(57)【要約】【課題】  複数の受電器が一つの送電器上に位置し、受電器が送電器によって生成される無線誘導電力信号によって給電されているシナリオにおいて、結合コイルを介した、例えば負荷変調を用いる受電器から送電器への通信は、受電器と送電器間の通信のコリジョンにつながり得る。【解決手段】  負荷変調チャネルはタイムスロットフレームへ分割され、各タイムスロットフレームはタイムスロットのセットを有する。タイムスロットの第一のセットのうちの各タイムスロットを複数の受電器のうちの受電器のための専用タイムスロットとして、タイムスロットの第二のセットのうちのタイムスロットを複数の受電器のうちの任意の受電器による負荷変調のために利用可能な共通タイムスロットとして、割り当てる。【選択図】図１
2018196323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線電力伝送システムのための送電器であって、
前記送電器によって給電される複数の受電器へ電力を供給するための無線誘導電力信号を生成するように構成される少なくとも一つの送電インダクタと、
前記複数の受電器による前記無線誘導電力信号の負荷変調のための負荷変調チャネル上でデータメッセージを受信するための受信器であって、前記負荷変調チャネルはタイムスロットフレームへ分割され、各タイムスロットフレームはタイムスロットのセットを有する、受信器と、
前記複数の受電器へ前記タイムスロットのセットのうちのタイムスロットを割り当てるように構成されるタイムスロットプロセッサであって、タイムスロットの第一のセットのうちの各タイムスロットを前記複数の受電器のうちの受電器のための専用タイムスロットとして、タイムスロットの第二のセットのうちのタイムスロットを前記複数の受電器のうちの任意の受電器による負荷変調のために利用可能な共通タイムスロットとして、割り当てるように構成される、タイムスロットプロセッサと、
前記複数の受電器の各々へ仮ＩＤをリンクするためのＩＤコントローラであって、前記仮ＩＤは前記複数の受電器のうちの各受電器によって異なる、ＩＤコントローラと、
メッセージ中の仮ＩＤ情報に応答して前記複数の受電器からのメッセージに対するソース受電器を決定するように構成される、メッセージプロセッサと
を有し、
前記ＩＤコントローラは、前記複数の受電器のうちの第一の受電器へ第一の仮ＩＤを割り当てるように構成され、前記第一の受電器は第一の専用タイムスロットを割り当てられ、
前記メッセージプロセッサは、第一のメッセージ中の仮ＩＤ情報が前記第一の仮ＩＤを示すことに応答して、共通タイムスロットにおいて受信される第一のメッセージに対するソース受電器を前記第一の受電器として決定するように構成される、
送電器。
【請求項２】
前記第一の仮ＩＤが前記第一の専用タイムスロットの表示を有する、請求項１に記載の送電器。
【請求項３】
前記タイムスロットプロセッサが、前記第一のメッセージを受信することに応答して前記第一の受電器へ共通タイムスロットのセットを割り当てるように構成され、
前記メッセージプロセッサが、前記共通タイムスロットのセットにおいて受信される負荷変調メッセージに対するソース受電器として前記第一の受電器を決定するように構成される、
請求項１に記載の送電器。
【請求項４】
前記共通タイムスロットのセットにおいて受信される、前記第一の仮ＩＤを示す仮ＩＤ情報を有していない、少なくとも一つの負荷変調メッセージに対するソース受電器として、前記第一の受電器を決定するように前記メッセージプロセッサが構成される、請求項３に記載の送電器。
【請求項５】
前記共通タイムスロットのセットにおいて受信されるメッセージの少なくとも一つが前記第一の仮ＩＤを示す仮ＩＤ情報を含む、請求項３又は４に記載の送電器。
【請求項６】
前記第一のメッセージが、前記ソース受電器への電力伝送のための動作パラメータを設定するためのパラメータ設定モードに入るよう前記送電器へ要求する要求メッセージであり、前記送電器が、
前記ソース受電器のためのパラメータを設定するように前記パラメータ設定モードを適応させるように構成される設定プロセッサを有する、
請求項１に記載の送電器。
【請求項７】
メッセージタイプのセットが前記パラメータ設定モードに特異的であり、前記メッセージプロセッサは、前記パラメータ設定モードがアクティブであるときに、前記メッセージタイプのセットに属するタイプの受信メッセージを前記ソース受電器へ割り当てるように構成される、請求項６に記載の送電器。
【請求項８】
前記送電器が前記第一の受電器に対するパラメータ設定モードで動作している場合、第二の受電器に対するパラメータ設定モードに入る要求を拒絶するように前記送電器が構成される、請求項６又は７に記載の送電器。
【請求項９】
前記ＩＤコントローラが、
基準を満たすタイムスロットのセットにおいて前記第一の受電器からメッセージが受信されないことの検出、
電力伝送終了メッセージが前記第一の受電器から受信されること、
前記第一の受電器への電力伝送セッションの終了、及び
前記第一の受電器のための専用タイムスロットの解放、
のうちの少なくとも一つに応答して、前記第一の仮ＩＤと前記第一の受電器との間のリンクを終了させるように構成される、請求項１に記載の送電器。
【請求項１０】
送電器の少なくとも一つの送電インダクタによって生成される無線誘導電力信号を介して複数の受電器へ電力伝送を提供するように構成される送電器を含む無線電力伝送システムのための受電器であって、
前記無線誘導電力信号から電力を抽出するように構成される少なくとも一つの受電インダクタと、
前記無線誘導電力信号の負荷変調によって前記送電器へデータメッセージを送信するための送信器と、
前記受電器へ割り当てられる専用タイムスロットにおいて、又は前記複数の受電器のうちの任意の受電器による負荷変調のために利用可能な共通タイムスロットにおいて、前記データメッセージを送信するよう前記送信器を制御するように構成されるタイムスロットコントローラと、
共通タイムスロットにおいて送信される少なくとも一つのデータメッセージに、前記受電器へ割り当てられる第一の仮ＩＤを示す仮ＩＤ情報を含めるように構成されるメッセージ生成器と
を有する、受電器。
【請求項１１】
前記仮ＩＤが前記受電器へ割り当てられる専用タイムスロットを示す、請求項１０に記載の受電器。
【請求項１２】
無線誘導電力信号を介して複数の受電器へ電力伝送を提供するように構成される送電器を有する無線電力伝送システムであって、前記送電器が、
前記無線誘導電力信号を生成するように構成される少なくとも一つの送電インダクタと、
前記複数の受電器による前記無線誘導電力信号の負荷変調のための負荷変調チャネル上でデータメッセージを受信するための受信器であって、前記負荷変調チャネルはタイムスロットフレームへ分割され、各タイムスロットフレームはタイムスロットのセットを有する、受信器と、
前記複数の受電器へ前記タイムスロットのセットのうちのタイムスロットを割り当てるように構成されるタイムスロットプロセッサであって、タイムスロットの第一のセットのうちの各タイムスロットを前記複数の受電器のうちの受電器のための専用タイムスロットとして、タイムスロットの第二のセットのうちのタイムスロットを前記複数の受電器のうちの任意の受電器による負荷変調のために利用可能な共通タイムスロットとして、割り当てるように構成される、タイムスロットプロセッサと、
前記複数の受電器の各々へ仮ＩＤをリンクするためのＩＤコントローラであって、前記仮ＩＤは前記複数の受電器のうちの各受電器によって異なる、ＩＤコントローラと、
メッセージ中の仮ＩＤ情報に応答して前記複数の受電器からのメッセージに対するソース受電器を決定するように構成される、メッセージプロセッサと
を有し、
前記ＩＤコントローラは、前記複数の受電器のうちの第一の受電器へ第一の仮ＩＤを割り当てるように構成され、前記第一の受電器は第一の専用タイムスロットを割り当てられ、
前記メッセージプロセッサは、第一のメッセージ中の仮ＩＤ情報が前記第一の仮ＩＤを示すことに応答して、共通タイムスロットにおいて受信される第一のメッセージに対するソース受電器を前記第一の受電器として決定するように構成され、
前記複数の受電器のうちの少なくとも一つの受電器が、
前記無線誘導電力信号から電力を抽出するように構成される少なくとも一つの受電インダクタと、
前記無線誘導電力信号の負荷変調によって前記送電器へデータメッセージを送信するための送信器と、
前記受電器へ割り当てられる専用タイムスロットにおいて、又は前記複数の受電器のうちの任意の受電器による負荷変調のために利用可能な共通タイムスロットにおいて、前記データメッセージを送信するよう前記送信器を制御するように構成されるタイムスロットコントローラと、
共通タイムスロットにおいて送信される少なくとも一つのデータメッセージに、前記受電器へ割り当てられる第一の仮ＩＤを示す仮ＩＤ情報を含めるように構成されるメッセージ生成器と
を有する、
無線電力伝送システム。
【請求項１３】
無線電力伝送システムの送電器のための動作方法であって、
前記送電器によって給電される複数の受電器へ電力を供給するための無線誘導電力信号を生成するステップと、
前記複数の受電器による前記無線誘導電力信号の負荷変調のための負荷変調チャネル上でデータメッセージを受信するステップであって、前記負荷変調チャネルはタイムスロットフレームへ分割され、各タイムスロットフレームはタイムスロットのセットを有する、ステップと、
前記複数の受電器へ前記タイムスロットのセットのうちのタイムスロットを割り当てるステップであって、タイムスロットプロセッサが、タイムスロットの第一のセットのうちの各タイムスロットを前記複数の受電器のうちの受電器のための専用タイムスロットとして、タイムスロットの第二のセットのうちのタイムスロットを前記複数の受電器のうちの任意の受電器による負荷変調のために利用可能な共通タイムスロットとして、割り当てるように構成される、ステップと、
前記複数の受電器の各々へ仮ＩＤをリンクするステップであって、前記仮ＩＤは前記複数の受電器のうちの各受電器によって異なる、ステップと、
メッセージ中の仮ＩＤ情報に応答して前記複数の受電器からのメッセージに対するソース受電器を決定するステップと
を有する、方法において、
リンクするステップが、前記複数の受電器のうちの第一の受電器へ第一の仮ＩＤをリンクするステップを有し、前記第一の受電器は第一の専用タイムスロットを割り当てられ、
前記ソース受電器を決定するステップが、第一のメッセージ中の仮ＩＤ情報が前記第一の仮ＩＤを示すことに応答して、共通タイムスロットにおいて受信される第一のメッセージに対するソース受電器を前記第一の受電器として決定するステップを有する、
動作方法。
【請求項１４】
送電器の少なくとも一つの送電インダクタによって生成される無線誘導電力信号を介して複数の受電器へ電力伝送を提供するように構成される送電器をさらに含む無線電力伝送システムの受電器のための動作方法であって、
前記無線誘導電力信号から電力を抽出するステップと、
前記無線誘導電力信号の負荷変調によって前記送電器へデータメッセージを送信するステップと、
前記受電器へ割り当てられる専用タイムスロットにおいて、又は前記複数の受電器のうちの任意の受電器による負荷変調のために利用可能な共通タイムスロットにおいて、前記データメッセージを送信するよう送信器を制御するステップと、
共通タイムスロットにおいて送信される少なくとも一つのデータメッセージに、前記受電器へ割り当てられる第一の仮ＩＤを示す仮ＩＤ情報を含めるステップと
を有する、動作方法。
【請求項１５】
無線誘導電力信号を介して複数の受電器へ電力伝送を提供するように構成される送電器を有する無線電力伝送システムのための動作方法であって、
前記送電器が、
前記送電器によって給電される複数の受電器へ電力を供給するための前記無線誘導電力信号を生成するステップと、
前記複数の受電器による前記無線誘導電力信号の負荷変調のための負荷変調チャネル上でデータメッセージを受信するステップであって、前記負荷変調チャネルはタイムスロットフレームへ分割され、各タイムスロットフレームはタイムスロットのセットを有する、ステップと、
前記複数の受電器へ前記タイムスロットのセットのうちのタイムスロットを割り当てるステップであって、タイムスロットプロセッサが、タイムスロットの第一のセットのうちの各タイムスロットを前記複数の受電器のうちの受電器のための専用タイムスロットとして、タイムスロットの第二のセットのうちのタイムスロットを前記複数の受電器のうちの任意の受電器による負荷変調のために利用可能な共通タイムスロットとして、割り当てるように構成される、ステップと、
