KR20230113349A - 송전장치, 수전장치, 그들의 통신방법, 및 비일시적인 컴퓨터 판독가능한 기억매체 - Google Patents

송전장치, 수전장치, 그들의 통신방법, 및 비일시적인 컴퓨터 판독가능한 기억매체 Download PDF

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와타루 타치와
타카히로 시치노
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

수전장치에 무선으로 전력을 송전하는 송전장치는, 송전을 제어하는 제어수단과, 송전할 전력에 신호를 중첩해서 통신을 행하는 제1 통신수단과, 송전에 사용할 주파수와 다른 주파수를 사용해서 통신을 행하는 제2 통신수단을 갖는다. 송전장치는, 이 제1 통신수단과 상기 수전장치 사이에서 송수신된 정보에 근거하여 이 제2 통신수단과 이 수전장치가 접속되어 있는 상태에서, 이 수전장치에 대한 송전을 정지하는 것으로 판정된 경우, 이 제2 통신수단과 이 수전장치를 접속하기 위한 통신을 행하도록 제어한다.

Description

송전장치, 수전장치, 그들의 제어방법, 및 프로그램
본 발명은, 무선 전력 전송의 기술에 관한 것이다.
최근, 무선 전력 전송 시스템의 기술개발이 널리 행해지고 있다. 특허문헌 1에서는, 무선 전력 전송의 규격의 표준화 단체 Wireless Power Consortium(WPC)이 책정하는 규격(WPC 규격)에 준거한 송전장치 및 수전장치가 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는, 무선 전력 전송 시스템에 있어서, 송수전을 위한 제어신호의 송수신을, 송수전에 사용할 주파수/코일이나 안테나와 다른 주파수/코일이나 안테나를 사용해서 행하는 수법이 기재되어 있다. 이때, 송수전에 사용할 주파수/코일이나 안테나를 사용한 통신을 인밴드 통신, 송수전에 사용할 주파수/코일이나 안테나와 다른 주파수/코일이나 안테나를 사용한 통신을 아웃밴드 통신이라고 한다.
일본국 특개 2015-56959호 공보 일본국 특개 2012-217224호 공보
WPC 규격에서는, 송수전과 그것을 위한 제어 통신이 자기유도(magnetic induction)에 의해 행해진다. 또한, WPC 규격에 준거한 송전장치 및 수전장치는, 송수전에서 사용하는 주파수와 같은 주파수를 사용해서 제어 통신을 행한다. 즉, 이 제어 통신은 인밴드 통신이다. 일반적으로, 인밴드 통신에서 오류가 없이 통신할 수 있는 통신 범위는, 아웃밴드 통신의 통신 범위보다 좁다. 종래, 인밴드 통신과 아웃밴드 통신의 양쪽을 실행가능한 송전장치 및 수전장치에 있어서의 적절한 통신 제어에 대해서는 검토되지 않고 있었다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 인밴드 통신과 아웃밴드 통신의 양쪽을 실행가능한 송전장치 및 수전장치에 있어서의 적절한 통신 제어기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 수단으로서, 본 발명의 송전장치는 이하의 구성을 갖는다. 즉, 수전장치에 무선으로 전력을 송전하는 송전장치로서, 송전을 제어하는 제어수단과, 송전할 전력에 신호를 중첩해서 통신을 행하는 제1 통신수단과, 송전에 사용할 주파수와 다른 주파수를 사용해서 통신을 행하는 제2 통신수단을 갖고, 상기 제1 통신수단과 상기 수전장치 사이에서 송수신된 정보에 근거하여 상기 제2 통신수단과 상기 수전장치가 접속되어 있는 상태에서, 상기 제어수단이 상기 수전장치에 대한 송전을 정지하는 것으로 판정한 경우, 상기 제2 통신수단은, 상기 제2 통신수단과 상기 수전장치를 접속하기 위한 통신을 행한다.
본 발명에 따르면, 인밴드 통신과 아웃밴드 통신의 양쪽을 실행가능한 송전장치 및 수전장치에 있어서 적절하게 통신 제어를 행할 수 있다.
본 발명의 그 밖의 특징 및 이점은, 첨부도면을 참조로 한 이하의 설명에 의해 명확해질 것이다. 이때, 첨부도면에 있어서는, 동일 혹은 유사한 구성에는, 동일한 참조번호를 붙인다.
첨부도면은 명세서에 포함되고, 그것의 일부를 구성하고, 본 발명의 실시형태를 나타내고, 그것의 기술과 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위해 사용된다.
도1은, 무선 전력 전송 시스템의 구성예를 나타낸다.
도2는, 송전장치의 구성예를 나타낸 블록도다.
도3은, 수전장치의 구성예를 나타낸 블록도다.
도4는, 송전장치 및 수전장치의 시퀀스도다.
도5a는, 송전장치와 수전장치에 있어서의 동작 타이밍을 설명하기 위한 도면이다.
도5b는, 송전장치와 수전장치에 있어서의 동작 타이밍을 설명하기 위한 도면이다.
도5c는, 송전장치와 수전장치에 있어서의 동작 타이밍을 설명하기 위한 도면이다.
도5d는, 송전장치와 수전장치에 있어서의 동작 타이밍을 설명하기 위한 도면이다.
도5e는, 송전장치와 수전장치에 있어서의 동작 타이밍을 설명하기 위한 도면이다.
도5f는, 송전장치와 수전장치에 있어서의 동작 타이밍을 설명하기 위한 도면이다.
도6a는, 송전장치의 처리의 흐름의 예를 나타낸 플로우차트다.
도6b는, 송전장치의 처리의 흐름의 다른 예를 나타낸 플로우차트다.
이하, 첨부도면을 참조해서 실시형태를 상세히 설명한다. 또한, 이하의 실시형태는 특허청구범위에 관한 발명을 한정하는 것은 아니다. 실시형태에는 복수의 특징이 기재되어 있지만, 이들 복수의 특징의 모두가 발명에 필수적인 것은 아니고, 또한, 복수의 특징은 임의로 조합되어도 된다. 더구나, 첨부도면에 있어서는, 동일 혹은 유사한 구성에 동일한 참조번호를 붙이고, 중복한 설명은 생략한다.
<실시형태1>
[시스템의 구성]
도1에, 본 실시형태에 의한 무선 전력 전송 시스템의 구성예를 나타낸다. 본 무선 전력 전송 시스템은, 송전장치(100) 및 수전장치(101)를 포함하여 구성된다. 그리고, 송전장치(100) 및 수전장치(101)는, 각각 BLE(Bluetooth(등록상표) Low Energy)에 의한 통신기능을 갖는 것으로 한다. 이하에서는, BLE의 통신부(통신회로 등으로 구성되는 유닛)를 「BLE」로 부르는 경우가 있다.
본 실시형태에서는, 송전장치(100)는, BLE의 Central(센트럴)로서 기능하고, 수전장치(101)는, BLE의 Peripheral(페리페럴)로서 기능한다. 「Central」은, BLE의 제어국인 것을 나타내고, 「Peripheral」은, BLE의 단말국인 것을 나타내고 있다. CLE의 Central은, BLE의 Peripheral과의 사이에서 통신을 행하고, 다른 Central과의 통신을 행하지 않는다. 또한, BLE의 Peripheral은, BLE의 Central과의 사이에서는 통신을 행하지만, 다른 Peripheral과의 사이에서는 통신을 행하지 않는다. 즉, BLE에서는, Central끼리 또는 Peripheral끼리의 통신은 행해지지 않는다. 또한, Central은 복수의 Peripheral과 접속 상태(BLE의 CONNECT state)로 될 수 있고, 복수의 Peripheral과의 사이에서 데이터를 송수신할 수 있다.
송전장치(100) 및 수전장치(101)는, 다른 장치(카메라, 스마트폰, 태블릿 PC, 랩탑, 자동차, 로봇, 의료기기, 프린터)에 내장되고, 그들 장치에 전력을 공급하도록 구성되어도 된다.
[송전장치의 구성]
도2는, 송전장치(100)의 구성예를 나타낸 블록도다. 송전장치(100)는, 예를 들면, 제어부(201), 전원부(202), 송전부(203), 제1 통신부(204), 송전 코일(205), 제2 통신부(206), 및 메모리(207)를 갖는다.
제어부(201)는, 송전장치 전체를 제어한다. 제어부(201)는, 일례로서, CPU(Central Processing Unit)나 MPU(Micro Processing Unit) 등의 1개 이상의 프로세서를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 제어부(201)는, 후술하는 처리를 실행하도록 구성된, 주문형 집적회로(ASIC)나 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA) 등을 포함하여도 된다.
