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特開2022-117955車両のための無線電力伝送及びデータ変調のためのシステム及び方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022117955
(43)【公開日】2022-08-12
(54)【発明の名称】車両のための無線電力伝送及びデータ変調のためのシステム及び方法
(51)【国際特許分類】
H02J 50/80 20160101AFI20220804BHJP
H02J 50/10 20160101ALI20220804BHJP
H02J 50/40 20160101ALI20220804BHJP
B60R 16/02 20060101ALI20220804BHJP
【ＦＩ】
H02J50/80
H02J50/10
H02J50/40
B60R16/02 645Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022008941
(22)【出願日】2022-01-24
(31)【優先権主張番号】17/164,166
(32)【優先日】2021-02-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】507238218
【氏名又は名称】ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミシガン
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100092624
【弁理士】
【氏名又は名称】鶴田 準一
(74)【代理人】
【識別番号】100147555
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 公一
(74)【代理人】
【識別番号】100123593
【弁理士】
【氏名又は名称】関根 宣夫
(74)【代理人】
【識別番号】100133835
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 努
(72)【発明者】
【氏名】リウ ヤンホー
(72)【発明者】
【氏名】チョウ チャンチー
(72)【発明者】
【氏名】請川 紘嗣
(72)【発明者】
【氏名】ウー クンファン
(72)【発明者】
【氏名】ワン メンチー
(72)【発明者】
【氏名】チョウ ウェイヤン
(57)【要約】
【課題】車両における無線電力伝送のためのシステム及び方法を提供すること。
【解決手段】本無線電力伝送システムは、センサー（例えば、ＬｉＤＡＲやＧＰＳなど）及びカメラなどの車両の少なくとも１つのデバイスにＨＦＡＣ電力信号を無線で伝送するためのトランスミッタ及び電源と電気的に結合される高周波交流（ＨＦＡＣ）インバータを含むことができる。ＨＦＡＣ電力信号は、無線電力及びデータ信号を車両の少なくとも１つのデバイスに供給する。無線電力伝送システムは、電力をデバイスに供給するためのケーブル及び配線の必要性を排除することができる。無線電力伝送は、重ね合わされたデータとしてパルス電流をＨＦＡＣ電力信号に注入するためのデータ変調回路及びパルス電流源の使用を含むことができる。システム構成は、複数のデバイスに電力を供給することができる。システムは、デバイスの複数のセットに電力を供給するために複数のＨＦＡＣインバータ及びトランスミッタを含むことができる。
【選択図】図１Ａ
【解決手段】本無線電力伝送システムは、センサー（例えば、ＬｉＤＡＲやＧＰＳなど）及びカメラなどの車両の少なくとも１つのデバイスにＨＦＡＣ電力信号を無線で伝送するためのトランスミッタ及び電源と電気的に結合される高周波交流（ＨＦＡＣ）インバータを含むことができる。ＨＦＡＣ電力信号は、無線電力及びデータ信号を車両の少なくとも１つのデバイスに供給する。無線電力伝送システムは、電力をデバイスに供給するためのケーブル及び配線の必要性を排除することができる。無線電力伝送は、重ね合わされたデータとしてパルス電流をＨＦＡＣ電力信号に注入するためのデータ変調回路及びパルス電流源の使用を含むことができる。システム構成は、複数のデバイスに電力を供給することができる。システムは、デバイスの複数のセットに電力を供給するために複数のＨＦＡＣインバータ及びトランスミッタを含むことができる。
【選択図】図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両のための無線電力伝送システムであって、
少なくとも１つのバッテリーユニットを含む電源と、
前記電源と電気的に結合される高周波交流（ＨＦＡＣ）インバータと、
前記ＨＦＡＣインバータと電気的に結合されるトランスミッタと、
前記ＨＦＡＣインバータ及び前記トランスミッタと電気的に結合されるコントローラーと、を備え、
前記コントローラーは、
前記ＨＦＡＣインバータ及び前記トランスミッタを有効にし、
ＨＦＡＣ電力信号を車両の少なくとも１つのデバイスに無線で伝送するように前記ＨＦＡＣインバータ及び前記トランスミッタを制御し、前記ＨＦＡＣ電力信号は無線電力を前記少なくとも１つのデバイスに供給し、
データ信号を車両の前記少なくとも１つのデバイスに供給するように、前記ＨＦＡＣ電力信号の変調を制御するように構成される、
無線電力伝送システム。
少なくとも１つのバッテリーユニットを含む電源と、
前記電源と電気的に結合される高周波交流（ＨＦＡＣ）インバータと、
前記ＨＦＡＣインバータと電気的に結合されるトランスミッタと、
前記ＨＦＡＣインバータ及び前記トランスミッタと電気的に結合されるコントローラーと、を備え、
前記コントローラーは、
前記ＨＦＡＣインバータ及び前記トランスミッタを有効にし、
ＨＦＡＣ電力信号を車両の少なくとも１つのデバイスに無線で伝送するように前記ＨＦＡＣインバータ及び前記トランスミッタを制御し、前記ＨＦＡＣ電力信号は無線電力を前記少なくとも１つのデバイスに供給し、
データ信号を車両の前記少なくとも１つのデバイスに供給するように、前記ＨＦＡＣ電力信号の変調を制御するように構成される、
無線電力伝送システム。
【請求項2】
前記少なくとも１つのバッテリーユニットは、直流（ＤＣ）送電線によって前記ＨＦＡＣインバータと結合される、請求項１に記載の無線電力伝送システム。
【請求項3】
前記ＨＦＡＣインバータは、前記少なくとも１つのバッテリーユニットから受容されるＤＣ電力を高周波ＡＣ電力信号に変換する、請求項１に記載の無線電力伝送システム。
【請求項4】
前記トランスミッタは、高周波電界を生成して、前記少なくとも１つのデバイスに無線で電力を供給するように構成される、請求項１に記載の無線電力伝送システム。
【請求項5】
前記トランスミッタは、パルス電流を前記ＨＦＡＣ電力信号に注入するためにパルス電流源を用いるデータ変調回路を含み、データは伝送されたＨＦＡＣ電力信号に重ね合わされる、請求項１に記載の無線電力伝送システム。
