WO2021117384A1 - 送電装置、受電装置、それらの制御方法およびプログラム - Google Patents

送電装置、受電装置、それらの制御方法およびプログラム Download PDF

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WO2021117384A1
WO2021117384A1 PCT/JP2020/041317 JP2020041317W WO2021117384A1 WO 2021117384 A1 WO2021117384 A1 WO 2021117384A1 JP 2020041317 W JP2020041317 W JP 2020041317W WO 2021117384 A1 WO2021117384 A1 WO 2021117384A1
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WO
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power
threshold value
power transmission
foreign matter
receiving device
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PCT/JP2020/041317
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七野 隆広
Original Assignee
キヤノン株式会社
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    • H04B5/70Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/79Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for data transfer in combination with power transfer
    • HELECTRICITY
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    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
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    • HELECTRICITY
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    • H04B5/70Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
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    • H04L1/12Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
    • H04L2001/125Arrangements for preventing errors in the return channel

Definitions

  • the present invention relates to a power transmission device and a power receiving device that perform wireless power transmission, control methods and programs thereof.
  • Patent Document 1 describes that, as a method for detecting foreign matter in a power transmission device, it is determined that foreign matter exists in the transmittable range of the power transmission device when the difference (power loss) between the transmitted power and the received power exceeds the threshold value. ing.
  • the present invention provides a technique for reducing the occurrence of false detection in the detection of foreign matter in the power transmission range.
  • the power transmission device has the following configurations. That is, A power transmission device that transmits wireless power to a power receiving device. An acquisition means for acquiring power loss based on the power transmitted by the power transmission device and the power received by the power receiving device. It is a setting means for setting a first threshold value for determining the presence or absence of foreign matter and a second threshold value smaller than the first threshold value based on the transmitted power set with the power receiving device. , When the set transmission power is a second power larger than the first power, the difference between the first threshold value and the second threshold value when the set transmission power is the first power is larger than the difference between the first threshold value and the second threshold value.
  • a determination means for determining that a foreign substance may be present if the value is between the threshold values is provided.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a power transmission device and a power reception device.
  • FIG. 2A is a conceptual diagram of foreign matter detection based on power loss.
  • FIG. 2B is a diagram showing the relationship between the maximum electric energy and the magnitude of uncertainty.
  • FIG. 3 is a sequence diagram of a power transmitting device and a power receiving device.
  • FIG. 4A is a conceptual diagram regarding a threshold value set by the power transmission device.
  • FIG. 4B is a conceptual diagram regarding a threshold value set by the power transmission device.
  • FIG. 5A is a flowchart illustrating the operation of the power transmission device.
  • FIG. 5B is a flowchart illustrating the operation of the power transmission device.
  • FIG. 6A is a flowchart illustrating the operation of the power receiving device.
  • FIG. 6B is a flowchart illustrating the operation of the power receiving device.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of the power transmission device 100 and the power reception device 120 according to the embodiment.
  • the power transmission device 100 transmits wireless power to the power receiving device 120.
  • the power transmission unit 102 converts the DC voltage and DC current supplied by the power supply unit 101 into AC voltage and AC current and outputs them to the power transmission coil 103.
  • the power transmission unit 102 is composed of a switching circuit.
  • the communication unit 104 superimposes data on the DC voltage and DC current output by the power transmission unit 102, and performs data communication with the power receiving device 120.
  • the control unit 105 has one or more processors, and controls the entire power transmission device 100 by executing a program stored in the memory unit 107.
  • the determination unit 106 makes various determinations related to foreign matter detection.
  • the determination unit 106 may be realized by the control unit 105 executing a predetermined program, or may be realized by dedicated hardware.
  • the power transmission device 100 may be a camera, a smartphone, a tablet PC, a laptop, an automobile, a robot, a medical device, a printer, or a configuration built therein.
  • the power receiving device 120 receives wireless power from the power transmitting device 100.
  • the voltage control unit 122 converts the AC voltage and AC current received by the power receiving coil 123 into DC voltage and DC current, and supplies power to the charging circuit 121, the communication unit 124, the control unit 125, and the like.
  • the charging circuit 121 charges the battery 126.
  • the communication unit 124 demodulates the electromagnetic wave input from the power receiving coil 123, acquires the information transmitted from the power transmission device 100, and load-modulates the electromagnetic wave to superimpose the information on the electromagnetic wave, thereby and the power transmission device 100. Perform data communication.
  • the control unit 125 has one or more processors, and controls the entire power receiving device 120 by executing a program stored in the memory unit 127. Note that some or all of the processing executed by the control unit 125 may be realized by dedicated hardware.
  • the power transmission device 100 and the power reception device 120 perform communication based on the WPC standard for power transmission / reception control as described above by superimposing a signal on the transmission power using the same antenna (coil) as wireless power transmission. Further, the power transmission device 100 and the power reception device 120 may use an antenna (coil) different from that for wireless power transmission to perform communication for power transmission / reception control.
  • An example of communication using an antenna (coil) different from wireless power transmission is a communication method conforming to the Bluetooth Low Energy (registered trademark) standard.
  • wireless LAN for example, Wi-Fi (registered trademark)
  • ZigBee registered trademark of the IEEE802.11 standard series.
  • communication using an antenna (coil) different from wireless power transmission may be performed by another communication method such as NFC (Near Field Communication) or RFID (Radio Frequency Identification).
  • Communication using an antenna (coil) different from that of wireless power transmission may be performed at a frequency different from the frequency used in wireless power transmission.
  • FIG. 2A (Explanation of foreign matter detection based on power loss) A foreign matter detection method based on power loss will be described with reference to FIG. 2A.
  • the horizontal axis of FIG. 2A is the power transmitted by the power transmitting device 100, and the vertical axis is the power received by the power receiving device 120.
  • the power transmission device 100 receives the power received power value Pr1 (referred to as Light Load) from the power receiving device 120 when the power received by the power receiving device 120 is not supplied to the load (charging circuit 121, battery 126, etc.). Then, the power transmission device 100 stores the power transmission power value Pt1 at that time (point 200). Further, the power transmission device 100 receives the value of the power received power value Pr2 (referred to as Connected Load) when the power received by the power receiving device 120 is supplied to the load from the power receiving device 120. Then, the power transmission device 100 stores the power transmission power value Pt2 at that time (point 201).
  • Pr1 referred to as Light Load
  • Connected Load the value of the power received power value Pr2
  • the power transmission device 100 linearly interpolates the points 200 and 201 to create a straight line 202.
  • the straight line 202 shows the relationship between the transmitted power and the received power in a state where no foreign matter is present around the power transmitting device 100 and the power receiving device 120.
  • the power transmission device 100 can predict the power received by the power receiving device 120 in a state where there is no foreign matter from the power transmission power value and the straight line 202.
  • the power transmission device 100 As an example of foreign matter detection by the power transmission device 100, there is a method of detecting foreign matter based on the predicted value of the received power in the absence of foreign matter. Specifically, when the transmitted power value is Pt3, the point 203 on the straight line 202 indicating the Pt3 is obtained, and it can be predicted that the received power value is Pr3 in the absence of foreign matter.
  • the power transmission device 100 receives the power received power value Pr3'from the power receiving device 120.
  • the power transmission device 100 calculates a value Pr3-Pr3'(this is called a power loss) obtained by subtracting the power received power value Pr3' actually received from the power receiving device 120 from the power received power value Pr3 predicted for the state in which no foreign matter is present. ..
  • This power loss is presumed to be the power consumed by the foreign matter. Therefore, when the calculated power loss exceeds a predetermined threshold value, it can be determined that the foreign matter exists.
  • the power transmission device 100 receives the power received power value Pr3'from the power receiving device 120, it is predicted from the point 204 on the straight line 202 that the power transmission power value is Pt3'in the absence of foreign matter. be able to.
  • the power transmission device 100 subtracts the power transmission power value Pt3'predicted with respect to the state in which no foreign matter exists from the actual power transmission power value Pt3.
  • Pt3'(power loss) is calculated. As mentioned above, this power loss is presumed to be the power consumed by the foreign matter. Therefore, when the calculated power loss exceeds a predetermined threshold value, it can be determined that the foreign matter exists.
  • the above is the explanation of foreign matter detection based on power loss.
  • the vertical axis of FIG. 4B shows the magnitude of the power loss for determining the presence or absence of foreign matter in the above-mentioned foreign matter detection method based on power loss, and the unit is milliwatt (mW).
  • the WPC standard defines a threshold value (first threshold value) based on the maximum power (Maximum Power) predicted that the power receiving device 120 outputs to a load (for example, a battery 126). For example, if the maximum power is 0 W to 5 W, the threshold value for determining whether or not a foreign substance is present is 350 mW (straight line 406).
  • the power transmission device 100 determines that there is no foreign matter, and if the power loss is 350 mW or more (above the straight line 406), the power transmission device 100 determines that foreign matter is present. to decide.
  • the threshold value for determining the presence or absence of foreign matter is 500 mW (not shown), and when the maximum power is 10 W to 15 W, the threshold value for determining whether or not foreign matter is present. Is 750 mW (straight line 401).
  • Arrows 410 and 411 in FIG. 4B are the range of uncertainty of power loss.
  • the uncertainty is included in the detected values such as the detection error of the voltage and current for calculating the transmitted power and the received power of each of the power transmitting device 100 and the power receiving device 120, and the power loss due to the noise superimposed on the voltage and current. It is an error.
  • Arrow 410 and arrow 411 calculate the power loss based on the measurement error of the transmitted power performed by the power transmitting device 100, the detection error of the voltage and current of the received power performed by the power receiving device 120, and the noise or detection timing superimposed on the voltage and current. The range in which the results vary is shown. This variation is the sum of the measurement error of the power transmission device 100 and the detection error of the power receiving device 120.
