JP6623345B2 - 送電装置、受電装置、制御方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は無線電力伝送技術に関する。

無線で電力を送信する送電装置と、送電装置から供給された電力を受電する受電装置とを含み、送電装置から受電装置への無線電力伝送が行われる無線電力伝送システムが知られている。無線電力伝送の方式は、大まかに電磁誘導方式、マイクロ波伝送方式、磁界共鳴方式の３つの方式を含む。

電磁誘導方式は、送電側コイルに電流が流されることにより発生する磁束に受電コイルを貫かせることによって、受電コイルに誘導電流を流すことを基本原理とする。このため、電磁誘導方式では、一般に、送電コイルと受電コイルとの位置を調整し、送電コイルで発生させた磁束がなるべく有効に受電コイルを貫くように位置が調整される。

マイクロ波伝送方式は、送電装置がアンテナで空中に無線電力を放出し、受電装置のアンテナでその電力を受電する。マイクロ波伝送方式では、空中での損失が大きくなるため、一般に、アンテナの指向性を高くして、特定の方向に向けた電力伝送が行われる。

磁界共鳴方式では、送電側装置と受電側装置とが同じ周波数で共鳴することにより、電力伝送が行われる。磁界共鳴方式では、送電側装置と受電側装置とが同じ周波数で共鳴（共振）しなければ、（少なくとも十分な電力での）電力伝送を行うことができない。特許文献１及び特許文献２は、これを利用して、送電装置が共鳴（共振）周波数を変更することで、複数の受電装置のうちのいずれかを送電対象として選択して送電する方法が記載されている。なお、磁界共鳴方式の場合、送電装置の近傍において、送電側装置と受電側装置とが同じ周波数で共鳴すれば足りるため、電磁誘導方式に比べ位置精度に敏感でなく、かつ、マイクロ波のように狙った方向のみ伝送効率が高くなるとは限らない。

磁界共鳴方式の無線電力伝送システムは、共振周波数が異なると共に共鳴する周波数帯域幅が狭い場合に、複数の受電装置に対して選択的に電力伝送する方法として有効である。磁界共鳴方式の送受電の伝送効率は、送電回路と送電アンテナのインピーダンス間の結合係数ｋｉ、アンテナ間の距離や大きさ等に影響を受けるアンテナ間の無負荷時の結合係数ｋｕ、及び受電アンテナと受電回路のインピーダンス間の結合係数ｋｏに依存する。

最大の伝送効率は、ｋｕ≧√（ｋｉ×ｋｏ）となるときに得られ、特にｋｕ＝√（ｋｉ×ｋｏ）の時、アンテナ間の共振周波数はアンテナ単体の共振周波数ｆ０と一致する。この状態を臨界結合と呼ぶ。ここで送受電アンテナ間の距離が近く、ｋｕ＞√（ｋｉ×ｋｏ）となる時は、アンテナ単体の共振周波数ｆ０のより低い周波数と高い周波数の、２つの送受電アンテナ間の共振周波数が生じることとなる。この状態を密結合と呼ぶ。一方、送受電アンテナ間の距離が遠く、ｋｕ＜√（ｋｉ×ｋｏ）となる時は、送受電アンテナの共振点（共振周波数）は臨界結合と同じであるが、結合効率が低下する。この状態を疎結合と呼ぶ。

特開２０１０−０６３２４５号公報 特表２０１２−５１８３８１号公報

密結合、臨界結合、疎結合の場合の、結合効率と周波数の関係を図７（Ａ）及び（Ｂ）に模式的に示す。なお、実際の使用環境では、図８に示すように、臨界結合より若干密結合にすることによって、受電装置の内蔵アンテナまでの距離が多少ずれても効率が下がらないように調整することができ、これにより効率を維持することができる。しかしながら、図８のような調整がされている場合、アンテナ間の伝送効率が高い周波数帯域が広いため、広い周波数帯域で共鳴してしまう。

このような場合、第１の送電装置から第１の受電装置へ電力伝送中に、その近くで第２の送電装置からの第２の受電装置への電力伝送が開始されると、送電装置が送電した電力が、電力伝送の本来の相手装置である受電装置ではない装置に受電されうる。すなわち、第１の送電装置から送電された電力が第２の受電装置によって受電され、第２の送電装置から送電された電力が第１の受電装置によって受電されうる。このような場合、本来意図した送受電ができなくなるおそれがあった。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、送電された電力が、送電の対象となる装置と異なる装置において受電されることを防ぐ技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明による送電装置は、第１の電力伝送方式と第２の電力伝送方式とを含む２つ以上の電力伝送方式に対応する送電装置であって、前記２つ以上の電力伝送方式のいずれかを用いて受電装置へ無線で送電を行う送電手段と、前記送電装置とは異なる他の送電装置による無線での送電を検出する検出手段と、前記送電手段を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記第１の電力伝送方式を用いた前記送電手段による送電が行われている間に前記第１の電力伝送方式を用いた前記他の送電装置による送電が前記検出手段により検出されたことに基づいて、前記第２の電力伝送方式を用いて送電を行うように前記送電手段を制御する。

