WO2017170107A1

WO2017170107A1 - 非接触給電機器とこれを備えた非接触電力伝送システム

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Publication number: WO2017170107A1
Application number: PCT/JP2017/011668
Authority: WO
Inventors: 佐登志古澤; 藤濤　知也; 黒部　彰夫
Original assignee: パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date: 2016-03-29
Filing date: 2017-03-23
Publication date: 2017-10-05
Also published as: JPWO2017170107A1

Abstract

非接触給電機器（１）は、非接触受電機器（１０）に非接触で電力を送信するために、複数の給電部（３）と入力部（６）と給電側の通信部（４）と給電側の制御部（２）とを備える。複数の給電部（３）の各々は、共振回路（８）をそれぞれ有し、電力を送信するように構成される。入力部（６）は、複数の給電部（３）のうちの少なくとも一つの指定された給電部を使用者が選択するように構成される。給電側の通信部（４）は、非接触受電機器（１０）に割り当てられた通信アドレスを含む応答要求メッセージを送信し、通信アドレスを含む応答メッセージを受信するように構成される。給電側の制御部（２）は、指定された給電部を作動させ、通信アドレスに基づいて指定された給電部と非接触受電機器（１０）とを関連付けるように構成される。本態様によれば、複数の給電部を有する誘導加熱調理器において、任意の給電部を用いて非接触電力伝送を行うことができる。

Description

非接触給電機器とこれを備えた非接触電力伝送システム

　本開示は、非接触電力伝送システムに関するものである。

　従来、非接触電力伝送システムにおける使い勝手と信頼性とを向上させるべく、給電機器と受電機器との間で無線通信を行う構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

　図１２は、特許文献１に記載された従来の非接触電力伝送システムのブロック構成図である。図１２に示すように、上記従来技術において、機器本体４２０は非接触給電機器に相当し、遠隔制御装置４０１は非接触受電機器に相当する。

　遠隔制御装置４０１は、受電用の共振回路４０５ａと通信用の共振回路４０５ｂとを備える。共振回路４０５ａは、機器本体４２０への指示入力、および、機器本体４２０に関する情報出力のため、機器本体４２０から発生する磁束の変化に基づいて、機器本体４２０から無線で電力伝送を受けるために用いられる。共振回路４０５ｂは、機器本体４２０との間で通信信号を無線で双方向通信するために用いられる。

　機器本体４２０は、共振回路４０５ａに対応する給電用の共振回路４２２、共振回路４０５ｂに対応する通信用の共振回路４２１および通信回路４２３を備える。

　図１３Ａ、図１３Ｂは、上記従来技術に係る非接触電力伝送システムの具体例を示す斜視図である。図１３Ａに示す例は、二つの加熱コイル４２６が配置された誘導加熱装置である。図１３Ｂに示す例は、数多くの比較的小さな加熱コイル４２６が、平面状に分布するように配置された誘導加熱装置である。図１３Ｃは、上記従来技術において、機器本体４２０が遠隔制御装置４０１を検出するための制御を示すフローチャートである。

　図１４は、非特許文献１に記載された従来の非接触電力伝送システムのブロック構成図である。非特許文献１は、主にスマートフォンなどのモバイル装置のための非接触電力伝送システムの仕様を規定する。

　図１４に示すように、非特許文献１に規定された非接触電力伝送システムは、ベースステーション５０１とモバイル装置５０２とを含む。

　ベースステーション５０１の電力変換ユニット５０６ａ、電力変換ユニット５０６ｂから、モバイル装置５０２の電力ピックアップユニット５０７に電力が非接触で伝送される。モバイル装置５０２の負荷５０９は、伝送された電力を消費する。

　その間、ベースステーション５０１は、通信制御ユニット５０８ａ、通信制御ユニット５０８ｂを介してモバイル装置５０２の電力受信機５０５からベースステーション５０１の電力送信機５０４ａ、電力送信機５０４ｂに送信される要求電力の大きさに応じて、伝送される電力の大きさを制御する。

　図１５は、非特許文献１に記載された従来の非接触電力伝送システムの状態遷移図である。図１５に示す選択状態６０１において、非接触電力伝送システムは、ベースステーション５０１上にモバイル装置５０２が載置されるか否かを検出する。

　例えば、ベースステーション５０１は、インピーダンスの変化を検出することにより、モバイル装置５０２が載置されたことを検出する。モバイル装置５０２の載置を検出すると、ベースステーション５０１はピング状態６０２に遷移する。

　ピング状態６０２では、ベースステーション５０１は、電力変換ユニット５０６ａからモバイル装置５０２の電力ピックアップユニット５０７に対して、通信制御ユニット５０８ｃを稼働させるための微小電力を伝送する。

