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2022-515975無線電力伝送システムにおける電力伝送の間に動作フィードバックを提供するための方法及び装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-02-24
(54)【発明の名称】無線電力伝送システムにおける電力伝送の間に動作フィードバックを提供するための方法及び装置
(51)【国際特許分類】
H02J 50/12 20160101AFI20220216BHJP
H02J 50/80 20160101ALI20220216BHJP
【ＦＩ】
H02J50/12
H02J50/80
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021529479
(86)(22)【出願日】2020-11-26
(85)【翻訳文提出日】2021-05-25
(86)【国際出願番号】 EP2020083503
(87)【国際公開番号】W WO2021105282
(87)【国際公開日】2021-06-03
(31)【優先権主張番号】19212476.6
(32)【優先日】2019-11-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】319004364
【氏名又は名称】エレクトディス アクティエボラーグ
(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】100114018
【弁理士】
【氏名又は名称】南山 知広
(74)【代理人】
【識別番号】100153729
【弁理士】
【氏名又は名称】森本 有一
(72)【発明者】
【氏名】ラウレンス スバーンズ
(72)【発明者】
【氏名】ブオン キオン ラウ
(57)【要約】
無線電力伝送システムにおいて、電力伝送の間に動作フィードバックを提供するための方法（３１０）が開示される。無線電力伝送システムは、送信周波数で動作する誘導無線電力伝送インタフェース上で、電力を電力受信装置に伝送するために配置されている電力送信装置を備えている。無線電力伝送システムは、１つの方向においては周波数偏移変調ＦＳＫを使用して、他の方向においては振幅偏移変調ＡＳＫを使用する半二重で情報を伝送するように適合されている。方法は、送信周波数で、電力送信装置により、電力を電力受信装置に伝送（３０８）することを備えている。伝送（３０８）の間、方法は、送信周波数で、電力送信装置又は電力受信装置の１つにより、第１データパケットを、ＦＳＫ又はＡＳＫの２つの変調タイプの１つを使用して、電力送信装置又は電力受信装置の他方に送信（３１１）することを更に備えている。方法（３１０）は、装置の他方により、第１データパケットを受信（３１２）することと、受信（３１２）の間で、信号伝送条件が満たされたと決定（３１３）された場合は、送信周波数で、装置の他方により、装置の前記１つに、前記変調タイプの他方を使用して動作情報を送信（３１４）することを更に備えている。これに加えて、電力受信装置、電力送信装置、及びテストシステムが導入される。
【選択図】図８
【選択図】図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
送信周波数ｆTXで動作する誘導無線電力伝送インタフェース（１０５）上で、電力を電力受信装置（１１０）に伝送するために配置されている電力送信装置（１２０）を備えている無線電力伝送システム（１００）における電力伝送の間に動作フィードバックを提供するための方法（３１０）であって、前記無線電力伝送システム（１００）は、１つの方向においては周波数偏移変調ＦＳＫを使用して、他の方向においては振幅偏移変調ＡＳＫを使用する半二重で情報を伝送するように適合されており、前記方法（３１０）は、前記送信周波数ｆTXで、前記電力送信装置（１２０）により、電力を前記電力受信装置（１１０）に伝送（３０８）することと、前記伝送（３０８）の間に、
前記送信周波数ｆTXで、前記電力送信装置（１２０）又は前記電力受信装置（１１０）の１つにより、第１データパケットを、ＦＳＫ又はＡＳＫの２つの変調タイプの１つを使用して、前記電力送信装置（１２０）又は前記電力受信装置（１１０）の他方に送信（３１１）することと、
前記装置（１１０、１２０）の他方により、前記第１データパケットを受信（３１２）することと、前記受信（３１２）の間で、信号伝送条件が満たされたと決定（３１３）された場合は、前記送信周波数ｆTXで、前記装置（１１０、１２０）の他方により、前記装置（１１０、１２０）の前記１つに、前記変調タイプの他方を使用して動作情報を送信（３１４）することを備えていることを特徴とする方法（３１０）。
【請求項2】
前記電力送信装置（１２０）は、ＦＳＫを使用してデータ及び／又は情報を送信（３１１、３１４）し、ＡＳＫを使用してデータ及び／又は情報を受信（３１２）するように構成されており、前記電力受信装置（１１０）は、ＡＳＫを使用してデータ及び／又は情報を送信（３１１、３１４）し、ＦＳＫを使用してデータ及び／又は情報を受信（３１２）するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の方法（３１０）。
【請求項3】
前記第１データパケットを送信（３１１）する前記装置は前記電力送信装置（１２０）であり、前記動作情報を送信（３１４）する前記装置は前記電力受信装置（１１０）であることを特徴とする請求項１から２の何れかに記載の方法（３１０）。
【請求項4】
前記第１データパケットを送信（３１１）する前記装置は前記電力受信装置（１１０）であり、前記動作情報を送信（３１４）する前記装置は前記電力送信装置（１２０）であることを特徴とする請求項１から２の何れかに記載の方法（３１０）。
【請求項5】
前記第１データパケットを受信（３１２）する前記装置は、前記第１データパケットを含んでいる変調されたデータ信号の信号品質を評価し、前記変調されたデータ信号の前記評価された品質が、閾値信号品質を満たすことに失敗した場合は、前記信号伝送条件が満たされたと決定（３１３）することを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の方法（３１０）。
【請求項6】
前記第１データパケットを受信（３１２）する前記装置は更に、前記変調されたデータ信号の前記評価された品質を表わす信号品質インディケータＳＱＩを生成し、
前記ＳＱＩを前記送信される動作情報に含めることを特徴とする請求項５に記載の方法（３１０）。
【請求項7】
前記信号品質は、前記第１データパケットを含んでいる前記変調されたデータ信号の変調深度に少なくとも関して評価されることを特徴とする請求項５又は６に記載の方法（３１０）。
【請求項8】
前記信号品質は、前記第１データパケットを含んでいる前記変調されたデータ信号の変調速度に少なくとも関して評価されることを特徴とする請求項５から７の何れかに記載の方法（３１０）。
【請求項9】
前記第１データパケットを受信（３１２）する前記装置（１１０、１２０）は、前記ＳＱＩがＳＱＩ限度未満の場合は、前記信号伝送条件が満たされたと決定（３１３）することを特徴とする請求項６、又は請求項６に従属するときは請求項７又は８に記載の方法（３１０）。
【請求項10】
前記動作情報は、第２データパケットのペイロードに含まれることを特徴とする請求項１から９の何れかに記載の方法（３１０）。
【請求項11】
前記第１データパケットを受信（３１２）する前記装置（１１０、１２０）が、送信するデータを有する場合は、前記信号伝送条件が満たされたと決定（３１３）されることを特徴とする請求項１から１０の何れかに記載の方法（３１０）。
【請求項12】