本発明によれば、送電された電力が、送電の対象となる装置と異なる装置において受電されることを防ぐことができる。

無線電力伝送システムの構成例を示す図。 無線電力伝送システムにおける送電の様子を示すシーケンス図。 送電装置の構成例を示すブロック図。 送電装置の動作の例を示すフローチャート。 受電装置の構成例を示すブロック図。 受電装置の動作の例を示すフローチャート。 磁界共鳴方式における３つの結合状態を説明する図。 磁界共鳴方式において調整された結合状態を示す図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（無線電力伝送システムの構成）
図１に、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。なお、本実施形態に係る無線電力伝送システムは、磁界共鳴方式を用いて無線電力伝送を行うものとする。図１において、１組の送電装置１０２と受電装置１１２との間で無線電力伝送（ＷＰＴ）が行われ、その近傍で、別の送電装置１０１と受電装置１１１とが無線電力伝送を開始しようとしているものとする。

ここで、送電装置１０２と受電装置１１２とが、無線電力伝送を開始して、本格送電が行われるまでの、一般的な電力伝送の送電シーケンスを図２（Ａ）に示す。図２（Ａ）では、横軸は時間経過を示し、縦方向は送電装置１０２の消費電力を示している。送電装置１０２は、受電装置１１２の載置を検出するため、一定周期で間欠的に載置確認用電力（２０１−１、２０１−２、２０１−３）を送出する。載置確認用電力は、載置される受電装置がない場合、ほとんど消費されずに反射電力となる。ここで、ポイントＡにおいて受電装置１１２が載置されたとすると、受電装置１１２内で電力が消費されるなどの理由により、送電期間内のインピーダンスが変化する。送電装置１０２は、このインピーダンスの変化量や反射電力の変化、さらには送電電力の消費電力等を検出することにより、受電装置１１２が載置されたかを判定することができる（２０１−３）。送電装置１０２は、受電装置１１２が送電装置１０２上に載置された事を検出すると、認証用電力２０２を受電装置１１２に送電する。そして、受電装置１１２は、認証用電力を検出すると認証用信号を送電装置１０２へ送信し、送電装置１０２は、受電装置１１２の認証を完了すると、本格送電２０３を開始する。

一方で、送電装置１０２と受電装置１１２との間でＷＰＴが行われ、その近傍で、別の送電装置１０１と受電装置１１１とが無線電力伝送を開始しようとすると、受電装置１１２における受電量が変動する場合がある。このときの様子について、図２（Ｂ）を用いて説明する。図２（Ｂ）は、送電装置１０２の消費電力の時間経過に応じた変化の様子を示すシーケンス図である。

なお、送電装置１０２は、受電装置１１２に本格送電している間、受電装置１１２から受電電力の電力量のフィードバックを定期的に受信するものとする。ここで、ポイントＢのタイミングにおいて、送電装置１０２は、他の受電装置１１１がＷＰＴの相手装置である他の送電装置１０１へ送信した認証用信号を傍受し、その後、送電装置１０１との接続処理用の信号を傍受したとする。この場合、送電装置１０２は、これらの信号の傍受により、他の送電装置と受電装置（送電装置１０１及び受電装置１１１）とによるＷＰＴが、送電装置１０２の付近で送受電を開始しようとしていることを検出することができる。

ここで、送電装置１０２の近傍で、送電装置１０１及び受電装置１１１によってＷＰＴが行われると、受電装置１１１において、送電装置１０２からの予定外電力が受電されてしまう場合がありうる。また、送電装置１０２の近傍で、送電装置１０１及び受電装置１１１によってＷＰＴが行われると、送電装置１０２のＷＰＴの相手装置である受電装置１１２において、送電装置１０１からの予定外電力が受電されてしまう場合がありうる。なお、送電装置１０２は、受電装置１１２からフィードバックされた受電量の変化があった場合に、受電装置１１２における予定外電力の受電がありうることを認識し得る。

受電装置１１１及び受電装置１１２が、この予定外電力と無線電力伝送の相手装置である送電装置１０１及び送電装置１０２から送電された電力とを同時に受電する場合、その合成電力は、不安定となりうる。さらに、送電装置１０１と送電装置１０２との間で、送電電力に差がある場合、受電装置１１１又は受電装置１１２のうち、本来受電すべき受電電力が小さい装置が、予定外電力の受電により破壊される可能性すらある。

一方、送電装置１０１又は送電装置１０２では、予期しない余計な電力が送電される場合、異物への送電と判断して、送電を止めてしまう可能性がある。すなわち、無線電力伝送を実行中だった送電装置１０２及び受電装置１１２は、自動的に無線電力伝送を中止することになりうる。

ここで、特許文献１及び特許文献２のように、周波数帯を変えて送受電する相手を特定する場合、臨界結合から疎結合になる範囲で伝送効率を犠牲にするか、臨界結合から密結合寄りに調整して非常に大きく周波数を変更するか、のいずれかとなってしまう。しかしながら、この大きく周波数を変更することは、法規規制上、困難である場合がある。