【請求項6】
無線電力出力のための前記ＨＦＡＣインバータ及び前記トランスミッタを制御することは、前記車両の前記少なくとも１つのデバイスを活性化することを含む、請求項１に記載の無線電力伝送システム。
【請求項7】
前記電源と電気的に結合される少なくとも１つの追加の高周波交流（ＨＦＡＣ）インバータと、前記少なくとも１つの追加のＨＦＡＣインバータと電気的に結合される少なくとも１つの追加のトランスミッタとをさらに備え、前記少なくとも１つの追加のＨＦＡＣインバータ及び前記少なくとも１つの追加のトランスミッタは、追加のＨＦＡＣ電力信号を供給してデータを車両の少なくとも１つの追加のデバイスに供給する、請求項１に記載の無線電力伝送システム。
【請求項8】
前記データ信号は、運用のために前記車両の前記少なくとも１つのデバイスを活性化する、請求項１に記載の無線電力伝送システム。
【請求項9】
前記コントローラーは、前記車両の前記少なくとも１つのデバイスへの電力を非活性化するように構成される、請求項１に記載の無線電力伝送システム。
【請求項10】
車両システムであって、
少なくとも１つのバッテリーユニットを含む電源と、
前記電源と電気的に結合される高周波交流（ＨＦＡＣ）インバータと、
前記ＨＦＡＣインバータと電気的に結合されるトランスミッタと、
少なくとも１つのデバイスと、
前記ＨＦＡＣインバータ及び前記トランスミッタと電気的に結合されるコントローラーと、を備え、
前記コントローラーは、
前記ＨＦＡＣインバータ及び前記トランスミッタを有効にし、
ＨＦＡＣ電力信号を車両の前記少なくとも１つのデバイスに無線で伝送するように前記ＨＦＡＣインバータ及び前記トランスミッタを制御し、前記ＨＦＡＣ電力信号は無線電力を前記少なくとも１つのデバイスに供給し、
データ信号を車両の前記少なくとも１つのデバイスに供給するために前記ＨＦＡＣ電力信号の変調を制御するように構成される、
車両システム。
少なくとも１つのバッテリーユニットを含む電源と、
前記電源と電気的に結合される高周波交流（ＨＦＡＣ）インバータと、
前記ＨＦＡＣインバータと電気的に結合されるトランスミッタと、
少なくとも１つのデバイスと、
前記ＨＦＡＣインバータ及び前記トランスミッタと電気的に結合されるコントローラーと、を備え、
前記コントローラーは、
前記ＨＦＡＣインバータ及び前記トランスミッタを有効にし、
ＨＦＡＣ電力信号を車両の前記少なくとも１つのデバイスに無線で伝送するように前記ＨＦＡＣインバータ及び前記トランスミッタを制御し、前記ＨＦＡＣ電力信号は無線電力を前記少なくとも１つのデバイスに供給し、
データ信号を車両の前記少なくとも１つのデバイスに供給するために前記ＨＦＡＣ電力信号の変調を制御するように構成される、
車両システム。
【請求項11】
前記少なくとも１つのバッテリーユニットは、直流（ＤＣ）送電線によって前記ＨＦＡＣインバータと結合され、前記ＤＣ送電線は複数のＨＦＡＣインバータと結合される、請求項１０に記載の車両システム。
【請求項12】
前記ＨＦＡＣインバータは、前記少なくとも１つのバッテリーユニットから受容されるＤＣ電力を高周波ＡＣ電力信号に変換する、請求項１０に記載の車両システム。
【請求項13】
前記トランスミッタは、高周波電界を生成して前記少なくとも１つのデバイスに無線で電力を供給するように構成される、請求項１０に記載の車両システム。
【請求項14】
前記トランスミッタは、パルス電流を前記ＨＦＡＣ電力信号に注入するためにパルス電流源を用いるデータ変調回路を含み、データは伝送されたＨＦＡＣ電力信号に重ね合わされる、請求項１０に記載の車両システム。
【請求項15】
無線電力出力のための前記ＨＦＡＣインバータ及び前記トランスミッタを制御することは、前記車両の前記少なくとも１つのデバイスを活性化することを含む、請求項１０に記載の車両システム。
【請求項16】
前記電源と電気的に結合される少なくとも１つの追加の高周波交流（ＨＦＡＣ）インバータと、前記少なくとも１つの追加のＨＦＡＣインバータと電気的に結合される少なくとも１つの追加のトランスミッタとをさらに備え、前記少なくとも１つの追加のＨＦＡＣインバータ及び前記少なくとも１つの追加のトランスミッタは、追加のＨＦＡＣ電力信号を供給して、データを車両の少なくとも１つの追加のデバイスに供給する、請求項１０に記載の車両システム。
【請求項17】
前記データ信号は、運用のために前記車両の前記少なくとも１つのデバイスを活性化する、請求項１０に記載の車両システム。
【請求項18】
前記コントローラーは、前記車両の前記少なくとも１つのデバイスへの電力を非活性化するように構成される、請求項１０に記載の車両システム。
【請求項19】
前記少なくとも１つのデバイスは、概して、センサー、カメラ、及び車両デバイスのうちの少なくとも１つを備える、請求項１０に記載の車両システム。
【請求項20】
車両のために無線電力伝送を制御するための方法であって、
コントローラーにより、電源及びトランスミッタと電気的に結合される高周波交流（ＨＦＡＣ）インバータを有効にすることと、
前記コントローラーにより、ＨＦＡＣ電力信号を車両の少なくとも１つのデバイスに無線で伝送するように前記ＨＦＡＣインバータ及び前記トランスミッタを制御することであって、前記ＨＦＡＣ電力信号は無線電力を前記少なくとも１つのデバイスに供給することと、
前記コントローラーにより、データ信号を車両の前記少なくとも１つのデバイスに供給するように前記ＨＦＡＣ電力信号の変調を制御することと、
を含む、方法。
コントローラーにより、電源及びトランスミッタと電気的に結合される高周波交流（ＨＦＡＣ）インバータを有効にすることと、
前記コントローラーにより、ＨＦＡＣ電力信号を車両の少なくとも１つのデバイスに無線で伝送するように前記ＨＦＡＣインバータ及び前記トランスミッタを制御することであって、前記ＨＦＡＣ電力信号は無線電力を前記少なくとも１つのデバイスに供給することと、
前記コントローラーにより、データ信号を車両の前記少なくとも１つのデバイスに供給するように前記ＨＦＡＣ電力信号の変調を制御することと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書に説明される実施形態は、概して、車両内の電力伝送に関連し、より具体的には、無線電力車両コンポーネントへの電力伝送のためのシステム及び方法に関連し、電力伝送を伴うデータを提供する。
【背景技術】
【0002】
車両、特に自律的車両は、かなりの電力を引き出す多くのセンサーを使用している。自律的車両及び自律的運用が車両でより普及するにつれて、電気負荷及び車両の電力要件が増加する。補助負荷プロファイルも増加し、より多くの補助電力が必要とされる。現在の車両の場合、電力を増やすには、エネルギーを供給するための多くの送電線を必要とする。追加のデバイスの配置及び配布も、新しい設計要件及び電力構成の改善を生み出してもよい。ワイヤー及びケーブルを追加すると、かなりの電気的損失を持ち込み、車両の重量が増える可能性がある。車両のために改善された電力システムの必要性が現われる。また、車両のセンサー及びコンポーネントに電力及びデータを供給する改善された方法の必要性も現われる。
