JP-2026077801-A - 受電装置、送電装置、無線電力伝送方法、および、プログラム

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Abstract

【課題】送電装置及び受電装置とは異なる物体を検出するための検出処理の結果に応じて、再度の検出処理がより迅速に行われるようにする。【解決手段】受電装置４０１は、送電装置から無線で電力を受電するコイル２０５と、送電装置が送電を制限する所定期間のうち少なくとも２つの時点における電圧または電流の値に基づいて送電装置及び受電装置とは異なる物体を検出する検出処理を実行するための信号を所定の間隔で送信する送信し、送信される信号に応じて実行される検出処理に基づく検出結果を含む応答信号を送電装置から受信する通信部２０４と、受信される応答信号に含まれる検出結果が所定の条件を満たす場合、所定の間隔よりも短い間隔で信号が送信されるように制御する制御部２０１とを有する。【選択図】図２

Inventors

田村伊知朗

Assignees

キヤノン株式会社

Dates

Publication Date: 20260513
Application Date: 20260217

Claims (1)

受電装置であって、送電装置から無線で電力を受電する受電手段と、前記送電装置が送電を制限する所定期間のうち少なくとも２つの時点における電圧または電流の値に基づいて前記送電装置及び前記受電装置とは異なる物体を検出する検出処理を実行するための信号を所定の間隔で送信する送信手段と、前記送信手段により送信される信号に応じて実行される前記検出処理に基づく検出結果を含む応答信号を、前記送電装置から受信する受信手段と、前記受信手段により受信される前記応答信号に含まれる検出結果が所定の条件を満たす場合、前記所定の間隔よりも短い間隔で前記送信手段により前記信号が送信されるように制御する制御手段とを有することを特徴とする受電装置。

