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JP2015008608A - 非接触送受電システム - Google Patents

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Abstract


【課題】送電装置から給電可能な範囲に配置された受電装置が、適正に認証された受電装置か否かを確実に判断する。
【解決手段】受電装置に電力を送電する送電装置は、受電装置と無線通信を行い、送電装置に1種類以上の固有の電力値の電力を送電し、受電装置に前記受電装置で必要な電力を送電するか否かの判断を行う。送電装置は、受電装置が受電した電力を変換した1種類以上の変換値を受信し、該変換値と固有の電力値に基づいて判断を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は非接触で電力を送受電する非接触送受電システムに関する。
２００７年にＭＩＴ(Massachusetts Institute of Technology)が磁気共鳴による無線電力伝送の実証実験を行って以来、無線電力伝送技術は広く研究開発されてきている。無線電力伝送は無線通信と組み合わせて用い、完全な無線化を狙う技術として注目されている（非特許文献１）。
さらに近年、無線電力伝送技術は、電気自動車、ハイブリッド自動車への充送電、スマートフォン等の小型機器の充電等様々な分野に広がりつつある。そのような中、電力を安全に送電するための技術の確立もなされてきている。例えば特許文献１には、地上に配置された給電器が、給電可能な範囲に進入した車両に対し、認証と給電を行う技術が開示されている。具体的には、給電器内に具備された通信部が車両と通信を行い、給電可能な車両か否かの認証を行う。続けて給電器内に具備された給電部が、車両に対して電力を給電する。給電器は車両から、車両が受電した電力量の情報を受信し、その電力量が給電部と受電部間の損失を差し引いた電力量である事が確認出来ると、適正に認証した車両であると判断し、給電を継続する。
「電力を無線伝送する技術を開発、実験で６０Ｗの電球を点灯」日経エレクトロニクス、第966号、2007年12月3日
特開2013-38924号公報
しかしながら上記従来技術では、通信部で認証を行った車両と、給電部から給電する車両が同一の車両とは限らない。複数の給電器が近接していて、給電器内の通信部の通信可能な範囲が重なる場合において、各給電器の給電部が給電可能な範囲に進入した複数の車両は、どの通信部と通信して認証したのかが不明になる。すなわち、このような車両は、進入した範囲に給電可能な給電部に接続されていない通信部と偶然に認証する可能性がある。この状態で給電器が充電を開始すると、給電器は、給電量と受電電力量が偶然整合取れた場合給電を継続してしまう。
その結果、隣接した給電器の給電可能な範囲に、トラック、バスなどの大型車両と、軽自動車などの小型車両が進入した場合、問題が生じる。すなわち、車両の大きさによってバッテリの容量が異なるため、所望する給電器以外の給電器から給電されると、大型車両のバッテリは充電出来ない可能性、もしくは、小型車両のバッテリは破壊する可能性が生じる。具体的には、給電器にとって、給電可能な範囲より通信範囲の方が広いのが一般的であるため、通信により認証を行った車両と給電可能な範囲に進入した車両が同一でない可能性がある。従って、給電器は、給電可能な範囲に進入した車両が、通信により認証した車両と同一である事を確認する必要がある。
本発明はこれらの問題点を鑑みてなされたものであり、送電装置から給電可能な範囲に配置された受電装置が、適正に認証された受電装置か否かを確実に判断することを目的とする。
本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を使用する。すなわち、受電装置に電力を送電する送電装置であって、前記受電装置と無線通信を行う通信手段と、前記送電装置に1種類以上の固有の電力値の電力を送電する送電手段と、前記受電装置に前記受電装置で必要な電力を送電するか否かの判断を行う判断手段とを備え、前記通信手段は、前記受電装置が受電した電力を変換した1種類以上の変換値を受信し、前記判断手段は、該変換値と前記固有の電力値に基づいて前記判断を行う。
本発明によれば、送電装置から給電可能な範囲に配置された受電装置が、適正に認証された受電装置か否かを確実に判断することが可能となる。
第１実施形態による非接触送受電システムの構成を示す図。 給電電力の到達距離と通信可能な範囲を示す図。 第１実施形態における送電装置と受電装置間の動作シーケンス。 第１実施形態における送電装置と受電装置間の動作動作フローチャート。 第１実施形態における送電装置と受電装置間の動作動作シーケンス２。 第２実施形態における送電装置と受電装置間の動作シーケンス。 第２実施形態における送電装置と受電装置間の動作フローチャート。 第２実施形態における送電装置と受電装置間の動作シーケンス２。 第２実施形態における送電装置と受電装置間の動作フローチャート２。
