特表 2023-507901 無線電力伝送システムにおいて電力伝送中にデータ送信する方法、装置及びテストシステム

(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】2023-02-28

(54)【発明の名称】無線電力伝送システムにおいて電力伝送中にデータ送信する方法、装置及びテストシステム

(51)【国際特許分類】

   H04B 5/02 20060101AFI20230220BHJP

   H02J 50/10 20160101ALI20230220BHJP

   H04B 1/04 20060101ALI20230220BHJP

【ＦＩ】

H04B5/02

H02J50/10

H04B1/04 Z

【審査請求】未請求

【予備審査請求】有

(21)【出願番号】P 2022531582

(86)(22)【出願日】2020-11-26

(85)【翻訳文提出日】2022-07-26

(86)【国際出願番号】 EP2020083508

(87)【国際公開番号】W WO2021105283

(87)【国際公開日】2021-06-03

(31)【優先権主張番号】19212465.9

(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 スバーンス

(72)【発明者】

【氏名】ブオン キオン ラウ

【テーマコード（参考）】

5K012

5K060

【Ｆターム（参考）】

5K012AC08

5K012AC10

5K012AE13

5K060FF06

(57)【要約】

無線電力伝送システム（１００）で電力伝送中にデータ送信する方法が開示される。無線電力伝送システム（１００）は、送信周波数で動作している誘導型無線電力伝送インターフェース（１０５）を介して電力を電力受信装置（１１０）へ伝送するよう配された電力送信装置（１２０）を備える。無線電力伝送システム（１００）は、半二重通信で一方向に周波数偏移変調（ＦＳＫ）を使用して、もう一方向には振幅偏移変調（ＡＳＫ）を使用して情報を伝送するよう適合されている。方法は、電力送信装置（１２０）により、電力を電力受信装置（１１０）へ送信周波数で伝送することと、伝送中に、第１のデータパケットを、電力送信装置（１２０）又は電力受信装置（１１０）のうちの１つにより、電力送信装置（１２０）又は電力受信装置（１１０）のうちの他方へ、送信周波数で、ＦＳＫ又はＡＳＫの２つの変調方法のうち１つを使用して送信することと、を含む。方法は更に、送信中、第１のデータパケットを送信する装置（１１０、１２０）により、信号条件が満たされているかどうかを判定することを含み、信号条件が満たされていれば、第１のデータパケットを送信（３１１）する装置（１１０、１２０）のデータ通信構成を変更する。更に、電力送信装置、電力受信装置、及びテストシステムが開示される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

無線電力伝送システム（１００）において電力伝送（３０８）中にデータ送信する方法（３１０）であって、前記無線電力伝送システム（１００）は、送信周波数（ｆ_TX）で動作している誘導型無線電力伝送インターフェース（１０５）を介して電力を電力受信装置（１１０）へ伝送（３０８）するよう配された電力送信装置（１２０）を備え、前記無線電力伝送システム（１００）は、半二重通信で一方向に周波数偏移変調（ＦＳＫ）を使用して、もう一方向には振幅偏移変調（ＡＳＫ）を使用して情報を伝送（３１１）するように構成され、前記方法（３１０）は
前記電力送信装置（１２０）により、前記送信周波数（ｆ_TX）で、電力を前記電力受信装置（１１０）へ伝送（３０８）することを含み、前記伝送（３０８）中に
第１のデータパケットを、前記電力送信装置（１２０）又は前記電力受信装置（１１０）のうちの一方により、前記電力送信装置（１２０）又は前記電力受信装置（１１０）のうちの他方へ、前記送信周波数（ｆ_TX）で、ＦＳＫ又はＡＳＫの２つの変調方法のうち１つを使用して送信（３１１）し、前記送信（３１１）中に、
前記第１のデータパケットの前記送信に関する特定の信号条件が満たされると、前記装置（１１０、１２０）が、前記第１のデータパケットを送信（３１１）することを判定（３１３）し、
前記第１のデータパケットの前記送信に関する前記信号条件が満たされると、前記第１のデータパケットを送信する前記装置（１１０、１２０）のデータ通信構成を変更（３１９）する、
方法（３１０）。

【請求項2】

前記電力送信装置（１２０）はＦＳＫを使用して情報を送信（３１１）しＡＳＫを使用して情報を受信（３１１）し、前記電力受信装置はＡＳＫを使用して情報を送信（３１１）しＦＳＫを使用して情報を受信（３１１）する、請求項１に記載の方法（３１０）。

【請求項3】

前記変更されたデータ通信構成は、
１つ以上の変調インデックス、
１つ以上のシンボルレート、又は
１つ以上のシンボルあたりのビット数、
のうちの少なくとも１つを備え、予め定義された又は構成可能であるうちの１つである変調パラメーターのセットである、請求項１又は２に記載の方法（３１０）。

【請求項4】

前記第１のデータパケットを送信（３１１）する前記装置（１１０、１２０）は前記電力受信装置（１１０）であり、前記変更されたデータ通信構成は振幅偏差の形をとる変調インデックスである、請求項１から３の何れか一項に記載の方法（３１０）。

【請求項5】

前記第１のデータパケットを送信（３１１）する前記装置（１１０、１２０）は前記電力送信装置（１２０）であり、前記変更されたデータ通信構成は前記送信周波数（ｆ_TX）及び／又は周波数偏差の形をとる変調インデックスの変化である、請求項１から３の何れか一項に記載の方法（３１０）。

【請求項6】

信号条件が満たされているかどうかを判定（３１３）することは、前記第１のデータパケットを含む信号の変調の正確性を評価（３１５）することを含み、前記評価（３１５）された変調の正確性が変調の正確性の閾値よりも低ければ、前記信号条件が満たされたと判定される、請求項１から５の何れか一項に記載の方法（３１０）。

【請求項7】

前記変調の正確性を評価（３１５）することは、前記第１のデータパケットを備える前記信号の振幅を評価（３１５）することを含む、請求項６に記載の方法（３１０）。

【請求項8】

前記変更（３１９）を行うステップは、
前記信号条件がもはや満たされなくなると判定されるまで、若しくは、予め定義された、又は構成可能な構成のセットが評価されるまで前記構成を変更（３１９）することを繰り返し行うことを含む、
請求項１から７の何れか一項に記載の方法（３１０）。

【請求項9】

前記繰り返し変更（３１９）することは更に、
信号品質インジケーター（ＳＱＩ）、及び／又は、前記予め定義された、又は構成可能なデータ通信構成のセットのそれぞれへと伝送された電力を評価（３１５）することと、
前記予め定義された、又は構成可能なデータ通信構成のセットのそれぞれに対する少なくとも１つの信号条件が満たされる場合は（３１３、３１４）、最も高いＳＱＩを有した、及び／又は最も多く電力が伝送された前記構成への変更（３１９、３１６）を行うことと、
を含む、請求項８に記載の方法（３１０）。

【請求項10】

前記第１のパケットを受信する前記装置からオペレーショナルフィードバックが受信（３１７）されると、前記信号条件が満たされたと判定（３１３）される、請求項１から９の何れか一項に記載の方法（３１０）。

【請求項11】

前記第１のデータパケットを送信していない前記装置（１１０、１２０）により前記第１のデータパケットを受信することと、前記受信中に、
前記第１のデータパケットを送信しない前記装置（１１０、１２０）により、前記第１のパケットを含む前記信号の信号品質を評価することと、前記第１のデータパケットを含む前記信号の前記評価された品質が信号品質閾値を満たさない場合は、
前記第１のデータパケットを送信しない前記装置（１１０、１２０）によりＦＳＫ又はＡＳＫの２つの変調方式のうちの他方を使用して前記送信周波数（ｆ_TX）でオペレーショナル情報を送信し、それにより前記オペレーショナルフィードバックを提供することと、
を更に含む、請求項１０に記載の方法（３１０）。

【請求項12】

電力送信装置（１２０）からの送信周波数（ｆ_TX）で動作する誘導型無線電力伝送インターフェース（１０５）を介して電力を受信するために無線電力伝送システム（１００）内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方向に周波数偏移変調（ＦＳＫ）を使用して、そしてもう１方向に振幅偏移変調（ＡＳＫ）を使用して半二重通信で情報を伝送するために構成されていて、前記電力受信装置（１１０）は電力受信回路（１１２）にオペレーション可能に接続された受信コントローラ（１１１）を備え、前記電力受信装置（１１０）は前記電力受信回路（１１２）に
前記電力送信装置（１２０）から前記送信周波数（ｆ_TX）で電力を受信することであり、前記受信中に
前記電力送信装置（１２０）へ前記送信周波数（ｆ_TX）で第１のデータパケットを送信することであり、前記送信中に、
前記第１のデータパケットの前記送信に関する信号条件が満たされるかどうかを判定することと、
前記第１のデータパケットの前記送信に関する前記信号条件が満たされると、前記電力受信装置（１１０）のデータ通信構成を変更することと、
を行わせる、電力受信装置（１１０）。

【請求項13】

前記電力受信装置（１１０）の前記機能を請求項２から１１の何れか一項に記載の前記方法（３１０）で更に実行する、請求項１２に記載の電力受信装置（１１０）。

【請求項14】

無線電力伝送システム（１００）内に配置可能な、送信周波数（ｆ_TX）で動作する誘導型無線電力伝送インターフェース（１０５）を介して電力受信装置（１１０）へ電力を送信するための電力送信装置（１２０）であり、前記無線電力伝送システム（１００）は半二重通信で１方向に周波数偏移変調（ＦＳＫ）を使用して、またもう１方向に振幅偏移変調（ＡＳＫ）を使用して情報を伝送することに構成されていて、前記電力送信装置（１２０）は電力送信回路（１２２）にオペレーション可能に接続された送信コントローラ（１２１）を備え、前記電力送信装置（１２０）は前記電力送信回路（１２２）に
前記電力受信装置（１１０）へ前記送信周波数（ｆ_TX）で電力を送信することであり、電力の前記送信中に、
前記電力受信装置（１１０）へ前記送信周波数（ｆ_TX）で第１のデータパケットを送信することであり、前記第１のデータパケットの前記送信中に
前記第１のデータパケットの前記送信に関する信号条件が満たされるかどうかを判定することと、
前記第１のデータパケットの前記送信に関する前記信号条件が満たされると、前記電力送信装置（１２０）のデータ通信構成を変更することと、
を行わせる、電力送信装置（１２０）。