【発明の概要】
【0003】
車両の無線電力伝送のためのシステム及び方法を説明する。車両のための無線電力伝送システムの一実施形態は、少なくとも１つのバッテリーユニットを含む電源、電源と電気的に結合される高周波交流（ＨＦＡＣ）インバータ、ＨＦＡＣインバータと電気的に結合されるトランスミッタ、並びに、ＨＦＡＣインバータ及びトランスミッタと電気的に結合されるコントローラーを備える。コントローラーは、ＨＦＡＣインバータ及びトランスミッタを有効にし、ＨＦＡＣ電力信号を車両の少なくとも１つのデバイスに無線で伝送するためにＨＦＡＣインバータ及びトランスミッタを制御するように構成され、ＨＦＡＣ電力信号は、無線電力を少なくとも１つのデバイスに供給する。また、コントローラーは、データ信号を車両の少なくとも１つのデバイスに供給するために、ＨＦＡＣ電力信号の変調を制御するように構成される。
【0004】
一実施形態では、バッテリーユニットは、直流（ＤＣ）送電線によってＨＦＡＣインバータと結合される。
【0005】
一実施形態では、ＨＦＡＣインバータは、少なくとも１つのバッテリーユニットから受容するＤＣ電力を高周波ＡＣ電力信号に変換する。
【0006】
一実施形態では、トランスミッタは、高周波電界を生成して、少なくとも１つのデバイスに無線で電力を供給するように構成される。
【0007】
一実施形態では、トランスミッタは、パルス電流をＨＦＡＣ電力信号に注入するためのパルス電流源を使用するデータ変調回路を含み、データは伝送されたＨＦＡＣ電力信号に重ね合わされる。
【0008】
一実施形態では、無線電力出力のためのＨＦＡＣインバータ及びトランスミッタを制御することは、車両の少なくとも１つのデバイスを活性化することを含む。
【0009】
一実施形態では、システムは、電源と電気的に結合される少なくとも１つの追加の高周波交流（ＨＦＡＣ）インバータ、及び少なくとも１つの追加のＨＦＡＣインバータと電気的に結合される少なくとも１つの追加のトランスミッタをさらに備え、少なくとも１つの追加のＨＦＡＣインバータ及び少なくとも１つの追加のトランスミッタは、追加のＨＦＡＣ電力信号を供給し、データを車両の少なくとも１つの追加のデバイスに供給する。
【0010】
一実施形態では、データ信号は、運用のために車両の少なくとも１つのデバイスを活性化する。
【0011】
一実施形態では、コントローラーは、車両の少なくとも１つのデバイスへの電力を非活性化する(deactivate power)ように構成される。
【0012】
別の実施形態では、車両システムは、少なくとも１つのバッテリーユニットを含む電源と、電源と電気的に結合される高周波交流（ＨＦＡＣ）インバータと、ＨＦＡＣインバータと電気的に結合されるトランスミッタと、少なくとも１つのデバイスと、並びにＨＦＡＣインバータ及びトランスミッタと電気的に結合されるコントローラーとを備える。コントローラーは、ＨＦＡＣインバータ及びトランスミッタを有効にし、ＨＦＡＣ電力信号を車両の少なくとも１つのデバイスに無線で伝送するためにＨＦＡＣインバータ及びトランスミッタを制御するように構成され、ＨＦＡＣ電力信号は、無線電力を少なくとも１つのデバイスに供給する。また、コントローラーは、データ信号を車両の少なくとも１つのデバイスに供給するためにＨＦＡＣ電力信号の変調を制御するように構成される。
【0013】
一実施形態では、バッテリーユニットは、直流（ＤＣ）送電線によってＨＦＡＣインバータと結合され、ＤＣ送電線は、複数のＨＦＡＣインバータと結合される。
【0014】
一実施形態では、ＨＦＡＣインバータは、少なくとも１つのバッテリーユニットから受容されるＤＣ電力を高周波ＡＣ電力信号に変換する。
【0015】
一実施形態では、トランスミッタは高周波電界を生成して、少なくとも１つのデバイスに無線で電力を供給するように構成される。
【0016】
一実施形態では、トランスミッタは、パルス電流をＨＦＡＣ電力信号に注入するためのパルス電流源を使用するデータ変調回路を含み、データは伝送されたＨＦＡＣ電力信号に重ね合わされる。
【0017】
一実施形態では、無線電力出力のためのＨＦＡＣインバータ及びトランスミッタを制御することは、車両の少なくとも１つのデバイスを活性化することを含む。
【0018】
一実施形態では、システムは、電源と電気的に結合される少なくとも１つの追加の高周波交流（ＨＦＡＣ）インバータと、少なくとも１つの追加のＨＦＡＣインバータと電気的に結合される少なくとも１つの追加のトランスミッタとを備え、少なくとも１つの追加のＨＦＡＣインバータ及び少なくとも１つの追加のトランスミッタは、追加のＨＦＡＣ電力信号を供給し、データを車両の少なくとも１つの追加のデバイスに供給する。
【0019】
一実施形態では、データ信号は、運用のために車両の少なくとも１つのデバイスを活性化する。
【0020】
一実施形態では、コントローラーは、車両の少なくとも１つのデバイスへの電力を非活性化するように構成される。
【0021】
一実施形態では、少なくとも１つのデバイスは、概して、センサー、カメラ、及び車両デバイスのうちの少なくとも１つを備える。
【0022】
別の実施形態は、車両のために無線電力伝送を制御するための方法を対象とする。方法は、コントローラーにより、電源及びトランスミッタと電気的に結合される高周波交流（ＨＦＡＣ）インバータを有効にすること、及び、コントローラーにより、ＨＦＡＣ電力信号を車両の少なくとも１つのデバイスに無線で伝送するようにＨＦＡＣインバータ及びトランスミッタを制御することを含み、ＨＦＡＣ電力信号は無線電力を少なくとも１つのデバイスに供給する。また、方法は、コントローラーにより、データ信号を車両の少なくとも１つのデバイスに供給するためにＨＦＡＣ電力信号の変調を制御することを含む。
【0023】
本開示の実施形態により提供されるこれらの追加の特徴は、図面と併せて、以下の詳細な説明を考慮して、より完全に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0024】
図面に説明する実施形態は、本質的に例証的かつ典型的なものであり、本開示を限定することは意図されない。例証的な実施形態の以下の詳細な説明は、以下の図面と併せて読むと理解することができ、ここで、同様の構造は、同様の参照番号で示され、以下のとおりである。
【0025】
【図1A】本明細書に説明される実施形態による、車両のための例示的な無線電力伝送システムを示す。
【図1B】本明細書に説明される実施形態による、例示的な車両システムを示す。
【図2】本明細書に説明される実施形態による、車両のために無線電力伝送を制御するための例示的なプロセスを示す。
【図3】本明細書に説明される実施形態による、例示的な無線電力伝送回路のグラフ表示を示す。
【図4】本明細書に説明される実施形態による、例示的な波形のグラフ表示である。