　この状況において、モバイル装置５０２からの応答が、通信制御ユニット５０８ａ、５０８ｂを介してベースステーション５０１に所定時間内に送信されなければ、ベースステーション５０１は選択状態６０１に戻る。応答が送信された場合には、ベースステーション５０１は、微小電力の伝送を継続し、識別状態／設定状態６０３に遷移する。

　識別状態／設定状態６０３において、モバイル装置５０２は、通信制御ユニット５０８ａ、５０８ｂを介して識別情報と要求電力の大きさとをベースステーション５０１に送信する。ベースステーション５０１は、モバイル装置５０２からの要求電力の大きさに対応可能と判断すると、設定を完了し給電状態６０４に遷移する。

　給電状態６０４において、ベースステーション５０１の電力送信機５０４ａからモバイル装置５０２の電力受信機５０５に電力伝送が行われる。伝送される電力の大きさは、モバイル装置５０２の電力受信機５０５からベースステーション５０１の電力送信機５０４ａに送信される要求電力の大きさに応じて制御される。伝送された電力は、モバイル装置５０２の負荷５０９により消費される。

　図１６は、非特許文献１に記載された非接触電力伝送システムで用いられる通信パケットのフォーマットを示す。

　図１６に示すように、通信パケットのフォーマットは、プリアンブル７０１とヘッダ７０２とメッセージ７０３とチェックサム７０４とを含む。

　プリアンブル７０１は、通信パケットの検出のための１１バイトから２５バイトのデータである。ヘッダ７０２は、メッセージの種別、サイズに対応したコードが割り当てられる１バイトのデータである。メッセージ７０３は、ヘッダ７０２のコードに対応した１バイトから２７バイトのデータである。チェックサム７０４は、パケットエラーを検出するための１バイトのデータである。

　図１７は、非特許文献１で規定されるメッセージサイズとヘッダのコードとの関係を示す図である。図１８は、非特許文献１で規定されるメッセージタイプを示す図である。

　非特許文献１は、ヘッダ７０２内のコードを、図１７に示す数式に代入して得られる１バイトから２７バイトのメッセージサイズを用いることを規定する。非特許文献１はまた、図１８に示すように、各コードに対応するメッセージのパケットタイプとメッセージサイズとを規定する。ここでは詳細な説明は省略する。

特開２００９－１６５２９１号公報

Ｓｙｓｔｅｍ　Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ　Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｐｏｗｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｖｏｌｕｍｅ　Ｉ：Ｌｏｗ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐａｒｔ　１：Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　Ｖｅｒｓｉｏｎ　１．１．２　Ｊｕｎｅ　２０１３

　特許文献１に記載の先行技術は、鍋などの調理容器、または、通信回路や情報入出力回路などの弱電回路を含む遠隔制御装置のどちらを使用するかを選択すると、その選択に応じて、機器本体に配置された給電コイルから大電力のみを送る場合と、給電コイルから微小電力と通信データとを送る場合とを切り替えるように構成される。このため、給電用のコイルを通信用のコイルと共通化することが可能である。

　非特許文献１に記載の先行技術では、伝送される電力が５Ｗ以下に制限されるため、伝送される電力にデータを重畳して通信することが容易である。このため、給電用のコイルと通信用のコイルとが、給電側および受電側の双方において共通化され、常に給電とデータ通信とを同時に行うことが可能である。

　しかし、一般的な電化製品には、消費電力が１ｋＷを超えるものもある。この場合、給電とデータ通信とを同時に行うには、給電用のコイルと通信用のコイルとが必要となる。

　それに加えて、特許文献１に記載の先行技術では、給電用の周波数が通信用の周波数と近接する場合、通信用の共振回路４０５ｂは、受電用の共振回路４０５ａからのノイズの影響を受ける。このため、伝送される電力の電圧が０Ｖとなる時点、すなわち、ゼロクロス点の近辺の時間帯に、限られた量の情報しか通信することができない。

　非接触給電機器が複数の給電用の共振回路を有する場合、給電用のコイルと同じ数の通信用の共振回路および通信回路が必要となる。このため、構成が複雑になり製造コストが高くなる場合がある。

　本開示は、従来の問題点を解決するものであり、ノイズの影響を受けることなく、精度のよい通信および安全な電力伝送が可能で、実用的な規模の非接触電力伝送システムを提供する。

　本開示の一態様の非接触給電機器は、非接触受電機器に非接触で電力を送信するために、複数の給電部と入力部と給電側の通信部と給電側の制御部とを備える。複数の給電部の各々は、共振回路をそれぞれ有し、電力を送信するように構成される。入力部は、複数の給電部のうちの少なくとも一つの指定された給電部を使用者が選択するように構成される。給電側の通信部は、非接触受電機器に割り当てられた通信アドレスを含む応答要求メッセージを送信し、通信アドレスを含む応答メッセージを受信するように構成される。給電側の制御部は、指定された給電部を作動させ、通信アドレスに基づいて指定された給電部と非接触受電機器とを関連付けるように構成される。

