JP6898520B2 - ワイヤレス電力送電装置を試験するための試験装置および関連する方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般に、ワイヤレス電力送電の分野、より具体的には、ワイヤレス電力送電装置と試験装置との間のワイヤレス電力送電の試験に関する。さらに具体的には、本発明は、少なくとも１つのワイヤレス電力送電コイルを有するワイヤレス電力送電装置の試験で使用するための試験装置に関する。この試験装置は、少なくとも１つのワイヤレス電力受電コイルを備えている。本発明はまた、少なくとも１つのワイヤレス電力送電コイルを有するワイヤレス電力送電装置からのワイヤレス電力送電の試験の方法に関する。

ワイヤレス電力送電は、モバイル装置、例えば、モバイル端末、タブレット・コンピュータ、ラップトップ・コンピュータ、カメラ、オーディオプレイヤー、充電式歯ブラシ、ワイヤレスヘッドセットのワイヤレスバッテリ充電など、他のさまざまな消費者製品や家電製品と同様に、ますます一般的になると予想される。

ワイヤレスパワーコンソーシアムは、Ｑｉとして知られるワイヤレス電力伝送規格を開発した。他の既知のワイヤレス電力伝送アプローチには、Ａ４ＷＰ（Ａｌｌｉａｎｃｅ ｆｏｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ）、およびＰＭＡ（Ｐｏｗｅｒ Ｍａｔｔｅｒｓ Ａｌｌｉａｎｃｅ）が含まれる。

ワイヤレスパワーコンソーシアム（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）によりＱｉとして知られるワイヤレス電力伝送規格が、本願明細書全体を通して、本発明に適用可能な現在好ましいワイヤレス電力伝送方式として参照されるが、それに制限されるものではない。しかしながら、本発明は、一般的に、他のワイヤレス電力伝送規格またはアプローチも適用され得る。それには、上記のものを含むがこれに限定されるものではない。Ｑｉに準拠した装置の動作は、平面コイル間の磁気誘導に依存している。２種類の装置、すなわち、ワイヤレス電力を提供する装置（基地局またはワイヤレス電力送電装置と呼ばれる）、およびワイヤレス電力を消費する装置（モバイル装置と呼ばれる）が関係している。基地局からモバイル装置への電力伝送が行われる。この目的のために、基地局には、一次コイルを含むサブシステム（電力送電器）が含まれ、一方、モバイル装置には、２次コイルを含むサブシステム（電力受電器）が含まれる。動作中において、一次コイルと二次コイルとは、コアレス共振トランスの半分ずつを構成する。通常、基地局の表面は平らであり、基地局に配置されたモバイル装置のワイヤレスバッテリ充電または動作電源を楽しむために、ユーザーがその上に１つ以上のモバイル装置を配置できる。

動作中に、さまざまな要因がワイヤレス充電の品質に影響する。例えば、電力受電器の二次コイルの磁気誘導により熱が発生する。基地局の電力送電器からも同様である。モバイル装置や基地局が過度の熱にさらされている場合、いくつかの望ましくない影響が発生する可能性があり、たとえば、モバイル装置の重要なコンポーネントに損傷を与える。また、充電効率、したがって、必要な充電期間は、基地局の受電器の向きによって異なる場合がある。

したがって、電力受電器でワイヤレス電力伝送を行う場合、異なる利益団体間で基地局とその動作環境を試験、測定または評価する必要がある。このような利益団体には、たとえば、開発者、モバイル装置のメーカーまたはサプライヤー、開発者、ワイヤレス電力送電装置のメーカーまたはサプライヤー。ワイヤレス電力伝送の分野の試験またはコンプライアンスエンティティ、および、消費者製品の安全性の分野における試験またはコンプライアンスのエンティティのいずれかが含まれる。

本発明の目的は、ワイヤレス電力伝送の技術分野の改善を提供することである。

第１の態様において、少なくとも１つの送電コイルを備えているワイヤレス電力送電装置を試験するための試験装置が提供される。試験は、少なくとも１つのワイヤレス電力受電コイルが含み、この試験装置は、関連付けられたメモリを有する処理手段と通信動作状態である。試験装置は、ワイヤレス電力送電装置によって適用された電力信号を受信し、第１のパケットを送信するように構成されている。ここで、第１のパケットは、前記電力信号の受信に応じて、ワイヤレス電力送電装置に送信する信号強度パケットである。試験装置は、ワイヤレス電力送電装置に、または、ワイヤレス電力送電装置が電力信号を送信し続けるとき、信号強度パケットの受信に応じて、試験装置に、第２のパケットを送信するようにさらに構成されている。処理手段は、送電装置が、上記の信号強度パケットに応じて、試験装置に電力信号を送信し続ける場合、信号強度パケットまたはその信号強度値をメモリに保存し、第２のパケットが完全に送信される間、または送信される前に送電装置が電力信号をアボートした場合、信号強度パケットまたはその信号強度値を無視する。

一実施形態では、試験装置は、第２のパケットを、ワイヤレス電力送電装置が電力信号を、信号強度パケットの受信に応じて、試験装置に送信し続ける場合、ワイヤレス電力送電装置へ送信するように構成されている。この処理手段は、送電装置が、上記の信号強度パケットに応じて、試験装置に電力信号を送信し続ける場合、信号強度パケットまたはその信号強度値をメモリに保存する。または、送電装置が、第２のパケットが完全に送信される間またはその前に電力信号をアボートした場合、信号強度パケットまたはその信号強度値を無視する。

一実施形態では、信号強度パケットは複数の信号強度値を含む。試験装置は、信号強度パケット自体、または、信号強度パケットの信号強度値を保存するように構成できる。

一実施形態では、第２のパケットは識別パケットである。処理手段は、送電装置が、受信した識別パケットに応じて、試験装置に電力信号を送信し続ける場合、メモリに信号強度パケットまたはその値を保存するように構成することができる。ここで、電力信号の継続は、電力伝送フェーズに進む送電装置の意欲を示している。