전원부(202)는, 적어도 제어부(201) 및 송전부(203)가 동작할 때의 전력을 공급하는 전원이다. 전원부(202)는, 예를 들면, 상용 전원으로부터 전력의 공급을 받는 유선 수전회로나 배터리 등일 수 있다. 송전부(203)는, 제어부(201)에 의한 제어에 의해, 송전 코일(205)을 거쳐 수전장치(101)에 전력을 전송하기 위해, 송전 코일(205)에 교류 전압 및 교류 전류를 발생시킨다. 송전부(203)는, 예를 들면, 전원부(202)가 공급하는 직류 전압을, FET(Field Effect Transistor)을 사용한 하프 브리지 또는 풀 브리지 구성의 스위칭 회로를 사용해서 교류 전압으로 변환한다. 이 경우, 송전부(203)는, FET의 ON/OFF를 제어하는 게이트 드라이버를 포함한다.
제1 통신부(204)는, 수전장치(101)의 통신부(도3에 나타낸 제1 통신부(303))와의 사이에서, WPC 규격에 근거한 무선 전력 전송의 제어 통신을 행한다. 본 실시형태에서는, 제1 통신부(204)가 실행하는 통신은, 송전부(203)가 발생하는 교류 전압 또는 전류를 변조하여, 무선 전력(송전할 전력)에 통신 대상 데이터(신호)를 중첩하는, 소위 인밴드 통신이다.
제2 통신부(206)는, 수전장치(101)의 통신부(도3에 나타내는 제2 통신부(304))와의 사이에서, WPC 규격에 근거한 무선 전력 전송의 제어 통신을 행한다. 제2 통신부(206)는, 송전부(203)가 통신에 사용할 주파수(송전에 사용할 주파수)와 다른 주파수를 사용하고, 송전 코일(205)과 다른 미도시의 안테나를 사용하여, 소위 아웃밴드 통신을 행한다. 아웃밴드 통신은, 인밴드 통신과 비교해서 전송속도(통신 속도)가 빠르다. 아웃밴드 통신을 제어 통신에 사용함으로써, 무선 전력 전송 시스템의 제어를 고속화할 수 있다. 본 실시형태에서는, 제2 통신부(206)가 BLE에 대응하고 있는 것으로 한다.
BLE 규격에서는, BLE를 실장한 제품의 제조 메이커나 BLE의 통신부(본 실시형태에서는 제2 통신부 304, 206)의 식별 정보(Bluetooth 디바이스의 식별 정보: BD_ADDR)가 규정되어 있다. 해당 식별 정보는, Public Address나, 난수에 의해 결정되는 Random Address에 의해 표현된다. Random Address에는, Static Device Address, Resolvable Private Address, Non-resolvable Private Address가 포함된다. Static Device Address는, 제2 통신부 304, 206(BLE 통신부)에 전원투입될 때마다 생성되는 난수를 사용해서 생성되는 어드레스다. Non-resolvable Private Address는, 일정 시간마다 생성되는 난수 어드레스다. Resolvable Private Address는, Central과 Peripheral의 사이에서 교환된 암호 키에 근거하여 생성되는 어드레스이다.
본 실시형태에서는 제2 통신부(206)의 식별 정보로서 Random Address 중 Static Device Address를 사용하는 것으로서 설명한다. 그러나 이것은 Static Device Address에 한정되지 않고, Public Address, Resolvable Private Address, Non-resolvable Private Address이어도 된다.
또한, 본 실시형태에서는, 제2 통신부(206)는 BLE에 대응하는 것으로 하지만, 이것 대신에, NFC(Near Field Communication)나 WiFi 등의 다른 무선통신 방식에 대응하는 통신부가 사용되어도 된다. 제1 통신부(204)에 의한 통신 범위는, 제2 통신부(206)에 의한 통신 범위보다 좁아도 된다.
메모리(207)는, 송전장치나 무선 전력 전송 시스템의 각 요소 및 전체의 상태를 기억한다.
도2에서는, 제어부(201), 전원부(202), 송전부(203), 제1 통신부(204), 메모리(207), 제2 통신부(206)가, 각각 별개인 블록으로서 기재되어 있지만, 이들 중의 2개 이상의 블록이 1개의 칩 등에 의해 합쳐져도 된다. 또한, 1개의 블록이 복수의 블록으로 분할되어도 된다.
[수전장치의 구성]
도3은, 수전장치(101)의 구성예를 나타낸 블록도다. 수전장치(101)는, 예를 들면, 제어부(301), 수전부(302), 제1 통신부(303), 제2 통신부(304), 수전 코일(305), 충전부(306), 배터리(307), 및 메모리(308)를 갖는다.
제어부(301)는, 수전장치(101)의 전체를 제어한다. 제어부(301)는, 일례로서, CPU나 MPU 등의 1개 이상의 프로세서를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 제어부(201)는, 후술하는 처리를 실행하도록 구성된, 주문형 집적회로(ASIC)나 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA) 등을 포함하여도 된다.
수전부(302)는, 송전 코일(205)로부터의 송전에 의해 수전 코일(305)에 생긴 교류 전압 및 교류 전류를 취득하고, 수전한 전력을 제어부(301) 및 충전부(306) 등이 동작하기 위한 직류 전압 및 직류 전류로 변환한다. 제1 통신부(303)는, 송전장치(100)의 제1 통신부(204)와의 사이에서, WPC 규격에 근거한 무선 전력 전송을 위한 제어 통신을 행한다. 이 제어 통신은, 수전 코일(305)에서 수전한 전자파를 부하 변조하는 인밴드 통신에 의해 행해진다.
제2 통신부(304)는, 송전장치(100)의 제2 통신부(206)와의 사이에서, WPC 규격에 근거한 무선 전력 전송의 제어 통신을 행한다. 제2 통신부(304)는, 수전부(302)가 수전하는 전자파의 주파수와 다른 주파수를 사용하고, 수전 코일(305)과는 다른 미도시의 안테나를 사용해서 아웃밴드 통신을 행한다. 본 실시형태에서는, 제2 통신부(304)가 BLE에 대응하고 있고, 그것의 식별 정보로서 Random Address 중 Static Device Address가 사용되는 것으로서 설명한다. 그러나 이것은 Static Device Address에 한정되지 않고, Public Address, Resolvable Private Address, Non-resolvable Private Address이어도 된다.
또한, 본 실시형태에서는. 제2 통신부(304)는 BLE에 대응하는 것으로 하지만, 이것 대신에, NFC나 WiFi 등의 다른 무선통신방식에 대응하는 통신부가 사용되어도 된다. 또한, 제2 통신부(304)는 수전부(302)로부터 직접 전력 공급을 받아 동작하는 것으로 하지만, 배터리(307)로부터 전력 공급을 받아도 된다. 제1 통신부(303)에 의한 통신 범위는, 제2 통신부(304)에 의한 통신 범위보다 좁아도 된다.
충전부(306)는, 수전부(302)로부터 공급되는 직류 전압과 직류 전류를 이용하여, 배터리(307)를 충전한다. 메모리(308)는, 수전장치(101) 및 무선 전력 전송 시스템의 각 요소 및 전체의 상태를 기억한다.
도3에서는 제어부(301), 수전부(302), 제1 통신부(303), 제2 통신부(304), 충전부(306), 및 메모리(308)가, 각각 별개의 블록으로서 기재되어 있지만, 이들 중 2개 이상의 블록이 1개의 칩 등에 의해 합쳐져도 된다. 또한, 1개의 블록이 복수의 블록으로 분할되어도 된다.
[송전장치 및 수전장치의 기본 동작]
도4는, 송전장치 및 수전장치의 시퀀스도다. 도4의 일부를 사용하여, 송전장치(100) 및 수전장치(101)의 기본적인 동작에 대해 설명한다. 이때, 본 실시형태의 송전장치(100)와 수전장치(101)는, WPC 규격 v1.2.3에 준거하고, 또한 BLE에 의한 아웃밴드 통신에도 대응하고 있는 것으로 한다. 이때, 이하의 설명에 있어서, WPC 규격에서 규정되어 있는 General Request를 사용해서 송신되는 데이터/요구를 GRQ()로 표현한다. 또한, 같은 규격에서 정의되어 있는 Specific Request를 사용해서 송신되는 데이터/요구를 SRQ()로 표현한다.
송전장치(100)는, 송전 코일(205)의 근방에 존재하는 물체를 검출하기 위해 Analog Ping(이후, A-Ping으로 표현한다)을 송전한다(F400). A-Ping은 펄스 형상의 전력으로, 물체를 검출하기 위한 전력이다. 또한, 수전장치(101)가 A-Ping을 수전하였다고 하더라도, 수전장치(101)의 제어부(301)를 기동할 수 없을 만큼 미소한 전력이다. 송전장치(100)는, 송전 코일(205)의 근방에 존재하는 물체에 기인하는 송전 코일(205) 내부의 전압값의 공진 주파수의 시프트나, 송전 코일(205)을 흐르는 전압값·전류값의 변화에 의해 물체를 검출한다.
