WO2023048095A1 - 送電装置、受電装置、制御方法及びプログラム - Google Patents

送電装置、受電装置、制御方法及びプログラム Download PDF

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WO2023048095A1
WO2023048095A1 PCT/JP2022/034808 JP2022034808W WO2023048095A1 WO 2023048095 A1 WO2023048095 A1 WO 2023048095A1 JP 2022034808 W JP2022034808 W JP 2022034808W WO 2023048095 A1 WO2023048095 A1 WO 2023048095A1
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WO
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power
communication
communication means
packet
receiving device
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PCT/JP2022/034808
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隆広 七野
航 立和
Original Assignee
キヤノン株式会社
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    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L5/00Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
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    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
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    • B60L53/66Data transfer between charging stations and vehicles
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    • B60MPOWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
    • B60M7/00Power lines or rails specially adapted for electrically-propelled vehicles of special types, e.g. suspension tramway, ropeway, underground railway
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • 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
    • H02J50/10Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H04B5/48

Definitions

  • the present disclosure relates to wireless power transmission technology.
  • Patent Literature 1 discloses a power transmitting device and a power receiving device conforming to the standard established by the Wireless Power Consortium (WPC) standardization organization (hereinafter referred to as the "WPC standard").
  • WPC Wireless Power Consortium
  • the power transmitted wirelessly varies depending on the state of the power receiving device, the positional relationship between the power transmitting device and the power receiving device, and the like.
  • a control error (hereinafter referred to as "CE”) packet is transmitted from a power receiving device to a power transmitting device, and the power transmitting device adjusts power to be transmitted based on the CE packet.
  • CE control error
  • the power receiving device transmits a CE packet at a predetermined timing, so that the power transmitting device can control the power to be transmitted substantially in real time.
  • a power transmitting device or a power receiving device uses an antenna different from the antenna used for transmitting and receiving power in wireless power transmission, and communicates using a frequency different from the frequency used in wireless power transmission.
  • a scheme is disclosed.
  • the WPC standard stipulates the communication timing in communication for controlling wireless power transmission performed by a power transmitting device and a power receiving device via an antenna used for transmitting and receiving power for wireless power transmission.
  • the communication timing specified by the WPC standard may not be appropriate.
  • an unnecessary communication inhibition period is set, and the period between communications becomes longer. High control may be lost.
  • the present disclosure provides techniques for controlling appropriate communication timing when multiple communication schemes for controlling wireless power transmission can be used.
  • a power receiving device includes power receiving means for wirelessly receiving power from a power transmitting device via a first antenna, first communication means for communicating via the first antenna, and the first antenna. a second communication means for communicating via a second antenna; a control means for controlling communication with the power transmission device using either the first communication means or the second communication means; and when communicating with the power transmission device using the first communication means, the control means sends the next signal after at least a specific period during which transmission is prohibited has passed after the signal is transmitted and the second communication means is used to communicate with the power transmission device, the specific period must not elapse after the signal is transmitted. and controlling the second communication means to transmit the next signal.
  • appropriate communication timing control can be performed when a plurality of communication schemes for controlling wireless power transmission can be used.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a power receiving device
  • FIG. 4 is a flowchart of processing performed by the power transmission device in the first embodiment
  • 4 is a flowchart of processing performed by the power receiving device according to the first embodiment
  • FIG. 10 is a flowchart of timing constraint determination processing in the power receiving device
  • FIG. 10 is a flowchart of timing constraint determination processing in the power receiving device
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the relationship between BLE packets and Qi packets
  • FIG. 4 is a diagram showing the operation of the system
  • FIG. 4 is a diagram showing a communication sequence in the I&C phase;
  • FIG. 4 is a diagram showing a communication sequence in the Negotiation phase;
  • FIG. 10 is a diagram showing a communication sequence in the Power Transfer phase;
  • FIG. 4 is a diagram showing communication timing constraints;
  • FIG. 4 is a diagram showing communication timing constraints;
  • FIG. 4 is a diagram showing communication timing constraints;
  • FIG. 4 is a diagram showing communication timing constraints;
  • 9 is a flowchart of processing performed by a power transmission device according to a second embodiment;
  • 9 is a flowchart of processing performed by a power receiving device according to the second embodiment;
  • FIG. 1 shows a configuration example of a wireless power transmission system according to this embodiment.
  • the system includes a power transmission device 101 and a power reception device 102 .
  • the power transmitting device 101 may be referred to as TX
  • the power receiving device 102 may be referred to as RX.
  • the TX 101 is an electronic device that wirelessly transmits power to the RX 102 placed on the charging stand 103 .
  • the RX 102 is an electronic device that receives power from the TX 101 and charges an internal battery. Note that the TX 101 and RX 102 may have functions for executing applications other than wireless power transfer.
  • the TX 101 and RX 102 may be storage devices such as hard disk devices and memory devices, or may be information processing devices such as personal computers (PCs), smart phones, and tablet terminals. Further, the TX 101 and RX 102 may be, for example, image input devices such as imaging devices (cameras, video cameras, etc.) and scanners, image output devices such as printers, copiers, and projectors, robots, and vehicles. good too. RX 102 may also be an electric vehicle. Also, the TX 101 may be a charger installed in a console or the like in the vehicle, or may be a charging device for charging an electric vehicle. Also, the RX 102 may not have a built-in battery.
  • the RX 102 and TX 101 each have a communication function by BLE (Bluetooth (registered trademark) Low Energy). Specifically, the RX 102 and TX 101 communicate based on Bluetooth 4.0 and later standards. Detailed configurations of the TX 101 and RX 102 will be described later with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. In addition, hereinafter, the standard defined for Bluetooth 4.0 or later and defined for BLE is referred to as the BLE standard. Note that BLE is an intermittent communication method.
  • the communication unit (control IC for BLE communication) is intermittently driven (activated), communication is performed only during driving, and the communication unit (control IC for BLE communication) is ) is turned off or placed in a low power consumption state. This achieves a reduction in power consumption.
  • This system shall perform wireless power transmission using an electromagnetic induction method based on the WPC standard defined by the WPC (Wireless Power Consortium). That is, the TX 101 and the RX 102 perform wireless power transmission based on the WPC standard between the power transmitting coil of the TX 101 and the power receiving coil of the RX 102.
  • the wireless power transmission method is not limited to the method specified by the WPC standard, and may be another electromagnetic induction method, magnetic field resonance method, electric field resonance method, microwave method, laser method, or the like. Also, in the present embodiment, wireless power transmission is used for contactless charging, but wireless power transmission may be used for purposes other than contactless charging.
  • Guaranteed Power the amount of power that a power receiving device is guaranteed to be able to output to a load (for example, charging circuit, battery, etc.) is defined by a value called Guaranteed Power (hereinafter referred to as "GP"). Defined. Even if the positional relationship between the power receiving device and the power transmitting device fluctuates, for example, and the power transmission efficiency between the power receiving antenna 205 and the power transmitting antenna 105 decreases, the GP maintains the load (eg, charging circuit, battery, etc.) of the power receiving device. Indicates the power value for which the output to is guaranteed.
  • GP Guaranteed Power
  • the power transmitting device controls so that it can output 5 watts to the load inside the power receiving device.
  • the GP is determined by negotiation between the power transmitting device and the power receiving device. Note that this embodiment is applicable not only to the GP, but also to a configuration in which power is transmitted and received with power determined by mutual negotiation between the power transmitting device and the power receiving device.
  • the TX 101 and RX 102 perform communication for power transmission control based on the WPC standard.
  • the WPC standard defines multiple phases, including a Power Transfer phase in which power transfer is performed and a phase before the actual power transfer is performed. In each phase, necessary communication for power transmission control is performed. .
  • the phases before power transmission include a Selection phase, a Ping phase, an Identification and Configuration phase, a Negotiation phase, and a Calibration phase. Note that the Identification and Configuration phase is hereinafter referred to as the I&C phase.
  • the power transmission device intermittently transmits Analog Ping to detect that an object has been placed on the power transmission device (for example, the power reception device or conductor piece has been placed on the charging base).
  • the power transmission device detects at least one of the voltage value and current value of the power transmission antenna 105 when the Analog Ping is transmitted, and if the voltage value falls below a certain threshold or the current value exceeds a certain threshold, an object exists. Then, the Ping phase is entered.
  • the power transmission device transmits a Digital Ping with higher power than the Analog Ping.
  • the power of the Digital Ping is sufficient to activate the control unit of the power receiving device placed on the power transmitting device.
  • Digital Ping is power transmitted from the power transmitting device to activate the power receiving device.
  • the power receiving device notifies the power transmitting device of the magnitude of the received voltage. This notification is made using the Signal Strength Packet defined in the WPC standard.
  • the power transmitting device recognizes that the object detected in the Selection phase is the power receiving device by receiving a response from the power receiving device that received the Digital Ping.
  • the power transmitting device transitions to the I&C phase upon receiving the notification of the received power voltage value.
  • the power transmitting device measures the Q-factor of the power transmitting antenna 105 before transmitting the Digital Ping. This measurement result is used when executing foreign matter detection processing using the Q value measurement method.
  • a foreign object in the present disclosure is, for example, a clip, an IC card, or the like. Powered devices and objects that are integral parts of products that incorporate powered devices or products that incorporate powered devices and powered devices that unintentionally generate heat when exposed to wireless power transmitted by transmitting antennas Objects that may do so will not hit the foreign object.
  • the power transmitting device identifies the power receiving device and acquires device configuration information (capability information) from the power receiving device.
  • the power receiving device transmits an ID Packet and a Configuration Packet.
  • the ID Packet contains the identifier information of the power receiving device
  • the Configuration Packet contains the device configuration information (capability information) of the power receiving device.
  • the power transmitting device that has received the ID Packet and Configuration Packet responds with an acknowledgment (ACK). Then the I&C phase ends.
  • the GP value is determined based on the GP value requested by the power receiving device and the power transmission capability of the power transmitting device.
  • the power transmitting device executes foreign object detection processing using the Q-value measurement method in accordance with a request from the power receiving device.
  • the WPC standard defines a method of performing the same processing as in the Negotiation phase again in response to a request from the power receiving device after once shifting to the Power Transfer phase. The phase that moves from the Power Transfer phase and performs these processes is called the Renegotiation phase.
  • the power receiving device notifies the power transmitting device of a predetermined received power value (the received power value in the light load state/the received power value in the maximum load state), and the power transmitting device performs adjustment for efficient power transmission.
  • the received power value notified to the power transmission device can be used for foreign object detection processing by the Power Loss method.
  • control is performed to start and continue power transmission, and to stop power transmission due to an error or full charge.
  • control is performed for notifying the state of charge and stopping power transmission due to full charge.
  • real-time control refers to control with high immediacy.
  • transmitted power is immediately controlled according to a request from the power receiving device. This enables the power receiving device to appropriately control the output to the battery, for example. Note that real-time control does not have to be control at exactly the same timing. In other words, the transmitted power may be controlled simultaneously with the request from the power receiving device, or the transmitted power may be controlled within a relatively short period of time in response to the request from the power receiving device.
  • the TX 101 and the RX 102 switch between in-band communication and out-of-band communication for a series of power transmission control.
  • In-band communication is communication in which a signal is superimposed on an electromagnetic wave corresponding to power using an antenna (coil) used for power transmission and reception.
  • antenna coil
  • the range in which in-band communication based on the WPC standard is possible is almost the same as the power transmission possible range (active area).
  • Out-of-band communication is communication using a frequency different from the frequency used for power transmission/reception via an antenna different from the antenna used for power transmission/reception.
  • a communication method used in outband communication is BLE communication.
  • the TX 101 operates as a BLE Central device
  • the RX 102 operates as a BLE Peripheral device.
  • the BLE role may be reversed.
  • the following methods may be used as the communication method used in the out-of-band communication. That is, Wi-Fi (registered trademark), ZigBee (registered trademark), NFC (Near Field Communication, short-range wireless communication) standardized in the IEEE 802.11 series, or other communication methods may be used.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the TX 101 according to this embodiment.
  • the TX 101 includes a control unit 201, a power supply unit 202, a power transmission unit 203, a detection unit 204, a power transmission coil 205, a first communication unit 206, a second communication unit 207, a display unit 208, an operation unit 209, a memory 210, and , and a timer 211 .
  • the control unit 201 controls the entire TX 101 by executing a control program stored in the memory 210, for example. In one example, the control unit 201 performs control necessary for device authentication (Authentication) and power transmission in the TX 101 . The control unit 201 may perform control for executing applications other than wireless power transmission.
  • the control unit 201 includes one or more processors such as a CPU (Central Processing Unit) and an MPU (Micro Processing Unit). Note that the control unit 201 may be configured by hardware such as an application specific integrated circuit (ASIC). Also, the control unit 201 may be configured to include an array circuit such as an FPGA (Field Programmable Gate Array) compiled to execute predetermined processing.
  • the control unit 201 causes the memory 210 to store information that should be stored during execution of various processes. Also, the control unit 201 can measure time using a timer 211 .
  • the power supply unit 202 is a power supply that supplies power when at least the control unit 201 and the power transmission unit 203 operate.
  • the power supply unit 202 can be, for example, a wired power receiving circuit, a battery, or the like that receives power from a commercial power supply.
  • the battery stores electric power supplied from a commercial power source.
  • the power transmission unit 203 converts the DC or AC power input from the power supply unit 202 into AC frequency power in the frequency band used for wireless power transmission, and inputs the AC frequency power to the power transmission coil 205, whereby the RX 102 receives power. Generate electromagnetic waves to Note that the frequency of the AC power generated by the power transmission unit 203 is about several hundred kHz (eg, 110 kHz to 205 kHz), which is different from the BLE communication frequency (2.4 GHz) used in outband communication. Based on an instruction from the control unit 201 , the power transmission unit 203 inputs AC frequency power to the power transmission coil 205 so that the power transmission coil 205 outputs an electromagnetic wave for transmitting power to the RX 102 .
  • the power transmission unit 203 controls the intensity of the electromagnetic wave to be output by adjusting the voltage (transmission voltage) or current (transmission current) input to the power transmission coil 205 . Increasing the transmission voltage or transmission current increases the intensity of the electromagnetic wave, and decreasing the transmission voltage or transmission current decreases the intensity of the electromagnetic wave. In addition, based on an instruction from the control unit 201, the power transmission unit 203 performs output control of AC frequency power so that power transmission from the power transmission coil 205 is started or stopped.
  • the detection unit 204 detects whether an object exists or is placed within the power transmission range 104 based on the WPC standard.
  • the detection unit 204 detects, for example, the voltage value or current value of the power transmission coil 205 when the power transmission unit 203 transmits WPC standard Analog Ping through the power transmission coil 205 . Then, the detection unit 204 can determine that an object exists in the range 104 when the voltage is below the predetermined voltage value or the current value is above the predetermined current value. It should be noted that whether this object is the RX 102 or another foreign object is determined when the first communication unit 206 subsequently receives a predetermined response to the Digital Ping transmitted by in-band communication, and the object is the RX 102 is determined to be
  • the first communication unit 206 communicates with the RX 102 in each phase of the WPC standard as described above through in-band communication.
  • the first communication unit 206 modulates the electromagnetic waves output from the power transmission coil 205 and transmits information to the RX 102 .
  • the first communication unit 206 also acquires information transmitted by the RX 102 by demodulating the electromagnetic wave that is output from the power transmission coil 205 and modulated by the RX 102 . That is, the communication performed by the first communication unit 206 is performed by superimposing a signal on an electromagnetic wave corresponding to the power transmitted from the power transmission coil 205 .
  • the second communication unit 207 communicates with the RX 102 in each phase of the WPC standard as described above through out-of-band communication.
  • the second communication unit 207 has, for example, a modulation/demodulation circuit and communication protocol processing functions necessary for performing BLE communication.
  • the display unit 208 presents information to the user by any method such as visual, auditory, and tactile.