これに対して、本実施形態に係る送電装置１０２は、それぞれが別の無線電力伝送方式に対応する少なくとも２つの送電部を有する。そして、送電装置１０２は、自身の無線電力伝送の相手装置である受電装置１１１との間で行っているＷＰＴと別のＷＰＴが行われていることを検出した場合に、無線電力伝送方式を切り替える。

無線電力伝送方式は、例えば、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｏｒｓｉｕｍ（ＷＰＣ）、Ｐｏｗｅｒ Ｍａｔｔｅｒ Ａｌｌｉａｎｃｅ（ＰＭＡ）又はＡｌｌｉａｎｃｅ Ｆｏｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ（Ａ４ＷＰ）の規格準拠の方式である。なお、ＷＰＣとＰＭＡは１００〜２００ＫＨｚ帯で主に電磁誘導方式を用いた無線電力伝送方式の規格であり、Ａ４ＷＰは６．７８ＭＨｚで磁界共鳴方式を用いた無線電力伝送方式の規格である。送電装置１０２及び受電装置１１２は、例えばこれらの無線電力伝送方式のうち、少なくとも２つに対応するものとする。

以下では、このような送電装置１０２及び受電装置１１２について、その構成及び動作について説明する。

（送電装置の構成）
図３に、送電装置１０２の構成例を示す。送電装置１０２は、例えば、その構成として、第１送電部３０１、切替部３０２、第２送電部３０３、ＣＰＵ３０４、通信部３０５及び送電量測定部３０６を有する。例えば、第１送電部３０１が磁界共鳴方式に対応すると共に第２送電部３０３が電磁誘導方式に対応し、送電装置１０２は、第１送電部３０１と第２送電部３０３とのいずれかを用いて、受電装置１１２へ電力を送電する。切替部３０２は、受電装置１１２へ電力を送るために、第１送電部３０１と第２送電部３０３とのいずれを用いるかを切り替える制御を行う。通信部３０５は、無線電力伝送の相手装置（受電装置１１２）との通信を行う。送電量測定部３０６は、受電装置１１２などの無線電力伝送の相手装置に対して送電した電力量を測定する。

ＣＰＵ３０４は、例えば不図示のメモリ（ＲＡＭ若しくはＲＯＭ）又は他の記憶装置に記憶されたプログラムに基づいて、送電装置１０２の各機能を制御する。なお、ＣＰＵ３０４は、「ＣＰＵ」と記載しているが、これ以外の１つ以上のプロセッサで置き換えられてもよい。ＣＰＵ３０４は、例えば、通信部３０５を通じて受電装置１１２から受信した受電装置１１２の受電電力量と、送電量測定部３０６が測定した送電電力量とを用いて、送受電効率を算出する効率計算機能を実現するプログラムを実行する。なお、この送受電効率は、上述の受電電力量が受信された時と送電電力量の測定結果が更新されるたび、一定周期ごと、又は上述の受電電力量に変化が生じた場合など、様々な時点で算出されうる。なお、ＣＰＵ３０４は、送受電効率を算出によって取得するのではなく、例えば、送電電力量の値及び受電電力量の値と送受電効率とが対応付けられたテーブルを参照して、送受電効率を取得してもよい。すなわち、ＣＰＵ３０４は、受電装置１１２から通知された受電電力量と、送電量測定部３０６が測定した送電電力量とを取得して、テーブル内で、その取得した値に例えば最も近い受電電力量及び送電電力量を参照する。これにより、ＣＰＵ３０４は、その参照した受電電力量及び送電電力量に対応する送受電効率の値を、取得した受電電力量及び送電電力量に対応する送受電効率として取得することができる。

なお、ＣＰＵ３０４は、通信部３０５による周辺環境の監視を通じて、他の送電装置及び受電装置によるＷＰＴが開始されたと判断することができる。例えば、通信部３０５が受電装置１１１からの認証用信号もしくは送電装置１０１からの受電装置１１１への応答信号を検出した場合に、ＣＰＵ３０４は、他の送電装置及び受電装置によるＷＰＴが開始されたと判断することができる。また、ＣＰＵ３０４は、通信部３０５が他の無線電力伝送に係る接続処理に関連する通信を傍受した場合に、他の送電装置及び受電装置によるＷＰＴが開始されたと判断することができる。

そして、ＣＰＵ３０４は、例えば他の装置によるＷＰＴが開始された場合に送受電効率が所定量以上変化した場合、予定外の送受電が発生したことを検出することができる。ここで、予定外の送受電とは、受電装置１１２が他の装置から予定外電力を受電していること、又は、送電装置１０１が他の受電装置１１１へ予定外電力を送電していることの、少なくともいずれかでありうる。なお、送電装置１０２は、例えば、送電装置１０２が送電電力量を上げていないにも関わらず、無線電力伝送の相手装置である受電装置１１２において受電電力量が上昇した場合に、予定外の送受電が発生したと判定してもよい。すなわち、送電装置１０２は、他のＷＰＴに関する通信の傍受後に送受電効率が変化したかの判定のみならず、他の方法によっても、予定外の送受電の発生を検出することができる。その一例が、送電装置１０２における送電電力量が一定の場合の受電装置１１２における受電電力量の（例えば所定量を超える）上昇があったか否かによる判定である。また、受電装置１１２における受電電力量の変動パターンが、例えば送電装置が電力伝送を開始する際の載置確認電力が送信される周期に一致している場合に、受電装置１１２が、他の送電装置から送電された予定外の電力を受信する環境にあると判定されうる。同様に、送受電効率の時間変化パターンによっても、予定外の送受電が発生する環境または発生し得る環境にあるか否かが判定されうる。また、送電装置１０２の送電電力量の変化によって、又は、電流、電圧、インピーダンス等の変化によって、予定外の送受電の発生が検出されてもよい。

