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公開番号2024149690
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-18
出願番号2024129115,2020064204
出願日2024-08-05,2020-03-31
発明の名称送電装置、方法、およびプログラム
出願人キヤノン株式会社
代理人弁理士法人大塚国際特許事務所
主分類H02J 50/60 20160101AFI20241010BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】WPCの規格に準拠した送電装置および受電装置において、受電装置とは異なる物体の検出をより高精度に実行すること。
【解決手段】送電コイルを介して受電装置に無線で電力を送ることができると共にその受電装置と通信することができる送電装置は、送電装置から受電装置へ送電を行うフェーズにおいて、測定した送電コイルのQ値に基づいて、受電装置とは異なる物体の有無を判定する。送電装置は、通信によって受電装置から受信した、送電コイルのQ値の測定に基づく受電装置とは異なる物体の有無の判定に関する所定の処理を受電装置が実行可能か否かを示す情報に基づいて、送電コイルのQ値の測定に基づく受電装置とは異なる物体の有無の判定を実行するか否かを制御する。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
送電装置であって
送電コイルを介して受電装置に無線で電力を送る送電手段と、
前記受電装置と通信する通信手段と、
前記送電装置から前記受電装置へ送電を行うフェーズにおいて、前記送電コイルのＱ値を測定する測定手段と、
前記送電コイルのＱ値に基づいて、前記受電装置とは異なる物体の有無を判定する判定手段と、
前記通信手段によって前記受電装置から受信した、前記送電コイルのＱ値の測定に基づく前記受電装置とは異なる物体の有無の判定に関連する所定の処理を前記受電装置が実行可能か否かを示す情報に基づいて、前記送電コイルのＱ値の測定に基づく前記受電装置とは異なる物体の有無の判定を実行するか否かを制御する制御手段と、
を有することを特徴とする送電装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記制御手段は、前記所定の処理を前記受電装置が実行可能でないことを前記情報が示すことに基づいて、前記送電コイルのＱ値の測定に基づく前記受電装置とは異なる物体の有無の判定を実行しないように制御を行う、ことを特徴とする請求項１に記載の送電装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記所定の処理を前記受電装置が実行可能であることを前記情報が示すことに基づいて、前記送電コイルのＱ値の測定に基づく前記受電装置とは異なる物体の有無の判定を実行するように制御を行う、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の送電装置。
【請求項４】
前記所定の処理は、前記受電装置における受電コイルと共振コンデンサによる閉回路を構成する処理である、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の送電装置。
【請求項５】
前記情報は、前記受電装置の受電コイルにおけるＱ値の測定を行う能力を当該受電装置が有するか否かをさらに示す、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の送電装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記受電装置の受電コイルにおけるＱ値の測定を行う能力を当該受電装置が有しないことを前記情報が示すことに基づいて、前記送電コイルのＱ値の測定に基づく前記受電装置とは異なる物体の有無の判定を実行するように制御を行う、ことを特徴とする請求項５に記載の送電装置。
【請求項７】
前記通信手段は、前記受電装置の受電コイルにおけるＱ値の測定を行う能力を当該受電装置が有することを前記情報が示す場合に、前記受電コイルのＱ値の測定結果を受信する、ことを特徴とする請求項５又は６に記載の送電装置。
【請求項８】
前記通信手段は、前記受電装置の受電コイルにおけるＱ値の測定を行う能力を当該受電装置が有しないことを前記情報が示す場合に、前記受電コイルのＱ値の測定結果を受信する処理を実行しない、ことを特徴とする請求項７に記載の送電装置。
【請求項９】
前記判定手段は、前記送電コイルのＱ値の測定に基づく前記受電装置とは異なる物体の有無の判定と、前記送電コイルのＱ値の測定および前記受電装置から受信した前記受電コイルのＱ値の測定結果とに基づく前記受電装置とは異なる物体の有無の判定と、前記送電コイルのＱ値の測定に基づかず前記受電装置から受信した前記受電コイルのＱ値の測定結果に基づく前記受電装置とは異なる物体の有無の判定と、を実行可能に構成される、ことを特徴とする請求項７又は８に記載の送電装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記受電装置の受電コイルにおけるＱ値の測定を行う能力を当該受電装置が有することを前記情報が示すことに基づいて、前記送電コイルのＱ値の測定および前記受電コイルのＱ値の測定結果に基づく前記受電装置とは異なる物体の有無の判定を実行するように制御を行う、ことを特徴とする請求項９に記載の送電装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線電力伝送における異物検出技術に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