したがって、この試験装置は、どの信号が電力伝送を確立するために使用されたか、どの信号が電力伝送の確立には使用されなかったかに関する情報を提供することができる。したがって、システムが電力伝送フェーズに到達した状況と、そして、識別および構成フェーズが終了した状況とを（それぞれ）分離することが可能である。これは、試験条件と動作環境の再現性と再現性を判断したい試験ユーザーにとって特に有益である。信号強度値について収集された情報は、たとえば、送電装置の試験装置の再配置に関する、試験ユーザーにフィードバックを提供するために使用できる。

別の実施形態では、第２のパケットは、電力伝送終了パケットである。処理手段は、送電装置が、前記受信された終了電力伝送パケットに応答して、少なくとも信号強度パケットが保存されるまで、試験装置に電力信号を送信し続ける場合、メモリに信号強度パケットまたはその値を保存する。

第２の態様では、少なくとも１つの送電コイルを備えているワイヤレス電力送電装置の試験を評価する方法が、提供される。この方法は、少なくとも１つの受信コイルを有する試験装置を提供するステップと、ワイヤレス電力送電装置から試験装置による電力信号を受信するステップと、電力信号の受信に応じて試験装置により、ワイヤレス電力送電装置へ第１のパケットを送信するステップと、を含む。第１のパケットは信号強度パケットである。この方法は、試験装置により、ワイヤレス電力送電装置が、信号強度パケットの受信に応じて、試験装置に、電力信号を送信し続ける場合、ワイヤレス電力送電装置へ第２のパケットを送信するステップと、ワイヤレス電力送電装置が、上記の信号強度パケットに応じて、試験装置に電力信号を送信し続ける場合は、信号強度パケットまたはその信号強度値をメモリに保存するステップと、ワイヤレス電力送電装置が、第２のパケットが完全に送信される途中または前に電力信号をアボートする場合、信号強度パケットまたはその信号強度値を無視するステップと、をさらに含む。

一実施形態では、第２のパケットは識別パケットである。別の実施形態では、第２のパケットは、電力伝送終了パケットである。

一実施形態では、信号強度パケットまたはその信号強度値を無視するステップは、上記の信号強度パケットまたは値をメモリ内に保存しないこと、または、上記の信号強度パケットまたは、無視インジケータと共にメモリ内に保存することを含む。

第３の態様では、コンピュータ可読記憶媒体が提供される。コンピュータで読み取り可能な記憶媒体は、処理手段によってロードおよび実行されると、第２の態様による方法を実行させる命令でエンコードされている。

第４の態様では、コード命令を含むコンピュータプログラム製品が提供される。これは、処理手段によってロードおよび実行されると、第２の態様による方法を実行する。

本発明の実施形態の対象、特徴および利点が、添付図面を参照して、以下の詳細な説明から現れる。
図１は、モバイル装置へのワイヤレス電力伝送用のワイヤレス電力送電装置の概略ブロック図である。 図２は、一実施形態によるワイヤレス電力送電装置の試験で使用するための試験装置の概略ブロック図である。 図３は、代替実施形態によれば、ワイヤレス電力送電装置の試験で使用するための試験装置の概略ブロック図である。 図４ａ−ｃは、異なる実施形態によれば、ワイヤレス電力送電装置の概略図である。 図４ａ−ｃは、異なる実施形態によれば、ワイヤレス電力送電装置の概略図である。 図４ａ−ｃは、異なる実施形態によれば、ワイヤレス電力送電装置の概略図である。 図５は、試験シーケンスにおける動作状態の概略ブロック図である。 図６ａ−ｃは、試験装置とワイヤレス電力送電装置との間の相互作用の概略図である。 図６ａ−ｃは、試験装置とワイヤレス電力送電装置との間の相互作用の概略図である。 図６ａ−ｃは、試験装置とワイヤレス電力送電装置との間の相互作用の概略図である。 図７ａ−ｂは、図１または図２の試験装置を使用して、ワイヤレス電力送電装置を試験するときに試験ユーザーに提供される試験のフィードバックの概略図である。 図７ａ−ｂは、図１または図２の試験装置を使用して、ワイヤレス電力送電装置を試験するときに試験ユーザーに提供される試験のフィードバックの概略図である。 図８は、図１または図２の試験装置を使用してワイヤレス電力送電装置を試験する方法の概略ブロック図である。

次に、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して説明する。本発明は、しかしながら、多くの異なる形式で具体化することができる。また、本明細書に記載の実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、この開示が徹底的かつ完全になるように提供されている。そして、本発明の範囲を当業者に完全に伝える。例示された特定の実施形態の詳細な説明、添付図面で使用される用語は、本発明を限定することを意図していない。図面においては、同じ番号は同様な要素を指す。

図１は、モバイル装置１０へのワイヤレス電力伝送のためのワイヤレス電力送電装置２０を示している。このモバイル装置は、例えば、モバイル端末（スマートフォンなど）１０ａ、タブレット・コンピュータ１０ｂ（サーフパッドなど）、ラップトップ・コンピュータ１０ｃカメラ、オーディオプレイヤー、充電式歯ブラシ、ワイヤレスヘッドセット、または別の種類の消費者製品または家電であり得る。

ワイヤレス電力伝送について、ＷＰＣ（ワイヤレスパワーコンソーシアム（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ））のＱｉ標準に準拠しているとして、説明する。したがって、ワイヤレス電力送電装置２０は、Ｑｉ用語の基地局である。しかしながら、すでに述べたように、本発明は一般に他のワイヤレス電力伝送規格、または、「背景」セクションに記載されているものを含むアプローチにも適用可能である。ただし、これに限定するものではない。

ワイヤレス電力送電装置２０は、少なくとも１つのワイヤレス電力送電コイル２４を有するワイヤレス電力送電器２２を備える。それに対応して、モバイル装置１０は、ワイヤレス電力受電コイル１４を有するワイヤレス電力受電器１２を備える。動作中に、ワイヤレス電力送電装置２０は、ワイヤレスでモバイル装置１０に、ワイヤレス電力送電コイル２４を介した磁気誘導１８ワイヤレス電力受電コイル１４を経由して電力を伝送する。