前記複数の受電器の各々へ仮ＩＤをリンクするステップであって、前記仮ＩＤは前記複数の受電器のうちの各受電器によって異なる、ステップと、
メッセージ中の仮ＩＤ情報に応答して前記複数の受電器からのメッセージに対するソース受電器を決定するステップと
を実行し、
リンクするステップが、前記複数の受電器のうちの第一の受電器へ第一の仮ＩＤをリンクするステップを有し、前記第一の受電器は第一の専用タイムスロットを割り当てられ、
前記ソース受電器を決定するステップが、第一のメッセージ中の仮ＩＤ情報が前記第一の仮ＩＤを示すことに応答して、共通タイムスロットにおいて受信される第一のメッセージに対するソース受電器を前記第一の受電器として決定するステップを有する、
方法において、
少なくとも前記第一の受電器が、
前記無線誘導電力信号から電力を抽出するステップと、
前記無線誘導電力信号の負荷変調によって前記送電器へデータメッセージを送信するステップと、
前記受電器へ割り当てられる専用タイムスロットにおいて、又は前記複数の受電器のうちの任意の受電器による負荷変調のために利用可能な共通タイムスロットにおいて、前記データメッセージを送信するよう送信器を制御するステップと、
共通タイムスロットにおいて送信される少なくとも一つのデータメッセージに、前記受電器へ割り当てられる第一の仮ＩＤを示す仮ＩＤ情報を含めるステップと
を実行する、動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は誘導電力伝送に関し、特に、限定されないが、Ｑｉ電力伝送システムからの一部のメッセージに対応する誘導電力伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
利用されているポータブルデバイス及びモバイルデバイスの数と種類はこの１０年で爆発的に増加した。例えば、携帯電話、タブレット、メディアプレーヤなどの使用は当たり前になっている。こうしたデバイスは一般的に内蔵バッテリによって給電され、典型的な使用シナリオはバッテリの充電若しくは外部電源からのデバイスの直接配線給電を要することが多い。
【０００３】
ほとんどの今日のシステムは外部電源から給電されるために配線及び／又は明示的な電気接点を要する。しかしながら、これは非実用的な傾向があり、ユーザがコネクタを物理的に挿入するか若しくはそうでなければ物理的電気接点を確立することを要する。これはまた、ワイヤの長さを導入することによりユーザにとって不都合な傾向もある。典型的には、電力要求も著しく異なり、現在ほとんどのデバイスはその専用電源を備え、典型的なユーザは各電源が特定デバイス専用である多数の異なる電源を持つことになる。内蔵バッテリの使用は使用中に電源への配線接続の必要性を防止し得るが、これはバッテリが充電（若しくは費用のかかる交換）を必要とすることになるので部分的な解決法を提供するに過ぎない。バッテリの使用はデバイスの重量を、潜在的にコストとサイズを大幅に増す可能性もある。
【０００４】
著しく改善されたユーザ経験を提供するために、電力が送電デバイス内の送電コイルから個々のデバイス内の受電コイルへ誘導伝送される無線電源を使用することが提案されている。
【０００５】
磁気誘導を介した送電は、一次送電コイルと二次受電コイルの間に密結合を持つ変圧器において主に適用される、周知の概念である。一次送電コイルと二次受電コイルを二つのデバイス間に分離することによって、疎結合変圧器の原理に基づいてこれらのデバイス間の無線電力伝送が可能になる。
【０００６】
こうした構成はいかなる配線若しくは物理的電気接続が作られることも要することなくデバイスへの無線電力伝送を可能にする。実際、これはデバイスが充電されるか若しくは外部から給電されるために送電コイルに隣接して、若しくはその上に置かれることを容易く可能にし得る。例えば、送電デバイスは水平面を備えることができ、その上にデバイスが給電されるために容易く置かれることができる。
【０００７】
無線電力伝送システムの一例はＵＳ２０１３／０２３４６６１Ａ１において提供され、これは無線送電デバイスが無線受電デバイスとの通信に基づいてこれらへ電力を供給するシステムを開示する。通信は無線受電デバイスの各々へのＩＤの個々の割り当てに基づく。
【０００８】
さらに、こうした無線電力伝送装置は送電デバイスが様々な受電デバイスと使用されることができるように都合よく設計され得る。特に、Ｑｉ規格として知られる無線電力伝送規格が規定されており、現在さらに開発が進んでいる。この規格はＱｉ規格に適合する送電デバイスが同様にＱｉ規格に適合する受電デバイスと使用されることを、これらが同じ製造業者のものであるか若しくは相互に専用品である必要なしに可能にする。Ｑｉ規格はさらに（例えば特定電力ドレインに依存して）動作を特定受電デバイスに適応させるための何らかの機能を含む。
【０００９】
Ｑｉ規格はワイヤレスパワーコンソーシアムによって策定され、詳細は例えばそのウェブサイト：http://www.wirelesspowerconsortium.com/index.htmlで見られる。
【００１０】
Ｑｉ無線電力規格は送電器が受電器へ保証電力を供給することができなければならないと記述する。必要な特定電力レベルは受電器の設計によって決まる。保証電力を指定するために、条件の各々に対する保証電力レベルを記述するテスト受電器及び負荷条件のセットが定義される。
【００１１】
Ｑｉは元来５Ｗ未満の電力ドレインを持つデバイスとみなされるローパワーデバイスのための無線電力伝送を規定した。この規格の範囲内に含まれるシステムは送電器から受電器へ電力を伝送するために二つの平面コイル間の誘導結合を使用する。二つのコイル間の距離は典型的には５ｍｍである。この距離を少なくとも４０ｍｍまで拡張することが可能である。
【００１２】
Ｑｉ規格は互換デバイスが満たさなければならない様々な技術的要件、パラメータ、及び操作手順を規定する。
【００１３】
通信
Ｑｉ規格は受電器から送電器への通信をサポートし、それによって、送電器が特定受電器に適応することを可能にし得る情報を受電器が提供することを可能にする。現在の規格では、受電器から送電器への一方向通信リンクが規定されており、アプローチは受電器が制御素子であるという原理に基づく。送電器と受電器間の電力伝送を準備し制御するために、受電器は特に送電器へ情報を通信する。
【００１４】
一方向通信は受電器が負荷変調を実行することによって達成され、受電器によって二次受電コイルに印加される負荷は電力信号の変調をもたらすように変更される。得られる電気特性の変化（例えば電流引き込みの変動）は送電器によって検出され、デコード（復調）され得る。
【００１５】
従って、物理層において、受電器から送電器への通信チャネルはデータキャリアとして電力信号を使用する。受電器は負荷を変調し、これは送電コイル電流若しくは電圧の振幅及び／又は位相の変化によって検出される。データはバイト及びパケットでフォーマットされる。
【００１６】
より詳しくはＱｉ無線電力仕様（バージョン１．０）パート１チャプタ６を参照のこと。
【００１７】
システム制御
無線電力伝送システムを制御するために、Ｑｉ規格はシステムが動作の異なる時間においてとり得る複数のフェーズ若しくはモードを規定する。より詳しくはＱｉ無線電力仕様（バージョン１．０）パート１チャプタ５を参照のこと。
【００１８】
システムは以下のフェーズにあり得る：
【００１９】
選択フェーズ
このフェーズはシステムが使用されないとき、すなわち送電器と受電器の間に結合がない（すなわち受電器が送電器の近くにない）ときの典型的なフェーズである。
【００２０】
選択フェーズにおいて、送電器はスタンバイモードにあり得るが、オブジェクトが存在する可能性を検出するために感知する。同様に、受電器は電力信号の存在を待機する。
【００２１】
ピンフェーズ
送電器が、例えばキャパシタンス変化により、オブジェクトが存在する可能性を検出する場合、システムは送電器が（少なくとも断続的に）電力信号を供給するピンフェーズへ移る。この電力信号は受電器によって検出され、受電器は送電器への初期パッケージの送信に移る。特に、受電器が送電器のインターフェース上に存在する場合、受電器は初期信号強度パケットを送電器へ通信する。信号強度パケットは送電コイルと受電コイル間の結合度の指標を与える。信号強度パケットは送電器によって検出される。
【００２２】
識別及び構成フェーズ
そして送電器と受電器は、受電器が少なくとも識別子と所要電力を通信する識別及び構成フェーズに移る。情報は負荷変調によりマルチデータパケットで通信される。送電器は負荷変調が検出されることを可能にするために識別及び構成フェーズ中一定電力信号を維持する。特に、送電器はこの目的で（負荷変調によって生じる変化を除き）一定振幅、周波数、及び位相で電力信号を供給する。
【００２３】
実際の電力伝送の準備において、受電器はその電子機器を起動するために受信信号を適用し得るが、その出力負荷を切断したままにする。受電器はパケットを送電器へ通信する。これらのパケットは識別及び構成パケットなどの必須メッセージを含むか、又は拡張識別パケット若しくはパワーホールドオフパケットなど何らかの定義済みオプションメッセージを含み得る。
【００２４】
送電器は受電器から受信した情報に従って電力信号の構成へと移る。
【００２５】
電力伝送フェーズ
そしてシステムは、送電器が所要電力信号を供給し、受電器が出力負荷を接続してそれに受信電力を供給する電力伝送フェーズへと移る。
【００２６】
このフェーズ中、受電器は出力負荷条件をモニタリングし、特に所定動作点の実際の値と所望の値との間の制御エラーを測定する。これはこれらの制御エラーを制御エラーメッセージにおいて例えば２５０ｍｓ毎の最低レートで送電器へ通信する。これは送電器へ受電器の継続的な存在の表示を与える。加えて制御エラーメッセージは、送電器が報告されたエラーを最小化するように電力信号を適応させる閉ループ電力制御を実施するために使用される。特に、動作点の実際の値が所望の値に等しい場合、受電器は値ゼロの制御エラーを通信し、電力信号に変化を生じない。受電器がゼロと異なる制御エラーを通信する場合、送電器は電力信号を然るべく調節する。
【００２７】
現在のＱｉ規格は多くのシナリオとアプリケーションにおいて効率的な電力伝送と魅力的なユーザ経験を提供するが、ユーザ経験をさらに充実させ、性能と動作を改良することが望ましい。従って、Ｑｉ規格をさらに発展させる取り組みが進行中である。かかる取り組みは、例えば可能な電力レベルを実質的に増大すること、単一の送電器によって多数の受電器を同時にサポートすることなど、新たな特徴を導入することを含む。
【００２８】
Ｑｉ規格のさらなる発展の一部として、規格によってサポートされる通信が増強されている。特に、送電器から受電器への通信が導入されている。その意図は、送電器から受電器への低データレート通信リンクを導入することである。リンクの低帯域幅は既存の通信機能に対する影響の減少を伴って、新たな通信機能の実装と導入の促進を可能にする。このように、既存のアプローチ及び機器との改良された互換性が実現される。従って、送電器から受電器への通信は受電器から送電器への通信と比較して大幅に制限されやすい。
【００２９】
双方向通信は電力伝送用の動作パラメータを設定するための追加オプションフェーズの導入をさらに可能にした。このフェーズはネゴシエーションフェーズとして知られ、受電器と送電器が、受電器から送電器へ、及び送電器から受電器への通信両方に依存するネゴシエーションプロトコルに基づいて追加パラメータをネゴシエーションすることを可能にする。具体的に、ネゴシエーションフェーズは、送電器がサポートするか否かを受電器が知らないパラメータの設定を可能にする（例えばそれらは後の規格改訂で導入され得る）。双方向通信は送電器が受電器によって提案されるパラメータ設定を容認するか拒絶するかを示すことを可能にする。一例として、受電器は全送電器によって保証される最低値よりも高い電力レベルを設定したいかもしれない。特定の送電器はこれが要求電力レベルをサポートするか否かを示す応答を供給し得る。パラメータの設定はこのように送電器と受電器間のネゴシエーションの一部であり、受電器によって決定づけられるばかりではない。
【００３０】
