次側通信部１０５を制御し、一次側通信部１０５は、一次側アンテナ１０６を介して所定の情報を二次側装置へ送信する。また、一次側制御部１０７は送電部１０３を制御して、送電部１０３は一次側コイル１０４を介して二次側装置へ送電する。そして、二次側装置において、二次側制御部２０８は、二次側通信部２０５を制御し、一次側装置１０から送信された所定の情報を、二次側アンテナ２０６を介して受信する。一次側装置１０から二次側装置へ送電された場合、受電部２０２は二次側コイル２０１を介して受電する。そして、充電処理部２０４は、受け取った電気を充電池２０３に蓄積する。そして、二次側制御部２０８は表示部２０７を制御し、表示部２０７は、充電中であることを示す情報を表示する。

以上により処理が終了し、図５に示されるように、一次側装置１０の充電される領域上に、二次側装置２０のみが配置された場合は、二次側装置２０に充電中であることを示す情報が表示され、二次側装置２０は充電される。また、この状態から、二次側装置３０を一次側装置１０の充電される領域に配置した場合、図６に示されるように、二次側装置３０に充電待ちであることを示す情報が表示される。

本実施形態によれば、二次側装置３０のユーザは、充電されない理由を知ることができるため、利便性が向上する。

（第２実施形態）
第２実施形態に係る充電システムの構成は、第１実施形態で説明した図１に示される構成と同様である。

図７を参照して、第２実施形態に係る一次側装置１０の構成を説明する。一次側装置１０は、電源プラグ７０１と、電源整流部７０２と、送電通信部７０３と、一次側コイル兼アンテナ７０４と、一次側制御部７０５とを備える。電源プラグ７０１は、交流電源のコンセントに接続するためのプラグである。電源整流部７０２は、電源プラグ７０１から送られる電気を整流する。送電通信部７０３は、電源整流部７０２により整流された電気を二次側装置へ送り、また、データ通信を行う。一次側コイル兼アンテナ７０４は、送電通信部７０３用のコイル兼アンテナである。一次側制御部７０５は、送電通信部７０３を制御する。

次に、図８を参照して、二次側装置２０の構成を説明する。二次側装置２０は、二次側コイル兼アンテナ８０１と、受電通信部８０２と、充電池８０３と、充電処理部８０４と、表示部８０５と、二次側制御部８０６とを備える。なお、二次側装置３０の構成も二次側装置２０の構成と同様である。

二次側コイル兼アンテナ８０１は、一次側コイル兼アンテナ７０４から送られた電気および所定の情報を受けるコイル兼アンテナである。受電通信部８０２は、二次側コイル兼アンテナ８０１から送られた電気を受け取り、および、データ通信を行う。充電池８０３は、充電の対象となる電池である。充電処理部８０４は、受電通信部８０２で受け取った電気を充電池８０３に供給する。表示部８０５は、情報を表示する。二次側制御部８０６は、受電通信部８０２、および表示部８０５を制御する。図９のフローチャートを参照して、この充電システムによる充電に関する一次側制御部７０５の動作を説明する。

まず、ステップＳ９０１において、一次側制御部７０５は、新しい二次側装置が認識されたか否かを判定する。新しい二次側装置が認識されたと判定された場合（ステップ９０１；ＹＥＳ）、ステップＳ９０２へ進む。一方、新しい二次側装置が認識されていないと判定された場合（ステップＳ９０１；ＮＯ）、ステップＳ９０１へ戻る。

ステップＳ９０２において、一次側制御部７０５は、充電している二次側装置の台数を更新する。

図１に示される例では、充電台数は１である。

次に、ステップＳ９０３において、一次側制御部７０５は、充電台数が２以上であるか否かを判定する。充電台数が２以上であると判定された場合（ステップＳ９０３；ＹＥＳ）、ステップＳ９０４へ進む。一方、充電台数が２以上でないと判定された場合（ステップＳ９０３；ＮＯ）、ステップＳ９０５へ進む。

ステップＳ９０４において、一次側制御部７０５は送電通信部７０３を制御し、送電通信部７０３は、一次側コイル兼アンテナ７０４を介して所定の情報を二次側装置へ送信する。そして、二次側装置において、二次側制御部８０６は、受電通信部８０２を制御し、一次側装置１０から送信された所定の情報を二次側コイル兼アンテナ８０１を介して受信する。

また、一次側制御部７０５は送電通信部７０３を制御し、送電通信部７０３は一次側コイル兼アンテナ７０４を介して二次側装置へ送電する。一次側装置１０から二次側装置へ送電された場合、受電通信部８０２は二次側コイル兼アンテナ８０１を介して受電する。そして、充電処理部８０４は、受け取った電気を充電池８０３に蓄積する。そして、二次側制御部８０６は、表示部８０５を制御し、充電台数を示す情報と、同時充電中であるため充電時間が長くなることを示す情報とを表示部８０５に表示させる。

