(57)【要約】【課題】バッテリィの残容量を適切に維持しながら電気量を相互融通できる電子機器を提供する。【解決手段】それぞれバッテリィを搭載した携帯式電子機器１００ａ、１００ｂが電力伝送路１０１、制御データ伝送路１０３およびネットワーク・データ伝送路で連絡して電力融通システムを構成する。電力伝送路１０１は、非接触充電または接触充電のいずれを構成してもよい。携帯式電子機器１００ａ、１００ｂには、電力融通のための基準値を設定する。残容量が基準値より低下した携帯式電子機器１００ａが携帯式電子機器１００ｂに対して充電リクエストをする。充電リクエストに応じて携帯式電子機器１００ｂが携帯式電子機器１００ａに残容量が基準値に上昇するまで充電電力を供給する。携帯式電子機器１００ｂは、残容量が基準値まで低下すると充電を停止する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれバッテリィを搭載し電力伝送路で連絡が可能な複数の電子機器が充電電力を融通する方法であって、
前記電子機器がバッテリィで動作するステップと、
前記電子機器に残容量に関連する基準値を設定するステップと、
第１の電子機器が他の電子機器に対して充電リクエストをするステップと、
前記充電リクエストに応じた第２の電子機器が前記第１の電子機器の残容量が前記基準値に到達するまで充電電力を供給するステップと
を有する方法。
【請求項２】
前記基準値が、前記電子機器が搭載するバッテリィの満充電容量の合計値に対する一定の割合である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数の電子機器のバッテリィの残容量の合計が低下するに伴って前記基準値を徐々に低下させるステップを有する請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の電子機器の残容量が前記基準値に到達する前に前記第２の電子機器の残容量が前記基準値まで低下するステップと、
前記残容量の低下に応じて前記第２の電子機器が充電電力の供給を停止するステップと
を有する請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の電子機器が充電電力の供給を停止したときに、前記第１の電子機器が充電リクエストに応じた第３の電子機器から充電電力を受け取るステップを有する請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記複数の電子機器がネットワーク・データ伝送路を通じてデータ交換をしながら連携ジョブを遂行するための連係動作をする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
それぞれバッテリィを搭載し電力伝送路で連絡が可能な複数の電子機器が充電電力を融通する方法であって、
前記複数の電子機器がバッテリィで動作するステップと、
充電を必要とする電子機器が他の複数の電子機器に対して充電リクエストをするステップと、
前記他の複数の電子機器が前記充電を必要とする電子機器にそれぞれ充電可能なレスポンスをするステップと、
前記充電を必要とする電子機器が前記充電可能なレスポンスをした複数の電子機器の中から融通元の電子機器を選択するステップと、
前記融通元に選択された電子機器が前記充電を必要とする電子機器に充電電力を供給するステップと
を有する方法。
【請求項８】
前記充電可能なレスポンスが、各電子機器が搭載するバッテリィの残容量率を含み、前記選択するステップは前記残容量率が最大の電子機器を選択するステップを含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
それぞれバッテリィを搭載し電力伝送路で連絡が可能な複数の電子機器が充電電力を融通する方法であって、
前記複数の電子機器がバッテリィで動作するステップと、
各電子機器から前記バッテリィの残容量を取得するステップと、
所定の残容量を超える電子機器から他の電子機器に充電電力を供給するステップと、
所定の残容量を超える電子機器が存在しないときに電力融通を停止するステップと
を有する方法。
【請求項１０】
それぞれバッテリィ・ユニットを搭載し電力伝送路で連絡が可能な複数の電子機器に充電電力の融通をさせることが可能な電子機器であって、
前記複数の電子機器と通信するためのインターフェースと、
前記複数の電子機器の満充電容量と残容量を記録する管理データ記録部と、
前記満充電容量と前記残容量から計算した基準値を前記複数の電子機器に設定し、残容量が低下した所定の電子機器から充電リクエストを受け取ったときに前記管理データ記録部を参照して残容量の大きな電子機器を融通元として選択する電力管理部と
を有する電子機器。
【請求項１１】
それぞれバッテリィ・ユニットを搭載し電力伝送路で連絡が可能な複数の電子機器に充電電力を供給することが可能な電子機器であって、
バッテリィ・ユニットと、
前記電力伝送路を通じて前記バッテリィ・ユニットに対する充電または放電を制御する電力制御部と、
前記バッテリィ・ユニットの電気量を維持する基準値を記録する管理データ記録部と、
いずれかの電子機器から充電リクエストを受け取ったときに、残容量が前記基準値に到達するまで前記充電リクエストをした電子機器に充電電力を供給するように前記電力制御部に指示する電力管理部と
を有する電子機器。
【請求項１２】
非接触電力伝送をするための第１のインターフェース面と第１のバッテリィ・ユニットを備える第１の電子機器と、前記非接触電力伝送をするための第２のインターフェース面と第２のバッテリィ・ユニットを備える第２の電子機器が充電電力を融通する方法であって、
前記第１の電子機器が前記第１のバッテリィ・ユニットを放電する送電モードに遷移するステップと、
前記第２の電子機器が前記第２のバッテリィ・ユニットを充電する受電モードに遷移するステップと、
前記第１のインターフェース面と前記第２のインターフェース面を接触させたことに応じて前記第１の電子機器から前記第２の電子機器に充電電力を供給して前記第２のバッテリィ・ユニットを充電するステップと
を有する方法。
【請求項１３】
前記送電モードに遷移するステップおよび前記受電モードに遷移するステップが、それぞれ前記第１のインターフェース面と前記第２のインターフェース面の姿勢に応じて前記送電モードまたは前記受電モードに遷移する請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１のインターフェース面が上を向いたときに前記送電モードに遷移し、前記第２のインターフェース面が下を向いたときに受電モードに遷移する請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１のインターフェース面と前記第２のインターフェース面が接触した状態で上下方向を反転するステップと、
前記第１の電子機器が前記受電モードに遷移するステップと、
前記第２の電子機器が前記送電モードに遷移するステップと、
前記第２の電子機器から前記第１の電子機器に充電電力を送って前記第１のバッテリィ・ユニットを充電するステップと
を有する請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１のバッテリィ・ユニットと前記第２のバッテリィ・ユニットの残容量率が等しくなったときに前記第１の電子機器および前記第２の電子機器またはいずれか一方が充電を停止するステップを有する請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
他の携帯式電子機器と非接触電力伝送をすることが可能な携帯式電子機器であって、
電磁波で電力を送る送電部と、
電磁波で電力を受け取る受電部と、
バッテリィ・ユニットと、
送電モードのときに前記送電部を通じて前記バッテリィ・ユニットの電気量を放電し、受電モードのときに前記受電部を通じて受け取った充電電力で前記バッテリィ・ユニットを充電する電力モジュールと、
前記電力モジュールを前記送電モードまたは前記受電モードに切り換える切換部と
を有する携帯式電子機器。
【請求項１８】
筐体の表面に搭載したフラット・パネル型ディスプレイを備え、前記他の携帯式電子機器と電力を交換するためのインターフェース面を前記フラット・パネル型ディスプレイに対向する前記筐体の背面に形成した請求項１７に記載の携帯式電子機器。
【請求項１９】
前記筐体の姿勢を検出する姿勢センサを備え、前記切換部は前記インターフェース面の向きによって前記電力モジュールを前記送電モードまたは前記受電モードに切り換える請求項１８に記載の携帯式電子機器。
【請求項２０】