  • the maximum power is 0W to 5W. If the actual power loss without uncertainty is above the threshold (straight line 406) and there is actually a foreign object, the uncertainty of the power loss (arrow 410) is first with the straight line 406 indicating the actual power loss as the midpoint. Appears above and below the threshold of (straight line 406). The lower limit of uncertainty (arrow 410) is smaller than the first threshold (straight line 406). Therefore, there is a risk of erroneous detection that it is determined that there is no foreign matter by detecting a value smaller than the first threshold value (straight line 406) as the power loss even though the foreign matter actually exists.
  • the upper limit of uncertainty is the first threshold (straight line 406). Greater. Therefore, there is a risk of false detection that the power loss is detected to be larger than the first threshold value (straight line 406) even though the foreign matter does not actually exist, and it is determined that the foreign matter exists.
  • the power loss is larger than the first threshold value (straight line 406) by the power ⁇ c (length of the arrow 408) from the second threshold value (straight line 405) and the first threshold value (straight line 406) to the power ⁇ d (arrow). It defines a third threshold (straight line 407) that is smaller by the length of 409).
  • the power transmission device 100 determines that foreign matter may be present. If the power loss is larger than the second threshold value (greater than the straight line 405), the power transmission device 100 determines that foreign matter is present, and if it is smaller than the third threshold value (smaller than the straight line 407), the power transmission device 100 is used. Judges that there is no foreign matter.
  • the magnitudes of ⁇ c and ⁇ d are set to half or more of the width of uncertainty (the length of arrow 410), and the magnitudes of ⁇ c and ⁇ d are the same.
  • the actual power loss without uncertainty is between the first threshold value (straight line 406) and the second threshold value (straight line 405). Since the actual power loss is above the first threshold (straight line 406), foreign matter is actually present. In this example, the actual power loss is between the first threshold (straight line 406) and the second threshold (straight line 405), with the magnitudes of ⁇ c and ⁇ d being half or more of the uncertainty (arrow 410). There is. Therefore, the lower limit of uncertainty (arrow 410) is always greater than the third threshold (straight line 407) and always smaller than the first threshold (straight line 406).
  • the upper limit of uncertainty (arrow 410) may be larger than the second threshold (straight line 405). In this case, the power transmission device 100 determines that foreign matter is present due to the uncertainty, but this is a correct detection result, so it does not matter.
  • the actual power loss without uncertainty is between the first threshold value (straight line 406) and the third threshold value (straight line 407). Since the actual power loss is below the first threshold (straight line 406), there are actually no foreign objects. In this example, the actual power loss is between the first threshold (straight line 406) and the third threshold (straight line 407), and the magnitudes of ⁇ d and ⁇ c are half or more of the uncertainty (arrow 410). It is said. Therefore, the upper limit of uncertainty (arrow 410) is always smaller than the second threshold (straight line 405) and always larger than the first threshold.
  • the lower limit of uncertainty may be smaller than the third threshold (straight line 405). In this case, the transmission device 100 determines that the foreign matter does not exist due to the uncertainty, but this is a correct detection result, so it does not matter.
  • the magnitude of the first threshold value is set based on the maximum power of the power receiving device.
  • the difference ( ⁇ c) between the second threshold value and the first threshold value and the third are the cases where the maximum power of the power receiving device 120 is 0 to 5 W and the maximum power of the power receiving device 120 is 10 W to 15 W. It is assumed that the difference ( ⁇ d) between the threshold value and the first threshold value is set to be the same. For example, as shown in FIG.
  • a third threshold value (straight line 402) smaller by) is specified.
  • the uncertainty when the maximum power of the power receiving device 120 is 10 W to 15 W is shown by arrow 411.
  • the size of arrow 411 is larger than that of arrow 410 for the above reason. There is no uncertainty When the actual power loss is on the first threshold (straight line 401) and there is actually a foreign object, the power loss uncertainty (arrow 411) midpoints the straight line 401 indicating the actual power loss. Appears above and below the first threshold (straight line 401). Since the size of arrow 411 is larger than arrow 410, the lower limit of uncertainty (arrow 411) may be smaller than the third threshold (straight line 402) and the upper limit may be larger than the second threshold (straight line 400). There is.
  • the actual power loss without uncertainty is between the first threshold value (straight line 401) and the second threshold value (straight line 400). Since the actual power loss is above the first threshold (straight line 401), foreign matter actually exists.
  • the actual power loss is between the first threshold (straight line 401) and the second threshold (straight line 400), and the magnitudes of ⁇ c and ⁇ d are uncertain when the maximum power is 10-15 W. It is less than half of (arrow 411). Therefore, as shown in FIG. 4B, the lower limit of uncertainty (arrow 411) may be smaller than the third threshold (straight line 402). This means that the power transmission device 100 may determine that the foreign matter does not exist even though the foreign matter actually exists, and erroneous detection may occur.
  • the actual power loss without uncertainty is between the first threshold value (straight line 401) and the third threshold value (straight line 402). Since the actual power loss is below the first threshold (straight line 401), there are actually no foreign objects.
  • the actual power loss is between the first threshold (straight line 401) and the third threshold (straight line 402), and the magnitudes of ⁇ d and ⁇ c are less than half of the uncertainty (arrow 411). Therefore, as shown in FIG. 4B, the upper limit of uncertainty (arrow 411) may be larger than the second threshold (straight line 400). This means that the power transmission device 100 may determine that the foreign matter is present even though the foreign matter is not actually present, and erroneous detection may occur.
  • the power transmission device 100 of the present embodiment sets a second threshold value and a third threshold value based on the maximum power of the power receiving device 120. Specifically, when the maximum power of the power receiving device 120 is 10 W to 15 W, a second threshold value (straight line 400) larger than the first threshold value (straight line 401) by the power ⁇ a (arrow 403) is defined. Here, the magnitude of ⁇ a is set to be larger than ⁇ c and equal to or greater than half the magnitude of the uncertainty (arrow 411). Similarly, the third threshold value (straight line 402) is defined as a value smaller than the first threshold value (straight line 401) by the power ⁇ b (arrow 404). Here, the magnitude of ⁇ b is set to be larger than ⁇ d and equal to or greater than half the magnitude of the uncertainty (arrow 411).
  • the case where the actual power loss without uncertainty is between the first threshold value (straight line 401) and the second threshold value (straight line 400) will be examined.
  • the actual power loss is above the first threshold value (straight line 401)
  • the actual power loss is between the first threshold (straight line 401) and the second threshold (straight line 400)
  • the magnitude of ⁇ b is the uncertainty when the maximum power is 10 to 15 W (arrow 411). ) Is more than half. Therefore, as shown in FIG. 4A, the lower limit of uncertainty (arrow 411) is never smaller than the third threshold (straight line 402). This means that there is no possibility that the power transmission device 100 determines that the foreign matter does not exist even though the foreign matter actually exists, and erroneous detection can be prevented.
  • the actual power loss without uncertainty is between the first threshold value (straight line 401) and the third threshold value (straight line 402). Since the actual power loss is below the first threshold (straight line 401), no foreign matter actually exists. Since the magnitude of ⁇ a is more than half of the uncertainty (arrow 411), the upper limit of the uncertainty (arrow 411) does not become larger than the second threshold (straight line 400) as shown in FIG. 4A. This means that there is no possibility that the power transmission device 100 determines that the foreign matter is present even though the foreign matter is not actually present, and erroneous detection can be prevented.
  • the power transmission device 100 of the present embodiment is the first for determining whether or not there is a foreign substance in the foreign substance detection function based on the power loss derived from the transmitted power and the received power notified from the power receiving device 120.
  • Set the threshold value of Then, the power transmission device 100 sets a second threshold value in which the power loss is larger than the first threshold value and a third threshold value in which the power loss is smaller than the first threshold value.
  • the power transmission device 100 makes a first determination that foreign matter is present when the power loss is greater than the second threshold value, and a second determination that foreign matter is not present when the power loss is smaller than the third threshold value. Further, the power transmission device 100 makes a third determination that foreign matter may be present when the power loss is between the second threshold and the third threshold.
  • the second threshold value and the third threshold value are set based on the magnitude of the maximum power (or GP) of the power receiving device 120. More specifically, when the maximum power is large, the difference between the second threshold value and the first threshold value and the difference between the third threshold value and the second threshold value are larger than when the maximum power is small. Is set to. Further, when the maximum power is small, the difference between the second threshold value and the first threshold value and the difference between the third threshold value and the second threshold value are set to be smaller than when the maximum power is large. .. With these configurations, the power transmission device 100 can reduce or prevent false detection of foreign matter.
  • FIG. 3 is a sequence diagram showing an operation example of the power transmission device 100 and the power reception device 120.
  • 5A and 5B are flowcharts showing an operation example of the power transmission device 100
  • FIGS. 6A and 6B are flowcharts showing an operation example of the power receiving device 120.
  • the operations of the power transmission device 100 and the power reception device 120 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3, 5A, 5B, and 6A, 6B.
  • the control unit 105 of the power transmission device 100 determines whether or not the power receiving device has been detected (S501). When the power receiving device is detected (YES in S501), the process proceeds to S502. In the present embodiment, the power receiving device is detected using the Digital Ping. When the control unit 125 of the power receiving device 120 responds to the Digital Pin of the power transmitting device 100, the process proceeds to S602.
  • Analog Ping is a signal of minute electric power for detecting an object existing in the vicinity of the power transmission coil 103.
  • the power transmission device 100 detects fluctuations in the voltage value or current value or resonance frequency of the power transmission coil 103 when the analog ping is transmitted. When the detected fluctuation exceeds a certain threshold value, the power transmission device 100 determines that an object exists around the power transmission coil 103, and measures the Q value (321). The Q value measurement means measuring the Q value of the power transmission coil 103. The measured Q value is used in foreign matter detection based on the Q value described later. After measuring the Q value, the power transmission device 100 transitions to the Ping phase.
  • the power transmission device 100 transmits a Digital Ping larger than the Analog Ping (301).
  • the size of the Digital Ping is sufficient power to activate the control unit 125 of the power receiving device 120 existing at least in the vicinity of the power transmission coil 103.