ワイヤレス電力受電コイル１４が受信した電力は、モバイル装置１０の負荷１６を駆動する。通常、負荷１６は、リチウムイオン電池など充電式電池であり得る。したがって、ワイヤレス電力送電装置２０は、モバイル装置１０のワイヤレス充電器として機能する。 別のシナリオでは、負荷１６は、モバイル装置の電子回路であり得る。ここで、ワイヤレス電力送電装置２０は、モバイル装置１０のワイヤレス電源として機能する。

ワイヤレス電力送電装置２０を試験するために、そして、試験結果を評価するために、試験装置３０；５０が提供された。その実施形態は、図１および図２に示されている。

図２および図３は、ワイヤレス電力送電装置２０（試験中の装置）を試験するための試験装置３０；５０の２つの実施形態を示す概略ブロック図である。両方の実施形態は、少なくとも１つのワイヤレス電力受電器コイル３４を備えたワイヤレス電力受電器３２を有する試験装置３０；５０を含む。また、試験装置３０；５０は、試験装置５０自体に処理手段５２を配置する（図３のように）ことにより、または、処理手段４２を有するホスト装置４０と通信する（図２のように）ことにより、処理手段４２；５２（例えば、コントローラ）およびその関連メモリ４４；５４と通信動作状態である。

試験装置３０；５０は、ワイヤレス電力送電器２２および少なくとも１つのワイヤレス電力送電コイル２４を有するワイヤレス電力送電装置２０を試験するように構成される。ワイヤレス電力送電装置２０は、図１のワイヤレス電力送電装置２０と同一であり、そして、図４ａ−図４ｃを参照してより詳細に説明する。

試験セッション中の動作では、ワイヤレス電力送電装置２０は、試験セッションの動作時間中のワイヤレス電力送電器コイル２４およびワイヤレス電力受電コイル３４を介した磁気誘導１８による試験装置３０；５０への電力のワイヤレス伝送を開始する。

試験装置３０のワイヤレス電力受電コイル３４；５０により、受け取った過剰な電力を処理するために、適切な負荷３６を設けることができる。例えば、適切な寸法の抵抗を使用できる。

試験装置３０；５０の異なる実施形態を、次に、より詳細に説明する。

図２は、ホスト装置４０の制御下におけるワイヤレス電力送電装置２０（試験対象装置）の試験用の試験装置３０を示す概略ブロック図である。ホスト装置４０は、試験装置３０によって得られたデータを受信するためのインターフェース４１を有する。インターフェース３３および４１は、単純な配線、ＵＳＢなどのシリアルインターフェイス、ＷｉＦｉのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などのワイヤレスインターフェースなどを含む、任意の適切なタイプのものであり得る。試験装置３０は、例えば、ホスト装置４０へのインターフェース３３の一部であり得るケーブルを有することができる。

ホスト装置４０は、試験装置３０から受信したデータを処理するための処理手段４２も有する。処理手段４２は、マイクロコントローラ、中央処理装置（ＣＰＵ）、適切なソフトウェアおよび／またはファームウェアを有するデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、および／または、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの専用ハードウェアなどプログラム可能な装置を備えることができる。処理手段４２は、ディスクまたはメモリ４４などコンピュータ可読記憶媒体に接続されているか、これらを含む。メモリ４４は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、フラッシュ、ＤＤＲ、ＳＤＲＡＭまたはその他のメモリ技術などのコンピュータ読み取り可能なメモリの一般的に知られている任意の技術を使用して実装することができる。図４ないし図８を参照してさらに説明するように、メモリ４４は、試験セッションに関連するデータを格納するように構成されることができる。

さらに、ホスト装置４０は、処理手段４２により取得されるデータ処理結果の通信または提示用の報告手段４３を有する。これは、ホスト装置４０のローカルユーザーインターフェース（例えばディスプレイ）上でのグラフィカル情報の表示、視覚的および／または可聴アラームの生成、または、外部装置への情報の通信を含むことができる。これらは、４５で見られる。そのような外部装置は、例えば、コンピュータまたは携帯電話であり得る。

図３は、試験装置５０を示す概略ブロック図である。別の実施形態によれば、試験装置５０は、試験装置５０から受信したデータを処理するため処理手段５２を含む。処理手段５２は、マイクロコントローラ、中央処理装置（ＣＰＵ）、適切なソフトウェアおよび／またはファームウェアを有する、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などプログラム可能な装置、および／または、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの専用ハードウェアを備えることができる。

処理手段５２は、ディスクまたはメモリなどのコンピュータ可読記憶媒体５４に接続されるか、またはそれを含む。メモリ５４は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、フラッシュ、ＤＤＲ、ＳＤＲＡＭまたはその他のメモリ技術などのコンピュータ読み取り可能なメモリに対する一般的に知られている任意の技術を使用して実装され得る。図３および図４を参照してさらに説明するように、メモリ５４は、試験セッションに関連するデータを保存するように構成することができる。

さらに、試験装置５０は、処理手段５２によって得られたデータ処理結果を通信または提示するための報告手段５３を有することができる。これは、５５で見られるように、試験装置５０のローカルユーザーインターフェース（例えばディスプレイ）上でのグラフィカル情報の表示、視覚的および／または可聴アラームの生成、または、外部装置への情報の通信を含むことができる。そのような外部装置は、例えば、コンピュータまたは携帯電話であり得る。

報告手段５３に加えて、あるいは、代替的に、試験装置５０は、ワイヤレス電力送電装置２０からデータを受信するため通信インターフェース５１をさらに有することができる。通信インターフェース５１は、簡単な配線、ＵＳＢなどのシリアルインターフェイス、ＷｉＦｉのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などのワイヤレスインターフェース等を含む、任意の適切なタイプのものであり得る。

試験装置３０；５０は、任意の適切な形状を有し得る。一実施形態では、試験装置３０；５０は、ワイヤレス電力送電装置２０の試験を可能にする方法で配置される。試験装置３０；５０が存在する状況において、モバイル装置・エミュレートする。その状況では、試験装置３０：５０は、たとえば、本質的に丸いエッジと角のある薄い箱の形をしているなど、スマートフォンと形状が似ていることがあり得る。