【請求項15】

前記電力送信装置（１２０）の前記機能を請求項２から１１の何れか一項に記載の前記方法（３１０）で更に実行する、請求項１３に記載の電力送信装置（１２０）。

【請求項16】

プローブ装置（１３２）及び解析装置（１３６）を備えるテストシステム（１３０）であって、前記プローブ装置（１３２）は送信周波数（ｆ_TX）で動作する誘導型無線電力伝送インターフェース（１０５）を介して電力を電力受信装置（１１０）に伝送するために配置された電力送信装置（１２０）を備える無線電力伝送システム（１００）内に配置可能であり、前記無線電力伝送システム（１００）は１方向には周波数偏移変調（ＦＳＫ）を使用して、もう１方向には振幅偏移変調（ＡＳＫ）を使用して半二重通信で情報を伝送するように構成されている種類のものであり、
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、更に前記プローブ解析装置（１３４）を備えるか又は前記プローブ解析装置にオペレーション可能に接続され、
前記解析装置（１３４）は、前記プローブ装置（１３２）が前記無線電力伝送システム（１００）内に配される時、
前記電力送信装置（１２０）により、電力が前記電力受信装置（１１０）へ前記送信周波数（ｆ_TX）で伝送（３０８）されることを検出し、前記伝送（３０８）中に、
第１のデータパケットが、前記電力送信装置（１２０）又は前記電力受信装置（１１０）のうちの１つにより、前記電力送信装置（１２０）又は前記電力受信装置（１１０）のうちの他方へ、前記送信周波数（ｆ_TX）で、ＦＳＫ又はＡＳＫの２つの変調方法のうち１つを使用して送信（３１１）されることを検出し、
前記第１のデータパケットを送信する前記装置（１１０、１２０）によるデータ通信構成の変更を検出し、
前記検出に関する情報を出力として提供する、
テストシステム（１３０）。

【請求項17】

データ通信構成の前記変更の検出前に、信号条件が満たされているかどうかを判定することを更に行い、
前記信号条件が満たされることは、以下の、
前記第１のデータパケットを含む信号の変調の正確性が変調の正確性の閾値よりも低いことと、
前記第１のデータパケットを送信する前記装置（１１０、１２０）に対して前記第１のデータパケットを受信する前記装置（１１０、１２０）によりオペレーショナルフィードバックが提供されることと、
のうちの１つである、請求項１６に記載のテストシステム（１３０）。

【請求項18】

前記信号条件が満たされずに前記構成が変更されたかどうかを更に検出し、その点に関する出力を生成する、請求項１７に記載のテストシステム（１３０）。

【請求項19】

前記解析装置（１３４）が更に、前記解析装置（１３４）により前記信号条件が満たされるように前記誘導型無線電力伝送インターフェース（１０５）へ信号を吐出するよう構成可能な生成部（１３９）を備える、請求項１６から１８の何れか一項に記載のテストシステム（１３０）。

【請求項20】

前記解析装置（１３４）は更に、請求項２から１１に記載の前記方法（３１０）における前記データ構成の変更を検出する、請求項１６から１９の何れか一項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、特に誘導型無線電力伝送に関する。更に具体的には、本発明は、電力伝送中における信頼性の高いデータ通信に関する。

【背景技術】

【0002】

無線電力伝送は、例えば携帯端末、タブレットコンピューター、ノートパソコン、カメラ、オーディオプレイヤー、充電式歯ブラシ、無線ヘッドセット、加えてその他の様々な民生機器及び電気製品のようなモバイル装置の無線充電の用途において特に著しく進化している。

【0003】

典型的には、無線充電を行え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、すなわち無線電力を提供する装置（ベースステーション又は無線電力送信装置と称される）と、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）が関連する。例えばベースステーションからモバイル装置へ電力伝送が行われる。この目的のために、ベースステーションはプライマリーコイルを備えるサブシステム（電力送信器）を含み、モバイル装置はセカンダリーコイルを備えるサブシステム（電力受信器）を含む。動作中は、プライマリーコイル及びセカンダリーコイルはコアレス変圧器を２分割したものを構成する。典型的には、電力送信装置は平面を有し、その上にユーザーは１つ以上の（典型的には平面を有する）モバイル装置を置くことができ、ベースステーション上に置かれたモバイル装置への無線充電又は動作中の電力供給を行うことができる。全ての種類の誘導電力伝送に共通することは、電力伝送の効率はコイルの距離、及びコイルが一直線に配されるかどうか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はＱｉ規格として知られる無線電力伝送規格を開発した。その他の無線電力伝送アプローチにはＡｌｌｉａｎｃｅ ｆｏｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒと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規格として知られる無線電力伝送規格は、本明細書内において、本発明に適用可能な現在好ましい無線電力伝送方法として、限定することなく参照される。しかしながら、本発明は一般的に、上に示したものを限定せず含むその他の無線電力伝送規格又はアプローチへ適用されてもよい。Ｑｉ規格に準拠した装置は、電力伝送が開始される前に、規定されたスキームに従い相互作用する。スキームは選択状態からピン（ping）状態へ、更に識別及び構成状態へ、その後に電力伝送状態へと移行する。装置が電力伝送状態にあるときは、電力が電力送信装置から電力受信装置へと伝送される。電力伝送中、電力受信装置は受信した電力を評価し、電力の増加又は減少が必要であることを、電力送信装置へ、制御エラーパケットを使用して通信する。電力送信装置は伝送された電力を電力受信装置より制御エラーパケットにおいて要求された通りに調整する。電力送信装置により制御エラーパケットが期待通りに受信されなかった場合には、電力送信装置は電力伝送を中断し、システムは選択状態に戻る。

【0006】

このことは、電力受信装置から電力送信装置への通信の失敗により電力伝送スキームが再スタートされることを意味する。電力伝送スキームが再スタートされることは例えば携帯電話の充電の中断、開始プロセスによる充電時間の増加、及び／又は充電効率の低下を意味し得る。

【0007】

上記により、改善の余地があることが理解される。

【発明の概要】

【0008】

本発明の目的は、無線電力伝送システムにおける、従来技術よりも改善され、そして上に議論された欠点を除去するか、少なくとも軽減する、新しい種類のデータ通信の方法を提供することである。より具体的には、本発明の目的は、電力伝送中に信頼性が高く効率的にデータ通信を行える、無線電力伝送システムにおける改善されたデータ通信の方法を提供することである。これらの目的は添付された独立した請求項及びそれに関連する従属請求項内で定義される好ましい実施形態により明らかにされる技術により達成される。

【0009】

第１の態様では、無線電力伝送システムにおいて電力伝送中にデータ送信する方法が提示される。無線電力伝送システムは、送信周波数において動作している誘導型無線電力伝送インターフェースを介して電力を電力受信装置へ伝送するよう配された電力送信装置を備える。無線電力伝送システムは、半二重通信において一方向に周波数偏移変調（ＦＳＫ）を使用して、もう一方向には振幅偏移変調（ＡＳＫ）を使用して情報を伝送するよう適合されている。方法は、電力送信装置により、電力を電力受信装置へ送信周波数で伝送することを含む。伝送中、第１のデータパケットが、電力送信装置又は電力受信装置のうちの１つにより、電力送信装置又は電力受信装置のうちのもう１つへ、送信周波数で、ＦＳＫ又はＡＳＫの２つの変調方法のうち１つを使用して送信される。伝送中、第１のデータパケットの送信に関する特定の信号条件が満たされているかどうかを第１のデータパケットを送信する装置が判定し、第１のデータパケットの送信に関する信号条件が満たされていれば、第１のデータパケットを送信する装置のデータ通信構成を変更する。

【0010】

方法の１つの変形例では、電力送信装置はＦＳＫを使用して情報を送信し、ＡＳＫを使用して情報を受信する。更に、電力受信装置はＡＳＫを使用して情報を送信し、ＦＳＫを使用して情報を受信する。これは効率的な仕組みであり無線電力伝送における数多くの規格化された方法により通信が行われる方法であるため利点がある。

【0011】

方法の更なる変形例では、変更されたデータ通信構成は、予め定義された、又は構成可能なうちの１つである、１つ以上の変調インデックス、１つ以上のシンボルレート又は１つ以上のシンボルあたりのビット数のうちの少なくとも１つを含む、変調パラメーターのセットである。変調パラメーターの変更に柔軟性を有していることにより、無線電力伝送システムの変更への応答性が得られ、データ送信の最適化が可能になる。

【0012】

方法の別の変形例では、第１のデータパケットを送信する装置は電力受信装置であり、変更されたデータ通信構成は振幅偏差の形をとる変調インデックスである。上記の１つの利点は、電力伝送を最適化することと共に良い信号条件を保証するために振幅偏差を最適化することができることである。

【0013】

方法の更に別の変形例では、第１のデータパケットを送信する装置は電力送信装置であり、変更されるデータ通信構成は周波数偏差の形を取る送信周波数及び／又は変調インデックスへの変更である。上記の１つの効果は、電力伝送を最適化することと共に良い信号条件を保証するために送信周波数及び／又は変調インデックスを最適化することができることである。

【0014】

方法の１つの変形例では、信号条件が満たされるかどうかを判定することは第１のデータパケットを含む信号の変調の正確性を評価することを含み、評価された変調の正確性が変調の正確性の閾値よりも低ければ、信号条件が満たされたと判定する。変調の正確性を評価することにより、電力伝送を最適化すると同時に良い信号条件を保証しながらデータ送信が最適化されるよう、構成を変更することが可能になる。

【0015】

方法の更なる変形例では、変調の正確性を評価することは、第１のデータパケットを含む信号の振幅を評価することを含む。振幅を評価することは、低品質又は非効率な振幅が検出され得ることと、電力伝送を最適化することと共に良い信号条件を保証するために信号を最適化することができることを意味する。

【0016】

方法の別の変形例では、変更のステップは、信号条件がもはや満たされなくなると判定されるまで、若しくは予め定義された、又は構成可能な構成のセットが評価されるまで構成を変更することを繰り返し行うことを含む。構成を変更し信号条件を再評価することにより、概ね最適な構成が発見されるように信号を効率的に構成することが可能になる。

【0017】

方法の更に別の変形例では、繰り返し変更を行うことは更に、信号品質インジケーター（ＳＱＩ）及び／又は予め定義された、又は構成可能なデータ通信構成のそれぞれに対して伝送された電力を評価することを含む。加えて、繰り返し変更することは更に、予め定義された、又は構成可能なデータ通信構成のセットのそれぞれに対する少なくとも１つの信号条件が満たされると、最も高いＳＱＩを有した、及び／又は最も多く電力が伝送された構成への変更を行うことを含む。構成を変更し信号条件及びＳＱＩを再評価することにより、概ね最適な構成が発見されるように信号を効率的に構成することが可能になる。

【0018】

方法の１つの変形例では、第１のパケットを受信する装置からオペレーショナル（operational）フィードバックが受信されると信号条件が満たされたと判定される。受信する装置がオペレーショナルフィードバックをフィードバックできるようにすることで双方の装置を含む閉ループシステムが実現し、概して最適な構成が見つかるように効率的に信号を構成することが可能になる。