一般に、向上した機能、柔軟性及び性能を提供するようにＱｉ規格をさらに発展させることが望ましい。しかしながら、かかる標準規格の開発は非常に注意深くなされなければならず、例えば後方互換性を最適化し、例えば非同期双方向通信など、他の進展と互換性があるよう努めなければならない。
【００３１】
従来、Ｑｉシステムなどの電力伝送システムは、単一の送電器が一度に一つの受電器へ電力を供給する、送電器と受電器の間の一対一の関係に基づく。しかしながら、一つの送電器が複数の受電器へ同時に電力を伝送することができるようにすることが望ましい。しかしながら、かかるシナリオにとって重要な問題は、どのようにしてコンフリクトや干渉を生じることなく一つの送電器と複数の受電器の間で適切な通信を可能にするかということである。例えば、二つの受電器が個々に負荷変調を使用して送電器へデータメッセージを送信する場合、一つより多くの受電器からのデータメッセージの同時通信はコリジョンと干渉を生じ、これは典型的には両データメッセージの損失をもたらす。
【００３２】
具体的に、複数の受電器が一つの送電器上に位置し、受電器が送電器によって生成される無線誘導電力信号によって給電されているシナリオにおいて、結合コイルを介した、例えば負荷変調を用いる受電器から送電器への通信は、受電器と送電器間の通信のコリジョンにつながり得る。
【００３３】
この問題は、送電器が比較的大きな送電コイルを持ち、その上に複数の受電器が置かれることができ、これらの受電器が電力を受信するため及び送電器へ通信するために同じ送電コイルを共有することになる場合に、明らかに生じる。しかしながら、これは例えば各受電器が一つ以上の送電コイルにより直接的に結合され得るよう、送電器が並行して駆動される複数の（より小さい）送電コイルを持つシナリオにおいても生じる。
【００３４】
さらに、いかなる他の受電器の挙動も個々の受電器によって検出されることができないことが多いので、受電器は典型的にはこれらにその送信を適応させることができない。例えば、受電コイルは送電コイルに弱く結合され得る。かかるシナリオにおいて、異なる受電器のコイル間の結合は典型的には非常に低くなる。従って、一つの受電器による電力信号の負荷変調は典型的には別の受電器によって検出されることができない。
【００３５】
従って改良された無線電力伝送が有利になり得、特に、柔軟性の増大、効率の向上、実施容易化、後方互換性の増大、複雑性の低減、改良された通信制御、複数受電器のサポートの向上、及び／又は改良された性能を可能にするアプローチが有利であり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３６】
従って、本発明は好適には上述の欠点の一つ以上を単独で若しくは任意の組み合わせで軽減、緩和若しくは除去しようとする。
【課題を解決するための手段】
【００３７】
本発明の一態様によれば、無線電力伝送システムのための送電器が提供され、送電器は、送電器によって給電される複数の受電器へ電力を供給するための無線誘導電力信号を生成するように構成される少なくとも一つの送電インダクタと；複数の受電器による無線誘導電力信号の負荷変調のための負荷変調チャネル上でデータメッセージを受信するための受信器であって、負荷変調チャネルはタイムスロットフレームへ分割され、各タイムスロットフレームはタイムスロットのセットを有する、受信器と；複数の受電器へタイムスロットのセットのうちのタイムスロットを割り当てるように構成されるタイムスロットプロセッサであって、タイムスロットの第一のセットのうちの各タイムスロットを複数の受電器のうちの受電器のための専用タイムスロットとして、タイムスロットの第二のセットのうちのタイムスロットを複数の受電器のうちの任意の受電器による負荷変調のために利用可能な共通タイムスロットとして、割り当てるように構成される、タイムスロットプロセッサと；複数の受電器の各々へ仮ＩＤをリンクするためのＩＤコントローラであって、仮ＩＤは複数の受電器のうちの各受電器によって異なる、ＩＤコントローラと；メッセージ中の仮ＩＤに応答して複数の受電器からのメッセージに対するソース受電器を決定するように構成されるメッセージプロセッサとを有し、ＩＤコントローラは複数の受電器のうちの第一の受電器へ第一の仮ＩＤを割り当てるように構成され、第一の受電器は第一の専用タイムスロットを割り当てられ；メッセージプロセッサは第一のメッセージ中の仮ＩＤ情報が第一の仮ＩＤを示すことに応答して、共通タイムスロットにおいて受信される第一のメッセージに対するソース受電器を第一の受電器として決定するように構成される。
【００３８】
本発明は無線電力伝送システムの改良された性能及び／又は動作を提供し得る。特に、複数の受電器に対する改良されたサポートが提供され得る。
【００３９】
アプローチは受電器と送電器間の通信を改良し得、特に多くのシナリオにおいて、具体的には負荷変調によって受電器から送信されるデータメッセージの損失など、通信エラーのリスクを軽減し得る。アプローチは具体的には無線誘導電力信号を負荷変調する複数の受電器間のコンフリクト若しくはコリジョンのリスクを軽減し得る。無線誘導電力信号の負荷変調によって形成される通信チャネルの柔軟でありながら信頼できる共有が実現され得る。
【００４０】
アプローチは、異なる通信特性が異なるメッセージタイプに提供され得る、差別化された通信を可能にし得る。これはさらに、送電器が例えば差別化された通信にマッチする差別化されたアプローチを用いて受信メッセージのソースを決定することを可能にする。例えば、専用タイムスロットにおけるメッセージのソースは、どの受電器が専用タイムスロットを割り当てられるかに基づいて決定され得る。しかしながら共通タイムスロットにおけるメッセージのソースは、メッセージの一つ以上に含まれる仮ＩＤ情報に基づいて決定され得る。多くの実施形態において、仮ＩＤ情報若しくはデータは、典型的には１、２、３若しくは４ビットなど、非常に短くなり得る。アプローチはこのように受信メッセージのソースを識別するために必要なデータ量を削減することによって、複数の受電器のサポートによって導入されるオーバーヘッドの軽減を可能にし得る。
【００４１】
無線誘導電力信号は、サポートされる受電器の全部による負荷変調のために利用可能な負荷通信チャネルを提供する、すなわち負荷変調チャネルは複数の受電器によって共有される。複数の受電器へのタイムスロットの割り当ては、受電器がタイムスロットを要求すること及び送電器が要求を容認若しくは拒絶することによってなされ得る。
【００４２】
専用タイムスロットは単一受電器のために確保されるタイムスロットであり得る、すなわちその受電器のみがそのタイムスロットにおいて無線誘導電力信号を負荷変調し得る。専用タイムスロットの割り当ては、例えばその受電器のための電力伝送セッションの全期間など、半永久的であり得る。共通タイムスロットは、その中で受電器のいずれもが無線誘導電力信号を負荷変調し得るものであり得る、すなわちこれは一つの受電器に明示的に割り当てられないタイムスロットであり得る。
【００４３】
仮ＩＤと受電器のリンクは、例えばＩＤコントローラが仮ＩＤと受電器のペアを有するエントリをメモリへ保存することによってなされ得る。典型的には、送電器は例えば８個の仮ＩＤが３ビット仮ＩＤに対応するなど、少数の可能な仮ＩＤのみをサポートし得る。仮ＩＤは現在の受電器によって解放されるときに他の受電器のために再利用され得る。仮ＩＤは具体的には現在送電器によってサポートされている受電器間の一意的な識別／区別を提供し得るが、受電器それ自体の間の一意的な識別／区別を提供し得ない（及び具体的には全ての可能な受電器間の一意的な識別を提供しない）。
【００４４】
受電器への仮ＩＤのリンクは典型的には受電器へ仮ＩＤを割り当てることに相当するとみなされ得る。本発明のオプションの特徴によれば、第一の仮ＩＤは第一の専用タイムスロットの表示を有する。
【００４５】
これは特に効率的な動作を提供し得、低複雑性の受電器への仮ＩＤの割り当てを可能にし得る。これは受電器に対して仮ＩＤを決定する容易さを提供し得、多くの実施形態において送電器と受電器が独立して仮ＩＤを決定することを可能にし、それによって送電器と受電器の間で仮ＩＤを通信する必要を回避し得る。
【００４６】
本発明のオプションの特徴によれば、タイムスロットプロセッサは第一のメッセージを受信することに応答して第一の受電器へ共通タイムスロットのセットを割り当てるように構成され、メッセージプロセッサは第一の受電器を共通タイムスロットのセットにおいて受信される負荷変調メッセージに対するソース受電器として決定するように構成される。
【００４７】
これは、共通タイムスロットにおいて送信される受電器からの全メッセージにＩＤが含まれる必要がないため、多くの実施形態においてオーバーヘッドを軽減し得る。
【００４８】
本発明のオプションの特徴によれば、メッセージプロセッサは、共通タイムスロットのセットにおいて受信される、第一の仮ＩＤを示す仮ＩＤ情報を有していない、少なくとも一つの負荷変調メッセージに対するソース受電器として、第一の受電器を決定するように構成される。
【００４９】
これは多くの実施形態においてオーバーヘッドが軽減された効率的な動作を可能にし得る。
【００５０】
本発明のオプションの特徴によれば、共通タイムスロットのセットにおいて受信されるメッセージの少なくとも一つは第一の仮ＩＤを示す仮ＩＤ情報を含む。
【００５１】
これは多くの実施形態において動作の信頼性を増す。
【００５２】
本発明のオプションの特徴によれば、第一のメッセージはソース受電器への電力伝送のための動作パラメータを設定するためのパラメータ設定モードに入るよう送電器へ要求する要求メッセージであり、送電器はソース受電器のためのパラメータを設定するようパラメータ設定モードを適応させるように構成される設定プロセッサをさらに有する。
【００５３】
アプローチは受電器のための動作パラメータの設定を変更することを目的とする動作にとって特に有利な動作を提供し得る。受電器は具体的には現在のパラメータを変更するプロセスが開始されることを要求し得る。要求は共通タイムスロットにおいて通信され、それによって柔軟性を提供し、専用タイムスロットにおいて通信されるデータとのコンフリクトを回避し得る。しかしながら、アプローチはさらに、割り込み若しくは修正を要することなく他の受電器が現在の動作（例えば電力伝送）を継続することを可能にしながら、パラメータ設定モードが個々の受電器へ適用されることを可能にする。
【００５４】
パラメータ設定モードは具体的には構成若しくはネゴシエーションフェーズに対応し得る。
【００５５】
本発明のオプションの特徴によれば、メッセージタイプのセットがパラメータ設定モードに特異的であり、メッセージプロセッサはパラメータ設定モードがアクティブであるときにメッセージタイプのセットに属するタイプの受信メッセージをソース受電器へ割り当てるように構成される。
【００５６】
これは、共通タイムスロットにおいて送信される受電器からの全メッセージにＩＤが含まれる必要がないため、多くの実施形態においてオーバーヘッドを軽減し得る。
【００５７】
本発明のオプションの特徴によれば、送電器は、送電器が第一の受電器に対するパラメータ設定モードで動作しているとき、第二の受電器に対するパラメータ設定モードに入る要求を拒絶するように構成される。
【００５８】
これは多くのシナリオにおいて動作の信頼性とロバスト性を増大し得る。
【００５９】
本発明のオプションの特徴によれば、ＩＤコントローラは、基準を満たすタイムスロットのセットにおいて第一の受電器からメッセージが受信されないことの検出、電力伝送終了メッセージが第一の受電器から受信されること、第一の受電器への電力伝送セッションの終了、及び第一の受電器のための専用タイムスロットの解放、のうちの少なくとも一つに応答して、第一の仮ＩＤと第一の受電器との間のリンクを終了させるように構成される。
【００６０】
これは多くの実施形態において改良された動作を提供し得る。
【００６１】
本発明の一態様によれば、送電器の少なくとも一つの送電インダクタによって生成される無線誘導電力信号を介して複数の受電器へ電力伝送を提供するように構成される送電器を含む無線電力伝送システムのための受電器が提供され、受電器は、無線誘導電力信号から電力を抽出するように構成される少なくとも一つの受電インダクタと；無線誘導電力信号の負荷変調によって送電器へデータメッセージを送信するための送信器と；受電器へ割り当てられる専用タイムスロットにおいて、又は複数の受電器のうちの任意の受電器による負荷変調のために利用可能な共通タイムスロットにおいて、データメッセージを送信するよう送信器を制御するように構成されるタイムスロットコントローラと；共通タイムスロットにおいて送信される少なくとも一つのデータメッセージに、受電器へ割り当てられる第一の仮ＩＤを示す仮ＩＤ情報を含めるように構成されるメッセージ生成器とを有する。