  • the display unit 208 notifies the user of, for example, information indicating the state of the TX 101 and the state of the wireless power transmission system including the TX 101 and the RX 102 as shown in FIG.
  • the display unit 208 includes, for example, a liquid crystal display, an LED display, an organic EL display, a speaker, a vibration generating circuit, and other notification devices.
  • the operation unit 209 has a reception function that receives operations on the TX 101 from the user.
  • the operation unit 209 includes, for example, buttons, a keyboard, an audio input device such as a microphone, a motion detection device such as an acceleration sensor or a gyro sensor, or other input devices.
  • a device such as a touch panel in which the display unit 208 and the operation unit 209 are integrated may be used.
  • the memory 210 stores various information as described above. Note that the memory 210 may store information obtained by a functional unit different from the control unit 201 .
  • the timer 211 measures time by, for example, a count-up timer that measures elapsed time from the start time, a count-down timer that counts down from a set time, or the like.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of the RX 102 according to this embodiment.
  • the RX 102 includes a control unit 301, a battery 302, a power receiving unit 303, a detection unit 304, a power receiving coil 305, a first communication unit 306, a second communication unit 307, a display unit 308, an operation unit 309, a memory 310, a timer 311. , and a charging unit 312 .
  • the control unit 301 controls the entire RX 102 by executing a control program stored in the memory 310, for example. In one example, the control unit 301 performs control necessary for device authentication and power reception in the RX 102 .
  • the control unit 301 may perform control for executing applications other than wireless power transmission.
  • the control unit 301 includes, for example, one or more processors such as CPU and MPU. Note that the control unit 301 may include hardware dedicated to specific processing such as an ASIC, or an array circuit such as an FPGA compiled to execute predetermined processing.
  • the control unit 301 causes the memory 310 to store information that should be stored during execution of various processes. Also, the control unit 301 can measure time using a timer 311 .
  • the power receiving unit 303 acquires AC power generated by electromagnetic induction in the power receiving coil 305 . Specifically, in power receiving coil 305 , induced electromotive force is generated by electromagnetic waves radiated from power transmitting coil 205 of TX 101 , and power receiving unit 303 acquires power generated in power receiving coil 305 . Then, the power receiving unit 303 converts the AC power into DC power or AC power of a predetermined frequency, and outputs the power to the charging unit 312 that performs processing for charging the battery 302 . That is, the power receiving unit 303 supplies power to the load in the RX 102 . The GP described above is power guaranteed to be output from the power receiving unit 303 . Note that the battery 302 stores power received via the power receiving coil 305 .
  • the detection unit 304 detects whether or not the RX 102 is placed within the power receiving range 104 from the TX 101 based on the WPC standard.
  • the detection unit 304 detects, for example, the voltage value or current value of the power receiving coil 305 when the power receiving unit 303 receives a WPC standard Digital Ping through the power receiving coil 305 .
  • Sensing unit 304 may determine that RX 102 is resting on area 104, for example, if the voltage is below a predetermined voltage threshold or if the current value is above a predetermined current threshold.
  • the first communication unit 306 communicates with the TX 101 in each phase of the WPC standard as described above by in-band communication.
  • the first communication unit 306 acquires information transmitted from the TX 101 by demodulating the electromagnetic wave input from the power receiving coil 305, load-modulates the electromagnetic wave, and superimposes the information to be transmitted to the TX 101 on the electromagnetic wave. , TX101. That is, the communication performed by the first communication unit 306 is performed by superimposing a signal on an electromagnetic wave corresponding to the power transmitted from the power transmission coil 205 of the TX 101 .
  • the second communication unit 307 communicates with the TX 101 in each phase of the WPC standard as described above through out-of-band communication.
  • the second communication unit 307 has, for example, a modulation/demodulation circuit and communication protocol processing functions necessary for performing BLE communication.
  • the display unit 308 presents information to the user by any method such as visual, auditory, and tactile.
  • the display unit 308 notifies the user of, for example, the state of the RX 102 and the state of the wireless power transmission system including the TX 101 and the RX 102 as shown in FIG.
  • the display unit 308 includes, for example, a liquid crystal display, an LED display, an organic EL display, a speaker, a vibration generating circuit, and other notification devices.
  • the operation unit 309 has a reception function that receives operations on the RX 102 from the user.
  • the operation unit 309 includes, for example, buttons, a keyboard, a voice input device such as a microphone, a motion detection device such as an acceleration sensor or a gyro sensor, or other input devices.
  • a device such as a touch panel in which the display unit 308 and the operation unit 309 are integrated may be used.
  • the memory 310 stores various information as described above. Note that the memory 310 may store information obtained by a functional unit different from the control unit 301 .
  • the timer 311 measures time by, for example, a count-up timer that measures elapsed time from the start time, a count-down timer that counts down from a set time, or the like.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of the flow of power transmission control processing executed by the TX 101.
  • This processing can be realized by executing a program read from the memory 210 by the control unit 201 of the TX 101, for example.
  • the hardware in this case can be realized by, for example, using a predetermined compiler to automatically generate a dedicated circuit using a gate array circuit such as FPGA from a program for realizing each processing step.
  • this process is performed in response to the TX 101 being powered on, in response to the user of the TX 101 inputting an instruction to start the wireless power transfer application, or in response to the TX 101 being connected to a commercial power source and supplying power. Depending on what is being received, it can be executed. Moreover, this process may be started by other triggers.
  • the TX 101 first executes processing specified as the Selection phase and Ping phase of the WPC standard, and waits for the RX 102 to be placed (S401).
  • the TX 101 repeatedly and intermittently transmits WPC-standard Analog Ping to detect objects existing within the power transmission range 104 . Then, when the TX 101 detects that an object exists within the transmittable range, it transmits a Digital Ping. Then, the TX 101 determines that the detected object is the RX 102 and that the RX 102 is placed on the charging base 103 when there is a predetermined response to the Digital Ping.
  • FIG. 10A shows the communication flow of the I&C phase.
  • RX 102 transmits an Identification Packet (ID Packet) to TX 101 (F1001).
  • ID Packet an Identification Packet
  • the ID Packet stores an information element that can specify the supported WPC standard version.
  • RX 102 further transmits Configuration Packet to TX 101 (F1002).
  • the Configuration Packet includes the Maximum Power Value, which specifies the maximum power that the RX 102 can supply to the load, and information indicating whether or not the WPC standard Negotiation function is provided.
  • TX 101 When TX 101 receives these packets, it transmits ACK (F1003) and the I&C phase ends.
  • the TX 101 may acquire the identification information of the RX 102 by a method other than WPC standard I&C phase communication.
  • the identification information for each individual RX 102 may be a Wireless Power ID.
  • the identification information for each individual RX 102 is any other identification information that can identify the individual RX 102, such as a Bluetooth Address (hereinafter referred to as "BD_ADDR”) unique to the second communication unit 307 of the RX 102.
  • BD_ADDR Bluetooth Address
  • BD_ADDR is an 8-byte address used in BLE.
  • BD_ADDR is, for example, a public address defined by the BLE standard that indicates the manufacturer of the RX 102 and individual identification information of the BLE communication function (second communication unit 204).
  • BD_ADDR may be a Random Address.
  • the TX 101 determines whether out-band communication is possible with the RX 102 and BLE (S403). Specifically, the TX 101 waits for an advertising packet containing identification information of the RX 102 by BLE (using the second communication unit 207). For example, the TX 101 performs a BLE scanning operation and waits for an advertising packet containing information indicating that the identification information of the RX 102 is included and the identification information of the RX 102 . For example, setting the AD Type of the BLE standard advertising packet to a predetermined value indicates that this advertising packet contains the identification information of the RX 102 . Then, if the AD Type is the predetermined value, it is defined in advance that the AD Data contains the identification information of the RX 102 .
  • the identification information of RX 102 is information for identifying each individual RX 102 .
  • the identification information of this RX 102 is, for example, the Manufacturer Code and Basic Device ID defined by the WPC standard.
  • the identification information of RX 102 may be Wireless Power ID or BD_ADDR unique to second communication unit 307 of RX 102 . Note that when BD_ADDR is used as identification information for RX 102, the identification information is included in the header of the advertising packet, not in AD Data.
  • the TX 101 can receive an advertising packet containing the identification information of the RX 102 within a predetermined time, it determines that out-of-band communication is possible with the RX 102 through BLE. Otherwise, it is determined that out-of-band communication by RX 102 and BLE is impossible. It should be noted that it may be determined whether out-of-band communication is possible between the RX 102 and BLE using other methods. For example, information such as whether the RX 102 supports out-of-band communication and whether it is in a communicable state may be stored in the Configuration Packet. In this case, the TX 101 may determine whether out-of-band communication is possible with the RX 102 and BLE based on the relevant information elements in the Configuration Packet. As a result, when outband communication cannot be performed with the RX 102 using BLE, the time to wait for an advertising packet can be omitted, and power transmission to the power receiving apparatus can be started earlier.
  • TX 101 determines that outband communication is possible (YES in S403), it establishes a BLE connection with the RX 102, which is the source of the advertising packet (S404).
  • TX 101 establishes a BLE connection with RX 102 by transmitting CONNECT_REQ, which is a connection request in the BLE standard, to BD_ADDR included in the header of the advertising packet from RX 102 .
  • CONNECT_REQ which is a connection request in the BLE standard
  • BD_ADDR included in the header of the advertising packet from RX 102 .
  • the TX 101 sets the Connection Interval, which is the intermittent communication interval of BLE, based on the request of the RX 102 (S405).
  • the TX 101 performs subsequent communication with the RX 102 by outband communication using BLE.
  • the TX 101 determines that out-band communication with the RX 102 is impossible (NO in S403), it skips the processes of S404 and S405, and subsequent communication with the RX 102 is performed by in-band communication.
  • the TX 101 determines the GP through negotiation with the RX 102 based on the device authentication result, the request from the RX 102, and the power transmission capability of its own device (S406). In S406, communication of the Negotiation phase of the WPC standard as shown in FIG. 10B is performed.
  • RX 102 notifies the requested GP value by transmitting a Specific Request to TX 101 (F1011).
  • the TX 101 determines whether or not to accept the request based on its own power transmission capability and other conditions, and transmits ACK to the RX 102 if accepted, or NACK if not accepted (F1012).
  • the determined value of GP is the value requested by RX 102 when TX 101 accepts the request of RX 102, otherwise it is a predetermined value defined by the WPC standard (eg, 5 watts).
  • the TX 101 then performs the calibration phase process of the WPC standard (S407).
  • the calibration phase processing is preliminary measurement for accurately detecting a foreign object between the TX 101 and the RX 102, but since it is the same as the conventional technology, detailed description thereof will be omitted here.
  • the TX 101 transmits power until the RX 102 is fully charged (S408).
  • communication of the Power Transfer phase of the WPC standard as shown in FIG. 10C is performed.
  • RX 102 repeatedly transmits Control Error packets (hereinafter referred to as "CE packets") (F1021) to TX 101 at time intervals of t_interval.
  • t_interval is a value defined by the WPC standard and is, for example, 250 milliseconds.
  • CE packet contains a request for how much to raise or lower the transmission power.
  • the TX 101 adjusts transmission power by controlling the current of the transmission antenna 205 based on the received CE packet. That is, the CE packet is a parameter for adjusting transmission power. By repeating this process, power transmission with appropriate power according to the request of the RX 102 is performed almost in real time.
  • EPT packet End Power Transfer packet
  • F1022 End Power Transfer packet
  • t_timeout is a value defined by the WPC standard, for example 1500 milliseconds.
  • the RX 102 may transmit packets (F1023) other than the CE packet during the Power Transfer phase.
  • An example of a packet other than the CE packet is a Charge Status packet that notifies the TX 101 of the state of the battery 302 of the RX 102 .
  • the Charge Status packet stores a Charge Status Value that indicates what percentage of the battery 302 has been charged.
  • the TX 101 may notify the user of the charge status by, for example, displaying text or a diagram on the display unit 208 based on the Charge Status Value.
  • the TX 101 may receive it at any time and notify the user at any time.
  • t_delay After t_delay has elapsed after receiving the CE packet 1103, the TX 101 adjusts transmission power based on the Control Error Value included in the CE packet 1103, taking the time t_control.
  • t_delay and t_control are values determined within the range defined by the WPC standard, eg, 5 milliseconds and 25 milliseconds.
  • the RX 102 After transmitting the CE packet 1103, the RX 102 should not transmit the Qi packet 1104 (here, the next CE packet) until the TX 101 completes adjusting transmission power based on the CE packet 1103.
  • the RX 102 can transmit the next CE packet (Qi packet 1104) only after at least the total time of t_delay and t_control has elapsed after transmitting the CE packet 1103.
  • the TX 101 and RX 102 perform real-time control of transmitted power under the timing constraints represented by t_interval, t_timeout, t_delay, and t_control described above. Information on these timing constraints may be held in advance in the memory 210 and memory 310 of the TX 101 and RX 102, respectively, or may be held by the RX 102 and notified to the TX 101 in the I&C phase.
  • the TX 101 may hold and notify the RX 102, or may notify in a phase other than the I&C phase.
  • the CE packet is a packet for real-time control (hereinafter referred to as "real-time control packet").
  • real-time control packet notification to the user by Charge Status packets has no restrictions on the timing of transmission, reception, and processing. That is, the Charge Status packet is not a real-time control packet. There may be other packets that are not for real-time control.
  • the TX 101 disconnects the BLE connection with the RX 102 in S403 if it is connected, and ends the process (YES in S409, S410). Although the TX 101 may continue communication with the RX 102 after S410, in-band communication is used in that case.
  • This processing can be realized by executing a program read from the memory 310 by the control unit 301 of the RX 102, for example.
  • the hardware in this case can be realized by, for example, using a predetermined compiler to automatically generate a dedicated circuit using a gate array circuit such as FPGA from a program for realizing each processing step.
  • the RX 102 executes processing defined as the Selection phase and Ping phase of the WPC standard, and waits for its own device to be placed on the TX 101 (S501). RX 102 detects that it is placed on TX 101 by detecting Digital Ping from TX 101, for example.
  • the RX 102 When the RX 102 detects that its own device is placed on the TX 101, it transmits information including identification information of its own device to the TX 101 by in-band communication using the ID Packet and Configuration Packet described using FIG. ). Note that the identification information of the RX 102 may be transmitted by a method other than communication in the I&C phase of the WPC standard, and other identification information such as BD_ADDR may be used as long as it is information that can identify each individual RX 102. may Also, the RX 102 may transmit information other than the identification information to the TX 101 in S502.
  • the RX 102 determines whether out-band communication is possible with the TX 101 and BLE (S503). Specifically, the RX 102 repeatedly transmits an advertising packet including identification information of its own device via BLE (using the second communication unit 307), and waits for CONNECT_REQ of BLE from the TX 101 . For example, the RX 102 can indicate that this advertising packet contains the identification information of the RX 102 by setting the AD Type of the BLE advertising packet to a predetermined value.
  • the identification information of the RX 102 is, for example, the Manufacturer Code and Basic Device ID defined by the WPC standard. Also, the identification information of RX 102 may be Wireless Power ID or BD_ADDR unique to second communication unit 307 of RX 102 .
  • the RX 102 can receive CONNECT_REQ from the TX 101 within a predetermined time, it determines that out-of-band communication is possible with the TX 101 through BLE. Otherwise, it is determined that out-of-band communication by TX 101 and BLE is impossible.
  • a method other than the above may be used to determine whether out-band communication is possible with the TX 101 and BLE.
  • the RX 102 may receive information or a signal indicating whether the TX 101 supports BLE from the TX 101, or may receive information or a signal indicating whether the TX 101 is capable of communicating with BLE. In this case, the RX 102 may determine whether out-band communication with the TX 101 and BLE is impossible based on the received information and signals. As a result, when outband communication cannot be performed with the TX 101 and BLE, the time for waiting for reception of CONNECT_REQ can be shortened, and power transmission can be started earlier.