【0019】

方法の更なる変形例では、方法は更に第１のデータパケットを送信していない装置が第１のデータパケットを受信することを含む。受信中、第１のデータパケットを送信していない装置が、第１のパケットを含む信号の信号品質を評価する。第１のデータパケットを含む信号の品質の評価により信号品質が閾値に見合わない場合は、第１のデータパケットを送信していない装置はＦＳＫ又はＡＳＫの２つの変調方式のうちの前述の他方を使用してオペレーショナル情報を送信周波数で送信し、そのことにより前述のオペレーショナルフィードバックを提供する。受信する装置がオペレーショナルフィードバックをフィードバックできるようにすることで双方の装置を含む閉ループシステムが実現し、概して最適な構成が見つかるように効率的に信号を構成することが可能になる。

【0020】

第２の態様では、電力受信装置が提示される。送信周波数で動作する誘導型無線電力伝送インターフェースを介して電力送信装置から電力を受信するために、電力受信装置は無線電力伝送システム内に配置可能である。無線電力伝送システムは、半二重通信で一方向に周波数偏移変調（ＦＳＫ）を使用して、もう一方向には振幅偏移変調（ＡＳＫ）を使用して情報を伝送するよう適合されている。電力受信装置は電力受信回路にオペレーション可能に接続された受信コントローラを備える。電力受信装置は電力受信回路により電力を電力送信装置から送信周波数で受信させるよう構成されている。電力受信装置は更に電力受信回路によって、受信中に、第１のデータパケットを電力送信装置へ送信周波数で送信させ、送信中に第１のデータパケットの送信に関連する信号条件が満たされているかどうかを判定させるよう構成されている。第１のデータパケットの送信に関する信号条件が満たされると、電力受信装置は電力受信装置のデータ通信構成を変更する。

【0021】

電力受信装置の１つの変形例では、電力受信装置は更に、上に提示した方法により電力受信装置の機能を実行する。

【0022】

第３の態様では、電力送信装置が提示される。送信周波数で動作する誘導型無線電力伝送インターフェースを介して電力受信装置へ電力を送信するために、電力送信装置は無線電力伝送システム内に配置可能である。無線電力伝送システムは、半二重通信で一方向に周波数偏移変調（ＦＳＫ）を使用して、もう一方向には振幅偏移変調（ＡＳＫ）を使用して情報を伝送するよう適合されている。電力送信装置は電力送信回路にオペレーション可能に接続された送信コントローラを備える。電力送信装置は電力送信回路により電力を電力受信装置へ送信周波数で送信させるよう構成されている。電力送信装置は更に電力送信回路によって、電力の送信中に、第１のデータパケットを電力受信装置へ送信周波数で送信させ、第１のデータパケットの送信中に第１のデータパケットの送信に関連する信号条件が満たされているかどうかを判定させるよう構成されている。第１のデータパケットの送信に関する信号条件が満たされると、電力送信装置は電力送信装置のデータ通信構成を変更する。

【0023】

電力送信装置の１つの変形例では、電力送信装置は更に、上に提示した方法により電力送信装置の機能を実行する。

【0024】

第４の態様では、プローブ装置及び解析装置を備えるテストシステムが提示される。プローブ装置は、送信周波数で動作している誘導型無線電力伝送インターフェースを介して電力を電力受信装置へ伝送するよう配された電力送信装置を備える無線電力伝送システム内に配置可能である。無線電力伝送システムは、半二重通信で一方向に周波数偏移変調（ＦＳＫ）を使用して、もう一方向には振幅偏移変調（ＡＳＫ）を使用して情報を伝送するよう適合されている種類のものである。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、更にプローブ装置は前述のプローブ解析装置を備えるか、又は前述の解析装置にオペレーション可能に接続されている。解析装置は、電力送信装置により、電力が電力受信装置へ送信周波数で伝送されることを検出する。解析装置は更に、伝送中、第１のデータパケットが、電力送信装置又は電力受信装置のうちの１つにより、電力送信装置又は電力受信装置のうちのもう１つへ、送信周波数で、ＦＳＫ又はＡＳＫの２つの変調方法のうち１つを使用して送信されることを検出する。解析装置は更に第１のデータパケットを送信する装置によるデータ通信構成の変更を検出し、検出に関する情報を出力として提供する。

【0025】

テストシステムの１つの変形例では、テストシステムは更に、データ通信構成の変更を検出する前に、信号条件が満たされたかどうかを判定する。信号条件が満たされることとは、次に挙げる、
・第１のデータパケットを含む信号の変調の正確性が変調の正確性の閾値よりも低いことと、
・オペレーショナルフィードバックが装置へ提供されていることと、
・第１のデータパケットが第１のデータパケットを受信する装置により送信されていることと、
のうちの１つである。

【0026】

テストシステムの別の変形例では、信号条件が満たされずに構成が変更されたかどうかを更に検出し、その点に関する出力を生成する。

【0027】

テストシステムの更なる変形例では、解析装置は更に、信号条件が満たされるように誘導型無線電力伝送インターフェースへと信号を吐出するように、解析装置により構成可能な生成部を備える。

【0028】

テストシステムの更に別の変形例では、解析装置は更に上記の方法において示されたデータ構成の変更を検出する。

【0029】

以下、本発明の実施形態について説明するが、添付の図面を参照することにより、本発明概念をどのように実践に還元できるかの非限定的な例を説明する。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】図１は幾つかの実施形態による無線電力伝送システムのブロック図である。

【図2a】図２ａから図２ｃは異なる送信信号のプロットである。

【図2b】図２ａから図２ｃは異なる送信信号のプロットである。

【図2c】図２ａから図２ｃは異なる送信信号のプロットである。

【図3】図３は無線電力伝送の処理の簡略化されたフローチャートである。

【図4a】図４ａ及び図４ｂは異なる送信信号のプロットである。

【図4b】図４ａ及び図４ｂは異なる送信信号のプロットである。

【図5】図５は幾つかの実施形態による電力受信装置のブロック図である。

【図6】図６は幾つかの実施形態による電力送信装置のブロック図である。

【図7a】図７ａ及び図７ｂは幾つかの実施形態による負荷回路の簡略化された模式図である。

【図7b】図７ａ及び図７ｂは幾つかの実施形態による負荷回路の簡略化された模式図である。

【図8a】図８ａ及び図８ｂは幾つかの実施形態による負荷回路の簡略化された模式図である。

【図8b】図８ａ及び図８ｂは幾つかの実施形態による負荷回路の簡略化された模式図である。

【図9】図９は幾つかの実施形態による送信信号のプロットである。

【図10a】図１０ａ及び図１０ｂは幾つかの実施形態による信号の振幅対周波数の簡略化されたプロットである。

【図10b】図１０ａ及び図１０ｂは幾つかの実施形態による信号の振幅対周波数の簡略化されたプロットである。

【図11】図１１は幾つかの実施形態による、無線電力伝送システムにおいて電力伝送中にデータ送信する方法の簡略化されたフローチャートである。

【図12】図１２は幾つかの実施形態による、信号条件が満たされたかどうかを判定する方法の簡略化されたフローチャートである。

【図13】図１３は幾つかの実施形態による、無線電力伝送システムにおいて電力伝送中にデータ送信する方法の簡略化されたフローチャートである。

【図14】図１４は幾つかの実施形態による、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15】図１５は幾つかの実施形態によるテストシステムのブロック図である。

【図16】図１６は幾つかの実施形態によ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】

【0031】

以下に、添付図面を参照して特定の実施形態を詳細に説明する。発明は、数々の異なる形態で実施されてもよいが、本明細書内で明らかにされる実施形態に限定されると理解されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、本開示が徹底的で完全なものとなり、添付する請求項において定義される発明の範囲を当業者に完全に伝えるよう、例示を目的として提供される。

【0032】

図１を参照し、無線電力伝送システム１００の模式図が示される。システムは電力受信装置１１０及び電力送信装置１２０を備える。電力送信装置１２０は電力受信装置１１０へ電力を伝送するよう配置される。電力は誘導型無線電力伝送インターフェース１０５を介して誘導結合により伝送される。誘導結合は電力送信装置１２０内に含まれる電力送信回路１２２と電力受信装置１１０内に含まれる電力受信回路１１２を結合することにより達成される。誘導型無線電力伝送インターフェース１０５は典型的にはエアインターフェースであり、装置１１０と１２０との間の誘導結合はコアレスである。

【0033】

無線誘導型無線伝送インターフェース１０５を介して電力を伝送するために、電力送信回路１２２は受信電流Ｉ_RXを電力受信コイル回路１１２において誘発しなければならない。送信周波数ｆ_TXを有する交流電流である送信電流Ｉ_TXは無線誘導型無線伝送インターフェース１０５を介して電力受信回路１１２へと伝播する電磁場を生成する。この電磁場は電力受信回路１１２内に受信電流Ｉ_RXを誘導する。受信電流Ｉ_RXは送信周波数ｆ_TXを有する交流電流である。実際に伝送される出力は、その他のものの中でも、電力送信コイル１２７と電力受信回路１１２との間の結合係数に依存する。この結合は電力受信及び送信回路それぞれのコイルの巻き数、これらのコイルの配置、及びそれらの距離などの因子により影響される。送信周波数ｆ_TXはシステムの効率に影響し得、低すぎる周波数の場合は回路１１２、１２２のうち１つが飽和し、高すぎる周波数の場合は不要なスイッチングにより効率が低くなる。

【0034】

無線電力伝送システムは一般に、そして図１の無線電力伝送システム１００は特に、装置１１０と１２０間のある種の通信を必要とする。例えば無線充電シナリオに全く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へどのくらいの電力を送信するか知る手段がなく、全ての電力受信装置１１０に対して同じ伝送電力を目標値とせざるを得なくなる。電力受信装置１１０は自身の電力受信回路１１２内に誘導された電力を取り扱わねばならず、受信した電力が多すぎる場合は、電力を疑似負荷により浪費しなければならない可能性がある。これらの問題はワイヤレスパワーコンソーシアムによるＱｉ規格によって、後の章で図３を参照して短く議論される情報インターフェースを導入することにより対処される。

【0035】

送信装置１２０と受信装置１１０との間でデータ通信を行う１つの方法は、電力送信装置１２０の送信周波数ｆ_TXを変更することである。図２ａは単一の送信周波数ｆ_TXにおいて振動する送信回路１２２に提供される送信信号を示す。図２ｂにおいて、送信周波数ｆ_TXは第１の送信周波数ｆ_TX1と第２の送信周波数ｆ_TX2の間で周期的に変化する。各変化の間の時間はシンボルタイムＴ_Sと称されてもよい。送信周波数ｆ_TX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の送信周波数ｆ_TX1と第２の送信周波数ｆ_TX2との間の差の絶対値は周波数偏差ｆ_devと称され、変調度とも称されてもよい。このような種類の変調は業界で周波数偏移変調（ＦＳＫ）として知られ、２種類の異なる送信周波数値を使用する図２ｂの特定の例は典型的にバイナリ周波数偏移変調（ＢＦＳＫ）と称される。