Description

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、ＷｉｒｅｌｅｓｓＰｏｗｅｒＣｏｎｓｏｒｔｉｕｍ規格（ＷＰＣ規格）における、異物検出（ＦｏｒｅｉｇｎＯｂｊｅｃｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎ）の方法が開示されている。また、特許文献２には、送電コイルと、送電コイルと一体化した又は結合された共振回路の、エネルギー減衰の変化又は共振周波数の変化に基づいて、受電装置及び送電装置とは異なる物体（以下、異物という）の存在を検出する異物検出方法が開示されている。また、特許文献３には、送電装置が、受電装置に対して異物検出用の信号を送信し、受電装置からのエコー信号を用いて異物の有無を判定する、異物検出方法が開示されている。特開２０１７－７００７４号公報特表２０１８－５１２０３６号公報特開２０１５－２７１７２号公報送電装置の構成例を示す図である。受電装置の構成例を示す図である。送電装置の制御部の機能構成例を示すブロック図である。無線電力伝送システムの構成例を示す図である。無線電力伝送を行うための処理の一例を示す図である。波形減衰法による異物検出を説明するための図である。送電中の送電波形に基づいて異物検出を行う方法を説明するための図である。実施形態１における受電装置の動作を説明するためのフローチャートである。実施形態１における受電装置と送電装置の動作を説明するための図である。実施形態２における受電装置の動作を説明するためのフローチャートである。実施形態２における受電装置と送電装置の動作を説明するための図である。ＰｏｗｅｒＬｏｓｓ法による異物検出における閾値の設定方法を説明するための図である。波形減衰法による異物検出における閾値の設定方法を説明するための図である。複数の波形減衰法が行われる場合の処理を説明するための図である。＜実施形態１＞以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。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必須の構成とは限らず、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。（無線電力伝送システムの構成）図４に、本実施形態における無線電力伝送システム（無線充電システム）の構成例を示す。本システムは、一例において、受電装置４０１と送電装置４０２を含んで構成される。受電装置４０１と送電装置４０２の詳細な構成については図２及び図１を用いて後述する。以下では、受電装置４０１をＲＸ４０１と呼び、送電装置４０２をＴＸ４０２と呼ぶ場合がある。ＲＸ４０１は、ＴＸ４０２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。ＴＸ４０２は、ＴＸ４０２の一部である充電台４０３に載置されたＲＸ４０１に対して無線で送電する電子機器である。以下、充電台４０３はＴＸ４０２の一部であるため、「充電台４０３に戴置された」ことを「ＴＸ４０２（送電装置４０２）に載置された」という場合がある。点線で囲む範囲４０４は、ＲＸ４０１がＴＸ４０２から受電が可能な範囲である。また、「載置され」る状態は、ＲＸ４０１とＴＸ４０２とが必ずしも接していなくてもよく、ＲＸ４０１が範囲４０４に含まれる状態を指すものとする。なお、ＲＸ４０１とＴＸ４０２は無線充電以外のアプリケーションを実行する機能を有しうる。ＲＸ４０１の一例はスマートフォン等の情報処理端末であり、ＴＸ４０２の一例はその情報処理端末を充電するためのアクセサリ機器である。例えば、情報端末機器は、受電コイル（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。また、受電コイル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、ＲＸ４０１は、ＴＸ４０２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。またこの場合、バッテリから通信部に電力が供給されることにより、通信部が通信を行ってもよい。また、ＲＸ４０１は、バッテリの残量を通知する機能を有していてもよい。また、ＲＸ４０１は、タブレット端末、あるいは、ハードディスク装置及び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）などの情報処理装置であってもよい。また、ＲＸ４０１は、例えば、撮像装置（カメラやビデオカメラ等）であってもよい。また、ＲＸ４０１は、スキャナ等の画像入力装置であってもよいし、プリンタ、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、ＲＸ４０１は、ロボット、医療機器等であってもよい。ＴＸ４０２は、上述した機器を充電するための装置でありうる。また、ＴＸ４０２がスマートフォンであってもよい。この場合、ＲＸ４０１は別のスマートフォンでもよいし、無線イヤホンであってもよい。また、本実施形態におけるＲＸ４０１が自動車などの車両であってもよい。例えば、ＲＸ４０１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（ＴＸ４０２）から電力を受けとるものであってもよい。また、ＲＸ４０１である自動車は、道路に埋め込まれた送電コイル（アンテナ）を介して充電器（ＴＸ４０２）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、ＲＸ４０１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ＴＸ４０２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、ＲＸ４０１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（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ、ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳａｔｅｌｌｉｔｅ、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、ＲＸ４０１は、車両に限定されず、バッテリに蓄積された電力を使用して駆動する発動部を有する移動体及び飛行体等であってもよい。また、ＴＸ４０２は、車両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。また、本実施形態におけるＲＸ４０１及びＴＸ４０２は、ＷｉｒｅｌｅｓｓＰｏｗｅｒＣｏｎｓｏｒｔｉｕｍ規格（ＷＰＣ規格）に基づく処理を行うものとする。処理の詳細については後述する。（送電装置４０２および受電装置４０１の構成）続いて、本実施形態における送電装置４０２（ＴＸ４０２）及び受電装置４０１（ＲＸ４０１）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）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、また、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。また、以下に示す各機能ブロックは、ソフトウェアプログラムとして機能が実施されるものとするが、本機能ブロックに含まれる一部または全部がハードウェア化されていてもよい。図１は、本実施形態に係るＴＸ４０２の構成例を示す機能ブロック図である。ＴＸ４０２は、制御部１０１、電源部１０２、送電部１０３、通信部１０４、送電アンテナ１０５、メモリ１０６、共振コンデンサ１０７、スイッチ１０８を有する。図１では、制御部１０１、電源部１０２、送電部１０３、通信部１０４、メモリ１０６は別体として記載しているが、これらの内の任意の複数の機能ブロックは、同一チップ内に実装されてもよい。制御部１０１は、例えばメモリ１０６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、ＴＸ４０２全体を制御する。また、制御部１０１は、ＴＸ４０２における機器認証のための通信を含む送電制御に関する制御を行う。さらに、制御部１０１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１０１は、例えばＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）又はＭＰＵ（ＭｉｃｒｏＰｒｏｃｅｓｓｏｒＵｎｉｔ）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１０１は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）等のハードウェアで構成されてもよい。また、制御部１０１は、所定の処理を実行するようにコンパイルされたＦＰＧＡ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）等のアレイ回路を含んで構成されてもよい。制御部１０１は、各種処理を実行中に記憶しておくべき情報をメモリ１０６に記憶させる。また、制御部１０１は、タイマ（不図示）を用いて時間を計測しうる。電源部１０２は、各機能ブロックに電源を供給する。電源部１０２は、例えば、商用電源又はバッテリである。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１０３は、電源部１０２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アンテナ（コイル）１０５へ入力することによって、ＲＸ４０１に受電させるための電磁波を発生させる。例えば、送電部１０３は、電源部１０２が供給する直流電圧を、ＦＥＴ（ＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｅｒ）を使用したハーフブリッジ又はフルブリッジ構成のスイッチング回路で交流電圧に変換する。この場合、送電部１０３は、ＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦを制御するゲートドライバを含む。送電部１０３は、送電アンテナ１０５に入力する電圧（送電電圧）又は電流（送電電流）、又はその両方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。送電電圧又は送電電流を大きくすると電磁波の強度が強くなり、送電電圧又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１０３は、制御部１０１の指示に基づいて、送電アンテナ１０５からの送電が開始又は停止されるように、交流周波数電力の出力制御を行う。また、送電部１０３はＷＰＣ規格に対応した受電装置４０１（ＲＸ４０１）の充電部２０６に１５ワット（Ｗ）の電力を出力するだけの電力を供給する能力があるものとする。通信部１０４は、ＲＸ４０１との間で、ＷＰＣ規格に基づく送電制御のための通信を行う。通信部１０４は、送電アンテナ１０５から出力される電磁波を周波数偏移変調し、ＲＸ４０１へ情報を伝送して、通信を行う。また、通信部１０４は、ＲＸ４０１が振幅変調あるいは負荷変調した送電アンテナ１０５から送電される電磁波を復調して、ＲＸ４０１が送信した情報を取得する。すなわち、通信部１０４で行う通信は、送電アンテナ１０５から送電される電磁波に信号が重畳されて行われる。また、通信部１０４は、送電アンテナ１０５とは異なるアンテナを用いたＷＰＣ規格とは異なる規格による通信でＲＸ４０１と通信を行ってもよいし、複数の通信を選択的に用いてＲＸ４０１と通信を行ってもよい。この通信規格の例としては、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ＬｏｗＥｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）、ＮＦＣ（ＮｅａｒＦｉｅｌｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）が挙げられる。メモリ１０６は、制御プロ