　本開示によれば、ノイズの影響を受けることなく、精度のよい通信および安全な電力伝送が可能で、実用的な規模の非接触電力伝送システムを提供することができる。

　より具体的には、平面状に分布する複数の給電部を有し、非接触受電機器として機能する誘導加熱調理器において、使用者に指定された給電部を作動させることにより非接触電力伝送を行うことができる。

図１は、本開示の実施の形態に係る非接触電力伝送システムのブロック構成図である。図２は、本実施の形態に係る非接触電力伝送システムにおける通信パケットのフォーマットを示す模式図である。図３は、本実施の形態に係る非接触電力伝送システムにおける状態遷移図である。図４は、本実施の形態に係る非接触給電機器として機能する誘導加熱調理器を模式的に示す平面図である。図５Ａは、本実施の形態に係る誘導加熱調理器に対する操作の様子を模式的に示す図である。図５Ｂは、本実施の形態に係る誘導加熱調理器に対する操作の様子を模式的に示す図である。図６Ａは、本実施の形態に係る誘導加熱調理器に対する操作の様子を模式的に示す図である。図６Ｂは、図６Ａに示す操作を行った場合の通信シーケンスを示す図である。図７Ａは、本実施の形態に係る誘導加熱調理器に対する操作の様子を模式的に示す図である。図７Ｂは、図７Ａに示す操作を行った場合の通信シーケンスを示す図である。図８Ａは、本実施の形態に係る誘導加熱調理器に対する操作の様子を模式的に示す図である。図８Ｂは、図８Ａに示す操作を行った場合の通信シーケンスを示す図である。図９Ａは、本実施の形態に係る誘導加熱調理器に対する操作の様子を模式的に示す図である。図９Ｂは、図９Ａに示す操作を行った場合の通信シーケンスを示す図である。図１０は、本実施の形態に係る誘導加熱調理器の変形例を模式的に示す平面図である。図１１Ａは、本実施の形態に係る誘導加熱調理器における初期登録の様子を模式的に示す平面図である。図１１Ｂは、初期登録における誘導加熱調理器と非接触受電機器との間の通信シーケンスを示す図である。図１２は、従来技術に係る非接触電力伝送システムのブロック構成図である。図１３Ａは、従来技術に係る非接触電力伝送システムの具体例を示す斜視図である。図１３Ｂは、従来技術に係る非接触電力伝送システムの具体例を示す斜視図である。図１３Ｃは、従来技術に係る非接触電力伝送システムにおける制御を示すフローチャートである。図１４は、従来技術に係る非接触電力伝送システムのブロック構成図である。図１５は、従来技術に係る非接触電力伝送システムの状態遷移図である。図１６は、従来技術に係る非接触電力伝送システムにおける通信フレームフォーマットを示す図である。図１７は、従来技術に係る非接触電力伝送システムにおける通信フレームフォームのヘッダとメッセージサイズの関係を示す図である。図１８は、従来技術に係る非接触電力伝送システムにおける通信フレームフォームのヘッダとパケットタイプ、メッセージサイズとの関係を示す図である。

　本開示の他の態様の非接触給電機器によれば、上記態様において、複数の給電部が平面状に分布するように配置され、入力部が、平面状の表示部を有し、表示部における位置と複数の給電部の各々の位置とを関連付けることにより、指定された給電部を選択するように構成される。

　本開示の一態様の非接触電力伝送システムは、上記態様のいずれかの非接触給電機器と、非接触給電機器から非接触で伝送された電力を受信する非接触受電機器を備える。非接触受電機器は、受電部と受電側の通信部と受電側の制御部とを有する。受電部は、共振回路を有し、送信された電力を受信するように構成される。受電側の通信部は、応答要求メッセージを受信し、非接触受電機器に割り当てられた通信アドレスを含む応答メッセージを送信するように構成される。受電側の制御部は、受電部が電力を受信すると、所定時間内に応答メッセージを送信するように、受電側の通信部を制御するように構成される。

　本開示の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の説明において、同一または相当の部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を省略する。

　［非接触電力伝送システムの構成］
　図１は、本開示の実施の形態に係る非接触電力伝送システムのブロック構成図である。図１に示すように、本実施の形態に係る非接触電力伝送システムは、非接触給電機器１と少なくとも一つの非接触受電機器１０とを含む。

　非接触給電機器１は、給電側の制御部２と給電部３と通信部４と記憶部５と入力部６とを有する。通信部４は給電側の通信部であり、後述する非接触受電機器１０の通信部１２と通信を行う。非接触給電機器１の具体例には、例えばキッチンカウンタのカウンタトップに埋め込まれた誘導加熱調理器が含まれる。