ここで、送電装置１０２において第１送電部３０１の磁界共鳴方式が選択されていて、このような予定外の送受電の発生が検出された場合、ＣＰＵ３０４は、送電部の第２送電部３０３への切り替えを行うかの判断を行う。このとき、ＣＰＵ３０４は、無線電力伝送の相手装置である受電装置１１２が、第２送電部３０３の電力伝送方式（電磁誘導方式）と周波数とに対応しているかを、通信部３０５を介して、受電装置１１２へ問い合わせる。そして、ＣＰＵ３０４は、受電装置１１２が第２送電部３０３の電力伝送方式と周波数とに対応している場合、送電部を第１送電部３０１から第２送電部を３０３へと切り替えるように、切替部３０２を制御する。なお、切り替え前の電力伝送方式の方が大電力又は高効率での送電が可能である場合等では、例えば周期的にその切り替え前の方式に切り替えなおして、予定外電力が検出されなければその切り替え前の方式での送電を行うようにしてもよい。

なお、送電装置１０２は、受電装置１１２が第２送電部３０３の電力伝送方式及び周波数に対応しているかの問い合わせ結果を保持しておいてもよい。これにより、後に、送電装置１０２は、第１送電部３０１で受電装置１１２へと送電中に予定外電力の検出がなされた場合、受電装置１１２へ問い合わせることなく、送電装置を第２送電部３０３へと切り替えることができる。この場合、送電装置１０２は、受電装置１１２に対して、受電部の切り替え指示のみを送信することによって、受電装置１１２において受電部を切り替えることができる。受電装置１１２は、送電装置１０２からの第１送電部３０１による送電が途絶えたことにより、第２送電部３０３に対応する受電部を用いて電力の検出又は接続処理のための信号検出を行い、自動的に送電装置１０２における送電部の切り替えを検出してもよい。この場合は、送電装置１０２は、受電装置に対して、受電部の切り替え指示さえも送信しなくてもよい。

（送電装置の処理の流れ）
図４に、送電装置１０２が実行する処理の流れの例を示す。送電装置１０２は、例えば、スイッチの押下、受電装置の載置などによって、図４の処理を開始する。以下では、送電装置１０２が、第１送電部３０１及び第２送電部３０３の２つの送電部を有する場合の処理について説明するが、これに限られない。すなわち、送電装置１０２は、３つ以上の送電部を有していてもよい。

送電装置１０２は、まず、自身が対応している複数の無線伝送方式にそれぞれ対応する複数の送電部（第１送電部３０１及び第２送電部３０３）の中から、最大送受電量や効率等の条件に基づいて、第１送電部３０１を選択する（Ｓ４０１）。そして、送電装置１０２は、第１送電部３０１によって、載置確認用電力を送電する（Ｓ４０２）。そして、送電装置１０２は、受電装置１１２の載置が確認されると、認証用電力を送電し（Ｓ４０３でＹＥＳ）、受電装置１１２との間で接続処理を開始する（Ｓ４０４でＹＥＳ）。そして、送電装置１０２は、接続処理の完了後、本格送電を開始する（Ｓ４０５）。

送電装置１０２は、本格送電の開始後に、他の送電装置又は受電装置からの認証確認信号の受電又はそれに対する応答信号等を監視して、他の送電装置又は受電装置によるＷＰＴのための接続処理が実行されたかを監視する（Ｓ４０６）。なお、この監視は、少なくとも他の送電装置又は受電装置によるＷＰＴが開始されうる状態となったことを判定するために行われる。

送電装置１０２は、他の送電装置又は受電装置によるＷＰＴのための接続処理が確認された場合（Ｓ４０６でＹＥＳ）、続いて、受電効率の変化を調べる（Ｓ４０７）。ここで、他の装置によるＷＰＴの接続処理が確認されなかった場合（Ｓ４０６でＮＯ）、又は受電効率に変化がない若しくは変化量が所定量以下であった場合は（Ｓ４０７でＮＯ）、送電装置１０２は、送電を継続する。そして、送電装置１０２は、受電装置１１２からの受電完了信号の受信を待ち受ける（Ｓ４０８）。そして、送電装置１０２は、受電装置１１２から受電完了信号を受信した場合（Ｓ４０８でＹＥＳ）に処理を終了する。一方、受電装置１１２から受電完了信号を受信しない場合（Ｓ４０８でＮＯ）は、送電装置１０２は、送電を継続し、他の送電装置又は受電装置によるＷＰＴのための接続処理の検出処理（Ｓ４０６）に戻る。