【図5】本明細書に説明される実施形態による、例示的なデータ変調回路のグラフ表示を示す。
【図6】本明細書に説明される実施形態による、データ変調回路の例示的な波形のグラフ表示を示す。
【図7】本明細書に説明される実施形態による、例示的なデータ変調回路の例示的な波形のグラフ表示を示す。
【図8】本明細書に説明される実施形態による、車両デバイスを活性化するための例示的なプロセスのグラフ表示を示す。
【図9】本明細書に説明される実施形態による、車両デバイスを非活性化するための例示的なプロセスのグラフ表示を示す。
【図10】本明細書に説明される実施形態による、例示的なコントローラーを示す。
【発明を実施するための形態】
【0026】
本開示の実施形態は、車両内の電力伝送及び統合されたデータ信号を用いた電力の伝送を対象とする。車両は、かなりの電力を引き出すいくつかのセンサーを使用することができる。将来の車両構成では、追加のセンサー及びデバイスを必要とすることが予想される。一例として、将来の車両には、自律的運用などの高度な機能のためのセンサー及び処理装置が必要になると予想される。自律的車両及び自律的機能では、例えば、グローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）デバイス、光検出及び測距（ＬｉＤＡＲ）、無線検出及び測距（ＲＡＤＡＲ）、グローバル・ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）、慣性測定装置（ＩＭＵ）、カメラ、及びコンピューター・プロセッサーを含む、車両のさまざまな場所でいくつかのセンサーの使用を必要とする可能性がある。これらの構成では、デバイスの消費量に基づいて車両から出力されるエネルギーを増やし、車両を制御できるようにする必要がおそらくある。本開示の実施形態は、車両デバイスへの無線電力伝送のためのシステム及び方法を対象とする。本明細書で提供されるシステム及び方法は、電気カプラーなどの他のコンポーネントを減らすのと同様に、車両デバイスに必要な電力ケーブルの数を減らすこともできる。ケーブル及びカプラーの削減は、軽量化につながる可能性がある。また、実施形態は、統合されたデータ信号を用いた電力伝送を対象とする。制御信号などのデータ信号を提供することにより、車両（又は他のデバイス／システム）の一部内のデータ伝送導線も削減される可能性がある。実施形態は、高周波交流（ＨＦＡＣ）波形に加えてデータ信号を変調することにより、電力及びデータを車両デバイスに供給することを含む。無線電力伝送の利点には、柔軟で便利な自律的充電、並びに電気ケーブル、コネクタ、及びプラグの除去が挙げられる。本明細書で使用されるように、電力は、電気出力を運用するデバイスに供給することに関する。また、デバイスに出力される電力信号は、デバイスを充電するために使用されてもよい。
【0027】
システム構成は、１つ又は複数のデバイスを含む車両の１つ又は複数の領域へ無線電力伝送を提供するために車両に提供される。電力出力を有効にし、電力出力を制御し、電力出力を無効にする方法が説明される。実施形態は、無線接続によってデバイスに電力を供給するように使用される高周波交流（ＨＦＡＣ）電力信号にデータ信号を変調するための方法及びシステム構成を含む。
【0028】
ここで、図面を参照すると、図１Ａは、１つ又は複数の実施形態による例示的な無線電力伝送システム１００を示す。本明細書に説明されるようなシステムは、車両のコンポーネントと相互運用してもよい。一例として、システム１００は、電力及びデータを１つ又は複数の車両デバイスに供給してもよい。そのために、本明細書に説明されるシステムは、補助電力を車両と関連する複数のデバイスに供給するように構成されてもよい。
【0029】
システム１００は、車両のための無線電力伝送システムである。 本明細書に説明される実施形態によれば、システム１００は、バッテリーユニット１０５、コントローラー１１０、高周波交流（ＨＦＡＣ）インバータ１１５、及びトランスミッタ１２０を備える。システム１００は、電力をデバイス１２５1-nなどの少なくとも１つのデバイスに無線で供給することができる。
【0030】
図１Ａに示されるように、バッテリーユニット１０５は、直流（ＤＣ）送電線１１１によってＨＦＡＣインバータ１１５と結合される。バッテリーユニット１０５は、概して、主バッテリーユニット、補助バッテリーユニット、又は電源などの車両内の電源であってもよい。バッテリーユニット１０５は、センサー及び車両コンポーネントを含んでもよいデバイス１２５1-nに電力を供給するための車両補助電源システムの一部であってもよい。ＨＦＡＣインバータ１１５は、バッテリーユニット１０５からのＤＣ電力を高周波ＡＣ電力信号に変換する。ＨＦＡＣ電力信号は、５０Ｈ～１０００Ｈｚの範囲内の周波数を有してもよい。ＨＦＡＣバス導線１１２は、トランスミッタ１２０をＨＦＡＣインバータ１１５と電気的に結合するようにトランスミッタ１２０と電気的に結合されている。トランスミッタ１２０は、デバイス１２５1-nの少なくとも１つに無線で電力を供給するために高周波電界を生成し、かつ出力するためのトランスミッタコイルを含んでもよい。電界は、デバイス１２５1-nの統合された受容器によって受容されてもよい。システム１００は、データ信号に無線電力を供給するように構成されるので、トランスミッタ１２０はまた、パルス電流を出力ＨＦＡＣ電力信号に注入するためのパルス電流源を使用するデータ変調回路を含むことができ、そこでデータは伝送されたＨＦＡＣ電力信号に重ね合わされる。データは、電流ピークとして伝送されたＨＦＡＣ電力信号に重ね合わされてもよい。
【0031】
コントローラー１１０は、ＨＦＡＣインバータ１１５及びトランスミッタ１２０と電気的に結合され、ＨＦＡＣインバータ１１５及びトランスミッタ１２０の運用を含むシステム１００の運用を指示することができる。一例として、コントローラー１００は、ＨＦＡＣインバータ１１５及びトランスミッタ１２０を有効にするように構成される。また、コントローラー１１０は、ＨＦＡＣ電力信号をデバイス１２５1-nの少なくとも１つに無線で伝送するようにＨＦＡＣインバータ１１５及びトランスミッタ１２０を制御することができる。そのような方法で、ＨＦＡＣ電力信号は、無線電力をデバイス１２５1-nの少なくとも１つに供給することができる。また、コントローラー１１０は、データ信号をデバイス１２５1-nの少なくとも１つに供給するようにＨＦＡＣ電力信号の変調を制御することができる。コントローラー１１０などのシステム１００の１つ又は複数の素子は、任意に無線通信を介してデバイス１２５1-nからフィードバック、データ、及び出力の１つ又は複数を受容してもよい。画像検出対象物や位置データなどのセンサー出力は、コントローラーがデバイスデータを利用及び／又は処理するための有線及び無線リンクの１つ又は複数によって通信されてもよい。一例として、自律的運用のためのセンサーは、データをコントローラー１１０又は車両の電子制御装置（ＥＣＵ）に通信してもよい。