  • the control unit 125 of the power receiving device 120 is activated by the power received via the power receiving coil 123, it notifies the power transmission device 100 of Signal Strength indicating the magnitude of the power receiving voltage (302).
  • the power receiving device 120 transitions to the Identity & Configuration (hereinafter referred to as the I & C phase).
  • the power transmission device 100 receives Signal Strength, it transitions to the I & C phase.
  • the power receiving device 120 notifies the power transmitting device 100 of its own capacity (S602). At this time, the power receiving device 120 of the present embodiment notifies that it can understand the state that "foreign matter may exist". The power transmission device 100 acquires the capacity of the power reception device 120 by this notification (S502).
  • the above processing (S502, S602) will be specifically described with reference to FIGS. 3 (303 to 305).
  • the power receiving device 120 transmits to the power transmission device 100 an ID Packet (303) including a manufacturer code indicating its own manufacturer and device identification information, and a Configuration Packet (304) including a standard version to which it complies.
  • the maximum power of the power receiving device is stored in the Configuration Packet.
  • the Configuration Packet stores FOP, which is information indicating whether or not the above-mentioned determination of the power transmission device 100 that "foreign matter may exist" can be understood.
  • the FOP is "Foreign Object urgency Positive bit". If the FOP is "1", it indicates that the determination that "foreign matter may exist” can be understood, and if it is not ("0"), it indicates that it cannot be understood.
  • the power transmission device 100 receives the Configuration Packet transmitted by the power reception device 120. If the standard version supported by the power receiving device 120 is (for example) v1.2.2 or higher, the power transmitting device 100 transmits an ACK indicating that the information contained in the Configuration Packet has been licensed to the power receiving device 120 (for example). 305). Then, the power transmission device 100 transitions to the Negotiation phase. Similarly, when the power receiving device 120 receives the ACK (305), it transitions to the Negotiation phase.
  • the power transmission device 100 and the power receiving device 120 negotiate on the Guaranteed Power (hereinafter referred to as GP) indicating the amount of power that the power receiving device 120 can always receive, and the maximum power (Maximum power) of the power receiving device 120. Then, the GP and the maximum power are determined between the power transmitting device 100 and the power receiving device 120 (S503, S603). This process will be specifically described with reference to FIGS. 3 (306 to 311).
  • GP Guaranteed Power
  • the power receiving device 120 transmits a Special Request (hereinafter referred to as SRQ) packet for requesting the GP and the maximum power to the power transmitting device 100.
  • SRQ Special Request
  • SRQ SRQ packet
  • SRQ (GP) packet SRQ (GP) packet
  • SRQ (Maximum power) SRQ (Maximum power) packet in which a value requesting maximum power is stored
  • the power transmission device 100 grants or rejects the request included in the SRQ (GP) packet and the SRQ (Maximum power) packet.
  • the power transmission device 100 transmits an ACK packet to that effect to the power reception device 120 (307).
  • the power transmission device 100 stores a Power Transfer Contract that describes the arrangement regarding the power to be transmitted to the power receiving device 120.
  • the power receiving device 120 Upon receiving the ACK packet (307), the power receiving device 120 transmits information related to the foreign matter detection function based on the Q value to the power transmitting device 100. Specifically, when the power receiving device 120 is mounted on the power transmission device 100 defined by the WPC standard, the Q value of the power transmission coil 103 of the power transmission device 100 is set to the FOD (Foreign Object Detection) Status Packet (hereinafter referred to as FOD). It is stored in the power transmission device 100 and transmitted to the power transmission device 100 (308).
  • FOD Form Object Detection
  • the power transmission device 100 When the power transmission device 100 receives the FOD packet, it determines whether or not there is a foreign substance in the range affected by the power transmission power based on the Q value measured by the Q value measurement (321) and the Q_report included in the FOD packet. Here, it is assumed that the power transmission device 100 transmits an ACK indicating that it is determined that no foreign matter is present to the power receiving device (309). Upon receiving this ACK, the power receiving device 120 transmits an End Negotiation packet (SRQ (EN)) indicating that the Negotiation phase is terminated in the SRQ to the power transmission device 100 (310). The power transmission device 100 transmits an ACK to the power receiving device 120 (311) for the SRQ (EN), and ends the negotiation phase.
  • SRQ End Negotiation packet
  • the control unit 105 of the power transmission device 100 confirms the FOP bit stored in the Configuration Packet received from the power reception device 120 (S504). That is, the control unit 105 confirms whether or not the power receiving device 120 has the ability to receive the determination result that the foreign matter may be present. If the FOP bit is "1" (YES in S504), it is confirmed that the power receiving device has the capability, and the control unit 105 controls the first threshold value, the second threshold value, and the second threshold value as described above in FIG. 4A. The third threshold value is set in the determination unit 106 (S505).
  • the control unit 105 sets the first threshold value for determining the presence or absence of foreign matter in the determination unit 106 based on the power of transmission (for example, the maximum power) set with the power receiving device 120. Then, the control unit 105 sets a second threshold value larger than the first threshold value and a third threshold value smaller than the first threshold value in the determination unit 106.
  • the larger the set transmission power the larger the value of the first threshold value.
  • the larger the set transmission power the larger the difference (magnitude of uncertainty) between the second threshold value and the third threshold value.
  • the difference between the second threshold value and the third threshold value when the transmitted power is the first power is larger than the difference between the second threshold value and the third threshold value.
  • the difference between the second threshold value and the third threshold value is set to be large.
  • the difference between the second threshold value and the third threshold value may be changed linearly or stepwise according to the set transmission power.
  • the control unit 105 does not set the second threshold value and the third threshold value, but sets only the first threshold value (S506).
  • the determination that "foreign matter may exist” is performed. I can't.
  • the FOP bit is "1" and the power transmission device 100 sets a second threshold value and a third threshold value (322).
  • the first threshold value is set based on the maximum power determined in S503, and the second and third threshold values are set according to the magnitude of uncertainty determined according to the maximum power. Will be done. As shown in FIG. 2B, the magnitude of uncertainty increases in proportion to the maximum power.
  • the power transmission device 100 holds the table of FIG. 2B in the memory unit 107, and the control unit 105 sets the maximum power determined in S503 and the second threshold value according to the uncertain magnitude obtained from the table of FIG. 2B. Set a third threshold. After that, the power transmission device 100 starts power transmission (S507), and the power receiving device starts power reception (S604).
  • the power transmission device 100 and the power reception device 120 execute calibration processing related to the foreign matter detection function based on the power loss.
  • the control unit 125 of the power receiving device 120 notifies the power transmission device 100 of the power received when there is no load and the power received after adjustment for supplying power to the load (S605).
  • the control unit 105 of the power transmission device 100 determines the relationship between the transmitted power and the received power (straight line 202 described with reference to FIG. 2A) (S508).
  • FIGS. 3 (312 to 316).
  • the power receiving device 120 uses the received power in a state (mode 1) in which the output of the voltage control unit 122 is not supplied to the load (charging circuit 121, battery 126, etc.) as the Received Power Pathet (mode 1) (hereinafter, RPP (1)) as the power transmitting device.
  • Mode 1 the Received Power Pathet
  • the received power value at this time is Pr1.
  • the power transmission device 100 measures the power transmitted inside the power transmission device 100 when the RPP (1) is received.
  • the transmitted power at this time is Pt1.
  • the power transmitting device 100 stores the point 200 (FIG. 2A) in which the power transmitted is Pt1 and the power received is Pr1 in the memory unit 107 of the power receiving device 100.
  • the power receiving device 120 Upon receiving the ACK, the power receiving device 120 supplies the output of the voltage control unit 122 to the load (charging circuit 121, battery 126, etc.).
  • the power receiving device 120 transmits a Control Error Passkt requesting an increase in the transmitted power to the power transmitting device 100 in order to supply power to the load (314).
  • the Control Eror Packet indicates an increase in the transmitted power, it is expressed as CE (+), when it indicates the maintenance of the transmitted power, it is expressed as CE (0), and when it indicates a decrease in the transmitted power, it is expressed as CE (-). ..
  • the power receiving device 120 transmits CE (+) to the power transmitting device 100 in order to supply power to the load, and then transmits the received power to the power transmitting device 100 (315). Specifically, the power receiving device 120 receives the received power in mode 2 indicating that the output of the voltage control unit 122 is supplied to the load (charging circuit 121, battery 126, etc.) and the calibration process is in progress. It is transmitted to the power transmission device 100 as Power Pathet (mode 2) (hereinafter, RPP (2)). The received power value at this time is Pr2.
  • mode 2 Power Pathet
  • the power transmission device 100 measures the power transmitted inside the power transmission device 100 when the RPP (2) is received. The transmitted power at this time is Pt2. After transmitting the ACK to the power receiving device 120 (316), the power transmission device 100 stores the point 201 in which the power transmission power is Pt2 and the power reception power is Pr2 in the memory unit 107 inside the power transmission device 100. Then, the power transmission device 100 calculates a line (straight line 202) connecting the points 200 and 201. When the power receiving device 120 receives the ACK for the RPP (2) (316), the calibration process ends.
  • the control unit 125 of the power receiving device 120 adjusts the power according to the load and notifies the power transmission device 100 of the received power (S606).
  • the control unit 105 of the power transmission device 100 calculates the power loss L using the power received power value P received from the power receiving device 120 (S509).
  • the power receiving device 120 periodically transmits CEP, which is a packet that adjusts the power according to the fluctuation of the power consumption of the load (317). Further, the power receiving device 120 periodically transmits the RPP to the power transmitting device 100 (318).
  • the RRP transmitted here indicates that the power receiving device 120 is supplying the output of the voltage control unit 122 to the load (charging circuit 121, battery 126, etc.) and is not in the calibration process. It is RPP (0) which shows the value P.
