(57)【要約】【課題】受電しながら、簡易な方式で受電状態に関する情報を受電装置から送電装置に送信することが可能な非接触充電システムを提供する。【解決手段】非接触充電システムは、送電共振コイルにより共振周波数での送電を行なうための送電装置と、受電共振コイルにより共振周波数での受電を行なうための受電装置とを備える。受電装置は、受電共振コイルに対して共振周波数を調整することが可能な調整部と、所定条件が成立した場合に、調整部に指示して共振周波数を所定パターンに従って調整する受電制御部とを含む。送電装置は、送電に伴う受電装置からの反射波を検知する反射波検知部と、反射波検知部で検知された共振周波数の調整に従って変化する反射波に含まれる受電情報を抽出する抽出部と、抽出部で抽出された受電情報に基づいて送電共振コイルからの送電を制御する送電制御部とを含む。【選択図】図２
2015006096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送電共振コイルにより共振周波数での送電を行なうための送電装置と、
受電共振コイルにより前記共振周波数での受電を行なうための受電装置とを備え、
前記受電装置は、
前記受電共振コイルに対して前記共振周波数を調整することが可能な調整部と、
所定条件が成立した場合に、前記調整部に指示して前記共振周波数を所定パターンに従って調整する受電制御部とを含み、
前記送電装置は、
前記送電に伴う前記受電装置からの反射波を検知する反射波検知部と、
前記反射波検知部で検知された前記共振周波数の調整に従って変化する反射波に含まれる受電情報を抽出する抽出部と、
前記抽出部で抽出された受電情報に基づいて前記送電共振コイルからの送電を制御する送電制御部とを含む、非接触充電システム。
【請求項２】
前記調整部は、前記受電共振コイルに対して並列に設けられ、前記受電制御部からの指示に従って容量値が可変可能に設けられた可変容量コンデンサを含む、請求項１記載の非接触充電システム。
【請求項３】
前記反射波検知部は、前記反射波が所定範囲を超える場合には異常を検知する、請求項１または２記載の非接触充電システム。
【請求項４】
前記抽出部は、前記共振周波数の調整に従って変化する反射波から２値化データを抽出し、
前記送電制御部は、前記抽出部で抽出された２値化データに基づいて前記送電共振コイルからの送電を制御する、請求項１〜３のいずれかに記載の非接触充電システム。
【請求項５】
前記抽出部は、前記共振周波数の調整に従って変化する反射波の周波数データを抽出し、
前記送電制御部は、前記抽出部で抽出された周波数データに基づいて前記送電共振コイルからの送電を制御する、請求項１〜３のいずれかに記載の非接触充電システム。
【請求項６】
前記送電制御部は、前記受電情報に基づいて前記送電共振コイルから前記受電コイルに対して送電する電力レベルを制御する、請求項１〜５のいずれかに記載の非接触充電システム。
【請求項７】
前記送電制御部は、前記受電情報に基づいて前記送電共振コイルからの送電を停止する、請求項１〜５のいずれかに記載の非接触充電システム。
【請求項８】
送電共振コイルにより共振周波数での送電を行ない、受電共振コイルにより前記共振周波数での受電を行なう非接触充電方法であって、
所定条件が成立した場合に、前記受電共振コイルの共振周波数を所定パターンに従って調整するステップと、
前記送電共振コイルに対する前記送電に伴う反射波を検知するステップと、
検知された前記共振周波数の調整に従って変化する反射波に含まれる受電情報を抽出するステップと、
抽出された受電情報に基づいて前記送電共振コイルからの送電を制御するステップとを備える、非接触充電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴式の電力の送受電を実行する非接触充電システムおよび非接触充電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線による電力供給技術としては、一般的に、電磁誘導を利用した技術、電波を利用した技術が知られている。これに対し、近年、磁界共鳴を利用した技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
磁界共鳴による無線による電力供給技術では、例えば、送電装置に共振周波数ｆｒ１を有する送電共振コイルが設けられると共に、受電装置に共振周波数ｆｒ２を有する受電共振コイルが設けられる。これらのコイルの共振周波数ｆｒ１，ｆｒ２を同調させ、サイズや配置を適切に調整することにより、送電装置と受電装置との間に磁界共鳴によるエネルギー転送可能な磁界の結合状態が生じる。これにより、送電装置の送電共振コイルから受電装置の受電共振コイルへ、無線により電力が伝送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−５５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方で、上記文献においては、充電が終了した場合、受電共振コイルの共振周波数を変化させることにより送電装置に充電が終了した旨を通知するが、充電中に受電装置の受電状態等を送電装置に通知することはできない。
【０００６】
仮に当該情報を通知するためには、送電装置からの送電を一旦停止させた後に、受電装置から送電装置に対して当該情報を送信する必要があった。
【０００７】
上記のような問題を解決するために、受電しながら、簡易な方式で受電状態に関する情報を受電装置から送電装置に送信することが可能な非接触充電システムおよび非接触充電方法を提供することを目的とする。