【００６２】
本発明の一態様によれば、無線誘導電力信号を介して複数の受電器へ電力伝送を提供するように構成される送電器を有する無線電力伝送システムが提供され、送電器は、無線誘導電力信号を生成するように構成される少なくとも一つの送電インダクタと、複数の受電器による無線誘導電力信号の負荷変調のための負荷変調チャネル上でデータメッセージを受信するための受信器であって、負荷変調チャネルはタイムスロットフレームへ分割され、各タイムスロットフレームはタイムスロットのセットを有する、受信器と、複数の受電器へタイムスロットのセットのうちのタイムスロットを割り当てるように構成されるタイムスロットプロセッサであって、タイムスロットの第一のセットのうちの各タイムスロットを複数の受電器のうちの受電器のための専用タイムスロットとして、タイムスロットの第二のセットのうちのタイムスロットを複数の受電器のうちの任意の受電器による負荷変調のために利用可能な共通タイムスロットとして、割り当てるように構成される、タイムスロットプロセッサと、複数の受電器のうちの各受電器によって異なる仮ＩＤを複数の受電器の各々へリンクするためのＩＤコントローラと、メッセージ中の仮ＩＤ情報に応答して複数の受電器からのメッセージに対するソース受電器を決定するように構成されるメッセージプロセッサとを有し、ＩＤコントローラは複数の受電器のうちの第一の受電器へ第一の仮ＩＤを割り当てるように構成され、第一の受電器は第一の専用タイムスロットを割り当てられ、メッセージプロセッサは第一のメッセージ中の仮ＩＤ情報が第一の仮ＩＤを示すことに応答して、共通タイムスロットにおいて受信される第一のメッセージに対するソース受電器を第一の受電器として決定するように構成され、複数の受電器のうちの少なくとも一つの受電器は、無線誘導電力信号から電力を抽出するように構成される少なくとも一つの受電インダクタと、無線誘導電力信号の負荷変調によって送電器へデータメッセージを送信するための送信器と、受電器へ割り当てられる専用タイムスロットにおいて、又は複数の受電器のうちの任意の受電器による負荷変調のために利用可能な共通タイムスロットにおいて、データメッセージを送信するよう送信器を制御するように構成されるタイムスロットコントローラと、共通タイムスロットにおいて送信される少なくとも一つのデータメッセージに、受電器へ割り当てられる第一の仮ＩＤを示す仮ＩＤ情報を含めるように構成されるメッセージ生成器とを有する。
【００６３】
本発明の一態様によれば、無線電力伝送システムの送電器のための動作方法が提供され、方法は、送電器によって給電される複数の受電器へ電力を供給するための無線誘導電力信号を生成するステップと；複数の受電器による無線誘導電力信号の負荷変調のための負荷変調チャネル上でデータメッセージを受信するステップであって、負荷変調チャネルはタイムスロットフレームへ分割され、各タイムスロットフレームはタイムスロットのセットを有する、ステップと；複数の受電器へタイムスロットのセットのうちのタイムスロットを割り当てるステップであって、タイムスロットプロセッサが、タイムスロットの第一のセットのうちの各タイムスロットを複数の受電器のうちの受電器のための専用タイムスロットとして、タイムスロットの第二のセットのうちのタイムスロットを複数の受電器のうちの任意の受電器による負荷変調のために利用可能な共通タイムスロットとして、割り当てるステップと；複数の受電器のうちの各受電器によって異なる仮ＩＤを複数の受電器の各々へリンクするステップと、メッセージ中の仮ＩＤ情報に応答して複数の受電器からのメッセージに対するソース受電器を決定するステップとを有し；リンクするステップが、複数の受電器のうちの第一の受電器へ第一の仮ＩＤをリンクするステップを有し、第一の受電器は第一の専用タイムスロットを割り当てられ、ソース受電器を決定するステップが、第一のメッセージ中の仮ＩＤ情報が第一の仮ＩＤを示すことに応答して、共通タイムスロットにおいて受信される第一のメッセージに対するソース受電器を第一の受電器として決定するステップを有する。
【００６４】
本発明の一態様によれば、送電器の少なくとも一つの送電インダクタによって生成される無線誘導電力信号を介して複数の受電器へ電力伝送を提供するように構成される送電器をさらに含む無線電力伝送システムの受電器のための動作方法が提供され、方法は、無線誘導電力信号から電力を抽出するステップと；無線誘導電力信号の負荷変調によって送電器へデータメッセージを送信するステップと；受電器へ割り当てられる専用タイムスロットにおいて、又は複数の受電器のうちの任意の受電器による負荷変調のために利用可能な共通タイムスロットにおいて、データメッセージを送信するよう送信器を制御するステップと；共通タイムスロットにおいて送信される少なくとも一つのデータメッセージに、受電器へ割り当てられる第一の仮ＩＤを示す仮ＩＤ情報を含めるステップとを有する。
【００６５】
本発明の一態様によれば、無線誘導電力信号を介して複数の受電器へ電力伝送を提供するように構成される送電器を有する無線電力伝送システムのための動作方法が提供され、方法は、送電器が、送電器によって給電される複数の受電器へ電力を供給するための無線誘導電力信号を生成するステップと；複数の受電器による無線誘導電力信号の負荷変調のための負荷変調チャネル上でデータメッセージを受信するステップであって、負荷変調チャネルはタイムスロットフレームへ分割され、各タイムスロットフレームはタイムスロットのセットを有する、ステップと；複数の受電器へタイムスロットのセットのうちのタイムスロットを割り当てるステップであって、タイムスロットプロセッサが、タイムスロットの第一のセットのうちの各タイムスロットを複数の受電器のうちの受電器のための専用タイムスロットとして、タイムスロットの第二のセットのうちのタイムスロットを複数の受電器のうちの任意の受電器による負荷変調のために利用可能な共通タイムスロットとして、割り当てるように構成される、ステップと；複数の受電器のうちの各受電器によって異なる仮ＩＤを複数の受電器の各々へリンクするステップと；メッセージ中の仮ＩＤ情報に応答して複数の受電器からのメッセージに対するソース受電器を決定するステップとを実行するステップを有し、リンクするステップが、複数の受電器のうちの第一の受電器へ第一の仮ＩＤをリンクするステップを有し、第一の受電器は第一の専用タイムスロットを割り当てられ、ソース受電器を決定するステップが、第一のメッセージ中の仮ＩＤ情報が第一の仮ＩＤを示すことに応答して共通タイムスロットにおいて受信される第一のメッセージに対するソース受電器を第一の受電器として決定するステップを有し、方法は少なくとも第一の受電器が、無線誘導電力信号から電力を抽出するステップと；無線誘導電力信号の負荷変調によって送電器へデータメッセージを送信するステップと；受電器へ割り当てられる専用タイムスロットにおいて、又は複数の受電器のうちの任意の受電器による負荷変調のために利用可能な共通タイムスロットにおいて、データメッセージを送信するように送信器を制御するステップと；共通タイムスロットにおいて送信される少なくとも一つのデータメッセージに、受電器へ割り当てられる第一の仮ＩＤを示す仮ＩＤ情報を含めるステップとを実行するステップを有する。
【００６６】
本発明のこれらの及び他の態様、特徴及び利点は下記実施形態から明らかとなり、それらを参照して解明される。
【００６７】
本発明のこれらの及び他の態様、特徴及び利点は下記実施形態から明らかとなり、それらを参照して解明される。
【００６８】
本発明の実施形態は、ほんの一例として、図面を参照して記載される。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の一部の実施形態にかかる電力伝送システムの要素の一実施例を図示する。
【図２】本発明の一部の実施形態にかかる送電器の要素の一実施例を図示する。
【図３】本発明の一部の実施形態にかかる送電器のためのハーフブリッジインバータの要素の一実施例を図示する。
【図４】本発明の一部の実施形態にかかる送電器のためのフルブリッジインバータの要素の一実施例を図示する。
【図５】本発明の一部の実施形態にかかる受電器の要素の一実施例を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００７０】
以下の記載はＱｉ規格から知られるような電力伝送アプローチを利用する無線電力伝送システムに適用可能な本発明の実施形態にフォーカスする。しかしながら、本発明はこのアプリケーションに限定されず、多くの他の無線電力伝送システムに適用され得ることが理解される。
【００７１】
図１は本発明の一部の実施形態にかかる電力伝送システムの一実施例を図示する。電力伝送システムは送電コイル／インダクタ１０３を含む（若しくはそれに結合される）送電器１０１を有する。システムはさらに受電コイル／インダクタ１０７を含む（若しくはそれに結合される）第一の受電器１０５を有する。電力伝送システムは第二の受電コイル／インダクタ１１１を含む（若しくはそれに結合される）第二の受電器１０９も有する。
【００７２】
システムは送電器１０１から第一及び第二の受電器１０５へ無線誘導電力伝送を提供する。特に、送電器１０１は送電コイル１０３による磁束として伝播される無線誘導電力信号（簡略して電力信号若しくは誘導電力信号ともよばれる）を生成する。電力信号は典型的には約１００ｋＨｚ〜約２００ｋＨｚの周波数を持ち得る。送電コイル１０３と受電コイル１０７，１１１は疎結合であり、従って受電コイル１０７，１１１は送電器１０１から電力信号（の少なくとも一部）をピックアップする。従って、送電コイル１０３から受電コイル１０７，１１１への無線誘導結合を介して送電器１０１から受電器１０５，１０９へ電力が伝送される。電力信号という語は主に送電コイル１０３と受電コイル１０７，１１１の間の誘導信号／磁場（磁束信号）をあらわすために使用されるが、当然のことながら均等によりこれは送電コイル１０３に供給される、若しくは受電コイル１０７，１１１によってピックアップされる電気信号への参照としても考慮され使用され得る。
【００７３】
図１のシステムにおいて、送電器１０１はマルチ受電器（そのうち二つ１０５，１０９が図示される）を同時にサポートする。送電コイル１０３によって磁場が生成され、第一及び第二の受電コイル１０７，１１１の両方がこの磁場内にある。従って、送電コイル１０３によって導入される磁束の変動は、第一及び第二の受電コイル１０７，１１１の両方において電流が誘導される結果をもたらす。具体的に、図１のシステムにおいて第一及び第二の受電コイル１０７，１１１の両方は送電コイル１０３に疎結合である。
【００７４】
以下、送電器１０１と受電器１０５，１０９の動作が、Ｑｉ規格に従って一実施形態を特に参照して記載される（本明細書に記載の（若しくは結果として生じる）修正及び改良を除く）。特に、送電器１０１と受電器１０５，１０９はＱｉ規格バージョン１．０若しくは１．１に記載の動作の大部分に対応し得る（本明細書に記載の（若しくは結果として生じる）修正及び改良を除く）。
【００７５】
電力伝送を制御するために、システムは異なるフェーズ、特に選択フェーズ、ピンフェーズ、識別及び構成フェーズ、及び電力伝送フェーズを介して進行し得る。より詳しくはＱｉ無線電力仕様パート１チャプタ５を参照のこと。
【００７６】
例えば、第一の受電器１０５との通信をセットアップするとき、送電器１０１は最初に、単に受電器の潜在的存在をモニタリングする選択フェーズにあり得る。送電器１０１はこの目的で例えばＱｉ無線電力仕様に記載のような様々な方法を使用し得る。こうした潜在的存在が検出される場合、送電器１０１は電力信号が一時的に生成されるピンフェーズに入る。第一の受電器１０５はその電子機器を起動するために受信信号を適用し得る。電力信号を受信後、受電器１０５は初期パケットを送電器１０１へ通信する。特に、送電器１０１と第一の受電器１０５の間の結合度を示す信号強度パケットが送信される。より詳しくはＱｉ無線電力仕様パート１チャプタ６．３．１を参照のこと。このように、ピンフェーズにおいて受電器１０５が送電器１０１のインターフェースにおいて存在するかどうかが決定される。
【００７７】