  • the determination unit 106 of the power transmission device 100 uses the received power value P received by RPP (0) to detect foreign matter based on the power loss L based on the methods described in FIGS. 2A and 4A. Processing is divided depending on whether the FOP bit is 1 or not. When the FOP bit is 1 (YES in S510), the second and third threshold values are set, and the control unit 105 compares the received power value P with the second and third threshold values to detect foreign matter. Is notified to the power receiving device 120 (S511).
  • the determination unit 106 determines that "foreign matter may be present" and transmits a packet indicating this to the power receiving device 120 (319).
  • an Attention packet may be used to indicate that "foreign matter may be present.”
  • the packet is defined as an Attention (Foreign Object proximity) packet (ATN (FOP)).
  • the determination unit 106 determines that “foreign matter exists”, and the power transmission device 100 determines that “foreign matter exists”. A NAK packet indicating that is transmitted to the power receiving device 120. If the power loss is smaller than the third threshold value (L ⁇ third threshold value), the determination unit 106 determines that "foreign matter does not exist” and determines that the power receiving device 120 has “foreign matter does not exist”. Send an ACK packet indicating that it has been done.
  • the foreign matter detection using the second threshold value and the third threshold value is performed. Do not make a judgment. That is, when the FOP bit acquired in S502 is not 1 (NO in S510), the determination unit 106 of the power transmission device 100 compares the first threshold value with the power loss L to detect foreign matter (S512). If the power loss L is equal to or greater than the first threshold value, the determination unit 106 determines that "foreign matter exists” and notifies the power receiving device 120 of the NAK packet. On the other hand, if the power loss L is less than the first threshold value, it is determined that "foreign matter does not exist", and the ACK packet is notified to the power receiving device 120.
  • the power receiving device 120 branches the process depending on whether the response to the notification of the received power value P is ACK, NAK, or ATN (FOP) (S607).
  • the power receiving device 120 limits the received power (S608, 323).
  • -The power receiving device 120 transmits an End Power Transfer packet requesting the power transmission device 100 to stop power transmission.
  • Negotiate with the power transmission device 100 to reduce the guaranted power, or negotiate. ⁇ Simply reduce the power received.
  • the power receiving device 120 When the power receiving device 120 receives an ACK packet instead of an ATN (FOP) packet, it continues to receive power until charging is completed (NO in S609), and transmits a subsequent RPP (0) packet or CEP (0) packet. To do. Further, when the power receiving device 120 receives the NAK packet (S607) or the charging is completed (YES in S609), the power receiving device 120 transmits an End Power Transfer packet requesting the power transmission device 100 to stop the power transmission (S610). ..
  • FOP ATN
  • the power transmission device 100 transmits a packet indicating that foreign matter may exist to the power receiving device 120
  • the power receiving device 120 limits the received power and there is a risk that the foreign matter generates heat due to the transmitted power. Etc. can be avoided.
  • the foreign matter detection method based on the power loss, it is determined that the foreign matter is present even though the foreign matter is not present, or the foreign matter is not present even though the foreign matter is present. It is possible to solve a false detection such as determining that.
  • ⁇ a (arrow 403) and ⁇ c (arrow 408) are made larger than ⁇ b (arrow 404) and ⁇ d (arrow 409), respectively, power transmission is restricted (stopped or reduced in power transmission) when it is determined that foreign matter is present.
  • the power transmission device has the following effects.
  • the second threshold value (straight line 400, straight line 405), which is the threshold value of the power loss for determining the presence of foreign matter, can be increased.
  • the second threshold value straight line 400, straight line 405
  • both the second threshold value and the third threshold value have been described, but either the second threshold value or the third threshold value may be set.
  • the magnitude between the second threshold value and the first threshold value and the magnitude between the third threshold value and the second threshold value are based on the maximum power (Maximum Power) of the power receiving device 120. I tried to determine the margin, but it is not limited to this. For example, the margin may be set based on the size of the Guaranteed Power, and has the same effect as that of the above embodiment.
  • the margin may be set based on the received power stored in the RPP (0) that the power receiving device 120 sequentially transmits.
  • the Maximum Power and the Guaranteed Power are fixed while the power receiving device 120 is charging the battery 126, but the received power stored in the Received Power Packet (mode 0) changes each time.
  • the power transmission device 100 sets the second threshold value and the second threshold value according to the occasional power transmission / reception power. There is an effect that the third threshold value can be set flexibly.