【0036】

装置１２０と１１０との間でデータ通信を行う別の方法は、送信信号の振幅を周期的に変更することである。これは図２ｃに示され、送信信号の振幅がシンボルタイムＴ_Sにおいて変更されている。振幅は第１の振幅Ａ₁と第２の振幅Ａ₂の間で変更される。第１の振幅Ａ₁と第２の振幅Ａ₂との間の差の絶対値は振幅偏差Ａ_devと称され、変調度とも称され得る。振幅の変化は装置１１０と１２０のいずれかにより簡単に検出可能である。送信回路１２２が受信回路１１２と電磁誘導で結合されているため、電力受信装置１１０の電力受信回路１１２における変化は電力送信装置１２０により検出可能である。簡単に言うと、このことは電力受信装置１１０が自身の受信回路１１２を変更又は変化させ得、そのことにより電力送信装置１２０の送信回路１２２における送信信号の振幅の変化が観察される。このことは後方散乱通信又はアンビエント後方散乱通信として知られる。

【0037】

受信回路１１２における変化は、後の章でより詳しく説明するように、電力受信回路１１２の任意の適切なインピーダンス素子をスイッチ又は変更することにより実装されてもよい。このような種類の変調は業界で振幅偏移変調（ＡＳＫ）として知られ、２種類の異なる送信周波数値を使用する図２ｃの特定の例は典型的にバイナリ振幅偏移変調（ＢＡＳＫ）と称される。

【0038】

真のＡＳＫでは、変調は典型的には電力受信回路１１２内における純粋な抵抗の変更として達成される。インピーダンス素子内にリアクタンスが導入されている場合は、振幅のスイッチ時に位相のシフトが起こり得る。実際の応用例では、純粋な抵抗インピーダンス素子は達成が困難である。したがって、ある程度の位相のシフトが期待される。インピーダンス素子が主にリアクタンスである、位相変位変調（ＰＳＫ）の一形態として見なされ得る実装もあり得る。

【0039】

Ｑｉ規格では、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。

【0040】

図３を参照し、Ｑｉ電力伝送プロセス３００を簡単に説明する。これは非網羅的な説明であり、一般的な紹介に留まる。電力を節約するために、プロセス３００は電力送信装置１２０が典型的には無線誘導電力インターフェース１０５の変化と、典型的には電力受信装置１１０の導入をモニタする選択フェーズ３０２からスタートする。無線誘導電力インターフェース１０５内に目標が検出されると、ピンフェーズ３０４が開始される。ピンフェーズ３０４では、電力送信装置１２０は送信周波数ｆ_TXの送信信号を送信コイル１２７に提供する、電力送信装置１２０によるデジタルピンを実行する。予め定義された期間に送信信号の変調が検出された場合は、プロセス３００は識別及び構成フェーズ３０６へと移行する。変調が検出されなかった場合は、プロセス３００は選択フェーズ３０２へ戻る。識別及び構成フェーズ３０６では、電力送信装置１２０は電力受信装置１１０を識別し、例えば伝送可能な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との能力に応じて、ネゴシエーションフェーズ及びキャリブレーションフェーズ（双方とも図３には示されない）を備えていてもよい。識別及び構成フェーズ３０６においてエラーが起こる場合は、プロセス３００は選択フェーズ３０２まで戻る。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へ進み、電力が伝送され、このとき伝送電力の制御は電力受信装置１１０によって送信される制御データに基づく。電力送信器１２０が予め定義した期間に電力受信装置１１０からの通信を受け取らない場合は、電力送信器１２０は典型的には電力伝送を終了し、選択フェーズ３０２に戻る。

【0041】

本発明の発明者らは上に説明したプロセス３００が多くの方法で改善され得ることに気づいた。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が必要であり、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らかの失敗があれば、フェーズ３０８に到達するまでのフェーズ３０２、３０４、３０６は典型的には繰り返される必要がある。また、電力伝送フェーズ３０８において動作中に予期しない出来事が起こった場合、電力送信装置１２０から電力受信装置１１０に対して通信を開始する方法が存在しない。

【0042】

図３及び電力伝送プロセス３００を参照して上に述べたように、電力送信器１２０が予め定義した期間に電力受信装置１１０からの通信を受け取らない場合は、電力送信器１２０は典型的には電力伝送を終了し、選択フェーズ３０２に戻る。電力送信装置が受信したＡＳＫシンボルを正しくデコードする確率は、変調度及びＡＳＫ変調信号を備える信号中のノイズに依存する。それらの関係は一般に信号対ノイズ比（ＳＮＲ）と称され、通信における共通の基準である。ＳＮＲは、簡単に言い換えると、受信信号の有用な部分を受信信号のうちのノイズで割ったものである。ＳＮＲが減少するならば、受信器が変調済みの信号を正しくデコードする確率も減少する。図４ａでは、図２ｃの信号がランダムノイズを受け、第１の振幅ΔＡ₁の広がりが第２の振幅ΔＡ₂の対応する広がりと重なり合っていることが観察される。受信器の観点からは、振幅偏差Ａ_dev、すなわち低いＳＮＲを判定することの難しさのため、ＡＳＫで変調された信号を正しく受信しデコードすることはより難しくなる。図４ｂにおいて、送信信号は図２ｃと類似したＡＳＫ変調で描写される。図４ｂと図２ｃの１つの違いは変調度、すなわち第１の振幅Ａ₁と第２の振幅Ａ₂との振幅の差の絶対値が図４ｂでは大幅に減少しているということである。変調度が少なくなると、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。

【0043】

ＡＳＫで変調された信号が図４ａ及び図４ｂ又はその組み合わせのようなふるまいを見せることには、不充分な振幅偏差Ａ_dev及び高いノイズのようなたくさんの理由がある。ノイズは、外乱又は、送信装置１２０又は受信装置１１０の加熱に起因する熱雑音を生成する、外的又は内的な原因となり得る。振幅偏差Ａ_devが低い場合は例えば電力送信回路１２２と電力受信回路１１２との不充分な接続が原因である。受信信号のこのような変化は変調の正確性の変化と称されてもよい。

【0044】

電力伝送システム１００では、典型的にこのような種類のシステム１００のＳＮＲを増加させる注目すべき特徴がある。電力伝送の最適化には例えば電力レベル、伝送効率等の様々なパラメーターが使用されてもよい。定義上は、電力伝送システム１００は最適動作点で動作することを望んでいる。しかしながら、このような最適動作点が定義されていてもよい。変調は実際のところは最適動作点からの逸脱であるため、変調が行われることにより、変調の間、システム１００は最適ではない状態に置かれる。その結果、より大きい変調度により、一方ではより信頼性のあるデータ送信が行えるが、他方ではより最適でない電力伝送が行われる結果となる。したがって、振幅偏差Ａ_devがより大きいことの結果として、電力伝送システム１００により大きい影響が与えられる。このことから、システム設計者は、システムを最も効率のよい動作点において動作することを意図して設計することによりＳＮＲをできるだけ小さくしたいと望む。その結果、電力伝送を最大化しながら信頼性のある通信を維持するために振幅偏差Ａ_devは可能な限り低く抑えられる。このことにより無線電力伝送システムのデータ通信がノイズに対してより敏感になり、これらのシステムの典型的なＳＮＲは低くなる。図３を参照して以前に説明した通り、通信ミス又はメッセージの通信の失敗により電力伝送プロセス３００を繰り返すことになる。

【0045】

例えば図２ｂに示される周波数変調は電力伝送システム１００が少なくとも周波数偏差をカバーする帯域幅を有し、伝送された電力、すなわち電力伝送損失が全ての変調周波数で概ね同じであると仮定している。これは送信周波数ｆ_TXが電力伝送システム１００の共振周波数と同じ場合である。しかしながら、これは典型的なケースではなく、ＦＳＫ変調の最中は、望まない振幅の変動が起こり得る。これらの不要な振幅の変動は変調の正確性及びＡＳＫ変調のＳＮＲに更に影響し、通信ミス及び電力伝送プロセス３００の繰り返しのリスクを増大させる。

【0046】

図５は電力受信装置１１０のもう少し具体的な模式図である。電力受信回路１１２は、電力受信回路１１２において受信電流Ｉ_RXを誘導するために誘導型無線電力伝送インターフェース１０５との接続を可能にする電力受信コイル１１７を少なくとも備える。電力受信回路１１２は典型的には受信電流Ｉ_RXを整流するためのある種の整流回路を備え、整流器の出力は例えば充電回路及び／又は電池のような負荷にオペレーション可能に接続される。電力受信装置は典型的には電力受信回路１１２に対するインピーダンスを提示するよう配置されてもよい負荷回路１１５を備える。多くの場合、負荷回路１１５は電力受信回路１１２が備えるか、又は電力受信回路１１２と負荷の間に配置される。負荷回路１１５については後の章でより詳しく説明する。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受信コントローラ１１１を備える。電力受信装置１１１は受信回路１１２の受信電流Ｉ_RXに対してＡＳＫ変調を行うＡＳＫモジュール１１６を更に備える。電力受信装置１１０はまた１つ以上のセンサ１１４を備え、典型的にはこれらのセンサは、例えば電圧、電流、電力、周波数、及び／又は温度といったメトリックを受信コントローラ１１１に提供するために電力受信回路１１２内に配される。更に、電力受信装置１１０は、受信回路１１２の受信電流Ｉ_RXに含まれるＦＳＫ変調された信号を検出できるＦＳＫモジュール１１３を備える。典型的には、変調モジュール１１６、１１３は受信コントローラ１１１内に備えられるか、受信コントローラ１１１にオペレーション可能に接続される。変調モジュール１１６、１１３はスタンドアローンハードウエアブロック／構成要素であるか、又はソフトウエア内に実装されてもよい。ＡＳＫモジュール１１６はＡＳＫ変調を達成するために負荷回路１１５を制御するよう配される。負荷回路１１５は受信回路１１２にオペレーション可能に接続され、電力受信コイル１１７から見て、電力受信回路の整流回路の前又は後に、受信回路１１２内に含まれていてもよい。同様に、ＦＳＫモジュール１１３は、前述の１つ以上のセンサ１１４の１つであるか、又はソフトウエア内に実装された別個のセンサであり得る、受信電流Ｉ_RX及び／又は関連した受信電圧Ｖ_RXのデジタル表現の周波数成分を検出する周波数センサへオペレーション可能に接続されていてもよい。電力受信装置１１０の内部の実際の配置は様々であり得、当業者は状況によって特定の構成及び相互接続が適用されてもよいことを理解するであろう。