【0032】
システム１００は、車両の無線充電ネットワーク及び統合補助電源システムとして使用されてもよい。また、電力を供給するための指示及び運用は、車両デバイスを充電するために使用されてもよい。無線充電構成を使用することにより、個々のセンサーに電力を供給するための多くの個々の導線に対する必要性は排除されてもよい。システム１００は、デバイス１２５1-nがグローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）、光検出及び測距（ＬｉＤＡＲ）、無線検出及び測距（ＲＡＤＡＲ）、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）、慣性計測装置（ＩＭＵ）、カメラ、及びコンピューター・プロセッサーなどのセンサーの１つ又は複数に関連することができるように、いくつかのデバイスを備えた車両で使用されてもよい。実施形態では、デバイス１２５1-nは、デバイス運用に電力を供給するためにＨＦＡＣ電力信号をＤＣ電力に変換するための受容器を含む。デバイス１２５1-nは、ＨＦＡＣ電力を直接受容するための統合されたＡＣ／ＤＣコンバーターを有してもよい。
【0033】
図１Ｂは、別の実施形態による車両システム１５０を示す。システム１５０は、車両の電源であるバッテリーユニット１０５からの複数の送電線を含む。システム１００と比較して、システム１５０は、電源と電気的に結合される追加の高周波交流（ＨＦＡＣ）インバータ、及び少なくとも１つの追加のＨＦＡＣインバータと電気的に結合される少なくとも１つの追加のトランスミッタを含む。本明細書に説明されるシステム構成は、複数のＨＦＡＣインバータとトランスミッタとの対を可能にするために、車両の複数の領域に提供されてもよい。システム１５０は、バッテリーユニット１０５、コントローラー１１０、高周波交流（ＨＦＡＣ）インバータ１５５Ａ、１５５Ｂ、及びトランスミッタ１６０Ａ、１６０Ｂを含む。システム１５０は、異なる領域又はグループでデバイスを含み、複数のデバイスに無線で電力を供給することができる。図１Ｂに示されるように、トランスミッタ１６０Ａは、無線電力１６５Ａをデバイス１２５1-nに出力し、無線電力１６５Ｂをデバイス１６５1-nに出力するように構成される。システム１００と同様に、インバータ１５５Ａ、１５５Ｂは、バッテリーユニット１０５と結合されている。ＨＦＡＣインバータ１６５Ａ、１６５Ｂは、バッテリーユニット１０５からのＤＣ電力を高周波ＡＣ電力信号に変換する。ＨＦＡＣインバータ１６５Ａ、１６５Ｂは、トランスミッタ１６０ａ、１６０Ｂそれぞれと電気的に結合されている。トランスミッタ１６０Ａ、１６０Ｂはそれぞれ、高周波電界を生成し、無線電力をデバイス１２５1-n、及び１２５1-nのうちの少なくとも１つに出力するためのトランスミッタコイルを含んでもよい。電界は、デバイス１２５1-nの統合された受容器によって受容されてもよい。実施形態によれば、システム１５０は、ＨＦＡＣ信号を受容し、ＨＦＡＣ信号をデバイス１６５1-nのＤＣ出力に変換するように構成される受容器１７０を含んでもよい。デバイス１６５1-nは、コントローラー１１０によって制御されてもよいデバイスの追加のグループである。トランスミッタ１６０Ａ、１６０Ｂはそれぞれ、デバイス１６５1-nの位置及び配置にサービスを提供するために配置されるコイルを含んでもよい。本明細書に説明されるようなシステムは、車両が追加のデバイスに電力を供給し、車両の補助負荷プロファイルを拡張することができる。補助電力を増やすことにより、複数のデバイスはサービスが提供されてもよいし、追加のデバイスは調整されてもよい。
【0034】
図１Ａ及び１Ｂは、デバイスのグループ化に対して、それぞれ１つ及び２つの送電線を備えた構成を示す。本明細書に説明されるシステムが、複数のデバイス領域にサービスを提供するために複数の送電線を含むことができることを理解されたい。一例として、車両は、左前、右前、左後、右後などの車両の四隅に関連するサービス領域への電力伝送を含んでもよい。あるいは、デバイスは、車両の前部、左部、右部、及び後部の位置のそれぞれと関連付けられてもよい。実施形態によれば、システムは、４つのＨＦＡＣインバータに電力を供給するＤＣバス送電線１１１へのバッテリーユニット１０５の結合を含むことができる。ＨＦＡＣインバータのそれぞれは、デバイスによって受容される電界を生成するためのトランスミッタコイルを有する別個のトランスミッタに電力を供給してもよい。
【0035】
図２は、本明細書に説明される実施形態による無線電力伝送を制御するためのプロセスを示す。プロセス２００は、統合されたデータ機能を電力伝送に提供するように本明細書に説明されるようなシステム（例えば、システム１００、システム１５０）及び／又はデバイスによって実行されてもよい。また、プロセス２００は、無線接続によってデバイスに電力を供給するために使用される高周波交流（ＨＦＡＣ）電力信号でデータ信号を変調するための運用を提供してもよい。
【0036】
ブロック２０５で、プロセス２００は、制御信号を受容することによって開始されてもよい。システム（例えば、システム１００、システム１５０）のコントローラー１１０は、車両の１つ又は複数のデバイスを有効にするためのコマンドを受容又は生成することができる。一例として、車両システムは、概して自律的運用又は車両運用のためのセンサーなど、少なくとも１つの車両デバイスの活性化を必要とする制御コマンドを提供してもよい。コントローラー１１０に対するコマンドは、車両電子制御装置などの車両の１つ又は複数の制御装置から受容されてもよい。ブロック２０５のコマンドは、運用状態に関連付けられるセンサーが、車両の運用に必要なときに活性化されてもよいように、車両の運用状態に基づいて生成されてもよい。ブロック２１０では、コントローラー１１０は、ＨＦＡＣインバータ及びトランスミッタを有効にしてもよい。例えば、ブロック２１０において、ＨＦＡＣインバータは、バッテリーユニット１０５などの電源によって電圧が加えられてもよい。ひとたび電圧が加えられると、ＨＦＡＣインバータは、またＨＦＡＣ電力信号をトランスミッタに出力してもよい。コントローラーは、バッテリーユニット１０５からの電力を活性化して、ＨＦＡＣインバータ１１５及びトランスミッタ１２０を有効にしてもよい。ひとたびシステム１００のトランスミッタが有効にされると、電力は伝送される可能性がある。また、コントローラー１１０により、プロセス２００は、ＨＦＡＣ電力信号を車両の少なくとも１つのデバイスに無線で伝送するようにＨＦＡＣインバータ及びトランスミッタを制御することを含んでもよい。
【0037】