［第１実施形態］
第１実施形態について図１から図５を用いて説明する。図１は、本実施形態による非接触送受電システムの構成図である。図１に示すように、本実施形態による非接触送受電システムは、送電装置101と受電装置151を有する。送電装置101において、通信部109は、通信アンテナ110を使用して、ブルートゥース（登録商標）、WiFi、NFC（Near Field Communication）等で通信行う。なお、通信部109が用いる通信方式は、無線通信方式であればどのような方式でも構わない。この無線通信方式を使用して給電可能な受電機か否かの判断を行う通信認証を行う。電力供給線（以下、供給線）105は、送電部103に電力を供給し、送電部103は供給された電力を増幅して送電電力調整部（以下、調整部）104へ送る。調整部104は、送電部103から受け取った電力を所望の電力値に調整する。調整された電力は、送電アンテナ111を使用して送電される。
中央演算装置（以下、CPU）102は、送電装置101内の動作を制御する。認証パターン生成部（以下、生成部）106は、給電可能な範囲に所望の受電装置が配置されたか否かを判断する（以下、装置認証）際に、給電電力、電力出力時間などの認証パターンを生成する。認証判断部（以下、判断部）107は、送電装置101から受電装置151に給電した際の送電アンテナ111と受電アンテナ間の損失値、及び受電装置151内の損失値を予め格納する。判断部107は、格納された損失値に基づいて装置認証を行う。ここで、給電可能に範囲における受電装置151の配置場所によって、給電の効率が異なる場合があるが、判断部107はこのような場合に複数の電力を給電し、各々の電力の減衰比率を鑑みて装置認証を行う。タイマ部108は、送電装置101から受電装置151に電力を給電している時間を管理する。
受電装置151は、送電装置101の給電可能な範囲に配置されることにより、送電装置101から給電された電力を受電する事が出来る。給電を受けた受電装置151はバッテリ163等の負荷に電力を供給し、バッテリを充電する等の役目を負う。CPU152は、受電装置151内の動作を制御する。受電装置151は受電アンテナ155を使用して電力を受電する。受電した電力は整流器153に送られる。整流器153は、送電装置101から受電した電力を整流し、整流された電圧値と電流値をもつ直流電源に変換する。定電圧回路154は、整流器153で整流された直流電源を一定の電圧で供給する。通信部157は、通信アンテナ156を使用して、ブルートゥース（登録商標）、WiFi、NFC等で通信を行う。なお、通信部157が用いる通信方式は、どのような方式でも構わない。タイマ部158は、送電装置101から受電し、整流器153により整流された電圧値がどの程度の時間出力していたかを計測する。電圧検出部159は、送電装置101から受電した電力を整流器153で整流後の電圧を計測する。スイッチ161は、送電装置101から受電した電力を負荷であるバッテリ163に流す時にONに切替えられる。充電制御部162は、負荷であるバッテリの充電を制御する。
図２は、送電装置101からの給電電力の到達距離201（一点鎖線）と通信可能な範囲202（点線）を示したものである。図２において、通信可能な範囲202は給電可能な範囲201よりも広く、給電範囲内であれば通信も可能となる。図２（a）に示すように、送電装置101から給電可能な範囲内に1台の受電装置151がある場合は、受電装置151は、送電装置101より給電を受け、同時に送電装置101とのみ通信を開始出来る。しかし、図２（b）に示すように、送電装置101の通信範囲202内に送電装置101'があり、送電装置101'の通信範囲202'に送電装置101がある場合がある。このような場合、受電装置151'は送電装置101'から給電可能な範囲に配置されているが、所望しない送電装置101と通信を確立し、通信認証を行う可能性がある。同様に、受電装置151は送電装置101から給電可能な範囲に配置されているが、所望しない送電装置101'と通信を確立し、通信認証を行う可能性がある。これは、電波の状況、周辺の環境、通信開始のタイミング等で、近距離にある装置同士が必ずしも通信を確立出来るとは限らないからである。