【０００８】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一実施例によれば、非接触充電システムは、送電共振コイルにより共振周波数での送電を行なうための送電装置と、受電共振コイルにより共振周波数での受電を行なうための受電装置とを備える。受電装置は、受電共振コイルに対して共振周波数を調整することが可能な調整部と、所定条件が成立した場合に、調整部に指示して共振周波数を所定パターンに従って調整する受電制御部とを含む。送電装置は、送電に伴う受電装置からの反射波を検知する反射波検知部と、反射波検知部で検知された共振周波数の調整に従って変化する反射波に含まれる受電情報を抽出する抽出部と、抽出部で抽出された受電情報に基づいて送電共振コイルからの送電を制御する送電制御部とを含む。
【発明の効果】
【００１０】
一実施例によれば、受電しながら、簡易な方式で受電状態に関する情報を受電装置から送電装置に送信することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態に従う非接触充電システム１を説明する図である。
【図２】本実施の形態に従う送電装置１０および受電装置２０のハードウェア構成の概略を説明する図である。
【図３】送電装置１０と受電装置２０との間の信号の遣り取りを説明する図である。
【図４】本実施の形態に従う送電装置１０の送電制御の処理について説明するフロー図である。
【図５】本実施の形態に従う異常閾値および通信閾値を説明する図である。
【図６】本実施の形態に従う受電装置２０の受電制御の処理について説明するフロー図である。
【図７】本実施の形態に従う可変容量コンデンサ３１の容量値の調整を説明する図である。
【図８】本実施の形態の変形例に従う可変容量コンデンサの容量値の調整を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００１３】
（システム構成）
図１は、本実施の形態に従う非接触充電システム１を説明する図である。
【００１４】
図１を参照して、本例においては、複数台（マルチ）の受電装置に対して非接触での充電が可能な非接触充電システム１について説明する。
【００１５】
本例においては、非接触充電システム１は、電力を送電する送電装置１０と、送電装置からの電力を受電する３台の受電装置２０Ａ〜２０Ｃ（以下、総称して受電装置２０とも称する）と、受電装置２０Ａ〜２０Ｃにそれぞれ対応して設けられ、各受電装置２０で受電した電力を充電するためのバッテリ３０Ａ〜３０Ｃ（２次電池）を含む。なお、本例においては、一例として１台の送電装置１０に対して３台の受電装置２０Ａ〜２０Ｃが設けられている場合について説明するが、特に当該構成に限られず、さらに他の受電装置を設けた構成とすることも可能であるし、あるいは１台の受電装置を設けた構成としても良い。
【００１６】
送電装置１０は、アンテナ１２と、アンテナ１２と接続された送電制御部１４と、アンテナ１２と接続された送電駆動部１６とを含む。当該送電装置１０は、ＡＣアダプタ４０と接続され電源の供給を受ける。
【００１７】
送電制御部１４は、送電駆動部１６を制御してアンテナ１２を介して受電装置２０に対して送電するとともに、アンテナ１２を介して受電装置２０との間で通信可能に設けられている。
【００１８】
受電装置２０Ａ〜２０Ｃは、それぞれアンテナ２２Ａ〜２２Ｃ（以下、総称してアンテナ２２とも称する）と、アンテナ２２Ａ〜２２Ｃとそれぞれ接続された受電制御部２４Ａ〜２４Ｃ（以下、総称して受電制御部２４とも称する）と、アンテナ２２Ａ〜２２Ｃとそれぞれ接続された受電駆動部２６Ａ〜２６Ｃ（以下、総称して受電駆動部２６とも称する）とを含む。また、受電駆動部２６Ａ〜２６Ｃは、充電された電力を充電するバッテリ３０Ａ〜３０Ｃ（以下、総称してバッテリ３０とも称する）とそれぞれ接続されている。
【００１９】
受電制御部２４は、受電駆動部２６を制御してアンテナ２２を介して送電装置１０からの電力を受電するとともに、アンテナ２２を介して送電装置１０との間で通信可能に設けられている。
【００２０】
（ハードウェア構成）
図２は、本実施の形態に従う送電装置１０および受電装置２０のハードウェア構成の概略を説明する図である。
【００２１】
図２を参照して、送電装置１０は、送電制御部１４と、送電駆動部１６と、送電共振コイルにより形成されるアンテナ１２とで構成される。
【００２２】
送電制御部１４は、送電装置全体を制御するコントローラ２と、メモリ２Ａと、各部の動作タイミングを規定する内部クロックを生成する発振回路３と、ＮＦＣ（Near Field Communication）方式での通信処理を実行するＮＦＣ通信部４と、送電共振コイルの共振周波数を調整する共振調整回路５と、反射波検知回路１５と、受電情報抽出回路１７とを含む。
【００２３】
コントローラ２は、メモリ２Ａに格納されているプログラムに基づいて各種の送電に関わる処理の実行を指示する。また、当該メモリ２Ａはワーキングエリアとしても設けられる。また、各種設定値等もメモリ２Ａに含まれているものとする。
【００２４】
ＮＦＣ通信部４は、ＮＦＣ駆動回路４Ａと、ＮＦＣ変調回路４Ｂと、ＮＦＣ復調回路４Ｃとを含む。
【００２５】
ＮＦＣ変調回路４Ｂは、コントローラ２から出力された送信データをＮＦＣプロトコルに準拠した変調信号に変換する。
【００２６】
ＮＦＣ駆動回路４Ａは、ＮＦＣ変調回路４Ｂにより変調された変調信号をアンテナ１２を介して受電装置２０に対して送信する。
【００２７】
ＮＦＣ復調回路４Ｃは、アンテナ１２を介して受信した信号を復調して受信データとしてコントローラ２に出力する。
【００２８】
共振調整回路５は、コントローラ２からの指示に従い送電共振コイルの共振周波数を調整する。
【００２９】
反射波検知回路１５は、送電装置１０から受電装置２０への送電の際に生じる受電装置２０からの反射波を検知する。
【００３０】
受電情報抽出回路１７は、反射波検知回路１５で検知した反射波に含まれる受電に関する情報（受電情報）を抽出する。
【００３１】
送電駆動部１６は、ウオッチドッグタイマ６と、電圧制御回路７と、ドライバ８と、共振回路９とを含む。
【００３２】