【0047】

電力送信装置１２０の概略を図６に示す。電力送信装置１２０は電力送信回路１２２、及び電力送信回路１２２にオペレーション可能に接続された送信コントローラ１２１を備える。送信回路１２２は電力受信装置１１０の電力受信コイル１１７に電磁誘導で接続される少なくとも１つの電力送信コイル１２７を備える。送信コントローラ１２１は電力送信回路１２２の励起を制御し、誘導型無線電力伝送インターフェース１０５を介して電力受信装置１１０に届けられる電力を制御する。このことを達成するために、電力送信装置１２０は送信コントローラ１２１にオペレーション可能に接続された、又は送信コントローラ１２１内に含まれた送信モジュール１２５を備える。送信モジュール１２５は送信周波数ｆ_TXで送信信号を生成し、送信信号を電力受信装置が備える送信コントローラ及び／又はＦＳＫモジュールから受信した命令に従って変更する。ＦＳＫモジュール１２３は送信モジュール１２５のＦＳＫ変調を制御し、スタンドアローンブロック／構成要素であってもよく、又は送信モジュール１２５又は送信コントローラ内に含まれていてもよい。電力送信装置１２１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、例えば電圧、電流、電力、周波数、及び／又は温度といったメトリックを送信コントローラ１２１に提供するために電力送信回路１２２内に配される。電力伝送モジュールは更に、送信電流Ｉ_TXからＡＳＫ変調を受信するため及び／又は関連する送信回路の送信電圧Ｖ_TXを受信するために、オペレーション可能に接続されたＡＳＫモジュール１２２を備える。代わりに、又は加えて、ＡＳＫモジュール１２２は送信信号のデジタル表現のＡＳＫ変調を検出してもよい。電力送信装置１２０の内部の実際の配置は様々であり得、当業者は状況によって特定の構成及び相互接続が適用されてもよいことを理解するであろう。

【0048】

以前の章において図５及び図６を参照して紹介されたモジュール１１６、１１３、１１４、１２２、１２３、１２４及びコントローラ１１１、１２１はソフトウエア又はハードウエアモジュール、若しくはソフトウエアとハードウエアの組み合わせであってもよい。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説明されるが、これは説明のみを目的とし、各モジュールはその他のモジュールに分配されてもよく、またその他のモジュール内に含まれていてもよい。

【0049】

図７ａにおいて、負荷回路１１５のブロック図の一例が示される。この負荷回路の例は電力受信回路１１２と負荷とを直列にオペレーション可能に接続することを意図する。図７ｂでは、電力受信回路１１２と負荷との並列接続を意図した、負荷回路１１５のブロック図の対応する例が示される。負荷回路１１５は電力受信回路１１２に対して負荷インピーダンスＺ_Lを提示しているとして説明される。負荷回路１１５は電力受信回路１１２に任意の適切な方法でおいて接続されてもよく、電力受信回路１１２内に含まれていてもよい。図７ａと７Ｂを比較すると、負荷回路１１５の設計に違いがあり得、それは直列又は並列接続を意図しているためである。次の例は説明のみを目的とし、負荷回路１１５、電力受信回路１１２又は電力受信装置１１０の実装を限定するものとして考慮されてはならない。負荷インピーダンスＺ_Lは典型的には第１の負荷インピーダンスポートＺ_L1と第２の負荷インピーダンスポートＺ_L2との間のインピーダンスとして提供される。図７ａ及び図７ｂでは、負荷インピーダンスＺ_Lは、第１のインピーダンス素子Ｚ₁を負荷インピーダンスポートＺ_L1及びＺ_L2へ接続又は接続解除することにより変化する。この変化は典型的には受信コントローラ１１１及び／又はＡＳＫモジュール１１６により制御されるスイッチング素子Ｓにより制御される。図７ａでは、スイッチＳは２つの位置の間でスイッチング可能であり、１つの位置は負荷インピーダンスポートＺ_L1とＺ_L2が本質的に短絡される位置であり、もう１つの位置は第１のインピーダンスＺ₁が負荷インピーダンスポートＺ_L1とＺ_L2に渡って接続される位置であると示される。図７ｂでは、スイッチＳは２つの位置の間でスイッチング可能であり、１つの位置は負荷インピーダンスポートＺ_L1とＺ_L2が本質的に解放される位置であり、もう１つの位置は第１のインピーダンスＺ₁が負荷インピーダンスポートＺ_L1とＺ_L2に渡って接続される位置であると示される。前述のように、スイッチＳをトグルすることにより、電力受信回路１１２に提示される負荷インピーダンスＺ_Lは変化し、結果的に、図２ｃを参照して前に説明したように送信信号の振幅が変化する。図７に提示された負荷回路１１５は電力受信回路１１２と直列で動作することに適していて、並列動作に適した例では、負荷インピーダンスポートＺ_L1、Ｚ_L2に本質的に無限のインピーダンスを提供するような１つの位置にスイッチが配されてもよいことに留意されたい。

【0050】

図７を参照して上に提示された負荷回路１１５の実装は、電力伝送プロセス３００が選択フェーズ３０２に戻り、開始フェーズ３０４、３０６を繰り返さなければならないという、図４ａ及び図４ｂを参照して紹介した問題のもととなる。発明者らは負荷回路１１５から２つ以上の負荷インピーダンスＺ_Lを提供することを可能にすることにより、変調の正確性を改善することができることに気付いた。このことにより、変調の正確性を改善できるだけでなく、ビットレートが改善されより高い次数の変調が行える。

【0051】

図８ａを参照し、２つ以上の負荷インピーダンスＺ_Lを例えば電力受信回路１１２に提示することが可能になる負荷回路１１５の実装の一例が示される。負荷回路１１５が備える第１のスイッチＳ₁に３以上の投を設けることにより、この例では、第１のインピーダンスＺ₁、第２のインピーダンスＺ₂、又は図８ａにおいて負荷インピーダンスポートＺ_L1とＺ_L2間の構成要素のない線として表される短絡、を提示することが可能になる。図８ｂに示される第２のスイッチＳ₂を加えることにより、構成要素のコストは増加するが、負荷インピーダンスポートＺ_L1、Ｚ_L2に渡ってさらに多くのインピーダンスを提示することができる。図８ｂでは、第１のスイッチＳ₁は第１スイッチ第１投Ｓ_1T1と第１スイッチ第２投Ｓ_1T2との間でスイッチング可能であり、同様に第２のスイッチＳ₂は第２スイッチ第１投Ｓ_2T1と第２スイッチ第２投Ｓ_2T2との間でスイッチング可能である。このことは第１のスイッチＳ₁は第１スイッチ第１投Ｓ_1T1に接続されたインピーダンスポートＺ_L1とＺ_L2を接続解除するか、第１スイッチ第２投Ｓ_1T2に接続された第１のインピーダンス素子Ｚ₁をインピーダンスポートＺ_L1とＺ_L2に渡って接続するかのどちらかを行うことを意味する。第２のスイッチＳ₂は、インピーダンスポートＺ_L1とＺ_L2に渡って第１スイッチＳ₁によって接続されたインピーダンスに並列に、第２スイッチ第１投Ｓ_2T1に接続された第２インピーダンス素子Ｚ₂を接続するか、第２スイッチ第２投Ｓ_2T2に接続された第３インピーダンス素子Ｚ₃を接続するかのどちらかを行う。図８ｂに示された回路から、負荷インピーダンスＺ_Lの数多くの異なる値が実現可能であり、インピーダンスは以下の表１にまとめられる。

【表1】

【0052】

図７から図８ｂのインピーダンスＺ₁、Ｚ₂、Ｚ₃、Ｚ_L及び短絡を示す線は全てインピーダンスの例であるということに留意されたい。短絡を示す線はインピーダンス素子で表され、０Ωの抵抗として実現されてもよい。インピーダンス素子Ｚ₁、Ｚ₂、Ｚ₃は典型的には主に抵抗の構成要素により実現されるが、主にリアクタンスのインピーダンス素子が使用されてもよい。当業者はこのことを理解可能であり、インピーダンス素子の型の変更が必要であれば本開示の教示を適宜修正することが可能である。本開示の情報を消化後に理解されるが、伝送される電力を最大化するための負荷インピーダンスＺ_Lの１つの構成は、インピーダンスが１つもインピーダンスポートＺ_L1、Ｚ_L2に渡って接続されていないことに対応する可能性が最も高い。

【0053】

図９は第１の振幅Ａ₁、第２の振幅Ａ₂を使用し、第３の振幅Ａ₃を導入する送信信号の一例を示す。図９の送信信号は図８ａ又は図８ｂの負荷回路１１５により提供されてもよく、各振幅Ａ₁、Ａ₂、Ａ₃は負荷インピーダンスＺ_Lの関連値に対応する。図９に示される送信信号の長さが例えば図２ｃに示される送信信号の長さと同じであると仮定した場合、１信号あたりの時間Ｔ_sは、図９では、図２ｃの１信号あたりの時間と比較して半分の時間となる。このことは、シンボルレートが２倍になり、データをより速く伝送できるということを意味する。代わりに、電力伝送効率を妥協することなく良好な変調の正確性及び信頼性の高いＳＮＲを保証するために追加の振幅状態を使用してもよい。更に別の可能性は、より高い次数の変調次数が使用されていることを知らない装置１１０、１２０によってデコードされない送信信号中の情報をエンコードするために追加の振幅状態を使用することである。したがって、このことにより、通常の装置には無視されるチャネル間で隠れたメッセージを伝送する方法、又は隠れたメッセージをフィルタするエラー修正機構が可能になる。この機構は例えば認証又は著作権保護目的で使用されてもよい。

【0054】

送信信号の振幅を評価するために、ＡＳＫモジュール１１６、１２６、負荷回路１１５、電力受信回路１１２、又は電力送信回路のうちの何れかが回路、センサ、及び／又はコントローラを備えていてもよい。評価は電力送信装置１２０又は電力受信装置の何れかにより行われてもよい。典型的には電力受信装置である振幅変調を行う装置が、ＡＳＫデータの送信と同時に送信信号の振幅を評価すれば、異なるＡＳＫ振幅における変調に使用する負荷を変更できる。説明を目的とする非限定例として、図８ｂの負荷回路１１５を仮定し、ＡＳＫ変調が第１の振幅Ａ₁及び第２の振幅Ａ₂のみで行われると仮定する。第１の振幅Ａ₁はＺ₂に対応する負荷インピーダンスＺ_Lであり、第２の振幅Ａ₂はＺ₃に対応する負荷インピーダンスＺ_Lであり、すなわち図８ｂの第２のスイッチのみがスイッチングを行い、第１スイッチＳ₁は第１スイッチ第１投Ｓ_1T1に接続している。特定の振幅偏差Ａ_devが期待され振幅偏差Ａ_devがこれよりも低い場合、電力伝送プロセス３００を繰り返すことにつながるコミュニケーションミス又はデータ紛失のリスクがある。また、低い振幅はより少ない電力伝送を意味するため、振幅偏差Ａ_devが高すぎる場合、電力が無駄になる。双方の場合において、Ａ₁、Ａ₂の振幅に対応するスイッチＳ₁、Ｓ₂の位置は、評価された偏差が期待される振幅偏差Ａ_devに近くなるように調整されてもよい。一般的に、しかし必ずしもそうではないが、スイッチＳ₁、Ｓ₂の設定は電力伝送効率が最大化されるように調整されなければならないことを意味する。このことは振幅偏差Ａ_devを減少させなければならない場合、低い状態の送信信号の振幅が増加するように、送信信号の最も低い振幅に対応するスイッチの設定を調整しなければならないことを意味する。類似して、振幅偏差Ａ_devを増加させなければならない場合、この状態における送信信号の振幅が増加されるように、送信信号の最も大きい振幅に対応するスイッチの設定を調整しなければならない。上に示した変化は例であり、振幅偏差Ａ_devを増加させるために送信信号の高い状態の振幅を増加させることが望まれるが、達成するための負荷インピーダンスＺ_Lが入手できない場合、低い状態に対応する負荷インピーダンスＺ_Lが変更されなければならない。