前記受電部を通じて受け取った変調信号から、前記他の携帯式電子機器の満充電容量と残容量を取得して前記他の携帯式電子機器に融通する電力量を設定する通信制御部を有する請求項１７に記載の携帯式電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれバッテリィを搭載する複数の電子機器が充電電力を相互融通する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートフォンやタブレット端末のような充電式のバッテリィで動作する携帯式電子機器は、動作時間を確保するために他の電力源で充電する必要がある。電力源が交流電源のアウトレットに接続されている場合は、移動先では自由に充電できないという不便さが残る。バッテリィを搭載したポータブル式の充電器は持ち運びに不便である。ＵＳＢ規格のケーブルで接続された携帯式電子機器の相互間では、一方から他方に充電電力を供給することができる。
【０００３】
ＷＰＣ（Wireless Power Consortium）が策定したワイヤレス充電に関する国際標準規格Ｑｉでは、１００〜２０５ＫＨｚの範囲の周波数帯を利用して、２つの接近させたコイルの間に発生する電磁誘導で電力を供給するときの仕様を規定している。スマートフォンを充電パッドに載せて充電するＱｉ規格の充電システムがすでに市場にでている。また、ＷｉＦｉやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）と同じ周波数帯である２．４ＧＨｚ帯の電磁波を利用した１０メートル程度の離隔距離で無線伝送する方式も開発されてきている。
【０００４】
特許文献１は、スマートフォンや携帯電話などの遠隔装置に電磁誘導を利用して電力を供給する無線配電システムを開示する。同文献には、遠隔装置を有する消費者が無線充電領域内に入ると、遠隔装置が無線電力の受け取りを自動的に開始することを記載する。特許文献２は、５．８ＧＨｚの周波数帯のマイクロウェーブでラップトップを充電する無線充電システムを開示する。特許文献３は、モバイル電子機器へＵＳＢケーブルおよび電磁誘導で充電できる携帯型無線充電装置を開示する。同文献は携帯型無線充電装置が、充電中に商用電源のアウトレットに接続する必要がないことを記載する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−５０２８７５号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１５／００２２０２２号明細書
【特許文献３】特開２０１５−２０４７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
携帯式電子機器の充電は一般に、充電源が供給する電力量を考慮する必要がない交流電源、充電先が必要とする電気量に対して十分な電気量を保有する直流電力源またはバッテリィを搭載した専用の充電装置で行っている。充電先の携帯式電子機器には、満充電容量までか、途中でユーザが充電を停止するまでの電気量が供給される。ここで、一人のユーザが複数の携帯式電子機器を保有しているときに、特定の携帯式電子機器のバッテリィの残容量が低下する場合を想定する。あるいは、それぞれバッテリィで動作する複数の携帯式電子機器が、協働してまとまりのあるジョブを実行することを想定する。
【０００７】
たとえばそれぞれバッテリィで動作するラップトップ型コンピュータ（ラップトップ）が、タブレット端末とスマートフォンにデータ転送するとともにプリンタに印刷するジョブを実行しているとする。このとき、他の携帯式電子機器のバッテリィ残量が十分にあるにもかかわらず、プリンタのバッテリィ残量が低下すると印刷ジョブの遂行に支障をきたす。このような場合に残容量の多いたとえばラップトップの電気量を利用してプリンタを充電できれば便利であるが、このときラップトップも当該ジョブを実行する必要があるため供給する電気量には制約がある。
【０００８】
また２つの携帯式電子機器間でバッテリィの電気量を相互融通するときに、融通元もさらにバッテリィで動作を継続したい場合がある。したがって、動作時間の重要性が同等な携帯式電子機器同士では、相互融通する電気量を合理的に決める必要がある。このときユーザが、各携帯式電子機器が保有する電気量を確認し、さらに充電中の状態を監視して充電を制御することは困難である。
【０００９】
また、ユーザがラップトップ、タブレット端末およびスマートフォンなどの携帯端末を移動先で保持している場合に、スマートフォンの残容量が少なくなることがある。このとき残容量が十分にあるラップトップ、タブレット端末またはスマートフォンから当該スマートフォンに簡単な操作で電気量を融通できれば便利である。この場合も充電が終了した時点で充電元の電気量と充電先の電気量が合理的に調和していることが望ましい。
【００１０】
そこで本発明の目的は、バッテリィの残容量を適切に維持しながら電気量を相互融通できる電子機器および充電電力の融通方法を提供することにある。さらに本発明の目的は、簡単な操作で他の携帯式電子機器から非接触充電をすることができる携帯式電子機器および電力融通の方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様では、それぞれバッテリィを搭載し電力伝送路で連絡が可能な複数の電子機器が充電電力を融通する方法を提供する。複数の電子機器に残容量に関連する基準値を設定し、第１の電子機器が他の電子機器に対して充電リクエストをし、充電リクエストに応じた第２の電子機器が第１の電子機器の残容量が基準値に到達するまで充電電力を供給する。
【００１２】
上記構成によれば、融通元と融通先の電子機器がともに充電完了後に所定の残容量を維持する必要がある場合に、基準値に基づいて電気量を分配することができる。基準値は、複数の電子機器のバッテリィの満充電容量の合計値に対する一定の割合とすることができる。このような基準値に基づいて残容量を管理すれば、すべての電子機器の残容量率を一定にできるため、電子機器同士で電気量を公平に分配することができる。各電子機器のバッテリィの残容量の合計が低下するに伴って基準値を徐々に低下させれば、充電リクエストがあった時点での系として融通できる能力まで充電電力を供給することができる。
【００１３】
したがって充電リクエストをした電子機器が、充電完了後に系から独立してバッテリィ動作をする場合に、系の融通能力で定まった電気量を確保することができる。第１の電子機器の残容量が基準値まで上昇する前に第２の電子機器の残容量が基準値まで低下する場合がある。そのとき第２の電子機器の残容量が基準値まで低下したときに充電電力の供給を停止すれば、第２の電子機器のその後のバッテリィによる動作を継続することができる。そして第１の電子機器は充電リクエストに応じた第３の電子機器から充電電力を受け取ることで、系として融通能力がある限り基準値まで充電することができる。
【００１４】
複数の電子機器は、ネットワーク・データ伝送路を通じてデータ交換をしながら連携ジョブを遂行するための連係動作をすることができる。この場合、基準値に基づいて残容量を管理すれば、いずれかの電子機器の残容量が低下することで連携ジョブを完遂できない事態を回避することができる。第２の電子機器が他の電子機器を経由して第１の電子機器に充電電力を供給できれば、電力伝送路を柔軟に構成して電子機器の物理的な存在位置の制約を少なくすることができる。
【００１５】
本発明の第２の態様にかかる充電電力の融通方法は、充電を必要とする電子機器が他の複数の電子機器に対して充電リクエストをし、複数の電子機器が充電を必要とする電子機器に充電可能なレスポンスをする。さらに充電を必要とする電子機器が充電可能なレスポンスをした電子機器のなかから融通元の電子機器を選択し、融通元に選択された電子機器が充電を必要とする電子機器に充電電力を送る。
【００１６】
上記の構成によれば、系全体を管理するマスタが存在しなくても充電を必要とする電子機器が他の複数の電子機器のいずれかから充電電力を受け取ることができる。このとき充電可能なレスポンスに各電子機器が搭載するバッテリィの残容量率を含ませると、残容量率が最大の電子機器を融通元に選択して、常に残容量率の大きな電子機器から充電することができる。
【００１７】
本発明の第３の態様にかかる充電電力の融通方法は、複数の電子機器がバッテリィで動作しているときに、各電子機器からバッテリィの残容量を取得し、所定の残容量を超える電子機器から他の電子機器に充電電力を供給し、所定の残容量を超える電子機器が存在しないときに電力融通を停止する。所定の残容量を超える電子機器から充電電力を供給するため、各電子機器の残容量が均衡を保つように電力融通をすることができる。
【００１８】