  • the RX 102 determines that out-of-band communication is possible (YES in S503), it establishes a BLE connection with the TX 101, which is the source of the CONNECT_REQ (S504). RX 102 establishes a BLE connection by receiving CONNECT_REQ. Subsequently, the RX 102 sets the Connection Interval, which is the intermittent communication interval of BLE, to the same time as the scheduled transmission interval of real-time control packets (hereinafter referred to as "Qi packets" to clearly distinguish them from BLE packets). is requested to the TX 101 (S505).
  • An example of a Qi packet for real-time control is a CE packet whose scheduled transmission interval is t_interval.
  • the RX 102 makes a Connection Interval setting request by transmitting, for example, LL_CONNECTION_PARAM_REQ in the BLE standard.
  • the RX 102 performs subsequent communication with the TX 101 by out-of-band communication using BLE.
  • the RX 102 determines that out-band communication is impossible (NO in S503), the processing of S504 and S505 is skipped, and subsequent communication with the RX 102 is performed by in-band communication.
  • the RX 102 then transmits the requested GP value to the TX 101 and waits for a response from the TX 101 to determine the GP (S506).
  • S506 communication of the negotiation phase of the WPC standard as described in FIG. 10B is performed.
  • the RX 102 performs calibration phase processing of the WPC standard (S507).
  • the calibration phase processing is preliminary measurement for accurately detecting a foreign object between the TX 101 and the RX 102, but since it is the same as the conventional technology, detailed description thereof will be omitted here.
  • the RX 102 receives power until the battery 302 is fully charged (S508).
  • the CE packet is repeatedly transmitted at intervals of t_interval, and finally the EPT packet is transmitted, ending the process.
  • the RX 102 disconnects the BLE connection with the RX 102 in S503 if it is connected, and ends the process (YES in S509, S510). Note that the RX 102 may continue communication with the TX 101 after S510, but in that case, in-band communication is used.
  • the TX 101 and RX 102 perform communication in the following phases using BLE when out-of-band communication using BLE is possible (YES in S403 and S503). That is, they are the Negotiation phase, the Calibration phase, and the Power Transfer phase. Note that even if out-of-band communication by BLE is possible, not all of the above communications need to be performed by BLE. For example, only the communication in the Power Transfer phase may be performed using BLE.
  • BLE packets Qi packets defined by the WPC standard as communication signals used in BLE communication
  • the TX 101 operates as a BLE standard GATT (Generic Attribute Profile) Client.
  • the RX 102 configures the second communication units 207 and 307 so as to operate as a BLE standard GATT Server.
  • the TX 101 performs BLE standard Write Characteristic Value processing, and the RX 102 performs Handle Value Notification processing (hereinafter referred to as "Notify processing").
  • Notify processing Handle Value Notification processing
  • the TX 101 may be the GATT Server and the RX 102 may be the GATT Client, or may be configured to transmit an arbitrary byte string using a BLE profile other than GATT. That is, multiple Qi packets are stored in the Attribute Value of the BLE communication packet.
  • a Qi packet 800 is composed of a Header 801 and a Message 802 .
  • Header 801 is a 1-byte value representing the type of Qi packet such as a CE packet or an EPT packet. For example, in the case of a CE packet, the value of Header 801 is 03 in hexadecimal.
  • the Message 802 is a byte string defined for each type of Qi packet, and the number of bytes differs for each type of Qi packet. For example, if the packet type is a CE packet, Message 802 is a Control Error Value with a length of 1 byte. Note that the WPC standard Qi packet also includes a preamble and a checksum, but they are not required when transmitting in BLE, so the description is omitted.
  • Reference numeral 820 in FIG. 8 represents a byte string to be stored in the Attribute Value 811 of the BLE packet 810 . An area 821 at the beginning of the byte string 820 stores the number of Qi packets included in this Attribute Value. 3 in this example.
  • a subsequent area 822 stores the number of bytes of the first Qi packet, and an area 823 stores the content of the first Qi packet, ie Header 801 and Message 802, respectively.
  • areas 824-825 store information of the second Qi packet, and areas 826-827 store information of the third Qi packet. In this way, multiple Qi packets are stored in one BLE packet. Note that the storage format described above is an example, and other storage formats may be used.
  • the RX 102 does not use BLE communication (or does not use BLE communication) (NO in S601), it imposes restrictions specific to in-band communication (S602). That is, in FIG. 5, when BLE communication with the TX 101 is not possible (NO in S503), restrictions specific to in-band communication are provided. Also, if the RX 102 uses BLE communication (or if BLE communication is used) (YES in S601), there are no restrictions specific to inband communication when transmitting BLE packets (S603). That is, in FIG. 5, when BLE communication with the TX 101 is possible (YES in S503), restrictions specific to in-band communication are not set when transmitting BLE packets.
  • FIG. 11A shows the transmission timing of Qi packets defined by the WPC standard.
  • 1101 and 1102 are Qi packets transmitted by the RX 102 in in-band communication.
  • Time t_silent indicates the time required after the packet 1101 is transmitted by in-band communication until fluctuations in the current flowing through the power transmitting coil 205 of the TX 101 or the applied voltage due to modulation stabilize.
  • the RX 102 transmits the Qi packet 1102, it starts transmitting the preamble of the Qi packet 1102 at time t_silent from the end of the previous Qi packet 1101.
  • the RX 102 when transmitting the Qi packet 1102, the RX 102 starts transmitting the preamble of the Qi packet 1102 later than time t_silent and earlier than time t_start1 from the end of the immediately preceding Qi packet 1101 . That is, RX 102 does not start transmitting the preamble of any Qi packet during time t_silent. That is, the time t_silent is the agency prohibited from transmitting signals.
  • a constraint specific to in-band communication is the timing of transmission of Qi packets relative to time t_silent.
  • the RX 102 can start transmitting the preamble of the Qi packet 1102 after the current or voltage of the power transmission coil 205 stabilizes, enabling stable in-band communication.
  • RX 102 may also constrain that it starts transmitting the preamble of the next Qi packet at time t_start1 from the end of the previous Qi packet (or before time t_start1).
  • FIG. 11B shows the timing when the RX 102 transmits packets in BLE communication.
  • the length of time t_start2 may be the same as that of time t_start1.
  • RX 102 starts transmitting the preamble of BLE packet 1112 containing another Qi packet from the end of BLE packet 1111 containing the immediately preceding Qi packet.
  • the RX 102 starts transmitting the preamble of the BLE packet 1112 including the Qi packet before time t_start2 elapses from the end of the previous BLE packet 1111 .
  • time t_silent does not exist in FIG. 11B is that the time t_silent is provided to stabilize fluctuations in the current flowing through the power transmitting coil 205 or the voltage applied due to in-band communication. In other words, if BLE communication is used, fluctuations in the current or voltage of the power transmission coil 205 due to in-band communication do not occur. When performing BLE communication, high-speed control can be realized by not providing restrictions specific to in-band communication.
  • the BLE packet 1112 including the Qi packet can be transmitted within the period of time t_silent shown in FIG. 11A, high-speed communication can be performed. For example, since the transmission interval of Qi packets for real-time control can be shortened, the RX 102 can more finely control power transmission.
  • TX 101 does not use BLE communication (or does not use BLE communication) (YES in S701), it imposes restrictions specific to inband communication when performing power level control (S702). That is, in FIG. 4, when BLE communication with the RX 102 is not possible (NO in S403), restrictions specific to in-band communication are provided. Also, if the TX 101 uses BLE communication (or if BLE communication is used) (YES in S701), the TX 101 does not impose restrictions specific to inband communication when performing power level control (S703). That is, in FIG. 4, when BLE communication with the RX 102 is possible (YES in S403), no restriction specific to in-band communication is provided.
  • FIG. 11C shows the transmission timing of Qi packets defined by the WPC standard, and 1103 is a CE packet which is one of the Qi packets.
  • the time t_delay is the time required after the CE packet 1103 is transmitted by in-band communication until fluctuations in the current flowing through the power transmitting coil 205 of tX101 or the applied voltage due to modulation stabilize.
  • the TX 101 adjusts the power level based on the Control Error Value included in the CE packet 1103 at time t_active.
  • time t_active is set after time t_delay starting from the end of the CE packet. That is, the TX 101 does not make any power level adjustments during the time t_delay.
  • t_delay is the Power Control Hold-off Time defined by the WPC standard. Power Control Hold-off Time is indicated by Power Control Hold-off value.
  • This Power Control Hold-off value is described in the Power Transfer Contract in which parameters related to power transmission/reception and communication shared between the TX 101 and RX 102 are described.
  • a specific constraint for in-band communication in TX 101 is power level control timing with respect to time t_delay. By providing this constraint, the TX 101 can perform power level control in a state where the current or voltage of the power transmission coil 205 after time t_delay is stable. Note that the vertical axis in FIG. 11C represents power, and FIG.
  • the RX 101 when transmitting the Qi packet 1104, the RX 101 starts transmitting the preamble of the Qi packet 1104 after the time t_delay+t_control has elapsed from the end of the previous CE packet 1103.
  • 1104 is a Qi packet of a type different from the CE packet.
  • the RX 101 when the RX 101 transmits the Qi packet 1104, the RX 101 starts transmitting the preamble of the Qi packet 1104 later than the time t_delay+t_control from the end of the previous CE packet 1103. That is, RX 101 does not start transmitting the preamble of any packet for the time t_delay+t_control.
  • the time t_delay+t_control is the waiting period for signal transmission.
  • the in-band communication specific constraint in FIG. 11C is the packet transmission timing relative to the time t_delay+t_control.
  • t_control is the sum of the time t_active and the time required until fluctuations in the current or voltage of the power transmission coil 205 due to the adjustment of the power level at time t_active are stabilized.
  • the RX 101 can start transmitting the preamble of the Qi packet 1104 after the current of the power transmission coil 205 stabilizes, thus enabling stable in-band communication.
  • the RX 101 may be constrained to start transmitting the beginning of the next Qi packet 1104 within the time t_interval1 starting from the beginning of the previous CE packet 1103 .
  • FIG. 11D shows the timing when the TX 102 performs power level control on the BLE packet 1113 including the CE packet received by BLE communication.
  • the time t_delay does not exist. The reason is that the time t_delay is provided to stabilize fluctuations in the current or voltage of the power transmission coil 205 caused by in-band communication.
  • the TX 101 adjusts the power level based on the Control Error Value contained in the CE packet at time t_active starting from the trailing edge of the BLE packet 1113 containing the CE packet. In this way, if BLE communication is used, fluctuations in the current or voltage of the power transmission coil 205 due to communication do not occur.
  • FIG. 11D represents power
  • FIG. 11C shows a case where a BLE packet 1113 including a CE packet requests power up from the RX 102 .
  • the RX 102 when transmitting the BLE packet 1114 including the Qi packet, the RX 102 starts transmitting the preamble of the BLE packet 1114 including the Qi packet after the time t_control has elapsed from the end of the BLE packet 1113 including the immediately preceding CE packet.
  • 1114 is a Qi packet of a type different from the CE packet.
  • the RX 102 when the RX 102 transmits the BLE packet 1114 containing the Qi packet, the RX 102 starts transmitting the preamble of the BLE packet 1114 containing the Qi packet later than time t_control from the end of the BLE packet 1113 containing the immediately preceding CE packet.
  • at least time t_control is the waiting period for transmission of the signal. In this way, when BLE communication is performed, high-speed control can be realized by not providing restrictions specific to in-band communication.
  • the TX 101 and RX 102 execute up to the I&C phase (F901, S401-S402, S501-S502).
  • RX 102 transmits ADV_IND including identification information (F902)
  • TX 101 confirms that this ADV_IND includes the identification information of RX 102 acquired in the I&C phase (F903).
  • TX 101 transmits CONNECT_IND to establish a BLE connection between TX 101 and RX 102 (F904, S404, S504).
  • the TX 101 then sets this (F907, S405). After that, the WPC standard Negotiation phase and Calibration phase are processed between the TX 101 and the RX 102 (F908, S406-S407, S506-S507), and the transition is made to the Power Transfer phase.
  • the RX 102 generates one CE packet, which is a Qi packet for real-time control, in the first 250 ms Connection Interval and stores it in the BLE packet (F909).
  • RX 102 transmits a BLE packet containing only one CE packet (F910). Transmission of the BLE packet is performed by Notify processing as described above.
  • the RX 102 similarly generates a BLE packet including a CE packet in the next Connection Interval (F911) and transmits it (F912).
  • the RX 102 first generates a CE packet and stores it in the BLE packet (F913).
  • one Charge Status packet which is a Qi packet not for real-time control, is generated and added to the BLE packet (F914, S602). Since there are no more non-real-time control Qi packets to be generated (NO in S603), a BLE packet containing one CE packet and one Charge Status packet is transmitted (F915).
  • RX 102 In the following Connection Interval, RX 102 generates a BLE packet including a CE packet (F916). Send (F917). In subsequent Connection Intervals, the RX 102 repeats the same processing as the Connection Intervals of F916 and F917.
  • the RX 102 After that, at a certain Connection Interval, it is detected that the battery 302 has reached full charge (F918). In this case, the RX 102 generates one CE packet and stores it in the BLE packet in that Connection Interval (F919). Then, one EPT packet not for real-time control is generated and added to the BLE packet (F920). The RX 102 transmits a BLE packet including one CE packet and one EPT packet (F921). As explained in FIG. 10C, the Power Transfer phase ends when the RX 102 transmits the EPT packet. Since the TX 101 and the RX 102 are performing outband communication by BLE, this is disconnected and the process ends (F922, YES in S409, S410, YES in S509, S510).
  • the RX 102 may not generate a CE packet and store the CE packet in the BLE packet.
  • the Qi packets stored in this BLE packet are only EPT packets.
  • the RX 102 does not need to transmit BLE packets. Even with these configurations, since the next CE packet is not received by the TX 101, a timeout occurs and power transmission is stopped.
  • TX 101 when receiving a BLE packet including a CE packet such as F910 and F912 will be described.
  • TX 101 recognizes that one Qi packet is included in the BLE packet received in that Connection Interval. Then, the TX 101 reads the one Qi packet, that is, the CE packet from the BLE packet and processes it without imposing restrictions specific to in-band communication. This process is a process of controlling transmission power based on the Control Error Value contained in the CE packet. After that, since reading of all Qi packets has been completed, the processing of that Connection Interval ends.
  • the processing of the TX 101 when receiving a BLE packet containing one CE packet and a Charge Status packet that is another Qi packet will be described.
  • the TX 101 recognizes that the BLE packet received at that Connection Interval includes two Qi packets.
  • the TX 101 then reads and processes the leading one Qi packet, that is, the CE packet from the BLE packet.
  • This process is a process of controlling transmission power based on the Control Error Value contained in the CE packet.
  • This process is a process of displaying on the display unit 208 based on the Charge Status Value contained in the Charge Status packet. After that, since reading of all Qi packets has been completed, the processing of that Connection Interval ends.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the processing flow of the TX 101 in the second embodiment.
  • the differences from the first embodiment described with reference to FIG. 4 are as follows. That is, when BLE communication with the RX 102 is possible, a process of changing the timing of real-time control (S1201), and a process of returning to the state before changing the timing of real-time control after BLE communication is finished (S1202).
  • the TX 101 holds, in the memory 210, timing information for performing real-time control in in-band communication and timing information for performing real-time control in out-band communication.
  • the TX 101 holds, in the memory 210, timing information for performing real-time control in in-band communication and timing information for performing real-time control in out-band communication.
  • real-time control is performed using the latter timing information.
  • FIG. 13 is a diagram explaining the flow of processing of the RX 102 in the second embodiment.
  • the differences from the first embodiment described with reference to FIG. 5 are as follows. That is, when BLE communication with the TX 101 is possible, a process of changing the timing of real-time control (S1301), and a process of returning to the state before changing the timing of real-time control after BLE communication is finished (S1302). is the point of adding
  • the TX 101 holds, in the memory 310, timing information for performing real-time control in in-band communication and timing information for performing real-time control in out-band communication. When performing outband communication, real-time control is performed using the latter timing information.