송전장치(100)는, A-Ping에 의해 물체를 검출하면, 송전 코일(205)의 Q값을 측정한다(F401). Q값 측정에 대해서는 주지의 방법을 이용하면 되고, 상세한 설명은 생략한다. 송전장치(100)는, Q값 측정이 종료하면 Digital Ping(이후, D-Ping으로 표현한다)의 송전을 개시한다(F402). D-Ping은 수전장치(101)의 제어부(301)나 제2 통신부(304) 등을 기동시키기 위한 전력으로, A-Ping보다도 큰 전력이다. 또한, D-Ping(F402)은 이후 연속적으로 송전된다. 즉, 송전장치(100)는, D-Ping의 송전을 개시하고나서, 수전장치(101)로부터 송전 정지를 요구하는 EPT(End Power Transfer) 데이터(신호)를 수신할 때까지, D-Ping 이상의 전력을 계속해서 송전한다.
수전장치(101)는, D-Ping을 수전해서 기동하면, 수전한 D-Ping의 전압값을 격납한 데이터인 Signal Strength를 송전장치(100)에 송신한다(F403). 이어서 수전장치(101)는, 수전장치(101)가 준거하고 있는 WPC 규격의 버전 정보나 디바이스 식별 정보를 포함하는 ID를 격납한 데이터를 송신한다(F404). 더구나 수전장치(101)는, 수전부(302)가 부하(혹은 충전부(306))에 공급하는 전력의 최대값 등을 포함하는 정보를 포함하는 Configuration 데이터를 송전장치(100)에 송신한다(F405).
본 예에서는, 송전장치(100)는, ID 및 Configuration 데이터를 수신함으로써, 수전장치(101)가 WPC 규격 v1.2 이후의 확장 프로토콜에 대응하고 있다고 판단하면, ACK로 응답한다(F406). 해당 확장 프로토콜은, 후술하는 Negotiation 페이즈를 포함하는 프로토콜이다.
수전장치(101)는, ACK을 수신하면, 송수전할 전력의 교섭 등을 행하는 Negotiation 페이즈로 천이한다. 우선 수전장치(101)는, 송전장치(100)에 대하여 FOD(Foreign Object Detection(이물질 검출)) Status 데이터를 송신한다(F407). 본 실시형태에서는 해당 FOD Status 데이터를 FOD(Q)로 표현한다. 송전장치(100)는, 수신한 FOD(Q)에 격납되어 있는 Q값과, Q값 측정(F401)에서 측정한 Q값에 근거하여, 이물질 검출을 행한다. 본 예에서는, 송전장치(100)는, 이물질이 없을 가능성이 높다고 판정한 것으로 하고, 이 경우, 이물질이 없을 가능성이 높다고 판정한 것을 나타내는 ACK을 수전장치(101)에 송신한다(F408).
수전장치(101)는, ACK을 수신하면, 송전장치(100)의 능력(Capability)을 문의하기 위해 GRQ(CAP)을 송신한다(F409). 송전장치(100)는, GRQ(CAP)을 수신하면, 자신이 대응하고 있는 능력 정보를 격납한 Capability 데이터(CAP로 표현한다)를 송신한다(F410).
이어서, 송전장치(100)와 수전장치(101)는, 수전장치(101)가 수전을 요구하는 전력값의 최대값인 Guaranteed Power(GP)의 교섭을 행한다. Guaranteed Power는, 송전장치(100)와 수전장치(101) 사이의 교섭에서 합의된, 수전장치(101)의 부하 전력(충전부(306)가 소비하는 전력)의 최대값이다.
해당 교섭에서는, 우선, 수전장치(101)가 요구하는 Guaranteed Power의 값을 격납한 데이터(SRQ(GP)로 표현한다)를 송전장치(100)에 송신한다(F411). 이어서, SRQ(GP)을 수신한 송전장치(100)는, 송전장치(100)는 자신의 송전 능력 등을 고려하여,SRQ(GP)에 응답한다. 본 예에서는, 송전장치(100)는, Guaranteed Power를 받아들일 수 있는 것으로 판단하여, 해당 요구를 받아들이는 것을 나타내는 ACK을 송신한다(F412). 본 예에서는, 수전장치(101)가 SRQ(GP)에서 Guaranteed Power로서 15와트를 요구하고, 송전장치(100)가 이것을 받아들인 것으로 한다.
다음에, 수전장치(101)는, 제2 통신부(304)의 BD_ADDR(GRQ(PRX_BD_ADDR)로 표현한다)을 송전장치(100)에 통지한다(F413). GRQ(PRX_BD_ADDR)을 수신한 송전장치(100)는, ACK로 응답한다(F414). 이어서, 수전장치(101)는, 송전장치(100)의 제2 통신부(206)의 BD_ADDR의 통지에 대한 요구(GRQ(PTX_BD_ADDR_ADDR)(F415)로 표현한다)를 송신한다(F415). 송전장치(100)는, GRQ(PTX_BD_ADDR_ADDR)을 수신하면, 제2 통신부(206)의 BD_ADDR(PTX_BD_ADDR로 표현한다)을 수전장치(101)에 통지한다(F416).
다음에, 수전장치(101)는, 제어 통신으로서 아웃밴드 통신을 접속하기 위한 요구(SRQ(CONNCT)로 표현한다)를 송신한다(F417). 본 예에서는, 송전장치(100)는, BLE에 의한 아웃밴드 통신을 행할 의사가 있는 것으로 하고, 이 경우, 수신한 SRQ(CONNECT)에 대하여 ACK을 송신한다(F418).
수전장치(101)는, ACK을 수신하면, Negotiation 페이즈의 종료에 대한 요구(SRQ(EN)으로 표현한다)를 송신한다(F419). SRQ(EN)을 수신한 송전장치(100)는, Negotiation 페이즈를 종료해도 되는지를 판정한다. 본 예에서는, 송전장치(100)는, 종료하는 것으로 결정하여, ACK을 송신한다(F420).
수전장치(101)는 ACK을 수신하면, 배터리(307)의 전력이 아니라, 수전부(302)에서 수신한 전력으로 직접, 제2 통신부(304)를 기동한다. 그리고, 수전장치(101)는 제2 통신부(304)를 사용하여, ADVERTISE_INDICATION(이후, ADV로 표현한다)을 브로드캐스트 송신한다(F421). ADV는, BLE 규격에서 정의되어 있었던 신호이다. ADV는, BLE 규격에서 정의되어 있는 Advertiser의 상태의 디바이스에 의해 브로드캐스트되고, 그 디바이스의 BD_ADDR나 대응하고 있는 서비스 정보를 통지하기 위한 신호다.
송전장치(100)는, ACK을 송신한(F420) 경우에, 제2 통신부(206)를 Scanner로서 기동하고, ADV를 대기한다. 본 예에서는, 송전장치(100)의 제2 통신부(206)가 Scanner로서 동작하는 소정 시간이 경과하기 전에, 수전장치(101)로부터 인밴드 통신으로 F413에 있어서 수신한 BD_ADDR를 포함하는 ADV를 수신한다. 이 경우, 송전장치(100)는, 제2 통신부(206)를 BLE 규격에서 규정되는 initiator로서 동작시킨다. initiator로서 동작하는 제2 통신부(206)는, BLE의 접속 요구 메시지인 Connect_indication(이후 CONNECT로 표현한다)을, 수신한 BE_ADDR 앞으로 송신한다(F422). 이후, 송전장치(100)와 수전장치(101)의 제어 통신은 BLE(즉, 제2 통신부 206과 제2 통신부 304)을 사용해서 실시된다.
송전장치(100)와 수전장치(101)는, 파워 로스 수법에 근거한 이물질 검출을 실시하기 위한 기준을 작성하기 위해, Calibration 처리를 행한다. 우선, 수전장치(101)는, 수전부(302)와 부하를 접속하지 않고 수전한 전력을 부하에 공급하지 않는 상태에서, 수전장치(101)가 D-Ping을 수전했을 때의 수전 전력값 R1을 격납한 Received Power Packet(mode1)(PR1로 표현한다)을 송전장치(100)에 송신한다(F423).
송전장치(100)는, RP1을 수신하면, ACK을 수전장치(101)에 송신한다(F424). 이때 송전장치(100)는, 자신의 송전 전력값 T1을 계측하고, 파워 로스인 T1과 R1의 차분 Δ1을 계산한다.