送信周波数ｆTXで動作する誘導無線電力伝送インタフェース（１０５）上で、電力を電力受信装置（１１０）に伝送するための無線電力伝送システム（１００）に配置可能な電力送信装置（１２０）であって、前記無線電力伝送システム（１００）は、１つの方向においては周波数偏移変調ＦＳＫを使用して、他の方向においては振幅偏移変調ＡＳＫを使用する半二重で情報を伝送するように適合されているタイプであり、前記電力送信装置（１２０）は、電力伝送回路（１２２）に機能的に接続されている送信コントローラ（１２１）を備え、前記送信コントローラ（１２１）は、前記電力伝送回路（１２２）に、前記送信周波数ｆTXで、電力を前記電力受信装置（１１０）に伝送（３０８）させ、前記伝送（３０８）の間に、
前記送信周波数で、ＦＳＫ又はＡＳＫの２つの変調タイプの１つを使用して、第１データパケットを受信（３１２）させ、前記受信（３１２）の間で、信号伝送条件が満たされたと決定（３１３）された場合は、
前記送信周波数ｆTXで、動作情報を、前記変調タイプの他方を使用して送信（３１４）させるように構成されていることを特徴とする電力送信装置（１２０）。
【請求項13】
請求項２から４の何れかの、又は請求項３に従属するときは請求項５から１１の何れかの前記方法（３１０）において列挙されているような前記電力送信装置（１２０）の機能を実行するように更に構成されていることを特徴とする請求項１２に記載の電力送信装置（１２０）。
【請求項14】
送信周波数ｆTXで動作する誘導無線電力伝送インタフェース（１０５）上で、電力を電力送信装置（１２０）から受信するための無線電力伝送システム（１００）に配置可能な電力受信装置（１１０）であって、前記無線電力伝送システム（１００）は、１つの方向においては周波数偏移変調ＦＳＫを使用して、他の方向においては振幅偏移変調ＡＳＫを使用する半二重で情報を伝送するように適合されているタイプであり、前記電力受信装置（１１０）は、電力受信回路（１１２）に機能的に接続されている受信コントローラ（１１１）を備え、前記電力受信装置（１１０）は、前記電力受信回路（１１２）に、前記送信周波数ｆTXで、電力を前記送信装置（１２０）から受信（３０８）させ、前記受信（３０８）の間に、
前記送信周波数ｆTXで、ＦＳＫ又はＡＳＫの２つの変調タイプの１つを使用して、第１データパケットを受信（３１１）させ、前記第１データパケットの前記受信（３１１）の間で、信号伝送条件が満たされたと決定（３１３）された場合は、
前記送信周波数ｆTXで、動作情報を、前記変調タイプの他方を使用して送信（３１４）させるように構成されていることを特徴とする電力受信装置（１２０）。
【請求項15】
請求項２から４の何れかの、又は請求項４に従属するときは請求項５から１１の何れかの前記方法（３１０）において列挙されているような前記電力受信装置（１１０）の前記機能を実行するように更に構成されていることを特徴とする請求項１４に記載の電力受信装置（１１０）。
【請求項16】
プローブ装置（１３２）と解析装置（１３６）を備えているテストシステムであって、前記プローブ装置（１３２）は、送信周波数ｆTXで動作する誘導無線電力伝送インタフェース（１０５）上で、電力を電力受信装置（１１０）に伝送するために配置されている電力送信装置（１２０）を備えている無線電力伝送システム（１００）において配置可能であり、前記無線電力伝送システム（１００）は、１つの方向においては周波数偏移変調ＦＳＫを使用して、他の方向においては振幅偏移変調ＡＳＫを使用する半二重で情報を伝送するように適合されているタイプであり、前記プローブ装置（１３２）は、少なくとも１つのピックアップコイル（１３３）を備え、前記プローブ解析装置（１３４）を更に備え、又は前記プローブ解析装置（１３４）に機能的接続されており、
前記解析装置（１３４）は、
前記送信周波数ｆTXで、前記電力送信装置（１２０）による、電力の前記電力受信装置（１１０）への伝送（３０８）を検出し、前記伝送（３０８）の間に、
前記送信周波数ｆTXで、前記電力送信装置（１２０）又は前記電力受信装置（１１０）の１つによる、第１データパケットの、ＦＳＫ又はＡＳＫの２つの変調タイプの１つを使用しての、前記電力送信装置（１２０）又は前記電力受信装置（１１０）の他方への送信（３１１）を検出し、
前記送信（３１１）の間で、信号伝送条件が満たされると、前記送信周波数ｆTXで、前記変調タイプの他方を使用しての、動作情報の、前記装置（１１０、１２０）の他方による、前記装置（１１０、１２０）の前記１つへの送信（３１４）を検出し、
前記検出に関する情報を出力として提供するように構成されていることを特徴とするテストシステム（１３０）。
【請求項17】
動作情報は、前記信号伝送条件が満たされることなく送信されたかどうかを検出し、その旨の出力を生成するように更に構成されていることを特徴とする請求項１６に記載のテストシステム（１３０）。
【請求項18】
前記解析装置（１３６）は、前記信号伝送条件が満たされるように、前記解析装置（１３６）により、信号を、前記誘導無線電力伝送インタフェース（１０５）に注入するように構成できるジェネレータ（１３９）を更に備えていることを特徴とする請求項１６又は１７に記載のテストシステム（１３０）
【請求項19】
前記解析装置（１３４）は、請求項２から１１の何れかにおける前記伝送された情報の何れをも検出するように更に構成されていることを特徴とする請求項１６から１８の何れかに記載のテストシステム（１３０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無線電力伝送に関し、具体的には、誘導無線電力伝送に関する。より具体的には、本発明は、電力伝送の間の動作データの通信に関する。
【背景技術】
【0002】
無線電力伝送は、力強い進歩を示しており、特に、例えば、モバイル端末、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、カメラ、オーディオプレイヤー、再充電式歯ブラシ、無線ヘッドセットなどのようなモバイル装置の無線バッテリ充電に対して、他の種々の消費者製品及び電気器具に対してと同様に、力強い進歩を示している。
【0003】
典型的は、無線充電をサポートする装置は、平面コイル間の磁気誘導に依存している。２種類の装置が関与しており、つまり、無線電力を提供する装置（基地局又は無線電力送信装置と称される）及び無線電力を消費する装置（モバイル装置又は電力受信装置と称される）が関与している。電力伝送は、例えば、基地局からモバイル装置に向けて起こる。この目的のため、基地局は、一次コイルを備えているサブシステム（電力送信機）を含んでおり、一方、モバイル装置は、二次コイルを備えているサブシステム（電力受信機）を含んでいる。動作においては、一次コイルと二次コイルは、コアレス（空芯）トランスの２つの半分部分を構成している。典型的には、電力送信装置は平坦表面を有しており、その上にユーザは、１つ以上のモバイル装置（これもまた典型的には平坦表面を有している）を置くことができ、それにより、基地局上に置かれたモバイル装置に対する無線バッテリ充電及び動作電力供給を享受する。誘導電力伝送のすべてのタイプに対して共通していることは、電力伝送の効率は、コイル間の距離及びコイルの整列に依存するということである。
【0004】
ワイヤレスパワーコンソーシアム（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）は、Ｑｉとして知られている無線電力伝送標準規格を開発した。他の知られている無線電力伝送アプローチとしては、Ａｌｌｉａｎｃｅ ｆｏｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ（無線給電技術推進団体）とパワーマターズアライアンス（Ｐｏｗｅｒ Ｍａｔｔｅｒｓ Ａｌｌｉａｎｃｅ）がある。
【0005】