ウオッチドッグタイマ６は、発振回路３からの内部クロックに従って計時し、送電側の送電処理に異常な状態が生じた場合に、例外処理の指示を出力する。例えば、例外処理としては、ハングアップしたシステムを正常動作に戻すことを目的としてシステムをリセットする場合が挙げられる。正常な状態の場合には、コントローラ２からの指示に従ってウオッチドッグタイマ６で計時した時刻がリセットされるが、コントローラの指示が無い場合には、ウオッチドッグタイマ６から電圧制御回路７に対して例外処理の指示が出力される。これに伴い、電圧制御回路７は、電圧の供給を停止させる。すなわち、送電を停止させる。
【００３３】
電圧制御回路７は、ＡＣアダプタ４０から供給される電源供給に対して、コントローラ２からの指示に従いドライバ８に対して駆動する電圧の供給を制御する。
【００３４】
ドライバ８は、電圧制御回路７からの制御指示に従って、アンテナ１２を介して電力を受電装置２０に対して伝送する。
【００３５】
共振回路９は、共振調整回路５により調整された共振周波数に従ってアンテナ１２とアンテナ２２とで磁界共鳴を生じさせる。
【００３６】
受電装置２０は、受電制御部２４と、受電駆動部２６と、受電共振コイルにより形成されるアンテナ２２とで構成される。
【００３７】
受電制御部２４は、受電装置全体を制御するコントローラ２１と、各部の動作タイミングを規定する内部クロックを生成する発振回路２８と、ＮＦＣ（Near Field Communication）方式での通信処理を実行するＮＦＣ通信部２５と、メモリ２３と、分圧回路２７とを含む。
【００３８】
コントローラ２１は、メモリ２３に格納されているプログラムに基づいて各種の処理を実行する。また、当該メモリ２３はワーキングエリアとしても設けられる。また、各種設定値等もメモリ２３に含まれているものとする。
【００３９】
分圧回路２７は、受電共振コイルと並列に接続され、当該受電共振コイルで受電した電圧を分圧してＮＦＣ通信部２５に出力する。
【００４０】
ＮＦＣ通信部２５は、ＮＦＣ駆動回路２５Ａと、ＮＦＣ変調回路２５Ｂと、ＮＦＣ復調回路２５Ｃとを含む。
【００４１】
ＮＦＣ復調回路２５Ｃは、アンテナ２２および分圧回路２７を介して受信した信号を復調して受信データとしてコントローラ２１に出力する。
【００４２】
ＮＦＣ変調回路２５Ｂは、コントローラ２１から出力された送信データをＮＦＣプロトコルに準拠した変調信号に変換する。
【００４３】
ＮＦＣ駆動回路２５Ａは、ＮＦＣ変調回路２５Ｂにより変調された変調信号をアンテナ２２を介して送電装置１０に対して送信する。
【００４４】
受電駆動部２６は、受電共振コイルと並列に接続された可変容量コンデンサ（ＶＣ）３１と、整流回路３３と、クランプ回路３４と、ＤＣ／ＤＣ回路３５と、充電制御回路３６と、制御レジスタ３７と、起動回路３８とを含む。充電制御回路３６は、バッテリ３０と接続される。
【００４５】
可変容量コンデンサ（ＶＣ）３１は、印加電圧に従って容量値を変化させることが可能なコンデンサであり、コントローラ２１から与えられる電圧信号に従って容量値を変化させる。当該可変容量コンデンサ（ＶＣ）３１の容量値を変化させることにより共振周波数を調整することが可能である。また、当該可変容量コンデンサを用いることによりレイアウトを縮小することが可能である。
【００４６】
整流回路３３は、アンテナ２２で受電した電力を整流して直流電圧を生成する。
クランプ回路３４は、整流回路３３により整流された電圧が過電圧の場合に内部回路を保護するためにクランプ処理する。
【００４７】
ＤＣ／ＤＣ回路３５は、直流電圧を充電制御回路３６で充電制御する所定電圧に変換する。
【００４８】
充電制御回路３６は、ＤＣ／ＤＣ回路３５で変換された所定電圧をバッテリ３０に充電する。また、充電制御回路３６は、バッテリ３０の充電状態を監視し、コントローラ２１にその状態を出力する。
【００４９】
制御レジスタ３７は、コントローラ２１からの指示に従って充電制御回路３６がバッテリ３０に対して充電制御する際の各種設定パラメータを保持し、当該各種設定パラメータに従って充電制御回路３６は、バッテリ３０に対して充電制御する。
【００５０】
起動回路３８は、アンテナ２２と接続され、アンテナ２２を介して受信する後述する起動信号を受けて起動し、コントローラ２１に対して起動を指示する。
【００５１】
図３は、送電装置１０と受電装置２０との間の信号の遣り取りを説明する図である。
図３を参照して、ここでは、送電制御部１４、送電駆動部１６、受電駆動部２６、受電制御部２４との関係が示されている。
【００５２】
送電制御部１４において、図示しない電源スイッチ等に従って電源ＯＮされる（ステップＳＴ１）。なお、当該電源ＯＮに従って送電制御部１４および送電駆動部１６は、ともに初期状態となるように設定される。
【００５３】
そして、送電制御部１４は、起動信号を受電駆動部２６に送信する（ステップＳＴ２）。具体的には、コントローラ２は、ＮＦＣ通信部４に対して起動信号を送信するように指示する。ＮＦＣ通信部４のＮＦＣ変調回路４Ｂは、コントローラ２からの指示に従って送信データを変調し、ＮＦＣ駆動回路４Ａは、変調した起動信号をアンテナ１２を介して送信する。
【００５４】
そして、受電駆動部２６は、送電制御部１４から送信された当該起動信号を受信して、起動する（ステップＳＴ３）。具体的には、起動回路３８は、起動信号を受信して起動する。
【００５５】
そして、受電駆動部２６は、起動指示を受電制御部２４に通知する（ステップＳＴ４）。具体的には、起動回路３８は、起動指示を受電制御部２４のコントローラ２１に通知する。
【００５６】
これにより、受電制御部２４は、初期設定処理を実行する（ステップＳＴ５）。具体的には、コントローラ２１は、各部に対して初期状態となるように指示する。
【００５７】
また、受電制御部２４は、受電駆動部２６に対して初期設定を指示する（ステップＳＴ６）。コントローラ２１は、受電駆動部２６の各部に対して初期状態となるように指示する。
【００５８】
受電駆動部２６は、当該通知を受けて初期設定処理を実行する（ステップＳＴ７）。