ACK을 수신한 수전장치(101)는, 수전부(302)와 부하를 접속하고 수전한 전력을 부하에 공급한 상태에서, 부하에 따라 송전장치(100)에 대하여 수전 전압(또는 수전 전류, 수전 전력)의 증감을 송전장치(100)에 요구한다. 해당 요구는 Control Error(이후, CE로 표현한다)를 송전장치(100)에 송신함으로써 실시된다. CE에는 부호 및 수치의 정보가 격납된다. CE에 격납되는 수치의 부호가 플러스이면 수전 전압을 상승시키는 것을, 마이너스이면 수전 전압을 하강시키는 것을, 수치가 제로이면 수전 전압을 유지하는 것을 요구하는 것을 의미한다. 여기에서는 수전장치(101)는, 수전 전압을 상승시키는 것을 나타내는 CE(+)을 송전장치(100)에 송신한다(F425).
송전장치(100)는 CE(+)을 수신하면, 송전회로의 설정값을 변경하여 송전 전압을 상승시킨다. 수전장치(101)는, CE(+)에 응답해서 수전 전력이 상승하면, 수전한 전력을 부하인 충전부(306)에 공급하고, RP2(Received Power Packet(mode2))를 송전장치(100)에 송신한다(F426). 여기에서 RP2에는, 수전장치(101)가 수전부(302)의 출력을 부하(충전부(306))에 공급한 상태에 있어서의 수전 전력값 R2가 격납되어 있다.
송전장치(100)는, RP2를 수신하면, ACK을 수전장치에 송신한다(F427). 이때 송전장치(100)는, 자신의 송전 전력값 T2를 계측하고, 파워 로스인 T2와 R2의 차분 Δ2를 계산한다. 이어서, 송전장치(100)는, 파워 로스 Δ1(수전부(302)와 부하를 접속하지 않고 부하의 소비전력이 0인 경우의 파워 로스)와, 파워 로스 Δ2(수전부(302)와 부하를 접속하고 부하의 소비전력이 0이 아닌 경우의 파워 로스)를 기준으로 하여, 파워 로스에 근거한 이물질 검출을 행한다. 구체적으로는, 송전장치(100)는, Δ1과 Δ2로부터 임의의 수전 전력값에 있어서 이물질이 없는 상태에 있어서의 파워 로스를 예측하고, 실제로 수신한 수전 전력값(후술하는 RP0)과 그 때의 송전 전력값에 근거하여 이물질 검출을 행할 수 있다.
이상이 Calibration 처리이다. 이때, 송전장치(100)가 RP2에 대하여 ACK을 송신했을 때에, Calibration 처리는 종료한다. 또한, 수전장치(101)가 송신한 RP1에 대하여 ACK을 수신했을 때에, 송전장치(100) 및 수전장치(101)는, Power Transfer 페이즈로 천이하고 있고, 송전장치(100)는, 수전장치가 Negotiation 페이즈에서 교섭한 최대 15와트를 수전가능한 전력을 송전하고 있다.
수전장치(101)는, 송전장치(100)에 대하여, CE 및 현재의 수전 전력값을 격납한 RP0(Received Power Packet(mode0))을 송전장치(100)에 정기적으로 송신한다(F428). RP0을 수신한 수전장치(101)는, ACK로 응답한다.
이상이 송전장치(100) 및 수전장치(101)의 기본적인 동작 설명이다. 이때, 송전장치(100)는, F413에 있어서 인밴드 통신에서 수신한 BD_ADDR 이외의 BD_ADDR의 송신원으로부터 ADV를 F421에서 수신하였다고 하더라도, 해당 ADV의 송신원에 CONNECT를 송신하지 않는다. 이와 같이 함으로써, 송전장치(100)는, 수전장치(101)하고만 BLE 접속을 행할 수 있다.
또한, 수전장치(101)는, F416에 있어서 인밴드 통신에서 수신한 BD_ADDR 이외의 BD_ADDR의 송신원으로부터 CONNECT를 수신한 경우에는, BLE 접속을 절단하는 것을 나타내는 LL_TERMINATE_IND(이후 TERM로 표현한다)을, CONNECT의 송신원에 송신한다. 이와 같이 함으로써, 수전장치(101)는, 송전장치(100)로부터의 접속 요구 만을 접수할 수 있다.
[종래의 송전장치와 수전장치에 있어서의 동작 타이밍]
다음에, 종래에 있어서의 송전장치와 수전장치에 있어서의 동작 타이밍에 대해 설명한다. 도5a∼5f는, 송전장치와 수전장치에 있어서의 동작 타이밍을 설명하기 위한 도면이고, 여기에서, 도5a와 도5b는, 종래의 송전장치와 수전장치에 있어서의 동작 타이밍을 설명하기 위한 도면이다. 여기에서는 송전장치(100)와 수전장치(101)를 사용하여 설명한다. 송전장치(100)와 수전장치(101)는, 도4에 나타내는 F400∼F420의 절차를 끝내고 있는 것으로 한다. 즉, 송전장치(100)의 제1 통신부(204)가, 수전장치(101)와의 사이에서, 제2 통신부(206)가 통신하기 위한 정보를 포함하는 정보를 송수신하고, 제2 통신부(206)가 수전장치(101)로부터 ADV(F421)을 수전가능한 상태에 있는 것으로 한다.
도5a에서는, 수전장치(101)의 제2 통신부(304)는, Advertiser로서 동작하는 ADVERTISING state(500)에 있어서 시간 T1에서, ADA(507)을 브로드캐스트한다(F421). 송전장치(100)의 제2 통신부(206)는, Scanner로서 동작하는 SCANNING state(502)에 있어서 ADV(507)을 수신하는 것이 가능하다. 송전장치(100)의 제2 통신부(206)는, ADV(507)을 수신하면, BLE의 접속 처리를 행하는 INITIATING state(503)로 천이하여, 수전장치(101)에 대하여 CONNECT(508)을 송신한다(F422). 송전장치(100)의 제2 통신부(206)는, 수전장치(101)에 CONNECT 502를 송신하면, CONNECTION state(501)로 천이한다. 또한, 수전장치(101)의 제2 통신부(304)는, 송전장치(100)로부터 CONNECT(508)을 수신하면, CONNECTION state(501)로 천이한다.
여기에서, 도5b에 나타낸 것과 같이, 송전장치(100)의 제2 통신부(206) 및 수전장치(101)의 제2 통신부(304)가 CONNECTION state(501)일 때에, 수전장치(101)의 제2 통신부(304)가 WPC 규격에서 규정된 EPT(Re-ping)(509)을 송전장치(100)에 송신한 것으로 한다. EPT란 End Power Transfer의 약자로 송전의 정지를 요구하는 데이터다. 또한, Re-Ping은, 일정 기간(Re-Ping 시간) 송전 정지를 행하지만, 소정의 시간 후에 D-Ping을 다시 송전하는 것을 의미한다.
송전장치(100)는, EPT(Re-ping)(509)을 수신후, 수전장치(101)에 대한 송전을 정지할 것을 결정하고, 시간 T_terminate 이내에 송전을 정지한다. 여기에서, 시간 T3에 있어서 송전장치(100)가 송전을 정지한 것으로 한다. 수전장치(101)의 제2 통신부(304)는, 배터리(307)의 전력이 아니라 수전부(302)에서 수신한 전력으로 동작하므로, 송전장치(100)가 송전을 정지하는 시간 T3에 있어서, CONNECTION state(501)를 종료한다. 수전장치(101)의 제2 통신부(206)는, CONNECTION state(501)를 종료하면, 송전장치(100)에 대하여 어떠한 데이터도 송신하지 않는다. 수전장치(101)의 제2 통신부(304)는, 통신의 재개시에 다시 전력(전원)이 투입되기 때문에, BD_ADDR가 변할 수 있다.
송전장치(100)의 제2 통신부(206)는, 수전장치(101)의 제2 통신부(304)와의 BLE 접속이 절단(링크 로스)되었는지 아닌가를 판단하기 위해, BLE 규격에서 규정된 타이머를 갖는다. 해당 타이머는 Supervision 타이머로 불리며, 타임아웃 시간을 본 실시형태에서는 T_sv_to(506)로 표현한다. 이때, BLE 규격에 따르면 해당 타임아웃 시간은, 디폴트로 20초다.
송전장치(100)의 제2 통신부(206)는, T_sv_to 동안 수전장치(101)의 제2 통신부(304)로부터, 어떠한 데이터도 수신하지 않은 경우, CONNECTION state(501)를 종료한다. 본 실시형태에서는 T_sv_to는 시간 T3에 시작하여 시간 T7에서 타임아웃 하는 것으로 한다.
송전장치(100)가 시간 T3에 송전을 종료하고, 미리 결정된 송전 정지 기간(Re-Ping 시간, WPC 규격에서는 디폴트 500밀리초)이 종료하면, 제1 통신부(204)는, 시간 T4에 있어서 다시 D-Ping(510)을 송전한다. 수전장치(101)는, 제1 통신부(303)에 의해 D-Ping(510)을 수전하여, 제2 통신부(304)를 기동한다. 도4의 F403으로부터 F420의 절차의 후에, 수전장치(101)의 제2 통신부(304)는, 시간 T6까지 계속되는 ADVERTISING state(500)에 있어서, 시간 T5에서 ADV(507)을 브로드캐스트한다(F421).