　非接触給電機器１は、三つの給電部３（給電部３ａ、給電部３ｂ、給電部３ｃ）を有する。記憶部５は、通信部１２から送信され通信部４により受信された非接触受電機器１０に関する機器情報を記憶する。入力部６は、平面状の表示部を有するタッチパネル装置で構成される。

　使用者は、入力部６を操作することにより、非接触電力伝送のために作動する給電部３を指定する。以後、これらの給電部３を指定された給電部３ｄと呼ぶ。指定された給電部３ｄの選択の仕方については後述する。

　給電部３は、高周波電源部７と共振回路８とを有する。高周波電源部７は、商用電源から供給された電力を高周波電力に変換する。共振回路８は、給電コイルを含み、高周波電源部７により変換された電力を、後述する非接触受電機器１０の共振回路１１に非接触で伝送する。

　制御部２は、非接触受電機器１０の通信部１２が作動するために必要な電力が伝送されるように、指定された給電部３ｄを制御する。制御部２は、指定された給電部３ｄの上方に載置された非接触受電機器１０から、通信用アドレスを含む通信パケット１８を受信するように、通信部４を制御する。

　制御部２は、受信された通信パケット１８に含まれた通信用アドレスに応じて、指定された給電部３ｄと、指定された給電部３ｄの上方に載置された非接触受電機器１０とを関連付ける。指定された給電部３ｄと非接触受電機器１０との関連付けについては後述する。

　非接触受電機器１０は、共振回路１１と通信部１２と制御部１３と電力計測器１４と負荷１５と電源回路１６と機器ＩＤ１７とを有する。

　非接触受電機器１０の具体例には、例えばジューサ、ミキサ、または、ジャーポットが含まれる。負荷１５の具体例には、例えばジューサやミキサに含まれたモータ、ジャーポットに含まれたヒータが含まれる。

　共振回路１１は、受電コイルを含み、伝送された電力を受信する非接触受電機器１０の受電部である。電源回路１６は、共振回路１１により受信された電力を、負荷１５を作動させるための電力に変換する。通信部１２は、非接触給電機器１の通信部４と通信を行う受電側の通信部である。

　制御部１３は受電側の制御部である。制御部１３は、電源回路１６からの電力の負荷１５への供給を制御する。制御部１３は、電力計測器１４により計測される受信中の電力の大きさと、負荷１５の定格電力との差（以下、電力誤差という）を算出する。通信部１２は、算出された電力誤差を含むメッセージを通信部４に送信する。

　非接触受電機器１０が給電部３の上方に載置され、給電部３から電力を受信すると、制御部１３は、非接触受電機器１０に割り当てられた通信用アドレスを含む通信パケット１８を、所定時間内に送信するように通信部１２を制御する。

　図１において、非接触給電機器１上に二つの非接触受電機器１０が載置される。給電部３ａの上方に一方が、給電部３ｃの上方にもう一方が載置される。

　非接触給電機器１において、通信部４は、メッセージの要求を繰り返し送信し、それに対応するメッセージを受信する。制御部２は、受信したメッセージに含まれた電力誤差に基づいて、負荷１５を稼働させるのに必要な電力を供給するように、給電部３を制御する。

　機器ＩＤ１７は、受電機器ごとに設定され、非接触給電機器１と非接触受電機器１０と間の通信に用いられる。

　［通信パケットのフォーマット］
　次に、非接触給電機器１と非接触受電機器１０との間の通信で用いられる通信パケット１８のフォーマットについて、図２を用いて説明する。

　図２は、通信パケット１８のフレームフォーマットを示す。図２に示すように、通信パケット１８のフォーマットは、プリアンブル１８ａと送信元アドレス１８ｂと受信先アドレス１８ｃとヘッダ１８ｄとメッセージ１８ｅとチェックサム１８ｆとを含む。

　プリアンブル１８ａは、通信パケット１８を検出ために用いられる。ヘッダ１８ｄには、メッセージの種別やサイズに応じたコードが割り当てられる。メッセージ１８ｅには、ヘッダ１８ｄに割り当てられたコードに応じた機器情報が格納される。チェックサム１８ｆは、パケットエラーを検出するために用いられる。

　本実施の形態において、上述の非特許文献１と同様に、通信パケット１８は、１１バイト～２５バイトのプリアンブル１８ａ、１バイトの送信元アドレス１８ｂ、１バイトの受信先アドレス１８ｃ、１バイトのヘッダ１８ｄ、１バイト～２７バイトのメッセージ１８ｅ、１バイトのチェックサム１８ｆを有する。メッセージ１８ｅのサイズは、ヘッダ１８ｄのコードに応じて決定される。

　これらのデータのサイズは、物理層の特性や実現したい応用に応じて最適値が変化するものであり、上記値に限られるものではない。

　図３は、本実施の形態に係る非接触電力伝送システムにおける状態遷移図である。図３において、状態遷移の要因であるＰＴ－ＯＮ、ＯＦＦが図１５に追加されている。ＰＴ－ＯＮ、ＯＦＦは、入力部６を用いて入力される非接触給電機器１への指示である。ＰＴ－ＯＮについては後述する。