ワイヤレスパワーコンソーシアムによるＱｉとして知られている無線電力伝送標準規格は、制限なしにこの文献を通して、本発明に適用可能な、現在の好適な無線電力伝送方法と称される。しかし、発明は、上記に記したものに制限されないが、それらを含む、他の無線電力伝送標準規格にもまた一般的に適用できる。Ｑｉに準拠する装置は、電力伝送を開始する前に、指定された方式に従って相互作用するように構成されている。この方式は、選択状態からピン状態（ネットワーク接続状況を確認している状態）、更には、電力伝送状態が続く、識別及び構成状態へと移動する。装置が電力伝送状態のときは、電力は電力送信装置から電力受信装置に伝送される。電力伝送の間、電力受信装置は受信する電力を評価し、電力の所望の増大又は削減を、制御エラーパケットを使用して電力送信装置に通信で送る。電力送信装置は、制御エラーパケットにおいて電力受信装置により要求されたようにその伝送される電力を調整する。制御エラーパケットが、電力送信装置により予期されたようには受信されない場合は、電力送信装置は電力伝送を中止して、システムは選択状態に戻る。
【0006】
これは、電力受信装置から電力送信装置への通信における如何なる失敗も、電力伝送方式の再スタートという結果となることを意味している。電力伝送方式の各再スタートは、例えば、モバイルフォンが、中断された充電、開始プロセスによる増大した充電時間、及び／又は充電の削減された効率を示すという結果になり得る。
【0007】
ＵＳ２０１９／０５８３６０Ａ１においては、電力伝送の間に使用する電力伝送プロトコルの交渉をするための方法が開示されている。電力送信は、コイル選択行動の間に開始し、それはＦＳＫパッケージ、つまり、同期パケットの送信を含んでいる。この送信には、電力受信装置が同期パケットに応答することを可能にするために、５０～１５０ｍｓの待ち時間が続く。
【0008】
ＷＯ２０１９／２０３５３９Ａ１は、受信したパケットに応答して送信される、拡張制御エラーパケット（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｅｒｒｏｒ Ｐａｃｋｅｔｓ：ＣＥＰ）に関する。拡張ＣＥＰにおけるデータは、パケットの送信は継続すべきかどうか、及び／又は、無線電力送信装置の動作点を調整すべきかどうかを示す。
【0009】
ＥＰ３５４２４５７Ａ１は、無線電力伝送のテストにおける使用のためのテストシステムを提示している。テストシステムは、外部無線電力送信機から誘導電力を受信するための少なくとも１つの無線電力受信機回路を有している。テストシステムは、無線電力標準規格と無線通信標準規格の両者に関する少なくとも２つの動作周波数において受信した誘導電力を検出するために配置されている。
【0010】
上記のことから、改善の余地があることが理解される。
【発明の概要】
【0011】
本発明の目的は、無線電力伝送方法の新しいタイプと、従来技術よりも向上され、上記に検討した欠点を削除又は少なくとも軽減する関連装置を提供することである。より具体的には、発明の目的は、無線電力伝送システムにおける電力伝送の間に動作フィードバックを通信で送ることができる無線電力伝送方法及び関連装置を提供することである。これらの目的は、付随する独立請求項において、それらに関連する従属請求項において定義される好適な実施形態と共に記述される技術及び応用技術により達成される。
【0012】
第１態様においては、無線電力伝送システムにおける電力伝送の間に動作フィードバックを提供するための方法が提示される。電力伝送システムは、送信周波数で動作する誘導無線電力伝送インタフェース上で電力を電力受信装置に伝送するために配置されている電力送信装置を備えている。無線電力伝送システムは、一方向においては周波数偏移変調（ＦＳＫ）を使用し、他の方向においては振幅偏移変調（ＡＳＫ）を使用する半二重で情報を伝送するように適合されている。方法は、送信周波数において、電力送信装置により電力を電力受信装置に伝送することを備えている。伝送の間、方法は、電力送信装置又は電力受信装置の１つにより、送信周波数において、第１データパケットを、２つの変調タイプであるＦＳＫ又はＡＳＫの１つを使用して、電力送信装置又は電力受信装置の他方に送信することを更に備えている。方法は、装置の他方により、第１データパケットを受信することを更に備えている。受信の間であって、信号伝送条件が満たされたと決定された場合は、方法は、送信周波数において、装置の他方により装置の前記１つに、前記変調タイプの他方を使用して動作情報を送信することを更に備えている。
【0013】
方法の１つの変形によれば、電力送信装置は、ＦＳＫを使用してデータ及び／又は情報を送信し、ＡＳＫを使用してデータ及び／又は情報を受信するように構成されている。電力受信装置は、ＡＳＫを使用してデータ及び／又は情報を送信し、ＦＳＫを使用してデータ及び／又は情報を受信するように構成されている。電力送信装置は周波数生成機能を有し、この装置にＦＳＫ変調を達成させるために要求される修正は、電力受信装置により要求される修正よりも少ない。
【0014】
方法の更なる変形においては、第１データパケットを送信する装置は電力送信装置であり、動作情報を送信する装置は電力受信装置である。これは、電力受信装置が問題及び／又は指示を、第１パケットの送信の間に既に電力送信装置に通信で送り返すことを可能にするので利点である。
【0015】
方法の他の変形においては、第１データパケットを送信する装置は電力受信装置であり、動作情報を送信する装置は電力送信装置である。これは、電力送信装置が問題及び／又は指示を、第１パケットの送信の間に既に電力受信装置に通信で送り返すことを可能にするので利点である。
【0016】
方法の更に他の変形においては、第１データパケットを受信する装置は、第１データパケットを含んでいる変調されたデータ信号の信号品質を評価し、変調されたデータ信号の評価された品質が、閾値の信号品質を満たすことに失敗した場合は、前記信号伝送条件が満たされたと決定する。これは、例えば、第１パケット又は第１パケットの伝送に関する問題を、第１パケットの送信の間に既に通信で送ることを可能にするので利点である。
【0017】
方法の更なる変形においては、第１データパケットを受信する装置は、変調されたデータ信号の評価された品質を表わす信号品質インディケータ（ＳＱＩ）を更に生成して、ＳＱＩを送信される動作情報に含む。これは、ＳＱＩが、第１パケットを送信する装置がこれに気付き、それに従って行動できるように、第１パケットの品質を決定するために使用できる共通の測定基準を提供するので利点である。
【0018】
方法の更なる変形によれば、信号品質は、第１データパケットを含んでいる変調されたデータ信号の変調深度に少なくとも関して評価される。これは、変調深度は、信号の品質の良好な測定基準であり、これにおける変化は、伝送において何かが変化したことを示すので利点である。
【0019】
方法の他の変形においては、信号品質は、第１データパケットを含んでいる変調されたデータ信号の変調速度に少なくとも関して評価される。変調速度は、例えば、クロック同期に関連しているので、信号品質の良好な測定基準である。
【0020】
方法の１つの変形においては、第１データパケットを受信する装置は、ＳＱＩがＳＱＩ限度未満の場合は、前記信号伝送条件が満たされたと決定する。ＳＱＩに対する設定された限度を有することは、それが、不要な通信を回避し、動作情報が送られるという事実がまさにＳＱＩがＳＱＩ限度未満であるということを示すので良好である。
【0021】
方法の更なる変形においては、動作情報は、第２データパケットのペイロードに含まれる。動作情報をペイロードとしてフォーマット化させることは、パケットにおいて更なるデータの送信を可能にし、また、第２パケットのフォーマットが既知のときは、動作データの受信を支援することも可能にする。
【0022】
方法の他の変形によれば、第１データパケットを受信する装置が、送信するデータを有する場合は、信号伝送条件が満たされたと決定される。これは、半二重システムにおいて、二重通信を可能にする、任意の時間のデータの送信を可能にする。
【0023】
第２態様においては、電力送信装置が提示される。電力送信装置は、送信周波数で動作する誘導無線電力伝送インタフェース上で、電力を電力受信装置に伝送する無線電力伝送システムにおいて配置できる。無線電力伝送システムは、１つの方向においては周波数偏移変調ＦＳＫを使用して、他の方向において振幅偏移変調ＡＳＫを使用する半二重で情報を伝送するように適合されているタイプである。電力送信装置は、電力伝送回路に機能的に接続されている送信コントローラを備えている。送信コントローラは、電力伝送回路に、
