JPWO2015064473A1 - 制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
第1実施形態に係る制御装置は、送電装置から受電装置に対して磁界共鳴方式で送電する送電システムで用いる。制御装置は、送電対象の受電装置が検知された状態で前記送電装置の送電電力を制御する送電状態と、前記送電対象の受電装置が検知されていない状態で前記送電装置の送電電力を制御するテスト送電状態とを制御する電力制御部を備える。
(送電システム)
以下において、第1実施形態に係る送電システムについて説明する。図1は、第1実施形態に係る送電システム100を示す図である。図2は、第1実施形態に係る送電装置10を示す図である。図3は、第1実施形態に係る受電装置20を示す図である。
以下において、第1実施形態に係る送電装置の状態遷移について説明する。図4は、第1実施形態に係る送電装置10の状態遷移を示す図である。
以下において、第1実施形態に係る受電装置の種類について説明する。図5は、第1実施形態に係る受電装置20の種類を説明するための図である。
以下において、第1実施形態に係る送電方法について説明する。図6〜図8は、第1実施形態に係る送電方法を示すシーケンス図である。
第1実施形態では、テスト送電状態を導入することによって、受電装置20に対する送電が行われるため、受電装置20の電力状態に依存せずに、送電対象の受電装置20を検知することができる。
送電装置は、送電装置の周囲に存在する受電装置を把握していないことが考えられる。或いは、送電装置は、送電装置の周囲に存在する受電装置を把握していても、受電装置の受電状態を把握していないことが考えられる。
以下において、第2実施形態について説明する。以下においては、第1実施形態に対する相違点について主として説明する。
以下において、送電状態から待機状態への遷移の詳細について説明する。上述したように、送電状態から待機状態に遷移するトリガEは、検知されていた送電対象の受電装置20の全てが検知されなくなる事象の発生である。送電対象の受電装置20を検知する手法としては、例えば、以下に示す方法が考えられる。
第2実施形態では、制御部13Bは、所定トリガ(上述したトリガE)に応じて、送電状態から待機状態に遷移する。すなわち、適切なトリガで待機状態へ遷移することによって、受電装置に対する送電を適切に行うことができる。
送電装置は、送電装置の周囲に存在する受電装置を把握していないことが考えられる。或いは、送電装置は、送電装置の周囲に存在する受電装置を把握していても、動作中の受電装置を把握していないことが考えられる。或いは、送電装置は、新たに設置された受電装置を把握できないことが考えられる。
以下において、第3実施形態について説明する。以下においては、第1実施形態に対する相違点について主として説明する。
以下において、第3実施形態に係る送電装置の状態遷移について説明する。図10は、第3実施形態に係る送電装置10の状態遷移を示す図である。
第3実施形態では、サーチ送電状態を導入することによって、受電装置20に対する送電が行われるため、受電装置20の電力状態に依存せずに、送電対象の受電装置20を検知することができる。
磁界共鳴方式の利用シーンとしては、1つの送電装置から複数の受電装置に対して無線で送電する利用シーンが考えられる。
以下において、第4実施形態について説明する。以下においては、第1実施形態に対する相違点について主として説明する。
第4実施形態では、送電装置10の制御部13Bは、送電対象の受電装置20の数及び送電対象の受電装置20の種類の少なくとも1つに基づいて、送電装置10の送電電力を制御する。従って、1つの送電装置10から複数の受電装置20に対して無線で送電する利用シーンにおいて、送電装置10の送電電力を適切に制御することができる。
以下において、第4実施形態の変更例について説明する。以下においては、第4実施形態に対する相違点について主として説明する。
以下において、変更例に係る送電方法について説明する。図11は、変更例に係る送電方法を示すシーケンス図である。ここでは、蓄電ユニットを有する受電装置C及び受電装置Dに送電するケースについて例示する。また、蓄電ユニットを有する受電装置に対しても、間欠的な送電ではなくて、連続的な送電を行うケースについて例示する。
磁界共鳴方式では、送電装置の共振器及び受電装置の共振器が共振していれば、受電装置に対する給電の必要がなくても、送電装置から受電装置に対して送電される。すなわち、受電装置が送信電力を受電するか否かを任意に切り替えることができない。
以下において、第5実施形態について説明する。以下においては、第1実施形態に対する相違点について主として説明する。