このような状況では、受電装置の要求能力、受電能力に反して送電装置が電力給電してしまう可能性があり、結果として、充電不良、製品破壊等に繋がり大変危険な状況になる。従って、送電装置101の通信部109で認証した受電装置151が、送電装置101から給電可能な範囲に配置されているか否かを判断する装置認証が必要になる。装置認証の方法として、本実施形態では、送電装置101は、受電装置151に給電した電力と、受電装置151が受電した電力に基づいて、給電している受電装置151が適切か否かを判断する。具体的には、まず、送電装置101は、通信部109で認証した受電装置151に対して給電する電力値を決め給電する。受電装置151は、受電して整流した後の電圧値の値を送電装置101に送信する。送電装置101は、整流後の電圧値が、受電装置151との間で非接触給電を行った際の損失を差し引いた電力から得られた電圧値である事が確認出来れば、給電を行っているのは適切な受電装置151であると判断する。すなわち、送電装置101は、給電を行っている受電装置は通信部109で認証した受電装置151であると判断する。
送電装置101から装置認証のために給電する電力値は、送電装置毎に固有である必要がある。送信装置毎にこの電力値を固有にすることにより、図２（b）に示すような状況においても、それぞれの送電装置が所望の受電装置を区別することが可能となる。特に、送電装置101から給電可能な範囲に受電装置151が配置されたタイミングと、送電装置101'から給電可能な範囲に受電装置151'が配置されたタイミングが近い場合に、装置認証を行う電力値が固有に設定することにより、送電装置は所望の受電装置を区別出来る。この固有の電力値の決め方は様々あるが、例えば、所望の受電装置151のMacアドレスから送電装置101が固有の数値を計算し、電力に換算するなどがある。また、送電装置101が乱数を用いて固有の数値を計算し、電力に換算する方法等が考えられるが、この固有の電力値の算出方法はどのような方法でも良く、装置認証を行う時に他の送電装置と同じ電力値を用いなければ良い。
図３は、本実施形態による、送電装置101と受電装置151間の給電の送受電と通信の動作シーケンスである。また、図４は、本実施形態による、送電装置101と受電装置151間の給電の送受電と通信の動作フローチャートである。図３と図４を用いて、送電装置101と受電装置151間で装置認証後、充電フェーズに移行する動作を説明する。図３（a）は、全体の動作を示す動作シーケンスである。電力P、A、B、Cは送電装置101から出力される給電電力の強度レベルを表している。電力Pから電力Cの順に強度は大きくなるものとする。通信部109と通信部157間の送受信は点線で示す。電力301_1〜301_3と電力303は、送電装置101がパワーピングや装置認証を行うための電力を示す。なお、パワーピングの電力とは、受電装置がCPUや通信部を起動させるために必要な電力である。本実施形態では、受電装置151のCPU152、通信部157は電力301_1〜301_3と電力303を受電して動作している。具体的には、受電装置151の受電アンテナ155は、電力301_1〜301_3と電力303を受電し、受電された電力は整流器153で整流される。整流された電力は、定電圧回路154で一定電圧に変換され、CPU152、通信部157に供給される。電力を供給されたCPU152と通信部157は、動作を継続する。すなわち、送電装置101からの電力の給電時のみに、送電装置101と受電装置151間で通信が行われる。
まず、送電装置101はパワーピングの電力301_1〜301_3を給電する（S401）。パワーピングに必要な給電電力301_1〜301_3のレベルと給電時間は、受電装置151の通信部157が動作出来るレベルと時間であり、図３（a）に示す「電力P」のレベルと給電時間とする。送電装置101は、受電装置151が給電可能な範囲に配置されていない時に、この電力301_1〜301_3を給電することに限らず、定期または不定期に給電しても良い。送電装置101が定期または不定期にパワーピングの電力を給電する場合は、受電装置151以外の異物が置かれた時において、その異物に発熱等の異常状態が発生しない電力レベルと給電時間とする。送電装置101は、その異物が異常状態になった場合に即座に給電を停止する機能を備えても良い。
ここで、送電装置101における、電力を給電する動作を説明する。まず、CPU102により送電部103の動作を開始する。送電部103は供給線105から受けた電力を増幅し、調整部104に送る。調整部104は、給電電力の出力レベルを調整する。具体的には、調整部104は、入力された電力のレベルを、「電力P」、「電力A」、「電力B」、「電力C」等のレベルに調整することが出来る。なお、以下において「電力P」、「電力A」、「電力B」、「電力C」のレベルの電力を単に電力P、電力A、電力B、電力Cと称す。適切に調整された電力は送電アンテナ111に送られ、受電装置151に給電される。電力A、電力B、電力C等は装置認証を行う場合に、送電装置101に固有の電力値として使用するが、その値は、通信認証を行った受電装置の受電アンテナ155、整流器153が破壊しないレベルである必要がある。
次に、動作シーケンスを説明する。図３（a）において、送電装置101は、パワーピングの電力301_1、301_2を定期的に出力しているが、受電装置151が配置されていないため、動作も開始されない。時点302で、受電装置151が送電装置101から給電可能な範囲に配置されたとする（S402）。配置された後、受電装置151はパワーピングの電力301_3を受電し、CPU152、通信部157を動作させる。