시간 T5에서는, 송전장치(100)에 있어서의 Supervision 타이머는 타임아웃하고 있지 않기 때문에, 송전장치(100)의 제2 통신부(206)는, CONNECTION state(501)이다. 즉, 송전장치(100)의 제2 통신부(206)는, SCANNING state(502)는 아니기 때문에, 시간 T5에서 송신된 ADV(507)을 수신할 수 없다. 따라서, 수전장치(101)의 제2 통신부(304)는 CONNECTION state(501)로 될 수 없어, 이후 BLE에 의한 제어 통신을 행할 수 없다. 한편, 전술한 T_sv_to가 시간 T7에서 타임아웃하면, 송전장치(100)의 제2 통신부(206)는 SCANNING state(502) 내지 INITIATING state(503)로 천이할 수 있는 상태가 된다. 그러나, 이번에는 수전장치(101)의 제2 통신부(304)가 시간 T6에서 ADVERTISING state(500)를 종료하고 있다. 따라서, 송전장치(100)의 제2 통신부(206)는, ADV(F421)을 수신할 수 없다.
이와 같이, 종래에는, 수전장치(101)의 제2 통신부(304)가 ADVERTISING state일 때에, 송전장치(100)의 제2 통신부(206)가 SCANNING state 내지 INITIATING state로 천이할 수 없다. 따라서, 본 실시형태에 있어서의 송전장치(100)는 이하와 같이 동작한다.
[본 실시형태에 있어서의 송전장치의 처리]
도6a에, 본 실시형태에 있어서의 송전장치(100)의 처리의 흐름의 예를 나타낸 플로우차트를 나타낸다. 해당 플로우는, 도5b의 좌측에 나타낸 것과 같이, 송전장치(100)의 제2 통신부(206)가 CONNECTION state(501)일 때에, 제2 통신부(206)가, 수전장치로부터 EPT를 수신할 때에 개시될 수 있다.
송전장치(100)의 제2 통신부(206)가, 수전장치로부터 EPT를 수신하면(S600), 제어부(201)는, EPT에 포함되는 이유 코드가 Re-Ping인지를 판정한다(S601). 이유 코드가 Re-ping인 경우(S601에서 YES), 처리는 S602로 진행하고, 이유 코드가 Re-ping이 아닌 경우(S601에서 No), 처리를 종료한다. S602에서는, 제어부(201)는, 제2 통신부(206)가, 어느 한개의 수전장치와 BLE로 접속되어 있는지를 판정한다. 제2 통신부(206)가 어느 한개의 수전장치와 BLE로 접속되어 있는 경우(S602에서 Yes), 제2 통신부(206)는, 이 수전장치에 대하여 TERM을 송신한다(S603). TERM은, 전술한 것과 같이, BLE 접속을 절단하는 것을 나타내는 LL_TERMINATE_IND이다. 송전장치(100)는, TERM을 송신후에 송전을 정지하고, 제2 통신부(206)는, SCANNING state(502) 내지 INITIATING state(503)로 천이할 수 있는 상태가 된다. 한편, 제2 통신부(206)가 어느 한개의 수전장치와 BLE로 접속되지 않고 있는 경우(S602에서 No), 처리를 종료한다.
다음에, 도6a의 플로우에 근거하여 동작하는 송전장치(100)와, 수전장치(101)에 있어서의 동작에 대해 설명한다. 도5c는, 도6a의 플로우에 근거하여 동작하는 송전장치(100)와, 수전장치(101)에 있어서의 동작 타이밍을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도4의 F430 이후의 처리도 참조한다.
송전장치(100)의 제2 통신부(206) 및 수전장치(101)의 제2 통신부(304)가 CONNECTION state(501)일 때에, 송전장치(100)의 제2 통신부(206)는, 시간 T8에서 수전장치(101)로부터 EPT(Re-ping)(509)을 수신한다(F430). 제2 통신부(206)는, 수전장치(101)의 제2 통신부(304)와 BLE로 접속하고 있으므로, 시간 T9에서 TERM(511)을 송신한다(F431). 그후, 송전장치(100)는, 송전을 정지한다. 그리고, Re-ping 시간이 경과한 후의 시간 T10에 있어서, 송전장치(100)의 제1 통신부(204)는 다시 D-Ping(510)을 송전한다(F432). 수전장치(101)는, 제1 통신부(303)에 의해 D-Ping(510)을 수전하여, 제2 통신부(206)를 기동한다. 도4의 F403으로부터 F420의 절차(F433)의 후에, 수전장치(101)의 제2 통신부(304)는, 시간 T11에서 ADV(507)을 브로드캐스트한다(F434).
송전장치(100)의 제2 통신부(206)는, 시간 T9에서 TERM을 송신하였으므로 시간 T9 이후에는 SCANNING state(502) 내지 INITIATING state(503)가 된다. 즉, 시간 T9 이후에서는, SCANNING state(502)가 되어, 송전장치(100)의 제2 통신부(206)는, 수전장치(101)의 제2 통신부(304)와의 접속에 필요한 정보로서의 ADV를 수신가능한 상태로 천이한다. 그리고 시간 T11에서, 송전장치(100)의 제2 통신부(206)는, 수전장치(101)의 제2 통신부(304)로부터 송신되는 ADV를 수신한 후, INITIATING state(503)에 있어서 시간 T12에서 CONNECT(508)을 송신한다(F435).
이상과 같이, 본 실시형태의 송전장치(100)는, 송전을 정지한 후에 송전을 재개했을 때에, 제2 통신부(206)를 사용해서 다시 수전장치와 BLE 접속하는 것이 가능해진다.
<변형예1>
도5c의 예에서는, 송전장치(100)의 제2 통신부(206)는, EPT(Re-ping)(509)을 수신한 경우에, 송전을 정지하기 전에 TERM(511)을 송신하도록 하였다. 이것 대신에, 제2 통신부(206)는, 송전을 정지후에 TERM을 송신해도 된다. 예를 들면, 송전장치(100)는 시간 T9에서 송전을 정지하고, 시간 T10에서 제1 통신부(204)가 D-Ping을 다시 송전하기 시작하는 동안에, 제2 통신부(206)가 TERM을 송신하도록 하여도 된다. 또는, 제1 통신부(204)가 시간 T10에서 D-Ping을 다시 송신하기 시작하고 나서, 제2 통신부(206)는, 시간 T11에서 ADV를 수신할 때까지 TERM을 송신해도 된다.
<변형예2>
도6b에, 본 실시형태에 있어서의 송전장치(100)의 처리의 흐름의 다른 예를 나타낸 플로우차트를 나타낸다. 이 플로우는, 이 플로우는, 도5b의 좌측에 나타낸 것과 같이, 송전장치(100)의 제2 통신부(206)가 CONNECTION state(501)일 때에 개시될 수 있다.
송전장치(100)의 제1 통신부(204)가, 수전장치로부터 인밴드 통신으로 BD_ADDR를 수신하면(S611), 처리는 S612로 진행한다. S612에서는, 제어부(201)는, 제2 통신부(206)가, 어느 한개의 수전장치와 BLE로 접속되어 있는지를 판정한다. 제2 통신부(206)가 어느 한개의 수전장치와 BLE로 접속되어 있는 경우(S602에서 Yes), 제어부(201)는, 이 수전장치에 대한 송전을 정지할 것을 결정한다. 그리고, 제2 통신부(206)는, 이 수전장치에 대하여 TERM을 송신한다(S613). 도5c를 참조하면, TERM은 시간 T9에 송신될 수 있지만, 제2 통신부(206)는, 시간 T12에, 인밴드 통신으로 수신한 BD_ADDR 앞으로 CONNECT(508)을 송신하기 전에 TERM을 송신해도 된다. 한편, 제2 통신부(206)가 어느 한개의 수전장치와 BLE로 접속되지 않고 있는 경우(S612에서 No), 처리를 종료한다.
이와 같이, 수전장치가 다시 전원을 투입하는 것 등의 이유에 의해, BD_ADDR가 변한 경우, 인밴드 통신으로 BD_ADDR를 송전장치에 송신하고, 송전장치와 수전장치는 다시 BLE에 의한 접속을 시도할 수 있다.
<변형예3>
도5c의 예에서는, 송전장치(100)의 제2 통신부(206)가 TERM을 송신하였다. 이것 대신에, 이미 설명한 것과 같은 타이밍에서 수전장치(101)의 제2 통신부(304)가, TERM을 송신해도 된다. 예를 들면, 어떠한 이유에 의해, 수전장치(101)의 제어부(301)가 수전의 정지를 송전장치(100)에 요구하는 것을 결정한 경우에, 제2 통신부(304)가 TERM을 송전장치(100)에 송신해도 된다.