一実施形態では、試験装置は、試験モードを有する消費者向け装置などエンドユーザー装置である可能性がある。したがって、試験装置は、たとえば、モバイル端末（例えば、スマートフォン）タブレット・コンピュータ（例えば、サーフパッド）、ラップトップ・コンピュータ、または、試験モードを有するように構成されている別の種類の消費者製品または家電のようなモバイル装置にすることができる。

試験装置３０；５０は、ワイヤレス電力送電装置２０の表面上の配置に適合した底面を有するハウジングを含む。また、そのハウジングは、底面の反対側の上面を含む。ハウジングの少なくとも一部が、ワイヤレス電力送電装置２０のワイヤレス電力送電コイル２４と試験装置３０；５０のワイヤレス電力受電コイル３４との間の誘導結合の受け入れに適したプラスチックまたは別の材料でできている。

図４ａ−図４ｃは、複数の送電コイル２４ａ−ｆを有する送電装置２０の異なる実施形態を示す。送電コイル２４ａ−ｆは、間隔を空けた配置および／または部分的に重複する方法で配置することができる。

図４ａは、４つの送電コイル２４ａ−ｄを有するワイヤレス電力送電装置２０の実施形態を示している。複数の送電コイルは、同じまたは主に同じ横軸上に部分的に重なるように配置される。送電コイル２４ａ−ｄは、好ましくは、送電装置２０の表面の大部分が少なくとも１つの送電コイルの近くに配置されるように配置される。

図４ｂは、ワイヤレス電力送電装置２０の実施形態を示している。ここで、４つの送電コイル２４ａ−ｄは、２ｘ２マトリックスに似ているフォーメーションに配置されている。この実施形態では、送電コイルの２つは互いに重なり合っているが、送電コイルのいくつかは互いに間隔を空けて配置されている。

図４ｃは、円形パターンに配置された複数の送電コイル２４ａ−ｆを有するワイヤレス電力送電装置２０の実施形態を示している。中央送電コイル２４ａは、送電装置２０の中央に配置され、複数の送電コイル２４ｂ−ｆが、中央コイル２４ａの周りに部分的に重なるように配置される。この構成では、送電コイルは、六角形のように機能する。

当業者には理解されるように、送電装置２０は、異なる数の送電コイルで配置することができる。また、それは、図４ａ−図４ｃに示されているものとは異なる配置である。

送電装置２０にマルチコイル送電コイルを有することには、いくつかの利点がある。例えば、充電する装置を、送電コイル２４が１つだけの場合と同じ位置の精度で送電装置２０に配置する必要がない。複数のコイル２４との複数の結合位置があるためである。しかしながら、試験中に、どのコイルまたはコイルの組み合わせが試験セッション中に使用されたか、を正確に決定することが有益な場合がある。

ワイヤレス電力送電装置２０；５０および試験装置３０の動作フェーズを、図５を参照して図５０を説明する。非接触電力伝送のためのワイヤレス電力送電装置２０および試験装置３０；５０の動作フェーズは、選択フェーズ１１０、ピング（ｐｉｎｇ）フェーズ１２０、識別および構成フェーズ１３０、および電力伝送フェーズ１４０に分割することができる。これらのフェーズは、ＷＰＣ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）によって定義されている。

要するに、システムは、送電装置２０が選択フェーズ１１０にあるとき電力信号を適用していない。他のフェーズのいずれかから選択フェーズ１１０への移行は、電力送電装置２０が電力信号を除去するステップを含む。

動作フェーズで使用される、送電装置２０と試験装置３０；５０との間の通信は、ワイヤレスであり、好適には、これらのワイヤレス信号の周波数帯域は１１０ＫＨｚないし２０５ＫＨｚである。

選択フェーズ１１０では、送電装置２０は、オブジェクトの配置および削除のためにその表面の検出領域を監視する。送電装置２０は、ワイヤレスで電力を伝送できるワイヤレス電力受電器と検出エリアに配置されている外部オブジェクト（キー、コイン、など）とを区別することができる。電力送電装置２０は、当業者に知られているように、この目的のために様々な方法を使用することができる。

また、送電装置２０は、ワイヤレス電力送電装置２０が、ワイヤレスで電力を送電できる範囲内にオブジェクトが存在するかどうかを特定しようとすることができる。

送電装置２０はさらに、電力伝送用の（試験装置３０； ５０において）電力受電器を選択するために試行する。送電装置２０がこれらの目的のために十分な情報を第１に持っていない場合、電力送電装置２０は、識別および構成フェーズ１３０に続いて、異なる受信コイルが選択されるたびにピング（ｐｉｎｇ）フェーズ１２０に繰り返し進むことができ、関連情報が収集されると、プロセスは、選択フェーズ１１０に戻る。

電力送電装置２０が、電力受電器への電力伝送に使用することを意図する受電コイルを選択すると、送電装置２０は、ピングフェーズ１２０に、そして最終的には電力伝送フェーズ１４０へ進む。

一方、電力送電装置２０が送電のための電力受電器を選択せず、長時間にわたって電力受電器に積極的に電力を供給していない場合は、電力送電装置２０は、スタンバイ動作モードに入ることができる。スタンバイモードは、選択フェーズ１１０の一部であるか、または、選択フェーズとは別にすることができる。

選択フェーズ１１０では、送電装置２０の観点から見ると、送電装置２０は、オブジェクトの配置を検出した後に、ピング（ｐｉｎｇ）フェーズに進むかどうかを決定する。ピング（ｐｉｎｇ）フェーズ１２０では、電力送電装置２０は、電力信号を送信することによりデジタルピング（ｐｉｎｇ）を実行し、応答を監視する。電力送電装置２０が電力受電器を発見した場合、電力送電装置２０は、デジタルピング（ｐｉｎｇ）を拡張することができる。これは、電力信号がデジタルピング（ｐｉｎｇ）のレベルに維持されることを意味する。これにより、システムは識別および構成フェーズ１３０に進む。送電装置２０がデジタルピング（ｐｉｎｇ）を拡張しない場合、システムは選択フェーズ１１０に戻る。