送信周波数で、電力を電力受信装置に伝送させ、伝送の間に、
送信周波数で、ＦＳＫ又はＡＳＫの２つの変調タイプの１つを使用して、第１データパケットを受信させ、受信の間で、信号伝送条件が満たされたと決定された場合は、
送信周波数で、前記変調タイプの他方を使用して、動作情報を送信させるように構成されている。
送信周波数で、電力を電力受信装置に伝送させ、伝送の間に、
送信周波数で、ＦＳＫ又はＡＳＫの２つの変調タイプの１つを使用して、第１データパケットを受信させ、受信の間で、信号伝送条件が満たされたと決定された場合は、
送信周波数で、前記変調タイプの他方を使用して、動作情報を送信させるように構成されている。
【0024】
電力送信装置の１つの変形によれば、電力送信装置は、上記の方法において列挙されたような電力送信装置の機能、又は前記機能の一部を実行するように更に構成されている。
【0025】
第３態様においては、電力受信装置が提示される。電力受信装置は、電力送信装置から、送信周波数で動作する誘導無線電力伝送インタフェース上で電力を受信する無線電力伝送システムに配置可能である。無線電力伝送システムは、１つの方向においては周波数偏移変調ＦＳＫを使用して、他の方向においては振幅偏移変調ＡＳＫを使用する半二重で情報を伝送するように適合されているタイプである。電力受信装置は、電力受信回路に機能的に接続されている受信コントローラを備えている。電力受信装置は、電力受信回路に、
送信周波数で、送信装置から電力を受信させ、受信の間に、
送信周波数で、ＦＳＫ又はＡＳＫの２つの変調タイプの１つを使用して、第１データパケットを受信させ、第１データパケットの受信の間で、そして、信号伝送条件が満たされたと決定された場合は、
送信周波数で、前記変調タイプの他方を使用して、動作情報を送信させるように構成されている。
送信周波数で、送信装置から電力を受信させ、受信の間に、
送信周波数で、ＦＳＫ又はＡＳＫの２つの変調タイプの１つを使用して、第１データパケットを受信させ、第１データパケットの受信の間で、そして、信号伝送条件が満たされたと決定された場合は、
送信周波数で、前記変調タイプの他方を使用して、動作情報を送信させるように構成されている。
【0026】
電力受信装置の１つの変形においては、電力受信装置は、上記に列挙されたような電力受信装置の機能、又は前記機能の一部を実行するように更に構成されている。
【0027】
第４態様においては、プローブ装置及び解析装置を備えているテストシステムが提示される。プローブ装置は、電力受信装置に、送信周波数で動作する誘導無線電力伝送インタフェース上で電力を伝送するために配置されている電力送信装置を備えている無線電力伝送システムに配置可能である。無線電力伝送システムは、１つの方向においては周波数偏移変調ＦＳＫを使用して、他の方向においては振幅偏移変調ＡＳＫを使用する半二重で情報を伝送するように適合されているタイプである。プローブ装置は、少なくとも１つのピックアップコイルを備えており、前記プローブ解析装置を更に備え、又は、前記プローブ解析装置に機能的に接続されている。解析装置は、電力送信装置による、送信周波数での、電力の電力受信装置への伝送を検出し、伝送の間に、電力送信装置又は電力受信装置の１つによる、送信周波数での、第１データパケットの電力送信装置又は電力受信装置の他方への、ＦＳＫ又はＡＳＫの２つの変調タイプの１つを使用する送信を検出するように構成されている。解析装置は、送信の間で、信号伝送条件が満たされた場合は、送信周波数での、装置の他方による、装置の前記１つへの、動作情報の前記変調タイプの他方を使用する送信を検出するように更に構成されている。解析装置はまた、検出に関する情報を出力として提供するようにも構成されている。
【0028】
テストシステムの１つの変形においては、テストシステムは、動作情報が、信号伝送条件が満たされることなく送信されたかどうかを検出し、その旨の出力を生成するように更に構成されている。これは、偽通信の検出を可能にし、装置の潜在的機能不全への対処及び識別を支援する。
【0029】
テストシステムの他の変形においては、解析装置は、信号伝送条件が満たされるように、誘導無線電力伝送インタフェースに信号を、解析装置により注入するように構成できるジェネレータを更に備えている。これは、テストシステムが、装置が信号伝送条件に正しく反応するかどうかを評価できるので利点である。
【0030】
テストシステムの更に他の変形においては、解析装置は、上記の方法において提示されたような伝送された情報の何れをも検出するように更に構成されている。
【0031】
発明の実施形態が、発明の概念がどのように実践されるかについての非制限的な例を示している付随する図面を参照して下記に記述される。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】幾つかの実施形態に係る無線電力伝送システムのブロック図である。
【図2a】異なる送信信号のグラフである。
【図2b】異なる送信信号のグラフである。
【図2c】異なる送信信号のグラフである。
【図3】無線電力伝送のためのプロセスの簡略化されたフローチャートである。
【図4】送信信号のグラフである。
【図5】幾つかの実施形態に係る電力受信装置のブロック図である。
【図6】幾つかの実施形態に係る電力送信装置のブロック図である。
【図7a】異なる送信信号のグラフである。
【図7b】異なる送信信号のグラフである。
【図8】幾つかの実施形態に係る、電力伝送の間に動作フィードバックを提供するための方法の簡略化されたフローチャートである。
【図9a】幾つかの実施形態に係る、電力伝送の間に動作フィードバックを提供するための方法の簡略化されたタイムチャートである。
【図9b】幾つかの実施形態に係る、電力伝送の間に動作フィードバックを提供するための方法の簡略化されたタイムチャートである。
【図10】幾つかの実施形態に係るテストシステム及び無線電力伝送システムのブロック図である。
【図11】幾つかの実施形態に係るテストシステムのブロック図である。
【図12】幾つかの実施形態に係るテストシステムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0033】
以降、付随する図面を参照して、ある実施形態をより完全に記述する。しかし、発明は、多数の異なる形状で具現化でき、ここにおいて記述される実施形態に制限されるようには解釈されるべきではなく、これらの実施形態は、本開示が完全且つ完璧であり、付随する請求項において定義されているような発明の範囲を、当業者に完全に伝わるようにするための例として提供される。
【0034】
図１を参照すると、無線電力伝送システム１００の模式図が示されている。システムは、電力受信装置１１０と電力送信装置１２０を備えている。電力送信装置１２０は、電力受信装置１１０に電力を伝送するために配置されている。電力は、誘導無線電力伝送インタフェース１０５上で、誘導結合により伝送される。誘導結合は、電力送信装置１２０に含まれている電力送信回路１２２と、電力受信装置１１０に含まれている電力受信回路１１２との結合を通して達成される。誘導無線電力伝送インタフェース１０５は、典型的には、エアインタフェースであり、装置１１０、１２０との間の誘導結合はコアレス（空芯）である。
【0035】
電力が誘導無線電力伝送インタフェース１０５上で伝送されるためには、電力送信回路１２２は、電力受信コイル回路１１２において受信電流ＩRXを誘導しなければならない。送信周波数ｆTXで交互に変わる送信電流ＩTXは、電力受信回路１１２まで、誘導無線電力伝送インタフェース１０５上を伝搬する電磁場を生成する。この電磁場は、電力受信回路１１２において、受信電流ＩRXを誘導する。受信電流ＩRXは交流電流であり、送信周波数ｆTXで交互に変わる。実際に伝送される電力は、特には、電力送信コイル１２７と電力受信回路１１２との間の結合ファクタに依存する。そのため、結合は、電力受信及び送信回路それぞれにおいて含まれているコイルの巻き数、これらのコイルの整列、及びそれらの間の距離などのようなファクタにより影響される。送信周波数ｆTXはシステムの効率に影響を与える可能性があり、低すぎる周波数は、回路１１２、１２２の何れかを飽和させ、高すぎる周波数は、不要な切り替えにより効率を削減する可能性がある。