  • the TX 101 of this embodiment changes the timing of real-time control after the process of S404 shown in FIG. 4 (S1201). Specifically, the real-time control timing is changed based on the real-time control timing information for performing outband communication held in the memory 210 .
  • the TX 101 and the RX 102 set the timing of real-time control when performing outband communication to a shorter value than when performing inband communication. For example, assume that t_interval is 250 milliseconds and t_timeout is 1500 milliseconds when performing in-band communication. On the other hand, t_interval is set to 100 milliseconds and t_timeout is set to 500 milliseconds when performing outband communication.
  • the TX 101 restores the real-time control timing (S1202). Specifically, the real-time control timing is changed based on the real-time control timing information for in-band communication held in the memory 210 .
  • the RX 102 changes the timing of real-time control after the step of S504 shown in FIG. 5 (S1301). Specifically, the real-time control timing is changed based on the real-time control timing information for performing outband communication held in the memory 310 . After the process of S510 shown in FIG. 5, the RX 102 restores the real-time control timing (S1302). Specifically, the real-time control timing is changed based on the real-time control timing information for in-band communication held in the memory 310 .
  • timing information to which different values are applied for outband communication and inband communication may be timing information other than the above t_interval and t_timeout.
  • timing other than real-time control of transmitted power may be changed.
  • the entire timeout period from the start to the end of the Calibration phase may be 10 seconds for in-band communication and 5 seconds for out-band communication.
  • TX101 and RX102 which conform to the WPC standard, communicate using the frequency of the 100 kHz band for in-band communication, but use BLE that uses the 2.4 GHz band for out-band communication. Therefore, the length (time) from the beginning to the end of a packet storing data of the same size is shorter in outband communication than in inband communication. Therefore, although time t_start1 in FIG. 11A and time t_start2 in FIG. 11B have been described as having the same length, the length of time t_start2 may be shorter than the length of time t_start1. Similarly, although time t_interval1 in FIG. 11C and time t_interval2 in FIG. 11D have been described as having the same length, the length of time t_interval2 may be shorter than the length of time t_interval1.
  • the RX 101 may start transmitting the preamble of the BLE packet 1112 containing the next Qi packet from the end of the BLE packet 1111 containing the Qi packet. However, transmission may be waited for at least time t (t is defined by the BLE standard, eg, connection interval) from the end of the BLE packet 1111 .
  • t is defined by the BLE standard, eg, connection interval
  • the RX 102 has been described as starting to transmit the preamble of the BLE packet 1114 containing the Qi packet after time t_control from the end of the BLE packet 1113 containing the immediately preceding CE packet. However, transmission may be waited for at least time t (t is, for example, a connection interval defined by the BLE standard) from the end of the BLE packet 1113 .
  • the RX 101 may start transmitting the preamble of the BLE packet 1114 containing the Qi packet after time t_active from the end of the BLE packet 1113 containing the previous CE packet.
  • t_control is the time obtained by adding the time required for the fluctuation of the current or voltage of the power transmission coil 205 to stabilize to the time t_active, and the time required for stabilization is unnecessary when outband communication is used.
  • the next Qi packet is a Received Power packet (hereinafter referred to as "RP packet"), it is better to start transmitting the preamble of the BLE packet 1114 including the RP packet after at least time t_control has elapsed.
  • RP packet Received Power packet
  • the RP packet stores a value indicating the received power value. This is because the received power value is measured during a period t_window that ends before the time t_offset from the beginning of the RP packet.
  • the TX 101 controls the power level so that the time t_active at which the power level becomes unstable does not overlap with the period t_window, so that the received power can be accurately measured.
  • the present disclosure supplies a program that implements one or more functions of the above-described embodiments to a system or device via a network or storage medium, and one or more processors in a computer of the system or device read and execute the program. processing is also feasible. It can also be implemented by a circuit (for example, ASIC) that implements one or more functions.
  • a circuit for example, ASIC
  • the power transmitting device 101 and the power receiving device 102 may be, for example, an image input device such as an imaging device (camera, video camera, etc.) or a scanner, or an image output device such as a printer, a copier, or a projector. good.
  • an image input device such as an imaging device (camera, video camera, etc.) or a scanner
  • an image output device such as a printer, a copier, or a projector. good.
  • it may be a storage device such as a hard disk device or a memory device, or an information processing device such as a personal computer (PC) or a smart phone.
  • PC personal computer
  • FIGS. 4, 5, 6, 7, 11A, 11B, 11C, 11D, and 12 may be implemented by hardware.
  • a dedicated circuit may be automatically generated on an FPGA from a program for implementing each step.
  • a Gate Array circuit may be formed in the same manner as the FPGA and implemented as hardware.
  • the power receiving device of the present disclosure may be an information terminal device.
  • an information terminal device has a display unit (display) that displays information to a user and is supplied with power received from a power receiving antenna.
  • the power received from the power receiving antenna is stored in a power storage unit (battery), and power is supplied from the battery to the display unit.
  • the power receiving device may have a communication unit that communicates with another device different from the power transmitting device.
  • the communication unit may support communication standards such as NFC communication and the fifth generation mobile communication system (5G).
  • the power receiving device of the present disclosure may be a vehicle such as an automobile.
  • an automobile which is a power receiving device, may receive power from a charger (power transmitting device) via a power transmitting antenna installed in a parking lot.
  • the automobile which is the power receiving device, may receive power from a charger (power transmitting device) via a power transmitting antenna embedded in the road.
  • the received power is supplied to the battery.
  • the power of the battery may be supplied to the driving unit (motor, electric unit) that drives the wheels, or may be used to drive sensors used for driving assistance or to drive the communication unit that communicates with external devices. good.
  • the power receiving device may have a battery, a motor or sensor driven by the received power, and a communication unit that communicates with devices other than the power transmitting device, in addition to the wheels.
  • the power receiving device may have a housing section that houses a person.
  • sensors include sensors used to measure the distance between vehicles and the distance to other obstacles.
  • the communication unit may be compatible with, for example, the Global Positioning System (Global Positioning Satellite, GPS).
  • the communication unit may support a communication standard such as the fifth generation mobile communication system (5G).
  • the vehicle may be a bicycle or a motorcycle.
  • the power receiving device of the present disclosure may be an electric tool, a home appliance, or the like.
  • These devices which are power receiving devices, may have a battery as well as a motor driven by received power stored in the battery. Also, these devices may have notification means for notifying the remaining amount of the battery. Also, these devices may have a communication unit that communicates with another device different from the power transmission device.
  • the communication unit may support communication standards such as NFC and the fifth generation mobile communication system (5G).
  • the power transmission device of the present disclosure may be an in-vehicle charger that transmits power to mobile information terminal devices such as smartphones and tablets that support wireless power transmission in the vehicle.
  • Such an on-board charger may be provided anywhere in the vehicle.
  • the in-vehicle charger may be installed in the console of the automobile, or may be installed in the instrument panel (instrument panel, dashboard), between the seats of passengers, on the ceiling, or on the door. However, it should not be installed in a place that interferes with driving.