信号強度メッセージを受信すると、送電器１０１は識別及び構成フェーズに移る。このフェーズにおいて、受電器１０５は出力負荷を切断したままにし、負荷変調を用いて送電器１０１へ通信する。送電器はこの目的で一定振幅、周波数及び位相の電力信号を供給する（負荷変調によって生じる変化を除く）。メッセージは受電器１０５の要請を受けて自身を構成するために送電器１０１によって使用される。
【００７８】
識別及び構成フェーズの後、システムは、送電器１０１と受電器１０５の間のインタラクティブなネゴシエーションプロセスに基づいて追加動作パラメータが設定される、オプションのネゴシエーションフェーズに移る。
【００７９】
ネゴシエーションフェーズの後、システムは実際の電力伝送が行われる電力伝送フェーズに移る。特に、その電力要求を通信した後、受電器１０５は出力負荷を接続してそれに受信電力を供給する。受電器１０５は出力負荷をモニタリングして所定動作点の実際の値と所望の値との制御エラーを測定する。これは電力信号の変更若しくは変更不要の要望とともにこれらのエラーを送電器１０１に示すために、例えば２５０ｍｓ毎の最低レートで送電器１０１へかかる制御エラーを通信する。
【００８０】
このように、送電器１０１と受電器１０５，１０９の間の電力伝送を準備し制御するために、受電器１０５，１０９は送電器１０１へ情報を通信する。かかる通信はＱｉ規格バージョン１．０及び１．１において標準化されている。
【００８１】
物理レベルで、受電器１０５，１０９の各々から送電器１０１への通信チャネルは、無線誘導電力信号をキャリアとして使用することによって実現される。受電器１０５，１０９は各受電コイル１０７，１１１の負荷を変調することによってデータメッセージを送信する。これは送電器側における電力信号の対応する変動をもたらす。負荷変調は送電コイル電流の振幅及び／又は位相の変化によって、又は代替的に若しくは付加的に送電コイル１０３の電圧の変化によって検出され得る。この原理に基づいて、受電器１０５，１０９はデータを変調することができ、そしてこれは送電器１０１が復調することができる。このデータはバイト及びパケットでフォーマットされる。より詳しくは、Ｑｉ無線電力仕様ともよばれる、http://www.wirelesspowerconsotrium.com/downloads/wirelss-power-specification-part-1.htmlから利用可能な"System description, Wireless Power Transfer, Volume I:Low Power, Part 1:Interface Definition Version 1.0 July 2010, published by the Wireless Power Consortium"、特にチャプタ６：通信インターフェース（又は規格のその後のバージョン）を参照のこと。
【００８２】
このように、システムにおいて、無線誘導電力信号は受電器１０５，１０９による負荷変調のための負荷変調チャネルを提供する。
【００８３】
図２は図１の送電器１０１の一部の要素例を例示する。
【００８４】
図２は、送電コイル１０３に結合され、電力信号を生成してこれを送電コイル１０３へ供給する送電器コントローラ２０１を例示する。従って、送電器コントローラ２０１は送電コイル１０３（及び受電コイル１０７）を介して受電器１０５へ無線誘導電力信号を供給する。
【００８５】
送電器コントローラ２０１は送電コイル１０３へ供給される電流と電圧を生成する。送電器コントローラ２０１は典型的にはＤＣ電圧から交流信号を生成するインバータの形の駆動回路を有する。
【００８６】
図３はハーフブリッジインバータを示す。スイッチＳ１とＳ２は決して同時に閉じられないように制御される。交互にＳ１が閉じられる間にＳ２が開かれ、Ｓ２が閉じられる間にＳ１が開かれる。スイッチは所望の周波数で開閉され、それによって出力において交流信号を生成する。典型的にインバータの出力は共振キャパシタを介して送電コイルへ接続される。図４はフルブリッジインバータを示す。スイッチＳ１とＳ２は決して同時に閉じられないように制御される。スイッチＳ３とＳ４は決して同時に閉じられないように制御される。交互にスイッチＳ１とＳ４が閉じられる間にＳ２とＳ３が開かれ、そしてＳ２とＳ３が閉じられる間にＳ１とＳ４が開かれ、それによって出力において方形波信号を生成する。スイッチは所望の周波数で開閉される。
【００８７】
送電器コントローラ２０１は電力伝送機能を作動させるための制御機能も有し、具体的にはＱｉ規格の要素に従って送電器１０１を作動させるように構成されるコントローラを有し得る。例えば、コントローラはＱｉ規格の識別及び構成フェーズ、並びに電力伝送フェーズを実行するように構成され得る。
【００８８】
実施例において、送電器１０１は送電器コントローラ２０１によって駆動される単一送電コイル１０３を有する。従って、無線誘導電力信号は単一送電コイル１０３によって生成される。しかしながら、他の実施形態では、例えばドライバによって並列に駆動される複数の送電コイルによって無線誘導電力信号が生成され得ることが理解される。具体的に、送電器コントローラ２０１の対応する（依存する）出力信号によって駆動されるマルチ送電コイルが無線誘導電力信号を生成するために使用され得る。例えば、二つの受電器に二つの充電ポイントを提供するために二つの送電コイルが異なる位置に位置付けられ得る。二つのコイルは送電器コントローラ２０１から同じ出力信号を与えられ得る。これはマルチ充電ポイントをサポートするために改良された無線誘導電力信号／磁場の分布を可能にし得る。
【００８９】
送電器１０１は受電器からデータメッセージを受信するように構成される受信器２０３をさらに有する。具体的に、受信器２０３は無線誘導電力信号の負荷変調を検出し、かかる負荷変調をデコードして対応するデータを決定するように構成される。図２に示す通り、受信器２０３は具体的には例えば送電コイル１０３を通る電流の変動を検出することによって負荷変調を検出するように構成され得る。他の実施形態では、例えば送電器コントローラ２０１のインバータへの供給電流変動を検出することなど、他のアプローチが使用され得ることが理解される。
【００９０】
図５は第一の受電器１０５の一部の要素例を例示する。受電器の記載は第一の受電器１０５にフォーカスするが、これは具体的には第二の受電器１０９など、送電器１０１によってサポートされる他の受電器に等しく当てはまり得ることが理解される。
【００９１】
受電コイル１０７は受電器コントローラ５０１に結合され、これは第一の受電器１０５を作動させるための様々な機能を有し、具体的な実施例ではＱｉ規格の態様に従って第一の受電器１０５を作動させるように構成される。例えば、第一の受電器１０５はＱｉ規格の識別及び構成フェーズと電力伝送フェーズを実行するように構成され得る。
【００９２】
受電器コントローラ５０１は電力伝送フェーズ中に無線誘導電力信号を受信して電力を抽出するように構成される。受電器コントローラ５０１は電力伝送フェーズ中に送電器１０１から給電される負荷である電力負荷５０３に結合される。電力負荷５０３は外部電力負荷であり得るが、バッテリ、ディスプレイ、若しくは受電器の他の機能など、受電デバイスの一部であることが多い（例えばスマートフォンの場合電力負荷はスマートフォンの複合機能に対応し得る）。
【００９３】
第一の受電器１０５は、無線誘導電力信号の負荷変調によって送電器１０１へデータメッセージを送信するように構成される負荷変調送信器５０５を有する。従って、負荷変調送信器５０５は無線誘導電力信号によって提供される負荷変調チャネルを用いて送電器１０１へメッセージを送信し得る。データメッセージは例えば識別及び構成フェーズにおける構成メッセージ、若しくは電力伝送フェーズにおける電力制御エラーメッセージであり得る。データメッセージは具体的には１ビット以上を有し、例えば無線誘導電力信号上へ負荷変調され得る。
【００９４】
図１の構成において、送電器１０１によってサポートされる全受電器１０５，１０９は無線誘導電力信号を負荷変調し得る。送電器１０１は負荷を測定すること及び負荷変化を検出することによって送信されたデータを受信し、例えばこれは送電コイル１０３の電流における変化を測定し得る。しかしながら、かかる変動は第一の受電器１０５の負荷変調と第二の受電器１０９の負荷変調の両方によって影響されるので、同時負荷変調は互いに干渉し合うことになる。従って、受電器１０５，１０９が送電器１０１へデータメッセージを同時に送信する場合、負荷変調は干渉し、データメッセージの少なくとも一つがしばしば送電器１０１によって正しく受信されないことになる。これは動作の劣化をもたらし得る。例えば、両受電器１０５，１０９が電力伝送フェーズにある場合、制御エラーメッセージの送信間のコリジョンは劣化した電力制御ループ性能をもたらすことになる。
【００９５】
図１のシステムにおいて、無線誘導電力信号は負荷変調による受電器１０５，１０９から送電器１０１へのメッセージの通信のために負荷変調チャネルの形で通信チャネルを提供する。さらに干渉とコンフリクトのリスクを軽減するために、タイムスロットマルチアクセスアプローチが負荷変調チャネルのために使用され、具体的に負荷変調チャネルは時間ドメインにおいて繰り返しタイムスロットフレームへ分割され、各タイムスロットフレームは複数のタイムスロットを有する。具体的な記載では、各々が（同じ持続期間の）９タイムスロットを有する繰り返しタイムスロットフレームへ負荷変調チャネルが分割されるタイムスロットフレームワークが使用される。実施例において、フレームの９タイムスロットは０‐８と番号付けされ得る。
【００９６】
他の実施例若しくは実施形態の構造では、各タイムスロットフレームにおいて他の数のタイムスロットが使用され得ることが理解される。例えば、多くのシナリオにおいて各タイムスロットフレームは８タイムスロットを有し得る。
【００９７】
システムにおいて、受電器１０５，１０９はタイムスロットにおいて通信するように構成される。従って、受電器が無線誘導電力信号を負荷変調することによってメッセージを送信するとき、これはこのメッセージの持続期間を１タイムスロット以内になるように制約する。従って、異なるタイムスロットにおいて送信する受電器１０５，１０９は互いに干渉しない。
【００９８】
送電器１０１はタイムスロット構造に従うように受電器１０５の通信動作を制御するように構成されるタイムスロットプロセッサ２０５を有する。
【００９９】
タイムスロットプロセッサ２０５は具体的には一つ以上のタイムスロットを受電器へ割り振る／割り当てる／リンクするように構成される。
【０１００】
具体的には、システムにおいて、タイムスロットプロセッサ２０５は専用タイムスロットを受電器１０５，１０９の一つ以上へ割り当て得る。専用タイムスロットは一つの受電器へ、その受電器のための電力伝送セッションの持続期間にわたって特異的に割り当てられ得る。従って、専用タイムスロットはその受電器によってのみ使用されることができ、他の受電器のいずれによっても負荷変調のために利用できない。
【０１０１】
専用タイムスロットの使用は具体的には通信リソースが所与の時間特性で特定受電器のために利用可能であることを保証し得る。例えば、各タイムスロットフレームの１タイムスロットを第一の受電器１０５へ割り当てることによって、第一の受電器１０５が各タイムスロットフレームにおいて送電器１０１へ一つのデータメッセージを送信することができることが保証され得る。このように、一部のメッセージがかなり頻繁に通信され得ることが保証され得る。システムにおいて、専用タイムスロットは受電器１０５，１０９から送電器１０１へタイムクリティカルデータを通信するために使用される。
【０１０２】
典型的には、送電器から受電する受電器１０５，１０９の各々へ一つの専用タイムスロットが割り当てられる。例えば、第一の受電器１０５はタイムスロット＃０を割り当てられ得、第二の受電器１０９はタイムスロット＃１を割り当てられ得る。そして第一の受電器１０５はタイムスロット＃０において特定メッセージにおいてタイムクリティカルデータを送信し得、第二の受電器１０９はタイムスロット＃１において特定メッセージにおいてタイムクリティカルデータを送信し得る。例えば、電力伝送フェーズ中、受電器１０５，１０９は専用タイムスロットを用いて電力制御メッセージを送信し得る。
【０１０３】
専用タイムスロットに加えて、タイムスロットフレームは一つ以上の共通タイムスロットも含む。これらのタイムスロットは個々の受電器へ特異的に（半永久的に）割り当てられるのではなく、送電器１０１から受電する受電器のいずれによっても負荷変調のために利用可能である。