電力信号の受信に応じて、試験装置３０；５０は、信号を送信することにより送電装置２０と通信する。この信号は、信号強度に関する情報を含む。そして、本明細書では以後、これを、第１のパケットまたは信号強度パケットと呼ぶ。信号強度パケットは、ワイヤレス電力信号の受信強度を示すメッセージが含むことができる。信号強度パケットは、試験装置３０により受信される電力信号の強度を示す情報と同様に、信号強度を示す情報を含むことができる。したがって、信号強度パケットは、信号強度の少なくとも１つの値を含む。したがって、ピング（ｐｉｎｇ）フェーズ１２０では、試験装置３０ ；５０は、送電装置２０に、電力信号の受信に対する応答として信号強度パケットを送信する。

送電装置２０は、信号強度パケットの形式で電力信号に対する応答メッセージを受信し、そして、電力信号の送信を継続するかどうかを決定する。電力信号が続く場合、送電装置２０は、識別および構成フェーズ１３０に入る。言い換えると、送電装置２０は電力信号を、識別および構成フェーズ１３０に必要な電力制御メッセージを受信するために試験装置３０；５０を見つけた後の特定の動作点に維持する。送電装置２０が試験装置３０；５０を見つけることができない場合、送電装置２０の動作フェーズは、選択フェーズ１１０に戻される。

識別および構成フェーズ１３０では、電力送電装置２０は、試験装置３０；５０の選択された電力受電器を識別し、試験装置３０；５０から構成情報を取得する。識別および／または構成情報は、試験装置３０；５０から受信される識別パケットと呼ぶことができる。識別パケットは、最大電力量などの情報を含むことができる。送電装置２０は、この情報を使用して、送電契約を作成することができる。この電力伝送契約は、電力伝送フェーズ１４０での電力伝送を特徴付けるいくつかのパラメータの制限を含むことができる。

状況によっては、送電装置２０は、電力伝送フェーズ１４０に進む前に、識別および構成フェーズ１３０を終了することを決定することができる。この場合、電力送電装置２０は、拡張デジタルピング（ｐｉｎｇ）を終了する。すなわち、電力信号を終了する。これは、たとえば送電装置が、より適切な可能性のある追加の電力受電器を検出する場合であり得る。これにより、システムは選択フェーズ１１０に戻る。

送電装置２０が識別パケットを受信するとき、電力送電装置２０はデジタルピング（ｐｉｎｇ）を拡張する、これは、電力信号がデジタルピング（ｐｉｎｇ）のレベルに維持されることを意味する。これにより、システムは電力伝送フェーズを続行する。電力伝送フェーズでは、送電装置２０は、試験装置３０；３０に電力を送電する。

電力伝送フェーズでは、送電装置２０は、電力受電器に電力を供給し続ける。このフェーズ全体で、電力送電装置２０は、電力伝送契約に含まれているパラメータを監視する。これらのパラメータのいずれかの規定された制限の違反は、電力送電装置２０に送電をアボートさせ、そして、システムを選択フェーズに戻す。最後に、このシステムは、電力受電器の要求に応じて電力伝送フェーズを終了する場合もあり得る。

一実施形態では、システムは、試験装置３０；５０の要求に応じて電力伝送フェーズを離れる。試験装置３０；５０は、ＥＰＴ（Ｅｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐａｃｋｅｔ）を、ワイヤレス電力送電器に送信するように構成されている。これにより、トランスミッターが通信を再開する場合があり得る。したがって、電力伝送終了パケットにより、試験装置に送信される電力信号を終了させることができる。いくつかの実施形態では電力伝送終了パケットは、パケットの送信後所定の時間Ｔ内に電力信号をアボートする。所定の時間Ｔは、１０から５０ｍｓの範囲、より好ましくは約２５ミリ秒であり得る。

ワイヤレス電力送電装置２０および／または試験装置３０；５０が存在する状況が、ＷＰＣ標準に完全に準拠していないことについて説明する。この状況では、試験装置３０；５０は、ワイヤレス電力送電装置２０によって加えられた電力信号を受信し、電力信号の受信に応じて信号強度パケットをワイヤレス電力送電装置２０に送信する。これにより、システムは電力伝送フェーズ１４０に進む。したがって、この状況では、システムは、識別フェーズを使用せずに電力伝送フェーズ１４０に到達できる。このシステムは、試験装置３０；５０により電力伝送フェーズ１４０のアップオンリクエストを残すことができる。試験装置３０；５０は、電力送電終了パケットをワイヤレス電力送電器２０に送信するように構成される。これにより、トランスミッターが通信を再開する場合があり得る。したがって、電力伝送終了パケットは、試験装置３０；５０に送信される電力信号を終了させることができる。いくつかの実施形態では、電力伝送終了パケットは、パケットの送信後、所定の時間Ｔ以内に電力信号をアボートする。所定の時間Ｔは、１０ないし５０ｍｓの範囲、より好ましくは約２５ミリ秒であり得る。

本発明の発明者は、進歩的な洞察に富んだ推論後、上記の方法の欠点は、送電器が「偽」であるいくつかのスキャンパルスを生成できることであること、そして、その表面をスキャンする送電器（選択フェーズ１１０にある）と、受電器に電力を供給する準備ができている送電器（識別および構成フェーズ１３０または電力伝送フェーズ１４０にある）とを区別することは難しいことを理解した。したがって、試験装置３０；５０が、どの信号が、電力伝送を確立するために使用された信号であるか、どの信号が、電力伝送の確立に使用されなかった信号（つまり、「偽」信号）であるかを決定できたならば、有利である。したがって、システムが電力伝送フェーズ１４０に到達した状況と、識別および構成フェーズ１３０が終了した状況とを分けることが有益である。

また、場合によっては、システムが（Ｑｉに完全に準拠していないシステムに対して）識別および構成フェーズ１３０を使用せずに電力伝送フェーズ１４０に到達した状況と、システムが電力伝送フェーズ１４０に到達しなかった状況とを分離することが有益である。