以下において、第5実施形態に係る送電方法について説明する。第5実施形態では、以下の点を除いて、上述した図6〜図8の動作と同様であることに留意すべきである。
第5実施形態では、共振状態及び非共振状態の導入によって、受電装置20が送信電力を受電するか否かを任意に切り替えることができる。
送電装置の送電電力が一定に保たれていても、受電装置の数が増大するケース又は受電装置の消費電力が変動するケースでは、受電装置の受電電力が不足することが考えられる。一方で、送電装置の送電電力を常に最大電力に設定すると、送電装置の送電電力が過剰になり、送電装置の送電電力が無駄になってしまう。さらには、受電装置の要求に応じて送電装置の送電電力を逐一制御することも考えられるが、送電装置の送電電力の制御が煩雑である。
以下において、第6実施形態について説明する。以下においては、第1実施形態に対する相違点について主として説明する。
以下において、第6実施形態に係る送電装置の状態遷移について説明する。図13は、第6実施形態に係る送電装置10の状態遷移を示す図である。
第6実施形態では、制御部13Bは、第1送電状態及び第2送電状態において、単位時間当たりの送電電力量を段階的に制御するため、送電装置の送電電力を適切かつ簡易に制御することができる。
以下において、第6実施形態の変更例について説明する。以下においては、第6実施形態に対する相違点について主として説明する。具体的には、変更例では、受電装置の状態遷移について主として説明する。
以下において、変更例に係る受電装置の状態遷移について説明する。図14は、変更例に係る受電装置20の状態遷移を示す図である。
無線電力伝送方式の利用に関するガイドラインには、送電装置と受電装置との距離が所定距離以内である場合に限り、送電装置からの送電が認められることが規定されている。このような事情に鑑みて、送電装置と受電装置との間の距離を把握し、必要に応じて送電装置の電力伝送を停止させる技術が求められている。
(送電システム)
以下において、第7実施形態に係る送電システムについて説明する。図15は、第7実施形態に係る送電システム100を示す図である。図16は、第7実施形態に係る送電装置10を示す図である。図17は、第7実施形態に係る受電装置20を示す図である。
以下において、第7実施形態に係る送電システム100の適用シーンについて説明する。図18は、第7実施形態に係る送電システム100の適用シーンを示す図である。
以下において、第7実施形態に係る制御方法について説明する。図20は、第7実施形態に係る制御方法を示すフロー図である。ここで、受電装置20は、持ち運び可能な機器、例えば、図18に示すリモコン210、スマートフォン220及びタブレット端末230のいずれかであり、送電装置10との間でサーチ信号及び認証IDの送受信が予め行われ、電力伝送対象の受電装置20として認証されているものとする。
以下、第7実施形態の変更例に係る制御方法について説明する。図21は、第7実施形態の変更例に係る制御方法を示すフロー図である。ここでは、第7実施形態との共通部分については説明を適宜省略し、第7実施形態との相違点を中心に説明する。
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
Claims (39)
- 送電装置から受電装置に対して磁界共鳴方式で送電する送電システムで用いる制御装置であって、
送電対象の受電装置が検知された状態で前記送電装置の送電電力を制御する送電状態と、前記送電対象の受電装置が検知されていない状態で前記送電装置の送電電力を制御するテスト送電状態とを制御する電力制御部を備えることを特徴とする制御装置。 - 前記電力制御部は、所定トリガに応じて、前記テスト送電状態に遷移することを特徴とする請求項1に記載の制御装置。
- 前記所定トリガは、前記送電装置を起動する事象、前記送電装置が送電を行っていない状態が一定期間に亘って継続する事象、及び、ユーザ操作の少なくとも1つの事象の発生であることを特徴とする請求項2に記載の制御装置。
- 前記テスト送電状態における送電方法は、前記送電状態における送電方法と異なることを特徴とする請求項1に記載の制御装置。
- 前記電力制御部は、前記テスト送電状態における送電によって、前記送電対象の受電装置を検知した場合に、前記テスト送電状態から前記送電状態に遷移することを特徴とする請求項1に記載の制御装置。
- 前記電力制御部は、前記送電対象の受電装置を検知した後に、前記送電対象の受電装置の認証に成功した場合に、前記テスト送電状態から前記送電状態に遷移することを特徴とする請求項5に記載の制御装置。
- 送電装置から受電装置に対して磁界共鳴方式で送電する送電システムで用いる制御装置であって、