無線電力伝送システムの技術開発が広く行われており、標準化団体ＷｉｒｅｌｅｓｓＰｏｗｅｒＣｏｎｓｏｒｔｉｕｍ（ＷＰＣ）が無線充電規格として策定した規格（ＷＰＣ規格）が広く知られている。このような無線電力伝送では、送電装置が電力を伝送可能な範囲に異物が存在する場合に、その異物を検出して送受電を制御することが肝要になる。異物とは、受電装置とは異なる物体である。特許文献１では、ＷＰＣ規格に準拠した送受電装置の近傍に異物が存在する場合に、その異物を検出して送受電を制限する手法が記載されている。特許文献２には、無線電力伝送システムのコイルを短絡させて異物検出を行う技術が開示されている。また、特許文献３には、無線電力伝送システムの送電コイルに一定期間高周波信号を印加して測定したそのコイルのＱ値（Ｑｕａｌｉｔｙｆａｃｔｏｒ）の変化によって異物を検出する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－０７００７４号公報
特開２０１７－０３４９７２号公報
特開２０１３－１３２１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、ＷＰＣ規格に準拠した送電装置および受電装置において、受電装置とは異なる物体の検出をより高精度に実行可能とする技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様による送電装置は、送電コイルを介して受電装置に無線で電力を送る送電手段と、前記受電装置と通信する通信手段と、前記送電装置から前記受電装置へ送電を行うフェーズにおいて、前記送電コイルのＱ値を測定する測定手段と、前記送電コイルのＱ値に基づいて、前記受電装置とは異なる物体の有無を判定する判定手段と、前記通信手段によって前記受電装置から受信した、前記送電コイルのＱ値の測定に基づく前記受電装置とは異なる物体の有無の判定に関連する所定の処理を前記受電装置が実行可能か否かを示す情報に基づいて、前記送電コイルのＱ値の測定に基づく前記受電装置とは異なる物体の有無の判定を実行するか否かを制御する制御手段と、を有する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ＷＰＣ規格に準拠した送電装置および受電装置において、受電装置とは異なる物体の検出をより高精度に実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
無線電力伝送システム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図である。
受電装置の制御部の機能構成例を示す図である。
従来の送電装置と受電装置とが実行する処理の流れの例を示す図である。
実施形態に係る送電装置と受電装置とが実行する処理の流れの例を示す図である。
送電装置による第３異物検出処理の流れの例を示す図である。
受電装置による第３異物検出処理の流れの例を示す図である。
送電装置による第２Ｑ値の測定処理の流れの例を示す図である。
受電装置による第２Ｑ値の測定処理の流れの例を示す図である。
パワーロス手法による異物検出を説明する図である。
時間領域におけるＱ値測定方法を説明する図である。
ＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＰａｃｋｅｔのフレームフォーマットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
【０００９】
（システム構成）
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。本無線電力伝送システムは、一例において、送電装置１００と受電装置１０２とを含んで構成される。送電装置１００と受電装置１０２は、ＷＰＣ（ＷｉｒｅｌｅｓｓＰｏｗｅｒＣｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）規格に準拠しているものとする。送電装置１００は、例えば自装置上に載置された受電装置１０２に対して無線で送電する電子機器である。送電装置１００は、送電コイル１０１を介して受電装置１０２へ無線で電力を送る。受電装置１０２は、例えば、送電装置１００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。また、受電装置１０２は、他の装置（カメラ、スマートフォン、タブレットＰＣ、ラップトップ、自動車、ロボット、医療機器、プリンター）に内蔵され、それらの装置に電力を供給するように構成されてもよい。送電装置１００がスマートフォンなどであってもよい。この場合、例えば受電装置１０２は、別のスマートフォンであってもよいし、無線イヤホンであってもよい。また、受電装置１０２は、自動車等の車両や輸送機であってもよいし、送電装置１００は自動車等の車両や輸送機のコンソール等に設置される充電器であってもよい。
【００１０】
また、図１は、導電性の異物１０３が、送電コイル１０１から出力される無線電力が影響を及ぼす範囲（ｏｐｅｒａｔｉｎｇｖｏｌｕｍｅ）に存在している状況を例示している。このような異物１０３がｏｐｅｒａｔｉｎｇｖｏｌｕｍｅ内に存在すると、送受電の効率が劣化し、場合によっては発熱等の問題が生じうる。このため、送電装置１００と受電装置１０２は、このような異物１０３を検出して、送受電制御を実行することが重要となる。そこで、本実施形態では、送電装置１００および受電装置１０２が、ＷＰＣ規格に準拠する制御の範囲内で、送電コイル内部の電圧の時間変化からＱ値（Ｑｕａｌｉｔｙｆａｃｔｏｒ）を測定して、このような異物１０３を検出して、送受電の制御を行う。以下では、このような手順を実行する装置の構成と処理の流れの例について詳細に説明する。なお、異物１０３は、受電装置とは異なる物体である。異物１０３としては、例えば、金属片やＩＣカードのような導電性の物体である。
（【００１１】以降は省略されています）

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