<변형예4>
송전장치(100)는, 수전장치(101)와의 BLE 접속이 절단(링크 로스)되었는지 아닌가를 판단하기 위한 Supervision 타이머의 타임아웃 시간(T_sv_to)을, Re-Ping 시간에 따라 설정해도 된다. 예를 들면, 송전장치(100)는, Re-Ping 시간보다 짧아지도록, T_sv_to를 설정해도 된다.
도5d는, 이와 같이 동작하는 송전장치(100)와, 수전장치(101)에 있어서의 동작 타이밍을 설명하기 위한 도면이다. 송전장치(100)의 제2 통신부(206) 및 수전장치(101)의 제2 통신부(304)가 CONNECTION state(501)일 때에, 송전장치(100)의 제2 통신부(206)는, 수전장치(101)로부터 EPT(Re-ping)(509)을 수신한다. 그후, 송전장치(100)는, 시간 T13에 있어서 송전을 정지한다. 그리고, Re-ping 시간(도면 중의 T_reping(505))이 경과한 후의 시간 T15에 있어서, 송전장치(100)의 제1 통신부(204)는 다시 D-Ping(510)을 송전한다. 여기에서, 송전장치(100)는, T_sv_to(506)을 T_reping(505)보다 짧은 시간으로 설정한다. 그러면, 시간 T14에 있어서 Supervision 타이머는 타임아웃하고, 송전장치(100)의 제2 통신부(206)는 SCANNING state 내지 INITIATING state로 천이하여, ADV를 수신하여 CONNECT를 송신하는 것이 가능해진다.
<변형예5>
상기 설명에서는, BLE의 Central로서 기능하는 송전장치(100)가, Supervision 타이머의 타임아웃 시간(T_sv_to)을 Re-ping 시간에 따른 값으로 결정하여, 설정하는 것으로 하였다. 이것 대신에, BLE의 Peripheral로서 기능하는 수전장치(101)가 타임아웃 시간(T_sv_to)을 Re-ping 시간에 따른 값으로 결정하고, 송전장치(100)에게 그 값으로 설정하도록 요구해도 된다. 이 요구는, BLE 규격의 LL_CONNECTION_PARAM_REQ나, 코맨드 L2CAP_CONNECTION_PARAMETER_UPDATE_REQ를 포함하는 BLE 패킷을 송전장치(100)에 송신함으로써 행할 수 있다. 수전장치(101)는, 도5d에 있어서 CONNECTION state(501)의 기간 중의 어느 타이밍에서, BLE 패킷을 송신한다. 송전장치(100)는, 이 BLE 패킷을 수신하면, 그 BLE 패킷에 포함되는 타임아웃 시간(T_sv_to)을 설정한다.
송전장치(100)의 제어부(201)는, BLE 통신을 행하기 위해 기본 소프트웨어인 OS(Operating System)을 이용한다. 이 OS의 제약에 의해, 송전장치(100)는, Supervision 타이머의 타임아웃 시간을, 송전장치(100)가 소망하는 값으로 결정할 수 없는 경우가 있다. 이와 같은 경우에 있어서는, 상기한 것과 같이 함으로써, Supervision 타이머의 타임아웃 시간(T_sv_to)을 Re-ping 시간에 따른 값으로 설정할 수 있다. 이와 같이, 송전장치(100)와 수전장치(101)의 한쪽이 타임아웃 시간을 결정하고, 타임아웃 시간을 특정가능한 신호의 송신에 의해 타임아웃 시간을 다른 쪽에 설정한다. 이것에 의해, 한쪽의 장치가 OS의 제약에 의해 타임아웃 시간을 결정할 수 없는 경우에도 Re-ping 시간에 따라 타임아웃 시간을 설정할 수 있다.
<변형예6>
상기 설명에서는, 송전장치(100)가 송전을 정지/중단할 것을 결정하는 예로서, 송전장치(100)가 이유 코드: Re-Ping을 포함하는 EPT(EPT(Re-Ping))을 수신하는 예를 설명했지만, 기타의 이유 코드가 사용되어도 된다. 예를 들면, 송전의 중단을 의도하는 다른 이유 코드를 포함하는 데이터를 송전장치(100)가 수신한 경우에, 송전을 중단해도 된다. 또한, 송전장치(100)는, 제어부(201)의 제어에 의해 송전되는 전력에 의해, 제어부(201)가 이물질을 검출한 경우에, 송전을 정지/중단할 것을 결정해도 된다.
<변형예7>
송전장치(100)의 제2 통신부(206)가, 복수의 Peripheral과 동시 접속 가능한 Central 기능을 갖는 경우의 변형예를 설명한다. 이때 송전장치(100)는, 어떤 수전장치(101)와 CONNECTION state나 INITIATING state에 있는 기간에도 SCANNING state를 유지하고, 다른 수전장치(101)로부터 ADV 수신해서 다른 수전장치(101)에 BLE 접속하는 기능을 갖는다.
도6a의 설명에서는, 송전장치(100)의 제2 통신부(206)가 어느 한개의 수전장치와 BLE로 접속되어 있는 경우(S602에서 Yes), 제2 통신부(206)는, 해당 수전장치에 대하여 TERM을 송신하는(S603) 것으로서 설명하였다. 즉, S602의 조건을, 1개의 수전장치와 BLE 접속하고 있는 것으로 하였다. 이것 대신에, S602의 조건을, N개(N≥2) 이상의 수전장치와 BLE 접속하고 있는 것으로 해도 된다. 이때 S603에 있어서 TERM을 송신할 목적지는, S600에 있어서 인밴드 통신으로 수신한 EPT의 송신원의 수전장치이다.
이와 같이 함으로써, 송전장치(100)는, 수전장치(101)에의 송전을 정지한 후에, 송전 제어를 위한 아웃밴드 통신 이외의 어플리케이션에 있어서 수전장치(101)와 BLE 접속을 계속해서 이용할 수 있다. 또한, 그 경우에 있어서도, 수전장치(101)와는 다른 소정의 수 이상의 수전장치에의 송전과 BLE 접속을 행할 수 있다.
<변형예8>
상기 설명에서는, 송전장치(100)가 BLE의 Central, 수전장치(101)가 BLE의 Peripheral로서 동작하는 것으로서 설명하였다. 이것 대신에, 송전장치(100)가 Peripheral, 수전장치(101)가 Central로서 동작해도 된다.
<실시형태2>
본 실시형태에서는 송전장치(100)는, 어떤 수전장치(101)(수전장치 A로 부른다)와 BLE 접속 및 송전한 후에, 다른 수전장치(101)(수전장치 B로 부른다)에 송전과 BLE 접속을 행한다. 이 형태는, 예를 들면, 수전장치 A가 유저에 의해 제거되고, 수전장치 B로 교환된 경우에 발생할 수 있다.
도5e는, 본 실시형태에 있어서의 송전장치와 수전장치 A 및 수전장치 B에 있어서의 동작 타이밍을 설명하는 도면이다.
송전장치(100)의 제2 통신부(206) 및 수전장치 A의 제2 통신부(304)가 CONNECTION state(501)일 때에, 송전장치(100)의 제2 통신부(206)는, 시간 T8에 수전장치 A로부터 EPT(Re-ping)(509)을 수신한다. 제2 통신부(206)는, 수전장치 A의 제2 통신부(304)와 BLE로 접속하고 있으므로, 시간 T9에서 TERM(511)을 송신한다. 그후, 송전장치(100)는, 송전을 정지한다. 여기에서, 시간 T9로부터 시간 T10 사이에, 유저에 의해 수전장치 A가 제거되고, 수전장치 B로 치환된다. 그리고, Re-ping 시간이 경과한 후의 시간 T10에 있어서, 송전장치(100)의 제1 통신부(204)는 다시 D-Ping(510)을 송전한다. 수전장치 B는, 제1 통신부(303)에 의해 D-Ping(510)을 수전하여, 제2 통신부(206)를 기동한다. 도4의 F403으로부터 F420의 절차(F433)의 후에, 수전장치 B의 제2 통신부(304)는, 시간 T11에서 ADV(507)을 브로드캐스트한다.
송전장치(100)의 제2 통신부(206)는, 시간 T9에서 TERM을 송신했으므로 시간 T9 이후에는 SCANNING state(502) 내지 INITIATING state(503)가 된다. 즉, 시간 T9 이후에서는, SCANNING state(502)가 되어, 송전장치(100)의 제2 통신부(206)는, 수전장치 B의 제2 통신부(304)와의 접속에 필요한 정보로서의 ADV를 수신가능한 상태로 천이한다. 그리고 시간 T11에서, 송전장치(100)의 제2 통신부(206)는, 수전장치 B의 제2 통신부(304)로부터 송신되는 ADV를 수신한다. 수전장치 B로부터의 ADV인 것은, ADV에 포함되는 BD_ADDR가, F413에서 인밴드 통신으로 수신한 BD_ADDR와 일치하고 있는지에 의해 확인할 수 있다. 일치하고 있는 경우, 송전장치(100)는, INITIATING state(503)에 있어서 시간 T12에 CONNECT(508)을 송신한다.