パワーピングの電力を、電力301_3を例にして図３（b）に拡大して示す。受電装置151は、送電装置101から給電された電力301_3を受電アンテナ155で受電する。受電装置151において、受電した電力は整流器153で整流され、定電圧回路154で一定電圧に変換後CPU152、通信部157に供給される。バッテリを充電する電力（本実施形態では電力C）に移行する前は、バッテリ163への電力供給を行うスイッチ161はOFFの状態である。これは、スイッチ161がON状態だと負荷であるバッテリに電流が流れ、バッテリの充電状態によって、装置認証を行う際に利用する整流器153の出力である電圧値が変化するのを防止するためである。給電されたCPU152は通信部157を起動し、通信部157は、接続可能通知351を送電装置101に送信する。この接続可能通知351を通信アンテナ110、通信部109で受信した送電装置101のCPU102は、接続要求352を通信部109、通信アンテナ110を使い受電装置151に送信する。受電装置151は接続許可信号353を送信する。これにより、送電装置101は通信部109、受電装置151は通信部157により通信認証が終了する（S403のYES）。この通信認証は、送電装置101から受電装置151に給電する事が可能であるとの確認を行ったに過ぎない。なお、通信認証に失敗すると（S403のNO）、送電装置101において表示器、スピーカ等（図示せず）で警告を発生する（S408）。
次に装置認証を行う。送電装置101は受電装置151に対する装置認証に使用する、送電装置101に固有の電力値として電力Aを生成する（S404）。CPU102は調整部104を動作させ、装置認証に使用する電力A303を給電する（S405）。電力301_3と電力A303は、受電装置151のCPU152、通信部157が継続動作を可能にするため、送電装置101は途切れなく給電する。受電装置151は受電アンテナ155で電力A303を受電し、整流器153で整流し、定電圧回路154で一定電圧に変換し、CPU152、通信部157に供給し動作を継続する。さらに、整流器153の出力に接続された電圧検出部159により、送電装置101より出力された電力Aが整流後に変換値として出力する電圧値A1を検出する。この電圧値A1は、送電アンテナ111と受電アンテナ155間の伝送損失、整流器153の損失等が差し引かれて出力される。受電装置151のCPU152は検出した電圧値A1を通信部157を用いて通信アンテナ156を介して時点354で送電装置101に送信する（S406）。
受電装置151は、電圧値A1を送信するタイミングとして、電圧値A1を検出直後としても良いし、電圧値A1を検出してから一定時間後としても良い。図３（c）は、受電装置151が電圧値A1を検出してから一定時間後に送電装置101に電圧値A1を送信する場合を示している。また、図３（d）に示すように、受電装置151は一定間隔で電圧値A1を複数回送信しても良い。この場合、送電装置101は電圧値A1を複数回受信して、装置認証を行うことが出来る。また、送電装置101が電力Aを給電後にパワーピングの電力を給電し、受電装置151はそのパワーピングの電力を受電中に電圧値A1を送信しても良い。
受電装置151から送信された電圧値A1を、送電装置101は通信アンテナ110、通信部109で受信し、CPU102で認識する。送電装置101の判断部107は、受電装置151に給電した際の伝送損失を把握している。従って、判断部107は、送電装置101から給電した電力値に対応する受電装置151の電圧値（ここではA1）を既知である。受電装置151から送信された電圧値がA1であるので、判断部107は、送電装置101の給電可能な範囲に配置されている装置は、通信認証した受電装置151であると判断する（S407のYES）。次に、送電装置101は調整部104により、受電装置151がバッテリを充電するための所望の電力である電力C304を給電する（S409）。なお、送電装置101は、パワーピングの電力301_2、電力A303、および電力C304を連続して出力している。一方、受電装置151か送信された電圧値と、判断部107で既知の電圧値が不一致の場合、判断部107は、給電可能な範囲に配置された装置は、通信認証した受電装置151ではないと判断する（S407のNO）。この場合、通信認証が出来なかった場合と同様に表示器、スピーカ等（図示せず）で警告を発する（S408）。
この一連の動作により、送電装置101から給電可能な範囲に配置された受電装置151は、通信認証および装置認証を確立した。よって、CPU152はこれまでOFFしていたスイッチ161をONに切替え、受電した電力Cを充電制御部162によりバッテリ163に供給し、バッテリ163の充電動作を開始する。