　［非接触給電機器１の具体例］
　図４は、本実施の形態に係る非接触給電機器１として機能する誘導加熱調理器２０を模式的に示す平面図である。図４に示すように、誘導加熱調理器２０は、平面状に分布するように配置された複数の給電部３を有する。具体的には、給電部３は、縦方向に６行、横方向に９列のマトリクス状に配置される。

　以下に示す例において、三つの非接触受電機器１０が既に初期登録されているものとする。これらを、非接触受電機器１０ａ、１０ｂ、１０ｃと呼ぶ。これらは、図１に示す非接触受電機器１０と同様の構成を有する。

　図４に示すように、誘導加熱調理器２０上に、非接触受電機器１０ａ、１０ｃが載置されており、非接触受電機器１０ｂは載置されていないものとする。非接触受電機器１０ａに含まれた共振回路１１は、６個の給電部３を覆うほどの大きさを有する。非接触受電機器１０ｃに含まれた共振回路１１は、１２個の給電部３を覆うほどの大きさを有する。

　誘導加熱調理器２０上には、１８個の給電部３を覆うほどの大きさを有する鍋３０も載置されている。

　本実施の形態において、ｊ行目とは手前からｊ行目を、ｋ列目とは左からｋ列目をそれぞれ意味する。ここで、ｊは６以下の自然数、ｋは９以下の自然数である。

　簡単のため、鍋３０などがｊ行目（またはｋ列目）に配置された給電部３の上方に載置されることを、鍋３０などがｊ行目（またはｋ列目）に載置されると表現する。

　［誘導加熱の実行］
　図５Ａ、図５Ｂは、誘導加熱調理器２０の１行目から６行目および１列目から３列目に載置された鍋３０を加熱する場合における、入力部６への操作を示す図である。

　図５Ａに示すように、使用者は、指３１を入力部６に押しつけて入力部６上で移動させることにより、入力部６上の表示領域６ａを指定する。表示領域６ａは、鍋３０が載置される誘導加熱調理器２０の天面２１上の領域２１ａに対応する（図４参照）。

　すなわち、制御部２は、入力部６上の位置と平面状に分布する給電部３の位置とを関連付けることにより、１行目から６行目および１列目から３列目の給電部３を、指定された給電部３ｄとして選択する。

　次に、図５Ｂに示すように、使用者は、指３１で入力部６に表示された矢印６ｄを押すことにより、誘導加熱（ＩＨ）モードおよび加熱レベルを選択する。図５Ｂに示すＩＨ－５は、指定された給電部３ｄが、ＩＨモードおよび加熱レベル（５）に設定されたことを表す。

　図５Ａ、図５Ｂに示す操作に応答して、指定された給電部３ｄが作動し、鍋３０に対する誘導加熱が開始される。

　［非接触電力伝送の実行］
　ここで、本実施の形態における非接触電力伝送の動作を説明する。

　具体的には、初期登録された非接触受電機器１０ａ～１０ｃのうち、誘導加熱調理器２０に載置された非接触受電機器１０ａ、１０ｃに対して、非接触電力伝送が行われる。

　誘導加熱調理器２０、非接触受電機器１０ａ～１０ｃは、通信用アドレス（００ｈ、０１ｈ、０２ｈ、０３ｈ）をそれぞれ有する。初期登録のための通信用アドレスの設定には、例えばディップスイッチを用いる方法や、後述する通信アドレスの自動割り当てが含まれる。

　図６Ａ、図７Ａは、誘導加熱調理器２０の５行目から６行目および４列目から６列目に載置された非接触受電機器１０ａに対して非接触電力伝送を行う場合における、入力部６への操作を示す図である。図６Ｂ、図７Ｂはそれぞれ、図６Ａ、図７Ａに示す操作を行った場合の通信シーケンスを示す図である。

　図６Ａに示すように、使用者は、指３１を入力部６に押しつけて入力部６上で移動させることにより、入力部６上の表示領域６ｂを指定する。表示領域６ｂは、非接触受電機器１０ａが載置される天面２１上の領域２１ｂに対応する（図４参照）。

　すなわち、制御部２は、入力部６上の位置と平面状に分布する給電部３の位置とを関連付けることにより、５行目から６行目および４列目から６列目の給電部３を、指定された給電部３ｄとして選択する。

　この段階では、非接触電力伝送は、図３に示すオフ状態５１にあり、誘導加熱調理器２０と非接触受電機器１０ａとの間で通信は行われていない（図６Ｂ参照）。

　次に、図７Ａに示すように、使用者が指３１で入力部６に表示された矢印６ｄを押すと、表示領域６ｂに対応する給電部３が、通信用アドレス（０１ｈ）を有する非接触受電機器１０ａに対して非接触電力伝送（ＰＴ）モードで作動する。図７Ａに示すＰＴ－ＯＮ（１）はこの状態を表す。