  • the power transmission device has been described as an example of an in-vehicle charger, such a charger is not limited to being placed in a vehicle, and may be installed in a transport machine such as a train, an aircraft, or a ship. Chargers in this case may also be installed between passenger seats, on the ceiling, or on the door.
  • a vehicle such as an automobile equipped with an in-vehicle charger may be the power transmission device.
  • the power transmission device has wheels and a battery, and uses the power of the battery to supply power to the power reception device through the power transmission circuit unit and the power transmission antenna.

Abstract

受電装置102は、第一通信部306を用いて送電装置101と通信を行う場合には、パケットを送信した後、時間T_silentが経過した後に次のパケットの送信を行い、第二通信部307を用いて送電装置102と通信を行う場合には、パケットを送信した後、時間T_silentが経過しなくても次の信号の送信することができる。

Description

送電装置、受電装置、制御方法及びプログラム
 本開示は、無線電力伝送技術に関する。
 近年、無線電力伝送システムの技術開発が広く行われている。特許文献1には、標準化団体Wireless Power Consortium(WPC)が策定する規格(以下、「WPC規格」と呼ぶ)に準拠した送電装置および受電装置が開示されている。無線で送電される送電電力は、受電装置の状態や、送電装置と受電装置の位置関係などによって変化する。WPC規格では、受電装置から送電装置に対してControl Error(以下、「CE」と呼ぶ)パケットを送信し、送電装置は、CEパケットに基づいて送電電力を調節する。受電装置はCEパケットの送信を予め決められたタイミングで行うことにより、送電装置は送電電力をほぼリアルタイムに制御することができる。
 一方、特許文献2には、送電装置または受電装置が、無線電力伝送の電力の送受電に用いられるアンテナとは異なるアンテナで、無線電力伝送で用いる周波数とは異なる周波数を用いて通信を行う通信方式について開示されている。
特開2016-007116号公報 特開2019-187070号公報
 WPC規格では、無線電力伝送の電力の送受電に用いられるアンテナを介して送電装置と受電装置が行う無線電力伝送の制御のための通信において、その通信タイミングが規定されている。しかし、無線電力伝送の電力の送受電に用いられるアンテナとは異なるアンテナを介して無線電力伝送の制御のための通信を行う場合、WPC規格で規定されている通信タイミングが適切ではない場合がある。例えば、無線電力伝送の電力の送受電に用いられるアンテナとは異なるアンテナを介する通信においては必要のない通信禁止期間が設定され、通信と通信の間の期間が長くなり、状況に応じた精度の高い制御ができなくなる可能性がある。
 本開示は、無線電力伝送の制御のための複数の通信方式が使用可能な場合に、適切な通信タイミングの制御を行うための技術を提供する。
 本開示の一態様による受電装置は、第1アンテナを介して送電装置から無線で受電する受電手段と、前記第1アンテナと介して通信を行う第一通信手段と、前記第1アンテナとは異なる第2アンテナを介して通信を行う第二通信手段と、前記第一通信手段と前記第二通信手段とのいずれか一方を用いて、前記送電装置と通信を行うように制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記第一通信手段を用いて前記送電装置と通信を行う場合には、信号を送信した後、少なくとも送信が禁止される特定の期間が経過した後に次の信号の送信を行うように、前記第一通信手段を制御し、前記第二通信手段を用いて前記送電装置と通信を行う場合には、信号を送信した後、前記特定の期間が経過しなくても次の信号の送信を行うように、前記第二通信手段を制御することを特徴とする。
 本開示によれば、無線電力伝送の制御のための複数の通信方式が使用可能な場合に、適切な通信タイミングの制御を行うことができる。
無線電力伝送システムの構成を示す図である。 送電装置の構成を示す図である。 受電装置の構成を示す図である。 第一の実施形態における送電装置が行う処理のフローチャートである。 第一の実施形態における受電装置が行う処理のフローチャートである。 受電装置におけるタイミング制約の決定処理のフローチャートである。 受電装置におけるタイミング制約の決定処理のフローチャートである。 BLEパケットとQiパケットの関係を説明する図である。 システムの動作を示す図である。 I&Cフェーズの通信シーケンスを示す図である。 Negotiationフェーズの通信シーケンスを示す図である。 Power Transferフェーズの通信シーケンスを示す図である。 通信タイミング制約を示す図である。 通信タイミング制約を示す図である。 通信タイミング制約を示す図である。 通信タイミング制約を示す図である。 第二の実施形態における送電装置が行う処理のフローチャートである。 第二の実施形態における受電装置が行う処理のフローチャートである。
 <第一の実施形態>
 以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は本開示の技術的思想を説明するための一例にすぎず、本開示を実施形態で説明される構成や方法に限定することは意図されていない。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本開示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す。
 (システムの構成)
 図1に、本実施形態に係る無線電力伝送システムの構成例を示す。本システムは、一例において、送電装置101及び受電装置102を含んで構成される。以下では、送電装置101をTXと呼び、受電装置102をRXと呼ぶ場合がある。TX101は、充電台103に載置されたRX102に対して無線で送電する電子機器である。RX102は、TX101から受電して内蔵バッテリに充電を行う電子機器である。なお、TX101とRX102は無線電力伝送以外のアプリケーションを実行する機能を有しうる。例えば、TX101及びRX102は、ハードディスク装置やメモリ装置などの記憶装置であってもよいし、パーソナルコンピュータ(PC)やスマートフォン、タブレット端末などの情報処理装置であってもよい。また、TX101及びRX102は、例えば、撮像装置(カメラやビデオカメラ等)やスキャナ等の画像入力装置であってもよいし、プリンタやコピー機、プロジェクタ等の画像出力装置、ロボット、車両であってもよい。また、RX102は、電気自動車であってもよい。また、TX101は、自動車内のコンソール等に設置される充電器であってもよいし、電気自動車を充電する充電装置でもよい。また、RX102は、バッテリを内蔵していなくてもよい。
 なお、RX102及びTX101は、それぞれBLE(Bluetooth(登録商標) Low Energy)による通信機能を有するものとする。具体的には、RX102及びTX101は、Bluetooth 4.0以降の規格に基づいて通信を行う。TX101とRX102の詳細な構成については図2及び図3を用いて後述する。なお、以下では、Bluetooth 4.0以降で定義されている規格で、BLEについての規定された規格をBLE規格と呼ぶ。なお、BLEは、間欠通信方式である。ここで、間欠通信方式は、間欠的に通信部(BLE通信用の制御IC)を駆動(起動)して、駆動中にのみ通信し、それ以外の期間は通信部(BLE通信用の制御IC)の電源をオフまたは低消費電力状態にするという間欠動作を繰り返す通信方式をいう。これにより、消費電力の低減が達成される。
 本システムは、WPC(Wireless Power Consortium)が規定するWPC規格に基づいて、電磁誘導方式を用いた無線電力伝送を行うものとする。すなわち、TX101とRX102は、TX101の送電コイルとRX102の受電コイルとの間で、WPC規格に基づく無線電力伝送を行う。なお、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。また、本実施形態では、無線電力伝送が非接触充電に用いられるものとするが、非接触充電以外の用途で無線電力伝送が行われてもよい。
 WPC規格では、受電装置が負荷(例えば、充電用の回路、バッテリー等)に出力可能であることが保証される電力の大きさが、Guaranteed Power(以下、「GP」と呼ぶ)と呼ばれる値によって規定される。GPは、例えば受電装置と送電装置の位置関係が変動して受電アンテナ205と送電アンテナ105との間の送電効率が低下したとしても、受電装置の負荷(例えば、充電用の回路、バッテリー等)への出力が保証される電力値を示す。例えばGPが5ワットの場合、受電アンテナと送電アンテナの位置関係が変動して送電効率が低下したとしても、送電装置は、受電装置内の負荷へ5ワットを出力することができるように制御して送電を行う。また、GPは、送電装置と受電装置とが行う交渉により決定される。なお、GPに限らず、送電装置と受電装置とが互いに交渉を行うことにより決定される電力で送受電が行われる構成において、本実施形態は適用可能である。
 本実施形態にかかるTX101とRX102は、WPC規格に基づく送電制御のための通信を行う。WPC規格では、電力伝送が実行されるPower Transferフェーズと実際の電力伝送が行われる前のフェーズとを含んだ、複数のフェーズが規定され、各フェーズにおいて必要な送電制御のための通信が行われる。電力伝送前のフェーズは、Selectionフェーズ、Pingフェーズ、Identification and Configurationフェーズ、Negotiationフェーズ、Calibrationフェーズを含む。なお、以下では、Identification and ConfigurationフェーズをI&Cフェーズと呼ぶ。
 Selectionフェーズでは、送電装置が、Analog Pingを間欠的に送信し、物体が送電装置に載置されたこと(例えば充電台に受電装置や導体片等が載置されたこと)を検出する。送電装置は、Analog Pingを送信した時の送電アンテナ105の電圧値と電流値の少なくともいずれか一方を検出し、電圧値がある閾値を下回る場合又は電流値がある閾値を超える場合に物体が存在すると判断し、Pingフェーズに遷移する。
 Pingフェーズでは、送電装置が、Analog Pingより電力が大きいDigital Pingを送信する。Digital Pingの電力の大きさは、送電装置の上に載置された受電装置の制御部が起動するのに十分な電力である。つまり、Digital Pingは、受電装置を起動するために送電装置から送信される電力である。受電装置は、受電電圧の大きさを送電装置へ通知する。この通知は、WPC規格に規定されるSignal Strength Packetを用いて行われる。このように、送電装置は、そのDigital Pingを受信した受電装置からの応答を受信することにより、Selectionフェーズにおいて検出された物体が受電装置であることを認識する。送電装置は、受電電圧値の通知を受けると、I&Cフェーズに遷移する。また、送電装置はDigital Pingを送信する前に、送電アンテナ105のQ値(Q-Factor)を測定する。この測定結果は、Q値計測法を用いた異物検出処理を実行する際に使用する。本開示における異物とは、例えば、クリップ、またはICカード等である。受電装置および受電装置が組み込まれた製品または送電装置および受電装置が組み込まれた製品に不可欠な部分の物体のうち、送電アンテナが送電する無線電力にさらされたときに意図せずに熱を発生する可能性のある物体は、異物には当たらない。
 I&Cフェーズでは、送電装置は、受電装置を識別し、受電装置から機器構成情報(能力情報)を取得する。受電装置は、ID Packet及びConfiguration Packetを送信する。ID Packetには受電装置の識別子情報が含まれ、Configuration Packetには、受電装置の機器構成情報(能力情報)が含まれる。ID Packet及びConfiguration Packetを受信した送電装置は、アクノリッジ(ACK、肯定応答)で応答する。そして、I&Cフェーズが終了する。
 Negotiationフェーズでは、受電装置が要求するGPの値や送電装置の送電能力等に基づいてGPの値が決定される。また送電装置は、受電装置からの要求に従って、Q値計測法を用いた異物検出処理を実行する。また、WPC規格では、一旦Power Transferフェーズに移行した後、受電装置の要求によって再度Negotiationフェーズと同様の処理を行う方法が規定されている。Power Transferフェーズから移行してこれらの処理を行うフェーズのことをRenegotiationフェーズと呼ぶ。
 Calibrationフェーズでは、WPC規格に基づいてCalibrationを実施する。また、受電装置が所定の受電電力値(軽負荷状態における受電電力値/最大負荷状態における受電電力値)を送電装置へ通知し、送電装置が、効率よく送電するための調整を行う。送電装置へ通知された受電電力値は、Power Loss法による異物検出処理のために使用されうる。
 Power Transferフェーズでは、送電の開始、継続、及びエラーや満充電による送電停止等のための制御が行われる。Power Transferフェーズでは、送電電力のリアルタイム制御を行いながら、充電状態の通知、満充電による送電停止等のための制御を行う。ここでは、リアルタイム制御とは、即時性の高い制御を指す。Power Transferフェーズにおいて、送電電力は、受電装置からの要求に応じて即座に制御される。これにより、受電装置は、例えばバッテリへの出力を適切に制御することが可能となる。なお、リアルタイム制御は、厳密に同じタイミングでの制御でなくてもよい。つまり、受電装置からの要求と同時に送電電力が制御されてもいいし、受電装置からの要求に対して、ある程度の短い期間内に送電電力が制御されてもよい。
 本実施形態では、TX101とRX102は、一連の送電制御のための通信を、インバンド(In-band)通信、とアウトバンド(Out-of-band)通信のいずれかを、切り替えて使うことにより行う。インバンド通信は、電力の送受電に用いるアンテナ(コイル)を用いて、電力に相当する電磁波に信号を重畳する通信である。TX101とRX102の間で、WPC規格に基づくインバンド通信が可能な範囲は、送電可能範囲(active area)とほぼ同じである。アウトバンド通信は、電力の送受電に用いるアンテナとは異なるアンテナを介して、電力の送受電に用いる周波数とは異なる周波数を用いる通信である。アウトバンド通信で用いる通信方式は、BLE通信である。TX101はBLEのCentral機器として動作し、RX102はBLEのPeripheral機器として動作する。なお、BLEのロールは逆でもよい。また、アウトバンド通信で用いる通信方式は、以下に挙げる方式でもよい。すなわち、IEEE 802.11シリーズで規格化されるWi-Fi(登録商標)、ZigBee(登録商標)、NFC(Near Field Communication、近距離無線通信)、またはその他の通信方式であってもよい。
 (装置構成)
 続いて、本実施形態に係る送電装置101(TX)及び受電装置102(RX)の構成について説明する。なお、以下で説明する構成は一例に過ぎず、説明される構成の一部(場合によっては全部が)他の同様の機能を果たす他の構成と置き換えられ又は省略されてもよく、さらなる構成が説明される構成に追加されてもよい。さらに、以下の説明で示される1つのブロックが複数のブロックに分割されてもよいし、複数のブロックが1つのブロックに統合されてもよい。
 図2は本実施形態に係るTX101の構成例を示す図である。TX101は、一例において、制御部201、電源部202、送電部203、検出部204、送電コイル205、第一通信部206、第二通信部207、表示部208、操作部209、メモリ210、及び、タイマ211を有する。
 制御部201は、例えばメモリ210に記憶されている制御プログラムを実行することにより、TX101の全体を制御する。制御部201は、一例において、TX101における機器認証(Authentication)と送電に必要な制御を行う。制御部201は、無線電力伝送以外のアプリケーションを実行するための制御を行ってもよい。制御部201は、例えばCPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)等の1つ以上のプロセッサを含んで構成される。なお、制御部201は、特定用途向け集積回路(ASIC:Application Specific Integrated Circuit)等のハードウェアで構成されてもよい。また、制御部201は、所定の処理を実行するようにコンパイルされたFPGA(Field Programmable Gate Array)等のアレイ回路を含んで構成されてもよい。制御部201は、各種処理を実行中に記憶しておくべき情報をメモリ210に記憶させる。また、制御部201は、タイマ211を用いて時間を計測しうる。
 電源部202は、少なくとも制御部201及び送電部203が動作する際の電力を供給する電源である。電源部202は、例えば、商用電源から電力の供給を受ける有線受電回路やバッテリ等でありうる。バッテリには、商用電源から供給される電力が蓄電される。
 送電部203は、電源部202から入力される直流又は交流電力を、無線電力伝送に用いる周波数帯の交流周波数電力に変換し、その交流周波数電力を送電コイル205へ入力することによって、RX102に受電させるための電磁波を発生させる。なお、送電部203によって生成される交流電力の周波数は数百kHz(例えば、110kHz~205kHz)程度であり、アウトバンド通信において使用されるBLEの通信周波数(2.4GHz)とは異なる。送電部203は、制御部201の指示に基づいて、RX102に送電を行うための電磁波を送電コイル205から出力させるように、交流周波数電力を送電コイル205へ入力する。また、送電部203は、送電コイル205に入力する電圧(送電電圧)または電流(送電電流)を調節することにより、出力させる電磁波の強度を制御する。送電電圧または送電電流を大きくすると電磁波の強度が強くなり、送電電圧または送電電流を小さくすると電磁波の強度が弱くなる。また、送電部203は、制御部201の指示に基づいて、送電コイル205からの送電が開始または停止されるように、交流周波数電力の出力制御を行う。
 検出部204は、WPC規格に基づいて、送電可能範囲104に物体が存在する載置されているかを検出する。検出部204は、例えば、送電部203が、送電コイル205を介してWPC規格のAnalog Pingを送電した時の送電コイル205の電圧値または電流値を検出する。そして、検出部204は、電圧が所定電圧値を下回る場合又は電流値が所定電流値を超える場合に、範囲104に物体が存在すると判定しうる。なお、この物体がRX102であるかその他の異物であるかは、続いて第一通信部206によってインバンド通信で送信されるDigital Pingに対して所定の応答を受信した場合に、その物体がRX102であると判定される。
 第一通信部206は、RX102との間で、インバンド通信によって、上述のようなWPC規格の各フェーズの通信を行う。第一通信部206は、送電コイル205から出力される電磁波を変調して、RX102へ情報を伝送する。また、第一通信部206は、送電コイル205から出力されてRX102において変調された電磁波を復調してRX102が送信した情報を取得する。すなわち、第一通信部206で行う通信は、送電コイル205からの送電電力に相当する電磁波に信号が重畳されて行われる。
 第二通信部207は、RX102との間で、アウトバンド通信によって、上述のようなWPC規格の各フェーズの通信を行う。第二通信部207は、例えばBLE通信を行うために必要な変復調回路や通信プロトコル処理機能を有する。
 表示部208は、視覚的、聴覚的、触覚的等の任意の手法で、ユーザに対して情報を提示する。表示部208は、例えば、TX101の状態や、図1のようなTX101とRX102とを含む無線電力伝送システムの状態を示す情報を、ユーザに通知する。表示部208は、例えば、液晶ディスプレイやLEDディスプレイ、有機ELディスプレイ、スピーカ、振動発生回路、その他の通知デバイスを含んで構成される。