ステップＳ９０５において、一次側制御部７０５は送電通信部７０３を制御し、送電通信部７０３は、一次側コイル兼アンテナ７０４を介して所定の情報を二次側装置へ送信する。また、一次側制御部７０５は送電通信部７０３を制御して、送電通信部７０３は一次側コイル兼アンテナ７０４を介して二次側装置へ送電する。そして、二次側装置において、二次側制御部８０６は、受電通信部８０２を制御し、一次側装置１０から送信された所定の情報を二次側コイル兼アンテナ８０１を介して受信する。一次側装置１０から二次側装置へ送電された場合、受電通信部８０２は二次側コイル兼アンテナ８０１を介して受電する。そして、二次側制御部８０６は表示部８０５を制御し、表示部８０５は、充電中であることを示す情報を表示する。

以上により処理は終了し、図５に示されるように、一次側装置１０の充電される領域に、二次側装置２０のみが配置された場合は、二次側装置２０には、充電中であることを示す情報が表示され、また、二次側装置２０は充電される。また、この状態から、二次側装置３０を充電される領域にさらに配置した場合、図１０に示されるように、二次側装置２０及び二次側装置３０には、２台同時充電中のため、充電時間が長くなることを示す情報が表示される。なお、充電完了に要する予定時間がさらに表示されてもよい。

本実施形態によれば、二次側装置２０および二次側装置３０のユーザは、同時に充電されている複数の二次側装置の台数および充電時間が長くなるという情報を知ることができるため、利便性が向上する。

（第３実施形態）
第３実施形態に係る充電システムの構成は、第１実施形態で説明した図１に示される構成と同様である。また、第３実施形態に係る二次側装置の構成は、第１実施形態で説明した図３に示される構成と同様である。

まず、図１１を参照して、第３実施形態に係る一次側装置１０の構成を説明する。一次側装置１０は、電源プラグ１１０１と、電源整流部１１０２と、送電部１１０３と、一次側コイル１１０４と、一次側通信部１１０５と、一次側アンテナ１１０６と、出力部１１０７と、一次側制御部１１０８とを備える。

電源プラグ１１０１は、交流電源のコンセントに接続するためのプラグである。電源整流部１１０２は、電源プラグ１１０１から送られる電気を整流する。送電部１１０３は、電源整流部１１０２により整流された電気を送る。一次側コイル１１０４は、送電部１１０３用のコイルである。一次側通信部１１０５は、データ通信を行う。一次側アンテナ１１０６は、一次側通信部１１０５用のアンテナである。出力部１１０７は、情報を出力する。一次側制御部１１０８は、送電部１１０３、一次側通信部１１０５、および出力部１１０７を制御する。

図１２のフローチャートを参照して、この充電システムによる充電に関する一次側制御部１１０８の動作を説明する。 まず、ステップＳ１２０１において、一次側制御部１１０８は、新しい二次側装置が認識されたか否かを判定する。新しい二次側装置が認識されたと判定された場合（ステップＳ１２０１；ＹＥＳ）、ステップＳ１２０２へ進む。一方、新しい二次側装置が認識されていないと判定された場合（ステップＳ１２０１；ＮＯ）、ステップＳ１２０１へ戻る。

ステップＳ１２０２において、一次側制御部１１０８は、既に他の二次側装置を充電中であるか否かを判定する。既に他の二次側装置を充電中であると判定された場合（ステップＳ１２０２；ＹＥＳ）、ステップＳ１２０４へ進む。一方、他の二次側装置を充電していないと判定された場合（ステップＳ１２０２；ＮＯ）、ステップＳ１２０３へ進む。

ステップＳ１２０３において、一次側制御部１１０８は一次側通信部１１０５を制御し、一次側通信部１１０５は、一次側アンテナ１１０６を介して所定の情報を二次側装置へ送信する。また、一次側制御部１１０８は送電部１１０３を制御して、送電部１１０３は一次側コイル１１０４を介して二次側装置へ送電する。そして、二次側装置において、二次側制御部２０８は、二次側通信部２０５を制御し、一次側装置１０から送信された所定の情報を二次側アンテナ２０６を介して受信する。一次側装置１０から二次側装置へ送電された場合、受電部２０２は二次側コイル２０１を介して受電する。そして、充電処理部２０４は、受け取った電気を充電池２０３に蓄積する。そして、二次側制御部２０８は表示部２０７を制御し、表示部２０７は、充電中であることを示す情報を表示する。ステップＳ１２０３の処理を終了したら、ステップＳ１２０６へ進む。