　このとき、誘導加熱調理器２０と非接触受電機器１０ａとの間の非接触電力伝送は、図３に示すピング状態５２にある。

　図７Ｂに示すように、ピング状態５２における誘導加熱調理器２０の通信部４は、非接触受電機器１０ａ～１０ｃの通信用アドレス宛てに応答要求メッセージを順に送信する。

　非接触受電機器１０ａの通信部１２は、通信用アドレス（０１ｈ）宛ての応答要求メッセージに所定時間内に応答して、応答メッセージを送信する。

　誘導加熱調理器２０の通信部４は、送信された応答メッセージを受信する。誘導加熱調理器２０の制御部２は、受信された応答メッセージに含まれた通信アドレスに基づいて、表示領域６ｂに対応する天面２１の領域に非接触受電機器１０ａが載置されていることを認識する。制御部２は、指定された給電部３ｄと非接触受電機器１０ａとを関連付ける。これで、ピング状態５２が終了する。

　なお、図７Ｂにおいて、ＰＴ－ＯＮは、使用者が図７Ａに示す操作を行ったことを表す。応答要求メッセージ（０－１）とは、送信元アドレス１８ｂ、受信先アドレス１８ｃに、通信アドレス（００ｈ）、通信アドレス（０１ｈ）がそれぞれ格納された応答要求メッセージであることを表す。

　応答要求メッセージ（０－２）とは、送信元アドレス１８ｂ、受信先アドレス１８ｃに、通信アドレス（００ｈ）、通信アドレス（０２ｈ）がそれぞれ格納された応答要求メッセージであることを表す。

　応答要求メッセージ（０－３）とは、送信元アドレス１８ｂ、受信先アドレス１８ｃに、通信アドレス（００ｈ）、通信アドレス（０３ｈ）がそれぞれ格納された応答要求メッセージであることを表す。

　応答メッセージ（１－０）とは、送信元アドレス１８ｂ、受信先アドレス１８ｃに、通信アドレス（０１ｈ）、通信アドレス（００ｈ）がそれぞれ格納された応答メッセージであることを表す。

　ピング状態５２が終了すると、誘導加熱調理器２０と非接触受電機器１０ａとの間の非接触電力伝送は、識別状態／設定状態５３に遷移する。設定が完了すると、非接触電力伝送は、給電状態５４に遷移する（図３参照）。

　図８Ａ、図９Ａは、誘導加熱調理器２０の１行目から４行目および７列目から９列目に載置された非接触受電機器１０ｃに対して非接触電力伝送を行う場合における、入力部６への操作を示す図である。図８Ｂ、図９Ｂはそれぞれ、図８Ａ、図９Ａに示す操作を行った場合の通信シーケンスを示す図である。

　図８Ａに示すように、使用者は、指３１を入力部６に押しつけて入力部６上で移動させることにより、入力部６上の表示領域６ｃを指定する。表示領域６ｃは、非接触受電機器１０ｃが載置される天面２１上の領域２１ｃに対応する（図４参照）。

　すなわち、制御部２は、入力部６上の位置と平面状に分布する給電部３の位置とを関連付けることにより、１行目から４行目および７列目から９列目の給電部３を、指定された給電部３ｄとして選択する。

　誘導加熱調理器２０は、非接触受電機器１０ａ～１０ｃの通信用アドレス宛てに応答要求メッセージを順に送信する。しかし、この段階では、非接触受電機器１０ｃに対する非接触電力伝送はまだオフ状態５１にあり、非接触受電機器１０ｃは応答メッセージを送信しない（図８Ｂ参照）。

　次に、図９Ａに示すように、使用者が指３１で入力部６に表示された矢印６ｄを押すと、表示領域６ｃに対応する給電部３が、通信用アドレス（０３ｈ）を有する非接触受電機器１０ｃに対する非接触電力伝送（ＰＴ）モードで作動する。図９Ａに示すＰＴ－ＯＮ（３）はこの状態を表す。

　このとき、誘導加熱調理器２０と非接触受電機器１０ｃとの間の非接触電力伝送は、図３に示すピング状態５２にある。

　図９Ｂに示すように、ピング状態５２における誘導加熱調理器２０は、非接触受電機器１０ａ～１０ｃの通信用アドレス宛てに応答要求メッセージを順に送信する。

　非接触受電機器１０ｃの通信部１２は、通信用アドレス（０３ｈ）宛ての応答要求メッセージに所定時間内に応答して、応答メッセージを送信する。

　誘導加熱調理器２０の通信部４は、送信された応答メッセージを受信する。誘導加熱調理器２０の制御部２は、受信された応答メッセージに含まれた通信アドレスに基づいて、表示領域６ｃに対応する天面２１の領域に非接触受電機器１０ｃが載置されていることを認識する。制御部２は、指定された給電部３ｄと非接触受電機器１０ｃとを関連付ける。これで、ピング状態５２が終了する。