【0036】
一般的には無線電力伝送システムの何れも、特には、図１の無線電力伝送システム１００は、装置１１０、１２０間の何らかの種類の通信を必要とする。例えば、無線充電シナリオにおいて通信が存在しない場合は、電力送信装置１２０は、電力受信装置１１０にどの位の電力を伝送するかを知る手段を持たず、すべての電力受信装置１１０に対して同じ伝送電力を目標としなくてはならない。電力受信装置１１０は、その電力受信回路１１２に如何なる電力が誘導されてもその電力に対処しなければならず、受信された電力が高すぎる場合は、ダミー負荷において電力を散逸させなければならないことになり得る。これらの問題は、ワイヤレスパワーコンソーシアムのＱｉ標準規格において、以降のセクションで図３を参照して簡単に検討する情報インタフェースの導入により対処される。
【0037】
送信装置１２０と受信装置１１０との間でデータを通信で送る１つの方法は、電力送信装置１２０の送信周波数ｆTXを変化させることである。図２ａは、送信回路１２２に提供される送信信号を示しており、この送信信号は、単一の送信周波数ｆTXで振動する。図２ｂにおいては、送信周波数ｆTXは、第１送信周波数ｆTX1と第２送信周波数ｆTX2との間で周期的に変化する。各変化の間の時間は、シンボル時間ＴSとして記述できる。送信周波数ｆTXにおけるこの変化は、電力受信装置１１０により検出可能である。第１送信周波数ｆTX1と第２送信周波数ｆTX2との間の絶対差（差の絶対値）は、周波数偏差ｆdevと呼ばれ、変調深度と称することができる。このタイプの変調は、この技術においては周波数偏移変調ＦＳＫとして知られており、送信周波数の２つの異なる値を有する、図２ｂの特別な例は、典型的には２値周波数偏移変調ＢＦＳＫと呼ばれる。
【0038】
装置１２０、１１０間でデータを通信で送る他の方法は、送信信号の振幅を周期的に変化させることである。これは図２ｃにおいて示されており、送信信号の振幅は、シンボル時間ＴSで変化する。振幅は、第１振幅Ａ1と第２振幅Ａ2との間で変化する。第１振幅Ａ1と第２振幅Ａ2との間の絶対差は、振幅偏差Ａdevと呼ばれ、変調深度と称することができる。振幅における変化は、装置１１０、１２０の何れかにより容易に検出可能である。送信回路１２２は、受信回路１１２に誘導的に結合されているので、電力受信装置１１０の電力受信回路１１２における如何なる変化も、電力送信装置１２０により検出可能である。端的に言えば、これは、電力受信装置１１０が、その受信回路１１２を変更又は修正可能であり、これは、電力送信装置１２０送信回路１２２における送信信号の振幅における変化と見なされる。これは、後方散乱通信又は、周囲後方散乱通信として知られている。
【0039】
受信回路１１２における変化は、電力受信回路１１２における任意の適切なインピダンス要素を切り替える、又は変更することにより実現でき、これは以降のセクションにおいてより詳細に説明する。このタイプの変調は、この技術においては振幅偏移変調ＡＳＫとして知られており、送信周波数の２つの異なる値を有する、図２ｃの特別な例は、典型的には２値振幅偏移変調ＢＡＳＫと呼ばれている。
【0040】
本当のＡＳＫにおいては、変調は、典型的には、電力受信回路１１２における純粋な抵抗変化により達成される。インピダンス要素にリアクタンス成分を導入すると、振幅間の切り替えの間に位相シフトを起こすことができる。実際の適用においては、純粋な抵抗インピダンス要素を達成するのは困難である。従って、位相の何らかのシフトが予期される。位相偏移変調ＰＳＫの形状として見ることができる、インピダンス要素が主にリアクタンス性を有している実現形態があり得る。
【0041】
Ｑｉ標準規格においては、電力送信装置１２０はＢＦＳＫで通信し、電力受信装置１１０はＢＡＳＫで通信する。
【0042】
図３を参照すると、Ｑｉ電力伝送プロセス３００が簡潔に導入されている。これは、すべてを網羅している記述ではなく、一般的な導入に過ぎないもののみとして記述される。電力を節約するためにプロセス３００は、選択フェーズ３０２で開始し、そこにおいて、電力送信装置１２０は、典型的には誘導無線電力伝送インタフェース１０５の変化を監視し、特には、電力受信装置１１０の誘導を監視する。誘導無線電力伝送インタフェース１０５において対象物が検出されると、ピンフェーズ３０４が開始される。ピンフェーズ３０４においては、電力送信装置１２０は、電力送信装置１２０によるデジタルピンを実行して、送信周波数ｆTXの送信信号を送信コイル１２７に提供する。所定の時間期間内に送信信号において変調が検出されると、プロセス３００は、識別及び構成フェーズ３０６に移動する。変調が検出されない場合は、プロセス３００は選択フェーズ３０２に戻る。識別及び構成フェーズ３０６においては、電力送信装置１２０は、電力受信装置１１０を識別し、例えば、伝送される最大電力に関する構成情報を得る。識別及び構成フェーズ３０６は、電力送信装置１２０と電力受信装置１１０の機能に依存して、交渉フェーズ及び較正フェーズ（図３には両者とも図示されていない）を備えることができる。識別及び構成フェーズ３０６の間にエラーが起こると、プロセス３００は選択フェーズ３０２に戻る。一方、識別及び構成フェーズ３０６が成功した場合は、プロセス３００は電力伝送フェーズ３０８に進み、そこにおいて電力が伝送され、伝送される電力の制御は、電力受信装置１１０により送信された制御データに基づいている。電力送信機１２０が所定の時間期間内に電力受信装置１１０から通信を受信しない場合は、電力送信機１２０は、典型的には、電力伝送を停止し、選択フェーズ３０２に戻る。
【0043】
この発明の発明者は、上述したプロセス３００は、多くの方法で改良できるということを認識した。電力伝送フェーズ３０８に到達するためにはかなりの量の電力を消費し、このフェーズ３０８までの間のフェーズ３０２、３０４、及び３０６は、電力受信装置１１０と電力送信装置１２０との間の通信において何かが失敗した場合は典型的には繰り返す必要がある。また、電力伝送フェーズ３０８で動作しているときは、電力送信装置１２０が電力受信装置１１０との通信を開始する手段がない。
【0044】
電力伝送フェーズ３０８の間に、送信装置１２０が受信装置１１０に通信で送るデータを有する場合は、発明者は、受信装置１１０が送信装置１２０にデータを通信で送るのと同時に、送信装置１２０が受信装置１１０にデータを通信で送ることができるということを認識した。これは、１つの装置がＦＳＫ変調を使用し、他方の装置がＡＳＫ変調を使用するというように、採用され変調タイプが異なることにより可能となる。典型的には、電力送信装置１２０はＦＳＫ変調を使用し、電力受信装置１１０はＡＳＫ変調を使用するように構成されている。これにより、無線電力伝送システム１００が、例えば、Ｑｉ仕様において規定されているような半二重とは反対に、全二重で情報を伝送することが可能となる。
【0045】
図４を参照すると、ＡＳＫ変調とＦＳＫ変調された送信信号のグラフが示されている。図２ｃにおいても示されているように、振幅は第１振幅Ａ1と第２振幅Ａ2の間でシフトする。図２ｂから思い出されるように、周波数は第１送信周波数ｆTX1と第２送信周波数ｆTX2との間でシフトする。図４においては、ＡＳＫ及びＦＳＫ変調は位相がシフトしているが、それらは非常に良好に同相であることができる。ＦＳＫ変調のシンボル時間ＴFsは、ＡＳＫ変調のシンボル時間ＴAsと異なっていてもよい。図４から、送信信号は、２つの独立したデータのセット又はストリームを備えることができるということが分かる。つまり、送信信号は、１つのＦＳＫ変調されたデータのセット又はストリームと１つのＡＳＫ変調されたデータのセット又はストリームを備えることができる。
【0046】