ブロック２１５で、コントローラーは、車両の少なくとも１つのデバイスへのＨＦＡＣ電力出力の変調を制御してもよい。電力信号は、電力伝送と統合されるデータを供給するように変調されてもよい。データの統合は、図３及び図４を参照して以下に説明されるように、ソース電流の注入に基づかれてもよい。ＨＦＡＣ電力信号をデータに供給することにより、データと電力の双方は無線で供給されてもよい。データ信号は、１つ又は複数のデバイスの運用を活性化又は制御するために車両コントローラーによって使用されてもよい。実施形態は、データ信号を供給し、低電力状態にあるデバイスなど車両の少なくとも１つのデバイスを活性化するために電力信号の変調を制御することを含む。電力信号は、車両デバイスによって検出されてもよいデータ信号の出力に対して入力データ値で変調される可能性がある。デバイスの活性化に加えて、データ信号は非活性化を制御するように使用されてもよい。例えば、コントローラー１１０は、ＨＦＡＣ電力信号に応答信号が送られるデータ信号を用いて、１つ又は複数のデバイスを任意に無効にしてもよい。一例として、ＨＦＣ信号によって電力が供給されるデバイスのグループで少なくとも１つのデバイスは、非活性化されてもよいし、一方、他のデバイスは電力を受容し続ける。トランスミッタの電力を受容する複数のデバイスの場合、システムにより、データ信号は低電力モードにあるデバイスを有効にするように、又はデバイスを低電力モードに入れて無効にするように使用してもよい。それとして、電力が複数のデバイスに伝送されている間、少なくとも１つのデバイスは起動及び／又は無効化されてもよい。プロセス２００は、ブロック２２０で、ＨＦＡＣインバータ及びトランスミッタを無効にすることを任意に含んでもよい。電力は、無効にされたＨＦＡＣインバータ及びトランスミッタから電力を受容する車両デバイスには供給されない。
【0038】
図３は、無線電力伝送回路構成のグラフ表示を示す。回路構成３００は、システム１００及びシステム１５０を含み、本明細書に説明されるシステムによって使用されてもよい容量性電力データ変調回路である。示されるように、回路構成３００は、回路構成３００の１次側に関連するコントローラー３１０、ＨＦＡＣインバータ３１５、及びトランスミッタ３２０を含み、デバイス３２５は、２次側と関連付けられる。ＨＦＡＣインバータ３１５は、ＨＦＡＣ回路（すなわち、ＤＣからＡＣへの変換器）の高レベルの概略図によって表される。トランスミッタ３２０は、ＨＦＡＣインバータ３１５に相互接続されるデータ変調回路３２２を含む。データ変調回路３２２は、パルス電流源を使用して、データが伝送されたＨＦＡＣ電力信号に重ね合わされるように、パルス電流をＨＦＡＣ電力信号に注入してもよい。また、回路構成３００は、デバイス３２５への電力伝送のための結合インターフェース３３０を含んでもよい。結合インターフェース３３０は、回路構成３００の１次側からの伝送に関連付けられるコイル３３１、及び回路構成３００の２次側により受容に関連付けられるコイル３３２を含む。トランスミッタ３２０は、伝送コイル３３１にデバイス３２５のコイル３３２に伝送するためのＨＦＡＣ電力信号を供給してもよい。また、回路構成３００は、スイッチ３１６（例えば、Ｓ１～Ｓ４）によって形成されるフルブリッジインバータ、補償ネットワーク３２４、及び結合インターフェース３３０を含んでもよい。コントローラー３１０は、１つ又は複数の信号を供給して、ＨＦＡＣインバータ３１５及びトランスミッタ３２０の運用を可能としてもよい。制御信号は、ＨＦＡＣインバータ３１５及びトランスミッタ３２０を活性化すること及び非活性化することを含むことができる。
【0039】
本明細書に説明される実施形態によれば、回路構成３００は、データ信号の値（例えば、１及び０など）を表すようにＨＦＡＣ信号を変更するための容量性電力データ変調回路を提供する。回路構成３００は、共有チャネルで高データレート通信を無線電力伝送システムに提供してもよい。コントローラー３１０は、トランスミッタ３２０によって出力する電力信号を変調するためのデータ及び／又はコマンドを提供してもよい。変調コマンドは、デバイスに伝送されるデータに基づかれてもよい。データ変調回路３２２は、インジェクター電流ｉinjを選択的に印加するために、データトランスミッタ３２０によって制御されてもよい。以下により詳細に論じられるように、データ信号は、無線接続によってデバイス３２５に電力を供給するために使用される高周波交流（ＨＦＡＣ）電力信号で変調されてもよい。インジェクター電流（ｉinj）源３２３は、補償ネットワーク３２４のコンデンサーを充電し、ＨＦＡＣ電圧信号を変更するように使用される。図４は、例示的なＨＦＡＣ波形４０５及び変更された電流波形（ｉp）４１０を示す。補償ネットワーク３２４は、ＨＦＡＣ電力をトランスミッタ３２０により伝送に適したＨＦＡＣ信号に変換するように機能してもよい。データ変調回路３２２を運用するための複数のモードは、図５を参照して以下で論じられる。
【0040】
デバイス３２５は、ＨＦＡＣ信号及び電力負荷３２８を受容するための回路コンポーネント３２６を含む。回路コンポーネント３２６は、ＨＦＡＣ回路（例えば、ＡＣからＤＣへの変換器）の高レベルの概略図を表す。また、デバイス３２５は、ダイオード３２７（例えば、Ｄ１～Ｄ４）によって形成される整流器を含む。また、デバイス３２５は、データ３４６を検出し、かつ出力するように構成されるバンドパスフィルタ３４０及び復調受容器３３５を含む受容器３３５を含む。バンドパスフィルタ３４０は、伝送されたＨＦＡＣ信号を分離するように構成される。復調受容器３４５は、ＨＦＡＣ信号から電流パルスを抽出してデータ信号を供給するように構成される。いくつかの実施形態によれば、伝送されたＨＦＡＣ信号のタイミングは、注入された電流パルスを復調するように使用されてもよい。デバイス３２５は、センサー、カメラなどの車両デバイスに関連し、図３に示されていない機能する他の素子（例えば、画像化センサー、位置センサーなど）を含んでもよい。あるいは、デバイス３２５は、１つ又は複数の他のデバイスに電力を供給するように、車両システム内の受容器（例えば、受容器１７０）として使用されてもよい。
【0041】
回路構成３００は、システムの各側に直接接続を有する複数の信号分岐を使用することにより、高速通信を提供してもよい。１次側は、データ変調回路３２２として役に立つ双方向ＤＣ／ＤＣコンバーターによって形成されるトランスミッタ３２０を含む。２次側の受容器３５５は、高度に結合された変圧器（Ｔj）３３６、検出抵抗器（Ｒｓ）３３７、バンドパスフィルタ３４０、及び復調モジュール３４５によって形成される。データ変調回路３２２は、電流を注入するためのパルス電流源３２３を含む。各データビットは、パルス電流によって表され、パルス電流は双方向ＤＣ／ＤＣコンバーターによって生成される。データは電流ＩPに直接注入され、そのようなものとして電力信号はデータキャリアとして機能してもよい。変調された電流キャリアは、結合インターフェース３３０の容量性チャネルを介して１次側から２次側に伝送される。変調された電流は、変圧器（Ｔi）３３６及び検出抵抗器（Ｒs）３３７によって受容され、かつ検出される。検出抵抗器の電圧波形をフィルタにかけ、復調することにより、信号は復元される可能性がある。
【0042】