【0055】

ＡＳＫ変調に使用する負荷インピーダンスＺＬを変更するための上記と似た方法で、ＦＳＫに使用する周波数を変更することができる。周波数の変化、すなわち周波数偏差ｆ_devは典型的には電圧制御発振器（ＶＣＯ）又は対応する回路の制御を変更することにより制御される。ＦＳＫ変調を生成するこのような回路は典型的には例えば送信モジュール１２５内のＦＳＫモジュール１２３内に含まれる。ＦＳＫ変調の検出はＦＳＫ変調を行う装置１１０、１２０及びＦＳＫ変調信号を受信する装置１２０、１１０の双方において行うことができる。周波数偏差ｆ_devの検出は様々な正確性、複雑性及びコストを有する数々の方法で行うことができる。ＦＳＫ変調を検出する場合は、特定の設計要求により、どの解決策を選択するかを当業者は理解するであろう。

【0056】

周波数偏差ｆ_devはまた、特に送信周波数ｆ_TXが変更された場合に、電力伝送の効率に影響する。図１０ａにおいて送信信号における振幅Ａ対送信周波数ｆ_TXのプロットの例を示す。観察されるように、振幅Ａは共振周波数ｆ₀と呼ばれるところで最高値を取る。共振周波数ｆ₀は電力伝送の効率が最も良い周波数である。これは電力伝送のインピーダンスに含まれるリアクタンス要素が最小化されていることによるものであり、理想的には電力伝送のインピーダンスは純粋な抵抗となる。図１０ａにおいて、第１の送信周波数ｆ_TX1及び第２の送信周波数ｆ_TX2はそれぞれ、本質的に共振周波数ｆ₀から上と下に同じだけ離れて示されている。この構成はＦＳＫ変調データの送信中に結果的に最も効率のよい電力伝送が行える構成となる。図１０ｂにおいて、送信周波数ｆ_TX1とｆ_TX2は共振周波数ｆ₀よりも上に移動されている。この結果、平均振幅Ａが減少し、及びその結果として電力伝送効率が低下する。

【0057】

前述のように送信信号の振幅を評価することにより、送信周波数ｆ_TXの中心を共振周波数ｆ₀の周辺に置くために上又は下に移動されなければならないかどうかを判定することができる。送信周波数ｆ_TX1、ｆ_TX2の低い周波数における振幅が 送信周波数ｆ_TX1、ｆ_TX2の高い方における振幅よりも低い場合、送信周波数ｆ_TXの周波数が高い方へと移動されなければならない。したがって、送信周波数ｆ_TX1、ｆ_TX2の低い周波数における振幅が送信周波数ｆ_TX1、ｆ_TX2の高い方よりも振幅が高い場合、送信周波数ｆ_TXは周波数が低い方へと移動されなければならない。図１０ｃを参照し、Ｑｉ規格に関する特定の例が詳細に説明される。Ｑｉ規格では、本開示の送信周波数ｆ_TXに類似した動作周波数、及び第１及び第２の送信周波数ｆ_TX1、ｆ_TX2に類似した変調周波数が存在する。システムは動作周波数ｆ_TXでほとんどの時間を過ごすため、この例では、図１０ｃにおいて示されるように、典型的には最適化され、変調周波数ｆ_TX1が少し移動されている。前の章で説明したように、動作周波数すなわち送信周波数ｆ_TX1と、変調周波数すなわち図１０ｃの第１の送信周波数の差は、信頼できる変調度を有するために充分でありながら、電力伝送にインパクトを与えるほど大きすぎないものである必要がある。

【0058】

データ送信中に電力伝送を最適化できることや任意の数の送信周波数ｆ_TXn又は変調振幅Ａ_nを有する更なる変調状態を加えることによりビットレートを増加させることとは別に、これらの追加の変調状態は、無線電力伝送システム１００の規格化された通信を妨害することなく追加の情報を送信するために使用されてもよい。規格化された通信は振幅偏差Ａ_dev及び周波数偏差ｆ_devを許容誤差とともに規定する。より多い変調状態を有することにより、また変調を制御することにより、追加の変調状態は、規格化された通信は規格化されたメッセージを検出するが、変調状態は規格化されたメッセージに並列して追加のメッセージが同時に送信されるものであってもよい。ある実施形態では、偏差Ａ_dev、ｆ_devに関する規格化された通信の許容誤差によって追加の変調状態が選択される。規格化された通信は、例えば変調状態を判定するためにシンボルタイムＴ_sにおける平均的な変調状態を観察するものであってもよく、そのような通信の種類において、シンボルタイムＴ_sにおける平均値が規格化された通信に準拠するよう追加の変調状態が選択されるような実施形態も存在する。別の実施形態では規格化された通信はシンボルタイムＴ_sのセグメントにおける変調状態のみに注目する。本実施形態では、追加の変調状態はシンボルタイムＴ_sセグメントの前及び／又は後の時間を使用する。

【0059】

図１１を参照し、電力伝送プロセス３０８中にデータ送信する方法３１０を詳細に説明する。短く言えば、方法３１０は、信号条件が満たされる場合にデータ通信構成の変更を可能にする。方法３１０は好ましくは、図３を参照して提示された無線充電プロセス３００の電力伝送プロセス３０８が行われている間に実行される。しかしながら、当業者は、このコンセプトが少なくとも電力の誘導伝送を行ういかなるシステムにも適用可能であることを理解する。

【0060】

電力伝送プロセス３０８の間、電力受信装置１１０又は電力送信装置１２０はもう一方の装置１２０、１１０へデータ送信３１１する。一般的には、Ｑｉ規格では、データを電力送信装置１２０へ送信３１１するのは電力受信装置１１０であるが、方法３１０はこの情報の方向には限定されない。データは典型的には第１のデータパケットに含まれ、この第１のデータパケットはＦＳＫ又はＡＳＫ変調のどちらかを使用して送信３１１される。典型的には、電力送信装置１２０が第１のデータパケットを送信３１１するならばＦＳＫを使用して送信３１１が実行され、電力受信装置１１０はＡＳＫを使用して第１のデータパケットを送信３１１する。

【0061】

第１のデータパケットの送信３１１中、第１のデータパケットを送信する装置１１０、１２０は信号条件が満たされているかどうかを判定３１３する。信号条件は直接又は間接的に第１のデータパケットの送信３１１に関連する任意の数の条件であってもよい。信号条件が満たされているかどうかのチェック３１３は第１のデータパケットの送信３１１の間に何度か行われてもよく、又は第１のデータパケットの送信３１１の間に、１回のみ行われてもよい。

【0062】

信号条件が満たされているかどうかの判定３１３を、図１２を参照して更に詳細に例を挙げて説明する。信号条件は、例えば変調パラメーター、ＳＮＲ、振幅等のような、第１のデータパケットを含む信号に関する任意の条件であってもよい。結果的に、信号条件が満たされているかどうかの判定３１３を行うステップは送信信号の評価３１５を含んでもよい。送信信号は送信信号の品質に関する１つ以上のメトリックに関して評価されてもよい。送信信号の変化に関するものであってもよく、又は送信信号に関するメトリックの絶対的な変化に関するものであってもよい。そのような変化及び／又はメトリックは信号品質インジケーター（ＳＱＩ）により表現されてもよい。ＳＱＩは図４ａから図４ｂを参照して説明された変調の正確性のメトリックの変化、周波数偏差の変化、又はシンボルタイムＴ_S、Ｔ_Fs、Ｔ_Asの変化を含んでもよい。シンボルタイムＴ_S、Ｔ_Fs、Ｔ_Asの変化はシンボルレート、すなわちビットレート又は変調速度の変化として観察され得る。ＳＱＩは信号品質に関する任意のメトリックを含んでいてもよく、変調の正確性に限定されない。ＳＱＩがＳＱＩ閾値よりも低い場合、ある１つの信号条件が満たされたと説明されてもよい。図１０ｂに示されるように、ある１つの信号条件は、あるＦＳＫ信号中に振幅偏差Ａ_devが存在することであってもよい。ある１つの信号条件は振幅偏差Ａ_devが振幅閾値よりも高いか又は低いことであってもよい。ある１つの信号条件はＳＮＲがＳＮＲ閾値よりも高いか又は低いことであってもよい。上に示した信号条件の非網羅的な例から、多くの例は送信信号の振幅に関連すると観察され、結果的に信号条件が満たされているかどうかの判定３１３を行う時に送信信号の振幅を評価３１５することには利点がある。

【0063】

引き続き図１２を参照し、また信号条件が満たされているかどうかを判定３１３するステップに関連し、ある１つの随意の機能を説明する。加えて、又は代わりに、第１のデータパケットの送信３１１中にオペレーショナルフィードバックが受信３１７された場合に信号条件は満たされていると判定３１３されてもよい。オペレーショナルフィードバックは第２のデータパケットに含まれていてもよい。オペレーショナルフィードバックは前述のオペレーショナルパラメーターのうち任意のものを含んでいてもよく、又はシステム１００のユーザーによって提供されたフィードバックに関連していてもよい。ある実施形態では、オペレーショナルフィードバックは、第１のパケットを受信する装置１２０、１１０から受信３１７される。これは第１のデータパケットはＡＳＫ又はＦＳＫを使用して送信され、オペレーショナルフィードバックはＡＳＫ又はＦＳＫのもう一方を使用してオペレーショナル情報を送信することにより提供されるために可能である。第１のデータパケットを送信３１１する装置１１０、１２０を、第１のデータパケットの送信３１１中に送信されるオペレーショナル情報を検出するように構成することにより、第１のデータパケットを受信する装置１２０、１１０により第１のデータパケットの受信３１１中にオペレーショナルフィードバックを通信することが可能になる。受信する装置１２０、１１０が第１のパケットの送信３１１の問題又は機会を検出した場合、装置１２０、１１０は送信装置１１０、１２０へこのことの情報を提供してもよく、送信装置１１０、１２０は問題又は機会に関するデータ通信構成を更新してもよい。提示した問題は前述の信号条件のことでもよく、例えば判定されたＳＱＩがＳＱＩ閾値よりも低いことであってもよい。

【0064】

より一般的には、受信装置１２０、１１０（すなわち第１のデータパケットを送信していない装置１１０、１２０）が、第１のパケットを含む信号の信号品質を評価してもよい。第１のパケットを含む信号の品質の評価により信号品質が閾値に見合わない場合は、受信装置１２０、１１０は、ＦＳＫ又はＡＳＫの２つの変調方式のうちの前述の他方を使用してオペレーショナル情報を送信周波数ｆ_TXで送信し、そのことにより前述のオペレーショナルフィードバックを提供してもよい。例えばＳＱＩの形式で表現される評価品質に関する又は評価品質を表すデータは、送信されたオペレーショナル情報に含まれていてもよい。