　なお、図９Ｂにおいて、ＰＴ－ＯＮは、使用者が図９Ａに示す操作を行ったことを表す。応答メッセージ（３－０）とは、送信元アドレス１８ｂ、受信先アドレス１８ｃに、通信アドレス（０３ｈ）、通信アドレス（００ｈ）がそれぞれ格納された応答メッセージであることを表す。

　ピング状態５２が終了すると、誘導加熱調理器２０と非接触受電機器１０ｃとの間の非接触電力伝送は、識別状態／設定状態５３に遷移する。設定が完了すると、非接触電力伝送は、給電状態５４に遷移する（図３参照）。

　本実施の形態では、３台の非接触受電機器１０が初期登録されている。しかしながら、初期登録された非接触受電機器１０の数はこれに限定されるものではない。

　以上のように、本実施の形態によれば、誘導加熱調理器２０の通信部４は、複数の非接触受電機器１０の通信部１２と通信することができる。これにより、誘導加熱調理器２０は、マトリクス状に配置された複数の給電部３のうち、任意の給電部３を非接触電力伝送のために利用することができる。

　上記の例では、給電コイルおよび受電コイルが円形の形状を有する。しかし、給電コイルおよび受電コイルが、図１０に示すような楕円形の形状を有するものであってもよい。

　［初期登録］
　以下、初期登録のための通信用アドレスの自動割り当てについて説明する。図１１Ａは、誘導加熱調理器２０における初期登録の様子を模式的に示す平面図である。図１１Ｂは、初期登録における誘導加熱調理器２０と非接触受電機器１０ｄとの間の通信シーケンスを示す図である。

　図１１Ａに示すように、６行９列のマトリクス状に配置された給電部３のうちの手前から１行目および２行目と、左から１列目および２列目との四つの給電部３が、初期登録のために用いられることが予め定められているものとする。以下、上記四つの給電部３の上方に位置する天面２１上の領域を初期登録位置という。

　誘導加熱調理器２０の使用者または設置者は、新規購入された非接触受電機器１０ｄを初期登録位置に載置した後に、誘導加熱調理器２０に対して初期登録を指示する。初期登録の指示とは、例えば、入力部６に表示された初期登録の開始キー（不図示）の押下を指す。

　非接触受電機器１０ｄは、非接触受電機器１０ａ～１０ｃと同様の構成を有する。ただし、非接触受電機器１０ｄに含まれた共振回路１１は、４個の給電部３を覆うほどの大きさを有する。

　図１１Ｂに示すように、誘導加熱調理器２０は、予め定められた通信用アドレス（００ｈ）を有する。初期登録前であるため、非接触受電機器１０ｄの通信用アドレスは（ＦＦｈ）に設定されている。

　図１１Ａ、図１１Ｂに示すように、誘導加熱調理器２０において、入力部６が初期登録の指示を受けると、初期登録位置の四つの給電部３が、非接触受電機器１０ｄの通信部１２が作動するために必要な電力を伝送する。

　通信部４は、送信元アドレス１８ｂ、受信先アドレス１８ｃ、ヘッダ１８ｄに、誘導加熱調理器２０の通信用アドレス（００ｈ）、非接触受電機器１０ｄの通信用アドレス（ＦＦｈ）、初期登録を意味するコードをそれぞれ格納した初期登録用の通信パケット１８を送信する。

　非接触受電機器１０ｄにおいて、通信部１２は、通信部４から送信された通信パケット１８を受信する。制御部１３は、通信パケット１８に応答して、以下に示す通信パケット１８を送信するように、通信部１２を制御する。

　通信パケット１８は、送信元アドレス１８ｂ、受信先アドレス１８ｃ、ヘッダ１８ｄに、非接触受電機器１０ｄの通信用アドレス（ＦＦｈ）、誘導加熱調理器２０の通信アドレス（００ｈ）、非接触受電機器１０ｄの機器情報をメッセージ１８ｅに格納していることを示すコードをそれぞれ格納する。

　非接触受電機器１０ｄの機器情報は、機器ＩＤ１７、負荷１５の定格電力、共振回路８に含まれた受電コイルの大きさを含む。

　誘導加熱調理器２０において、通信部４が構成情報を受信すると、制御部２は、非接触受電機器１０ｄの機器ＩＤ１７を初期登録済みの機器ＩＤと比較する。

　通信部４が、初期登録される非接触受電機器１０ｄから通信パケット１８を受信すると、制御部２は、通信パケット１８に含まれた機器ＩＤ１７と、初期登録済みの非接触受電機器１０の機器ＩＤ１７とを比較する。