当該処理により送電装置１０および受電装置２０が起動するとともにそれぞれの各部が初期化される。
【００５９】
次に、送電制御部１４は、デバイス検出処理を開始する（ステップＳＴ１０）。
まず、送電制御部１４は、検出信号を受電制御部２４に送信する（ステップＳＴ１１）。具体的には、コントローラ２は、ＮＦＣ通信部４に対して検出信号を送信するように指示する。ＮＦＣ通信部４のＮＦＣ変調回路４Ｂは、コントローラ２からの指示に従って送信データを変調し、ＮＦＣ駆動回路４Ａは、変調した検出信号をアンテナ１２を介して送信する。
【００６０】
そして、受電制御部２４は、送電制御部１４から送信された当該検出信号を受信して、送電制御部１４に応答信号を送信する（ステップＳＴ１２）。具体的には、ＮＦＣ通信部２５のＮＦＣ復調回路２５Ｃは送電制御部１４から送信された検出信号を復調して、コントローラ２１に通知する。そして、コントローラ２１は、ＮＦＣ通信部２５に対して当該検出信号に対する応答信号を送信するように指示する。ＮＦＣ通信部２５のＮＦＣ変調回路２５Ｂは、コントローラ２１からの指示に従って応答データを変調し、ＮＦＣ駆動回路２５Ａは、変調して応答信号をアンテナ２２を介して送信する。
【００６１】
そして、送電制御部１４は、受電制御部２４から送信された応答信号に従ってデバイスを検出する（ステップＳＴ１３）。
【００６２】
具体的には、送電制御部１４は、デバイス検出処理として、どの種別のＮＦＣ通信が可能なデバイスか否かを検出する。この点で、ＮＦＣ通信のタイプとしては複数の通信タイプが規定されており、一例として、タイプＡ、タイプＢ、タイプＦのＮＦＣ通信が可能か否かを判断するためにそれぞれの通信方式に応じた検出信号を送信する。
【００６３】
そして、送電制御部１４は、検出信号に対して受電制御部２４から送信される応答信号に従って、ＮＦＣ通信のデバイス種別を判断することが可能である。
【００６４】
次に、送電制御部１４は、デバイス認証処理を開始する（ステップＳＴ１４）。
まず、送電制御部１４は、受電制御部２４に認証コマンドを送信する（ステップＳＴ１５）。具体的には、コントローラ２は、ＮＦＣ通信部４に対して送電時間、送電出力パワー等、送電に関わる情報を含む認証コマンドを送信するように指示する。ＮＦＣ通信部４のＮＦＣ変調回路４Ｂは、コントローラからの指示に従って認証コマンドを変調し、ＮＦＣ駆動回路４Ａは、変調した認証コマンドをアンテナ１２を介して送信する。
【００６５】
そして、受電制御部２４は、送電制御部１４から送信された認証コマンドに従って送電に関する情報を設定する（ステップＳＴ１６）。具体的には、ＮＦＣ通信部２５のＮＦＣ復調回路２５Ｃは、送電制御部１４から送信された認証コマンドを復調して、コントローラ２１に通知する。そして、コントローラ２１は、ＮＦＣ通信部２５に対して当該認証コマンドに含まれる送電時間、送電出力パワー等、送電に関わる情報に基づいて制御レジスタ３７に充電制御回路３６がバッテリ３０に対して受電制御する際の各種設定パラメータを設定する。
【００６６】
そして、受電制御部２４は、送電に関する情報の設定が完了したことを通知する（ステップＳＴ１７）。具体的には、コントローラ２１は、ＮＦＣ通信部２５に対して当該認証コマンドに対する設定が完了したことを示す設定通知信号を送信するように指示する。ＮＦＣ通信部２５のＮＦＣ変調回路２５Ｂは、コントローラ２１からの指示に従って設定通知データを変調し、ＮＦＣ駆動回路２５Ａは、変調して当該設定通知信号をアンテナ２２を介して送信する。なお、当該設定通知信号に、受電レベル、給電ステータス、バッテリーレベル、給電可能デバイスステータス情報、エラーステータスの受電に関する情報を含めることが可能である。
【００６７】
そして、送電制御部１４は、当該設定通知信号を受信して、送電準備を完了する（ステップＳＴ１８）。これにより送電装置１０から受電装置２０への送電が可能となる。
【００６８】
そして、送電制御部１４は、送電駆動部１６に対して送電開始を指示する（ステップＳＴ２０）。具体的には、コントローラ２は電圧制御回路７に指示する。ドライバ８は、電圧制御回路７からの指示に従いアンテナ１２を介して電力を受電駆動部２６に対して伝送する。
【００６９】
送電駆動部１６は、送電制御部１４からの送電の指示に従って送電を開始する（ステップＳＴ２１）。
【００７０】
そして、受電駆動部２６は、送電駆動部１６から送電された電力を受電する（ステップＳＴ２３、ＳＴ２４）。受電した電力は、充電制御回路３６によりバッテリ３０に充電される。
【００７１】
以下、当該送電および受電における送電制御部１４および受電制御部２４の制御処理について説明する。
【００７２】
図４は、本実施の形態に従う送電装置１０の送電制御の処理について説明するフロー図である。
【００７３】
図４を参照して、まず、反射波の異常を検出するための閾値（異常閾値）を算出する（ステップＳ２）。具体的には、コントローラ２は、反射波検知回路１５で検知されたアンテナ１２からアンテナ２２に対して送電する際の放射電位と反射電位とに基づいて異常閾値を算出する。
【００７４】
そして、コントローラ２は、算出された異常閾値を設定するとともに、受電側からの反射波に含まれる受電情報を抽出するための閾値（通信閾値）を設定する（ステップＳ４）。
【００７５】
図５は、本実施の形態に従う異常閾値および通信閾値を説明する図である。
図５を参照して、本例においては、反射波検知回路１５で検知された送電側の反射波レベルが示されている。そして、当該図に示されるように受信した反射波の反射波レベル（反射電位）および放射電位に基づいて反射波の異常を検出する上限の閾値（反射波異常上限閾値）と、反射波の異常を検出する下限の閾値（反射波異常下限閾値）とを算出して、異常閾値を設定する。
【００７６】
当該異常閾値を超えた場合、すなわち上限閾値あるいは下限閾値を超えた場合には異常が有ると判断される。
【００７７】
反射波検知回路１５は、反射波レベルが異常閾値を超えたと判断した場合には異常が有る旨をコントローラ２に通知する。