이상과 같이, 본 실시형태의 송전장치(100)는, 수전장치 A에의 송전을 정지한 후에, 수전장치 B에의 송전을 개시한 경우에, 수전장치 B와 BLE 접속할 수 있다.
<변형예9>
도5e의 예에서는, 송전장치(100)는, 이유 코드: Re-Ping을 포함하는 EPT(EPT(Re-Ping)(509))을 수신한 경우에, 송전을 정지하기 전에 TERM(511)을 송신하였다. 이것 대신에, 충전 완료를 나타내는 이유 코드를 포함하는 EPT를 수신한 경우에 같은 처리를 행해도 된다. 이와 같이 함으로써, 송전장치(100)는, 유저가 수전장치 A의 충전을 완료함으로써 수전장치 B로 교환한 경우에 있어서도, 수전장치 B에의 송전과 BLE 접속을 행할 수 있다.
<변형예10>
도5e의 예에서는, 송전장치(100)는, 시간 T10에서 D-Ping(510)을 송전하였다. 이것 대신에, 시간 T10으로부터 A-Ping을 반복하여 송전하고, 물체를 검출한 후에 D-Ping(510)을 송전하도록 하여도 된다. 이와 같이 함으로써, 송전장치(100)는, 수전장치 A가 제거된 후, 수전장치 B가 재치될 때까지 시간이 빈 경우에 있어서도, 수전장치 B에의 송전과 BLE 접속을 행할 수 있다. 이때, 상기한 처리는 이유 코드: Re-Ping 이외, 예를 들면, 충전 완료를 표시하는 이유 코드를 포함하는 EPT를 수신한 경우에 행하도록 하여도 된다.
<변형예11>
도5e의 예에서는, 송전장치(100)는, EPT(Re-ping)(509)을 수신한 경우에, 송전을 정지하기 전에 TERM(511)을 송신하였다. 이것 대신에, 수전장치 A로부터 정기적으로 수신할 CE 또는 RP0가 소정 시간 이상 계속해서 수신할 수 없는 경우에, 동일한 처리를 행해도 된다. 소정 시간이란, WPC 규격에서 정해진, 수전장치(101)가 CE나 RP0의 송신 간격을 초과하는 시간이다. 수전장치 A가 제거된 후, 수전장치 B가 재치될 때까지 시간이 빈 경우에, 수전장치 B에의 송전과 BLE 접속을 행함으로써, 송전장치(100)는, 수전장치 A에 Power Transfer 페이즈에서 송전중에, 수전장치 A가 제거되고, 수전장치 B로 교환된 경우에 있어서도, 수전장치 B에의 송전과 BLE 접속을 행할 수 있다.
<변형예12>
변형예 4와 마찬가지로, 본 실시형태의 송전장치(100)는, 수전장치(101)와의 BLE 접속이 절단(링크 로스)되었는지 아닌가를 판단하기 위한 Supervision 타이머의 타임아웃 시간(T_sv_to)을, Re-ping 시간에 따라 설정해도 된다.
도5f는, 이와 같이 동작하는 송전장치(100)와, 수전장치 A 및 수전장치 B에 있어서의 동작 타이밍을 설명하기 위한 도면이다. 송전장치(100)의 제2 통신부(206) 및 수전장치 A의 제2 통신부(304)가 CONNECTION state(501)일 때에, 송전장치(100)의 제2 통신부(206)는, 수전장치 A로부터 EPT(Re-ping)(509)을 수신한다. 그후, 송전장치(100)는, 시간 T13에 있어서 송전을 정지한다. 여기에서, 시간 T13으로부터 시간 T15 사이에, 유저에 의해 수전장치 A가 제거되고, 수전장치 B로 치환된다. 그리고, Re-ping 시간(도면 중의 T_reping(505))이 경과한 후의 시간 T15에 있어서, 송전장치(100)의 제1 통신부(204)는 다시 D-Ping(510)을 송전한다. 수전장치 B는, 제1 통신부(303)에 의해 D-Ping(510)을 수전하여, 제2 통신부(206)를 기동한다. 도4의 F403으로부터 F420의 절차(F433)의 후에, 수전장치 B의 제2 통신부(304)는, 시간 T11에서 ADV(507)을 브로드캐스트한다. 여기에서, 송전장치(100)는, T_sv_to(506)을 T_reping(505)보다 짧은 시간으로 설정한다. 그러면, 시간 T14에 있어서 Supervision 타이머는 타임아웃하고, 송전장치(100)의 제2 통신부(206)는 SCANNING state 내지 INITIATING state로 천이하여, 수전장치 B가 송신하는 ADV를 수신하여 CONNECT를 송신하는 것이 가능해진다.
<기타 실시형태>
상기한 도6a와 도6b에 나타내는 처리는, 예를 들면, 송전장치(100)의 제어부(201)가, 사전에 기억된 프로그램을 판독해서 실행하여, 각 기능부를 제어함으로써 실현될 수 있다. 단, 이것에 한정되지 않고, 이들 처리의 적어도 일부가 하드웨어에 의해 실현되어도 된다. 하드웨어에 의해 실현하는 경우, 예를 들면, 소정의 컴파일러를 사용함으로써, 각 처리 스텝을 실현하기 위한 프로그램으로부터 FPGA(Field Programmable Gate Array) 위에 자동적으로 전용 회로가 생성될 수 있다. 또한, FPGA와 같은 방법으로, Gate Array 회로를 형성하여, 전술한 처리의 적어도 일부를 실행하는 하드웨어가 실현되도록 하여도 된다.
본 발명은, 전술한 실시형태의 1 이상의 기능을 실현하는 프로그램을, 네트워크 또는 기억매체를 거쳐 시스템 또는 장치에 공급하고, 그 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 있어서의 1개 이상의 프로세서가 프로그램을 판독하여 실행하는 처리에서도 실현가능하다. 또한, 1 이상의 기능을 실현하는 회로(예를 들면, ASIC)에 의해서도 실현가능하다.
전술한 실시형태 및 변형예는, 임의로 조합하여 실시하는 것이 가능하다. 또한, 발명은 상기 실시형태에 제한되는 것은 아니고, 발명의 정신 및 범위에서 이탈하지 않고, 다양한 변경 및 변형이 가능하다. 따라서, 발명의 범위를 명확하게 하기 위해서 청구항을 첨부한다.
본원은, 2020년 12월 17일 제출된 일본국 특허출원 특원 2020-209553 및 2021년 8월 2일 제출된 일본국 특허출원 특원 2021-126879를 기초로서 우선권을 주장하는 것이며, 그것의 기재 내용의 모두를, 여기에 원용한다.

Claims (26)

  1. 수전장치에 무선으로 전력을 송전하는 송전장치로서,
    송전을 제어하는 제어수단과,
    송전할 전력에 신호를 중첩해서 통신을 행하는 제1 통신수단과,
    송전에 사용할 주파수와 다른 주파수를 사용해서 통신을 행하는 제2 통신수단을 갖고,
    상기 제1 통신수단과 상기 수전장치 사이에서 송수신된 정보에 근거하여 상기 제2 통신수단과 상기 수전장치가 접속되어 있는 상태에서, 상기 제어수단이 상기 수전장치에 대한 송전을 정지하는 것으로 판정한 경우,
    상기 제2 통신수단은, 상기 제2 통신수단과 상기 수전장치를 접속하기 위한 통신을 행하는 것을 특징으로 하는 송전장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 통신수단은, BLE(Bluetooth Low Energy)에 대응한 통신을 행하는 것이 가능하고,
    상기 제1 통신수단과 상기 수전장치 사이에서 송수신된 정보에 근거하여 상기 제2 통신수단이 상기 수전장치와 접속하고 있는 상태에서, 상기 제어수단이 상기 수전장치에 대한 송전을 정지할 것을 결정한 경우,
    상기 제2 통신수단은, 상기 수전장치로부터 브로드캐스트 송신되는 BLE의 규격에서 정의된 신호를 수신가능한 상태로 천이하고, 상기 제2 통신수단은, 상기 수전장치에 접속하기 위한 통신을 행하는 것을 특징으로 하는 송전장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제2 통신수단은, 상기 BLE의 규격에서 정의된 신호를 수신가능한 상태로 천이하기 위해, 상기 수전장치와의 접속을 절단하는 것을 나타내는 신호를, 상기 수전장치에 송신하는 것을 특징으로 하는 송전장치.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 제어수단은, 상기 제2 통신수단에 의해 상기 수전장치로부터 송전 정지를 요구하는 신호가 수신된 경우에, 상기 수전장치에 대한 송전을 정지할 것을 결정하는 것을 특징으로 하는 송전장치.