一方、Ｓ４０７において、他の送電装置又は受電装置によるＷＰＴのための接続処理が確認された直後に受電効率が変化した場合（Ｓ４０７でＹＥＳ）、送電装置１０２は、他の送電装置又は受電装置によるＷＰＴに起因した予定外電力の発生を検知する。すなわち、送電装置１０２は、受電装置１１２が近傍の送電装置１０１から予定外電力を受電しているか、送電装置１０２自身が近傍の受電装置１１１へ予定外電力が送電していることを検知する。その後、送電装置１０２は、図４の処理開始後に選択されていない送電部があるかを判定する（Ｓ４０９）。なお、ここでは、送電装置１０２は、第１送電部３０１及び第２送電部３０３のみを有するため、現在使用されている送電部が、初期的に使用していた第１送電部３０１であるかの判定によって、Ｓ４０９の判定を行う。

送電装置１０２は、現在使用中の送電部として第１送電部３０１が選択されている場合（Ｓ４０９でＹＥＳ）、図４の処理開始後に選択されていない送電部が存在するため、受電装置１１２に対して、方式対応確認信号を送信する（Ｓ４１０）。この方式対応確認信号は、図４の処理開始後に選択されていない送電部の電力伝送方式と周波数とを指定する情報を含み、これを受電した受電装置１１２は、この指定された電力伝送方式と周波数とに自身が対応するかを判定することとなる。なお、方式対応確認信号は、送電装置１０２がこれから切り替えようとしている１つ又は複数の送電部に関する情報を含んでもよいし、送電装置１０２が有する１つ以上の送電部のうちの不特定の１つ以上に対応する情報を含んでもよい。なお、送電装置１０２は、過去に受電装置１１２に対して第２送電部３０３を用いて送電したことがある場合など、受電装置１１２が第１送電部３０１以外の送電部に対応することが分かっている場合は、方式対応確認信号を送信しなくてもよい。

送電装置１０２は、方式対応確認信号を送信した場合、その後、受電装置１１２からの応答信号を受信する（Ｓ４１１）。そして、送電装置１０２は、自身の第２受電部３０３の電力伝送方式と周波数とに受電装置１１２が対応可能であることが確認できた場合（Ｓ４１２でＹＥＳ）、送電部を第１送電部３０１から第２送電部３０３に切り替える（Ｓ４１３）。なお、応答信号が受信されない場合は、送電部の切り替えは行われないようにしうる。ただし、受電装置１１２が第２送電部３０３の電力伝送方式と周波数とに対応可能であることが事前に分かっている場合は、送電装置１０２は、応答信号の受信がなくても、送電部を第２送電部３０３に切り替えるようにしてもよい。この場合、送電装置１０２は、受電装置１１２が第２送電部３０３の電力伝送方式と周波数とに対応可能であることが事前に分かっている場合は、方式対応確認信号ではなく、受電部の切り替えを指示する信号を受電装置１１２へ送信しうる。

その後、送電装置１０２は、第２送電部３０３によって、Ｓ４０２〜Ｓ４０５の処理を行って、第２送電部３０３による本格送電を開始する。その後、送電装置１０２は、本格送電中に第２送電部３０３の電力伝送方式と同じ電磁誘導方式で、他の送電装置及び受電装置によるＷＰＴの接続が確認されると（Ｓ４０６でＹＥＳ）、その直後に送受電効率に変化があったかを判定する（Ｓ４０７）。なお、例えば、第２送電部３０３の無線電力伝送方式が電磁誘導方式のように送電コイルと受電コイルとの位置が揃っていなければ受電が困難な方式の場合、受電装置１１２が、他の送電装置からの予定外電力を受電する確率は十分に低くなることが予想される。また、送電装置１０２が送電した電力が、他の受電装置によって受電される確率も十分に低くなることが予想される。すなわち、電磁誘導方式（第２送電部３０３）が用いられることにより、予定外の送受電が発生する確率を低減することができる。したがって、他の装置によるＷＰＴの接続処理が確認されない（Ｓ４０６でＮＯ）、又は受電効率に変化がない若しくは変化量が所定量以下である（Ｓ４０７でＮＯ）確率が高くなり、結果として、送電装置１０２は送電を継続することができる。

一方、Ｓ４０７において、他の送電装置又は受電装置によるＷＰＴの接続処理が確認された直後に受電効率が変化した場合（Ｓ４０７でＹＥＳ）、送電装置１０２は、続いて、図４の処理開始後に選択されていない送電部があるかを判定する（Ｓ４０９）。なお、ここでは、上述のように、送電装置１０２は、第１送電部３０１及び第２送電部３０３のみを有するため、現在使用されている送電部が初期的に使用していた第１送電部３０１であるかの判定によって、Ｓ４０９の判定を行う。送電装置１０２は、この時点で使用している送電部は第２送電部３０３であるため、図４の処理開始後に選択されていない送電部がないと判定し（Ｓ４０９でＮＯ）、処理を終了する。なお、送電装置１０２は、３つ以上の送電部を有する場合は、そのまま処理を終了するのではなく、例えば処理をＳ４１０に進めて、他の電力伝送方式を指定した方式対応確認信号の送信を行ってもよい。