本発明の第４の態様は、非接触電力伝送をするための第１のインターフェース面と第１のバッテリィ・ユニットを備える第１の電子機器と、非接触電力伝送をするための第２のインターフェース面と第２のバッテリィ・ユニットを備える第２の電子機器が電力を融通する方法を提供する。第１の電子機器が第１のバッテリィ・ユニットを放電する送電モードに遷移し、第２の電子機器が第２のバッテリィ・ユニットを充電する受電モードに遷移し、第１のインターフェース面と第２のインターフェース面を接触させたことに応じて第１の電子機器から前記第２の電子機器に充電電力を供給して第２のバッテリィ・ユニットを充電する。
【００１９】
上記構成によれば、インターフェース面を接触させるだけで、電子機器間で簡単にバッテリィ・ユニットの電気量を融通することができる。それぞれ第１のインターフェース面と第２のインターフェース面の姿勢に応じて送電モードおよび受電モードへ遷移すると、ユーザがタッチ・スクリーンやボタンなどで入力操作をしないでも電気量の融通ができる。インターフェース面の姿勢は上下方向とすることができる。
【００２０】
第１のインターフェース面と第２のインターフェース面が接触した状態で上下方向を反転させたときは、第１の電子機器が受電モードに遷移し、第２の電子機器が送電モードに遷移し、第２の電子機器から第１の電子機器に充電電力を送って第１のバッテリィ・ユニットを充電することができる。第１のバッテリィ・ユニットと第２のバッテリィ・ユニットの残容量率が等しくなったときに第１の電子機器および第２の電子機器またはいずれか一方が充電を停止することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により、バッテリィの残容量を適切に維持しながら電気量を相互融通できる電子機器および充電電力の融通方法を提供することができた。さらに本発明により、簡単な操作で他の携帯式電子機器から非接触充電をすることができる携帯式電子機器および電力融通の方法を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】電力融通システム１０の概要を説明するための図である。
【図２】電力融通システム１０を構成する物理的な伝送路を説明するための図である。
【図３】携帯式電子機器１００の構成を説明するための機能ブロック図である。
【図４】固定式電子機器１５０の構成を説明するための機能ブロック図である。
【図５】集中管理型の電力融通システム１０ａの論理的なトポロジーを示す図である。
【図６】管理データ記録部２０５に記録する充電パラメータの一例を説明するための図である。
【図７】集中管理型の電力融通システム１０ａの動作手順を示すフローチャートである。
【図８】残容量が均衡を保って低下する様子を説明する図である。
【図９】分散管理型の電力融通システム１０ｂの論理的なトポロジーを示す図である。
【図１０】電力融通システム１０ｂの動作手順を示すフローチャートである。
【図１１】非接触充電をするスマートフォン５００の概要を説明するための図である。
【図１２】スマートフォン５００の概略的な機能ブロック図である。
【図１３】スマートフォン５００ａと５００ｂの間で充電電力を相互融通するときの様子を示す図である。
【図１４】スマートフォン５００ａ、５００ｂが充電電力を相互融通するときの手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［定義］
本明細書で使用する特別な用語を説明する。携帯式電子機器は、バッテリィだけを電力源とする動作に加えて、交流電源から電力供給を受けながら動作するものでもよいが、少なくとも充電電力を融通する際にはバッテリィだけを電力源にして動作するものをいう。固定式電子機器は、バッテリィを搭載してもよいが、少なくとも充電電力を融通する間は交流電源を電力源にするものをいう。
【００２４】
接触電力伝送は、電気接点、コネクタまたはケーブルを介して電力を伝送する方式をいい、非接触電力伝送は電磁波を介して電力を伝送する方式をいう。非接触充電とは充電式のバッテリィを搭載する電子機器に非接触電力伝送で充電電力を供給することをいう。充電電力は携帯式電子機器が搭載するバッテリィを充電する電力をいい、さらにバッテリィの充電と同時にシステムに供給する電力も含む。
【００２５】
連携動作とは、複数の携帯式電子機器、または複数の携帯式電子機器と固定式電子機器を含んだ複数の電子機器が、協働してまとまりのあるジョブ（連携ジョブ）を実行している状態をいう。連携ジョブが完遂するまで連係動作をする携帯式電子機器がバッテリィで動作を継続する必要がある点で連携ジョブと連係動作は関連する。バッテリィの満充電容量とは、使用を開始して劣化が進行したときに蓄積可能な最大の電気量をいい、使用開始時の満充電容量は定格容量に相当する。
【００２６】
残容量率とは、その時点において、バッテリィが蓄積している電気量（残容量）の満充電容量に対する割合をいう。電気量と充電電力量は同じ物理量を示しているが、主として前者はバッテリィが蓄積する物理量の意味で使用し、後者は電力伝送路を通過する物理量の意味で使用する。充電電力の相互融通とは、充電電力を供給したあともバッテリィで動作する必要がある電子機器が、所定の電気量だけ他の電子機器に充電電力を供給することをいう。
【００２７】
［電力融通システムの構成要素］
図１は、本実施の形態にかかる電力融通システム１０の概要を説明するための図である。図１には電力融通システム１０を構成する複数の携帯式電子機器１００と複数の固定式電子機器１５０を示している。以後、携帯式電子機器１００と固定式電子機器１５０を区別する必要がないときは単に電子機器ということにする。携帯式電子機器１００は動作時間がバッテリィの残容量に依存する。固定式電子機器１５０は、電力源に起因して動作時間の制約を受けることはない。電力融通システム１０において、複数の携帯式電子機器１００はそれぞれ、固定式電子機器１５０から充電電力の供給を受けることができるが、充電電力の融通は複数の携帯式電子機器１００の間で発生する。
【００２８】
携帯式電子機器１００は一例として、ラップトップ、タブレット端末、スマートフォン、携帯電話、外部記憶装置、外部キーボード、外部マウス、オーディオ・デバイス、ゲーム・プレイヤーなどとすることができる。固定式電子機器１５０は一例において、デスクトップ型コンピュータ、ラップトップまたはタブレット端末などの機能拡張装置（ドッキング・ステーション）、プロジェクタ、プリンタ、および大型スクリーンなどとすることができる。
【００２９】
電力融通システム１０を構成する各電子機器は、他の電子機器と有線および無線またはいずれか一方で構成した電力伝送路、制御データ伝送路、およびネットワーク伝送路で連絡する。図２は、携帯式電子機器１００を代表する携帯式電子機器１００ａ〜１００ｃが、相互に物理的な電力伝送路１０１、制御データ伝送路１０３、およびネットワーク・データ伝送路１０５で連絡している様子を示している。
【００３０】
携帯式電子機器１００ａ〜１００ｃは相互に直接連絡している必要はなく、それぞれ、他の携帯式電子機器を経由して連絡していてもよい。たとえば、携帯式電子機器１００ａと携帯式電子機器１００ｃは、携帯式電子機器１００ｂを経由して連絡してもよい。接触電力伝送をする有線の電力伝送路１０１は主としてケーブル接続に代表される。非接触電力伝送をする無線の電力伝送路１０１は、電磁誘導式、電磁界共鳴式、または電波式（マイクロウェーブ式）などの送電方式に代表される。
【００３１】
制御データ伝送路１０３は、充電電力の融通をする際の充電リクエストやネゴシエーションのための制御データ、および充電電圧または充電電流などの充電パラメータを転送する。ネットワーク・データ伝送路１０５には、ＷｉＧｉｇ、無線ＬＡＮ、ＷｉＭａｘ、無線ＷＡＮまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）などの現在利用可能な無線通信規格および将来開発される無線通信規格を適用することができる。
【００３２】
無線の制御データ伝送路１０３は、無線の電力伝送路１０１または無線のネットワーク・データ伝送路１０５と共用することができる。有線の制御データ伝送路１０３は、有線の電力伝送路１０１または有線のネットワーク・データ伝送路１０５を構成するケーブルの中に構築することができる。携帯式電子機器１００は、固定式電子機器１５０との間でも、電力伝送路１０１、制御データ伝送路１０３、およびネットワーク・データ伝送路１０５で連絡することができる。
【００３３】
図３は、携帯式電子機器１００の構成を説明するための機能ブロック図である。図において要素間を結ぶ太いラインは電力の流れを示し、細いラインは信号の流れを示している。上位システム２０１は、ラップトップ、タブレット端末といった各携帯式電子機器の本来の機能を発揮するハードウェアおよびソフトウェアの複合体である。管理データ記録部２０５および電力管理部２０３は、上位システム２０１を構成するＣＰＵ、システム・メモリなどのハードウェアとＯＳおよび本実施の形態にかかるプログラムの協働により構成することができる。