送電対象の受電装置が検知された状態で前記送電装置の送電を制御する送電状態と、前記送電対象の受電装置に対する送電準備が整った状態で前記送電装置の送電電力の送電を待機する待機状態とを制御する電力制御部を備えることを特徴とする制御装置。 - 前記電力制御部は、所定トリガに応じて、前記送電状態から前記待機状態に遷移することを特徴とする請求項7に記載の制御装置。
- 前記所定トリガは、前記送電状態において、前記送電対象の受電装置が検知されなくなる事象の発生であることを特徴とする請求項8に記載の制御装置。
- 前記送電対象の受電装置は、認証済みの受電装置であることを特徴とする請求項9に記載の制御装置。
- 前記電力制御部は、前記送電状態において、基準電力で送電するように前記送電装置の送電電力を制御し、
前記所定トリガは、前記送電装置の送電電力が前記基準電力よりも小さい停止閾値を下回る事象の発生であることを特徴とする請求項9に記載の制御装置。 - 前記電力制御部は、前記送電状態において、基準電力で送電するように前記送電装置の送電電力を制御し、
前記電力制御部は、前記送電状態において、前記送電装置の送電電力が前記基準電力よりも小さい調整閾値を下回った場合に、前記送電装置の共振周波数を調整し、
前記所定トリガは、前記送電装置の送電電力が前記調整閾値よりも小さい停止閾値を下回る事象の発生であることを特徴とする請求項9に記載の制御装置。 - 前記所定トリガは、前記送電状態において、前記送電装置を構成する部品の温度が所定閾値を上回る事象の発生であることを特徴とする請求項8に記載の制御装置。
- 送電装置から受電装置に対して磁界共鳴方式で送電する送電システムで用いる制御装置であって、
送電対象の受電装置に対する送電準備が整った状態で前記送電装置の送電を待機する待機状態と、前記送電対象の受電装置が検知されていない状態で前記送電装置が間欠的に送電するサーチ送電状態とを制御する電力制御部を備えることを特徴とする制御装置。 - 前記電力制御部は、所定トリガに応じて、前記待機状態から前記サーチ送電状態に遷移することを特徴とする請求項14に記載の制御装置。
- 前記所定トリガは、前記待機状態が一定期間に亘って継続する事象の発生であることを特徴とする請求項15に記載の制御装置。
- 前記送電対象の受電装置が検知されていない状態が継続する時間が長いほど、前記送電装置が送電する間欠周期が長いことを特徴とする請求項14に記載の制御装置。
- 前記電力制御部は、前記送電対象の受電装置が検知された状態で前記送電装置の送電電力を制御する送電状態を制御し、
前記電力制御部は、前記送電状態において、基準電力を送電するように前記送電装置の送電電力を制御し、
前記電力制御部は、前記サーチ送電状態において、前記基準電力よりも小さい電力を送電するように前記送電装置の送電電力を制御することを特徴とする請求項14に記載の制御装置。 - 送電装置から受電装置に対して磁界共鳴方式で送電する送電システムで用いる制御装置であって、
送電対象の受電装置の数及び前記送電対象の受電装置の種類の少なくとも1つに基づいて、前記送電装置の送電電力を制御する電力制御部を備え、
前記送電対象の受電装置は、前記制御装置によって認証された受電装置であることを特徴とする制御装置。 - 前記電力制御部は、前記送電対象の受電装置の数が多いほど、前記送電装置の送電電力を増大することを特徴とする請求項19に記載の制御装置。
- 前記送電対象の受電装置の種類は、前記送電対象の受電装置の受電電力、前記送電対象の受電装置が蓄電ユニットを有するか否か、又は、前記送電対象の受電装置が有する蓄電ユニットの容量を示す情報によって特定されることを特徴とする請求項19に記載の制御装置。
- 前記電力制御部は、前記送電対象の受電装置が蓄電ユニットを有していない場合に、前記送電電力を連続的に送電するように前記送電装置の送電電力を制御し、
前記電力制御部は、前記送電対象の受電装置が蓄電ユニットを有する場合に、前記送電電力を間欠的に送電するように前記送電装置の送電電力を制御することを特徴とする請求項19に記載の制御装置。 - 前記電力制御部は、前記送電電力を間欠的に送電するように前記送電装置の送電電力を制御している場合において、前記送電対象の受電装置の数及び前記送電対象の受電装置の種類の少なくとも1つに基づいて、前記送電電力の送電間隔を制御することを特徴とする請求項19に記載の制御装置。
- 送電装置から受電装置に対して磁界共鳴方式で送電する送電システムで用いる制御装置であって、