なお、図４には示していないが、第１送電部３０１の電力伝送方式が第２送電部３０３の電力伝送方式より大電力又は高効率で送電可能な場合、送電装置１０２は、送電部の第２送電部３０３への切り替え後、再度、第１送電部３０１へ切り替え直してもよい。この切り替え直しは、例えば、送電装置１０２又は受電装置１１２が、他の送電装置と他の受電装置とによる第１送電部３０１の電力伝送方式を用いた送受電の終了を検知したことに応じて、行われうる。他の送電装置と他の受電装置とによる送受電の終了の検知は、当該他の受電装置からの受電完了信号の検出によって行われうる。また、他の送電装置と他の受電装置とによる送受電の終了の検知は、送電装置１０２及び受電装置１１２が、電力伝送方式を第１送電部３０１の電力伝送方式に少なくとも一時的に変更して、受電効率を調べることによって行われうる。

（受電装置の構成）
図５に、受電装置１１２の構成例を示す。受電装置１１２は、例えば、その構成として、第１受電部５０１、切替部５０２、第２受電部５０３、ＣＰＵ５０４、通信部５０５、及び受電量測定部５０６を有する。例えば、第１受電部５０１が磁界共鳴方式に対応すると共に第２受電部５０３が電磁誘導方式に対応し、受電装置１１２は、第１受電部５０１と第２受電部５０３とのいずれかを用いて、送電装置１０２から送電された電力を受電する。切替部５０２は、送電装置１０２が送電した電力を受電するために、第１受電部５０１と第２受電部５０３とのいずれを用いるかを切り替える制御を行う。受電量測定部５０６は、第１受電部５０１又は第２受電部５０３で受電された受電電力量を測定する。

通信部５０５は、無線電力伝送の相手装置（送電装置１０２）との通信を行う。ＣＰＵ５０４は、例えば不図示のメモリ（ＲＡＭ若しくはＲＯＭ）又は他の記憶装置に記憶されたプログラムに基づいて、受電装置１１２の各機能を制御する。なお、ＣＰＵ５０４は、「ＣＰＵ」と記載しているが、これ以外の１つ以上のプロセッサで置き換えられてもよい。ＣＰＵ５０４は、通信部５０５を介して、送電装置１０２から方式対応確認信号を受信し、その信号で指定された送電装置１０２の第２送電部３０３の電力伝送方式（例えば電磁誘導方式）と周波数とに、第２受電部５０３が対応しているかを判定する。そして、ＣＰＵ５０４は、送電装置１０２の第２送電部３０３の電力伝送方式と周波数とに対応可能である場合、受電部を第２受電部５０３に切り替えるように、切替部５０２を制御する。また、ＣＰＵ５０４は、送電部の切り換えの可否を含む信号を、受電装置からの方式対応確認信号に対する応答信号として送信するように、通信部５０５を制御する。また、ＣＰＵ５０４は、受電量測定部５０６が測定した受電電力量の値を、送電装置１０２へ送信するように、通信部５０５を制御する。なお、受電電力量の値は、その値そのものであってもよいし、その値に対応するインジケータなどであってもよい。

（受電装置の処理の流れ）
図６に、受電装置１１２が実行する処理の流れの例を示す。受電装置１１２は、例えば、スイッチの押下、送電装置への載置などによって、図６の処理を開始する。以下では、受電装置１１２が、第１受電部５０１及び第２受電部５０３の２つの受電部を有する場合の処理について説明するが、これに限られない。すなわち、受電装置１１２は、１つの受電部のみを有していてもよく、３つ以上の受電部を有していてもよい。

受電装置１１２は、まず、自身が対応している複数の無線伝送方式にそれぞれ対応する複数の受電部（第１受電部５０１及び第２受電部５０３）の中から、最大受電量や効率等の条件に基づいて、第１受電部５０１を選択する（Ｓ６０１）。そして、受電装置１１２は、第１受電部５０１によって載置確認用電力が受電され（Ｓ６０２でＹＥＳ）、認証用電力を検出すると（Ｓ６０３でＹＥＳ）、認証用信号を送信する（Ｓ６０４）。受電装置１１２は、その後、応答信号の受信等を経て送電装置１０２との接続処理を完了する（Ｓ６０４）。そして、受電装置１１２は、接続処理後、送電装置１０２から本格送電が開始され（Ｓ６０５）、送電装置１０２が送電した電力を受電する。その後、受電装置１１２は、方式対応確認信号が送電装置１０２から受信されるかの監視を行い（Ｓ６０６）、方式対応確認信号が受信されずに（Ｓ６０６でＮＯ）、その後、充電完了したかを判定する（Ｓ６０７）。そして、受電装置１１２は、充電完了していない場合は、方式対応確認信号の受信の監視を続けながら電力の受電を継続し、充電完了すると（Ｓ６０７でＹＥＳ）、受電完了信号を、送電装置１０２へ送信し（Ｓ６１３）、処理を終了する。