【０１０４】
このように、タイムスロットプロセッサ２０５は個々の受電器へ、これらの受電器のための電力伝送セッションの持続期間にわたっていくらかの特異的タイムスロットを割り当て得る。加えて、アドホックベースで受電器のいずれによっても動的に使用され得る共通タイムスロットとしてタイムスロットのセットが割り当てられ得る。
【０１０５】
送電器１０１と同様に、第一の受電器１０５は、第一の受電器１０５からのデータ送信（すなわち負荷変調）を適切なタイムスロット内になるように制御するように構成されるタイムスロットコントローラ５０７を有する。
【０１０６】
具体的に、タイムスロットコントローラ５０７はタイムクリティカル情報を含むデータメッセージの送信を、第一の受電器１０５へ割り当てられる専用タイムスロット内になるように制御し得る。加えて、これは他のメッセージの送信を共通タイムスロット内になるように制御し得る。例えば、第一の受電器が、例えば割り当てられる保証電力レベルなどのパラメータ設定を変更しようとするシナリオが生じ得る。これは従ってパラメータが変更され得る再ネゴシエーション若しくは再構成フェーズに入る要求を送信し得る。従って、第一の受電器１０５は要求メッセージを送信し、タイムスロットコントローラ５０７はこの送信を共通タイムスロット内になるように制御する。
【０１０７】
図５の実施例において、第一の受電器１０５は送信されるメッセージを生成するメッセージ生成器５０９を有する。これらは送信器５０５へ与えられ、これもタイムスロットコントローラ５０７に結合され、これはメッセージの送信のタイミングをタイムスロット構造内にフィットするように制御する、すなわちこれは必要に応じて専用タイムスロット内に若しくは共通タイムスロット内になるようにメッセージの送信のタイミングを計る。
【０１０８】
システムは従って受電器１０５，１０９から送電器１０１へのデータの送信のために二つの異なる経路を提供する。一つは専用タイムスロットを使用することによる。これらは典型的にはタイムクリティカル情報を伝える、頻繁な間隔で通信されることがわかっている特定メッセージのために独占的に使用される。これらの専用タイムスロットについて、送電器１０１はタイムスロットがどの特定受電器へ割り当てられるかを知ることになり、従ってこれはそこからのメッセージが受信されるソースを知ることになる、すなわちソース受電器がわかる。
【０１０９】
しかしながら、送電器１０１が共通時間間隔においてメッセージを受信するとき、これは受電器１０５，１０９のいずれがメッセージのソースであるかを本質的に知らない。これは多くのシナリオにおいて重大な問題となり得る。例えば、パラメータ設定（例えば割り当てられる最大電力レベル）を変更する再ネゴシエーションフェーズに入る要求メッセージが送電器１０１に対して受信される場合、送電器１０１はこれに同意し、従って要求を肯定応答し得る。そしてこれはパラメータを変更する再ネゴシエーションフェーズに入り得る。しかしながら、どの受電器が再ネゴシエーションを要求しているかを送電器１０１が知らない限り、どの設定を変更すべきか決定することはできない。
【０１１０】
従って、送電器と受電器の間で１対１対応を持つものから、同じ送電器から複数の受電器をサポートするシステムへと無線電力伝送システムを拡張するとき、複数の追加問題が生じる。記載のシステムはタイムスロットアプローチを利用してマルチ受電器をサポートし、加えて受電器からの異なるタイプのデータをサポートするために二つの異なるタイプのタイムスロットを使用する。加えて、図１のシステムは共通タイムスロット上で送信される少なくとも一部のメッセージに対して受電器１０５，１０９へ割り当てられる仮ＩＤを使用する。対照的に、専用タイムスロット上で送信されるメッセージはいかなるＩＤ情報も含まなくてもよい。このように、異なるメッセージによって異なるアプローチが、これらが専用タイムスロットにおいて若しくは共通タイムスロットにおいて送信されるかどうかに依存して、使用され得る。
【０１１１】
図１のシステムにおいて、送電器１０１は、専用タイムスロットを割り当てられる複数の受電器１０５，１０９の各々へ仮ＩＤをリンクするように構成されるＩＤコントローラ２０７を有し、仮ＩＤは異なる受電器によって異なる。仮ＩＤはほとんどの実施形態において非常に短く、実際に多くの実施形態ではいくつの受電器及び／又はタイムスロットがサポートされるかに依存して例えば３ビットに制限され得る。
【０１１２】
一部の実施形態において、ＩＤコントローラ２０７は専用タイムスロットが受電器へ割り当てられるたびに受電器と仮ＩＤをリンクし得る。例えば、受電器が専用タイムスロットの割り当てを要求する場合、送電器１０１は要求の肯定応答と専用タイムスロットの割り当てへと進み得る。さらに要求に応答して、ＩＤコントローラ２０７は受電器への仮ＩＤのリンクへと進む。
【０１１３】
専用タイムスロットと仮ＩＤの割り当ては例えば初期通信中に、例えば構成若しくはネゴシエーションフェーズの直前に起こり得る。例えば、受電器はその第一のメッセージとともに共通タイムスロット上で専用タイムスロットの要求を送信し得る。送電器がいかなるコンフリクトも検出しない場合（例えばタイムスロットがいかなる他の受電器によっても使用されない場合）、送電器は要求の肯定応答へと進み、これは受電器によって使用される共通タイムスロットがここでセッションの持続期間にわたって受電器へ専用タイムスロットとして割り当てられるという結果をもたらす。このように、共通タイムスロットは受電器のための専用タイムスロットになる。これは送電器と受電器の両方によって知られ、従って受電器はこのタイムスロットを用いてメッセージの送信へと進み、送電器はこのタイムスロットにおいて受信されるメッセージがその特定受電器からのものと理解する。
【０１１４】
タイムスロットを割り当てることに加えて、ＩＤコントローラ２０７は受電器に対する仮ＩＤの決定へと進み得る。この仮ＩＤはサポートされる受電器間を区別するために十分に大きければ十分であり、従って非常に短く保たれ得る。典型的には例えば３ビットの仮ＩＤが使用される。
【０１１５】
決定された仮ＩＤは一部の実施形態において受電器へ送信され得る。他の実施形態において、送電器は受電器によって提案されるＩＤを容認し得る。従って、送電器１０１と受電器の両方が仮ＩＤを知ることになる。
【０１１６】
受電器のメッセージ生成器５０９はここで共通タイムスロットにおいて送信される一つ以上のメッセージにおいてこの仮ＩＤを示す仮ＩＤ情報を含めるように進行し得る。具体的に、これは仮ＩＤを直接含むことができる、すなわち仮ＩＤ情報は単に仮ＩＤであり得る。仮ＩＤは非常に短く保たれ得るので、オーバーヘッドが非常に低く保たれる。
【０１１７】
従って、ＩＤコントローラ２０７は仮ＩＤと受電器１０５，１０９の各々との間のリンクを生成する。このように、受電器１０５，１０９の各々は仮ＩＤと関連付けられ、所与の仮ＩＤを示す仮ＩＤ情報を有するメッセージが受信されるとき、送電器１０１は仮ＩＤが可能な受電器１０５，１０９のうちいずれとリンクされる／関連付けられるかを識別することができ、これは従ってサポートされるいずれの受電器がメッセージのソースであるか、すなわち受電器１０５，１０９のいずれがソース受電器であるかを決定することができる。
【０１１８】
この目的で、送電器１０１はメッセージ中の仮ＩＤ情報に応答して複数の受電器１０５，１０９からのメッセージに対するソース受電器を決定するように構成されるメッセージプロセッサ２０９を有する。具体的に、メッセージが共通タイムスロットにおいて受信されるとき、メッセージプロセッサ２０９は仮ＩＤ情報／データを抽出し得、このデータによって示される仮ＩＤを決定し得る。そしてこれはいずれの受電器が仮ＩＤへリンクされるかを決定し、従ってこの受電器がメッセージに対するソース受電器であると決定し得る。
【０１１９】
具体的に、第一の受電器１０５とリンクされる第一の仮ＩＤを示す仮ＩＤ情報を有する第一のメッセージが共通タイムスロットにおいて受信される場合、メッセージプロセッサ２０９は第一のメッセージに対するソース受電器を第一の受電器１０５として決定するように進行する。
【０１２０】
アプローチはこのように複数の受電器１０５，１０９による無線誘導電力信号の負荷変調通信の非常に効率的で信頼できるサポートを提供する。アプローチは柔軟性と低通信オーバーヘッドの両方を提供し、さらにメッセージのソースが確実に特定されることを可能にする。
【０１２１】
前の実施例において、仮ＩＤはＩＤコントローラ２０５によって決定され、送電器１０１から第一の受電器１０５へ通信される。しかしながら、多くの実施形態において、送電器１０１と第一の受電器１０５は追加通信を伴わずに仮ＩＤを決定し得る。
【０１２２】
具体的に、多くの実施形態において、受電器に対する仮ＩＤは受電器へ割り当てられる専用タイムスロットの表示を有し得る。例えば、仮ＩＤは第一の受電器１０５が専用タイムスロットの要求を送信したタイムスロットの番号（すなわち第一の受電器１０５のための専用タイムスロットへ変換される共通タイムスロット）に設定され得る。ＩＤコントローラ２０５は第一の受電器１０５からのいかなる追加情報も伴わずにこのタイムスロット番号を直接決定し得る。同様に、使用されたタイムスロットが専用タイムスロットとして第一の受電器１０５へ割り当てられているという肯定応答を第一の受電器１０５が受信するとき、これは割り当てられた仮ＩＤがこのタイムスロットの番号であるとわかる。このように、それ以上の通信は必要ない。アプローチの特別な利点は、仮ＩＤがこの場合専用タイムスロットの割り当てに自動的に従うということである。このように、専用タイムスロットがある限り仮ＩＤが割り当てられ、従って典型的には仮ＩＤ／専用タイムスロットは電力伝送セッションセットアップ手順中に割り当てられ、割り当ては典型的にはセッションの持続期間にわたって続く。
【０１２３】
多くの実施形態において、第一の仮ＩＤは第一の受電器１０５へ割り当てられる専用タイムスロットの表示を有する。従って、共通タイムスロットにおけるデータメッセージは専用タイムスロットを示す仮ＩＤを有することによって専用タイムスロットにおける送信へリンクされ得る。具体的に、仮ＩＤは専用タイムスロットの番号であり得る。
【０１２４】
多くの実施形態において、共通タイムスロットにおいて送信されるメッセージは具体的には、ソース受電器への電力伝送のための動作パラメータの設定のためのパラメータ設定モードへ入る要求であり得る。
【０１２５】
例えば、第一の受電器１０５は、動作パラメータが電力伝送セッションのために設定され得るネゴシエーション及び／又は構成フェーズに送電器１０１が入ることを要求する要求メッセージを送信し得る。
【０１２６】
Ｑｉなどのシステムにおいて、電力伝送セッションの初期化は典型的には送電器１０１と第一の受電器１０５が一緒に構成フェーズに入ることを含み、ここで例えば最大電力レベル、若しくは受信電力が測定される時間窓など、様々なパラメータが設定される。一部のシステムにおいて、送電器１０１と第一の受電器１０５はネゴシエーションフェーズに入ってもよく、ここで例えば送電器によってサポートされないかもしれないより高い最大電力レベル、若しくは５Ｗのデフォルトを超える保証電力レベルなど、他の動作パラメータが設定され得る。
【０１２７】
構成フェーズとネゴシエーションフェーズの違いは、構成フェーズが第一の受電器１０５から送電器１０１への単方向（一方向）通信のみに基づく一方、ネゴシエーションフェーズは双方向（二方向）通信を利用し得ることであり得る。構成フェーズにおいて、受電器は例えばそれがどのパラメータを要するかを送電器へ単に知らせ得る。そして送電器はそれに従って相応にパラメータを設定しなければならない。ネゴシエーションフェーズにおいて、受電器はパラメータ設定を要求し、そしてこれらのパラメータ設定は送電器によって容認若しくは拒絶され得る。
【０１２８】
一実施例として、これらのフェーズにおいて設定され得る動作パラメータは電力レベルである。全送電器は（妥当な結合と効率性を伴う受電器に対し）最大５Ｗまでをサポートするよう要求され得る。しかしながら、より高い電力が要求される場合、これは交渉される必要がある。このように、受電器はネゴシエーションフェーズにおいてより高い電力レベルを要求し得、そして送電器はこの要求を容認若しくは拒絶し得る。
【０１２９】