  • the wireless power transmission method to which the power transmission device and the power receiving device conform is not limited to the method specified by the WPC standard, and other electromagnetic induction methods, magnetic field resonance methods, electric field resonance methods, microwave methods, lasers, etc. are used. It may be a method.
  • the processes of the power transmission device 100 and the power receiving device described above can be realized by executing a program by a computer, but at least a part of those processes may be realized by hardware.
  • a dedicated circuit may be automatically generated on the FPGA from the program for realizing each step.
  • FPGA is an abbreviation for Field Programmable Gate Array.
  • a Gate Array circuit may be formed in the same manner as the FPGA and realized as hardware.
  • the present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiment to a system or device via a network or storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. It can also be realized by the processing to be performed. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.

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Abstract

送電装置(100)は、当該送電装置が送電する送電電力と受電装置(120)が受電する受電電力に基づいて電力損失を取得する。制御部(105)は、受電装置(120)との間で設定される送電電力に基づいて、異物の有無を判定するための第一の閾値と、第一の閾値より小さい第二の閾値を設定する。制御部(105)は、設定される送電電力が第一の電力より大きい第二の電力の場合、設定される送電電力が第一の電力の場合における第一の閾値と第二の閾値との差よりも、それら閾値の差が大きくなるように、第一の閾値と第二の閾値とを設定する。送電装置(100)は、電力損失が第一の閾値より大きい場合は異物が存在する、電力損失が第二の閾値より小さい場合は異物が存在しない、電力損失が第一の閾値と第二の閾値の間の場合は異物が存在する可能性がある、と判定する。

Description

送電装置、受電装置、それらの制御方法およびプログラム
 本発明は、無線電力伝送を行う送電装置、受電装置、それらの制御方法およびプログラムに関する。
 無線充電規格の標準化団体Wireless Power Consortium(WPC)が策定する規格(WPC規格)に準拠した送電装置および受電装置が実用化されている。特許文献1には、送電装置における異物検出方法として、送電電力と受電電力の差分(電力損失)が閾値を超えた場合に、送電装置の送電可能範囲に異物が存在すると判定することが記載されている。
特開2017-070074号公報
 しかしながら、電力損失に基づく異物検出には、異物の誤検出というリスクがある。誤検出とは異物が存在しないにも関わらす異物が存在すると判定したり、異物が存在するにも関わらず異物が存在しないと判定したりすることである。しかしながら、このような異物の誤検出というリスクを回避または低減する方法については提案されていない。
 本発明は、送電可能範囲における異物の検出における誤検出の発生を低減するための技術を提供する。
 本発明の一態様による送電装置は、以下の構成を備える。すなわち、
 受電装置に無線電力を送電する送電装置であって、
 前記送電装置が送電する送電電力と、前記受電装置が受電する受電電力とに基づいて、電力損失を取得する取得手段と、
 前記受電装置との間で設定される送電電力に基づいて、異物の有無を判定するための第一の閾値と、前記第一の閾値より小さい第二の閾値とを設定する設定手段であって、設定される送電電力が第一の電力より大きい第二の電力の場合、設定される送電電力が前記第一の電力の場合における前記第一の閾値と前記第二の閾値との差よりも、前記第一の閾値と前記第二の閾値との差が大きくなるように、前記第一の閾値と前記第二の閾値とを設定する設定手段と、
 前記電力損失が前記第一の閾値より大きい場合は異物が存在する、前記電力損失が前記第二の閾値より小さい場合は異物が存在しない、前記電力損失が前記第一の閾値と前記第二の閾値の間の場合は異物が存在する可能性がある、と判定する判定手段と、を備える。
 本発明によれば、送電可能範囲における異物の検出における誤検出の発生を低減することができる。
 本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。
図1は、送電装置と受電装置の構成例を示す図である。 図2Aは、電力損失に基づく異物検出の概念図である。 図2Bは、最大電力量と不確定さの大きさの関係を示す図である。 図3は、送電装置および受電装置のシーケンス図である。 図4Aは、送電装置が設定する閾値に関する概念図である。 図4Bは、送電装置が設定する閾値に関する概念図である。 図5Aは、送電装置の動作を説明するフローチャートである。 図5Bは、送電装置の動作を説明するフローチャートである。 図6Aは、受電装置の動作を説明するフローチャートである。 図6Bは、受電装置の動作を説明するフローチャートである。
 以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
 (送電装置および受電装置の構成の説明)
 図1を用いて送電装置および受電装置の構成について説明する。図1は、実施形態による送電装置100および受電装置120の構成例を示すブロック図である。送電装置100は、受電装置120に無線電力を送電する。送電部102は電源部101によって供給される直流電圧および直流電流を、交流電圧および交流電流に変換して送電コイル103に出力する。送電部102はスイッチング回路で構成される。通信部104は、送電部102が出力する直流電圧および直流電流にデータを重畳させ、受電装置120との間でデータ通信を行う。制御部105は、1つ以上のプロセッサを有し、メモリ部107に格納されたプログラムを実行することにより送電装置100の全体を制御する。判定部106は異物検出に関連する各種の判定を行う。なお、判定部106は、制御部105が所定のプログラムを実行することにより実現されてよいし、専用のハードウェアにより実現されてもよい。送電装置100は、カメラ、スマートフォン、タブレットPC、ラップトップ、自動車、ロボット、医療機器、プリンターもしくはそれらに内蔵されている構成であってもよい。
 受電装置120は、送電装置100から無線電力を受電する。受電装置120において、電圧制御部122は、受電コイル123により受電された交流電圧および交流電流を直流電圧および直流電流に変換して充電回路121、通信部124、制御部125などに給電する。充電回路121は、バッテリ126を充電する。通信部124は、受電コイル123から入力された電磁波を復調して送電装置100から送信された情報を取得し、その電磁波を負荷変調することによって情報を電磁波に重畳することで、送電装置100とデータ通信を行う。制御部125は、1つ以上のプロセッサを有し、メモリ部127に格納されたプログラムを実行することにより受電装置120の全体を制御する。なお、制御部125が実行する処理の一部、あるいはすべてが専用のハードウェアにより実現されてもよい。
 送電装置100と受電装置120は、上述したような送受電制御のためのWPC規格に基づく通信を、無線電力伝送と同じアンテナ(コイル)を用いて送電電力に信号を重畳する通信により行う。また、送電装置100と受電装置120は、無線電力伝送と異なるアンテナ(コイル)を用いて、送受電制御のための通信を行ってもよい。無線電力伝送と異なるアンテナ(コイル)を用いる通信の一例としては、Bluetooth Low Energy(登録商標)規格に準拠する通信方式が挙げられる。また、無線電力伝送と異なるアンテナ(コイル)を用いる通信の他の例として、IEEE802.11規格シリーズの無線LAN(例えばWi-Fi(登録商標))、ZigBee(登録商標)が挙げられる。さらには、無線電力伝送と異なるアンテナ(コイル)を用いる通信は、NFC(Near Field Communication)、RFID(Radio Frequency Identifier)等の他の通信方式によって行われてもよい。無線電力伝送と異なるアンテナ(コイル)を用いる通信は、無線電力伝送で用いられる周波数とは異なる周波数により行われるようにしてもよい。
 (電力損失に基づく異物検出の説明)
 電力損失に基づく異物検出方法について図2Aを用いて説明する。図2Aの横軸は送電装置100の送電電力、縦軸は受電装置120の受電電力である。
 送電装置100は、受電装置120が受電した電力を負荷(充電回路121とバッテリ126など)に供給しない時の受電電力値Pr1(Light Loadという)を受電装置120から受信する。そして送電装置100はその時の送電電力値Pt1を記憶する(点200)。また、送電装置100は、受電装置120が受電した電力を負荷に供給した時の受電電力値Pr2(Connected Loadという)の値を受電装置120から受信する。そして送電装置100はその時の送電電力値Pt2を記憶する(点201)。
 送電装置100は点200と点201を直線補間し直線202を作成する。直線202は送電装置100と受電装置120の周辺に異物が存在しない状態における送電電力と受電電力の関係を示している。送電装置100は、送電電力値と直線202から異物がない状態における受電装置120の受電電力を予測することができる。
 送電装置100による異物検出の一例として、異物がない状態における受電電力の予測値に基づいて異物検出を行う方法がある。具体的には、送電電力値がPt3の場合は、送電電力値がPt3を示す直線202上の点203を求め、異物が存在しない状態では受電電力値はPr3であると予測することができる。ここで、送電装置100が受電装置120から受電電力値Pr3'という値を受信したとする。送電装置100は、異物が存在しない状態に関して予測された受電電力値Pr3から実際に受電装置120から受電した受電電力値Pr3'を引いた値Pr3-Pr3'(これを電力損失という)を算出する。この電力損失は、異物で消費されたパワーであると推定される。従って、算出された電力損失があらかじめ決められた閾値を超え場合に、異物が存在すると判断することができる。
 また、送電装置100による異物検出の別の例として、異物がない状態における送電電力の予測値に基づいて異物検出を行う方法がある。具体的には、送電装置100が受電装置120から受電電力値Pr3'という値を受信した場合、直線202上の点204から、異物が存在しない状態では送電電力値はPt3'であると予測することができる。ここで、送電装置100の実際の送電電力がPt3であった場合は、送電装置100は実際の送電電力値Pt3から異物が存在しない状態に関して予測された送電電力値Pt3'を引いた値Pt3-Pt3'(電力損失)を算出する。上述したように、この電力損失は異物で消費されたパワーであると推定される。従って、算出された電力損失があらかじめ決められた閾値を超え場合に、異物が存在すると判断することができる。以上が電力損失に基づく異物検出の説明である。
 (誤検出の説明)
 つづいて、図4Bを用いて誤検出について説明する。図4Bの縦軸は、上述した電力損失に基づく異物検出方法において、異物があるかどうかを判断するための電力損失の大きさを示しており、単位はミリワット(mW)である。WPC規格では、受電装置120が負荷(例えばバッテリ126)に出力すると予測される最大電力(Maximum Power)に基づいて閾値(第一の閾値)を規定している。例えば最大電力が0Wから5Wであれば、異物が存在するか否かを判断するための閾値は350mW(直線406)である。すなわち、電力損失が350mW未満(直線406より下)であれば送電装置100は異物が存在しないと判断し、電力損失が350mW以上(直線406より上)であれば送電装置100は異物が存在すると判断する。また、最大電力が5Wから10Wの場合、異物が存在するか否かを判断するための閾値は500mW(図示しない)、10Wから15Wの場合、異物が存在するか否かを判断するための閾値は750mW(直線401)である。