【００７８】
また、反射波検知回路１５は、反射波レベルが異常閾値を超えない場合には、受電情報抽出回路１７に出力する。受電情報抽出回路１７は、必要に応じて反射波レベルから受電情報を抽出する。
【００７９】
本実施の形態においては、受電情報抽出回路１７は、反射波異常上下限閾値の間の範囲内の反射波レベルから受電情報を抽出する。
【００８０】
具体的には、反射波レベルから受電情報として２値化されたデータを抽出するために閾値を算出して、設定する。一例として、反射波異常上下限閾値に対して所定のマージンをもたせて受電情報として２値化されたデータ（２値化データとも称する）を検出するための閾値（通信閾値）を算出する。本例においては、２値化データを検出する上限の閾値（通信上限閾値）と、下限の閾値（通信下限閾値）とを設定する。
【００８１】
再び、図４を参照して、次に、コントローラ２は、反射波検知回路１５の反射波の検知結果に基づいて反射波の異常を検出したかどうかを判断する（ステップＳ６）。具体的には、反射波検知回路１５において反射波異常上下限閾値を超えたかどうかを判断する。
【００８２】
ステップＳ６において、コントローラ２は、反射波の異常を検出していないと判断した場合（ステップＳ６においてＮＯ）には、次に、送電異常が有るかどうかを判断する（ステップＳ８）。具体的には、コントローラ２は、送電装置１０の各部において異常が生じていないかどうかを判断する。例えば、一例として、図示していない送電装置１０に設けられた温度センサ等からの温度情報に基づいて温度異常が生じていないかを判断する。あるいはそれ以外に各部からのエラー信号を受信していないかを判断する。
【００８３】
ステップＳ８において、コントローラ２は、送電異常が無いと判断した場合（ステップＳ８においてＮＯ）には、次に、受電異常が有るかどうかを判断する（ステップＳ１０）。具体的には、コントローラ２は、受電装置２０から送信される受電状態に関する情報（受電情報）に基づいて受電異常が有るか否かを判断する。当該受電情報については後述する。
【００８４】
ステップＳ１０において、コントローラ２は、受電異常が無いと判断した場合（ステップＳ１０においてＮＯ）には、充電の完了が有るかどうかを判断する（ステップＳ１２）。コントローラ２は、当該充電の完了が有るか否かについても受電情報に基づいて判断する。
【００８５】
ステップＳ１２において、コントローラ２は、充電が完了していないと判断した場合（ステップＳ１２においてＮＯ）には、ステップＳ６に戻り、上記処理を繰り返す。
【００８６】
一方、ステップＳ１２において、コントローラ２は、充電の完了が有ると判断した場合（ステップＳ１２においてＹＥＳ）には、受電装置の全台について充電が終了したかどうかを判断する（ステップＳ１４）。
【００８７】
コントローラ２は、全台充電が終了していないと判断した場合（ステップＳ１４においてＮＯ）には、出力レベルを調整する（ステップＳ１６）。具体的には、コントローラ２は、受電装置の受電台数に変更が生じた場合に、受電台数に応じて電圧制御回路７に指示して送電出力パワーを調整する。受電台数が少なくなるに従い送電出力パワーを減少させることにより電力の無駄な消費を抑えることが可能である。
【００８８】
そして、ステップＳ６に戻って上記処理を繰り返す。
なお、本例においては、受電台数に変更が生じた場合に、送電出力パワーを調整する方式について説明するが、当該変更に伴い受電装置側での受電条件も変更する場合には、送電を一旦停止させて、上記で説明したデバイス認証処理を再び実行して受電条件を変更するようにしても良い。
【００８９】
一方、ステップＳ１４において、コントローラ２は、全台充電が終了したと判断した場合（ステップＳ１４においてＹＥＳ）には、送電を停止する（ステップＳ１８）。
【００９０】
そして、処理を終了する（エンド）。
具体的には、コントローラ２は、電圧制御回路７に指示してドライバ８に対する電圧の供給の停止を指示する。これにより受電装置への送電が停止される。
【００９１】
一方、ステップＳ６において、コントローラ２は、反射波の異常を検出したと判断した場合（ステップＳ６においてＹＥＳ）、あるいは、ステップＳ８において、送電異常が有ると判断した場合（ステップＳ８においてＹＥＳ）、あるいは、ステップＳ１０において、受電異常が有ると判断した場合（ステップＳ１０においてＹＥＳ）には、送電を停止する（ステップＳ１８）。そして、処理を終了する（エンド）。
【００９２】
図６は、本実施の形態に従う受電装置２０の受電制御の処理について説明するフロー図である。
【００９３】
図６を参照して、コントローラ２１は、受電異常が有るかどうかを判断する（ステップＳ２０）。具体的には、コントローラ２１は、受電装置２０の各部において異常が生じていないかどうかを判断する。例えば、一例として、図示していない送電装置１０に設けられた温度センサ等からの温度情報に基づいて温度異常が生じていないかを判断する。あるいは、それ以外に各部からのエラー信号を受信していないかを判断する。
【００９４】
ステップＳ２０において、コントローラ２１は、受電異常が無いと判断した場合（ステップＳ２０においてＮＯ）には、次に、充電レベルを検出する（ステップＳ２４）。具体的には、充電制御回路３６は、バッテリ３０の充電状態である充電レベルを検出して、当該充電レベルをコントローラ２１に出力する。
【００９５】
そして、次に、コントローラ２１は、検出された充電レベルに基づいてバッテリ３０の充電が完了したかどうかを判断する（ステップＳ２６）。
【００９６】
ステップＳ２６において、コントローラ２１は、バッテリ３０の充電が完了していないと判断した場合（ステップＳ２６においてＮＯ）には、ステップＳ２０に戻って、上記処理を繰り返す。
【００９７】
一方、ステップＳ２６において、コントローラ２１は、バッテリ３０の充電が完了したと判断した場合（ステップＳ２６においてＹＥＳ）には、受電情報として充電完了を送信する（ステップＳ３０）。具体的には、コントローラ２１は、可変容量コンデンサ（ＶＣ）３１の容量値を変化させて共振周波数を変化させる。当該変化については後述する。