 操作部209は、ユーザからのTX101に対する操作を受け付ける受付機能を有する。操作部209は、例えば、ボタンやキーボード、マイク等の音声入力デバイス、加速度センサやジャイロセンサ等の動き検出デバイス、又はその他の入力デバイスを含んで構成される。なお、タッチパネルのように、表示部208と操作部209とが一体化されたデバイスが用いられてもよい。メモリ210は、上述のように、各種情報を記憶する。なお、メモリ210は、制御部201と異なる機能部によって得られた情報を記憶してもよい。タイマ211は、例えば起動された時刻からの経過時間を測定するカウントアップタイマや、設定された時間からカウントダウンするカウントダウンタイマ等によって、計時を行う。
 図3は、本実施形態に係るRX102の構成例を示す図である。RX102は、一例において、制御部301、バッテリ302、受電部303、検出部304、受電コイル305、第一通信部306、第二通信部307、表示部308、操作部309、メモリ310、タイマ311、及び、充電部312を有する。
 制御部301は、例えばメモリ310に記憶されている制御プログラムを実行することにより、RX102の全体を制御する。制御部301は、一例において、RX102における機器認証(Authentication)と受電に必要な制御を行う。制御部301は、無線電力伝送以外のアプリケーションを実行するための制御を行ってもよい。制御部301は、例えばCPUやMPU等の1つ以上のプロセッサを含んで構成される。なお、制御部301は、ASIC等の特定の処理に専用のハードウェアや、所定の処理を実行するようにコンパイルされたFPGA等のアレイ回路を含んで構成されてもよい。制御部301は、各種処理を実行中に記憶しておくべき情報をメモリ310に記憶させる。また、制御部301は、タイマ311を用いて時間を計測しうる。
 受電部303は、受電コイル305において電磁誘導により生じた交流電力を取得する。具体的には、受電コイル305において、TX101の送電コイル205から放射された電磁波により誘導起電力が発生し、受電部303は、受電コイル305において発生した電力を取得する。そして、受電部303は、交流電力を直流または所定周波数の交流電力に変換して、バッテリ302を充電するための処理を行う充電部312に電力を出力する。すなわち、受電部303は、RX102における負荷に対して電力を供給する。上述のGPは、受電部303から出力されることが保証される電力である。なお、バッテリ302は、受電コイル305を介して受電された電力を蓄電する。
 検出部304は、WPC規格に基づいて、RX102がTX101から受電可能な範囲104に載置されているか否かの検出を行う。検出部304は、例えば、受電部303が受電コイル305を介してWPC規格のDigital Pingを受電した時の受電コイル305の電圧値または電流値を検出する。検出部304は、例えば、電圧が所定の電圧閾値を下回る場合又は電流値が所定の電流閾値を超える場合に、RX102が範囲104に載置されていると判定しうる。
 第一通信部306は、TX101との間で、インバンド通信によって、上述のようなWPC規格の各フェーズの通信を行う。第一通信部306は、受電コイル305から入力された電磁波を復調してTX101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TX101へ送信すべき情報を電磁波に重畳することにより、TX101との間で通信を行う。すなわち、第一通信部306で行う通信は、TX101の送電コイル205からの送電電力に相当する電磁波に信号が重畳されて行われる。
 第二通信部307は、TX101との間で、アウトバンド通信によって、上述のようなWPC規格の各フェーズの通信を行う。第二通信部307は、例えばBLE通信を行うために必要な変復調回路や通信プロトコル処理機能を有する。
 表示部308は、視覚的、聴覚的、触覚的等の任意の手法で、ユーザに対して情報を提示する。表示部308は、例えば、RX102の状態や、図1のようなTX101およびRX102を含む無線電力伝送システムの状態を、ユーザに通知する。表示部308は、例えば、液晶ディスプレイやLEDディスプレイ、有機ELディスプレイ、スピーカ、振動発生回路、その他の通知デバイスを含んで構成される。
 操作部309は、ユーザからのRX102に対する操作を受け付ける受付機能を有する。操作部309は、例えば、ボタンやキーボード、マイク等の音声入力デバイス、加速度センサやジャイロセンサ等の動き検出デバイス、又はその他の入力デバイスを含んで構成される。なお、タッチパネルのように、表示部308と操作部309とが一体化されたデバイスが用いられてもよい。メモリ310は、上述のように、各種情報を記憶する。なお、メモリ310は、制御部301と異なる機能部によって得られた情報を記憶してもよい。タイマ311は、例えば起動された時刻からの経過時間を測定するカウントアップタイマや、設定された時間からカウントダウンするカウントダウンタイマ等によって、計時を行う。
 (処理の流れ)
 続いて、TX101及びRX102が実行する送受電制御処理の流れの例について説明する。
 図4は、TX101が実行する送電制御処理の流れの例を示すフローチャートである。本処理は、例えばTX101の制御部201がメモリ210から読み出したプログラムを実行することによって、実現されうる。なお、以下の手順の少なくとも一部がハードウェアによって実現されてもよい。この場合のハードウェアは、例えば、所定のコンパイラを用いて、各処理ステップを実現するためのプログラムからFPGA等のゲートアレイ回路を用いた専用回路を自動的に生成することによって実現されうる。また、本処理は、TX101の電源がオンとされたことに応じて、TX101のユーザが無線電力伝送アプリケーションの開始指示を入力したことに応じて、又は、TX101が商用電源に接続され電力供給を受けていることに応じて、実行されうる。また、他の契機によって本処理が開始されてもよい。
 TX101は、まず、WPC規格のSelectionフェーズとPingフェーズとして規定されている処理を実行し、RX102が載置されるのを待ち受ける(S401)。TX101は、WPC規格のAnalog Pingを繰り返し間欠送信し、送電可能範囲104内に存在する物体を検出する。そして、TX101は、送電可能範囲内に物体が存在することを検出した場合、Digital Pingを送信する。そして、TX101は、そのDigital Pingに対する所定の応答があった場合に、検出された物体がRX102であり、RX102が充電台103に載置されたと判定する。
 TX101は、RX102の載置を検出すると、インバンド通信で、WPC規格で規定されたI&Cフェーズの通信により、そのRX102から識別情報を取得する(S402)。図10Aに、I&Cフェーズの通信の流れを示す。I&Cフェーズでは、RX102は、Identification Packet(ID Packet)をTX101へ送信する(F1001)。ID Packetには、RX102の個体ごとの識別情報であるManufacturer CodeとBasic Device IDの他に、対応しているWPC規格のバージョンを特定可能な情報要素が格納される。RX102は、さらに、RX102は、Configuration PacketをTX101へ送信する(F1002)。Configuration Packetには、RX102が負荷に供給できる最大電力を特定する値であるMaximum Power Valueや、WPC規格のNegotiation機能を有するか否かを示す情報が含められる。TX101は、これらのパケットを受信すると、ACKを送信し(F1003)、I&Cフェーズが終了する。なお、TX101は、WPC規格のI&Cフェーズの通信以外の方法でRX102の識別情報を取得してもよい。また、RX102の個体ごとの識別情報は、Wireless Power IDでもよい。さらに、RX102の個体ごとの識別情報は、RX102の第二通信部307に固有のBluetooth Address(以下、「BD_ADDR」と呼ぶ)等の、RX102の個体を識別可能な任意の他の識別情報であってもよい。なお、BD_ADDRは、BLEで使用する8バイトのアドレスである。BD_ADDRは、例えば、RX102の製造メーカや、BLEの通信機能(第2通信部204)の個体識別情報を示す、BLE規格で規定されたPublic Addressである。なお、BD_ADDRは、Random Addressであってもよい。
 続いて、TX101は、RX102とBLEによるアウトバンド通信が可能かを判断する(S403)。具体的には、TX101は、BLEにより(第二通信部207を用いて)、RX102の識別情報を含むアドバタイジングパケットを待ち受ける。例えば、TX101は、BLEのスキャン動作を行い、RX102の識別情報が含まれていることを示す情報と、RX102の識別情報とを含むアドバタイジングパケットを待ち受ける。例えば、BLE規格のアドバタイジングパケットのAD Typeを所定値にすることで、このアドバタイシングパケットがRX102の識別情報を含んでいることを示す。そして、AD Typeがその所定値である場合、AD DataにRX102の識別情報が含まれることを事前に定義しておく。そして、この定義がTX101とRX102との間で共有されることにより、上述の情報を含むアドバタイジングパケットを待ち受けることができる。ここで、RX102の識別情報とは、RX102の各個体を識別するための情報である。このRX102の識別情報は、例えばWPC規格で定義されるManufacturer CodeとBasic Device IDである。また、RX102の識別情報は、Wireless Power IDや、RX102の第二通信部307に固有のBD_ADDRであってもよい。なお、BD_ADDRがRX102の識別情報として用いられる場合、識別情報は、AD Dataではなく、アドバタイジングパケットのヘッダ部に含まれる。TX101は、所定時間以内にRX102の識別情報を含むアドバタイジングパケットを受信することができた場合には、RX102とBLEによるアウトバンド通信が可能であると判断する。そうでない場合は、RX102とBLEによるアウトバンド通信は不可能であると判断する。なお、それ以外の方法で、RX102とBLEによるアウトバンド通信が可能であるかが判断されてもよい。例えば、Configuration PacketにRX102がアウトバンド通信に対応するかどうか、通信可能な状態であるかなどの情報を格納するようにすればよい。この場合、TX101は、Configuration Packet内の該当する情報要素を基に、RX102とBLEによるアウトバンド通信が可能であるかを判断すればよい。これにより、RX102とBLEによるアウトバンド通信ができない場合には、アドバタイジングパケットを待ち受ける時間を省略することができ、受電装置に対する送電の開始を早めることが可能になる。
 TX101は、アウトバンド通信が可能と判断した場合(S403でYES)、アドバタイジングパケットの送信元であるRX102との間でBLE接続を確立する(S404)。TX101は、RX102からのアドバタイジングパケットのヘッダ部に含まれるBD_ADDRに対して、BLE規格における接続要求であるCONNECT_REQを送信することにより、RX102とのBLE接続を確立する。続いて、TX101は、RX102の要求に基づいてBLEの間欠通信の間隔であるConnection Intervalを設定する(S405)。これはRX102からBLE規格におけるLL_CONNECTION_PARAM_REQを受信し、LL_CONNECTION_UPDATE_INDを返すことにより行う。TX101は、以後のRX102との通信をBLEによるアウトバンド通信により行う。なお、TX101は、RX102とのアウトバンド通信が不可能と判断した場合(S403でNO)には、S404とS405の処理をスキップし、以後のRX102との通信はインバンド通信により行う。
 続いてTX101は、機器認証の結果やRX102の要求、自装置の送電能力に基づいて、そのRX102との交渉によってGPを決定する(S406)。S406では、図10Bに示すような、WPC規格のNegotiationフェーズの通信が行われる。まず、RX102は、TX101に対してSpecific Requestを送信することで、要求するGPの値を通知する(F1011)。TX101は、自装置の送電能力やその他の条件に基づいて、要求を受け入れる否かを判定し、受け入れる場合はACKを、受け入れない場合はNACKを、RX102へ送信する(F1012)。決定されるGPの値は、TX101がRX102の要求を受け入れた場合はRX102が要求した値となり、そうでない場合は、WPC規格で定められた所定の値(例えば5ワット)となる。
 続いてTX101は、WPC規格のCalibrationフェーズの処理を行う(S407)。Calibrationフェーズの処理はTX101とRX102の間に異物を精度よく検出するための事前測定であるが、従来技術と同様であるためここでの詳細な説明については省略する。
 その後、TX101は、RX102が満充電となるまで送電する(S408)。S408では、図10Cに示すような、WPC規格のPower Transferフェーズの通信が行われる。RX102は、TX101に対してt_intervalの時間間隔で繰り返しControl Errorパケット(以下、「CEパケット」と呼ぶ。)(F1021)を送信する。t_intervalはWPC規格で定義される値であり、例えば250ミリ秒である。CEパケットには、送電電力をどのくらい上げ下げするかの要求が含まれる。TX101は、受信したCEパケットに基づいて送電アンテナ205の電流を制御することで送電電力を調整する。つまり、CEパケットは、送電電力を調整するためのパラメータである。この処理を繰り返すことで、RX102の要求に応じた適切な電力での送電がほぼリアルタイムに行われる。
 RX102は、満充電となるとEnd Power Trasnferパケット(以下、「EPTパケット」と呼ぶ。)(F1022)を送信してPower Transferフェーズを終了させる。RX102は、満充電以外の理由でEPTパケットを送信してもよい。また、TX101はPower Transferフェーズが終了すると、RX102に対する充電のための送電を停止する。
 またTX101は、最後にCEパケットを受信してからt_timeoutが経過しても次のCEパケットが受信できなかった場合には、RX102が充電台103から取り去られたと判断してPower Transferフェーズを終了する。t_timeoutはWPC規格で定義される値であり、例えば1500ミリ秒である。
 なお、RX102はPower Transferフェーズ中にCEパケット以外のパケット(F1023)を送信してもよい。CEパケット以外のパケットの一例は、RX102のバッテリ302の状態をTX101に通知するCharge Statusパケットである。Charge Statusパケットには、バッテリ302が何パーセント充電されたかを表すCharge Status Valueが格納される。TX101は、Charge Statusパケットを受信すると、例えば表示部208にCharge Status Valueに基づいて文字や図で表示を行うことでユーザに充電状態を通知してもよい。Charge Statusパケットに関しては、TX101はいつ受信してもよいし、いつユーザへの通知を行ってもよい。
 ここで、TX101とRX102の間で行う送電電力のリアルタイム制御の処理を、図11Cを用いて説明する。TX101は、CEパケット1103の受信後、t_delayが経過した後に、t_controlの時間をかけて、CEパケット1103に含まれるControl Error Valueに基づいて送電電力を調節する。t_delayとt_controlは、それぞれWPC規格で定義される範囲内で決定される値であり、例えば5ミリ秒と25ミリ秒である。ここでRX102は、CEパケット1103の送信後、TX101がCEパケット1103に基づいて送電電力の調整を完了するまでは、Qiパケット1104(ここでは、次のCEパケット)を送信してはならない。
 すなわち、RX102は、CEパケット1103の送信後、少なくともt_delayとt_controlの合計時間が経過した後でのみ次のCEパケット(Qiパケット1104)を送信することができる。TX101とRX102は、Power Transferフェーズにおいて、以上で述べたt_interval、t_timeout、t_delay、t_controlで表されるタイミング制約のもとで、送電電力のリアルタイム制御を行う。これらのタイミング制約の情報は、TX101とRX102それぞれのメモリ210、メモリ310に予め保持しておいてもよいし、RX102が保持してTX101にI&Cフェーズで通知するようにしてもよい。TX101が保持してRX102に通知するようにしてもよいし、I&Cフェーズ以外で通知してもよい。
 上記のようにCEパケットはリアルタイム制御用のパケット(以下、「リアルタイム制御パケット」と呼ぶ)である。これに対して、Charge Statusパケットによるユーザへの通知は、送信、受信、および処理のタイミングに関する制約がない。すなわち、Charge Statusパケットは、リアルタイム制御パケットではない。リアルタイム制御用でないパケットは、他にも存在してよい。
 図4に戻り、TX101は、Power Transferフェーズ終了後、S403でRX102とBLE接続していた場合にはこれを切断して処理を終了する(S409でYES、S410)。なお、TX101はS410の後さらにRX102との通信を継続してもよいが、その場合にはインバンド通信で行う。
 続いて、RX102が実行する受電制御処理の流れの例について、図5を用いて説明する。本処理は、例えばRX102の制御部301がメモリ310から読み出したプログラムを実行することによって、実現されうる。なお、以下の手順の少なくとも一部がハードウェアによって実現されてもよい。この場合のハードウェアは、例えば、所定のコンパイラを用いて、各処理ステップを実現するためのプログラムからFPGA等のゲートアレイ回路を用いた専用回路を自動的に生成することによって実現されうる。
 RX102は、受電制御処理の開始後、WPC規格のSelectionフェーズとPingフェーズとして規定される処理を実行し、自装置がTX101に載置されるのを待つ(S501)。RX102は、例えば、TX101からのDigital Pingを検出することによって、TX101に載置されたことを検出する。
 RX102は、自装置がTX101に載置されたことを検出すると、図10Aを用いて説明したID PacketとConfiguration Packetにより、自装置の識別情報を含む情報をインバンド通信でTX101へ送信する(S502)。なお、RX102の識別情報は、WPC規格のI&Cフェーズの通信以外の方法で送信されてもよく、また、RX102の各個体を識別可能な情報であれば、BD_ADDR等の他の識別情報が用いられてもよい。また、RX102は、S502において、識別情報以外の情報をTX101へ送信してもよい。
 続いて、RX102は、TX101とBLEによるアウトバンド通信が可能かを判断する(S503)。具体的には、RX102は、BLEにより(第二通信部307を用いて)、自装置の識別情報を含むアドバタイジングパケットを繰り返し送信し、TX101からBLEのCONNECT_REQを待ち受ける。RX102は、例えば、BLEのアドバタイジングパケットのAD Typeを所定値にすることで、このアドバタイシングパケットがRX102の識別情報を含んでいることを示すことができる。RX102の識別情報は、例えばWPC規格で定義されるManufacturer CodeとBasic Device IDである。また、RX102の識別情報は、Wireless Power IDや、RX102の第二通信部307に固有のBD_ADDRであってもよい。RX102は、所定時間以内にTX101からCONNECT_REQを受信することができた場合には、TX101とBLEによるアウトバンド通信が可能であると判断する。そうでない場合は、TX101とBLEによるアウトバンド通信は不可能であると判断する。なお、上記以外の方法で、TX101とBLEによるアウトバンド通信が可能であるかが判断されてもよい。例えば、RX102は、TX101から、TX101がBLEに対応しているかを示す情報や信号を受信してもよいし、TX101がBLEで通信可能であるかを示す情報や信号を受信してもよい。この場合を、RX102は、受信した情報や信号を基に、TX101とBLEによるアウトバンド通信は不可能であるかを判断すればよい。これにより、TX101とBLEによるアウトバンド通信ができない場合には、CONNECT_REQの受信を待ち受ける時間を短縮することができ、送電の開始を早めることができる。