 図4B中の矢印410、矢印411は電力損失の不確かさの幅である。不確かさとは、送電装置100および受電装置120それぞれが送電電力および受電電力を算出するための電圧および電流の検出誤差、電圧および電流に重畳されるノイズに起因する電力損失など、検出値に含まれる誤差である。矢印410、矢印411は、送電装置100が行う送電電力の計測誤差および受電装置120が行う受電電力の電圧および電流の検出誤差、電圧および電流に重畳されるノイズまたは検出タイミングによって、電力損失の算出結果がばらつく範囲示す。なお、このばらつきは、送電装置100の計測誤差と受電装置120の検出誤差の和になる。
 まず、最大電力が0W~5Wの場合について検討する。不確かさがない実際の電力損失が閾値上(直線406)であり実際に異物が存在する場合、電力損失の不確かさ(矢印410)は、実際の電力損失を示す直線406を中点として第一の閾値(直線406)の上下に現れる。不確かさ(矢印410)の下限は第一の閾値(直線406)より小さい。よって実際には異物が存在するにも関わらず、電力損失として第一の閾値(直線406)より小さい値を検出することで異物が存在しないと判定される誤検出のリスクがある。逆に不確かさがない実際の電力損失が第一の閾値(直線406)より少し下であり実際には異物が存在しない場合、不確かさ(矢印410)の上限が第一の閾値(直線406)より大きい。よって実際には異物が存在しないにも関わらず、電力損失として第一の閾値(直線406)より大きいと検出され、異物が存在すると判定される誤検出のリスクがある。
 以上のような誤検出のリスクを回避するために、異物が存在するという判定(第一の判定)、異物が存在しないという判定(第二の判定)に加えて、異物が存在する可能性があるという判定(第三の判定)を行うことが考えられる。具体的には電力損失が、第一の閾値(直線406)から電力Δc(矢印408の長さ)だけ大きい第二の閾値(直線405)および第一の閾値(直線406)から電力Δd(矢印409の長さ)だけ小さい第三の閾値(直線407)を規定する。そして、電力損失が第三の閾値より大きく第二の閾値より小さい場合(直線405と直線407の間)は、送電装置100は異物が存在する可能性があると判断する。また、電力損失が第二の閾値より大きい場合(直線405より大きい)は、送電装置100は異物が存在すると判断し、第三の閾値より小さい場合(直線407より小さい場合)は、送電装置100は異物が存在しないと判断する。ここで、ΔcおよびΔdの大きさを不確かさの幅(矢印410の長さ)の半分かそれ以上に設定し、ΔcとΔdの大きさは同じとする。
 ここで、不確かさがない実際の電力損失が第一の閾値(直線406)と第二の閾値(直線405)の間であった場合について説明する。実際の電力損失が第一の閾値(直線406)より上なので、実際には異物が存在する。この例では、実際の電力損失が第一の閾値(直線406)と第二の閾値(直線405)の間であり、ΔcとΔdの大きさを不確かさ(矢印410)の半分かそれ以上としている。従って、不確かさ(矢印410)の下限は第三の閾値(直線407)より必ず大きく、第一の閾値(直線406)より必ず小さい。このように不確かさの下限が第三の閾値より小さくなることがないので、送電装置100において、実際には異物が存在するのに異物が存在しないと判定されるような誤検出が回避される。ここで、不確かさ(矢印410)の上限は第二の閾値(直線405)より大きくなることがある。この場合、不確かさにより送電装置100は異物が存在すると判断することになるが、これは正しい検出結果であるため、問題にならない。
 一方、不確かさがない実際の電力損失が第一の閾値(直線406)から第三の閾値(直線407)の間であった場合について説明する。実際の電力損失が第一の閾値(直線406)より下なので、実際には異物は存在しない。この例ででは、実際の電力損失は第一の閾値(直線406)と第三の閾値(直線407)の間であり、ΔdとΔcの大きさを不確かさ(矢印410)の半分かそれ以上としている。従って、不確かさ(矢印410)の上限は第二の閾値(直線405)より必ず小さく、第一の閾値より必ず大きい。このように、不確かさの上限が第二の閾値より大きくなることがないので、送電装置100において、実際には異物が存在しないのに異物が存在すると判定されるような誤検出が回避される。ここで、不確かさ(矢印410)の下限は第三の閾値(直線405)より小さくなることがある。この場合、不確かさにより送電装置100は異物が存在しないと判断することになるが、これは正しい検出結果であるため、問題にならない。
 (第三の判定を規定した場合の課題)
 次に、「異物が存在する可能性がある」という第三の判定を行う場合の課題について検討する。前述したように、WPC規格では受電装置の最大電力に基づいて、第一の閾値の大きさを設定している。ここで、受電装置120の最大電力が0~5Wの場合と、受電装置120の最大電力が10W~15Wの場合とで、第二の閾値と第一の閾値の差(Δc)および第三の閾値と第一の閾値の差(Δd)が同じになるように設定したとする。例えば、図4Bに示されるように、第一の閾値(直線401)から電力Δc(矢印403)だけ大きい第二の閾値(直線400)および第一の閾値(直線401)から電力Δd(矢印404)だけ小さい第三の閾値(直線402)を規定した場合を検討する。ここで、矢印403の大きさは矢印408の大きさ(=Δc)と同じであり、矢印404の大きさは矢印409の大きさ(=Δd)と同じである。
 受電装置120の最大電力が大きいほど、送電装置100の送電電力および受電装置120の受電電力を算出するための電圧および電流の検出誤差や、電圧および電流に重畳されるノイズは大きくなる。受電装置120の最大電力が10W~15Wの場合の不確かさを矢印411に示す。矢印411の大きさは、上記理由により矢印410よりも大きくなっている。不確かさがない実際の電力損失が第一の閾値上(直線401)であり実際に異物が存在する場合、電力損失の不確かさ(矢印411)は、実際の電力損失を示す直線401を中点として第一の閾値(直線401)の上下に現れる。矢印411の大きさは矢印410より大きいため、不確かさ(矢印411)の下限は第三の閾値(直線402)より小さくなることがあり、上限は第二の閾値(直線400)より大きくなることがある。
 まず、不確かさがない実際の電力損失が第一の閾値(直線401)と第二の閾値(直線400)の間であった場合について検討する。実際の電力損失は第一の閾値(直線401)より上なので、実際に異物が存在する。この例では、実際の電力損失は第一の閾値(直線401)と第二の閾値(直線400)の間であり、ΔcとΔdの大きさは、最大電力が10~15Wの場合の不確かさ(矢印411)の半分以下である。従って、図4Bに示されるように、不確かさ(矢印411)の下限が第三の閾値(直線402)より小さくなることがある。これは、送電装置100が、実際には異物が存在するにもかかわらず異物が存在しないと判定する可能性があることを意味しており、誤検出が発生する可能性がある。
 次に、不確かさがない実際の電力損失が第一の閾値(直線401)と第三の閾値(直線402)の間であった場合について検討する。実際の電力損失が第一の閾値(直線401)より下なので、実際には異物は存在しない。この例では、実際の電力損失は第一の閾値(直線401)と第三の閾値(直線402)の間であり、ΔdとΔcの大きさは不確かさ(矢印411)の半分以下である。従って、図4Bに示されるように、不確かさ(矢印411)の上限が第二の閾値(直線400)より大きくなることがある。これは、送電装置100が、実際には異物が存在しないのに異物が存在すると判定する可能性があることを意味しており、誤検出が発生する可能性がある。
 (上記課題を解決するための構成)
 上記課題を解決するための構成について、図4Aに基づいて説明する。本実施形態の送電装置100は、第二の閾値および第三の閾値を受電装置120の最大電力に基づいて設定する。具体的には、受電装置120の最大電力が10W~15Wの場合は、第一の閾値(直線401)から電力Δa(矢印403)だけ大きい第二の閾値(直線400)を規定する。ここで、Δaの大きさは、Δcより大きく、かつ不確かさ(矢印411)の半分の大きさと同等以上に設定される。同様に、第三の閾値(直線402)は、第一の閾値(直線401)から電力Δb(矢印404)だけ小さい値に規定される。ここで、Δbの大きさは、Δdより大きく、かつ不確かさ(矢印411)の半分の大きさと同等以上に設定される。
 ここで、不確かさがない実際の電力損失が第一の閾値(直線401)と第二の閾値(直線400)の間であった場合について検討する。この場合、実際の電力損失は第一の閾値(直線401)より上なので、実際に異物が存在している。この例では、実際の電力損失は第一の閾値(直線401)と第二の閾値(直線400)の間であり、Δbの大きさは最大電力が10~15Wの場合の不確かさ(矢印411)の半分以上である。従って、図4Aに示されるように、不確かさ(矢印411)の下限が第三の閾値(直線402)より小さくなることはない。これは、送電装置100が、実際には異物が存在するのに異物が存在しないと判定してしまう可能性がないことを意味しており、誤検出を防止することができる。
 同様に、不確かさがない実際の電力損失が第一の閾値(直線401)と第三の閾値(直線402)の間である場合について検討する。実際の電力損失が第一の閾値(直線401)より下なので、実際には異物は存在していない。Δaの大きさは不確かさ(矢印411)の半分以上なので、図4Aに示されるように、不確かさ(矢印411)の上限が第二の閾値(直線400)より大きくなることはない。これは、送電装置100が、実際には異物が存在しないのに異物が存在すると判定してしまう可能性がないことを意味しており、誤検出を防止することができる。
 以上のように本実施形態の送電装置100は、送電電力と受電装置120から通知される受電電力から導かれる電力損失に基づく異物検出機能において、異物があるか否かを判断するための第一の閾値を設定する。そして、送電装置100は、第一の閾値より電力損失が大きい第二の閾値と、第一の閾値より電力損失が小さい第三の閾値を設定する。送電装置100は、電力損失が第二の閾値より大きいときは異物が存在るという第一の判定を、電力損失が第三の閾値より小さいときは異物が存在しないという第二の判定を行う。さらに、送電装置100は、電力損失が第二の閾値と第三の閾値の間の時は異物が存在する可能性がある、という第三の判定を行う。ここで、第二の閾値と第三の閾値は、受電装置120の最大電力(またはGP)の大きさに基づいて設定される。より具体的には、最大電力が大きい場合は、最大電力が小さい場合と比較して、第二の閾値と第一の閾値の差および第三の閾値と第二の閾値の差が大きくなるように設定される。また、最大電力が小さい場合は、最大電力が大きい場合と比較して、第二の閾値と第一の閾値の差および第三の閾値と第二の閾値の差が小さくなるように設定される。これらの構成により、送電装置100は異物の誤検出を低減または防止することができる。
 (シーケンスの説明)
 図3は、送電装置100および受電装置120の動作例を示すシーケンス図である。また、図5A,5Bは送電装置100の動作例を示すフローチャートであり、図6A、6Bは受電装置120の動作例を示すフローチャートである。以下、図3、図5A,5B、図6A,6Bを参照して、本実施形態による送電装置100および受電装置120の動作を説明する。
 送電装置100の制御部105は、受電装置を検出したか否かを判断する(S501)。受電装置が検出されると(S501でYES)、処理はS502に進む。本実施形態では、Digigal Pingを用いた受電装置の検出が行われる。受電装置120の制御部125は、送電装置100のDigital Pinに対して応答を行うと、処理をS602に進める。
 以上の処理を図3によりより具体的に説明する。送電装置100は、起動すると、送電コイル103を介してAnalog Pingを間欠的に送電する(300)。Analog Pingとは送電コイル103の近傍に存在する物体を検出するための微小な電力の信号である。送電装置100がAnalog Pingを送電しているとき、送電装置100はSelectionフェーズという状態にある。
 送電装置100は、Analog Pingを送電した時の送電コイル103の電圧値または電流値または共振周波数の変動を検出する。送電装置100は、検出した変動がある閾値を超える場合に送電コイル103の周辺に物体が存在すると判断し、Q値測定を実施する(321)。Q値測定とは、送電コイル103のQ値を測定することを示す。測定したQ値は後述するQ値に基づく異物検出で使用される。Q値測定を行ったのち、送電装置100はPingフェーズに遷移する。