さらに、ワイヤレス電力送電器２０がどのようにたとえば、電力伝送フェーズ１４０にいる間に終了電力伝送パケットの受信に反応するか、を分析することができることは有益である。また、電力信号が時間Ｔ以内に終了した状況と、しなかった状況とを分離することは有益である。

これを知ることで、マルチコイル送電器で最適な結合位置を確実に見つけることができる。可能な組み合わせが非常に多いため、送電器の適切な応答と構成のみ必要な情報を抽出できる。また、間違いなく、装置が特定のモードで動作しているかどうかを決定する必要がある、ＷＰＣコンプライアンスプログラムおよび規制機関に関連する。本発明は、試験条件の再現性と再現性、および動作環境を決定するために、製品設計者および技術者にとってさらに有益である。

これは、試験装置３０；５０と通信動作状態にある処理手段４２；５２の新規かつ独創的な使用により達成された。処理手段４２；５２は、どの値を検証試験に使用するか、どの値を無視するか、を決定するように構成されている。

第１の実施形態では、この処理手段は、識別パケットの受信に基づいて、値を保存または無視するように構成されている。

処理手段４２；５２は、状況における信号強度パケットの値である、第１のパケットを保存するように構成されている。ここで、送電装置２０はデジタルピング（ｐｉｎｇ）を拡張する。また、識別および構成フェーズが終了した場合の状況において、信号強度値を無視するように構成されている。これにより、電力伝送につながらなかった信号を手動で除外する必要なく、テスターは試験履歴を評価できる。

処理手段４２；５２は、したがって、送電装置２０が、受信した識別パケットに応じて、試験装置３０；５０に電力信号を送信し続けるならば、メモリ４４；５４に信号強度値を格納するように構成される。電力信号の継続は、電力伝送フェーズに進むための送電装置２０の制御の意欲を表している。一実施形態では信号強度値は、正常な電力伝送フェーズを示すインジケータとともにメモリに保存される。このインジケータは、フラグまたはタグである。

処理手段４２；５２は、送電装置２０が電力信号をアボートした場合、または識別パケットが送信される前に信号強度値を無視するようにさらに構成されている。無視することは、信号強度がメモリ４４；５４に保存されないこと、または、無視インジケータで値がメモリに保存されることを意味することができる。このインジケータは、フラグまたはタグである。

第２の実施形態では、処理手段は、終了電力伝送パケットの受信に基づいて、値を保存または無視するように構成されている。処理手段４２；５２は、送電装置２０が、上記の信号強度パケットに応じて、試験装置３０；５０に電力信号を送信し続けるならば、信号強度値をメモリ４４；５４に保存するように構成されている。一実施形態では、信号強度値は、電力伝送が正常に終了したことを示すインジケータとともにメモリに保存される。このインジケータは、フラグまたはタグである。

処理手段４２；５２は、送電装置２０は、電力伝送パケットが完全に送信される間または前に電力信号をアボートするならば、信号強度値を無視するようにさらに構成される。無視することは、信号強度がメモリ４４；５４に保存されないこと、または、無視インジケータで値がメモリに保存されることを意味することができる。このインジケータは、フラグまたはタグである。信号強度値について収集された情報を、たとえば、送電装置上の試験装置の再配置に関して、および／または、充電エリアを決定するために、試験ユーザーにフィードバックを提供するために使用できる。そのような分析の結果は、例えば、次の利益団体のいずれかまたはすべてが有益に使用することができる。
● 開発者、モバイル装置のメーカーまたはサプライヤー、
● 開発者、ワイヤレス電力送電装置のメーカーまたはサプライヤー、
● ワイヤレス電力伝送の分野の試験またはコンプライアンスエンティティ、
● 消費者製品の安全性の分野における試験またはコンプライアンスのエンティティ。

ここで、識別パケットが分析される第１の実施形態の状況を示す図６ａ−図６ｃの概略図を参照する。試験セッション中、ワイヤレス電力送電装置２０は、その表面上の試験装置３０；５０であるオブジェクトの配置を検出する。この検出に応じて、ワイヤレス電力送電装置２０が、電力伝送用の受電器を選択することを試みることによって、このオブジェクトとの接続を確立することを試みる。これを、図６ａに示す。ここで、送電装置２０によって送信された電力信号Ｐは時間軸ｔに沿ってプロットされる。電力信号Ｐの第１の小さなピークは、送電装置２０が試験装置３０；５０の発見に失敗したことを表す。

電力信号の受信に応じて、試験装置３０；５０は、信号強度パケットＳ１によって送電装置２０と通信する。図６ａに示す状況では、第１の信号強度パケットＳ１の後に識別パケットＩＤは続かない。代わりに、電力送電装置２０は、電力信号をアボートすることを決定し、システムは選択フェーズ１１０に戻る。有用な情報を提供しないため、この状況は、この新しい構成では無視される。したがって、送電装置２０が、識別パケットの送信中または送信前に電力信号をアボートするならば、信号強度値Ｓ１は無視される。

システムは、選択フェーズ１１０に戻り、そして、試験装置３０；５０が見い出されるとき、試験装置３０、５０は、第２の信号強度パケットＳ２を送信する。この場合、第２の信号強度パケットＳ２の後に、識別パケットＩＤが続き、電力信号が延長され、システムは、電力伝送フェーズ１４０になる。信号強度値Ｓ２はメモリ４４；５４に保存される。

理解をさらに促進するために、２つの状況は、また、図６ｂ−図６ｃにおいて、別々の図にも示されている。図６ｂは、信号強度値Ｓ１が無視される状況を表す（つまり、保存されていないか、無視された状態で保存されている）。図６ｃは、信号強度値Ｓ２が格納される（おそらく肯定的な標示がある）。