  5. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 제어수단은, 상기 제어수단에 의한 송전에 의해 이물질이 검출된 경우에, 상기 수전장치에 대한 송전을 정지할 것을 결정하는 것을 특징으로 하는 송전장치.
  6. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 제어수단은, 상기 제1 통신수단이 Bluetooth 디바이스의 식별 정보를 수신한 경우에, 상기 수전장치에 대한 송전을 정지할 것을 결정하는 것을 특징으로 하는 송전장치.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 제2 통신수단은, 상기 수전장치와의 BLE 접속에 있어서 Supervision 타이머가 타임아웃한 경우에, 상기 BLE의 규격에서 정의된 신호를 수신가능한 상태로 천이하는 것을 특징으로 하는 송전장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 Supervision 타이머의 타임아웃 시간은, 상기 송전장치 및 상기 수전장치의 한쪽에 의해 결정되고, 상기 타임아웃 시간을 특정가능한 신호의 송신에 의해 다른 쪽에 설정되는 것을 특징으로 하는 송전장치.
  9. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 제2 통신수단은, 상기 수전장치 이외에, 소정의 수 이상의 수전장치와 BLE 접속하고 있는 경우에, 상기 수전장치와의 접속을 절단하는 것을 나타내는 신호를, 상기 수전장치에 송신하는 것을 특징으로 하는 송전장치.
  10. 제 2항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 송전장치는 BLE의 Central로서 기능하고, 상기 수전장치는, BLE의 Peripheral로서 기능하는 것을 특징으로 하는 송전장치.
  11. 제 2항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 송전장치는 BLE의 Peripheral로서 기능하고, 상기 수전장치는, BLE의 Central로서 기능하는 것을 특징으로 하는 송전장치.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 통신수단에 의한 통신 속도는, 상기 제1 통신수단에 의한 통신 속도보다 빠른 것을 특징으로 하는 송전장치.
  13. 송전장치로부터 무선으로 전력을 수전하는 수전장치로서,
    수전을 제어하는 제어수단과,
    수전한 전자파를 부하 변조함으로써 통신하는 제1 통신수단과,
    수전에 사용할 주파수와 다른 주파수를 사용해서 통신을 행하는 제2 통신수단을 갖고,
    상기 제1 통신수단과 상기 송전장치 사이에서 송수신된 정보에 근거하여 상기 제2 통신수단과 상기 송전장치가 접속되어 있는 상태에서, 상기 제어수단이 상기 수전의 정지를 상기 송전장치에 요구하는 것으로 판정한 경우,
    상기 제2 통신수단은, 상기 제2 통신수단과 상기 송전장치를 접속하기 위한 통신을 행하는 것을 특징으로 하는 수전장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제2 통신수단은, BLE(Bluetooth Low Energy)에 대응한 통신을 행하는 것이 가능하고,
    상기 제1 통신수단과 상기 수전장치 사이에서 송수신된 정보에 근거하여 상기 제2 통신수단이 상기 수전장치와 접속하고 있는 상태에서, 상기 제어수단이 상기 수전의 정지를 상기 송전장치에 요구하는 것을 결정한 경우,
    상기 제2 통신수단은, 상기 송전장치와의 접속을 절단하는 것을 나타내는 신호를, 상기 송전장치에 송신하는 것을 특징으로 하는 수전장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 송전장치는 BLE의 Central로서 기능하고, 상기 수전장치는, BLE의 Peripheral로서 기능하는 것을 특징으로 하는 수전장치.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 송전장치는 BLE의 Peripheral로서 기능하고, 상기 수전장치는, BLE의 Central로서 기능하는 것을 특징으로 하는 수전장치.
  17. 제 13항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 통신수단에 의한 통신 속도는, 상기 제1 통신수단에 의한 통신 속도보다 빠른 것을 특징으로 하는 수전장치.
  18. 수전장치에 무선으로 전력을 송전하는 송전장치로서,
    송전을 제어하는 제어수단과,
    송전할 전력에 신호를 중첩해서 통신을 행하는 제1 통신수단과,
    송전에 사용할 주파수와 다른 주파수를 사용해서 통신을 행하는 제2 통신수단을 갖고,
    상기 제1 통신수단과 상기 수전장치 사이에서 송수신된 정보에 근거하여 상기 제2 통신수단과 상기 수전장치가 접속되어 있는 상태에서, 상기 제어수단이 상기 수전장치에 대한 송전을 정지하는 것으로 판정한 경우,
    상기 제2 통신수단은, 상기 수전장치와는 다른 수전장치와 상기 제2 통신수단을 접속하기 위한 통신을 행하는 것을 특징으로 하는 송전장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 제어수단은, 상기 제1 통신수단을 사용해서 상기 수전장치로부터 충전 완료의 통지를 수신한 경우에, 상기 수전장치에 대한 송전을 정지할 것을 결정하는 것을 특징으로 하는 송전장치.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 제어수단은, 상기 수전장치에 대한 송전을 정지하는 것으로 판정한 경우에, 상기 수전장치와는 다른 수전장치를 검출하기 위한 송전을 행하는 것을 특징으로 하는 송전장치.
  21. 제 18항에 있어서,
    상기 제어수단은, 상기 제1 통신수단에 있어서, 상기 수전장치로부터 수신할 수 없는 상태가 소정 시간 이상 계속된 경우에, 상기 수전장치에 대한 송전을 정지할 것을 결정하는 것을 특징으로 하는 송전장치.
  22. 제 18항에 있어서,
    상기 제2 통신수단은, 상기 수전장치와의 BLE 접속에 있어서 Supervision 타이머가 타임아웃한 경우에, BLE(Bluetooth Low Energy)의 규격에서 정의된 신호를 수신가능한 상태로 천이하는 것을 특징으로 하는 송전장치.
  23. 수전장치에 무선으로 전력을 송전하는 송전장치의 제어방법으로서,
    상기 송전장치는,
    송전할 전력에 신호를 중첩해서 통신을 행하는 제1 통신수단과,
    송전에 사용할 주파수와 다른 주파수를 사용해서 통신을 행하는 제2 통신수단을 갖고,
    상기 제1 통신수단과 상기 수전장치 사이에서 송수신된 정보에 근거하여 상기 제2 통신수단과 상기 수전장치가 접속되어 있는 상태에서, 상기 수전장치에 대한 송전을 정지할 것인지를 판정하는 판정공정과,
    상기 수전장치에 대한 송전을 정지하는 것으로 판정된 경우, 상기 제2 통신수단과 상기 수전장치를 접속하기 위한 통신을 행하도록 제어하는 제어공정을 갖는 것을 특징으로 하는 제어방법.
  24. 송전장치로부터 무선으로 전력을 수전하는 수전장치의 제어방법으로서,
    상기 수전장치는,
    수전한 전자파를 부하 변조함으로써 통신하는 제1 통신수단과,
    수전에 사용할 주파수와 다른 주파수를 사용해서 통신을 행하는 제2 통신수단을 갖고,
    상기 제1 통신수단과 상기 송전장치 사이에서 송수신된 정보에 근거하여 상기 제2 통신수단과 상기 송전장치가 접속되어 있는 상태에서, 상기 수전의 정지를 상기 송전장치에 요구할 것인지를 판정하는 판정공정과,
    상기 수전의 정지를 상기 송전장치에 요구하는 것으로 판정된 경우, 재차, 상기 제2 통신수단과 상기 송전장치를 접속하기 위한 통신을 행하도록 제어하는 제어공정을 갖는 것을 특징으로 하는 제어방법.
  25. 수전장치에 무선으로 전력을 송전하는 송전장치의 제어방법으로서,
    상기 송전장치는,
    송전할 전력에 신호를 중첩해서 통신을 행하는 제1 통신수단과,
    송전에 사용할 주파수와 다른 주파수를 사용해서 통신을 행하는 제2 통신수단을 갖고,
    상기 제1 통신수단과 상기 수전장치 사이에서 송수신된 정보에 근거하여 상기 제2 통신수단과 상기 수전장치가 접속되어 있는 상태에서, 상기 수전장치에 대한 송전을 정지할 것인지를 판정하는 판정공정과,
    상기 수전장치에 대한 송전을 정지하는 것으로 판정된 경우, 상기 수전장치와는 다른 수전장치와 상기 제2 통신수단을 접속하기 위한 통신을 행하도록 제어하는 제어공정을 갖는 것을 특징으로 하는 제어방법.
  26. 컴퓨터를, 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 기재된 송전장치, 또는 청구항 13 내지 17 중 어느 한 항에 기재된 수전장치로서 기능시키기 위한 프로그램.
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