 RX102は、アウトバンド通信が可能と判断した場合(S503でYES)、CONNECT_REQの送信元であるTX101との間でBLE接続を確立する(S504)。RX102は、CONNECT_REQを受信することでBLE接続を確立する。続いて、RX102は、BLEの間欠通信の間隔であるConnection Intervalを、リアルタイム制御パケット(BLEのパケットと明示的に区別するため、以下では「Qiパケット」と呼ぶ。)の送信予定間隔と同じ時間に設定するようTX101に要求する(S505)。リアルタイム制御用のQiパケットの一例は、CEパケットであり、その送信予定間隔はt_intervalである。RX102は、Connection Intervalの設定要求を、例えばBLE規格におけるLL_CONNECTION_PARAM_REQを送信することにより行う。なお、RX102は、Connection Intervalを、t_intervalと同じとする代わりに、その整数分の1とするようにTX101に要求してもよい。例えばt_interval=250ミリ秒の場合、Connection Intervalをその2分の1である125ミリ秒としてもよい。
 RX102は、以後のTX101との通信をBLEによるアウトバンド通信により行う。なお、RX102はアウトバンド通信が不可能と判断した場合(S503でNO)には、S504とS505の処理をスキップし、以後のRX102との通信はインバンド通信により行う。
 RX102は、続いて、要求するGPの値をTX101へ送信し、TX101からの応答を待ってGPを決定する(S506)。S506では、図10Bで説明したような、WPC規格のNegotiationフェーズの通信が行われる。
 続いてRX102は、WPC規格のCalibrationフェーズの処理を行う(S507)。Calibrationフェーズの処理はTX101とRX102の間に異物を精度よく検出するための事前測定であるが、従来技術と同様であるためここでの詳細な説明については省略する。
 その後、RX102は、バッテリ302が満充電となるまで受電する(S508)。S508では、図10Cで説明したようにt_intervalの間隔でCEパケットを繰り返し送信し、最後にEPTパケットを送信して終了する。
 図5に戻り、RX102は、Power Transferフェーズ終了後、S503でRX102とBLE接続していた場合にはこれを切断して処理を終了する(S509でYES、S510)。なお、RX102はS510の後さらにTX101との通信を継続してもよいが、その場合にはインバンド通信で行う。
 以上に説明したように、TX101とRX102は、BLEによるアウトバンド通信が可能な場合(S403、S503でYES)は、以下のフェーズにおける通信を、BLEで行う。すなわち、Negotiationフェーズ、Calibrationフェーズ、Power Transferフェーズである。なお、BLEによるアウトバンド通信が可能な場合でも、上記全ての通信をBLEで行わなくてもよい。例えば、Power Transferフェーズの通信のみをBLEで行うようにしてもよい。
 ここで、WPC規格で定義されるQiパケットをBLE通信で用いる通信信号(以下、「BLEパケット」と呼ぶ)で送信する方法について説明する。本実施形態では、BLE接続後、TX101はBLE規格のGATT(Generic Attribute Profile) Clientとして動作する。そして、RX102はBLE規格のGATT Serverとして動作するように、第二通信部207、307をそれぞれ構成するようにする。このとき、TX101はBLE規格のWrite Characteristic Value処理、RX102はHandle Value Notification処理(以下、「Notify処理」と呼ぶ。)を行う。これにより、それぞれ最大20バイトの任意のバイト列をBLE規格のAttribute Valueとして送信することができる。なお最大20バイトの上限については、BLE規格のExchange MTU処理を行うことでさらに拡張することもできる。なお、TX101をGATT Server、RX102をGATT Clientとしてもよく、また、GATT以外のBLEのプロファイルを用いて任意のバイト列を送信するように構成してもよい。つまり、複数のQiパケットは、BLE通信パケットのAttribute Valueに格納される。
 WPC規格のQiパケットのサイズはBLEパケットのAttribute Valueの上限に対して小さいため、本実施形態では、1個のBLEパケットに、1個以上のQiパケットをまとめて格納して送信する。図8に、1個のBLEパケットに、3個のQiパケットを格納する例を示す。3個以外の個数の場合も同様である。まずQiパケットの構造を説明する。Qiパケット800は、Header801、Message802で構成される。Header801は、CEパケットやEPTパケットなどのQiパケットの種別を表す1バイトの値である。例えばCEパケットの場合、Header801の値は16進数で03である。Message802は、Qiパケットの種別毎に定義されるバイト列であり、そのバイト数はQiパケットの種別毎に異なる。例えばパケットの種別がCEパケットである場合には、Message802は、1バイトの長さのControl Error Valueである。なお、WPC規格のQiパケットには、この他にPreambleとChecksumも含まれるが、BLEで送信する場合は不要であるため、説明を省略する。図8の符号820は、BLEパケット810のAttribute Value811に格納するバイト列を表す。バイト列820の先頭の領域821には、このAttribute Valueに含まれるQiパケットの個数を格納する。この例では3である。続く領域822は1個目のQiパケットのバイト数、領域823は1個目のQiパケットの中身、すなわちHeader801とMessage802をそれぞれ格納する。同様に、領域824~825は2個目のQiパケットの情報を格納し、領域826~827は3個目のQiパケットの情報を格納する。このようにして、1個のBLEパケットに複数のQiパケットを格納する。なお、以上で説明した格納形式は一例であり、他の格納形式としてもよい。
 続いて、受電装置の送信処理について図6を用いて説明する。RX102はBLE通信を使用しないならば(もしくはBLE通信を使用していなければ)(S601でNO)、通信する際にインバンド通信特有の制約を設ける(S602)。つまり、図5において、TX101とBLE通信が可能でない場合(S503でNO)、インバンド通信特有の制約を設ける。また、RX102はBLE通信を使用するならば(もしくはBLE通信を使用していれば)(S601でYES)、BLEパケットを送信する際にインバンド通信特有の制約を設けない(S603)。つまり、図5において、TX101とBLE通信が可能である場合(S503でYES)、BLEパケットを送信する際にインバンド通信特有の制約を設けない。
 ここで、インバンド通信特有の制約について、図11Aを用いて説明する。図11AにWPC規格で規定されたQiパケットの送信タイミングを示す。1101、1102はRX102がインバンド通信で送信するQiパケットである。時間t_silentはパケット1101をインバンド通信で送信したのち、変調によるTX101の送電コイル205を流れる電流ないし印加される電圧の揺れが安定するまでに要する時間を示す。RX102は、Qiパケット1102を送信する際に、直前のQiパケット1101の終わりから時間t_silentでQiパケット1102のプリアンブルの送信を開始する。または、RX102はQiパケット1102を送信する際に、直前のQiパケット1101の終わりから時間t_silentより遅く、時間t_start1よりも早い時間にQiパケット1102のプリアンブルの送信を開始する。つまり、RX102は、時間t_silentの間、いかなるQiパケットのプリアンブルの送信も開始しない。つまり、時間t_silentは、信号の送信が禁止された機関である。インバンド通信特有の制約とは、時間t_silentに関連するQiパケットの送信タイミングである。
 この制約を設けることでRX102は、送電コイル205の電流又は電圧が安定した後でQiパケット1102のプリアンブルの送信を開始することができるので、安定したインバンド通信が可能になる。また、RX102は、前のQiパケットの終わりから時間t_start1において(または時間t_start1より前に)、次のQiパケットのプリアンブルの送信を開始するという制約を設けてもよい。
 図11Bは、RX102がBLE通信でパケットを送信する際のタイミングを示す。図11Bによれば、時間t_silentは存在しない。また時間t_start2の長さは時間t_start1と同じでもよい。RX102は、直前のQiパケットを含むBLEパケット1111の終わりから、別のQiパケットを含むBLEパケット1112のプリアンブルの送信を開始する。または、RX102はBLEパケット1112を送信する際に、直前のBLEパケット1111の終わりから時間t_start2が経過する前にQiパケットを含むBLEパケット1112のプリアンブルの送信を開始する。
 図11Bに時間t_silentが存在しない理由は、時間t_silentは、インバンド通信に起因する送電コイル205を流れる電流ないし印加される電圧の揺れを安定させるために設けたからである。つまり、BLE通信を使用すれば、インバンド通信に起因する送電コイル205の電流又は電圧の揺れは発生しない。BLE通信を行う場合はインバンド通信特有の制約を設けないことで、高速な制御を実現することが可能となる。
 つまり、図11Aで示す時間t_silentの期間内に、Qiパケットを含むBLEパケット1112を送信することができるため、高速通信を行うことができる。例えば、リアルタイム制御のQiパケットの送信間隔を短くすることができるので、RX102は、より細かく送電の制御が可能となる。
 次に、TX101の電力レベル制御処理について、図7を用いて説明する。TX101はBLE通信を使用しないならば(もしくはBLE通信を使用していなければ)(S701でYES)、電力レベル制御を行う際にインバンド通信特有の制約を設ける(S702)。つまり、図4において、RX102とBLE通信が可能でない場合(S403でNO)、インバンド通信特有の制約を設ける。また、TX101は、BLE通信を使用するならば(もしくはBLE通信を使用していれば)(S701でYES)、電力レベル制御を行う際にインバンド通信特有の制約を設けない(S703)。つまり、図4において、RX102とBLE通信が可能である場合(S403でYES)、インバンド通信特有の制約を設けない。
 ここで、インバンド通信特有の制約について図11Cを用いて説明する。図11CにWPC規格で規定されたQiパケットの送信タイミングを示し、1103は、Qiパケットの一つであるCEパケットとする。時間t_delayは、CEパケット1103をインバンド通信で送信したのち、変調によるtX101の送電コイル205を流れる電流ないし印加される電圧の揺れが安定するまでに要する時間である。また、TX101は、時間t_activeにおいて、CEパケット1103に含まれるControl Error Valueに基づいて電力レベルを調整する。ここで、時間t_activeはCEパケットの後端から始まる時間t_delayの後に設定される。つまり、TX101は、時間t_delayの間、いかなる電力レベル調整も行わない。ここで、t_delayはWPC規格で規定されるPower Control Hold-off Timeである。Power Control Hold-off Timeは、Power Control Hold-off valueで示される。このPower Control Hold-off valueは、TX101とRX102の間で共有される電力の送受電および通信に関するパラメータが記載されるPower Transfer Contractに記載される。TX101におけるインバンド通信特有の制約とは時間t_delayに関する電力レベル制御タイミングである。この制約を設けることで、TX101は時間t_delay後の送電コイル205の電流又は電圧が安定した状態で電力レベル制御を行うことができる。なお、図11Cの縦軸は電力を表し、図11Cでは、CEパケット1103によりRX102から電力を上げることが要求された場合を示す。
 また、RX101はQiパケット1104を送信する際に、直前のCEパケット1103の終わりから時間t_delay+t_contol経過後に、Qiパケット1104のプリアンブルの送信を開始する。この場合1104はCEパケットとは異なる種別のQiパケットである。または、RX101は、Qiパケット1104を送信する際に、直前のCEパケット1103の終わりから時間t_delay+t_contolより遅く、Qiパケット1104のプリアンブルの送信を開始する。つまり、RX101は、時間t_delay+t_controlの間、いかなるパケットのプリアンブルの送信も開始しない。図11Cにおいては、少なくとも時間t_delay+t_contolが、信号の送信の待機期間となる。図11Cにおけるインバンド通信特有の制約とは、時間t_delay+t_contolに関連するパケット送信タイミングである。ここで、t_controlとは、時間t_activeに、時間t_activeで電力レベルを調整したことに起因する送電コイル205の電流又は電圧の揺れが安定するまでに要する時間を足した時間である。この制約を設けることで、RX101は送電コイル205の電流が安定した後で、Qiパケット1104のプリアンブル送信を開始することができるので、安定したインバンド通信が可能になる。また、RX101は、前のCEパケット1103の先頭から始まる時間t_interval1以内に次のQiパケット1104の先頭の送信を開始するという制約を設けてもよい。
 図11Dは、TX102がBLE通信で受信したCEパケットを含むBLEパケット1113に対する電力レベル制御を行う際のタイミングを示す。図11Dによれば、時間t_delayは存在しない。その理由は、時間t_delayはインバンド通信に起因する送電コイル205の電流又は電圧の揺れを安定させるために設けたからである。TX101は、CEパケットを含むBLEパケット1113の後端から始まる時間t_activeにおいて、CEパケットに含まれるControl Error Valueに基づいて電力レベルを調整する。このように、BLE通信を使用すれば、通信に起因する送電コイル205の電流又は電圧の揺れは発生しない。よってBLE通信を行う場合はインバンド通信特有の制約を設けないことで、高速な電力の制御を実現することができる。なお、図11Dの縦軸は電力を表し、図11Cでは、CEパケットを含むBLEパケット1113によりRX102から電力を上げることが要求された場合を示す。
 また、RX102は、Qiパケットを含むBLEパケット1114を送信する際に、直前のCEパケットを含むBLEパケット1113の終わりから時間t_contol経過後にQiパケットを含むBLEパケット1114のプリアンブルの送信を開始する。この場合1114はCEパケットとは異なる種別のQiパケットである。または、RX102は、Qiパケットを含むBLEパケット1114を送信する際に、直前のCEパケットを含むBLEパケット1113の終わりから時間t_contolより遅く、Qiパケットを含むBLEパケット1114のプリアンブルの送信を開始する。図11Dにおいては、少なくとも時間t_contolが、信号の送信の待機期間となる。このように、BLE通信を行う場合はインバンド通信特有の制約を設けないことで、高速な制御を実現することができる。
 (システムの動作)
 図4、5、9を用いて、TX101とRX102で構成されるシステムの動作を説明する。ここでは、RX102がTX101の充電台103に載置されたものとして、その後の動作を説明する。また、本実施形態において、TX101とRX102が守るべき送電電力のリアルタイム制御のタイミング制約は、以下のとおりとする。すなわち、WPC規格に基づいて、t_interval1=250ミリ秒、t_delay=5ミリ秒、t_control=25ミリ秒、t_timeout=1500ミリ秒である。
 まず、TX101とRX102は、I&Cフェーズまでを実行する(F901、S401~S402、S501~S502)。ここでRX102は、識別情報を含むADV_INDを送信し(F902)、TX101はこのADV_INDにI&Cフェーズで取得したRX102の識別情報が含まれることを確認する(F903)。続いてTX101は、CONNECT_INDを送信してTX101とRX102の間でBLE接続を確立する(F904、S404、S504)。続いてRX102は、この後行うリアルタイム制御でCEパケットを送信する予定の間隔であるt_interval=250ミリ秒を、BLEのConnection Intervalとするように要求する(F906、S505)。そして、TX101はこれを設定する(F907、S405)。その後TX101とRX102の間でWPC規格のNegotiationフェーズとCalibrationフェーズの処理を行い(F908、S406~S407、S506~S507)、Power Transferフェーズに遷移する。
 RX102は、最初の250ミリ秒のConnection Intervalにおいて、リアルタイム制御用のQiパケットであるCEパケットを1個生成しBLEパケットに格納する(F909)。RX102は、CEパケット1個のみを含むBLEパケットを送信する(F910)。BLEパケットの送信は先に説明したようにNotify処理によって行われる。RX102は、次のConnection Intervalにおいても同様に、CEパケットを含むBLEパケットを生成し(F911)、送信する(F912)。RX102は、その次のConnection Intervalでは、まずCEパケットを生成してBLEパケットに格納する(F913)。
 続いて、リアルタイム制御用でないQiパケットであるCharge Statusパケットを1個生成し、前記BLEパケットに追加する(F914、S602)。これ以上生成すべきリアルタイム制御用でないQiパケットがないため(S603でNO)、CEパケット1個と、Charge Statusパケット1個を含むBLEパケットを送信する(F915)。
 続くConnection Intervalでは、RX102は、CEパケットを含むBLEパケットを生成し(F916)。送信する(F917)。その後のConnection Intervalでは、RX102は、F916とF917のConnection Intervalと同様の処理を繰り返す。
 その後、あるConnection Intervalにおいて、バッテリ302が満充電に到達したことを検出する(F918)。この場合、RX102は、そのConnection Intervalにおいては、CEパケットを1個生成してBLEパケットに格納する(F919)。そしてリアルタイム制御用でないEPTパケットを1個生成してBLEパケットに追加する(F920)。RX102は、CEパケット1個と、EPTパケット1個を含むBLEパケットを送信する(F921)。図10Cで説明したように、RX102がEPTパケットを送信するとPower Transferフェーズは終了となる。TX101とRX102はBLEによるアウトバンド通信を行っているため、これを切断して終了する(F922、S409でYES、S410、S509でYES、S510)。
 なお、バッテリ302が満充電に到達した場合(F918)、RX102は、CEパケットの生成を行わず、BLEパケットにCEパケットを格納しないようにしてもよい。このBLEパケットに格納されるQiパケットは、EPTパケットのみである。また、バッテリ302が満充電に到達した場合(F918)、RX102は、BLEパケットの送信を行わなくてもよい。これらの構成であっても、次のCEパケットがTX101により受信されないため、タイムアウトが発生し、送電が停止される。
 ここで、Power TransferフェーズにおけるTX101の処理を説明する。まず、F910やF912のようにCEパケットを含むBLEパケットを受信した場合のTX101の処理について説明する。TX101は、そのConnection Intervalで受信したBLEパケットには、1個のQiパケットが含まれることを認識する。そして、TX101は、その1個のQiパケットすなわちCEパケットをBLEパケットから読出し、インバンド通信特有の制約を設けずに処理する。この処理はCEパケットに含まれるControl Error Valueに基づいて送電電力を制御する処理である。その後、全てのQiパケットの読出しを完了しているため、そのConnection Intervalの処理を終了する。