図６ａ−図６ｃは、報告手段４３；５３によって示すことができる。一実施形態では、報告手段４３；５３は、電力伝送フェーズに進む送電装置２０の意欲を示す保存された信号強度値を表示するように構成されている。この情報は、図６ｃのグラフと同様のグラフとして示される、または、テーブルなどで情報を収集する。図６ａ−図６ｃには示されていないが、最終電力伝送パケットの分析から収集された情報は、同じように説明することができる。したがって、報告手段４３；５３は、追加または代替として、電力の終了を表す保存された信号強度値を示すように構成するこができる。

一実施形態では、無視された信号は、無視インジケータとともにメモリに保存され、報告手段４３；５３は、好適には、無視された信号および電力伝送フェーズを示す信号の両方を表示できるように構成される。試験ユーザーは、無視された信号強度値および／または送電装置２０の意欲を示す保存された信号強度値についての情報が必要ならば、電力伝送フェーズに進むことを決定することができる。好適には、試験ユーザーは、図６ｂの情報を見るため、または図６ｃの情報を見るために保存された信号強度値をフィルタリングできる。

信号強度値に関する保存された情報は、また、ユーザーに分析結果を表示する前に、処理手段４２；５２によってさらに処理することができる。そのような状況は、ディスプレイ６０のインターフェースを示す図７ａ−図７ｂに示されている。

ディスプレイ６０は、報告手段４３；５３の一部、または外部装置４５；５５の一部であり得る。ディスプレイ６０は、たとえば、テキストボックス６２の形式で情報ボックスを表示することができる。テキストボックス６２は、例えば、「試験装置の再調整」や「試験装置の場所」など現在の試験セッションの情報などコマンドの形でのユーザーへのフィードバックを含むことができる。

ディスプレイはさらに、シンボル、画像などを表す複数のグラフィカルオブジェクト６４、６６を示すことができる。図７ａにおいて、ディスプレイは、１つ以上の矢印６４、６６で示される方向に試験ユーザーに試験装置の再調整を促す。この例では、したがって、試験ユーザーは、試験装置が上方向および右方向に移動する必要があるとのフィードバックを得る。

図７ｂでは、ディスプレイ６０は、試験装置の現在の場所を示している。グラフィカルオブジェクト６４、６６は、試験装置３０；５０の説明図と同様に、送電装置２０およびその送電コイル２４ａ−ｄの図の形で示されている。したがって、試験ユーザーには、そして場合によっては、次の試験セッションのために試験装置を移動する必要があるならば、試験装置の現在の位置に関するフィードバックが提供される。

代替的または追加的に、試験セッションに関するフィードバックが、ロボットアームが配置されているホスト装置に、および／またはロボットアームを有する外部装置へ送信される。ロボットアームは、処理手段４２；５２によって収集された情報に基づいてワイヤレス電力送電装置２０上で試験装置３０；５０を再配置するように配置されている。

試験装置３０；５０を使用するワイヤレス電力送電装置２０の試験を評価する方法が、図８に示されている。この方法には以下が含まれる。

第１のステップ２１０では、電力送電装置２０が、被試験装置として提供される。電力送電装置２０は、少なくとも１つの送電コイル２４を有する。

第２ステップ２２０において、少なくとも１つの受電コイル３４を備えている試験装置３０；５０が、提供される。上記の図２−５で説明したように、試験装置は、有利には試験装置３０；５０であり得る。

これに続いて、ワイヤレス電力送電装置２０は、試験装置３０；５０へのワイヤレス電力を生成するために、動作時間中に試験される。この試験は、電力信号を受信する試験装置３０；５０のステップ２３０を含む。この電力信号は、ワイヤレス電力送電装置２０によって送信され、そして、試験装置３０；５０により受信される。この試験は、信号強度パケットである第１のパケットを、送電装置２０へ送信するステップ２４０をさらに含む。信号強度パケットは、電力信号の受信に応じて試験装置３０；５０によって送信される。

２５０で見られるように、ワイヤレス電力送電装置２０が電力信号を送信し続ける場合、この方法は、送電装置２０に第２のパケットを送信すること（ステップ２６０）をさらに含む。第２のパケットは試験装置３０；５０によって送信される。

２７０で見られるように、ワイヤレス電力送電装置２０が電力信号を送信し続ける場合、上記の信号強度パケットに応じて、この方法は、信号強度値をメモリ４４；５４内に保存するステップ２８０をさらに含む。

送電装置２０が（ステップ２７０）中に電力信号をアボートする場合、またはその前に（ステップ２５０）第２のパケットが完全に送信される場合、この方法は、信号強度値を無視するステップ２９０をさらに含む。

一実施形態では、第２のパケットは識別パケットである。この特定の状況では、ワイヤレス電力送電装置２０が電力信号２７０を送信し続ける場合、識別パケットの受信に応じて信号強度値を追加または代替として保存できる。この状況では、識別パケットを受信した後電力信号の継続は、電力伝送フェーズに進む送電装置２０の意欲を示す。

別の実施形態では、第２のパケットは、電力伝送終了パケットである。この状況では、ワイヤレス電力送電装置２０は、電力伝送終了パケットが受信された後の期間Ｔの間電力信号を送信し続けることができる。期間Ｔの後、電力信号は、終了することができる。時間Ｔは、少なくとも信号強度パケットを格納するのに必要な時間であり得る。

通常の期間Ｔ内に電力信号が除去されない場合、このシステムは、完全には、Ｑｉに準拠していない可能性がある。この場合、ワイヤレス電力送電装置２０が期間Ｔ２の間電力信号を送信し続けるならば、電力伝送終了パケットが受信された後、期間Ｔよりも長く、信号強度パケットは、予期しない動作を示すフラグとともに保存される。

この方法は、処理手段４２；５２によって実施することができる。したがって、メモリ４４；５４は、処理手段４２；５２によってロードおよび実行されるとき、本願方法を実行させる命令でエンコードされたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であり得る。

前述したように、試験装置は、試験モードを有する消費者向け装置などエンドユーザー装置であり得る。この状況では、上記の方法は、消費者装置の試験モードで実装できる。コンピュータプログラム製品は、エンドユーザー装置の処理手段によってロードおよび実行されると、上記の方法の実行をさせる。この処理手段は、例えば、中央処理装置、エンドユーザー装置のデジタルシグナルプロセッサまたはフィールドプログラマブルゲートアレイであることができる。