【００９８】
そして、処理を終了する（エンド）。
一方で、ステップＳ２０において、コントローラ２１は、受電異常が有ると判断した場合（ステップＳ２０においてＹＥＳ）には、受電情報として受電異常を送信する（ステップＳ２２）。具体的には、コントローラ２１は、可変容量コンデンサ（ＶＣ）３１の容量値を変化させて共振周波数を変化させる。当該変化については後述する。
【００９９】
そして、処理を終了する（エンド）。
なお、受電異常を送信した後、あるいは、充電完了を送信した後、可変容量コンデンサ（ＶＣ）３１の容量値を変化させて共振周波数を大きくずらすようにしても良い。すなわち、送電装置１０の送電共振コイルと同調しない周波数に調整して、送電装置１０から送電された電力の受電を小さくして、その影響を低くするようにすることも可能である。
【０１００】
本実施の形態においては、所定条件が成立した場合に受電装置２０から受電状態に関する情報（受電情報）を送電装置１０に送信する。
【０１０１】
具体的には、所定条件が成立した場合（例えば、受信異常が生じた場合、あるいは充電が完了した場合）に可変容量コンデンサ３１の容量値を所定パターンに従って調整する。
【０１０２】
図７は、本実施の形態に従う可変容量コンデンサ３１の容量値の調整を説明する図である。
【０１０３】
図７（Ａ）を参照して、ここでは、所定パターンとして可変容量コンデンサ３１の容量値を上下に変動させた場合が示されている。すなわち、容量値により規定される共振周波数を調整する。当該共振周波数の調整に従って、反射波レベルが上下に変動する。
【０１０４】
具体的には、コントローラ２１は、可変容量コンデンサ（ＶＣ）３１に印加する電圧値を調整することにより容量値を調整する。本例においては、一例として、コントローラ２１が、可変容量コンデンサ３１に印加する電圧値を上昇あるいは下降させる処理を所定パターンに従って繰り返すことにより容量値を上下に変動させる。
【０１０５】
本例においては、所定条件が成立したこと、すなわち、充電が完了したことに対応して、可変容量コンデンサ（ＶＣ）３１の容量値を変動させる所定パターンが予め対応づけられて格納されているものとする。具体的には、受電装置２０の受電制御部２４のメモリ２３に当該所定パターンに関する情報が格納されているものとする。コントローラ２１は、当該メモリ２３に格納されている所定パターンに基づいて可変容量コンデンサ３１の容量値を上下に変動させる。すなわち、周波数を調整する。
【０１０６】
そして、可変容量コンデンサ３１の容量値を変動させることにより、反射波の信号レベルが上下に変動し、受電情報抽出回路１７は、当該反射波に含まれる受電情報を抽出する。具体的には、受電情報抽出回路１７は、設定された通信閾値の上限の閾値を超えた場合、あるいは下限の閾値を超えた場合に、データを検出する。本例においては、一例として、初めに下限の通信閾値を超えた場合が示されている。
【０１０７】
受電情報抽出回路１７は、一例として、通信閾値の下限の閾値を超えた（下回る）場合には「０」を検出するものとする。一方、通信閾値の上限の閾値を超えた（上回る）場合には「１」を検出するものとする。
【０１０８】
本例においては、一例として受電情報として、８ビットの２値化データ「０１０１０１０１」を検出した場合が示されている。
【０１０９】
本例においては、データを検出してから所定期間内の２値化データを検出して、受電情報として予め規定されている２値化データを受電装置側から受信したかどうかを判断する。本例においては、メモリ２Ａにおいて、充電完了を示すデータ（充電完了データ）「０１０１０１０１」が登録されているものとする。そして、コントローラ２は、受電情報として検出した２値化データ「０１０１０１０１」がメモリ２Ａに登録されている規定されているデータと一致するかどうかを判断する。本例においては、一例として受電情報として検知した２値化データがメモリ２Ａに登録されている充電完了データと一致したと判断したものとする。
【０１１０】
送電装置１０のコントローラ２は、受電情報（２値化データ）に基づいて受電装置２０の受電状態として充電完了であると判断する。
【０１１１】
これに従い送電装置１０のコントローラ２は、受電装置の全台について充電が終了したと判断した場合には、電圧制御回路７に指示して電圧の供給の停止を指示する。これにより送電が停止される。
【０１１２】
図７（Ｂ）を参照して、ここでは、所定パターンとして可変容量コンデンサ３１の容量値を上下に変動させた別の例が示されている。すなわち、容量値により規定される共振周波数を調整する。当該共振周波数の調整に従って、反射波レベルが上下に変動する。
【０１１３】
具体的には、コントローラ２１は、可変容量コンデンサ（ＶＣ）３１に印加する電圧値を調整することにより容量値を調整する。本例においては、一例として、コントローラ２１が、可変容量コンデンサ３１に印加する電圧値を上昇あるいは下降させる処理を所定パターンに従って繰り返すことにより容量値を上下に変動させる。
【０１１４】
本例においては、所定条件が成立したこと、すなわち、受電装置２０に異常が生じたことに対応して、可変容量コンデンサ（ＶＣ）３１の容量値を変動させる所定パターンが予め対応づけられているものとする。具体的には、受電装置２０の受電制御部２４のメモリ２３に当該所定パターンに関する情報が格納されているものとする。コントローラ２１は、当該メモリ２３に格納されている所定パターンに基づいて可変容量コンデンサ３１の容量値を上下に変動させる。すなわち、周波数を調整する。
【０１１５】
そして、可変容量コンデンサ３１の容量値を変動させることにより、反射波の信号レベルが上下に変動し、受電情報抽出回路１７は、当該反射波に含まれる受電情報を抽出する。具体的には、受電情報抽出回路１７は、設定された通信閾値の上限の閾値を超えた場合、あるいは下限の閾値を超えた場合に、データを検出する。本例においては、一例として、初めに下限の通信閾値を超えた場合が示されている。