図３は、結合インターフェース３３０から電力を受容するように構成される単一のデバイス３２５を示す。しかしながら、複数のデバイスが、結合インターフェース３３０を経由して電力を受容するように構成されてもよいことを理解されたい。結合インターフェース３３０に関連付けられる各デバイスは、電力及び統合データ信号を受容して、感知機能の活性化、検出データの伝送、及び／又は検出された状態／状況の車両コントローラーへの伝送を含む制御運用を決定するように構成されてもよい。実施形態では、デバイス３２５は、その配置に関連付けられる他のデバイス（例えば、デバイス１２５1~n）に検出されたデータ信号を供給してもよい。一例として、カメラ又は位置決めセンサーなどのプロセッサーを含むデバイスは、より低い処理能力を有する近接場検出デバイスなどの他のより低いレベルのデバイスとデータ信号を共有してもよい。
【0043】
図４は、ＨＦＡＣ電力信号及びパルスベース変調配列の波形のグラフ表示である。波形４００は、１次側ＡＣ電圧（Ｖp）４０５、変更電流（ｉpm）波形４１０、及び電流パルス（ｉinj）４１５を含む。１次側ＡＣ電圧（ｖp）４０５は、同期されたクロックとして使用されてもよい。実施形態によれば、データビットを表す電流パルスは、ｖpの各半サイクルで生成される。電流パルスの極性は、負のパルスが論理「０」を表し、正のパルスが論理「１」を表すように、ビット値に従って決定されてもよい。パルス電流を１次側に注入することにより、データは電流ｉpに重ね合わされる。データビット４２０1-nは、電流パルス４１５について示される。このようにして、データ及び電力は、同じ容量性チャネルを介して２次側に伝送される可能性がある。そのようなものとして、同期クロックはデータストリームに埋め込まれ、各データビットは高速データ伝送を可能にするのに充分短いパルスで表される。
【0044】
図５は、データ変調回路５００のグラフ表示を示す。制御モジュール５０５は、パルス電流ｉinjを１次側に注入するようにデータ変調回路を制御するために使用される。制御モジュール５０５は、中央制御装置又は他のプロセッサーからデバイスに伝送するためのデータ５０６を受容するように構成される。図５に関して、図示されたＭＯＳＦＥＴ（Ｓ1～Ｓ6）のスイッチングにより、ＨＦＡＣ信号にエッジが形成され、これらのエッジはデータとして解釈されてもよい。
【0045】
図５は、インジェクター電流ｉinjの適用及び除去を表す。第１の運用モードでは、スイッチＳ1は閉じられ、スイッチＳ2は開かれる、これにより、変調電圧ｖinがＨＦＡＣ電圧信号ｖpに印加され、このようにインジェクター電流ｉinjがＨＦＡＣ電流信号に印加されることが可能になる。スイッチＳ1が開かれ、スイッチＳ2が閉じられるとき、変調電圧ｖinが削除され、このようにインジェクター電流ｉinjを削除する。このスイッチングにより、赤の変更された電流波形ｉpを示す赤の波形で表されるように、ＨＦＡＣ信号にエッジが形成される。インジェクター電流波形は、論理「１」として解釈されるＨＦＡＣ信号の正側のエッジであり、論理「０」として解釈されるＨＦＡＣ信号の負側のエッジであってもよい。
【0046】
また、制御モジュール５０５は、感知された１次側ＡＣ電圧ｖp及びインダクタ電流ｉLを受容してもよい。制御モジュール５０５は、ルックアップテーブル方法を利用して、ｖp、ｉLの値及び伝送データに基づいて制御信号５０８（例えば、ＭＯＳＦＥＴＳ1からＳ8）を出力してもよい。典型的なルックアップテーブルの値は表１に示される。
【表1】
【0047】
表１のルックアップテーブル値は、論理「０」の出力のためのモード１及び３、並びに論理「１」の出力のためのモード２及び４を含む複数の運用モードを提供する。
【0048】
表１に示されるように、１次側電圧ｖpの極性及び伝送データビットに応じて、データ変調回路は、４つの運用モードを有する：１）ｖp＞０及びデータ＝「０」、２）ｖp＞０及びデータ＝「１」、３）ｖp＜０及びデータ＝「０」、並びに４）ｖp＜０及びデータ＝「１」。
【0049】
図６は、データ変調回路の波形のグラフ表示を示す。波形６００は、１次側ＡＣ電圧ｖp６０５及びインダクタ電流ＩL６１０を含む。波形６００は、モード１の例に関連してもよい。
【0050】
モード１：ｖp＞０及びデータ＝「０」
ステップ１：ｖp＝Ｖ+のとき、Ｓ1はオンであり、一方、Ｓ2からＳ8はオフとなる（ここで、Ｖ+は一定値であり、制御モジュールにプリセットされる）。図５に示されるように、インダクタ電流ｉLは、ｖp、Ｓ1、Ｄ2、Ｌ、Ｄ7、及びｖinを流れる。図６に示されるように、期間［ｔ0～ｔ1］６１１の間、インダクタ電圧はｖL＝ｖp－ｖin＞０となり、このようにｉLは０から増加する。したがって、データ変調回路は負のパルス電流ｉinj＝－ｉLを１次側に注入する。すなわち、データビット＝「０」は電流ＩPに重ね合わされる可能性がある。
ステップ１：ｖp＝Ｖ+のとき、Ｓ1はオンであり、一方、Ｓ2からＳ8はオフとなる（ここで、Ｖ+は一定値であり、制御モジュールにプリセットされる）。図５に示されるように、インダクタ電流ｉLは、ｖp、Ｓ1、Ｄ2、Ｌ、Ｄ7、及びｖinを流れる。図６に示されるように、期間［ｔ0～ｔ1］６１１の間、インダクタ電圧はｖL＝ｖp－ｖin＞０となり、このようにｉLは０から増加する。したがって、データ変調回路は負のパルス電流ｉinj＝－ｉLを１次側に注入する。すなわち、データビット＝「０」は電流ＩPに重ね合わされる可能性がある。
【0051】
ステップ２：ｉLがｉL_maxに増加するとき、Ｓ1はオフであり、Ｓ6はオンである（ここで、ｉL_maxは一定値であり、制御モジュールにプリセットされる）。図５に示されるように、インダクタ電流は、Ｄ7、ｖin、Ｓ6、Ｄ5、及びＬを流れる。期間［ｔ1～ｔ2］６１２の間、インダクタ電圧はｖL＝－ｖinとなる。このように、図５に示されるように、ｉLはｉL_maxから０に減少する。データ変調回路は、期間６１２に関連付けられる時間ｔ1～ｔ2の間、１次側に電流を注入しない。
【0052】
図７は、データ変調回路の波形のグラフ表示を示す。波形７００は、１次側ＡＣ電圧（ｖp）７０５、及びインダクタ電流（ＩL）７１０を含む。
【0053】
モード２：ｖp＞０及びデータ＝「１」
ステップ１：Ｓ5及びＳ7のみがオンであり、インダクタ電流は、Ｓ5、Ｄ6、ｖin、Ｓ7、及びＬを流れる。この期間［ｔ0～ｔ1］７１１の間、インダクタ電圧はｖL＝ －ｖinとなり、このように、図７に示されるように、インダクタ電流ｉLは０から減少する。この間、データ変調回路は１次側に電流を注入しないことが図７から分かる。
ステップ１：Ｓ5及びＳ7のみがオンであり、インダクタ電流は、Ｓ5、Ｄ6、ｖin、Ｓ7、及びＬを流れる。この期間［ｔ0～ｔ1］７１１の間、インダクタ電圧はｖL＝ －ｖinとなり、このように、図７に示されるように、インダクタ電流ｉLは０から減少する。この間、データ変調回路は１次側に電流を注入しないことが図７から分かる。
【0054】