一方、受電装置１１２は、本格受電中に、方式対応確認信号が送電装置１０２から受信された場合（Ｓ６０６でＹＥＳ）、図６の処理が開始されてから、使用されていない受電部が存在するかを判定する（Ｓ６０８）。なお、ここでは、受電装置１１２は、第１受電部５０１及び第２受電部５０３のみを有しており、かつ、第１受電部５０１を使用しているため、他の受電部が存在する（Ｓ６０８でＹＥＳ）。したがって、受電装置１１２は、続いて、方式対応確認信号において指定された、送電装置１０２の第２送電部３０３の電力伝送方式（及び場合によっては周波数）を確認する。そして、受電装置１１２は、その電力伝送方式に、受電装置１１２の第２受電部５０３が対応しているか否かを判定し（Ｓ６０９）、その判定結果を示す応答信号を送信する（Ｓ６１０）。なお、受電装置１１２は、過去に送電装置１０２から第２受電部５０３を用いて電力の受電をしたことがある場合は、方式対応確認信号に代えて、第２受電部５０３を用いた受電を指示する信号が、送電装置１０２から受信されうる。この場合、受電装置１１２は、送電装置１０２へ応答信号を送信せずに、受電部を切り替えてもよい。

その後、受電装置１１２は、受電装置１１２の第２受電部５０３が指定された電力伝送方式（及び周波数）に対応している場合（Ｓ６１１でＹＥＳ）、受電部を第２受電部５０３に切り替える（Ｓ６１２）。一方で、受電装置１１２は、受電装置１１２の第２受電部５０３が指定された電力伝送方式（及び周波数）に非対応な場合（Ｓ６１１でＮＯ）、この場合は、他の受電部が存在しないため、受電完了信号を送電装置１０２へ送信して（Ｓ６１３）、処理を終了する。その後、第２受電部５０３による接続処理及び本格受電（Ｓ６０２〜Ｓ６０５）が実行される。その後、受電装置１１２は、第２受電部５０３を用いた本格受電が実行されている間に方式対応確認信号を受信すると（Ｓ６０６でＹＥＳ）、続いてＳ６０８の判定を行う。ここでは、第２受電部５０３が用いられており、図６の処理開始後に第１受電部５０１も用いられていたため、他の受電部は存在しない（Ｓ６０８でＮＯ）。したがって、受電装置１１２は、第１受電部５０１及び第２受電部５０３の両方において他のＷＰＴによる、予定外の送受電が検出されていることとなるため、受電完了信号を送信して（Ｓ６１３）、処理を終了する。

上述の説明では、第１送電部３０１及び第１受電部５０１の無線電力伝送方式を磁界共鳴方式、第２送電部３０３及び第２受電部５０３の無線電力伝送方式を電磁誘導方式として説明したが、これらの無線電力伝送方式として他の方式が用いられてもよい。また、上述の説明では、２つの受電部及び送電部の切り換えについて説明したが、３つ以上の受電部及び送電部を切り替えて、電力伝送方式又は周波数の切り替えが行われてもよい。さらに、上述の説明において、載置確認用電力と認証用電力とを別々のものとして説明したが、これらの電力は兼用されていてもよい。

＜＜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。

１０１及び１０２：送電装置、１１１及び１１２：受電装置、３０１：第１送電部、３０２：切替部、３０３：第２送電部、３０４：ＣＰＵ、３０５：通信部、３０６：送電量測定部、５０１：第１受電部、５０２：受電部、５０３：第２受電部、５０４：ＣＰＵ、５０５：通信部

Claims (17)