しかしながら、動作パラメータが典型的には電力伝送フェーズの初期化中に設定される一方で、時として以前に設定されているパラメータを変更することも望ましい場合がある。例えば、受電器のローディングが大幅に変化する場合があり、従って受電器によって抽出され得る最大保証電力を再交渉することが望ましい場合がある。
【０１３０】
例えば、図１のシステムにおいて、第一の受電器１０５は電力伝送フェーズにおいて動作パラメータが変更されることを望み、従ってこれは送電器１０１が第一の受電器１０５のためのパラメータ設定モードに入ることを要求する要求メッセージの生成へと進み得る。専用タイムスロットが典型的には専用タイムクリティカルデータメッセージの通信によって完全に使い尽くされるかもしれないので、又は例えばシステムが単にかかるメッセージが専用タイムスロットにおいて送信されるために設計されていないかもしれないので、要求メッセージは専用タイムスロットにおいて送信することができないかもしれない。従って、要求メッセージは共通タイムスロットの一つにおいて送信される。
【０１３１】
送電器１０１がパラメータ設定モードに入る（具体的には再構成フェーズ若しくは再ネゴシエーションフェーズに入る）ための要求メッセージを受信するとき、これはパラメータ設定モードへ入るように進行する。具体的には、メッセージプロセッサ２０９が要求メッセージを受信することに応答して、送電器コントローラ２０１が第一の受電器１０５のためのパラメータを設定するパラメータ設定モードへ入れられ得る。
【０１３２】
しかしながら、送電器と受電器の間に１対１対応がある従来のアプローチと対照的に、図１の送電器１０１は、これを要求する特定受電器に対してのみパラメータ設定モードを作動させるべきである、すなわちこの場合は第一の受電器１０５に対してのみパラメータ設定モードに入るべきである一方で、システムは第二の受電器１０９に対しては電力伝送モードを継続すべきである。
【０１３３】
従って、第一の受電器１０５は要求メッセージにおいて仮ＩＤの表示を含むように構成される。具体的に、要求メッセージは第一の受電器１０５へ割り当てられるタイムスロット番号を示すビットを含み得る。
【０１３４】
要求メッセージがメッセージプロセッサ２０９によって受信されるとき、これは仮ＩＤ情報を抽出し、受電器１０５，１０９のいずれがこの情報とリンクされるかを特定する。具体的な実施例において、これはメッセージが第一の受電器１０５から受信されることを決定し、従ってこれはこの情報を送電器コントローラ２０１へ転送するように進行し、これは従って第一の受電器１０５に対し（ただし第二の受電器１０９に対してではなく）パラメータ設定モードに入るように進行する。パラメータ設定モードにあるとき、送電器１０１と第一の受電器１０５は例えば電力伝送初期化中と同じプロトコルとアプローチを用いて動作パラメータを設定するように進行し得る。具体的に、これは事実上再構成及び／又は再ネゴシエーションフェーズを実行し得る。
【０１３５】
一部の実施形態において、パラメータ設定モード中に第一の受電器１０５から送電器１０１へ通信されるメッセージは第一の受電器１０５に対する仮ＩＤも含み得る。このように、以下パラメータ設定メッセージともよばれるこれらのメッセージは、共通タイムスロットにおいて送信され得、それらの各々が第一の受電器１０５の仮ＩＤを有し、それによりメッセージが第一の受電器１０５から出ているものとして特定されることを可能にし得る。
【０１３６】
アプローチは例えば送電器１０１が複数の受電器に対するパラメータ設定モードに同時に入り得るシステムにとって適切であり得る。
【０１３７】
しかしながら、多くの実施形態において、第一の受電器１０５の仮ＩＤが全メッセージに含まれないアプローチが利用され得る。
【０１３８】
具体的に、一部の実施形態において、メッセージタイプのセットはパラメータ設定モードに特異的であり得、従ってこれらのメッセージは受電器がパラメータ設定モードにあるとき（例えば構成フェーズ若しくはネゴシエーションフェーズにあるとき）のみ、この受電器から送信され得、電力伝送フェーズにあるときは送信されない。
【０１３９】
一部の実施形態において、メッセージプロセッサ２０９は共通タイムスロットにおいて受信されるメッセージが、パラメータ設定モードにある受電器からのみ送信されることができるメッセージのタイプに属することを検出し得る。従って、かかるメッセージが受信されるとき、メッセージプロセッサ２０９はこれを、現在このモードにある受電器から生じているものとして、すなわちそれに対し送電器コントローラ２０１がパラメータ設定モードで動作している受電器として、特定するように構成され得る。
【０１４０】
このように、具体的な実施例において、構成若しくはネゴシエーションフェーズにある受電器によってのみ送信され得るメッセージが受信される場合、第一の受電器１０５のみが送電器コミュニケータ５０１がパラメータ設定モードに入ることを要求したので、メッセージプロセッサ２０９はこのメッセージが第一の受電器１０５から受信されると決定する。このように、このシナリオにおいて、第一の受電器１０５は第一の受電器１０５に対するいかなる仮ＩＤも含むことなく、これらのフェーズにおいてのみ送信されることができるタイプの全メッセージを送信し得る。これはオーバーヘッドをさらに軽減しながらなお受信メッセージの発生源が決定されることを可能にし得る。
【０１４１】
このように、メッセージタイプのセットがパラメータ設定モードに特異的である一部の実施形態において、メッセージプロセッサ２０９はパラメータ設定モードがアクティブである受電器へこれらのタイプの一つである受信メッセージを割り当てる。
【０１４２】
ロバストなアプローチを提供するために、送電器１０１は一度に一つのサポートされる受電器のみがパラメータ設定モードで動作することを保証するように構成され得る。具体的には、パラメータ設定モードに入るための要求メッセージが別の受電器から受信されるときに送電器１０１が既に一つの受電器に対するパラメータ設定モードに入っている場合、送電器１０１はこの要求の拒絶へと進み、従ってこの受電器に対するパラメータ設定モードに入らない。
【０１４３】
例えば要求メッセージが第一の受電器１０５から受信されており、送電器１０１が第一の受電器１０５に対するパラメータ設定モードで動作している場合、送電器１０１が第二の受電器１０９に対するパラメータ設定モードに入ることを要求する要求メッセージの受信は、要求が拒絶される結果となる。従って、第二の受電器１０９は第一の受電器１０５がパラメータ設定モードを終了して出るまでパラメータ設定を変更することを許されない。
【０１４４】
一部の実施形態において、タイムスロットプロセッサ２０７は第一の受電器１０５から適切なメッセージが受信されるときに第一の受電器１０５へ共通タイムスロットのセットを割り当てるように構成される。例えば、パラメータ設定モードに入るための要求メッセージが第一の受電器１０５から受信されていることをメッセージプロセッサ２０９が検出するとき、これはタイムスロットプロセッサ２０７へ知らせ、これは共通タイムスロットのセットを第一の受電器１０５へ割り振る／確保する／割り当てるように進行する。
【０１４５】
一部の実施形態において、要求メッセージが受信されたタイムスロット番号が次のＮタイムフレームにわたって確保されるなど（Ｎは個々の実施形態の選好と要件に依存し得る）、タイムスロットのセットは既定セットであり得る。例えば、パラメータ設定モードに入る要求が受信されるたびに、タイムスロットプロセッサ２０７は次の、例えば１０タイムスロットフレームにおける同じタイムスロットを、そこからの要求が受信された受電器へ確保するように進行し得る。
【０１４６】
かかるシナリオにおいて、送電器１０１はパラメータ設定モードに入る要求を肯定応答し得、この肯定応答はタイムスロットが次のＮ（例えば１０）フレームにおいて確保されることも第一の受電器１０５（これが要求メッセージのソースである場合）へ示す。
【０１４７】
従って、第一の受電器１０５は次の１０タイムスロットフレームにおいて同じタイムスロットを使用することができるとわかり、送電器１０１は第一の受電器１０５が次の１０タイムスロットフレームにわたってそのタイムスロットにおいてメッセージを送信するとわかる。
【０１４８】
従って、第一の受電器１０５は第一の受電器１０５のいかなる仮ＩＤも含むことなくタイムスロットにおけるメッセージの送信へと進み得る。メッセージプロセッサ２０９はなお、第一の受電器１０５がタイムスロットにおいて送信することがわかるので、これらのメッセージに対するソース受電器が第一の受電器１０５であるという決定へと進むことができる。
【０１４９】
このように、実施例において、確保された共通タイムスロットのセットにおいて通信されるメッセージの少なくとも一つ及び場合により全部は、メッセージのソースを示すいかなる仮ＩＤ情報も含まない。しかしながら、この仮ＩＤ情報の欠如にもかかわらず、アプローチはパラメータ設定モードに特異的なメッセージに制限されず、むしろ受電器から送信されるいかなるメッセージにも適用され得る。
【０１５０】
アプローチは仮ＩＤ情報を含まないことによって軽減されたオーバーヘッドを提供するのみならず、多くのシナリオにおいてより効率的な動作も可能にする。実際、パラメータ設定モードに入っている受電器へ共通タイムスロットを一時的に割り当てることによって、より効率的なパラメータ設定が実現され得る。
【０１５１】
一部の実施形態において、確保されたタイムスロットのセットにおいて通信されるメッセージの一つ以上は、それを送信する受電器の仮ＩＤを示す仮ＩＤ情報を含んでもよく、例えばこれは受電器のための専用タイムスロットのタイムスロット番号を示すビットを含み得る。
【０１５２】
このように、一部の実施形態においてメッセージを送信する受電器は、これらが一時的に確保されるタイムスロットにおいて送信されるとしても、メッセージの一部において仮ＩＤ情報を含み得る。
【０１５３】
この仮ＩＤ情報は従って冗長情報であるが、動作に追加ロバスト性を提供し得る。例えば、これはメッセージがある受電器から期待されるが別の受電器から受信される、様々な故障状態が検出されることを可能にし得る。
【０１５４】
所与の仮ＩＤと所与の受電器のリンクを終了させるための異なるアプローチが使用され得ることが理解される。
【０１５５】
例えば、電力伝送セッションが第一の受電器１０５のためにセットアップされるとき（例えば初期構成若しくはネゴシエーションフェーズ中）、第一の仮ＩＤが第一の受電器１０５へリンクされ得る。この関連付けは既定イベントが発生するか若しくは既定基準が満たされるまで維持され得る。
【０１５６】
多くの実施形態において、専用タイムスロットが第一の受電器１０５から解放されるとき、リンクが取り除かれる、すなわち第一の仮ＩＤが解放される。このように、多くの実施形態において、受電器への仮ＩＤの関連付けは受電器への専用タイムスロットの割り当てに従う。これは専用タイムスロットのタイムスロット番号が、専用タイムスロットを割り当てられている受電器に対する仮ＩＤとしても使用されるとき、本質的に当てはまり得る。
【０１５７】
多くの実施形態において、リンクは電力伝送セッションが終了するときに終了され得る。これは具体的には電力終了メッセージが受電器から受信されるときに当てはまるように決定され得る。このように、受電器がそれ以上電力を要しないとき、これは送電器１０１へ電力メッセージの終了を送信し得る。応答して、送電器１０１は割り当てられた仮ＩＤと専用タイムスロットを解放し得る。
【０１５８】
一部の実施形態において、リンクは基準を満たすタイムスロットのセットにおいて第一の受電器からメッセージが受信されないことの検出に応答して終了され得る。例えば、例えば４連続専用タイムスロットにわたって受電器からメッセージが受信されていない場合、ＩＤコントローラ２０５は第一の仮ＩＤと第一の受電器との間のリンクの解除へと進み得る。
【０１５９】
以下、アプローチの一部がＱｉタイプシステム対応の具体的実施例を参照して記載される（本明細書に記載の相違点及び変更を除く）。
【０１６０】
Ｑｉ規格は送電器と受電器が電力伝送を統制する特定パラメータに合意するためのメカニズムを提供する。現在のローパワー規格は送電器がその構成情報を再送するための方法を提供する。具体的に、受電器は電力伝送終了／再構成（ＥＰＴ／再構成）パケット／メッセージを送信し得る。結果として、送電器と受電器は構成フェーズへ戻る。これは受電器が電力制御ホールドオフタイム及び最大期待電力使用量などの動作パラメータを更新することを可能にする。
【０１６１】