【0065】

再び図１１を参照し、信号条件が満たされていると判定３１３された場合は、第１のデータパケットを送信する装置１１０、１２０はデータ通信構成を変更３１９する。構成の変更３１９は典型的には満たされたと判定３１３された信号条件に関連し、したがって変更された構成はデータ通信に関する構成である。データ通信構成という用語は一般にデータ通信に関する、また特に第１のデータパケットの送信３１１に関わる全ての種類の構成及び設定を含むことを意図する。構成の変更３１９は単一の構成パラメーターの変化又は幾つかの数個の構成パラメーターの変化であってもよい。変更３１９される構成パラメーターは予め定義された、又は構成可能な構成パラメーターであってもよい。構成パラメーターは送信信号、すなわち第１のパケットを含む信号の変調に関する構成パラメーターであってもよい。構成パラメーターはデータパケットの構造又は構成に関する構成を代わりに又は追加で含んでいてもよい。ある実施形態では、構成パラメーターは第１のデータパケットの送信３１１が再スタートされるようなものである。ある実施形態では、構成の変更３１９は予め定義された、又は構成可能な変調パラメーターのセットのうち１つの変化である。構成を変更３１９する文脈における変調パラメーターは変調インデックス、シンボルレートＴ_s、シンボルあたりのビット数、偏差Ａ_dev、ｆ_dev、送信周波数ｆ_TX等を含む。構成の変更３１９は任意の適切な方法で、そして特に上に提示した方法で達成されてもよい。非限定例として、振幅偏差Ａ_devの変化は図８ａから図８ｂを参照して提示された負荷回路１１５により達成されてもよい。構成の変更における追加の非限定例はシステム１００の動作点を移動することにより達成される。動作点は受信装置１１０の目標電圧及び／又は目標電流及び／又は負荷抵抗を含んでいてもよく、そして／又は電力送信コイル１２３の電圧及び／又は電流及び／又は送信装置１２０の動作周波数を含んでいてもよい。

【0066】

満たされる信号条件によりどの構成を変化させるかを判定するため、信号条件が満たされているかの判定３１３及び構成を変更３１９するステップは互いに関連していてもよい。本開示の以前の章から、当業者はこの関連性の大部分を学んで理解し、方法３１０を実行するときに全てが適用可能であることを理解する。更に、複数の装置を充電する環境の場合、信号条件は送信装置１２０により通信チャネルを最適化するために使用されてもよい。そのような環境では、１つの電力送信装置１２０により提供される同じ送信信号で動作する複数の電力受信装置１１０が存在し得る。電力送信装置１２０の最適な構成は、任意の独立した電力受信装置１１０にとっての最適な構成と一致しなくてもよい。

【0067】

前述の通り、変更３１９を行ってもよい数多くの異なる変調パラメーターが存在する。特定の信号条件が特定の変更３１９を義務付けるが、変更３１９は信号条件に対して充分に及び／又は正しく影響を及ぼさないという実施形態もある。そのような場合は、図１３を参照して、変調パラメーターのセットを有する実施形態が、変調パラメーターのセットが繰り返し変更３１９されるように実装されてもよい。図１３のように可視化された実施形態では、構成を変更３１９するステップに続いて、信号条件が満たされているかどうかを判定３１４する更なるステップが加えられている。信号条件が未だに満たされていると判定３１４される時、又は別の信号条件が満たされていると判定３１４される時、構成はもう一度変更３１６される。この追加の変更３１６は、満たされていると判定３１４される信号条件がなくなるまで繰り返される。ある実施形態では、この追加の変更３１６は、変調パラメーターの設定を繰り返す。別の実施形態では、追加の変更３１６は、変調パラメーターのセット中の各パラメーターに対して、変調の正確性及び／又は伝送された電力のような適切なパラメーターを評価する。変調パラメーターのセット中の全てのパラメーターの信号条件が満たされると、最適な変調の正確性及び／又は電力伝送をもたらすパラメーターが選択される。

【0068】

当業者は構成の変更は１つ以上の構成の変更を含んでもよく、変調パラメーターのセットは変調パラメーターの幾つかの組み合わせになってもよく、この設定を繰り返すことによりこれらの組み合わせの全て又は幾つかが含まれてもよいことを理解する。

【0069】

図１１から図１３の方法３１０中に説明されたステップは例えばＱｉ企画に未だに準拠しているため、実装はシームレスに行うことができ、追加された機能は従来のシステムに影響しない。

【0070】

図５及び図６を参照して例示された電力受信装置１１０及び電力送信装置１２０は両方、上述の方法３１０を実行可能である。装置１１０、１２０は第１のパッケージを送信又は受信してもよい。

【0071】

典型的には、Ｑｉ規格では、電力受信装置１２０が第１のパッケージを送信する装置である。これは図３において説明された電力伝送プロセス３００の電力伝送フェーズ３０８に関連した通信である。このような実施形態では、第１のパッケージは、電力受信装置１１０により送信される制御データである。制御データを含む第１のパッケージが例えば低い変調の正確性及び／又はＳＱＩに悩まされる場合、図１１から図１３を参照して説明された方法３１０は電力受信装置１１０によりこのことを信号条件として検出可能にし、問題を回避し機会を行使するために構成を変更３１９する。電力受信装置１１０は変調の正確性及び／又はＳＱＩが改善されるようにＡＳＫモジュール１１６に例えば必要な調整を行ってもよい。結果、電力伝送フェーズ３０８は選択フェーズ３０２に戻ることなく開始でき、電力伝送プロセス３００の繰り返しを避けることができる。

【0072】

図１１から図１３を参照して説明された新規性及び進歩性を有するプロセス３１０は、プローブ装置１３２を使用して検証、認証、トリミング、及び／又は較正されてもよい。図１４を参照し、テストシステム１３０が紹介される。テストシステム１３０はプローブ装置１３２、解析装置１３４及び随意のホストインターフェース１３６を備える。プローブ装置１３２は誘導型無線電力伝送インターフェース１０５の電磁場を傍受することが出来るように無線電力伝送システム１００内に配置可能である。プローブ装置１３２は解析装置１３４を含むか、解析装置１３４にオペレーション可能に接続されていてもよい。解析装置１３４はホスト装置１３６と通信状態にあってもよい。

【0073】

図１５を参照し、プローブ装置１３２及び関連する解析装置１３４がより詳細に、テストシステム１３０のブロック図において示される。プローブ装置１３２は誘導型無線電力伝送インターフェース１０５内に配置されるピックアップコイル１３３を備える。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、すなわち送信コイル１２７と受信コイル１１７との間に配される。このことにより、無線電力送信及び受信装置１２０、１１０の間で無線電力伝送プロトコル３００、３１０に従って交換される電磁信号を捕捉し、ピックアップコイル１３３が電気信号を生成することができるようになる。解析装置１３４は、プローブ装置１３２に含まれていない場合、解析装置１３４の対応する解析インターフェース１３７を使用してプローブ装置１３２のプローブインターフェース１３４に接続する。解析装置１３４に対してインターフェース１３４、１３７を使用して電磁信号が伝送され、解析装置１３４は処理部１３８を備えている。プローブ装置１３２は更に温度センサ等のその他のセンサを備えていてもよく、これらのセンサからのセンサデータはインターフェース１３４、１３７を介して処理部１３８により受信される。

【0074】

解析装置１３４は典型的には、処理部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。処理は、信号が例えば図３及び図１１から図１３に関連して説明されたプロセス３００、３１０に準拠しているかどうかを判定するために、ピックアップコイル１３３により傍受された信号を解釈することを含んでもよい。解析装置１３４は更に例えばユーザー又は随意のホスト装置１３６に対して判定の結果を出力として提供してもよい。加えて、又は代わりに、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／又は信号のログを取ってもよい。ログは解析装置１３４が備えるか、解析装置１３４に接続されているか、そして／又はユーザー及び／又はホスト装置１３６と通信するメモリ装置に記憶されてもよい。ログは、例えば傾向を検出するため、又は孤立した事象を識別するために、例えばある期間における変調の正確性、タイミング、電力等に関する正確性を判定する目的で解析装置１３４により解析されてもよい。

【0075】

図１６を参照し、解析装置１３４が随意の生成部１３９を備える、テストシステム１３０のある実施形態が示される。生成部１３９はプローブ装置１３２により誘導型無線電力伝送インターフェース１０５に対して吐出される信号を生成してもよい。信号はテスト対象のプロセス３００、３１０に関連する特定のイベントをトリガする信号であってもよい。生成部１３９は、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の品質に影響する、例えばノイズ又はその他の不要な外乱である信号を生成してもよい。外乱信号は、信号条件が満たされるように、図１１から図１３の方法３１０における第１のパケットに影響するように生成されてもよい。この実施形態では、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１１から図１３の方法３１０に準拠しているかどうかを検証することが可能である。

【0076】

上述のように、解析装置１３４は、方法３１０が意図するよう実行されているかどうかを検出し、その点に関する出力を提供するために非常に有用である。出力は内部又は外部の記憶手段、装置のユーザー、又はホスト装置１３６に対して提供されてもよい。短く言えば、プローブ装置１３２は解析装置１３４に対して、無線電力伝送システム１００が電力伝送フェーズ３０８において動作しているかどうかを解析器が判定できるように信号を提供する。その場合、解析装置１３４は電力送信装置１２０又は電力受信装置１１０の一方が第１のデータパケットを送信３１１しているかどうかを検出する。解析装置１３４はデータ通信構成の変更３１９が、第１のパケットを送信する装置１１０、１２０により実行されることを検出する。解析装置１３４は随意に誘導型無線電力伝送インターフェース１０５をモニタし信号条件３１３が満たされているかどうかを検出してもよい。解析装置１３４は更に、例えば信号条件が満たされずにデータ通信構成の変更３１９が実行されたかどうかを検出してもよい。本明細書で説明したプロセス３００、３１０のいかなる逸脱又は違反が検出された場合、解析装置１３４が逸脱又は違反を示す出力を生成する結果となってもよい。