この他に、装置認証を行う方法として、送電装置101から給電する固有の電力値を複数出力し、受電装置151にてそれぞれ電圧値に変換した値を送信する方法も考えられる。図５は、本実施形態の別の例による、送電装置101と受電装置151間の給電の送受電と通信の動作シーケンスである。図５は、送電装置101が装置認証に使用する電力として、電力Aと電力Bの2種類の電力を給電する例を示している。受電装置151は、電力Aと電力Bを受電し、それぞれ電圧値に変換した電圧値A1と電圧値B1を送電装置101に送信する。送電装置101は、送電装置に固有の電力値である電力A303を給電し、受電装置151は受電した電力A303を電圧値に変換した電圧値A1を時点354で送信する。電圧値A１を受信した送電装置101は続けて、送電装置に固有の電力値である電力B501を給電する。受電装置151は受電した電力B501を電圧値に変換した電圧値B1を時点502で送信する。送電装置101の判断部107は、電力Aと電圧値A1、及び電力Bと電圧値B1のそれぞれの整合性を判断することによって、装置認証を行う。すなわち、判断部107は、送電装置101と受電装置151間の損失、受電装置内の整流器153の損失等を差し引いた値が妥当か否かの判断を行う。
なお、ここでは装置認証を行う電力を2種類使って説明したが、1種類以上であれば種類の数に限定はない。また、送電装置101は、受電装置151から送信された電圧値に整合性が取れない場合、装置認証のための電力供給を繰り返し行う事も有効である。また、装置認証に電力を2種類使用する場合、受電装置151は、電圧値を送信するのを受電装置151内の電圧が変化してから送信しても良い。この場合、受電装置151は、電圧値A1を送電装置101による電力Bの給電中に送信する。また、受電装置151は、電圧値B1を、送電装置101による電力Bの給電後のパワーピングの電力Pを給電中に、電圧値B1を送信する。
また、送電装置101から受電装置151への給電の伝送効率は、送電装置101に具備されている送電アンテナ111と受電装置151に具備されている受電アンテナ155の位置関係により変化する場合がある。この場合、送電装置101と受電装置151間の損失等が固定の既知の値ではなくなり、受電装置151の配置した位置により損失等が変化する。このような場合、送電装置101から受電装置151への給電時の損失等は固定値ではないが、電力Aに対応する電圧値A1と、電力Bに対応する電圧値B1の関係は一定である。例えば、電力Aが1Wで電圧値A1が2Vであり、電力Bが2Wで電圧値B1が4Vであれば、給電した電力とその電力から変換された電圧値の関係一定であると言える。従って、判断部107は、電力Aと電圧値A1の関係と電力Bと電圧値B1の関係が、例えば一定比率（相似形）の関係であれば装置認証しても良い。この時、受電装置151の配置を変更すると、電圧値A1と電圧値B1の損失の比率が一定でなくなり、装置認証されるべき受電装置151であるにも関わらず、装置認証ができなる恐れがある。従ってこのような装置認証を行う場合は、送電装置101の表示器等（図示せず）で「動かさないで下さい」等の警告を行っても良い。
また、送電装置101が受電装置151が配置された位置を検出可能の場合、受電装置151が配置された位置と送電装置101から受電装置151への給電時の伝送効率との対応が示された対応テーブルを持つ事で装置認証が可能になる。判断部107は、受電装置151から送電装置101に送信された電圧値A1と電圧値B1に、対応テーブルから選択される伝送効率を乗算する事で、電力Aと電圧値A1、及び電力Bと電圧値B1の整合性を確認し、装置認証する事も可能である。
このように、本実施形態によれば、送電装置が、送電装置に固有の電力値をもつ電力を用いて装置認証を行うことにより、給電している受電装置が事前に通信認証を行った受電装置であるかを適切に判断することが可能となる。
［第２実施形態］
第２実施形態について図１と図６から図９を用いて説明する。本実施形態は第１実施形態と重複する内容があるため、その部分は簡略して説明する。第１実施形態では、送電装置101は送電装置固有の電力値をもつ電力を給電し、受電装置151から電圧値を受信して装置認証を行った。本実施形態では、送電装置101は、送電装置固有の電力値をもつ電力を所定時間送電する。そして、送電装置101は、受電装置151から電圧値とその電圧値を出力している時間を受信し、両者を併せて装置認証を行う。
図６は、本実施形態による、送電装置101と受電装置151間の給電の送受電と通信の動作シーケンスである。また、図７は、本実施形態による、送電装置101と受電装置151間の給電の送受電と通信の動作フローチャートである。図６と図７を用いて、送電装置101と受電装置151間で装置認証後、充電フェーズに移行する動作を説明する。