 Pingフェーズでは、送電装置100はAnalog Pingより大きいDigital Pingを送電する(301)。Digital Pingの大きさは、少なくとも送電コイル103の近傍に存在する受電装置120の制御部125が起動するのに十分な電力である。受電装置120の制御部125は受電コイル123を介して受電した電力により起動すると、受電電圧の大きさを示すSignal Strengthを送電装置100へ通知する(302)。この通知の後、受電装置120は、Identification & Configuration(以下、I&Cフェーズという)へ遷移する。送電装置100はSignal Strengthを受信すると、I&Cフェーズに遷移する。
 I&Cフェーズにおいて、受電装置120は自身の能力を送電装置100に通知する(S602)。このとき、本実施形態の受電装置120は、「異物が存在する可能性がある」という状態を理解できることを通知する。送電装置100は、この通知により受電装置120の能力を取得する(S502)。
 上記の処理(S502、S602)について、図3(303~305)により具体的に説明する。受電装置120は自身の製造者を示す製造者コードやデバイス識別情報を含むID Packet(303)および自身が準拠している規格バージョン等を含むConfiguration Packet(304)を送電装置100へ送信する。Configuration Packetには受電装置の最大電力が格納されている。また、Configuration Packetには、前述した「異物が存在する可能性がある」という送電装置100の判定を理解できるかどうかを示す情報であるFOPが格納される。FOPは、「Foreign Object existence Possibility bit」である。FOPが「1」であれば「異物が存在する可能性がある」という判定を理解できることを示し、そうでなければ(「0」であれば)理解できないことを示す。
 送電装置100は受電装置120が送信したConfiguration Packetを受信する。受電装置120が対応する規格バージョンが(例えば)v1.2.2以上のバージョンであれば、送電装置100は、Configuration Packetに含まれる情報を許諾したことを示すACKを受電装置120へ送信する(305)。そして、送電装置100は、Negotiationフェーズに遷移する。同様に受電装置120はACKを受信する(305)と、Negotiationフェーズに遷移する。
 Negotiationフェーズにおいて、送電装置100と受電装置120は、受電装置120が必ず受電できる電力の大きさを示すGuaranteed Power(以下、GPという)、受電装置120の最大電力(Maximum power)に関する交渉を行う。そして、送電装置100と受電装置120との間で、GPと最大電力が決定される(S503、S603)。この処理について、図3(306~311)により具体的に説明する。
 受電装置120は、GPおよび最大電力を要求するためのSpecific Request(以下SRQ)パケットを送電装置100に送信する。例えば、GPを要求する値が格納されたSRQパケット(SRQ(GP)パケット)、および/または、最大電力を要求する値が格納されたSRQパケット(るSRQ(Maximum power))パケットが送電装置100へ送信される(306)。
 送電装置100は、SRQ(GP)パケットおよびSRQ(Maximum power)パケットに含まれる要求を許諾もしくは拒否する。送電装置100は、これらの要求を許諾する場合、その旨のACKパケットを受電装置120へ送信する(307)。GPおよび最大電力が決定すると、送電装置100は受電装置120へ送電する電力に関する取り決めを記述したPower Transfer Contractを記憶する。
 受電装置120は、ACKパケット(307)を受信すると、Q値に基づく異物検出機能に関連する情報を送電装置100へ送信する。具体的には、受電装置120がWPC規格で定められた送電装置100上に載置された場合の、送電装置100の送電コイル103のQ値を、FOD(Foreign Object Detection) Status Packet(以下FODという)に格納して送電装置100へ送信する(308)。
 送電装置100は、FODパケットを受信すると、Q値測定(321)で測定したQ値と、FODパケットに含まれるQ_reportに基づいて送電電力が影響する範囲に異物が存在するかどうかを判定する。ここでは、送電装置100は異物が存在しないと判断したことを示すACKを受電装置に送信したとする(309)。このACKを受信すると、受電装置120はSRQの内、Negotiationフェーズを終了することを示すEnd Negotiationパケット(SRQ(EN))を送電装置100へ送信する(310)。送電装置100はSRQ(EN)に対してACKを受電装置120へ送信し(311)、Negotiationフェーズを終了する。
 送電装置100の制御部105は受電装置120から受信したConfiguration Packetに格納されているFOPビットを確認する(S504)。すなわち、制御部105は、異物が存在する可能性があるという判定結果を受け付ける能力が受電装置120にあるか否かを確認する。FOPビットが「1」であれば(S504でYES)、受電装置に当該能力があると確認され、制御部105は、図4Aで上述したように、第一の閾値、第二の閾値および第三の閾値を判定部106に設定する(S505)。すなわち、制御部105は、受電装置120との間で設定された送電の電力(例えば最大電力)に基づいて、異物の有無を判定するための第一の閾値を判定部106に設定する。そして、制御部105は、第一の閾値より大きい第二の閾値と、第一の閾値より小さい第三の閾値を判定部106に設定する。ここで、設定された送電電力が大きいほど、第一の閾値の値は大きくなる。また、設定された送電電力が大きいほど、第二の閾値と第三の閾値の差(不確定の大きさ)も大きくなる。例えば、受電装置との間で設定された送電電力が第一の電力より大きい第二の電力の場合、送電電力が第一の電力の場合の第二の閾値と第三の閾値の差よりも、第二の閾値と第三の閾値の差が大きくなるように設定される。この第二の閾値と第三の閾値の差は、設定された送電電力に従い、線形で変化させてもよいし、段階的に変化させてもよい。これら第二の閾値と第三の閾値により、電力損失に基づく異物検出において、「異物が存在する可能性がある」という判定が可能になる。
 他方、FOPビットが「0」であれば(S504でNO)、制御部105は、第二の閾値および第三の閾値を設定せず、第一の閾値のみを設定する(S506)。これにより、「異物が存在する可能性がある」という判定結果を受け付ける能力を受電装置120が有していることを確認できない場合には、「異物が存在する可能性がある」という判定は行われない。ここではFOPビットが「1」であり、送電装置100は第二の閾値および第三の閾値を設定したとする(322)。
 なお、上述のように、第一の閾値は、S503で決定された最大電力に基づいて設定され、第二、第三の閾値は、最大電力に応じて決定される不確定の大きさに従って設定される。図2Bに示されるように、不確定の大きさは最大電力に比例して大きくなる。送電装置100は、図2Bのテーブルをメモリ部107に保持しており、制御部105は、S503で決定された最大電力と図2Bのテーブルから得られる不確定の大きさに従って第二の閾値と第三の閾値を設定する。その後、送電装置100は送電を開始し(S507)、受電装置は受電を開始する(S604)。
 送電装置100および受電装置120は電力損失に基づく異物検出機能に関連するCalibrationの処理を実行する。Calibrationにおいて、受電装置120の制御部125は、無負荷時の受電電力と、負荷へ給電するための調整を行った後の受電電力を送電装置100に通知する(S605)。送電装置100の制御部105は、送電電力と受電電力の関係(図2Aで説明した直線202)を決定する(S508)。以下、図3(312~316)により具体的な手順について説明する。
 受電装置120は電圧制御部122の出力を負荷(充電回路121とバッテリ126など)に供給しない状態(mode1)における受電電力をReceived Power Pacet (mode1)(以下、RPP(1))として、送電装置100へ送信する(312)。この時の受電電力値をPr1とする。送電装置100はRPP(1)を受信したときの送電装置100内部の送電電力を測定する。この時の送電電力をPt1とする。送電装置100は受電装置120へACKを送信した後(313)、送電装置100のメモリ部107に送電電力がPt1であり、受電電力がPr1である点200(図2A)を記憶する。
 ACKを受信すると、受電装置120は電圧制御部122の出力を負荷(充電回路121とバッテリ126など)に供給する。ここで、受電装置120は負荷に電力を供給するために送電装置100へ送電電力の増加を要求するControl Error Pacektを送信する(314)。本実施形態では、Control Error Packetが送電電力の増加を示す場合はCE(+)、送電電力の維持を示す場合はCE(0)、送電電力の低下を示す場合はCE(-)と表現する。
 受電装置120は、負荷へ電力を供給するためにCE(+)を送電装置100へ送信した後、受電電力を送電装置100へ送信する(315)。具体的には、受電装置120は、電圧制御部122の出力を負荷(充電回路121とバッテリ126など)に供給した状態であり、かつCalibration処理中であることを示すmode2における受電電力を、Received Power Pacet (mode2)(以下、RPP(2))として、送電装置100へ送信する。この時の受電電力値をPr2とする。
 送電装置100はRPP(2)を受信したときの送電装置100内部の送電電力を測定する。この時の送電電力をPt2とする。送電装置100は受電装置120へACKを送信した後(316)、送電装置100内部のメモリ部107に送電電力がPt2であり、受電電力がPr2である点201を記憶する。そして、送電装置100は、点200と点201を結ぶ線(直線202)を算出する。受電装置120は、RPP(2)に対してACKを受信すると(316)、Calibration処理を終了する。
 Calibration処理を終了すると、受電装置120の制御部125は負荷に応じた電力調整を行うとともに、受電電力を送電装置100に通知する(S606)。送電装置100の制御部105は、受電装置120から受信した受電電力値Pを用いて電力損失Lを計算する(S509)。
 図3により具体的に説明する。Calibrationが終了した後、受電装置120は、負荷の消費電力の変動に応じて電力を調整するパケットであるCEPを定期的に送信する(317)。また、受電装置120は、定期的にRPPを送電装置100へ送信する(318)。ここで送信されるRRPは、受電装置120は電圧制御部122の出力を負荷(充電回路121とバッテリ126など)に供給している状態であり、かつCalibration処理中でないことを示すmode0における受電電力値Pを示すRPP(0)である。
 次に、送電装置100の判定部106は、RPP(0)で受信した受電電力値Pを用いて、図2Aおよび図4Aで説明した方法に基づいて電力損失Lに基づく異物検出を行う。FOPビットが1の場合とそうでない場合とで処理が分かれる。FOPビットが1の場合(S510でYES)は、第二、第三の閾値が設定されており、制御部105は受電電力値Pと第二、第三の閾値との比較により異物の検出結果を受電装置120に通知する(S511)。
 例えば、電力損失Lが第二の閾値と第三の閾値の間(直線400と直線402の間、または直線405と直線407の間)であったとする(第二の閾値>L≧第三の閾値)。この場合、判定部106は、「異物が存在する可能性がある」と判定し、このことを示すパケットを受電装置120に送信する(319)。例えば、Attentionパケットを用いて、「異物が存在する可能性がある」ことを示すことがあげられる。本実施形態では、当該パケットをAttention(Foreign Object existence Possibility)パケット(ATN(FOP))と定義する。なお、電力損失Lが第二の閾値以上であれば(L≧第二の閾値)、判定部106は「異物が存在する」と判定し、送電装置100は「異物が存在する」と判定したことを示すNAKパケットを受電装置120に送信する。また、電力損失が第三の閾値より小さければ(L<第三の閾値)、判定部106は「異物が存在しない」と判定し、受電装置120に対して、「異物が存在しない」と判定したことを示すACKパケットを送信する。
 なお、「異物が存在する可能性がある」という判定結果を受け付ける能力を受電装置120が有していることを確認できない場合には、第二の閾値、第三の閾値を用いた異物検出の判定を行わない。すなわち、S502で取得されたFOPビットが1でない場合(S510でNO)、送電装置100の判定部106は、第一の閾値と電力損失Lとを比較して異物の検出を行う(S512)。判定部106は、電力損失Lが第一の閾値以上であれば「異物が存在する」と判定し、NAKパケットを受電装置120に通知する。他方、電力損失Lが第一の閾値未満であれば「異物が存在しない」と判定し、ACKパケットを受電装置120に通知する。