【０１１６】
本例においては、一例として受電情報として、８ビットの２値化データ「０１０１００００」を検出した場合が示されている。
【０１１７】
本例においては、データを検出してから所定期間内の２値化データを検出して、受電情報として予め規定されている２値化データを受電装置側から受信したかどうかを判断する。本例においては、メモリ２Ａにおいて、受電異常を示すデータ（受電異常データ）「０１０１００００」が登録されているものとする。そして、コントローラ２は、受電情報として検出した２値化データ「０１０１００００」がメモリ２Ａに登録されている規定されているデータと一致するかどうかを判断する。本例においては、一例として受電情報として検知した２値化データがメモリ２Ａに登録されている受電異常データと一致したと判断したものとする。
【０１１８】
送電装置１０のコントローラ２は、受電情報（２値化データ）に基づいて受電装置２０の受電状態として受電異常であると判断する。
【０１１９】
これに従い送電装置１０のコントローラ２は、電圧制御回路７に指示して電圧の供給の停止を指示する。これにより送電が停止される。
【０１２０】
なお、複数の受電装置が存在している場合に、ある受電装置が受電異常であると判断した場合には、送電を停止しても良いし、あるいは、他の受電装置に影響を与えないように、受電装置の受電台数を変更（受電台数を減らして）して、受電台数に応じて電圧制御回路７に指示して送電出力パワーを調整するようにしても良い。
【０１２１】
なお、上記充電完了データ、受電異常データの例は、一例であり、他のデータで規定するようにすることも当然に可能である。
【０１２２】
本実施の形態に従う方式により、送電中にすなわち、受電しながら、簡易な方式で受電状態に関する情報を受電装置から送電装置に送信することが可能となる。したがって、送電を停止して通信する必要がなく、充電に要する時間を短縮することが可能である。また、送電の停止、開始といった処理を繰り返す処理を行なった場合には電力を効率的に送電できないが、送電を継続しながら通信が可能であるため効率的な送電が可能となる。
【０１２３】
また、受電装置からの受電情報であるコマンドに基づく送電制御が実行されるため瞬時に制御が可能となる。
【０１２４】
また、本例においては、受電情報として受電異常データあるいは充電完了データを受電装置から送電装置に送信して、送電装置が当該受電情報を検知して検知結果に基づく送電制御を実行する場合について説明したが、これに限られず、別の受電情報を送信することも可能である。
【０１２５】
具体的には、バッテリ３０の充電状態の充電レベルを受電情報として送電装置側に送信することも可能である。
【０１２６】
そして、バッテリ３０の充電状態に応じて送電装置からの送電出力パワーを調整するようにしても良い。一例として充電状態が低い場合には、段階的に送電出力パワーを上昇させたり、あるいは充電が完了状態に近い場合には、段階的に送電出力パワーを下降させたりして効率的な送電制御を実行するようにすることも可能である。
【０１２７】
また、受電情報内に、受電装置の識別情報を含めるようにすることにより複数台の受電装置が並列的に受電する場合にどの受電装置が充電を完了したかを把握することも可能である、あるいは、異常が生じた場合にどの受電装置に異常が生じたかを把握して上位のシステムに通知するようにしても良い。
【０１２８】
また、イベントが生じた場合、例えば、異常あるいは充電が完了等が生じた場合に受電状態を受電装置から送電装置に送信するのみならず、例えば、所定期間毎に受電情報を受電装置から送電装置に送信して定期的にその状態を送電装置が監視するようにすることも可能である。
【０１２９】
また、受電情報として主に受電状態に関する情報を送信する場合について説明したが、受電期間や受電レベル等、受電に関する情報であればどのような情報であっても良い。
【０１３０】
（実施の形態の変形例）
上記の実施の形態においては、受電情報を抽出するために通信閾値を設定して、当該通信閾値の上下限値を超えた場合にデータ「１」あるいは「０」を検出して、反射波から受電情報を抽出する場合について説明した。
【０１３１】
一方で、通信閾値を設けなくてもデータを検出することは可能である。
図８は、本実施の形態の変形例に従う可変容量コンデンサの容量値の調整を説明する図である。
【０１３２】
図８（Ａ）を参照して、ここでは、所定パターンとして可変容量コンデンサ３１の容量値を上下に変動させた場合が示されている。すなわち、容量値により規定される共振周波数を調整する。当該共振周波数の調整に従って、反射波レベルが上下に変動する。
【０１３３】
具体的には、コントローラ２１は、可変容量コンデンサ（ＶＣ）３１に印加する電圧値を調整することにより容量値を調整する。本例においては、一例として、コントローラ２１が、可変容量コンデンサ３１に印加する電圧値を上昇あるいは下降させる処理を所定パターンに従って繰り返すことにより容量値を上下に変動させる。
【０１３４】
本例においては、所定条件が成立したこと、すなわち、充電が完了したことに対応して、可変容量コンデンサ（ＶＣ）３１の容量値を変動させる所定パターンが予め対応づけられて格納されているものとする。具体的には、受電装置２０の受電制御部２４のメモリ２３に当該所定パターンに関する情報が格納されているものとする。コントローラ２１は、当該メモリ２３に格納されている所定パターンに基づいて可変容量コンデンサ３１の容量値を上下に変動させる。すなわち、周波数を調整する。
【０１３５】
そして、可変容量コンデンサ３１の容量値を変動させることにより、反射波の信号レベルが上下に変動し、受電情報抽出回路１７は、当該反射波に含まれる受電情報を抽出する。具体的には、受電情報抽出回路１７は、設定された反射波の信号レベルの周波数を抽出する。具体的には、受電情報抽出回路１７は、反射波の信号レベルのＡＤ変換結果をフーリエ変換して反射波の信号レベルの周波数を検出する。