図５は、電力受信装置１１０の少しだけより詳細な模式図を示している。電力受信回路１１２は、電力受信回路において受信電流ＩRXが誘導されるように、誘導無線電力伝送インタフェース１０５との結合を可能にする電力受信コイル１１７を少なくとも備えている。電力受信回路１１２は、典型的には、受信電流ＩRXを整流するために配置されている、ある種の整流器回路を備えており、整流器の出力は、例えば、充電回路及び／又はバッテリに機能的に接続できる。電力受信装置は、典型的には、インピダンスＺLのインピダンス要素を備えている負荷１１５を備えている。電力受信装置１１０はまた、電力受信装置１１０の少なくとも電力伝送部分を制御するように構成できる受信コントローラ１１１も備えている。電力受信装置１１０は、受信回路１１２の受信電流ＩRXをＡＳＫ変調するように構成できるＡＳＫモジュール１１６を更に備えている。１つ以上のセンサ１１４もまた電力受信装置１１０に備えられており、典型的には、これらのセンサは、受信コントローラ１１１に、例えば、電圧、電流、電力、周波数及び／又は温度などのような測定基準を提供するために電力受信回路１１２において配置されている。これに加えて、電力受信装置１１０は、受信回路１１２の受信電流ＩRXに含まれているＦＳＫ変調された信号を検出するように構成できるＦＳＫモジュール１１３を備えている。典型的には、変調モジュール１１６、１１３は、受信コントローラ１１１に備えられるか、又は、受信コントローラ１１１に機能的に接続される。変調モジュール１１６、１１３は、スタンドアロンのハードウェアブロック／構成要素であることができ、又はソフトウェアにおいて実現できる。ＡＳＫ変調モジュール１１６は、ＡＳＫ変調が達成されるように、負荷１１５を制御するために配置される。負荷１１５は、受信回路１１２に機能的に接続され、電力受信コイル１１７から見たときに、電力受信回路の整流回路の前又は後において受信回路１１２に備えることができる。同様に、ＦＳＫモジュール１１３は、前記１つ以上のセンサ１１４の１つであってよい周波数センサに機能的に接続されるか、又は、受信電流ＩRX及び／又は関連付けられている受信電圧ＶRXのデジタル表現の周波数コンテンツを検出するように構成されているソフトウェアにおいて実現できる別個のセンサに機能的に接続される。電力受信装置１１０の実際の内部配置は、如何なる数の方法でも変えることができ、当業者は、特別な構成及び相互接続は状況に応じて適合されるということを理解するであろう。
【0047】
電力送信装置１２０は図６に模式的に示されている。電力送信装置１２０は、電力送信回路１２２及び、電力送信回路１２２に機能的に接続されている送信コントローラ１２１を備えている。送信回路１２２は、電力受信装置１１０の電力受信コイル１１７に誘導的に結合する少なくとも１つの電力送信コイル１２７を備えている。送信コントローラ１２１は、電力送信回路１２２の励起を制御し、誘導無線電力伝送インタフェース１０５を介して電力受信装置１１０に出力される電力を制御するように構成されている。これを達成するために、電力送信装置１２０は、送信コントローラ１２１に機能的に接続されている、又は送信コントローラ１２１に備えられている送信モジュール１２５を備えている。送信モジュール１２５は、送信周波数ｆTXでの送信信号を生成し、送信コントローラ、及び／又は、電力受信装置に備えられているＦＳＫモジュールから受信した指示に基づいて送信信号を変更する。ＦＳＫモジュール１２３は、送信モジュール１２５のＦＳＫ変調を制御し、スタンドアロンのブロック／構成要素であってよく、又は、送信モジュール１２５又は送信コントローラに備えることができる。電力送信装置１２０は１つ以上のセンサ１２４を備え、典型的には、これらのセンサ１２４は、送信コントローラ１２１に、例えば、電圧、電流、電力、周波数、及び／又は温度の測定基準を提供するために電力送信回路１２２において配置されている。電力伝送モジュールは、送信回路における送信電流ＩTX及び／又は関連付けられている送信電圧ＶTXからＡＳＫ変調を受信するために機能的に接続されているＡＳＫモジュール１２６を更に備えている。代替的に、又は追加的に、ＡＳＫモジュール１２６は、送信信号のデジタル表現のＡＳＫ変調を検出するように構成できる。電力送信装置１２０の実際の内部配置は、如何なる数の方法でも変えることができ、当業者は、特別な構成及び相互接続は状況に応じて適合されるということを理解するであろう。
【0048】
前のセクションにおいて図５と６を参照して導入したモジュール１１６、１１３、１１４、１２２、１２３、１２４、及びコントローラ１１１、１２１は、ソフトウェア又はハードウェアモジュール又はソフトウェアとハードウェアの組み合わせであってよい。モジュール１１６、１１３、１１４、１１５、１２２、１２３、１２４、１２５の機能は、孤立したモジュールとして記述されているが、これは説明のための理由のみであり、各モジュールは、任意の他のモジュールに分散でき、又はそこに含むことができる。
【0049】
電力受信装置１１０の１つの実施形態においては、すべてのモジュール１１６、１１３、１１４は受信コントローラ１１１に備えられている。更なる実施形態においては、すべてのモジュール１１６、１１３、１１４は、ソフトウェアモジュールとして受信コントローラ１１１に備えられている。
【0050】
電力送信装置１２０の１つの実施形態においては、すべてのモジュール１２２、１２３、１２４は送信コントローラ１２１に備えられている。更なる実施形態においては、すべてのモジュール１２２、１２３、１２４は、ソフトウェアモジュールとして送信コントローラ１２１に備えられている。
【0051】
図１の無線電力伝送システム１００、図５の電力受信装置１１０、及び図６の電力送信装置１２０は、どのようにして装置とシステムを設計できるのかを示す例に過ぎない。これらに対しては多数の可能な変形があり、当業者は、本開示の教示を実現するために、どのようにシステム又は装置を修正するか、システム又は装置を修正するかどうか、及びいつシステム又は装置を修正するかを知るであろう。
【0052】
図３及び電力伝送プロセス３３０を参照して記述したように、電力送信機１２０が所定の時間期間内に電力受信装置１１０から通信を受信しない場合は、電力送信機１２０は、典型的には、電力伝送を停止して、選択フェーズ３０２に戻る。電力送信装置が受信したＡＳＫシンボルを正しく復号する確率は、変調深度と、ＡＳＫ変調された信号を備えている信号に含まれている何れのノイズにも依存する。その関係は、通常は信号対雑音比ＳＮＲと称され、通信における共通の測定基準である。ＳＮＲは、簡単に言えば、受信された信号の有用部分を、受信された信号のノイズで割ったものとして記述できる。ＳＮＲが減少すると、受信機が変調された信号を正しく復号する確率もまた減少する。図７ａにおいては、図２ｃの信号がランダムノイズの影響を受け、図７ａから分かるように、第１振幅ΔＡ1における広がりが、第２振幅ΔＡ2における対応する広がりに重なっている。受信機の観点からは、振幅偏差Ａdevを決定することの困難さのため、つまり、低いＳＮＲのため、ＡＳＫ変調された信号を正しく受信して復号することはより困難になる。図７ｂにおいては、図２ｃと同様に、送信信号が、ＡＳＫ変調を伴って示されている。図７ｂと図２ｃとの間の１つの違いは、変調深度、つまり、第１振幅Ａ１と第２振幅Ａ２の間の振幅における絶対差が図７ｂでは大幅に減少しているということである。変調深度が減少すると、電力送信装置が電力受信装置から通信を受信することがますます困難になる。
【0053】
ＡＳＫ変調された信号が、図７ａと７ｂに示されているような、又はそれらの組み合わせなどのような挙動を示すのは、つまり、良好でない振幅偏差Ａdevと高いノイズを示すのには多くの理由がある。ノイズは、擾乱をもたらす何らかの外部又は内部源であり、又は、送信装置１２０又は受信装置１１０の何れかの加熱により起こる熱ノイズである。振幅偏差Ａdevが低いのは、例えば、電力送信回路１２２と電力受信回路１１２との間の不良な結合が原因である可能性がある。受信された信号における如何なるそのような変化も、変調精度における変化と称することができる。
【0054】