 受電装置120は、受電電力値Pの通知に対する応答がACK、NAK、ATN(FOP)のいずれであるかに応じて処理を分岐する(S607)。ATN(FOP)パケットを受電すると、受電装置120は、受電電力を制限する(S608、323)。受電電力の制限を行う方法としては、例えば、
・受電装置120が送電装置100に対して送電停止を要求するEnd Power Transfer パケットを送信する、
・送電装置100とGuaranteed Powerを低減させるための交渉を行う、または、
・単に受電電力を低減させる、などがあげられる。
 受電装置120は、ATN(FOP)パケットではなくACKパケットを受信した場合は、充電が完了するまで受電を継続し(S609でNO)、後続するRPP(0)パケットまたはCEP(0)パケットを送信する。また、受電装置120は、NAKパケットを受信した場合(S607)、または、充電が完了した場合(S609でYES)、送電装置100に送電の停止を要求するEnd Power Transferパケットを送信する(S610)。
 以上のように、送電装置100は異物が存在する可能性があることを示すパケットを受電装置120に送信するようにしたので、受電装置120は受電電力を制限し送電電力によって異物が発熱するリスクなどを回避することができる。
 以上説明したように、上記実施形態によれば、電力損失に基づく異物検出方法において、異物が存在しないにも関わらす異物が存在すると判定したり、異物が存在するにも関わらず異物が存在しないと判定したりする誤検出を解決することができる。
 (その他の実施形態)
 上記実施形態では、図4Aにおける不確かさΔa(矢印403)=Δb(矢印404)、Δc(矢印408)=Δd(矢印409)としたが、Δa≠Δb、Δc≠Δdとしてもよい。例えば、Δa(矢印403)、Δc(矢印408)をそれぞれΔb(矢印404)、Δd(矢印409)より大きくすると、異物が存在すると判定した場合に送電を制限(停止または送電電力を低減)する送電装置において次のような効果がある。例えば、送電装置100および受電装置120が高い耐熱性をもつ場合に、異物が存在すると判定する電力損失の閾値である第二の閾値(直線400、直線405)を大きくすることができる。この場合、送電電力により異物が発熱したとしても、耐熱性が低い場合と比較して、より大きな電力の送受電を許容することができるという効果がある。
 また、逆にΔa(矢印403)、Δc(矢印408)をそれぞれΔb(矢印404)、Δd(矢印409)より小さくすれば、異物が存在すると判定した場合に送電を制限(停止または送電電力を低減)する送電装置において次のような効果がある。例えば、送電装置100または受電装置120が異物の発熱にセンシティブな場合に、異物が存在すると判定する電力損失の閾値である第二の閾値(直線400、直線405)を小さくすることができる。結果、送電電力により異物が発熱した時に、耐熱性が大きい場合と比較して、より小さい発熱で送受電を停止することができる。
 また、上記実施形態では、第二の閾値および第三の閾値の両方を設定するとして説明したが、第二の閾値または第三の閾値のいずれかが設定されるようにしてもよい。また、上記実施形態では、受電装置120の最大電力(Maximum Power)に基づいて、第二の閾値と第一の閾値の間の大きさおよび第三の閾値と第二の閾値の間の大きさであるマージンを決定するようにしたがこれに限られるものではない。例えば、Guaranteed Powerの大きさに基づいてマージンが設定されるようにしてもよく、上記実施形態と同様の効果がある。
 また、上記マージンは、受電装置120が逐次送電するRPP(0)に格納されている受電電力に基づいて設定されてもよい。Maximum PowerおよびGuranteed Powerは受電装置120がバッテリ126に充電している間は固定であるが、Received Power Packet(mode0)に格納されている受電電力は都度変化する。送電装置100がReceived Power Packet(mode0)に格納されている現在の受電電力に基づいて上記第一~第三の閾値の設定を行うことで、時々の送受電電力に合わせて第二の閾値および第三の閾値を柔軟に設定することができるという効果がある。
 また、送電装置および受電装置が準拠する無線電力伝送方式は、WPC規格で規定された方式に限られず、他の電磁誘導方式、磁界共鳴方式、電界共鳴方式、マイクロ波方式、レーザー等を利用した方式であってもよい。
 なお、上述した送電装置100、受電装置の処理は、コンピュータがプログラムを実行することで実現され得るが、それらの処理の少なくとも一部がハードウェアにより実現されてもよい。ハードウェアにより実現する場合、例えば、所定のコンパイラを用いることで、各ステップを実現するためのプログラムからFPGA上に自動的に専用回路を生成すればよい。FPGAとは、Field Programmable Gate Arrayの略である。また、FPGAと同様にしてGate Array回路を形成し、ハードウェアとして実現するようにしてもよい。
 本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
 発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。
 本願は、2019年12月10日提出の日本国特許出願特願2019-223005を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。

Claims (19)

  1.  受電装置に無線電力を送電する送電装置であって、
     前記送電装置が送電する送電電力と、前記受電装置が受電する受電電力とに基づいて、電力損失を取得する取得手段と、
     前記受電装置との間で設定される送電電力に基づいて、異物の有無を判定するための第一の閾値と、前記第一の閾値より小さい第二の閾値とを設定する設定手段であって、設定される送電電力が第一の電力より大きい第二の電力の場合、設定される送電電力が前記第一の電力の場合における前記第一の閾値と前記第二の閾値との差よりも、前記第一の閾値と前記第二の閾値との差が大きくなるように、前記第一の閾値と前記第二の閾値とを設定する設定手段と、
     前記電力損失が前記第一の閾値より大きい場合は異物が存在する、前記電力損失が前記第二の閾値より小さい場合は異物が存在しない、前記電力損失が前記第一の閾値と前記第二の閾値の間の場合は異物が存在する可能性がある、と判定する判定手段と、を備えることを特徴とする送電装置。
  2.  前記設定手段は、前記受電装置との間で設定される送電電力が前記第二の電力の場合、設定される送電電力が前記第一の電力の場合における第一の閾値より大きい値を前記第一の閾値として設定することを特徴とする請求項1に記載の送電装置。
  3.  前記設定手段は、
     前記受電装置との間で設定される送電電力に基づいて、異物の有無を判定するための第三の閾値を設定し、
     前記第三の閾値より大きい前記第一の閾値と、前記第三の閾値より小さい前記第二の閾値とを設定することを特徴とする請求項1または2に記載の送電装置。
  4.  前記第一の閾値と前記第三の閾値との差と、前記第三の閾値と前記第二の閾値との差は、同じ値であることを特徴とする請求項3に記載の送電装置。
  5.  異物が存在する可能性があるという判定結果を受け付ける能力が前記受電装置にあるか否かを確認する確認手段をさらに備え、
     前記判定手段は、前記受電装置が前記能力を有していることを確認できない場合には、前記第三の閾値により異物の有無を判定することを特徴とする請求項3または4に記載の送電装置。
  6.  前記送電電力は前記受電装置が負荷に出力すると予測される最大電力(Maximum Power)であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の送電装置。
  7.  前記送電電力は前記受電装置が必ず受電できる電力(Guaranteed Power)であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の送電装置。
  8.  前記送電電力は、前記受電装置が受電した現在の電力(Received Power)であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の送電装置。
  9.  前記受電装置が受電した電力に基づくデータを前記受電装置から受信したときの応答として、前記判定手段の結果を前記受電装置に通知する通知手段をさらに備えることを特徴とする請求項8に記載の送電装置。
  10.  前記通知手段は、異物が存在しないと判定された場合にACKパケットを、異物が存在すると判定された場合にNAKパケットを、異物が存在する可能性があると判定された場合にACKパケットおよびNAKパケットとは異なるパケットを、前記受電装置に通知することを特徴とする請求項9に記載の送電装置。
  11.  前記通知手段は、異物が存在する可能性があると判定された場合に、異物が存在する可能性があることを示すAttentionパケットを送信することを特徴とする請求項10に記載の送電装置。
  12.  送電装置から無線電力を受電する受電装置であって、
     前記送電装置から、異物が存在する、異物が存在しない、異物が存在する可能性がある、の少なくとも3つの判定結果のうちの一つを示す通知を受信する受信手段と、
     前記受信手段により受信される通知に基づく判定結果が、異物が存在することを示す判定結果である場合は前記送電装置に送電の停止を要求し、異物が存在しないことを示す判定結果である場合は前記送電装置からの受電を継続し、異物が存在する可能性があることを示す判定結果である場合は前記送電装置による送電を制限するように制御する制御手段と、を備えることを特徴とする受電装置。
  13.  前記送電装置から受電した電力を示す情報を前記送電装置に送信する送信手段をさらに備え、
     前記受信手段は、前記情報の送信に対する応答として前記判定結果を示す通知を受信することを特徴とする請求項12に記載の受電装置。
  14.  前記応答がNAKの場合は異物が存在することを示し、前記応答がACKの場合は異物が存在しないことを示し、前記応答がNAKでもACKでもない場合は異物が存在する可能性があることを示すことを特徴とする請求項13に記載の受電装置。
  15.  異物が存在する可能性があることを示す前記応答は、異物が存在する可能性があることを示すAttentionパケットであることを特徴とする請求項14に記載の受電装置。
  16.  受電装置に無線電力を送電する送電装置の制御方法であって、
     前記送電装置が送電する送電電力と、前記受電装置が受電する受電電力とに基づいて、電力損失を取得する取得工程と、
     前記受電装置との間で設定される送電電力に基づいて、異物の有無を判定するための第一の閾値と、前記第一の閾値より小さい第二の閾値とを設定する設定工程であって、設定される送電電力が第一の電力より大きい第二の電力の場合、設定される送電電力が前記第一の電力の場合における前記第一の閾値と前記第二の閾値との差よりも、前記第一の閾値と前記第二の閾値との差が大きくなるように、前記第一の閾値と前記第二の閾値とを設定する設定工程と、
     前記電力損失が前記第一の閾値より大きい場合は異物が存在する、前記電力損失が前記第二の閾値より小さい場合は異物が存在しない、前記電力損失が前記第一の閾値と前記第二の閾値の間の場合は異物が存在する可能性がある、と判定する判定工程と、を備えることを特徴とする送電装置の制御方法。
  17.  送電装置から無線電力を受電する受電装置の制御方法であって、
     前記送電装置から、異物が存在する、異物が存在しない、異物が存在する可能性がある、の少なくとも3つの判定結果のうちの一つを示す通知を受信する受信工程と、
     前記受信工程により受信される通知に基づく判定結果が、異物が存在することを示す判定結果である場合は前記送電装置に送電の停止を要求し、異物が存在しないことを示す判定結果である場合は前記送電装置からの受電を継続し、異物が存在する可能性があることを示す判定結果である場合は前記送電装置による送電を制限するように制御する制御工程と、を備えることを特徴とする受電装置の制御方法。
  18.  請求項1乃至11のいずれか1項に記載された送電装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
  19.  請求項12乃至15のいずれか1項に記載された受電装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
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