 続いて、F915のように、CEパケット1個と、その他のQiパケットであるCharge Statusパケットを含むBLEパケットを受信した場合のTX101の処理を説明する。TX101は、そのConnection Intervalで受信したBLEパケットには、2個のQiパケットが含まれることを認識する。そして、TX101は、先頭の1個のQiパケットすなわちCEパケットをBLEパケットから読出し、処理する。この処理はCEパケットに含まれるControl Error Valueに基づいて送電電力を制御する処理である。続いてCharge Statusパケットを読み出し、処理する。この処理は、Charge Statusパケットに含まれるCharge Status Valueに基づく表示を表示部208で行う処理である。その後、全てのQiパケットの読出しを完了しているため、そのConnection Intervalの処理を終了する。
 ここで、RX102はF906において、Connection Intervalを、CEパケットの送信予定間隔であるt_intervalと同じ間隔に設定した。すなわち、TX101とRX102の間で、BLEによるアウトバンド通信を用いて、RX102が予め決めたt_interval=250ミリ秒で図11Cに説明した送電電力のリアルタイム制御を繰り返すことができる。またCEパケットを含むBLEパケットは250ミリ秒毎に届くことから、CEパケットの間隔がt_timeout=1500ミリ秒以上開いてタイムアウトしてしまうことはない。さらに、RX102が周期250ミリ秒で送信するBLEパケットには最大で1個のCEパケットしか含まれない。またTX101は、F930の期間に、CEパケットによるリアルタイム制御を行いつつ、Charge Statusパケットのようにリアルタイム制御用でないQiパケットも受信して処理することができる。
 <第二の実施形態>
 本実施形態では、アウトバンド通信を行う場合に、送電電力のリアルタイム制御に係るタイミングを、インバンド通信で行う場合とは異なる値に変更する。ここで、タイミングとは、例えば第一の実施形態で述べた、t_intervalやt_timeoutである。図12は、第二の実施形態における、TX101の処理の流れを説明する図である。図4で説明した第一の実施形態との差異は、以下の点である。すなわち、RX102とのBLE通信が可能な場合に、リアルタイム制御のタイミングを変更する処理(S1201)と、BLE通信を終了した後で、リアルタイム制御のタイミングを変更する前の状態に戻す処理(S1202)を加えた点である。本実施形態においてTX101は、メモリ210に、インバンド通信でリアルタイム制御を行う場合のタイミング情報と、アウトバンド通信でリアルタイム制御を行う場合のタイミング情報を保持しておく。アウトバンド通信を行う場合は、後者のタイミング情報を用いてリアルタイム制御を行う。
 RX102についても同様である。図13は、第二の実施形態における、RX102の処理の流れを説明する図である。図5で説明した第一の実施形態との差異は、以下の点である。すなわち、TX101とのBLE通信が可能な場合に、リアルタイム制御のタイミングを変更する処理(S1301)と、BLE通信を終了した後で、リアルタイム制御のタイミングを変更する前の状態に戻す処理(S1302)を加えた点である。本実施形態においてTX101は、メモリ310に、インバンド通信でリアルタイム制御を行う場合のタイミング情報と、アウトバンド通信でリアルタイム制御を行う場合のタイミング情報を保持しておく。アウトバンド通信を行う場合は、後者のタイミング情報を用いてリアルタイム制御を行う。
 本実施形態のTX101は、図4で示すS404の工程の後、リアルタイム制御のタイミングを変更する(S1201)。具体的には、メモリ210に保持されたアウトバンド通信を行う場合のリアルタイム制御のタイミング情報を基に、リアルタイム制御のタイミングを変更する。ここで、TX101とRX102は、アウトバンド通信を行う場合のリアルタイム制御のタイミングを、インバンド通信を行う場合より短い値とする。例えば、インバンド通信を行う場合のt_intervalを250ミリ秒、t_timeoutを1500ミリ秒とする。一方、アウトバンド通信を行う場合のt_intervalは100ミリ秒、t_timeoutを500ミリ秒とする。
 そして、TX101は、図4で示すS410の工程の後、リアルタイム制御のタイミングを元に戻す(S1202)。具体的には、メモリ210に保持されたインバンド通信を行う場合のリアルタイム制御のタイミング情報を基に、リアルタイム制御のタイミングを変更する。
 RX102では、図5で示すS504の工程の後、リアルタイム制御のタイミングを変更する(S1301)。具体的には、メモリ310に保持されたアウトバンド通信を行う場合のリアルタイム制御のタイミング情報を基に、リアルタイム制御のタイミングを変更する。そして、RX102は、図5で示すS510の工程の後、リアルタイム制御のタイミングを元に戻す(S1302)。具体的には、メモリ310に保持されたインバンド通信を行う場合のリアルタイム制御のタイミング情報を基に、リアルタイム制御のタイミングを変更する。
 上記の構成により、アウトバンド通信で高速な通信を行うことができる場合、送電電力のリアルタイム制御のタイミングを短くして制御周期を短くすることで、より応答性のよい制御を行うことができる。また、タイミングの変更はアウトバンド通信の開始から終了までの期間にのみ適用されるため、インバンド通信を用いてリアルタイム制御を行う場合は、従来通りに行うことができる。これにより、アウトバンド通信を持たないTX101やRX102に対する後方互換性を確保することができる。
 なお、アウトバンド通信とインバンド通信で異なる値を適用するタイミング情報は、上記t_intervalやt_timeout以外のタイミング情報であってもよい。さらには、送電電力のリアルタイム制御以外のタイミングを変えても良い。例えば、Calibrationフェーズ開始から終了までの全体のタイムアウト時間を、インバンド通信の場合は10秒、アウトバンド通信の場合は5秒、としてもよい。Negotiationフェーズや他のフェーズについても同様である。これにより、アウトバンド通信で高速な通信を行うことができる場合は、タイムアウトの判定を早めて、例えばユーザへのエラーの通知を早く行うことができる。
 <その他の実施形態>
 上記の実施形態では、RX102のパケット送信に関するタイミング制御について説明した、しかしこれは、TX101のパケット送信に関するタイミング制御ととらえても同様の効果がある。
 また、WPC規格に準拠したTX101とRX102は、インバンド通信の場合100kHz帯の周波数を使って通信を行うが、アウトバンド通信として2.4GHz帯を使用するBLEを使う。よって同じサイズのデータを格納したパケットの先頭から後端までの長さ(時間)は、インバンド通信に比べて、アウトバンド通信のほうが短い。よって、図11Aの時間t_start1と図11Bの時間t_start2は同じ長さとして説明したが、時間t_start1の長さよりも時間t_start2の長さを短くしてもよい。同様に、図11Cの時間t_interval1と図11Dの時間t_interaval2は同じ長さとして説明したが、時間t_interval1の長さよりも時間t_interaval2の長さを短くしてもよい。
 また、図11Bにおいて、RX101は、Qiパケットを含むBLEパケット1111の終わりから、次のQiパケットを含むBLEパケット1112のプリアンブルの送信を開始してもよいものとして説明した。しかし、BLEパケット1111の終わりから少なくとも時間t(tはBLE規格で規定される、例えばconnection interval)の間、送信を待つようにしてもよい。
 同様に、図11Dにおいて、RX102は、直前のCEパケットを含むBLEパケット1113の終わりから時間t_control後にQiパケットを含むBLEパケット1114のプリアンブルの送信を開始するものとして説明した。しかし、BLEパケット1113の終わりから少なくとも時間t(tはBLE規格で規定される例えばconnection interval)の間送信を待つようにしてもよい。
 また、RX101は直前のCEパケットを含むBLEパケット1113の終わりから時間t_active後に、Qiパケットを含むBLEパケット1114のプリアンブルの送信を開始してもよい。なぜなら、t_controlは時間t_activeに、送電コイル205の電流又は電圧の揺れが安定するまでに要する時間を足した時間であり、アウトバンド通信を使用する場合は安定するまでに要する時間は不要だからである。しかし、次のQiパケットがReceived Powerパケット(以下、「RPパケット」と呼ぶ)である場合は、少なくとも時間t_controlが経過後に、RPパケットを含むBLEパケット1114のプリアンブルの送信を開始したほうがよい。なぜなら、RPパケットには受電電力値を示す値が格納される。そして、受電電力値はRPパケットの先頭から時間t_offset前で終わる期間t_windowの間に測定されるからである。TX101が電力レベルを制御することで電力レベルが不安定になる時間t_activeと期間t_windowが重ならないようにすることで正確な受電電力測定ができる。
 本開示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。
 また、送電装置101および受電装置102は例えば、撮像装置(カメラやビデオカメラ等)やスキャナ等の画像入力装置であってもよいし、プリンタやコピー機、プロジェクタ等の画像出力装置であってもよい。また、ハードディスク装置やメモリ装置などの記憶装置であってもよいし、パーソナルコンピュータ(PC)やスマートフォンなどの情報処理装置であってもよい。
 また、図4、図5、図6、図7、図11A、図11B、図11C、図11D、図12に示すフローチャートの少なくとも一部をハードウェアにより実現してもよい。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。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。
 また、本開示の受電装置は、情報端末機器でもよい。例えば、情報端末機器は、受電アンテナから受けた電力が供給される、情報をユーザに表示する表示部(ディスプレイ)を有している。なお、受電アンテナから受けた電力は蓄電部(バッテリ)に蓄積され、そのバッテリから表示部に電力が供給される。この場合、受電装置は、送電装置とは異なる他の装置と通信する通信部を有していてもよい。通信部は、NFC通信や、第5世代移動通信システム(5G)などの通信規格に対応していてもよい。
 また、本開示の受電装置が自動車などの車両であってもよい。例えば、受電装置である自動車は、駐車場に設置された送電アンテナを介して充電器(送電装置)から電力を受けとるものであってもよい。また、受電装置である自動車は、道路に埋め込まれた送電アンテナを介して充電器(送電装置)から電力を受けとるものでもよい。このような自動車は、受電した電力はバッテリに供給される。バッテリの電力は、車輪を駆動する発動部(モータ、電動部)に供給されてもよいし、運転補助に用いられるセンサの駆動や外部装置との通信を行う通信部の駆動に用いられてもよい。つまり、この場合、受電装置は、車輪の他、バッテリや、受電した電力を用いて駆動するモータやセンサ、さらには送電装置以外の装置と通信を行う通信部を有していていもよい。さらに、受電装置は、人を収容する収容部を有していてもよい。例えば、センサとしては、車間距離や他の障害物との距離を測るために使用されるセンサなどがある。通信部は、例えば、全地球測位システム(Global Positioning System、Global Positioning Satellite、GPS)に対応していてもよい。また、通信部は、第5世代移動通信システム(5G)などの通信規格に対応していてもよい。また、車両としては、自転車や自動二輪車であってもよい。
 また、本開示の受電装置は、電動工具、家電製品などでもよい。受電装置であるこれらの機器は、バッテリの他、バッテリに蓄積された受電電力によって駆動するモータを有していてもよい。また、これらの機器は、バッテリの残量などを通知する通知手段を有していてもよい。また、これらの機器は、送電装置とは異なる他の装置と通信する通信部を有していてもよい。通信部は、NFCや、第5世代移動通信システム(5G)などの通信規格に対応していてもよい。
 また、本開示の送電装置は、自動車の車両内で、無線電力伝送に対応するスマートフォンやタブレットなどの携帯情報端末機器に対して送電を行う車載用充電器であってもよい。このような車載用充電器は、自動車内のどこに設けられていてもよい。例えば、車載用充電器は、自動車のコンソールに設置されてもよいし、インストルメントパネル(インパネ、ダッシュボード)や、乗客の座席間の位置や天井、ドアに設置されてもよい。ただし、運転に支障をきたすような場所に設置されないほうがよい。また、送電装置が車載用充電器の例で説明したが、このような充電器が、車両に配置されるものに限らず、電車や航空機、船舶等の輸送機に設置されてもよい。この場合の充電器も、乗客の座席間の位置や天井、ドアに設置されてもよい。
 また、車載用充電器を備えた自動車等の車両が、送電装置であってもよい。この場合、送電装置は、車輪と、バッテリとを有し、バッテリの電力を用いて、送電回路部や送電アンテナにより受電装置に電力を供給する。
 本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本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、本発明の範囲を公にするために以下の請求項を添付する。
 本願は、2021年9月27日提出の日本国特許出願特願2021-156856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。
 101 送電装置
 102 受電装置
 301 制御部
 303 受電部
 306 第一通信部
 307 第二通信部

Claims (21)

  1.  第1アンテナを介して送電装置から無線で受電する受電手段と、
     前記第1アンテナと介して通信を行う第一通信手段と、
     前記第1アンテナとは異なる第2アンテナを介して通信を行う第二通信手段と、
     前記第一通信手段と前記第二通信手段とのいずれか一方を用いて、前記送電装置と通信を行うように制御する制御手段と、を有し、
     前記制御手段は、
     前記第一通信手段を用いて前記送電装置と通信を行う場合には、信号を送信した後、少なくとも送信が禁止される特定の期間が経過した後に次の信号の送信を行うように、前記第一通信手段を制御し、
     前記第二通信手段を用いて前記送電装置と通信を行う場合には、信号を送信した後、前記特定の期間が経過しなくても次の信号の送信を行うように、前記第二通信手段を制御することを特徴とする受電装置。
  2.  前記制御手段は、前記特定の期間内に次の信号のプリアンブルの送信が開始されないように、前記第一通信手段を制御することを特徴とする請求項1に記載の受電装置。
  3.  前記特定の期間は、WPC(Wireless Power Consortium)規格で規定されるsilent timeであることを特徴とする請求項1又は2に記載の受電装置。
  4.  前記制御手段は、
     前記第一通信手段を用いて前記送電装置と通信を行う場合には、電力を制御するための信号を送信した後、少なくとも前記特定の期間とは別の特定の期間を含む待機期間が経過した後に次の信号を行うように、前記第一通信手段を制御し、
     前記第二通信手段を用いて前記送電装置と通信を行う場合には、電力を制御するための信号を送信した後、前記別の特定の期間を含まない前記待機期間が経過した後に次の信号の送信を行うように、前記第二通信手段を制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の受電装置。
  5.  前記別の特定の期間は、WPC規格で規定されるPower Control Hold-off timeであることを特徴とする請求項4に記載の受電装置。
  6.  前記電力を制御するための信号は、WPC規格で規定されるControl Errorパケットであることを特徴とする請求項4又は5に記載の受電装置。
  7.  前記第二通信手段は、Bluetooth(登録商標) 4.0以降の規格に規定されるBluetooth(登録商標)Low Energyに従って通信を行うことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の受電装置。
  8.  前記受電手段により受電した電力を蓄積するバッテリと、
     前記バッテリの電力を用いて車輪を駆動させるためのモータと、を有する請求項1乃至7のいずれか1項に記載の受電装置。
  9.  前記受電手段により受電した電力を蓄積するバッテリと、
     前記バッテリの電力が供給される表示部と、を有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の受電装置。
  10.  前記受電手段により受電した電力を蓄積するバッテリと
     前記バッテリの残量を通知する通知手段と、を有する請求項1乃至7のいずれか1項に記載の受電装置。
  11.  第1アンテナを介して受電装置に無線で送電する送電手段と、
     前記第1アンテナと介して通信を行う第一通信手段と、
     前記第1アンテナとは異なる第2アンテナを介して通信を行う第二通信手段と、を有し、
     前記第一通信手段を用いて前記受電装置と通信を行う場合には、前記第一通信手段は、
     前記受電装置から信号を受信した後、少なくとも前記受電装置からの送信が禁止される特定の期間が経過した後に次の信号を受信し、
     前記第二通信手段を用いて前記受電装置と通信を行う場合には、前記第二通信手段は、
     前記受電装置から信号を受信した後、前記特定の期間が経過しなくても次の信号を受信することが可能であることを特徴とする送電装置。
  12.  前記特定の期間は、WPC(Wireless Power Consortium)規格で規定されるsilent timeであることを特徴とする請求項11に記載の送電装置。
  13.  前記第一通信手段を用いて前記送電装置と通信を行う場合には、前記第一通信手段は、
     電力を制御するための信号を前記受電装置から受信した後、少なくとも前記特定の期間とは別の特定の期間を含む待機期間が経過した後に次の信号を受信し、
     前記第二通信手段を用いて前記送電装置と通信を行う場合には、前記第二通信手段は、
     電力を制御するための信号を前記受電装置から受信した後、前記別の特定の期間を含まない前記待機期間が経過した後に次の信号を受信することを特徴とする請求項11又は12に記載の送電装置。
  14.  前記別の特定の期間は、WPC規格で規定されるPower Control Hold-off timeであることを特徴とする請求項13に記載の送電装置。
  15.  前記電力を制御するための信号は、WPC規格で規定されるControl Errorパケットであることを特徴とする請求項13又は14に記載の送電装置。
  16.  車輪と、バッテリと、を有し、
     前記送電手段は、前記バッテリの電力を用いて、前記受電装置に無線で送電することを特徴とする請求項11乃至15のいずれか1項に記載の送電装置。
  17.  車両内に設置されることを特徴とする請求項11乃至16のいずれか1項に記載の送電装置。
  18.  第1アンテナを介して送電装置から無線で受電する受電手段と、前記第1アンテナと介して通信を行う第一通信手段と、前記第1アンテナとは異なる第2アンテナを介して通信を行う第二通信手段と、を有する受電装置の制御方法であって、
     前記第一通信手段を用いて前記送電装置と通信を行う場合には、信号を送信した後、少なくとも送信が禁止される特定の期間が経過した後に次の信号の送信を行うように、前記第一通信手段を制御し、
     前記第二通信手段を用いて前記送電装置と通信を行う場合には、信号を送信した後、前記特定の期間が経過しなくても次の信号の送信を行うように、前記第二通信手段を制御することを特徴とする制御方法。
  19.  第1アンテナを介して受電装置に無線で送電する送電手段と、前記第1アンテナと介して通信を行う第一通信手段と、前記第1アンテナとは異なる第2アンテナを介して通信を行う第二通信手段と、を有する送電装置の制御方法であって、
     前記第一通信手段を用いて前記受電装置と通信を行う場合には、前記第一通信手段は、
     前記受電装置から信号を受信した後、少なくとも前記受電装置からの送信が禁止される特定の期間が経過した後に次の信号を受信し、
     前記第二通信手段を用いて前記受電装置と通信を行う場合には、前記第二通信手段は、
     前記受電装置から信号を受信した後、前記特定の期間が経過する前に次の信号を受信することを特徴とする制御方法。
  20.  コンピュータに、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の受電装置として機能させるプログラム。
  21.  コンピュータに、請求項11乃至17のいずれか1項に記載の送電装置として機能させるプログラム。
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