1. 第１の電力伝送方式と第２の電力伝送方式とを含む２つ以上の電力伝送方式に対応する送電装置であって、
   前記２つ以上の電力伝送方式のいずれかを用いて受電装置へ無線で送電を行う送電手段と、
   前記送電装置とは異なる他の送電装置による無線での送電を検出する検出手段と、
   前記送電手段を制御する制御手段と、
   を有し、
   前記制御手段は、前記第１の電力伝送方式を用いた前記送電手段による送電が行われている間に前記第１の電力伝送方式を用いた前記他の送電装置による送電が前記検出手段により検出されたことに基づいて、前記第２の電力伝送方式を用いて送電を行うように前記送電手段を制御することを特徴とする送電装置。
2. 前記受電装置が対応する電力伝送方式に関する情報を取得する通信手段をさらに有し、
   前記制御手段は、前記第１の電力伝送方式を用いた前記送電手段による送電が行われている間に前記第１の電力伝送方式を用いた前記他の送電装置による送電が前記検出手段により検出され、かつ前記通信手段により前記受電装置が前記第２の電力伝送方式に対応することを示す情報が取得されたことに基づいて、前記第２の電力伝送方式を用いて送電を行うように前記送電手段を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. 前記通信手段は、前記受電装置に信号を送信し、前記受電装置から信号を受信し、
   前記通信手段は、前記第２の電力伝送方式での受電に対応可能であるかを確認する信号を前記受電装置に送信し、
   前記制御手段は、前記第１の電力伝送方式を用いた前記送電手段による送電が行われている間に前記第１の電力伝送方式を用いた前記他の送電装置による送電が前記検出手段により検出され、かつ、前記通信手段により、前記第２の電力伝送方式での受電に対応可能であることを示す信号が前記受電装置から受信されたことに基づいて、前記第２の電力伝送方式を用いて送電を行うように前記送電手段を制御することを特徴とする請求項２に記載の送電装置。
4. 前記通信手段は、前記第１の電力伝送方式を用いた前記送電手段による送電が行われている間に前記第１の電力伝送方式を用いた前記他の送電装置による送電が前記検出手段により検出されたことに基づいて、前記第２の電力伝送方式での受電に対応可能であるかを確認する信号を前記受電装置に送信することを特徴とする請求項３に記載の送電装置。
5. 前記通信手段が送信する前記第２の電力伝送方式での受電に対応可能であるかを確認する信号は、前記送電装置が前記第２の電力伝送方式で送電できる周波数の情報を含むことを特徴とする請求項３又は４に記載の送電装置。
6. 前記制御手段は、前記通信手段により、前記第２の電力伝送方式での受電に対応可能であることを示す信号が前記受電装置から受信されなかった場合に、前記第１の電力伝送方式を用いて送電を行うように前記送電手段を制御することを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の送電装置。
7. 前記受電装置に信号を送信する通信手段をさらに有し、
   前記通信手段は、前記第１の電力伝送方式を用いた前記送電手段による送電が行われている間に前記第１の電力伝送方式を用いた前記他の送電装置による送電が前記検出手段により検出されたことに基づいて、前記第２の電力伝送方式で受電するように指示する信号を前記受電装置へ送信することを特徴とする請求項１に記載の送電装置。
8. 前記検出手段は、前記受電装置における受電電力量に基づいて、前記他の送電装置による送電を検出することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の送電装置。
9. 前記検出手段は、前記受電電力量と、前記送電装置が送電した送電電力量とに基づいて、前記他の送電装置による送電を検出することを特徴とする請求項８に記載の送電装置。
10. 前記制御手段は、前記２つ以上の電力伝送方式のいずれにおいても前記検出手段により他の送電装置による送電が検出された場合、前記受電装置との間での電力伝送を終了するように前記送電手段を制御することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の送電装置。
11. 前記第１の電力伝送方式による無線電力伝送に用いる周波数と前記第２の電力伝送方式による無線電力伝送に用いる周波数とが異なることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の送電装置。
12. 受電装置であって、
    送電装置から無線で受電する受電手段と、
    前記送電装置から信号を受信する受信手段と、
    前記受電手段を制御する制御手段と、を有し、
    前記受信手段は、前記送電装置から受電する際の電力伝送方式として第１の電力伝送方式とは異なる第２の電力伝送方式を指定する信号を受信し、
    前記制御手段は、前記第２の電力伝送方式を指定する信号を前記受信手段により受信したことに応じて、前記送電装置から受電する際の電力伝送方式として前記第２の電力伝送方式へ切り替えるかを判定し、
    前記制御手段は、過去に、前記第２の電力伝送方式によって、前記送電装置から送電を受けたことがある場合に、前記第２の電力伝送方式に切り替えると判定し、かつ前記第２の電力伝送方式を用いて受電するように前記受電手段を制御することを特徴とする受電装置。
13. 前記第１の電力伝送方式による無線電力伝送に用いる周波数と前記第２の電力伝送方式による無線電力伝送に用いる周波数とは異なることを特徴とする請求項１２に記載の受電装置。
14. 第１の電力伝送方式と第２の電力伝送方式とを含む２つ以上の電力伝送方式のいずれかを用いて受電装置へ無線で送電を行う送電手段を有しており、前記２つ以上の電力伝送方式に対応する送電装置の制御方法であって、
    検出手段が、前記送電装置とは異なる他の送電装置による無線での送電を検出する検出工程と、
    制御手段が、前記第１の電力伝送方式を用いた前記送電手段による送電が行われている間に前記第１の電力伝送方式を用いた前記他の送電装置による送電が前記検出手段により検出されたことに基づいて、前記第２の電力伝送方式を用いて送電を行うように前記送電手段を制御する制御工程と、
    を有することを特徴とする制御方法。
15. 受電装置の制御方法であって、
    受電手段が、送電装置から無線で受電する受電工程と、
    受信手段が、前記送電装置から送電を受ける際の電力伝送方式として第１の電力伝送方式が用いられている間に、前記送電装置から、前記第１の電力伝送方式と異なる第２の電力伝送方式を指定した信号を受信する受信工程と、
    制御手段が、前記受電手段を制御する制御工程と、
    を有し、
    前記制御手段は、前記第２の電力伝送方式を指定する信号を前記受信手段により受信したことに応じて、前記送電装置から受電する際の電力伝送方式として前記第２の電力伝送方式へ切り替えるかを判定し、
    前記制御手段は、過去に、前記第２の電力伝送方式によって、前記送電装置から送電を受けたことがある場合に、前記第２の電力伝送方式に切り替えると判定し、かつ前記第２の電力伝送方式を用いて受電するように前記受電手段を制御することを特徴とする制御方法。
16. コンピュータに、請求項１４に記載の送電装置の制御方法を実行させるためのプログラム。
17. コンピュータに、請求項１５に記載の受電装置の制御方法を実行させるためのプログラム。

Images