【００３４】
電力管理部２０３および管理データ記録部２０５は、図５を参照して説明する集中管理型の電力融通システム１０ａのマスタまたはスレーブとなる携帯式電子機器、図９を参照して説明する分散管理型の電力融通システム１０ｂを構成する携帯式電子機器のそれぞれにおいて異なる機能を含むが、ここではそれらを包括的に説明し、相違点は図７、図１０の説明で明らかにする。
【００３５】
電力管理部２０３は、上位システム２０１から定期的にバッテリィ・ユニット２０９の残容量を取得する。電力管理部２０３は、ネットワーク・インターフェース２０７または電力インターフェース２１３を通じて、他の携帯式電子機器１００から充電パラメータを取得することができる。充電パラメータは、バッテリィ・ユニット２０９の充電電力を電力融通システム１０の融通ポリシーに基づいて融通するために必要な満充電容量、充電電圧、充電電流、残容量、図６を参照して説明する融通基準値（％）および要求する充電電力量などを含む。電力管理部２０３は自らの充電パラメータおよび他の携帯式電子機器の充電パラメータを管理データ記録部２０５に記録する。
【００３６】
電力管理部２０３は残容量または残容量率が所定値よりも低下したときに、他の携帯式電子機器１００および固定式電子機器１５０と通信して充電リクエストをする。電力管理部２０３は、電力インターフェース２１３を通じて受け取った充電電力でバッテリィ・ユニット２０９を充電するように電力制御部２１１を制御する。他の携帯式電子機器から充電リクエストを受け取った電力管理部２０３は、電力インターフェース２１３を通じてバッテリィ・ユニット２０９の電力を他の携帯式電子機器に融通するように電力制御部２１１を制御する。
【００３７】
電力制御部２１１は、電力管理部２０３の指示により、バッテリィ・ユニット２０９に対する充電または放電を制御する。電力制御部２１１は、直接電力伝送路１０１で連絡していない携帯式電子機器の間で行う充電電力を融通するときに、電力管理部２０３の指示で電力伝送路１０１を中継することができる。電力制御部２１１は電力インターフェース２１３が一つのときは、一旦一方の携帯式電子機器から受け取った充電電力をバッテリィ・ユニット２０９に充電し、その後他の携帯式電子機器に送る。電力制御部２１１は電力インターフェース２１３が複数のときは、一方の電力インターフェースで受け取った充電電力を同時に他方の電力インターフェースから出力する。
【００３８】
管理データ記録部２０５には、電力管理部２０３が充電パラメータを記憶し、電力融通をする際に参照する。ネットワーク・インターフェース２０７は、ネットワーク・データ伝送路１０５に対するデータ転送を制御する有線または無線のネットワーク・コントローラを含む。電力インターフェース２１３は、電力伝送路１０１を通じて接触電力伝送および非接触電力伝送またはいずれかをするためのモジュールに相当する。電力インターフェース２１３は、電力伝送路１０１を構築して、他の携帯式電子機器１００との間で充電電力を相互融通し、固定式電子機器１５０から充電電力を受け取る。ここでは、制御データ伝送路１０３が電力インターフェース２１３に接続されている例を示しているがこれに限定する必要はない。
【００３９】
バッテリィ・ユニット２０９は、充電式のバッテリィを搭載するものであれば特に限定しない。バッテリィ・ユニット２０９は、携帯式電子機器１００の上位システム２０１を含む各要素に電力を供給する。外部電力源２１５は電力インターフェース２１３に代えて、バッテリィ・ユニット２０９に充電電力を供給する容量の大きな直流電源または交流電源である。ただし、携帯式電子機器１００が電力融通をしている間は、外部電力源２１５が充電電力を供給することはない。
【００４０】
図４は、固定式電子機器１５０の構成を説明するための機能ブロック図である。固定式電子機器１５０は、上位システム２５１、電力管理部２５３、電力制御部２５７、外部電力源２６１、ネットワーク・インターフェース２５５および電力インターフェース２５９を含んでいる。固定式電子機器１５０は、外部電力原２６１から電力の供給を受けて動作するため、必ずしもバッテリィ・ユニットを搭載しなくてもよい。固定式電子機器１５０は、充電電力の供給能力に制限がないため、電力融通システム１０が固定式電子機器１５０を含むときは、携帯式電子機器１００は電力伝送路１０１を通じて満充電容量まで充電することができる。固定式電子機器１５０の各要素は、携帯式電子機器１００の要素に対応するため説明を省略する。
【００４１】
［集中管理型の電力融通システム］
図５は、電力融通システム１０の一例である集中管理型の電力融通システム１０ａの論理的なトポロジーを示している。電力融通システム１０ａは、マスタとなる携帯式電子機器１００ａと、スレーブとなる携帯式電子機器１００ｂ〜１００ｄおよび固定式電子機器１５０ａとの間にネットワーク・データ伝送路１０５または制御データ伝送路１０３でスター型の論理的なチャネルを形成している。本実施の形態では、携帯式電子機器１００ａが、マスタとしての機能とスレーブとしての機能を発揮する例で説明するため、以下においては、適宜、携帯式電子機器１００ａをマスタ１００ａといい、携帯式電子機器１００ｂ〜１００ｄおよび固定式電子機器１５０ａをスレーブ１００ｂ〜１００ｄ、１５０ａということにする。
【００４２】
図５はネットワーク・データ伝送路１０５の論理的なチャネルを示しており、電力伝送路１０１、制御データ伝送路１０３およびネットワーク・データ伝送路１０５の物理的な接続は必ずしもスター型にする必要はなく、バス型、リング型などの他のネットワーク・トポロジーを採用することができる。スレーブ１００ｂ〜１００ｄはみずからのバッテリィ・ユニット２０９の残容量を管理し、充電が必要になったときにマスタ１００ａに充電リクエストをする。
【００４３】
電力融通システム１０ａが連係動作をしているときは、携帯式電子機器１００ａ〜１００ｄのバッテリィ・ユニット２０９による動作時間が一致することが望ましい。そのためにマスタ１００ａは充電電力の融通の際に、各携帯式電子機器１００ａ〜１００ｄの残容量または残容量率を所定の融通ポリシーに基づいて均衡するように管理する。
【００４４】
融通ポリシーは、充電リクエストをした携帯式電子機器１００ａ〜１００ｄに対して供給する電気量を規定する。融通ポリシーはまた、充電リクエストに応じて充電電力を融通する携帯式電子機器１００ａ〜１００ｄの選択方法を規定する。充電電力の融通では、融通元が保有する電気量が、融通先が要求する電気量より少ない場合に両者が一致しない場合がある。そこで融通ポリシーはさらに充電電力を融通する携帯式電子機器１００ａ〜１００ｄが融通する電気量を規定する。
【００４５】
一例においてマスタ１００ａは携帯式電子機器１００ａ〜１００ｄに対して同一の残容量または残容量率の基準値を設定する。他の例でマスタ１００ａは、充電リクエストをする携帯式電子機器１００ａ〜１００ｄに優先度をつけ、優先度の高い順番により大きな残容量または残容量率の基準値を設定することもできる。一例において充電リクエストをした携帯式電子機器１００ａ〜１００ｄは、設定した基準値に上昇するまで電気量を受け取ることができる。また、融通元の携帯式電子機器１００ａ〜１００ｄは、設定した基準値に低下するまで送電することができる。
【００４６】
マスタ１００ａは、充電電力を供給する携帯式電子機器１００ａ〜１００ｄの選択方法の一例として、充電リクエストがあった時点で最も残容量または残容量率の高い携帯式電子機器を供給源に選択することができる。他の例でマスタ１００ａは、設定した基準値まで融通が可能な最大の電気量を保有する携帯式電子機器を選択することができる。あるいはマスタ１００ａは、充電リクエストがあった時点での消費電力と残容量から予測した動作時間の最も長い携帯式電子機器を選択してもよい。
【００４７】
マスタ１００ａは、電力融通システム１０ａに参加しているすべての携帯式電子機器１００ａ〜１００ｄの残容量を定期的に取得して融通ポリシーを実現する。マスタ１００ａはバッテリィ・ユニット２０９を搭載することでスレーブ１００ｂ〜１００ｄと充電電力の相互融通をすることができるが、スレーブ１００ｂ〜１００ｄにおける充電電力の相互融通を管理する上では、バッテリィ・ユニット２０９を搭載しなくてもよい。
【００４８】
図６は、管理データ記録部２０５に記録する充電パラメータの一例を説明するための図である。携帯式電子機器１００ａ〜１００ｄは、それぞれ満充電容量２０９ａ〜２０９ｄのバッテリィ・ユニット２０９を搭載している。携帯式電子機器１００ａ〜１００ｄの電力管理部２０３は、それぞれ残容量３５１ａ〜３５１ｄを定期的に管理データ記録部２０５に記録する。マスタ１００ａは、電力融通システム１０ａに参加するスレーブ１００ｂ〜１００ｄから識別子と満充電容量２０９ａ〜２０９ｄを取得する。
【００４９】