電力伝送システム１００においては、システム１００のこれらのタイプにおいて、ＳＮＲを典型的に増大する幾つかの注目に値する特性がある。最も高いＡＳＫ振幅と関連付けられているデータが送信されるときは、最も大量の電力が伝送される。これは、より低いＡＳＫ振幅と関連付けられているデータが送信されるときは、伝送される電力が減少することを意味している。電力伝送における減少は、振幅偏差Ａdevに比例する。従って、振幅偏差Ａdevは、信頼できる通信を持続しながら電力伝送を最大にするために、可能な限り低く保たれる。これは、無線電力伝送システムのデータ通信を、ノイズに対してより敏感になるようにし、これらのシステムの典型的なＳＮＲは低い。図３を参照して前記に説明したように、通信不良、又はメッセージを通信で送ることに失敗すると、電力伝送プロセス３００の再反復という結果になる。
【0055】
例えば図２ｂに示されている周波数変調は、電力伝送システム１００は、周波数偏差を少なくともカバーする帯域幅を有しており、伝送される電力、つまり、電力伝送損失は、すべての変調周波数に対してほぼ同じであるということを仮定している。これは、送信周波数ｆTXが、電力伝送システム１００の共鳴周波数と同じである場合は事実である。しかし、これは典型的には事実ではなく、ＦＳＫ変調の間もまた、振幅における望ましくないシフトがあり得る。これらの望ましくない振幅シフトは、変調精度及びＡＳＫ変調のＳＮＲに更に影響し、通信不良、及び電力伝送プロセス３００の再反復というリスクを増大する。
【0056】
変調精度における変化を識別することにより、及び、ＡＳＫ変調されたデータが受信されると同時に、データを、ＦＳＫ変調を使用して送ることができるということ、又はその逆を認識することにより、この変化を、変化した変調精度でデータを送信する装置１１０、１２０に通信で送り返すことが可能である。送信装置は、これに応答して、変調精度における変化を軽減するための、例えば、その変調深度などを調整するための必要な手段を取ることができる。このシナリオは、図３を参照して記述したように、電力伝送フェーズ３０８の間の失敗した通信のために、選択フェーズ３０２に戻らなくてはならないという電力伝送プロセス３００のリスクを削減する。これは、システム効率、電力消費、及び平均伝送電力を増大する。結果として、無線充電シナリオにおいて装置を完全に充電するために掛る時間が減少する。
【0057】
図３の無線充電プロセス３００に追加される機能を実現するために必要な通信を、図８を参照してここに記述する。簡単に言えば、方法３１０は、無線電力伝送システム１００における電力伝送の間の動作フィードバックの送信を可能にする。この方法は、電力伝送フェーズ３０８の間に実行される。装置１２０、１１０の１つは、第１データパケットを他の装置１１０、１２０に送信３１１する。他方の装置１１０、１２０は、第１データパケットを受信３１２する。受信３１２の間、受信装置１１０、１２０は、信号伝送条件が満たされたかどうかを決定３１３し、これは以降のセクションで説明されるが、信号伝送条件が満たされた場合は、データを送信３１１した装置１１０、１２０に動作情報を送信３１４する。上記の説明から、装置１１０、１２０の何れかは、第１データパケットを送信３１１又は受信３１２できるということは明白である。伝送される電力、第１データパケット、及び動作情報はすべて、送信周波数ｆTXで、無線電力伝送インタフェース上で同時に送信される。当然、送信周波数は、ＦＳＫ変調で変化するが、それは、送信３１１の間に同じ周波数で同時に起きているということを思い出すことは重要である。
【0058】
第１データパケットを受信３１２するステップは、信号の品質に関する１つ以上の測定基準に関して、第１データパケットを含んでいる信号を評価することを備えることができる。それは、変調精度における変化であってよく、そのような変化は、信号品質インディケータＳＱＩにおいて表わすことができる。ＳＱＩは、図７ａ～ｂを参照して記述したように、変調精度測定基準における変化、周波数偏差における変化、シンボル時間ＴS、ＴFs、及びＴAsにおける変化を備えることができる。シンボル時間ＴS、ＴFs、及びＴAsにおける変化は、シンボル率における変化、つまり、ビットレート又は変調速度における変化と見なすことができる。ＳＱＩは、信号品質と関係がある如何なる測定基準も備えることができ、変調精度に制限されない。電力受信装置１１０のＦＳＫモジュール１１３、又は電力送信装置１２０のＡＳＫモジュール１２６は受信を実行できる。
【0059】
方法３１０において言及される動作データは、如何なるタイプの動作データであってもよい。それは前述したＳＱＩであってもよく、又は、前記１つ以上のセンサ１１４、１２４により得られる如何なる測定基準であってもよい。動作データは、装置１１０、１２０にある行動を実行させるように構成されている第１パッケージを送信する装置１１０、１２０への命令を備えることができる。そのような行動は、例えば、変調パラメータを変えることであってよい。動作データは、第２データパケットのペイロードに備えることができる。第２データパケットは、如何なる他のタイプのデータも備えることができる。
【0060】
信号伝送条件が満たされたかどうかを決定３１３することは、方法３１０において言及したように、前のセクションで提示したような、例えばＳＱＩのような多くの異なる信号伝送条件の１つ以上の評価を備えることができる。ＳＱＩは、予め定義されている、又は構成できるＳＱＩ限度と比較できる。ＳＱＩ限度は、ある値又は範囲であり、信号伝送条件は、ＳＱＩがＳＱＩ限度未満であるということであってよい。代替的に、又は追加的に、その逆であってもよく、ＳＱＩがＳＱＩ限度を超える場合は、信号伝送条件は満たされる。ＳＱＩ限度は、それと関連付けられている何らかのヒステリシスを有することができ、ＳＱＩ限度未満のＳＱＩに対して信号伝送条件を満たすことは、ＳＱＩ限度を超えるＳＱＩに対して信号伝送条件を満たすことよりも低いＳＱＩ限度と比較されることを意味している。この実現形態は、ＳＱＩがＳＱＩ限度であり、ＳＱＩにおける小さな変化がＳＱＩ限度を誘発する場合に、動作データの追加される信号伝送のリスクを削減する。
【0061】
信号伝送条件はまた、装置１１０、１２０が送るべき動作データを有していることであってもよい。これは、装置が、例えば、要求、センサデータ、又は単に周期的状況のような、通信で送る何かを有していることを意味している。
【0062】
図８の方法３１０において記述されるステップは、依然として、例えば、Ｑｉ仕様に準拠しているので、それは、シームレスで実現できる何かであり、追加される機能は、従来のシステムに影響は及ぼさない。
【0063】
図５と６を参照して例として示した電力受信装置１１０と電力送信装置１２０は共に上記の方法３１０を実行できる。装置１１０、１２０の何れも第１パッケージを送信又は受信するように構成できる。第１パッケージを送信する装置は、送信モジュール１１６、１２３による送信と同時に、その受信モジュール１１３、１２２を起動しなくてはならない。言い換えると、電力受信装置１１０は、そのＡＳＫモジュール１１６を使用して第１パッケージを送信し、一方、同時に、そのＦＳＫモジュール１１３を使用して、電力送信装置１２０から動作データを受信する。代替的に、電力送信装置１２０は、そのＦＳＫモジュール１２３を使用して第１パッケージを送信し、一方、同時に、そのＡＳＫモジュール１２６を使用して、電力受信装置１１０から動作データを受信する。
【0064】
典型的には、Ｑｉ仕様においては、電力送信装置１２０は、第１パッケージを受信する装置である。これは、図３において記述された電力伝送プロセス３００の電力伝送フェーズ３０８と関連付けられている通信である。第１パッケージは、そのような実施形態においては、電力受信装置１１０により送信される制御データである。制御データを含んでいる第１パッケージが、例えば、不十分な変調精度及び／又はＳＱＩの影響を受けると、図８を参照して記述した方法３１０は、電力送信装置１２０がこれを信号伝送条件として検出して、適切な動作情報を電力受信装置１１０に通信で送り返すことを可能にする。電力受信装置１１０は、変調精度及び／又はＳＱＩが改善されるように、そのＡＳＫモジュール１１６に対して、例えば、必要な調整を実行できる。結果として、電力伝送フェーズ３０８は、選択フェーズ３０２に戻る必要なく開始でき、それにより、電力伝送プロセス３００の再反復を回避する。