送電装置101は、パワーピングの電力301_1と電力301_2を給電し（S401）、その後、時点302で受電装置151が送電装置101の給電可能な範囲に配置されたとする（S402）。次に受電装置151は、パワーピングの電力301_3を受電し、受電装置151のCPU152、通信部157が動作し、送電装置101との通信認証が終了する（S403）。送電装置101は固有の電力値を設定し給電する。固有の電力値の生成方法は第１実施形態において述べた方法と同じである（S701）。送電装置101に固有の電力値として電力Aを生成する。さらに認証パターン生成部106は、電力Aの給電時間を設定する。これも送電装置に固有の数値を使い、ここでは給電時間をX秒と設定する。給電時間を決める固有の数値の生成方法は給電電力値を決定する方法と同じである。送電装置101のCPU102は、調整部104にて電力Aのレベルに設定し、さらに送電部103をX秒起動し、電力AをX秒間給電する（303、S702）。送電装置101は電力AをX秒送信後、パワーピングの電力301_4を給電する事により、電力A、X秒間の給電電力303は終了する。
受電装置151は受電した電力Aを整流後、電圧値A1とこの電圧値A1が出力していた時間を受電時間としてタイマ部158でカウントし、CPU152に送信する。CPU152は通信部157から電圧値A1、及び電圧値A1が出力していた時間をパワーピングの電力301_4の間に送電装置101に送信する（S703）。送電装置101の判断部107は給電した電力Aに対応する電圧値A1が送電装置101から受電装置151に給電時の損失を差し引いた値である事と電圧値A1の出力時間が送電装置101が給電した時間と相違ない応答があった事で装置認証を行う（S704のYES）。装置認証がNGとなった場合は（S704のNO）、表示器、スピーカ等（図示せず）から警告する（S408）。
本実施形態では、装置認証に使用する給電は1つだけで行う動作を示したが、複数で行い、認証の精度を向上させる事も可能である。この説明を図８と図９を使って説明する。図８は、本実施形態の別の例による、送電装置101と受電装置151間の給電の送受電と通信の動作シーケンスである。また、図９は、本実施形態の別の例による、送電装置101と受電装置151間の給電の送受電と通信の動作フローチャートである。
送電装置101は、パワーピングの電力301_1、301_2を給電し（S401）、その後、時点302で受電装置151が送電装置101の給電可能な範囲に配置されたとする（S402）。次に受電装置151はパワーピングの電力301_3を受電し、CPU152、通信部157が動作し、送電装置101との通信認証が終了する（S403）。送電装置101は固有の電力値を設定し給電する。固有の電力値の生成方法は第１実施形態において述べた方法と同じである（S701）。送電装置101に固有の電力値として電力Aを生成する。さらに認証パターン生成部106は、電力Aの給電時間を設定する。これも固有の数値を使い、ここでは給電時間をX秒と設定する。続けて、認証パターン生成部106は、別の固有の電力値と給電時間を設定する。ここでは、電力Bと電力Bの給電時間Y秒を設定する。送電装置101のCPU102は調整部104にて電力Aのレベルに設定し、さらに送電部103をX秒起動し、電力AをX秒間出力する（303）（S702）。送電装置101は電力AをX秒送信後、パワーピングの電力301_4を給電する事により、電力A、X秒間の給電電力303は終了する。
受電装置151は受電した電力Aを整流後、電圧値A1とこの電圧値A1が出力していた時間をタイマ部158でカウントし、CPU152に送信する。CPU152は通信部157から電圧値A1、及び電圧値A1が出力していた時間をパワーピングの電力301_4の間に送電装置101に送信する（S703）。続けて送電装置101のCPU102は調整部104にて電力Bのレベルに設定し、さらに送電部103をY秒起動し、電力BをY秒間給電する（801）（S901）。送電装置101は電力BをY秒送信後、パワーピングの電力301_5を給電する事により、電力B、Y秒間の給電電力801は終了する。
受電装置151は受電した電力Bを整流後、電圧値B1とこの電圧値B1が出力していた時間をタイマ部158でカウントし、CPU152に送信する。CPU152は通信部157から電圧値B1、及び電圧値B1が出力していた時間をパワーピングの電力301_5の間に送電装置101に送信する（S902）。送電装置101の判断部107は、給電した電力Aに対応する電圧値A1、及び給電した電力Bに対応する電圧値B1が送電装置101から受電装置151に給電時の損失を差し引いた値である事を確認する。さらに、電圧値A1が出力していた時間と電圧値B1が出力していた時間が送電装置101から給電した時間と相違ない応答があった事で装置認証を行う（S903のYES）。装置認証がNGとなった場合は（S903のNO）、表示器、スピーカ等（図示せず）から警告する（S408）。送電装置101は電力Aを給電後、パワーピングの電力301_4を給電し、受電装置151はこの間に電圧値A1と給電した時間X秒に相当する時間を送信したが、電力Aに引続き電力Bを給電する事も可能である。この場合は、電力Bの給電中に電力Aの情報を受電装置151から送電装置101に送信する事になる。