マスタ１００ａは、電力融通システム１０ａに対して融通基準値（％）３５６を設定する。マスタ１００ａは、ネットワーク・データ伝送路１０５または制御データ伝送路１０３を通じて融通基準値（％）３５６をスレーブ１００ｂ〜１００ｄに通知する。融通基準値（％）３５６は、携帯式電子機器１００ａ〜１００ｄの満充電容量の合計に対するその時点で保有すべき電気量の合計の割合に相当する。
【００５０】
各携帯式電子機器１００ａ〜１００ｄは、満充電容量２０９ａ〜２０９ｄに融通基準値（％）３５６を乗じた電気量に相当する融通基準値３５３ａ〜３５３ｄを計算して、管理データ記録部２０５に記録する。融通基準値３５３ａ〜３５３ｄは、充電電力を供給する携帯式電子機器および充電電力を受け取る携帯式電子機器の双方に対して融通する電気量を決めるために利用することができる。
【００５１】
マスタ１００ａは、融通基準値（％）３５６をあらかじめ１個の固定値として設定してもよいが、本実施の形態では、電力融通システム１０ａの全体の残容量にもとづいてダイナミックに設定する。そのためには、スレーブ１００ｂ〜１００ｄは、定期的に残容量３５１ｂ〜３５１ｄをマスタ１００ａに通知する。
【００５２】
マスタ１００ａは、定期的に満充電容量２０９ａ〜２０９ｄの合計に対する残容量３５１ａ〜３５１ｄの合計の割合（系の残容量率）を計算する。マスタ１００ａは、系の残容量率に対して、所定の充電ファクタα（α＜１）を乗じて融通基準値（％）３５６を計算し管理データ記録部２０５に記録する。シャットダウン値３５７ａ〜３５７ｄは、携帯式電子機器１００ａ〜１００ｄが、スリープ状態またはソフトオフ状態に遷移する残容量３５１ａ〜３５１ｄに相当する。
【００５３】
携帯式電子機器１００ａ〜１００ｄは、残容量３５１ａ〜３５１ｄがシャットダウン値３５７ａ〜３５７ｄに到達しないようにするためのシャットダウン値３５７ａ〜３５７ｄより大きく、融通基準値３５３ａ〜３５３ｄより小さい充電要求値３５５ａ〜３５５ｄを管理データ記録部２０５に記録する。なお、残容量３５１ａ〜３５１ｄ、融通基準値３５３ａ〜３５３ｄ、および充電要求値３５５ａ〜３５５ｄは、バッテリィの温度と端子電圧などの他の物理量で代用することができる。
【００５４】
図７は、電力融通システム１０ａの動作手順を示すフローチャートである。ブロック３０１で、携帯式電子機器１００ａ〜１００ｄはバッテリィで動作し、それぞれの消費電力の大きさに応じて残容量３５１ａ〜３５１ｄが低下していく。固定式電子機器１５０ａは外部電力源２６１で動作している。マスタ１００ａ、スレーブ１００ｂ〜１００ｄは、電力融通のためのグループを構成している。
【００５５】
グループは、電力融通を許容することが可能な個人または特定の組織に帰属する複数の携帯式電子機器で構成することができる。マスタ１００ａの電力管理部２０３は、スレーブ１００ｂ〜１００ｄ、１５０ａの識別子を取得して認証してからグループへの参加を許可することができる。スレーブ１００ｂ〜１００ｄは、グループに参加する際に、マスタ１００ａに満充電容量２０９ｂ〜２０９ｄを含む充電パラメータを通知する。
【００５６】
連係動作をするときは、少なくともマスタ１００ａ、スレーブ１００ｂ〜１００ｄがネットワーク・データ伝送路１０５または制御データ伝送路１０３を通じてデータ交換をし、連係動作の完遂のために、マスタ１００ａおよびスレーブ１００ｂ〜１００ｄがすべて同じ時間だけ動作を継続する必要があると想定する。マスタ１００ａの管理データ記録部２０５には、識別子に対応付けた満充電容量２０９ａ〜２０９ｄ、現在の残容量３５１ａ〜３５１ｄ、現在の融通基準値（％）３５６、および電力伝送路１０１の物理的な連係状態を示す情報が登録されている。
【００５７】
ブロック３０３でスレーブ１００ｂ〜１００ｄは、それぞれ定期的にバッテリィ・ユニット２０９の残容量３５１ｂ〜３５１ｄをマスタ１００ａに送る。マスタ１００ａは定期的にバッテリィ・ユニット２０９の残容量３５１ａを取得して、残容量３５１ａ〜３５１ｄを管理データ記録部２０５に記録する。ブロック３０５でマスタ１００ａは、定期的に系の残容量率から新しい融通基準値（％）３５６を計算して管理データ記録部２０５に記録し、スレーブ１００ｂ〜１００ｄに通知する。
【００５８】
マスタ１００ａ、およびスレーブ１００ｂ〜１００ｄは、新たな融通基準値（％）３５６から新たな融通基準値３５３ａ〜３５３ｄを計算して、管理データ記録部２０５に記録する。ブロック３０７でたとえばスレーブ１００ｂの残容量３５１ｂが、充電要求値３５５ｂ未満になったときに、スレーブ１００ｂは、マスタ１００ａに充電リクエストをする。このときスレーブ１００ｂは、充電リクエストに充電要求値３５５ｂと融通基準値３５３ｂの差に相当する充電電気量を含めることができる。
【００５９】
ブロック３０９でマスタ１００ａは、電力融通システム１０ａが、固定式電子機器１５０ａを含んでいるときはブロック３４１に移行し、含んでいないときはブロック３１１に移行する。ブロック３１１でマスタ１００ａは、電力融通システム１０ａが、スレーブ１００ｂの要求に応じることができるか否かを判断する。マスタ１００ａは、現在の系の残容量率が、融通基準値（％）３５６を超えているときに充電可能と判断することができる。
【００６０】
充電可能と判断したときはブロック３１３に移行し、現在の融通基準値（％）３５６では充電できないと判断したときはブロック３４３に移行する。ブロック３１３でマスタ１００ａは、スレーブ１００ｂに充電電力を供給する融通元の決定と、融通元からスレーブ１００ｂまでの電力伝送路１０１を決定する。マスタ１００ａは、残容量が融通基準値を超えている携帯式電子機器を電力融通が可能な携帯式電子機器と認定することができる。
【００６１】
その上でマスタ１００ａは、残容量率が最も大きい携帯式電子機器１００ｃを融通元として選択することができる。あるいはマスタ１００ａは、残容量と融通基準値の差が最も大きい携帯式電子機器１００ｃを融通元として選択することができる。つぎに、マスタ１００ａは、融通元の携帯式電子機器１００ｃと充電リクエストをした携帯式電子機器１００ｂの間で充電電力を伝送するための電力電送路１０１を決める。携帯式電子機器１００ｃと携帯式電子機器１００ｂの間に直接の電力伝送路１０１が構築されている場合は両者間の電力伝送路が一律に決まる。しかし、両者間に直接の電力伝送路１０１が構築されていないときは、マスタ１００ａは、利用する電力伝送路１０１を指定することができる。たとえば、マスタ１００ａは、携帯式電子機器１００ｄを介在させて電力伝送路１０１を構築することができる。
【００６２】
ブロック３１５でマスタ１００ａは、携帯式電子機器１００ｃに対して携帯式電子機器１００ｂに充電電力を供給するように依頼する。電力融通の依頼には、携帯式電子機器１００ｂが要求する充電電力量を含めることができる。また、マスタ１００ａは必要に応じて携帯式電子機器１００ｄに対して携帯式電子機器１００ｃが供給する充電電力を中継して携帯式電子機器１００ｂに送るように依頼する。その後、携帯式電子機器１００ｃは携帯式電子機器１００ｂに対する充電を開始する。
【００６３】
ブロック３１７で携帯式電子機器１００ｂは、残容量３５１ｂが融通基準値３５３ｂに到達したときに、ブロック３４７でマスタ１００ａまたは携帯式電子機器１００ｃに充電停止要求をする。マスタ１００ａが充電停止要求を受け取ったときは、携帯式電子機器１００ｃに送電を停止するように依頼する。他の例では、携帯式電子機器１００ｃは、携帯式電子機器１００ｂが要求する充電電力量だけ送電したと判断したときに、マスタ１００ａに充電終了の通知をするとともに送電を停止するようにしてもよい。
【００６４】
携帯式電子機器１００ｃの残容量３５１ｃが融通基準値３５３ｃに到達するまでの間に充電が終了する場合と、充電が終了する前に残容量３５１ｃが融通基準値３５３ｃまで低下して携帯式電子機器１００ｃが強制的に送電を停止する場合がある。充電が終了したときはブロック３４７で融通動作は終了する。強制的な送電の停止で充電が終了しないときはブロック３０３に戻って手順が繰り返される。携帯式電子機器１００ｃが充電を強制的に停止してブロック３０３に戻るときは、マスタ１００ａはブロック３１３で電力の融通が可能な他の携帯式電子機器を選択することができる。
【００６５】
充電が継続している間、連係動作をしている電力融通システム１０ａは系の残容量率が低下する。ブロック３１１でマスタ１００ａは、系の残容量率が現在の融通基準値（％）３５６より低下したと判断したときにブロック３４３に移行する。ブロック３４３でマスタ１００ａは、系の残容量率に充電ファクタαを乗じて計算した新しい融通基準値（％）３５８（図８）を管理データ記録部２０５に記録するとともに、スレーブ１００ｂ〜１００ｄに通知する。マスタ１００ａは、系の残容量率が低下するに伴って融通基準値（％）を系として融通可能な値まで徐々に低下させる。
【００６６】