ステップＳ１２０４において、一次側制御部１１０８は、充電待ち台数を更新する。

ステップＳ１２０５において、一次側制御部１１０８は一次側通信部１１０５を制御して、一次側通信部１１０５は一次側アンテナ１１０６を介して所定の情報を二次側装置へ送信する。そして、二次側装置において、二次側制御部２０８は、二次側通信部２０５を制御し、一次側装置１０から送信された所定の情報を二次側アンテナ２０６を介して受信する。そして、二次側制御部２０８は表示部２０７を制御し、表示部２０７は、充電待ち台数を示す情報を表示する。

ステップＳ１２０６において、一次側制御部１１０８は出力部１１０７を制御して、出力部１１０７は各二次側の情報を出力する（第２の表示処理）。

以上で処理が終了する。

以上により、図１３に示されるように、一次側装置１０の充電領域に、二次側装置２０のみが配置された場合は、二次側装置２０には充電中であることを示す情報が表示され、また、二次側装置２０は充電される。また、一次側装置１０にも、１台充電中であることを示す情報表示がされる。また、この状態から、二次側装置３０を一次側装置１０の充電領域にさらに配置した場合、図１４に示されるように、二次側装置３０には、充電待ちであることを示す情報と、待ち台数が１台であることを示す情報とが表示される。さらに、この状態から、図１５に示されるように、充電方式の異なる二次側装置４０を一次側装置１０の充電領域に配置した場合、二次側装置４０には何も表示されず、また、一次側装置の表示も変化しない。

本実施形態によれば、充電システムのユーザは、充電状況を把握する事ができるため、利便性が向上する。

（その他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

１０：一次側装置（無線送電装置）、２０：二次側装置（無線受電装置）、３０：二次側装置（第２の無線受電装置）、１０１：電源プラグ、１０２：電源整流部、１０３：送電部、１０４：一次側コイル、１０５：一次側通信部、１０６：一次側アンテナ、１０７：一次側制御部

Claims (13)

1. 送電装置であって、
   受電装置を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された受電装置に無線で送電する送電手段と、
   前記検出手段により第１受電装置が検出された際に前記送電手段により第２受電装置に送電している場合、待機時間が生じることを示す情報を前記第１受電装置に送信する送信手段と、
   を有することを特徴とする送電装置。
2. 前記情報は、受電開始まで待機時間が生じることを示す情報であることを特徴とする請求項１に記載の送電装置。
3. 前記検出手段により検出された前記第１受電装置に送電を行うと、前記送電手段により送電可能な受電装置の数を超える場合、前記情報を送信することを特徴とする請求項１または２に記載の送電装置。
4. 送電装置であって、
   受電装置を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された受電装置に無線で送電する送電手段と、
   前記送電手段により第２受電装置に送電している間に前記検出手段により検出された第１受電装置に送電を行うと、前記送電手段により送電可能な受電装置の数を超える場合、送電可能な受電装置の数に制限があることを示す情報を前記第１受電装置に送信する送信手段と、
   を有することを特徴とする送電装置。
5. 前記送信手段は、前記検出手段により検出された前記第１受電装置に送電を行うと、前記送電手段の送電能力を超える場合、前記情報を送信することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の送電装置。
6. 前記送信手段は、前記情報を無線で直接前記第１受電装置に送信することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の送電装置。
7. 前記情報は、受電を待つ受電装置の数を示す情報であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の送電装置。
8. 前記送信手段が前記情報を送信した場合、前記送電手段は、前記第１受電装置に送電を開始しないことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の送電装置。
9. 前記送信手段が前記情報を送信した後に所定の条件が満たされた場合、前記送電手段は、前記第１受電装置に送電することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の送電装置。
10. 前記送信手段が前記情報を送信した後に前記送電手段による前記第２受電装置への送電が終了した場合、前記送電手段は、前記第１受電装置に送電することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の送電装置。
11. 送電装置の制御方法であって、
    第１受電装置が検出された際に第２受電装置に無線で送電している場合、待機時間が生じることを示す情報を前記第１受電装置に送信することを特徴とする送電装置の制御方法。
12. 送電装置の制御方法であって、
    第２受電装置に無線で送電している間に検出された第１受電装置に送電を行うと、前記送電装置の送電可能な受電装置の数を超える場合、送電可能な受電装置の数に制限があることを示す情報を前記第１受電装置に送信することを特徴とする送電装置の制御方法。
13. 請求項１乃至１０の何れか１項に記載の送電装置としてコンピュータを動作させるためプログラム。

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