前記受電装置の共振器が前記送電装置から発生される磁場に対して共振可能な共振状態と、前記受電装置の共振器が前記送電装置から発生される磁場に対して共振しない非共振状態との間で、前記受電装置の共振器の状態を制御する共振制御部を備えることを特徴とする制御装置。 - 前記共振制御部は、ユーザ操作に応じて、前記共振状態から前記非共振状態に前記受電装置の共振器の状態を遷移させることを特徴とする請求項24に記載の制御装置。
- 前記送電システムには、第1受電装置及び第2受電装置が前記受電装置として設けられており、
前記共振制御部は、前記第1受電装置について前記共振状態及び前記非共振状態を制御しており、
前記共振制御部は、前記第2受電装置の受電状態に応じて、前記共振状態から前記非共振状態に前記受電装置の共振器の状態を遷移させることを特徴とする請求項24に記載の制御装置。 - 前記受電装置は、蓄電ユニットを備えており、
前記共振制御部は、前記蓄電ユニットに蓄電された電力の量が所定の閾値を下回ると、前記非共振状態から前記共振状態に前記受電装置の共振器の状態を遷移させることを特徴とする請求項24に記載の制御装置。 - 送電装置から受電装置に対して磁界共鳴方式で送電する送電システムで用いる制御装置であって、
第1電力量で送電する第1送電状態と、前記第1電力量よりも大きい第2電力量で送電する第2送電状態とを制御する電力制御部を備えることを特徴とする制御装置。 - 前記電力制御部は、前記第1送電状態において、第1電力量で送電するように前記送電装置の送電電力を制御し、
前記電力制御部は、前記第2送電状態において、前記第1電力量よりも大きい第2電力量で送電するように前記送電装置の送電電力を制御することを特徴とする請求項28に記載の制御装置。 - 前記電力制御部は、前記第1送電状態において、第1頻度で間欠的に送電するように前記送電装置の送電を制御し、
前記電力制御部は、前記第2送電状態において、前記第1頻度よりも高い第2頻度で間欠的に送電するように前記送電装置の送電を制御することを特徴とする請求項28に記載の制御装置。 - 前記電力制御部は、送電対象の受電装置が所定数よりも多い場合に、前記第2送電状態に遷移することを特徴とする請求項28に記載の制御装置。
- 前記電力制御部は、消費電力の変動量が所定値よりも大きいアプリケーションを有する受電装置が送電対象の受電装置として含まれる場合に、前記第2送電状態に遷移することを特徴とする請求項28に記載の制御装置。
- 前記電力制御部は、前記送電対象の受電装置から消費電力の高いアプリを実行する要求を受信する場合に、若しくは、前記送電対象の受電装置から高負荷状態へ遷移する旨の要求を受信する場合に、前記第2送電状態に遷移することを特徴とする請求項28に記載の制御装置。
- 送電装置から受電装置に対して磁界共鳴方式で送電する送電システムで用いる制御装置であって、
前記送電装置の送電電圧又は前記受電装置の受電電圧を取得する制御部を備え、
前記制御部は、前記取得した送電電圧が、前記送電装置の最大電力伝送効率に対応する送電電圧閾値を上回った場合、又は、前記取得した受電電圧が、前記送電装置と前記受電装置との間の許容最大距離に対応する受電電圧閾値を下回った場合に、前記送電装置の電力伝送を停止させることを特徴とする制御装置。 - 前記許容最大距離及び前記最大電力伝送効率は、前記送電装置の機能の設定に応じて定められることを特徴とする請求項34に記載の制御装置。
- 前記機能の設定は、電力伝送の出力設定に関する設定であることを特徴とする請求項35に記載の制御装置。
- 前記送電装置が通信信号を送信し、前記受電装置が前記通信信号を受信する場合に、前記制御部は、前記受電装置が前記送電装置から受信した信号の受信信号強度をさらに取得し、
前記制御部は、前記取得した受電電圧が、前記許容最大距離に対応する受電電圧を下回り、かつ、前記取得した受信信号強度が、前記許容最大距離に対応する受信信号強度を下回った場合に、前記送電装置の電力伝送を停止させることを特徴とする請求項34に記載の制御装置。 - 前記制御部は、前記送電装置の初期電力伝送時における送電電圧を前記送電電圧閾値として設定し、
前記送電装置の初期電力伝送時における送電電圧は、電力伝送対象の受電装置が検知されていない状態で電力伝送を行う場合の送電電圧であることを特徴とする請求項34に記載の制御装置。 - 前記制御部は、前記受電装置が前記送電装置から受信した信号の受信信号強度をさらに取得し、
前記制御部は、前記取得した送電電圧が前記送電電圧閾値を上回り、かつ、前記取得した受信信号強度が、前記送電装置が前記最大電力伝送効率で送電する場合における受信信号強度を下回った場合に、前記送電装置の電力伝送を停止させることを特徴とする請求項34に記載の制御装置。
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