【０１３６】
本例においては、一例として、受電情報として、ＸＫＨｚの周波数を検出した場合が示されている。
【０１３７】
本例においては、所定期間内における反射波の信号レベルの周波数を検出して、受電情報として予め規定されている周波数の反射波を受電装置側から受信したかどうかを判断する。本例においては、メモリ２Ａにおいて、充電完了を示すデータ（充電完了データ）としてＸＫＨｚの周波数データが登録されているものとする。そして、コントローラ２は、受電情報として検出したＸＫＨｚの周波数がメモリ２Ａに登録されている規定されている周波数データと一致するかどうかを判断する。本例においては、一例として受電情報として検知した周波数がメモリ２Ａに登録されている充電完了データ（ＸＫＨｚ）と一致したと判断したものとする。
【０１３８】
送電装置１０のコントローラ２は、受電情報に基づいて受電装置２０の受電状態として充電完了であると判断する。
【０１３９】
これに従い送電装置１０のコントローラ２は、受電装置の全台について充電が終了したと判断した場合には、電圧制御回路７に指示して電圧の供給の停止を指示する。これにより送電が停止される。
【０１４０】
図８（Ｂ）を参照して、ここでは、所定パターンとして可変容量コンデンサ３１の容量値を上下に変動させた場合が示されている。すなわち、容量値により規定される共振周波数を調整する。当該共振周波数の調整に従って、反射波レベルが上下に変動する。
【０１４１】
具体的には、コントローラ２１は、可変容量コンデンサ（ＶＣ）３１に印加する電圧値を調整することにより容量値を調整する。本例においては、一例として、コントローラ２１が、可変容量コンデンサ３１に印加する電圧値を上昇あるいは下降させる処理を所定パターンに従って繰り返すことにより容量値を上下に変動させる。
【０１４２】
本例においては、所定条件が成立したこと、すなわち、充電が完了したことに対応して、可変容量コンデンサ（ＶＣ）３１の容量値を変動させる所定パターンが予め対応づけられて格納されているものとする。具体的には、受電装置２０の受電制御部２４のメモリ２３に当該所定パターンに関する情報が格納されているものとする。コントローラ２１は、当該メモリ２３に格納されている所定パターンに基づいて可変容量コンデンサ３１の容量値を上下に変動させる。すなわち、周波数を調整する。
【０１４３】
そして、可変容量コンデンサ３１の容量値を変動させることにより、反射波の信号レベルが上下に変動し、受電情報抽出回路１７は、当該反射波に含まれる受電情報を抽出する。具体的には、受電情報抽出回路１７は、設定された反射波の信号レベルの周波数を抽出する。具体的には、受電情報抽出回路１７は、反射波の信号レベルのＡＤ変換結果をフーリエ変換して反射波の信号レベルの周波数を検出する。
【０１４４】
本例においては、一例として、受電情報として、ＹＫＨｚの周波数を検出した場合が示されている。
【０１４５】
本例においては、所定期間内における反射波の信号レベルの周波数を検出して、受電情報として予め規定されている周波数の反射波を受電装置側から受信したかどうかを判断する。本例においては、メモリ２Ａにおいて、受電異常を示すデータ（受電異常データ）としてＹＫＨｚの周波数データが登録されているものとする。そして、コントローラ２は、受電情報として検出したＹＫＨｚの周波数がメモリ２Ａに登録されている規定されている周波数データと一致するかどうかを判断する。本例においては、一例として受電情報として検知した周波数がメモリ２Ａに登録されている受電異常データ（ＹＫＨｚ）と一致したと判断したものとする。
【０１４６】
送電装置１０のコントローラ２は、受電情報に基づいて受電装置２０の受電状態として充電異常であると判断する。
【０１４７】
これに従い送電装置１０のコントローラ２は、電圧制御回路７に指示して電圧の供給の停止を指示する。これにより送電が停止される。
【０１４８】
なお、複数の受電装置が存在している場合に、ある受電装置が受電異常であると判断した場合には、送電を停止しても良いし、あるいは、他の受電装置に影響を与えないように、受電装置の受電台数を変更（受電台数を減らして）して、受電台数に応じて電圧制御回路７に指示して送電出力パワーを調整するようにしても良い。
【０１４９】
なお、上記充電完了データ、受電異常データの例は、一例であり、他のデータで規定するようにすることも当然に可能である。
【０１５０】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１５１】
１  非接触充電システム、２，２１  コントローラ、２Ａ，２３  メモリ、３，２８  発振回路、４，２５  ＮＦＣ通信部、４Ａ，２５Ａ  ＮＦＣ駆動回路、４Ｂ，２５Ｂ  ＮＦＣ変調回路、４Ｃ，２５Ｃ  ＮＦＣ復調回路、５  共振調整回路、６  ウオッチドッグタイマ、７  電圧制御回路、８  ドライバ、９  共振回路、１０  送電装置、１２，２２，２２Ａ〜２２Ｃ  アンテナ、１４  送電制御部、１５  反射波検知回路、１６  送電駆動部、１７  受電情報抽出回路、２０，２０Ａ〜２０Ｃ  受電装置、２４，２４Ａ〜２４Ｃ  受電制御部、２６，２６Ａ〜２６Ｃ  受電駆動部、２７  分圧回路、３０，３０Ａ〜３０Ｃ  バッテリ、３１  可変容量コンデンサ、３３  整流回路、３４  クランプ回路、３５  ＤＣ／ＤＣ回路、３６  充電制御回路、３７  制御レジスタ、３８  起動回路、４０  ＡＣアダプタ。
【図１】
2015006096.tif 000003
【図２】
2015006096.tif 000004
【図３】
2015006096.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2015006096.tif 000008
【図７】
2015006096.tif 000009
【図８】
2015006096.tif 000010