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図2c】

【図3】

【図4a】

【図4b】

【図5】

【図6】

【図7a】

【図7b】

【図8a】

【図8b】

【図9】

【図10a】

【図10b】

【図10c】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【手続補正書】

【提出日】2022-03-23

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

無線電力伝送システム（１００）において電力伝送（３０８）中にデータ送信する方法（３１０）であって、前記無線電力伝送システム（１００）は、送信周波数（ｆTX）で動作している誘導型無線電力伝送インターフェース（１０５）を介して電力を電力受信装置（１１０）へ伝送（３０８）するよう配された電力送信装置（１２０）を備え、前記無線電力伝送システム（１００）は、半二重通信で一方向に周波数偏移変調（ＦＳＫ）を使用して、もう一方向には振幅偏移変調（ＡＳＫ）を使用して情報を伝送（３１１）するように構成され、前記方法（３１０）は
前記電力送信装置（１２０）により、前記送信周波数（ｆTX）で、電力を前記電力受信装置（１１０）へ伝送（３０８）することを含み、前記伝送（３０８）中に
第１のデータパケットを、前記電力送信装置（１２０）又は前記電力受信装置（１１０）のうちの一方により、前記電力送信装置（１２０）又は前記電力受信装置（１１０）のうちの他方へ、前記送信周波数（ｆTX）で、ＦＳＫ又はＡＳＫの２つの変調方法のうち１つを使用して送信（３１１）し、前記送信（３１１）中に、
前記第１のデータパケットの前記送信に関する特定の信号条件が満たされると、前記装置（１１０、１２０）が、前記第１のデータパケットを送信（３１１）することを判定（３１３）し、ここで、信号条件が満たされているかどうかを判定（３１３）することは、前記第１のデータパケットを含む信号の変調の正確性を評価（３１５）することを含み、前記評価（３１５）された変調の正確性が変調の正確性の閾値よりも低ければ、前記信号条件が満たされたと判定され、
前記第１のデータパケットの前記送信に関する前記信号条件が満たされると、前記第１のデータパケットを送信する前記装置（１１０、１２０）のデータ通信構成を変更（３１９）する、
方法（３１０）。

【請求項2】

前記電力送信装置（１２０）はＦＳＫを使用して情報を送信（３１１）しＡＳＫを使用して情報を受信（３１１）し、前記電力受信装置はＡＳＫを使用して情報を送信（３１１）しＦＳＫを使用して情報を受信（３１１）する、請求項１に記載の方法（３１０）。

【請求項3】

前記変更されたデータ通信構成は、
１つ以上の変調インデックス、
１つ以上のシンボルレート、又は
１つ以上のシンボルあたりのビット数、
のうちの少なくとも１つを備え、予め定義された又は構成可能であるうちの１つである変調パラメーターのセットである、請求項１又は２に記載の方法（３１０）。

【請求項4】

前記第１のデータパケットを送信（３１１）する前記装置（１１０、１２０）は前記電力受信装置（１１０）であり、前記変更されたデータ通信構成は振幅偏差の形をとる変調インデックスである、請求項１から３の何れか一項に記載の方法（３１０）。

【請求項5】

前記第１のデータパケットを送信（３１１）する前記装置（１１０、１２０）は前記電力送信装置（１２０）であり、前記変更されたデータ通信構成は前記送信周波数（ｆTX）及び／又は周波数偏差の形をとる変調インデックスの変化である、請求項１から３の何れか一項に記載の方法（３１０）。

【請求項6】

前記変調の正確性を評価（３１５）することは、前記第１のデータパケットを備える前記信号の振幅を評価（３１５）することを含む、請求項１に記載の方法（３１０）。

【請求項7】

前記変更（３１９）を行うステップは、
前記信号条件がもはや満たされなくなると判定されるまで、若しくは、予め定義された、又は構成可能な構成のセットが評価されるまで前記構成を変更（３１９）することを繰り返し行うことを含む、
請求項１から６の何れか一項に記載の方法（３１０）。

【請求項8】

前記繰り返し変更（３１９）することは更に、
信号品質インジケーター（ＳＱＩ）、及び／又は、前記予め定義された、又は構成可能なデータ通信構成のセットのそれぞれへと伝送された電力を評価（３１５）することと、
前記予め定義された、又は構成可能なデータ通信構成のセットのそれぞれに対する少なくとも１つの信号条件が満たされる場合は（３１３、３１４）、最も高いＳＱＩを有した、及び／又は最も多く電力が伝送された前記構成への変更（３１９、３１６）を行うことと、
を含む、請求項７に記載の方法（３１０）。

【請求項9】

前記第１のパケットを受信する前記装置からオペレーショナルフィードバックが受信（３１７）されると、前記信号条件が満たされたと判定（３１３）される、請求項１から８の何れか一項に記載の方法（３１０）。

【請求項10】

前記第１のデータパケットを送信していない前記装置（１１０、１２０）により前記第１のデータパケットを受信することと、前記受信中に、
前記第１のデータパケットを送信しない前記装置（１１０、１２０）により、前記第１のパケットを含む前記信号の信号品質を評価することと、前記第１のデータパケットを含む前記信号の前記評価された品質が信号品質閾値を満たさない場合は、
前記第１のデータパケットを送信しない前記装置（１１０、１２０）によりＦＳＫ又はＡＳＫの２つの変調方式のうちの他方を使用して前記送信周波数（ｆTX）でオペレーショナル情報を送信し、それにより前記オペレーショナルフィードバックを提供することと、
を更に含む、請求項９に記載の方法（３１０）。

【請求項11】

電力送信装置（１２０）からの送信周波数（ｆTX）で動作する誘導型無線電力伝送インターフェース（１０５）を介して電力を受信するために無線電力伝送システム（１００）内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方向に周波数偏移変調（ＦＳＫ）を使用して、そしてもう１方向に振幅偏移変調（ＡＳＫ）を使用して半二重通信で情報を伝送するために構成されていて、前記電力受信装置（１１０）は電力受信回路（１１２）にオペレーション可能に接続された受信コントローラ（１１１）を備え、前記電力受信装置（１１０）は前記電力受信回路（１１２）に
前記電力送信装置（１２０）から前記送信周波数（ｆTX）で電力を受信することであり、前記受信中に
前記電力送信装置（１２０）へ前記送信周波数（ｆTX）で第１のデータパケットを送信することであり、前記送信中に、
前記第１のデータパケットの前記送信に関する信号条件が満たされるかどうかを判定し、ここで、信号条件が満たされているかどうかを判定することは、前記第１のデータパケットを含む信号の変調の正確性を評価することを含み、前記評価された変調の正確性が変調の正確性の閾値よりも低ければ、前記信号条件が満たされたと判定される、ことと、
前記第１のデータパケットの前記送信に関する前記信号条件が満たされると、前記電力受信装置（１１０）のデータ通信構成を変更することと、
を行わせる、電力受信装置（１１０）。

【請求項12】

前記電力受信装置（１１０）の前記機能を請求項２から１０の何れか一項に記載の前記方法（３１０）で更に実行する、請求項１１に記載の電力受信装置（１１０）。

【請求項13】

無線電力伝送システム（１００）内に配置可能な、送信周波数（ｆTX）で動作する誘導型無線電力伝送インターフェース（１０５）を介して電力受信装置（１１０）へ電力を送信するための電力送信装置（１２０）であり、前記無線電力伝送システム（１００）は半二重通信で１方向に周波数偏移変調（ＦＳＫ）を使用して、またもう１方向に振幅偏移変調（ＡＳＫ）を使用して情報を伝送することに構成されていて、前記電力送信装置（１２０）は電力送信回路（１２２）にオペレーション可能に接続された送信コントローラ（１２１）を備え、前記電力送信装置（１２０）は前記電力送信回路（１２２）に
前記電力受信装置（１１０）へ前記送信周波数（ｆTX）で電力を送信することであり、電力の前記送信中に、
前記電力受信装置（１１０）へ前記送信周波数（ｆTX）で第１のデータパケットを送信することであり、前記第１のデータパケットの前記送信中に
前記第１のデータパケットの前記送信に関する信号条件が満たされるかどうかを判定し、ここで、信号条件が満たされているかどうかを判定することは、前記第１のデータパケットを含む信号の変調の正確性を評価することを含み、前記評価された変調の正確性が変調の正確性の閾値よりも低ければ、前記信号条件が満たされたと判定される、ことと、
前記第１のデータパケットの前記送信に関する前記信号条件が満たされると、前記電力送信装置（１２０）のデータ通信構成を変更することと、
を行わせる、電力送信装置（１２０）。

【請求項14】

前記電力送信装置（１２０）の前記機能を請求項２から１０の何れか一項に記載の前記方法（３１０）で更に実行する、請求項１３に記載の電力送信装置（１２０）。

【請求項15】

プローブ装置（１３２）及び解析装置（１３６）を備えるテストシステム（１３０）であって、前記プローブ装置（１３２）は送信周波数（ｆTX）で動作する誘導型無線電力伝送インターフェース（１０５）を介して電力を電力受信装置（１１０）に伝送するために配置された電力送信装置（１２０）を備える無線電力伝送システム（１００）内に配置可能であり、前記無線電力伝送システム（１００）は１方向には周波数偏移変調（ＦＳＫ）を使用して、もう１方向には振幅偏移変調（ＡＳＫ）を使用して半二重通信で情報を伝送するように構成されている種類のものであり、
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、更に前記プローブ解析装置（１３４）を備えるか又は前記プローブ解析装置にオペレーション可能に接続され、
前記解析装置（１３４）は、前記プローブ装置（１３２）が前記無線電力伝送システム（１００）内に配される時、
前記電力送信装置（１２０）により、電力が前記電力受信装置（１１０）へ前記送信周波数（ｆTX）で伝送（３０８）されることを検出し、前記伝送（３０８）中に、
第１のデータパケットが、前記電力送信装置（１２０）又は前記電力受信装置（１１０）のうちの１つにより、前記電力送信装置（１２０）又は前記電力受信装置（１１０）のうちの他方へ、前記送信周波数（ｆTX）で、ＦＳＫ又はＡＳＫの２つの変調方法のうち１つを使用して送信（３１１）されることを検出し、
信号条件が満たされているかどうかを判定し、ここで、前記信号条件が満たされることは、前記第１のデータパケットを含む信号の変調の正確性が変調の正確性の閾値よりも低いことであり、
前記第１のデータパケットを送信する前記装置（１１０、１２０）によるデータ通信構成の変更を検出し、
前記検出に関する情報を出力として提供する、
テストシステム（１３０）。

【請求項16】

データ通信構成の前記変更の検出前に、信号条件が満たされているかどうかを判定することを更に行い、
前記信号条件が満たされることは、前記第１のデータパケットを送信する前記装置（１１０、１２０）に対して前記第１のデータパケットを受信する前記装置（１１０、１２０）によりオペレーショナルフィードバックが提供されることである、請求項１５に記載のテストシステム（１３０）。

【請求項17】

前記信号条件が満たされずに前記構成が変更されたかどうかを更に検出し、その点に関する出力を生成する、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（１３４）が更に、前記解析装置（１３４）により前記信号条件が満たされるように前記誘導型無線電力伝送インターフェース（１０５）へ信号を吐出するよう構成可能な生成部（１３９）を備える、請求項１５から１７の何れか一項に記載のテストシステム（１３０）。

【請求項19】

前記解析装置（１３４）は更に、請求項２から１０に記載の前記方法（３１０）における前記データ構成の変更を検出する、請求項１５から１８の何れか一項に記載のテストシステム（１３０）。

【国際調査報告】