　これらが一致した場合、通信部４は、登録済みの通信アドレスをメッセージ１８ｅに格納した通信パケット１８を、非接触受電機器１０ｄに送信する。これらが一致しない場合、通信部４は、自動的に割り当てた新規の通信アドレスをメッセージ１８ｅに格納した通信パケット１８を、非接触受電機器１０ｄに送信する。

　これにより、非接触受電機器１０ｄの通信アドレスが、送信された通信アドレスに更新され、初期登録が終了する。以後、非接触受電機器１０ｄは、更新された通信アドレスを用いて、誘導加熱調理器２０との間で通信する。

　図１１Ｂは、０１ｈ、０２ｈ、０３ｈがそれぞれ非接触受電機器１０ａ～１０ｃの通信アドレスとして既に割り当て済みであるため、非接触受電機器１０ｄには通信アドレス（０４ｈ）が割り当てられることを示している。

　本実施の形態では、非接触受電機器１０ｄが新規購入され、使用者または設置者によって、非接触受電機器１０ｄの初期登録が行われる場合について説明した。

　例えば、誘導加熱調理器２０と非接触受電機器１０ｄとを組み合わせて販売する場合であれば、製造過程で非接触受電機器１０ｄを誘導加熱調理器２０に予め登録することにより、初期登録の手間を省くことができる。

　非接触受電機器１０ｄの機器ＩＤ１７は、例えば、規格団体によって各メーカに割り当てられたメーカコードと各メーカ独自のコードとを組み合わせて規定してもよい。

　以上のように、本開示は、非接触給電機器が、マトリクス状に配置された複数の給電部を有する誘導加熱調理器である非接触電力伝送システムにおいて特に有用である。

　１　非接触給電機器
　２，１３　制御部
　３，３ａ，３ｂ，３ｃ　給電部
　３ｄ　指定された給電部
　４，１２　通信部
　５　記憶部
　６　入力部
　６ａ，６ｂ，６ｃ　表示領域
　６ｄ　矢印
　７　高周波電源部
　８，１１，４０５ａ，４０５ｂ，４２１，４２２　共振回路
　１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ　非接触受電機器
　１４　電力計測器
　１５，５０９　負荷
　１６　電源回路
　１７　機器ＩＤ
　１８　通信パケット
　１８ａ，７０１　プリアンブル
　１８ｂ　送信元アドレス
　１８ｃ　受信先アドレス
　１８ｄ，７０２　ヘッダ
　１８ｅ，７０３　メッセージ
　１８ｆ，７０４　チェックサム
　２０　誘導加熱調理器
　２１　天面
　２１ａ，２１ｂ，２１ｃ　領域
　３０　鍋
　５１　オフ状態
　５２，６０２　ピング状態
　５３，６０３　識別状態／設定状態
　５４，６０４　給電状態
　４０１　遠隔制御装置
　４２０　機器本体
　４２３　通信回路
　４２６　加熱コイル
　５０１　ベースステーション
　５０２　モバイル装置
　５０４ａ，５０４ｂ　電力送信機
　５０５　電力受信機
　５０６ａ，５０６ｂ　電力変換ユニット
　５０７　電力ピックアップユニット
　５０８ａ，５０８ｂ，５０８ｃ　通信制御ユニット
　６０１　選択状態

Claims

　非接触受電機器に非接触で電力を送信する非接触給電機器であって、
　各々が共振回路をそれぞれ有し、電力を送信するように構成された複数の給電部と、
　前記複数の給電部のうちの少なくとも一つの指定された給電部を使用者が選択するように構成された入力部と、
　前記非接触受電機器に割り当てられた通信アドレスを含む応答要求メッセージを送信し、前記通信アドレスを含む応答メッセージを受信するように構成された給電側の通信部と、
　前記指定された給電部を作動させ、前記通信アドレスに基づいて前記指定された給電部と前記非接触受電機器とを関連付けるように構成された給電側の制御部と、を備えた非接触給電機器。
　前記複数の給電部が平面状に分布するように配置され、
　前記入力部が、平面状の表示部を有し、前記表示部における位置と前記複数の給電部の各々の位置とを関連付けることにより、前記指定された給電部を選択するように構成された請求項１に記載の非接触給電機器。
　請求項１に記載の非接触給電機器と、
　前記非接触給電機器から非接触で伝送された電力を受信する非接触受電機器であって、
　共振回路を有し、送信された電力を受信するように構成された受電部と、
　前記応答要求メッセージを受信し、前記非接触受電機器に割り当てられた通信アドレスを含む応答メッセージを送信するように構成された受電側の通信部と、
　前記受電部が前記電力を受信すると、所定時間内に前記応答メッセージを送信するように、前記受電側の通信部を制御するように構成された受電側の制御部と、
を有する非接触受電機器と、
を備えた非接触電力伝送システム。