【0065】
図９ａ～ｂを簡単に参照して、方法３００のタイミング図を記述する。タイミング図は、方法３００の平行性の性質を強調するためのものであり、簡単に言えば、図８を参照して既に得られた情報を例示する異なる方法である。図９ａ～ｂにおいては、時間の流れを示す垂直軸が導入されている。
【0066】
図９ａから開始すると、１つの実施形態に係る方法３００のタイミング図が示されており、電力受信装置１１０は、第１データパケットを送信３１１する。方法３００は、電力送信装置１２０が電力を電力受信装置１１０に伝送３０８することから開始する。従って、電力受信装置１１０は、伝送３０８された電力を受信する。電力受信装置１１０は、電力送信装置１２０からの電力の伝送３０８の間に、電力送信装置１２０に第１データパケットを送信３１１する。第１データパケットは、電力送信装置１２０により受信３１２される。第１データパケットの受信３１２及び送信３１１にはある時間がかかるので、電力送信装置１２０は信号伝送を監視し、電力送信装置１２０が信号伝送条件は満たされたと決定３１３すると、電力送信装置１２０は、動作情報を電力受信装置１１０に送信３１４する。
【0067】
図９ｂを参照すると、他の実施形態に係る方法３００のタイミング図が示されており、電力送信装置１２０は第１データパケットを送信３１１する。方法３００は、電力送信装置１２０が電力を電力受信装置１１０に伝送３０８することで開始する。従って、電力受信装置１１０は、伝送３０８された電力を受信する。電力送信装置１２０は、電力送信装置１２０からの電力の伝送３０８の間に、電力受信装置１１０に第１データパケットを送信３１１する。第１データパケットは、電力受信装置１１０により受信３１２される。第１データパケットの受信３１２及び送信３１１にはある時間がかかるので、電力受信装置１１０は信号伝送を監視し、電力受信装置１１０が信号伝送条件は満たされたと決定３１３すると、電力受信装置１１０は、動作情報を電力送信装置１２０に送信３１４する
【0068】
図８～９を参照してなされた上記の記述から、動作情報は、第１データパケットの送信３１１及び受信３１２の間に送信３１４され、その結果、電力の伝送３０８の間に起こるということは明白である。
【0069】
図８を参照して記述した斬新かつ発明に係るプロセス３１０は、プローブ装置３１２を使用して、検証、証明、整形、及び／又は較正できる。図１０を参照すると、テストシステム１３０が導入される。テストシステム１３０は、プローブ装置１３２、解析装置１３４、及びオプションとしてのホストインタフェース１３６を備えている。プローブ装置１３２は、誘導無線電力伝送インタフェース１０５の電磁場を検知できるように、無線電力伝送システム１００に配置可能である。プローブ装置１３２は、解析装置１３４を備え、又は、解析装置１３４に機能的に接続されている。解析装置１３４は、ホスト装置１３６と通信できる。
【0070】
図１１を見てみると、テストシステム１３０のブロック図が示されており、プローブ装置１３２、及び連結されている解析装置１３４がより詳細に示されている。プローブ装置１３２は、誘導無線電力伝送インタフェース１０５に配置されるピックアップコイル１３３を備えている。典型的には、ピックアップコイル１３３は、無線電力送信装置１２０の筐体の表面と、無線電力受信装置１１０の筐体の表面との間、つまり、送信コイル１２７と受信コイル１１７との間に配置される。これは、ピックアップコイル１３３が、無線電力伝送プロトコル３００、３１０に準拠して、無線電力送信装置１２０と無線電力受信装置１１０との間で交換される電磁信号を捕捉することにより電気信号を生成することを可能にする。解析装置１３４は、プローブ装置１３２に含まれていない場合は、解析装置１３４の対応する解析インタフェース１３７を使用して、プローブ装置１３２のプローブインタフェース１３４に接続する。電磁信号は、インタフェース１３４、１３７を使用して解析装置１３４に伝送され、処理ユニット１３８が解析装置１３４に備えられている。プローブ装置１３２は、温度センサなどのような他のセンサを更に備えることができ、これらのセンサからのセンサデータもまた、インタフェース１３４、１３７を通して、処理ユニット１３８が受信できる。
【0071】
解析装置１３４は、典型的には処理ユニット１３８を使用して、プローブ装置１３２から受信したデータと信号を処理する。この処理は、信号伝送が、例えば、図３と８に関連して記述したプロセス３００、３１０に準拠しているかどうかを決定するために、ピックアップコイル１３３により検知された信号を解釈することを含むことができる。解析装置１３４は、決定の結果を、例えば、ユーザ又はオプションとしてのホスト装置１３６への出力として提供するように更に構成できる。追加的に、又は代替的に、解析装置１３４は、プローブ装置１３２により提供されたデータ及び／又は信号を記録するように構成できる。記録は、解析装置１３４に備えられているメモリ装置に格納でき、解析装置１３４に接続でき、及び／又は、ユーザ及び／又はホスト装置１３６に通信で送ることができる。これらの記録は、例えば、傾向を検出又は別個の事象を識別するために、時間の経過における、例えば、変調精度、タイミング、電力などに関する精度を決定するために、解析装置１３４により解析できる。
【0072】
図１２を参照すると、テストシステム１３０の１つの実施形態が示されており、ここにおいて、解析装置１３４はオプションとしてのジェネレータ１３９を備えている。ジェネレータ１３９は、プローブ装置１３２により誘導無線電力伝送インタフェース１０５に注入される信号を生成するように構成できる。これらの信号は、テストされるプロセス３００、３１０に関連するある事象を誘発するように構成されている信号であることができる。ジェネレータ１３９は、例えば、ノイズ又は他の望ましくない擾乱などの、電力送信装置１２０と電力受信装置１１０との間で送信される信号の変調品質に影響を与える信号を生成するように構成できる。擾乱信号は、信号伝送条件が満たされるように、図８の方法３１０の第１パケットに影響を与えるように構成できる。この実施形態においては、電力送信装置１２０、電力受信装置１１０、及び／又は無線電力伝送システム１００が図８の方法３１０に準拠しているかどうかを検証できる。
【0073】
記述したように、解析装置１３４は、方法３１０が意図されたように実行されたかどうかを検出するときに非常に有用であり、その旨の出力を提供する。出力は、内部又は外部格納手段、装置のユーザ、又はホスト装置１３６に提供できる。簡単に言えば、プローブ装置１３２は、解析器が、無線電力伝送システム１００は電力伝送フェーズ３０８において動作しているかどうかを決定できるように、解析装置１３４に信号を提供する。それが事実であれば、解析装置１３４は、電力送信装置１２０又は電力受信装置１１０の１つが第１データパケットを送信３１１するかどうかを検出するように構成される。解析装置１３４は装置の他方が第１パケットを受信３１２するかどうかを決定できないので、解析装置１３４は誘導無線電力伝送インタフェース１０５を監視して、信号伝送条件が満たされる３１３かどうかを検出しなければならない。信号伝送条件が満たされれば、解析装置１３４は、他の装置が動作情報を送信３１４することを検出するように構成できる。解析装置１３４は、例えば、動作情報が、信号伝送条件が満たされることなく送信されるかどうかを検出するように更に構成できる。ここにおいて記述されたプロセス３００、３１０の如何なる検出された逸脱又は違反は、解析装置１３４が逸脱又は違反を示す出力を生成するという結果になり得る。
【図1】
【図2a】
【図2b】
【図2c】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7a】
【図7b】
【図8】
【図9a】
【図9b】
【図10】
【図11】
【図12】
【国際調査報告】