同様に、送電器と受電器が電力伝送を統制するパラメータに合意する柔軟性を増すためにネゴシエーションフェーズが提供され得る。これらのパラメータは、とりわけ、受電器によって要求される保証電力、受電器によって報告される受信電力のフォーマット、受電器通信信号への送電器の変調度、及び最大期待電力使用量を有する。電力伝送フェーズからネゴシエーションフェーズへ戻るために、受電器はＥＰＴ／再ネゴシエーションパケットを送信し得る。
【０１６２】
このように、ＥＰＴメッセージは送電器が構成若しくはネゴシエーションフェーズに（再び）入ることを要求するために送信され得る、すなわちＥＰＴメッセージは送電器がパラメータ設定モードに入ることを要求する要求メッセージの実施例である。
【０１６３】
しかしながら、アプローチは送電器が一度に一つの受電器のみに電力を供給するシステム用に設計されていた。かかるシステムにおいて、送電器がＥＰＴ／再構成若しくはＥＰＴ／再ネゴシエーションパケットを受信する場合、電力を引き込んでいる受電器と送電器の間に１対１対応があるので、どの受電器からメッセージが受信されたかは送電器に明らかである。言い換えれば、これはサポートされる受電器からのみ可能である。
【０１６４】
しかしながら、一つより多くの受電器がサポートされるとき、この１対１対応はもはや存在しない。従って、送電器がＥＰＴ／再構成若しくはＥＰＴ／再ネゴシエーションパケットを受信する場合、どの受電器から要求が生じたかは先験的に明らかではない。
【０１６５】
しかしながら、どの受電器が再構成若しくは再ネゴシエーションを要求しているかを送電器が決定することができることが要求される。例えば、ネゴシエーションフェーズにおいて、受電器は送電器が用意している総電力バジェットからある量の電力を確保し得る。この確保された電力量は保証電力とよばれる。受電器は単に送電器が要求電力を確保することを要求する。送電器が要求を承認する場合、これは要求電力量をこの受電器に確保されるものとして登録する。新たな要求が受信されるとき、送電器はどの受電器から要求が生じたかを決定しなければならない。さもなければ、送電器はその電力バジェットの帳簿をきちんとつけることができない。
【０１６６】
一つの可能性は、受電器がそのＩＤ番号をＥＰＴメッセージと一緒に送電器へ送信することである。しかしながら、再構成若しくは再ネゴシエーション中に各データパケットにこのデータを含めることは煩雑である。実際にこの識別データは４８ビットから成り、従って短いデータメッセージと比較して非常に長い。実際、有限長のタイムスロットのために、データパケット／メッセージはかなり短く、ペイロードデータよりも多くのＩＤを含むデータパケットを送信することは非常に非効率的である。さらに別の欠点は、再構成若しくは再ネゴシエーション中に各パケットに識別データを含める要件が、現在の規格においてこの目的で既に定義されているパケットの再利用を妨げることである。送電器と受電器はいずれにせよレガシー機器と動作するためにかかるパケットを処理することができなければならないので、これらのパケットを再利用する能力は有利である。
【０１６７】
再構成及び再ネゴシエーションについて以下に記載のアプローチは、再構成及び再ネゴシエーション中に使用されるパケットにおいて受電器識別子の追加を必要とせず、それによりローパワー及びミディアムパワー規格においてその目的で既に定義されているパケットの再利用を可能にする。提案される方法は一度に一つの受電器のみが構成若しくはネゴシエーションフェーズにあることができることを保証することによってこの偉業を成し遂げる。どの受電器がこれらのフェーズの一つにあるか送電器がわかる場合、これはプロトコルの構成及びネゴシエーションフェーズに関連するデータパケットがどの受電器から生じるか自動的にわかり、従ってデータパケットにおいて識別子が必要ない。受電器は代わりにそのＥＰＴ／再構成及び／又はＥＰＴ／再ネゴシエーションパケットにおいて仮識別データを提供し得る。
【０１６８】
システムにおいて、受電器は電力伝送フェーズから構成及び／又はネゴシエーションフェーズへ戻ることを要求し得る。送電器はかかる要求を容認若しくは拒絶し得る。これはいくつ受電器が構成及びネゴシエーションフェーズにあるかを送電器が制御することを可能にする。しかしながら、構成及び／又はネゴシエーションフェーズへ戻る要求が匿名である場合、送電器はどの受電器に対して要求を容認若しくは拒絶するか知ることができない。従って、受電器は構成及びネゴシエーションフェーズのデータパケットにおいて仮識別情報を含めることができる。例えば、識別情報は受電器がその制御情報パケットのために使用しているスロット番号から成り得る。しかしながら、このアプローチはかかる情報を含まない既に存在するパケットの再利用をサポートせず、これは各メッセージにオーバーヘッドも導入し得る。
【０１６９】
代わりに、仮ＩＤ情報がＥＰＴパケットに、すなわち要求メッセージに含まれ得るが、構成及びネゴシエーションフェーズの実際のメッセージには含まれない。
【０１７０】
具体的には、ＥＰＴコード０ｘ０７（再構成）及び０ｘ０９（再ネゴシエーション）などの固定値を用いるだけではなく、受電器は受電器に対する仮ＩＤを含めることによって受電器の識別もするＥＰＴコードを使用し得る。
【０１７１】
例えば、構成フェーズに戻るために、
その制御情報のために第１スロットを使用する受電器はＥＰＴコード０ｘ２１を使用し得る；
その制御情報のために第２スロットを使用する受電器はＥＰＴコード０ｘ２２を使用し得る；
・・・
その制御情報のために第９スロットを使用する受電器はＥＰＴコード０ｘ２９を使用し得る。
【０１７２】
加えて、ネゴシエーションフェーズに戻るために、
その制御情報のために第１スロットを使用する受電器はＥＰＴコード０ｘ３１を使用し得る；
その制御情報のために第２スロットを使用する受電器はＥＰＴコード０ｘ３２を使用し得る；
・・・
その制御情報のために第９スロットを使用する受電器はＥＰＴコード０ｘ３９を使用し得る。
【０１７３】
これらのＥＰＴコードに基づき、送電器はどの受電器に対してこれが構成若しくはネゴシエーションフェーズに入るかを知り、これは一度に一つの受電器のみがこれら二つのフェーズの一つにあることを許すので、これはこれらのフェーズに特異的なパケット／メッセージにおける追加識別情報を必要としない。
【０１７４】
ＥＰＴコーダは具体的には二つのフィールドで、すなわち仮ＩＤを示すものと要求の性質を示すもの（ＥＰＴ値）で生成され得る。これは以下の通りＥＰＴコードを二つのフィールドにおいて組織化することによってなされ得る：
【表１】
2018196323.tif 000003
【０１７５】
ここで、ＥＰＴコードはローパワー及びミディアムパワー規格において既に定義されているものと同じであり得る。特に、充電が完了するので電力伝送を終了することを送電器へ要求するために、受電器はＥＰＴ値を０ｘ１に設定し得る；構成フェーズへ戻ることを要求するために、受電器はＥＰＴ値を０ｘ７に設定し得る；ネゴシエーションフェーズへ戻ることを要求するために、受電器はＥＰＴ値を０ｘ９に設定し得る。受電器が規格の旧バージョンに従って動作している場合、これは受電器ＩＤフィールドを０ｘ０に設定し得る。しかしながら、マルチ受電器をサポートする場合、これはタイムクリティカル制御情報を送信するために使用する専用タイムスロットを示すように受電器ＩＤフィールドを設定し得る。このアプローチは上記実施例におけるＥＰＴコードとは異なるコーディングをもたらす。例えば、ネゴシエーションフェーズへ戻るために、このアプローチは例えば以下のＥＰＴコードをもたらし得る：
その制御情報のために第１スロットを使用する受電器はＥＰＴコード０ｘ１９を使用し得る；
その制御情報のために第２スロットを使用する受電器はＥＰＴコード０ｘ２９を使用し得る；
・・・
その制御情報のために第９スロットを使用する受電器はＥＰＴコード０ｘ９９を使用し得る。
【０１７６】
一部の実施形態において、パラメータ設定モードに入るための要求は専用タイムスロットにおいて送信されるメッセージにおいて送信され得る。例えば、第一の受電器１０５は第一の受電器１０５のための専用タイムスロットにおいてパラメータ設定モードに入るための要求を送信し得る。そしてＩＤコントローラ２０５は要求が受信された専用タイムスロットに応答してパラメータ設定モードに対する仮ＩＤの決定へと進み得る。そして仮ＩＤは共通タイムスロットにおいて送信されるパラメータ設定モードのメッセージに含まれ得る。
【０１７７】
具体的な実施例として、再構成若しくは再ネゴシエーションのための要求は、第一の受電器１０５がタイムクリティカル情報の進行中の通信の一部として専用タイムスロットにおいて送信されるメッセージ中のビットを設定することによって、送電器１０１へ送信され得る。例えば、Ｑｉタイプシステムの場合、第一の受電器１０５は専用スロットにおいて通信されるＣＩパケットにおいてビットを設定し得る。要求の肯定応答はさらに、送電器１０１が要求を容認するのみならず、第一の受電器１０５を、ＣＩメッセージが送信されたタイムスロットのタイムスロット番号に対応する仮ＩＤを割り当てられるものとみなすことも示す。そして第一の受電器１０５は共通タイムスロットにおいて送信されるメッセージを用いて、並びに仮ＩＤを示す仮ＩＤ情報を含めて、再ネゴシエーションの実行へと進む。
【０１７８】
当然のことながら明確にするための上記記載は異なる機能回路、ユニット及びプロセッサに関して本発明の実施形態を記載している。しかし当然のことながら異なる機能回路、ユニット若しくはプロセッサ間での機能のいかなる適切な分散も、本発明を損なうことなく使用され得る。例えば、別々のプロセッサ若しくはコントローラによって実行されるように例示される機能が、同じプロセッサ若しくはコントローラによって実行されてもよい。従って、特定の機能ユニット若しくは回路への言及は厳密な論理的若しくは物理的構造若しくは機構を示すのではなく記載の機能を提供するための適切な手段への言及とみなされるに過ぎない。
【０１７９】
本発明はハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア若しくはこれらの任意の組み合わせを含む任意の適切な形式で実現され得る。本発明は随意に一つ以上のデータプロセッサ及び／又はデジタル信号プロセッサ上で実行するコンピュータソフトウェアとして少なくとも部分的に実現され得る。本発明の実施形態の構成要素及び部品は任意の適切な方法で物理的に、機能的に及び論理的に実現され得る。実際、機能は単一ユニットにおいて、複数のユニットにおいて、若しくは他の機能ユニットの一部として実現され得る。従って、本発明は単一ユニットにおいて実現され得るか、又は異なるユニット、回路及びプロセッサ間に物理的に及び機能的に分散されてもよい。
【０１８０】
むしろ、本発明の範囲は添付の請求項のみによって限定される。付加的に、ある特徴は特定実施形態に関して記載されるように見えるかもしれないが、当業者は記載の実施形態の様々な特徴が本発明に従って組み合わされ得ることを認識するだろう。請求項において、有するという語は他の要素若しくはステップの存在を除外しない。
【０１８１】
さらに、個別に列挙されるが、複数の手段、要素、回路若しくは方法ステップは例えば単一の回路、ユニット若しくはプロセッサによって実現され得る。付加的に、個々の特徴が異なる請求項に含まれ得るが、これらは場合により好都合に組み合わされてもよく、異なる請求項への包含は特徴の組み合わせが実現可能及び／又は好都合でないことを示唆しない。請求項の一つのカテゴリへの特徴の包含もこのカテゴリへの限定を示唆せず、むしろ特徴が必要に応じて他の請求項カテゴリに等しく適用可能であることを示す。さらに、請求項における特徴の順序は特徴が実施されなければならないいかなる特定の順序も示唆せず、特に方法の請求項における個々のステップの順序はステップがこの順序で実行されなければならないことを示唆しない。むしろ、ステップはいかなる適切な順序で実行されてもよい。加えて、単数形の参照は複数を除外しない。従って"a"、"ａｎ"、"ｆｉｒｓｔ"、"ｓｅｃｏｎｄ"などの参照は複数を除外しない。請求項における参照符号は単に明確にする実施例として与えられるに過ぎず、決して請求項の範囲を限定するものと解釈されてはならない。
【図１】
2018196323.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
2018196323000001.pdf