ブロック３４５で系として融通可能な最低の融通基準値（％）に到達したときはブロック３４７に移行し、新たに設定した融通基準値（％）３５８で充電できるときはブロック３１３に移行する。ブロック３４１ではマスタ１００ａがブロック３１３と同じ手順で、固定式電子機器１５０ａと携帯式電子機器１００ｂの間の電力伝送路１０１を指定し、ブロック３４２で固定式電子機器１５０ａが携帯式電子機器１００ｂを充電する。
【００６７】
充電電力の融通を繰り返すと、携帯式電子機器１００ａ〜１００ｄの残容量率が、マスタ１００ａが設定した新しい融通基準値（％）３５８に収束しながら低下する。図８にこのときの様子を示す。図８（Ａ）では、携帯式電子機器１００ａの残容量３５１ａが融通基準値３５３ａより低下し、携帯式電子機器１００ｂの残容量３５１ｂが充電要求値３５５ｂまで低下している。携帯式電子機器１００ｃ、１００ｄの残容量３５１ｃ、３５１ｄは融通基準値３５３ｃ、３５３ｄを超えている。
【００６８】
マスタ１００ａは、たとえば残容量率が最大の携帯式電子機器１００ｃを融通元に選択する。図８（Ｂ）は、携帯式電子機器１００ｃから携帯式電子機器１００ｂに対する充電が終了した状態を示している。充電リクエストをした携帯式電子機器１００ｂの残容量３５１ｂは、融通基準値３５３ｂまで上昇している。この間、携帯式電子機器１００ａ、１００ｄは電力を消費して残容量３５１ａ、３５１ｄが低下する。
【００６９】
図８（Ｃ）は、携帯式電子機器１００ａ、１００ｂ、１００ｄの残容量３５１ａ、３５１ｂ、３５１ｄが融通基準値３５３ａ、３５３ｂ、３５３ｄより低下し、携帯式電子機器１００ｃの残容量３５１ｃが充電要求値３５５ｃまで低下している。この時点でマスタ１００ａは、いずれの携帯式電子機器１００ａ、１００ｂ、１００ｄも電力融通ができないと判断する。図８（Ｄ）は、マスタ１００ａが融通基準値（％）３５６を融通基準値（％）３５８まで低下させて各携帯式電子機器１００ａ〜１００ｄに設定した様子を示している。
【００７０】
ここでは、携帯式電子機器１００ａ、１００ｂの残容量３５１ａ、３５１ｂが融通基準値３５３ａ、３５３ｂを超えているため、マスタ１００ａはいずれかを融通元として選択することができる。マスタ１００ａは融通基準値（％）を、電力融通ができる携帯式電子機器が存在している間に、残容量３５１ａ〜３５１ｄの合計値の低下に応じて低下させるようにしてもよい。
【００７１】
融通基準値（％）３５６は、あらかじめ最も小さくできる固定した値に設定することもできる。この場合、充電リクエストをしたバッテリィの電気量は融通基準値が上限になるため、系の残容量に余裕があっても、十分に電力を融通できないことになる。本実施の形態ではマスタ１００ａが融通基準値（％）３５６を徐々に低下させるため、充電リクエストをした携帯式電子機器１００ｂが電力融通システム１００ａから離脱して単独でバッテリィ動作をする場合に、当該バッテリィ・ユニット２０９は融通基準値（％）に相当する電気量を保有することができる。
【００７２】
［分散管理型の電力融通システム］
図９は、電力融通システム１０の他の例である電力融通システム１０ｂの論理的なトポロジーを示している。携帯式電子機器１００ａ〜１００ｄは相互にいずれとも制御データ伝送路１０３またはネットワーク・データ伝送路１０５を通じて通信できるように構成している。電力融通システム１０ｂは、固定式電子機器１５０ａを含んでもよい。電力融通システム１０ｂでは、携帯式電子機器１００ａ〜１００ｄが互いに対等の関係にある。
【００７３】
電力伝送路１０１、制御データ伝送路１０３、およびネットワーク・データ伝送路１０５の物理的な接続には、スター型、バス型、またはリング型などのいずれのネットワーク・トポロジーを採用してもよい。電力融通システム１０ｂでは、系全体の残容量を管理するマスタが存在しないため、電力の融通はピアツーピアでネゴシエーションして行う。各携帯式電子機器１００ａ〜１００ｄはみずからのバッテリィの残容量を管理し、充電が必要になったときにリクエスタとして他の携帯式電子機器に充電リクエストを送る。そして、他のいずれかがそれに応じて充電電力を供給するレスポンダになる。このときの手順を、図１０を参照して説明する。
【００７４】
図１０は、電力融通システム１０ｂの動作手順を示すフローチャートである。ブロック４０１で、携帯式電子機器１００ａ〜１００ｄは、ネットワーク・データ伝送路１０５または制御データ伝送路１０３を通じてデータ交換をしている。連携動作はしていてもしていなくてもよい。携帯式電子機器１００ａ〜１００ｄは、電力管理部２０３が電力融通をするためのグループを構築する。最初にたとえば携帯式電子機器１００ａがネットワーク・データ伝送路１０３で接続されている他の携帯式電子機器に、グループの構築を呼びかけ、たとえば携帯式電子機器１００ｂがそれに応じることで最小単位の電力融通システム１０ｂを構築する。
【００７５】
新規にグループを結成し、または既存のグループに参加するためには、グループに参加する資格の確認のための認証および電力融通に必要な電力伝送路１０１の種類および充電パラメータなどの確認をしてペアリングをする。ペアリングが完了した携帯式電子機器１００ａ、１００ｂは、電力融通をする相手の識別子をそれぞれ管理データ記録部２０５に記録する。
【００７６】
新たに参加する携帯式電子機器１００ｃは、すでにグループを構成した携帯式電子機器１００ａ、１００ｂのそれぞれと同様の手順で順番にペアリングをして相手の識別子を管理データ記録部２０５に記録する。順番に新たな携帯式電子機器がグループに参加すると、グループに参加しているすべての携帯式電子機器１００ａ〜１００ｄは、管理データ記録部２０５に他の携帯式電子機器の識別子を記録していることになる。携帯式電子機器１００ａ〜１００ｄはバッテリィで動作しながらそれぞれの消費電力の大きさに応じて残容量３５１ａ〜３５１ｄが低下していく。
【００７７】
ブロック４０３でたとえば、携帯式電子機器１００ａの残容量３５１ａが、充電要求値３５５ａまで低下する。ブロック４０５で携帯式電子機器１００ａは、他の携帯式電子機器１００ｂ〜１００ｄに充電リクエストを送る。以後、携帯式電子機器１００ａを適宜リクエスタ１００ａという。充電リクエストには、充電を要求する電気量に相当する融通基準値３５３ａと充電要求値３５５ａの差と充電要求の強さを示す要求レベルを含めることができる。
【００７８】
リクエスタ１００ａは最初の充電要求の際に設定する要求レベルを最低にする。リクエスタ１００ａは、他の携帯式電子機器１００ｂ〜１００ｄに順番に充電リクエストを送ってレスポンスを待つ。図６を参照して説明した融通基準値３５３ａ〜３５３ｄは、一例において各携帯式電子機器１００ａ〜１００ｄが独自に設定する。携帯式電子機器１００ａ〜１００ｄは、要求レベルの強さに応じて融通基準値３５３ａ〜３５３ｄをダイナミックに変更することができる。
【００７９】
ブロック４０７で融通基準値よりも多い残容量のある携帯式電子機器は融通可能を示すレスポンスを返し、融通基準値よりも少ない残容量の携帯式電子機器は融通不可能を示すレスポンスを返す。融通可能なレスポンスには、融通可能な電気量（充電電力量）に相当する融通基準値３５３ｂ〜３５３ｄと残容量３５１ｂ〜３５１ｄの差および残容量率を含んでもよい。ブロック４０９でいずれかの携帯式電子機器１００ｂ〜１００ｄが融通可能なレスポンスをしたときはブロック４１１に移行し、いずれの携帯式電子機器１００ｂ〜１００ｄも融通不可能を示すレスポンスをしたときはブロック４５１に移行する。
【００８０】
ブロック４５１でリクエスタ１００ａは、要求レベルを強化してブロック４０５に戻る。要求レベルが強化された充電リクエストを受け取った携帯式電子機器１００ｂ〜１００ｄは、前回よりも融通基準値３５３ｂ〜３５３ｄを下げてレスポンスを返す。融通基準値３５３ｂ〜３５３ｄを下げることで、いずれかの携帯式電子機器１００ｂ〜１００ｄが融通できる可能性が高くなる。ブロック４１１で融通可能なレスポンスが複数のときは、リクエスタ１００ａはレスポンダを選択する。リクエスタ１００ａは、たとえば残容量または残容量率が最も大きな携帯式電子機器１００ｂをレスポンダ１００ｂとして選択することができる。
【００８１】
ブロック４１３で、レスポンダ１００ｂからリクエスタ１００ａへの送電を開始する。レスポンダ１００ｂからリクエスタ１００ａまでの電力伝送路１０１が無線の場合は、相互間でネゴシエーションをして電力伝送路１０１を構築する。ブロック４１５でリクエスタ１００ａの残容量３５１ａが融通基準値３５３ａに到達するとリクエスタ１００ａは充電が終了したと判断して、ブロック４５３に移行し、レスポンダ１００ｂに充電の終了を通知する。充電が終了しないときはブロック４１７に移行する。
【００８２】