代替的に、コンピュータプログラム製品のコード命令は、（非エンドユーザー）の試験装置３０；５０の前述のメモリ４４；５４にロードされ、処理手段４２；５２により実行されることができる。

以上、本発明をその実施形態を参照して詳細に説明した。しかしながら、当業者によって容易に理解されるように、添付のクレームで定義されているとおり、本発明の範囲内で他の実施形態も同様に可能である。

Claims (18)

1. 少なくとも１つの送電コイル（２４ａ−ｆ）を有するワイヤレス電力送電装置（２０）を試験するための試験装置（３０；５０）であって、
   該試験装置（３０；５０）は、少なくとも１つのワイヤレス電力受電コイル（３４）を備え、
   前記試験装置（３０；５０）は、関連メモリ（４４；５４）を有する処理手段（４２；５２）と通信動作状態にあり、
   前記試験装置（３０；５０）は、
   前記ワイヤレス電力送電装置（２０）によって印加される電力信号を受信し、
   信号強度パケットである第１のパケットを、前記電力信号の受信に応答して、前記ワイヤレス電力送電装置（２０）へ送信し、
   前記信号強度パケットの受信に応じて、前記ワイヤレス電力送電装置（２０）が電力信号の前記試験装置（３０；５０）への送信を継続するとき、第２のパケットを前記ワイヤレス電力送電装置（２０）に送信する
   ように構成されており、
   前記処理手段（４２；５２）は、前記ワイヤレス電力送電装置（２０）が、前記信号強度パケットに応じて、
   前記電力信号を前記試験装置（３０；５０）に送信し続けるならば、前記信号強度パケットを保存またはその信号強度値を前記関連メモリ（４４；５４）に保存し、
   および、前記第２のパケットが完全に送信される間、もしくは、送信される前に、前記ワイヤレス電力送電装置（２０）が前記電力信号をアボートするならば、前記信号強度パケットもしくはその信号強度値を無視するように構成される、
   ことを特徴とする試験装置。
2. 前記第２のパケットは識別パケットである、請求項１に記載の試験装置。
3. 前記第２のパケットは、電力伝送終了パケットである、請求項１に記載の試験装置。
4. 前記信号強度パケットは、少なくとも１つの値を含む、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の試験装置。
5. 前記処理手段（５２）およびその関連メモリ（５４）は、前記試験装置（５０）に配置される、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の試験装置。
6. 前記処理手段（４２）およびその関連メモリ（４４）は、前記試験装置（３０）と通信するホスト装置（４０）に配置される、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の試験装置。
7. 前記試験装置（５０）は、試験モードで構成されている消費者装置である、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の試験装置。
8. 前記消費者装置は、モバイル端末、タブレット・コンピュータまたはラップトップ・コンピュータのうちの１つである、請求項７に記載の試験装置。
9. 前記信号強度値を無視することには、前記信号強度値を前記関連メモリ内（４４；５４）に保存しないこと、または、無視インジケータとともに、前記関連メモリ（４４；５４）に前記信号強度値を保存することを含む、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の試験装置。
10. 前記ワイヤレス電力送電装置（２０）が、前記受信した識別パケットに応じて、前記試験装置（３０；５０）に前記電力信号を送信し続けるとき、前記信号強度値は、電力伝送フェーズを示すインジケータとともに前記関連メモリ（４４；５４）に保存される、請求項２に記載の試験装置。
11. 前記処理手段（４２；５２）は、さらに、前記保存された信号強度パケットまたはその値を評価するように構成される、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の試験装置。
12. 前記保存された信号強度パケットまたはその値の前記評価は、前記試験装置（３０；５０）のユーザーにフィードバックを提供することに関する、請求項１１に記載の試験装置。
13. 前記フィードバックは、前記ワイヤレス電力送電装置（２０）の上の前記試験装置（３０；５０）の再配置に関する、請求項１２に記載の試験装置。
14. 前記処理手段（４２；５２）は、さらに、前記保存された信号強度パケットまたはその値を評価し、前記ワイヤレス電力送電装置の上の前記試験装置（３０；５０）の位置を変更するようにロボットアームに指示する運動信号を該ロボットアームに送信するように構成される、請求項１２に記載の試験装置。
15. 前記ワイヤレス電力送電装置（２０）は、ワイヤレス充電器（２０）の形態である、請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の試験装置。
16. 少なくとも１つの送電コイルを有するワイヤレス電力送電装置の試験を評価する方法であって、該方法は、
    少なくとも１つのワイヤレス電力受信コイルを有する試験装置を提供するステップ（２２０）と、
    ワイヤレス電力送電装置から、試験装置による電力信号を受信するステップ（２３０）と、
    電力信号の受信に応じて試験装置により、信号強度パケットである第１のパケットを、ワイヤレス電力送電装置に送信するステップ（２４０）と、
    前記ワイヤレス電力送電装置が前記電力信号を前記信号強度パケットの受信に応じて前記試験装置に送信し続けるとき、前記試験装置により、前記ワイヤレス電力送電装置へ第２のパケットを送信（２６０）するステップと、
    前記ワイヤレス電力送電装置が、前記信号強度パケットに応じて、
    前記試験装置に前記電力信号を送信し続けるならば、前記信号強度パケットを保存またはその信号強度値をメモリに保存するステップ（２８０）、および、前記第２のパケットが完全に送信される途中または前に、前記ワイヤレス電力送電装置が前記電力信号をアボートするならば、前記信号強度パケットもしくはその信号強度値を無視（２９０）するステップと、
    を含む方法。
17. 処理手段（４２；５２）によってロードおよび実行されたとき、請求項１６に記載の方法を実行させる命令でエンコードされたコンピューター読み取り可能な記憶媒体（４４；５４）。
18. 処理手段（４２；５２）によってロードおよび実行されたとき、請求項１６に記載の方法を実行させるコード命令を含むコンピュータープログラム。

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