ステップ２：ｉLが－ｉL_maxに減少するとき、Ｓ7はオフであり、Ｓ5はオンである（ここで、－ｉL_maxは一定値であり、制御モジュールにプリセットされる）。インダクタ電流はＳ5、Ｄ6、Ｄ8、及びＬを流れる。この期間［ｔ1～ｔ2］７１１の間、インダクタ電圧はｖL＝０となるので、インダクタ電流は変化しない。この間、データ変調回路は１次側に電流を注入しない。
【0055】
ステップ３：ｖp＝Ｖ+であるとき、Ｓ2はオンであり、Ｓ5はオフである。インダクタ電流はＳ2、Ｄ1、ｖp、Ｄ8、及びＬを流れる。この期間［ｔ2～ｔ3］の間、インダクタ電圧はｖL＝ｖp－ｖinとなり、このように、ｉLは－ｉL_maxから０に増加する。データ変調回路が正のパルス電流ｉinj＝ｉLを１次側に注入することが分かる。すなわち、データビット＝「１」は電流ＩPに重ね合わされる可能性がある。
【0056】
図８は、説明される１つ又は複数の実施形態による、車両デバイスを活性化するためのプロセスのグラフ表示を示す。プロセス８００は、１つ又は複数のデバイスを活性化及び／又は制御するために、本明細書に説明されるシステムの１つ又は複数のコンポーネントによって実行されてもよい。プロセス８００は、ブロック８０５で制御信号を受容することによって開始されてもよい。コントローラー（例えば、コントローラー１１０、コントローラー３１０など）は、ブロック８０５で少なくとも１つの車両デバイスの運用のため、車両制御装置（例えば、ＥＣＵ）から制御信号を受容してもよい。ブロック８１０で、コントローラーは、デバイス（例えば、デバイス１２５1に対するＨＦＡＣインバータ１５５Ａ）に関係付けられるＨＦＡＣインバータに電圧を加える(energize)ことができる。ＨＦＡＣインバータに電圧を加えることにより、バッテリーユニットのＤＣ電力はＨＦＡＣ信号に変換される可能性がある。プロセス８００は、ブロック８１２でデバイス（例えば、センサー）が受容器を介して電力が供給されるかどうかを任意に決定してもよい。特定のデバイスは、オンボード受容器を含んでもよいが、一方、他のデバイスは受容器を介して電力が供給されてもよい。デバイスが受容器を介して電力が供給される場合（例えば、判定ブロック８１２からの「はい」経路）、プロセス８００は、ブロック８１５でトランスミッタ及び受容器コイルを許可することができる。次いで、ブロック８２０で、プロセス８００は、受容器のＨＦＡＣＤＣコンバーターに電圧を加えることを含んでもよい。デバイスが受容器を介して電力が供給されない場合（例えば、判定ブロック８１２からの「いいえ」経路）、プロセス８００は、ブロック８１０でデバイスのＨＦＡＣインバータ／ＤＣコンバーターに電圧を加えることができる。
【0057】
ブロック８２５で、プロセス８００は、データを提供するための電力信号を変調することを含む。ブロック８３０で、システムのコントローラーは、デバイスの運用を指示することができる。感知、通信などの複数の機能を有するデバイスは、１つ又は複数の運用及びモードが活性化又は非活性化されてもよいように制御されてもよい。ブロック８３０でデバイス運用を指示することは、センサー及びデバイス性能のうちの少なくとも１つを非活性化することを含んでもよい。デバイスの運用を指示する一例は、車両の運用状況に基づいて、駐車支援センサー又は車線変更センサーなどのセンサーを活性化することを含んでもよい。検出された運転状況に応じて、車両のコントローラーは、ＨＦＡＣ電力信号と統合するためのデータ信号を生成して、運転運用のためのデバイス及びセンサーを活性化してもよい。
【0058】
図９は、車両デバイスを非活性化するためのプロセスのグラフ表示を示す。プロセス９００は、１つ又は複数のデバイスを非活性化するために、本明細書に説明されるシステムの１つ又は複数のコンポーネントによって実行されてもよい。プロセス９００は、ブロック９０５で制御信号を受容することによって開始されてもよい。ブロック９０５で、コントローラー（例えば、コントローラー１１０、コントローラー３１０など）は、少なくとも１つの車両デバイスの運用のための車両制御装置（例えば、ＥＣＵ）から制御信号を受容してもよい。制御信号は、車両デバイスへの電力を非活性化するためのコマンドを含んでもよい。ブロック９１０で、コントローラーは、デバイスへのＨＦＡＣインバータ／ＤＣコンバーターの電源を断つ(de-energize)ことができる。ブロック９１５で、プロセス９００は、デバイスの非活性化運用を含む。ブロック９２０で、プロセス９３２０は、インバータを非活性化することができる。
【0059】
図１０は、本明細書に説明される実施形態による、コントローラー１０００のグラフ表示を示す。コントローラー１０００は、プロセッサー１００５、メモリ１０１５、及び入力／出力ブロック１０２０を含む。コントローラー１０００は、任意に、受容器１０１０を含んでもよい。コントローラー１０００は、車両制御装置に関連して、車両デバイスへの無線電力伝送の運用を制御してもよい。プロセッサー１００５は、１つ又は複数の車両デバイス又はセンサーを活性化するためのプロセスなど、メモリ１０１５に格納される１つ又は複数の運用を実行するように構成されてもよい。プロセッサー１００５は、無線電力出力及びデータ変調を制御してもよい。プロセッサー１００５は、メモリ１０１５、Ｉ／Ｏ１０２０、及び受容器１０１０と結合されてもよい。プロセッサー１００５は、Ｉ／Ｏブロック１０２０からの１つ又は複数の入力に基づいて、デバイスへの電力の活性化を制御するように構成されてもよい。
【0060】
上記に示されるように、ＨＦＡＣ電力伝送システム及びデータを用いた無線電力伝送のプロセスのための様々な実施形態が開示されている。実施形態は、１つ又は複数の領域及び／又はデバイスのセットに電力を供給するためのシステム構成を提供する。実施形態は、センサーにデータを提供するためのワイヤー及び接続部の使用を低減する構成を含む。
【0061】
システム及び方法は、車両内の無線ＨＦＡＣ電力伝送システムのために提供される。また、システム及び方法は、ＨＦＡＣ信号でデータ信号を変調することにより、データを電力伝送と統合してもよい。
【0062】
本開示の特定の実施形態及び態様が本明細書に例証及び説明されているが、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、他の様々な変更及び修正がなされてもよい。さらに、本明細書では様々な態様が説明されてきたが、そのような態様を組み合わせて使用される必要はない。したがって、添付の特許請求の範囲は、本明細書に示され、説明される実施形態の範囲内にあるすべてのそのような変更及び修正をカバーすることが意図される。
【0063】
ここで、本明細書に開示される実施形態が、無線電力伝送のためのシステム、方法、及び非一時的コンピューター可読媒体を含むことを理解されたい。また、これらの実施形態は単に典型的なものであり、本開示の範囲を限定することを意図するものではないことも理解されたい。
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【外国語明細書】