また、送電装置101から受電装置151への給電の伝送効率は、送電装置101に具備されている送電アンテナ111と受電装置151に具備されている受電アンテナ155の位置関係により変化する場合がある。この場合、送電装置101と受電装置151間の損失等が固定の既知の値ではなくなり、受電装置151の配置した位置により損失等が変化する。このような場合、送電装置101から受電装置151への給電時の損失等は既知の値ではないが、電力Aに対応する電圧値A1と、電力Bに対応する電圧値B1の関係は一定である。そこで、第１実施形態において述べたように、判断部107は、電力Aと電圧値A1の関係と電力Bと電圧値B1の関係が、例えば一定比率（相似形）の関係であれば装置認証しても良い。それぞれの給電電力と電圧値の比率を計算する事と給電時間の整合性も併せて判断する事で、装置認証の精度が向上する事は言うまでもない。この時、受電装置151の配置を変更すると、電圧値A1と電圧値B1の損失の比率が一定でなくなり、装置認証されるべき受電装置151であるにも関わらず、装置認証ができなる恐れがある。従ってこのような装置認証を行う場合は、送電装置101の表示器等（図示せず）で「動かさないで下さい」等の警告を行っても良い。
また、第１実施形態において述べたように、送電装置101が受電装置151が配置された位置を検出可能の場合、送電装置101は、受電装置151が配置された位置と送電装置101から受電装置151への給電時の伝送効率との対応が示された対応テーブルを利用することで、装置認証する事も可能である。また、上述において、装置認証を行う電力を2種類使って説明したが、1種類以上であれば種類の数に限定はない。
このように本実施形態によれば、送電装置が、送電装置に固有の電力値をもつ電力と給電時間を用いて装置認証を行うことにより、給電している受電装置が事前に通信認証を行った受電装置であるかを適切に判断することが可能となる。
上述の第１実施形態及び第２実施形態において、送電装置101からの給電に対応して受電装置151の整流器153の出力の電圧値を送電装置101に送信している。この電圧値に代わるものとして、電流値等でも同様の効果を生む。また、整流器153の出力の電圧値を検出しているが、受電アンテナ155の出力の電圧値、さらに定電圧回路154の出力の電圧値を検出しても同様の効果を生む。受電装置151から送電装置101に電圧値及びその出力している時間を送信するタイミングは全ての認証作業が終了後に一括して送信しても本発明の効果は変わらない。
［第３実施形態］
上述の第１実施形態及び第２実施形態では、受電装置のCPU152、通信部157は送電装置101からのパワーピング、装置認証に使用される給電電力等で動作するが、受電装置に具備されたバッテリを使って動作する事も可能である。受電装置151はバッテリで動作するので、パワーピングの給電中に認証を行う必要はなく、通信範囲202内であれば可能となる。また、受電装置から送電装置への電圧値、給電時間の送信もいつでも送信する事が出来る。
［その他の実施形態］
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (21)

  1. 受電装置に電力を送電する送電装置であって、
    前記受電装置と無線通信を行う通信手段と、
    前記送電装置に1種類以上の固有の電力値の電力を送電する送電手段と、
    前記受電装置に前記受電装置で必要な電力を送電するか否かの判断を行う判断手段とを備え、
    前記通信手段は、前記受電装置が受電した電力を変換した1種類以上の変換値を受信し、前記判断手段は、該変換値と前記固有の電力値に基づいて前記判断を行うことを特徴とする送電装置。
  2. 前記判断手段は、前記変換値と前記固有の電力値が種類ごとに一致する場合に、前記受電装置に前記受電装置で必要な電力を送電すると判断することを特徴とする請求項１に記載の送電装置。
  3. 前記判断手段は、前記変換値と前記固有の電力値が種類ごとに一定比率の関係にある場合に、前記受電装置に前記受電装置で必要な電力を送電すると判断することを特徴とする請求項１に記載の送電装置。
  4. 前記受電装置の位置と前記送電装置から前記受電装置への給電時の伝送効率との対応を示す対応テーブルを更に備え、
    前記判断手段は、前記変換値に前記対応テーブルから選択される伝送効率が乗算された変換値と前記固有の電力値が種類ごとに一致する場合に、前記受電装置に前記受電装置で必要な電力を送電すると判断することを特徴とする請求項１に記載の送電装置。