レスポンダ１００ｂは、充電終了前に残容量３５１ｂが融通基準値３５３ｂに到達して充電電力の供給ができなくなる場合がある。このときブロック４１７でレスポンダ１００ｂはリクエスタ１００ａに通知して強制的に送電を停止することができる。その場合は、ブロック４０５に戻ってリクエスタ１００ａは、融通元になり得る別の携帯式電子機器を探す。グループに参加する携帯式電子機器１００ａ〜１００ｄが上記のルールに従って電力融通をすると、各携帯式電子機器１００ａ〜１００ｄの残容量率は均衡しながら低下する。
【００８３】
［電力伝送方法の一例］
図１１は、非接触充電をするスマートフォン５００の概要を説明するための図である。スマートフォン５００は、筐体の表面に液晶や有機ＥＬのフラット・パネル・ディスプレイ（ＦＰＤ）５０１を搭載し、内部には回路基板５０７、１次コイルの磁束を遮蔽するシールド５０８、送電用の１次コイル５０３および受電用の２次コイル５０５を実装している。１次コイル５０３と２次コイル５０５は、一つのコイルを切換スイッチで切り換えて共用するようにしてもよい。筐体の背面は１次コイル５０３および２次コイル５０５による充電電力の送受のためのインターフェース面５０９を構成している。
【００８４】
図１２は、スマートフォン５００の概略的な機能ブロック図である。スマートフォン５００は、システム・ユニット５２１、パワー・トランスミッタ５２５、パワー・レシーバ５３５、充電回路５４１、およびバッテリィ・ユニット５４３を含んでいる。システム・ユニット５２１は、スマートフォン５００を実現するハードウェアおよびソフトウェアに加えて、ＦＰＤ５０１、加速度センサ５４５およびユーザ・インターフェース５４７を含んでいる。
【００８５】
パワー・トランスミッタ５２５は、インバータ５２５ａ、１次コイル５０３、電流検出回路５２５ｂ、および通信制御ユニット５２５ｃを含み、電力を送電する際に動作する。インバータ５２５ａは、充電回路５４１から受け取った直流電圧を通信制御ユニット５２５ｃからの指示で所定の範囲の周波数およびデューティ比の交流電圧に変換して１次コイル５０３に印加する。１次コイル５０３は図示しないキャパシタとともに所定の範囲の周波数に対する共振回路を形成して、インターフェース面５０９を通過する交番磁界を発生する。１次コイル５０３は交番磁界による電磁誘導で、他のスマートフォンに電力を供給する。
【００８６】
１次コイル５０３に流れる電流は、電力を受電する他のスマートフォンのパワー・レシーバ５３５が負荷を変化させて送った変調信号で変化する。電流検出回路５２５ｂは、１次コイル５０３に流れる電流を検出する。通信制御ユニット５２５ｃは、電流検出回路５２５ｂが検出した電流をデコードして電力を受電する他のスマートフォンと通信し、さらにシステム・ユニット５２１と通信して送電動作を制御する。
【００８７】
パワー・レシーバ５３５は、２次コイル５０５、整流回路５３５ａ、スイッチ回路５３５ｂ、変調回路５３５ｃおよび通信制御ユニット５３５ｄを含む。整流回路５３５ａは、電磁誘導で２次コイル５０５に誘起された交流電圧を直流電圧に変換する。スイッチ回路５３５ｂは、他のスマートフォンから２次コイルを通じて受電した電力の充電回路５４１への供給を制御する。変調回路５３５ｃは、電力を送電する他のスマートフォンの１次コイルに流れる電流を変調して変調信号を送る。
【００８８】
通信制御ユニット５３５ｄは、変調回路５３５ｃを通じて他のスマートフォンに変調信号を送って通信し、さらにシステム・ユニット５２１と通信して受電動作を制御する。通信制御ユニット５３５ｄは、整流回路５３５ａの一次側および二次側の電圧を検出して送電するスマートフォンに変調信号を送る。充電回路５４１は充電器を含みパワー・レシーバ５３５から受け取った電力でバッテリィ・ユニット５４３を充電する。加速度センサ５４５は、スマートフォン５００の筐体の重力に対する姿勢を検出する。ユーザ・インターフェース５４７は、ユーザがアクセスするＦＰＤ５０１のタッチ・スクリーンまたは操作ボタンで構成することができる。
【００８９】
図１３は、スマートフォン５００ａと５００ｂの間で充電電力を相互融通するときの様子を示す図である。スマートフォン５００ａ、５００ｂを説明するときは、いずれにも図１１、図１２の参照番号を適用する。図１３（Ａ）では、インターフェース面５０９が上を向いたスマートフォン５００ｂと、インターフェース面５０９が下を向いたスマートフォン５００ａが、インターフェース面同士で接触している。この状態で、スマートフォン５００ｂからスマートフォン５００ａに電力が供給される。
【００９０】
図１３（Ｂ）では、スマートフォン５００ａと５００ｂの上下方向の姿勢が逆になっている。この状態で、スマートフォン５００ａからスマートフォン５００ｂに電力が供給される。スマートフォン５００ａ、５００ｂのインターフェース面５０９の重力に対する向きは、加速度センサ５４５が検出することができる。また、インターフェース面５０９同士を接触させた状態で上下方向を変更することで、充電電力の送電方向を自動的に変更することができる。
【００９１】
図１４は、スマートフォン５００ａ、５００ｂが充電電力を相互融通するときの手順を示すフローチャートである。ここでは、図１３（Ｂ）のように、スマートフォン５００ａが送電側となりスマートフォン５００ｂが受電側となって充電電力を融通するときの手順を説明する。なお、スマートフォン５００ａ、５００ｂの構成の説明には、いずれにも図１１、図１２の参照番号を使用する。ブロック６０１からブロック６１７までは、スマートフォン５００ａ（送電側）の動作を示し、ブロック６５１からブロック６６５までは、スマートフォン５００ｂ（受電側）の動作を示している。
【００９２】
ブロック６０１、６５１でスマートフォン５００ａ、５００ｂのパワー・トランスミッタ５２５とパワー・レシーバ５３５はスリープ状態に遷移している。ブロック６０３、６５３で通信制御ユニット５２５ｃ、５３５ｄがウェイクアップする。このときユーザは、ユーザ・インターフェース５４７を操作して通信制御ユニット５２５ｃ、５３５ｄをウェイクアップさせることができる。あるいは通信制御ユニット５２５ｃ、５３５ｄは、タイマで定期的にウェイクアップすることができる。
【００９３】
ブロック６０５で、インターフェース面５０９が上向きであることを検出した送電側の通信制御ユニット５２５ｃは送電モードで動作し、ブロック６５５でインターフェース面５０９が下向きであることを検出した受電側の通信制御ユニット５３５ｄは受電モードで動作する。送電モードでは、パワー・トランスミッタ５２５が動作し、受電モードではパワー・レシーバ５３５が動作する。
【００９４】
ブロック６０７、６５７で、ユーザが図１３（Ｂ）のように両者のインターフェース面５０９を接触させる。ブロック６０９で送電モードに遷移してから所定時間内に、送電側の通信制御ユニット５２５ｃがインバータ５２５ａを動作させて１次コイル５０３から所定の周波数の電磁波を放射する。ブロック６５９で受電モードに遷移してから所定時間内に受電側の通信制御ユニット５３５ｄが２次コイル５０５に誘起された電圧から所定の周波数を検出したときはブロック６６１に移行し、検出しないときはパワー・レシーバ５３５がローパワー・モードに遷移してブロック６５３に戻る。
【００９５】
ブロック６６１で受電側の通信制御ユニット５３５ｄは、変調回路５３５ｃを制御して、送電側の通信制御ユニット５２５ｃに電力信号を検出したことを示す応答パケットを返す。応答パケットは、受電側のスマートフォン５００ｂから送電側のスマートフォン５００ａに対する充電リクエストに相当する。ブロック６１１で送電側の通信制御ユニット５２５ｃが所定の時間内に応答パケットを検出したときは、ブロック６１３に移行する。
【００９６】
所定の時間内に応答パケットを検出しないときはブロック６１７で送電側の通信制御ユニット５２５ｃがパワー・トランスミッタ５２５をローパワー・モードに遷移させてブロック６０３に戻る。ブロック６６３で、応答パケットを送信してから所定の時間内に受電側の通信制御ユニット５３５ｄは、充電パラメータを送電側の通信制御ユニット５２５ｃに送る。
【００９７】
ここで、スマートフォン５００ａ、５００ｂにおいて、残容量またはバッテリィ動作時間の重要性が対等な関係にあるときは融通する充電電力量が問題になる。限定する趣旨ではないが、スマートフォン５００ａからスマートフォン５００ｂに対する充電が完了した時点で、両者の残容量率が一致することは対等関係にあるスマートフォン５００ａ、５００ｂにおいては公平で合理的である。
【００９８】
スマートフォン５００ａ、５００ｂはそれぞれがパワー・トランスミッタ５２５とパワー・レシーバ５３５を備えているため、それらの動作を切り換えて双方向に制御データを転送し充電電力量を決め細かくネゴシエーションすることができる。したがって、スマートフォン５００ａが融通する充電電力量は、送電を開始する前にスマートフォン５００ｂの満充電容量と現在の残容量を取得して両者の残容量率が同一になるように設定することができる。
【００９９】
あるいは、送電側のユーザ・インターフェース５４７を通じてバッテリィ・ユニット５４３に確保する最低限の残容量を設定し、受電側のスマートフォン５００ｂから充電リクエストがあったときに送電側の現在の残容量と最低限の残容量の差だけ融通できることを受電側に宣明することもできる。
【０１００】
充電パラメータを受信した送電側の通信制御ユニット５２５ｃは、ブロック６１３で送電を開始する。送電側のシステム・ユニット５２１はインバータ５２５ａに電力を供給するように指示する。受電側の通信制御ユニット５３５ｄは、スイッチ回路５３５ｂを閉じて充電回路５４１に充電電力を供給する。受電側のシステム・ユニット５２１は、充電回路５４１にバッテリィ・ユニット５４３を充電するように指示する。
【０１０１】
充電中に受電側の通信制御ユニット５３５ｄは、充電電圧、充電電流、および充電電力量を監視し、必要に応じて充電電流や充電電圧の変更を要求する。ブロック６６５で受電側の通信制御ユニット５３５ｄは、所定の充電電力量を充電したときまたは残容量率が同じになったときに送電側の通信制御ユニット５２５ｃに送電停止の要求をして充電を停止する。あるいは、送電側の通信制御ユニット５２５ｃは、所定の充電電力量を送電したときまたは残容量率が同じになったときに受電側に送電停止を通知して送電を停止する。
【０１０２】
いずれかの方法によりブロック６１５で送電側の通信制御ユニット５２５ｃは送電を停止する。スマートフォン５００ａから５００ｂに電力を供給している間に、図１３（Ａ）のように上下方向が反転したときの動作は以下のとおりである。通信制御ユニット５２５ｃ、５３５ｄは、加速度センサ５４５の出力が姿勢の反転を示したときに、それまでの動作モードの原因となった事象が変化したと判断して、一旦充電電力の送電を停止し新しい動作モードに遷移する。
【０１０３】
ブロック６０５で、インターフェース面５０９が上向きであることを検出した通信制御ユニット５２５ｃは送電モードで動作して、ブロック６５５でインターフェース面５０９が下向きであることを検出した通信制御ユニット５３５ｄは受電モードで動作する。送電側となるスマートフォン５００ｂの通信制御ユニット５２５ｃが、反転した動作モードで動作してから所定の時間内に応答パケットを受け取ることで、スマートフォン５００ｂから５００ａに送電することができる。インターフェース面５０９同士が離れてブロック６５９で電力信号を検出できないとき、またはブロック６１１で応答パケットを受信できないときは、ブロック６０３、６５３から同じ手順を繰り返す。
【０１０４】
これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。
【符号の説明】
【０１０５】
１０、１０ａ、１０ｂ  電力融通システム
１００、１００ａ〜１００ｄ  携帯式電子機器
１０１  電力伝送路
１０３  制御データ伝送路
１０５  ネットワーク・データ伝送路
１５０、１５０ａ  固定式電子機器
２０９ａ〜２０９ｄ  満充電容量
３５１ａ〜３５１ｄ  残容量
３５３ａ〜３５３ｄ  融通基準値
３５５ａ〜３５５ｄ  充電要求値
３５７ａ〜３５７ｄ  シャットダウン値
３５６、３５８  融通基準値（％）
５００、５００ａ、５００ｂ  スマートフォン
５０１  フラット・パネル・ディスプレイ（ＦＰＤ）
５０３  一次コイル（送電コイル）
５０５  二次コイル（受電コイル）
５０９  インターフェース面
５２５  パワー・トランスミッタ
５３５  パワー・レシーバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年10月30日(2016.10.30)
【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】
それぞれバッテリィを搭載しマスタとスレーブを含む複数の電子機器が電力伝送路を通じて充電電力を融通する方法であって、
前記複数の電子機器がバッテリィで動作するステップと、
前記複数の電子機器が相互に接続されている間前記マスタが、定期的に前記複数の電子機器が搭載するバッテリィの満充電容量の合計に対する残容量の合計の割合として計算した系の残容量率より小さい基準値を設定するステップと、
第１の前記スレーブが前記マスタに対して充電リクエストをするステップと、
充電リクエストを受け取った前記マスタが、現在の前記系の残容量率が前記基準値以上のときに融通元として選択した第２の前記スレーブに充電電力を供給するように要求するステップと、
要求に応じた前記第２のスレーブが前記第１のスレーブの残容量が前記基準値に到達するまで充電電力を供給するステップと
を有する方法。
【請求項２】
前記複数の電子機器が協働してまとまりのあるジョブを完遂するまで連係して動作をする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記現在の系の残容量率が前記基準値より小さいと判断したときに前記マスタが前記第１のスレーブに対する充電が不可能と判断するステップと、
充電が不可能と判断したときに前記マスタが前記基準値をさらに小さい値に変更するステップと
を有する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のスレーブの残容量が前記基準値に到達する前に前記第２のスレーブの残容量が前記基準値まで低下するステップと、
前記残容量の低下に応じて前記第２のスレーブが充電電力の供給を停止するステップと、
前記第２のスレーブが充電電力の供給を停止したときに、前記マスタが第３の前記スレーブを融通元として選択するステップと
を有する請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記マスタが電力源に接続された固定式電子機器が前記電力伝送路に接続されているか否かを判断するステップと、
接続されていると判断したときに前記マスタが前記固定式電子機器を融通元として選択するステップと
を有する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記マスタは前記第２のスレーブから前記第１のスレーブまでの電力伝送路を決定する請求項１に記載の方法。
【請求項７】
それぞれバッテリィを搭載する複数の電子機器が充電電力を融通する方法であって、
それぞれ電力融通の可否を判断するための第１の融通基準値を設定した前記複数の電子機器がバッテリィで動作するステップと、
充電を必要とする電子機器が他の複数の電子機器に対して充電要求の強さを示す第１の要求レベルを含む充電リクエストをするステップと、
前記他の複数の電子機器が前記第１の融通基準値に基づいて前記充電を必要とする電子機器にそれぞれ充電可能なレスポンスをするステップと、
前記充電を必要とする電子機器が前記充電可能なレスポンスをした複数の電子機器の中から融通元の電子機器を選択するステップと、
前記融通元に選択された電子機器が前記充電を必要とする電子機器に充電電力を供給するステップと、
すべての前記他の複数の電子機器から充電不可能のレスポンスを受け取ったときに前記充電を必要とする電子機器が前記第１の要求レベルを強化した第２の要求レベルを含む充電リクエストをするステップと、
前記他の複数の電子機器が前記第１の融通基準値より小さい第２の融通基準値を設定して充電可能なレスポンスをするステップと
を有する方法。
【請求項８】
前記複数の電子機器が協働してまとまりのあるジョブを完遂するまで連係して動作をする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の要求レベルの充電要求の強さが最低レベルである請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記他の複数の携帯式電子機器が、充電要求の強さに応じて前記融通基準値をダイナミックに変更するステップを有する請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
それぞれバッテリィを搭載し電力伝送路で連絡が可能な複数の電子機器に電力融通をさせることが可能な電子機器であって、
定期的に前記複数の電子機器から満充電容量と残容量を受け取るインターフェースと、
前記複数の電子機器が相互に接続されている間、定期的に前記複数の電子機器が搭載するバッテリィの満充電容量の合計に対する残容量の合計の割合として計算した系の残容量率より小さい基準値を記録する管理データ記録部と、
前記基準値を前記複数の電子機器に設定し、残容量が低下した電子機器から充電リクエストを受け取ったときに、現在の前記系の残容量率が前記基準値以上のときに融通元として選択した電子機器に、前記充電リクエストをした電子機器に充電電力を供給するように要求する電力管理部と
を有する電子機器。