  5. 前記送電手段は、前記1種類以上の固有の電力値の電力を該種類に応じた所定時間送電し、前記通信手段は、前記1種類以上の変換値に対応する、前記受電装置が受電した電力の受電時間を受信し、前記判断手段は、該変換値と前記固有の電力値、及び、該受電時間と前記所定時間に基づいて前記判断を行うことを特徴とする請求項１に記載の送電装置。
  6. 前記判断手段は、前記受電時間と前記所定時間が種類ごとに一致し、かつ、前記変換値と前記固有の電力値が種類ごとに一致する場合に、前記受電装置に前記受電装置で必要な電力を送電すると判断することを特徴とする請求項５に記載の送電装置。
  7. 前記判断手段は、前記受電時間と前記所定時間が種類ごとに一致し、かつ、前記変換値と前記固有の電力値が種類ごとに一定比率の関係にある場合に、前記受電装置に前記受電装置で必要な電力を送電すると判断することを特徴とする請求項５に記載の送電装置。
  8. 前記受電装置の位置と前記送電装置から前記受電装置への給電時の伝送効率との対応を示す対応テーブルを更に備え、
    前記判断手段は、前記受電時間と前記所定時間が種類ごとに一致し、かつ、前記変換値に前記対応テーブルから選択される伝送効率が乗算された変換値と前記固有の電力値が種類ごとに一致する場合に、前記受電装置に前記受電装置で必要な電力を送電すると判断することを特徴とする請求項５に記載の送電装置。
  9. 前記送電手段は、給電可能であることを確認するための信号を前記通信手段が受信した場合に、前記固有の電力値の電力を送電することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の送電装置。
  10. 前記通信手段は、同じ値の前記変換値を複数回受信することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の送電装置。
  11. 前記変換値は、前記受電装置が受電した電力から変換される電圧値であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の送電装置。
  12. 前記変換値は、前記受電装置が受電した電力から変換される電流値であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の送電装置。
  13. 送電装置から電力を受電する受電装置であって、
    前記送電装置と無線通信を行う通信手段と、
    前記送電装置から1種類以上の電力値の電力を受電する受電手段とを備え、
    前記通信手段は、前記受電手段が受電した電力を変換した1種類以上の変換値を送信することを特徴とする受電装置。
  14. 前記受電手段は、給電可能であることを確認するための信号を前記通信手段が送信した場合に、前記電力を受電することを特徴とする請求項１３に記載の受電装置。
  15. 前記通信手段は、同じ値の前記変換値を複数回送信することを特徴とする請求項１３または１４に記載の受電装置。
  16. 前記変換値は、前記受電手段が受電した前記電力から変換される電圧値であることを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の受電装置。
  17. 前記変換値は、前記受電手段が受電した前記電力から変換される電流値であることを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の受電装置。
  18. 受電装置に電力を送電する送電装置の制御方法であって、
    前記受電装置と無線通信を行う通信工程と、
    前記送電装置に1種類以上の固有の電力値の電力を送電する送電工程と、
    前記受電装置に前記受電装置で必要な電力を送電するか否かの判断を行う判断工程とを有し、
    前記通信工程において、前記受電装置が受電した電力を変換した1種類以上の変換値を受信し、前記判断工程において、該変換値と前記固有の電力値に基づいて前記判断を行うことを特徴とする送電装置の制御方法。
  19. 送電装置から電力を受電する受電装置の制御方法であって、
    前記送電装置と無線通信を行う通信工程と、
    前記送電装置から1種類以上の電力値の電力を受電する受電工程とを備え、
    前記通信工程において、前記受電した電力を変換した1種類以上の変換値を送信することを特徴とする受電装置の制御方法。
  20. 請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の送電装置としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
  21. 請求項１３乃至請求項１７のいずれか１項に記載の受電装置としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
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