非接觸供電裝置用的異物檢測(cè)裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]形心本發(fā)明涉及非接觸供電裝置用的異物檢測(cè)裝置和方法。本申請(qǐng)基于2013年7月16日在日本申請(qǐng)的特愿2013 — 147603號(hào)和2013年7月23日在日本申請(qǐng)的特愿2013 —152515主張優(yōu)先權(quán)，并援引其內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0002]形心近年來(lái)，具備電動(dòng)馬達(dá)和內(nèi)燃機(jī)的混合電動(dòng)汽車(HEV:Hybrid ElectricVehicle)得到實(shí)用化。另外，僅具備電動(dòng)馬達(dá)的電動(dòng)汽車(EV =Electric Vehicle)也得到實(shí)用化。
[0003]形心對(duì)電動(dòng)汽車等進(jìn)行非接觸供電的非接觸供電裝置，使供電側(cè)的I次線圈和受電側(cè)的2次線圈磁耦合而從供電側(cè)以非接觸方式向受電側(cè)傳輸電力。
[0004]有關(guān)非接觸供電裝置例如公開(kāi)于專利文獻(xiàn)1、2。
[0005]形心專利文獻(xiàn)I的非接觸供電裝置中，I次線圈和2次線圈的軸線分別鉛垂且成為同一軸。將這種形式的非接觸供電裝置稱為“圓(circular)型”。
[0006]另外專利文獻(xiàn)2的非接觸供電裝置中，I次線圈和2次線圈的軸線互相平行地定位。將這種形式的非接觸供電裝置稱為“螺線管型”。
[0007]形心非接觸供電大致區(qū)分為電磁感應(yīng)方式、電波方式、磁場(chǎng)共振方式這三種方式。
[0008]電磁感應(yīng)方式利用以在電流流過(guò)兩個(gè)鄰接的線圈的一個(gè)時(shí)產(chǎn)生的磁通為介質(zhì)在另一個(gè)線圈產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的電磁感應(yīng)。
[0009]電波方式將電流轉(zhuǎn)換為電磁波并經(jīng)由天線進(jìn)行收發(fā)。
[0010]磁場(chǎng)共振方式與電磁感應(yīng)方式同樣以磁通為介質(zhì)，但是積極地利用電路的諧振現(xiàn)象，放大流過(guò)線圈的感應(yīng)電流。
[0011]形心在上述的非接觸供電裝置中，在金屬異物混入I次線圈和2次線圈之間的情況下，在金屬異物產(chǎn)生渦電流，因焦耳熱而有可能發(fā)熱。
[0012]因此，檢測(cè)這樣的異物的非接觸供電裝置，例如公開(kāi)于專利文獻(xiàn)3。
[0013]形心專利文獻(xiàn)3的非接觸供電裝置是上述電磁感應(yīng)方式的非接觸供電裝置，在第I線圈與第2線圈之間設(shè)置第3線圈，基于在第3線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，檢測(cè)第I線圈與第2線圈之間的異物。
[0014]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
形心專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2010 - 226889號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2013 — 90392號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2012 — 249401號(hào)公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]發(fā)明要解決的課題形心在第I線圈與第2線圈之間設(shè)置第3線圈，在檢測(cè)到第3線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的情況下，即便在第I線圈與第2線圈之間不存在異物的狀態(tài)下也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。
[0016]因此，由于沒(méi)有異物時(shí)的感應(yīng)電壓的存在，難以用第3線圈進(jìn)行異物的檢測(cè)或有可能誤檢測(cè)。
[0017]形心本發(fā)明為了解決上述的問(wèn)題點(diǎn)而構(gòu)思。即，本發(fā)明的目的在于提供一種非接觸供電裝置用的異物檢測(cè)裝置和方法，以在沒(méi)有導(dǎo)電性異物時(shí)能夠降低在異物檢測(cè)用的線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，由此提高檢測(cè)導(dǎo)電性異物的有無(wú)的異物檢測(cè)的靈敏度，并能減少誤檢測(cè)。
[0018]用于解決課題的方案
形心依據(jù)本發(fā)明的第I觀點(diǎn)，提供一種非接觸供電裝置用的異物檢測(cè)裝置，其特征在于，包括:
檢測(cè)線圈，位于輸電線圈與受電線圈之間；以及
檢測(cè)單元，檢測(cè)在所述檢測(cè)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，由此檢測(cè)有無(wú)位于輸電線圈與受電線圈之間的導(dǎo)電性異物，
所述檢測(cè)線圈由兩個(gè)環(huán)部沿互相相反方向卷繞的連續(xù)的導(dǎo)電線構(gòu)成，
以不存在導(dǎo)電性異物時(shí)使在所述檢測(cè)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓成為O或最小的方式，設(shè)定各環(huán)部的面積、匝數(shù)或連結(jié)所述兩個(gè)環(huán)部的形心的方向。
[0019]形心所述兩個(gè)環(huán)部配置成，位于在輸電線圈與受電線圈之間存在的同一平面上，且使連結(jié)所述形心的方向與檢測(cè)線圈的設(shè)置位置處的磁梯度方向垂直。
[0020]形心所述環(huán)部是互相不重疊地位于同一平面上的圓形、矩形、三角形或菱形的環(huán)。
[0021]形心所述檢測(cè)單元包括:檢測(cè)部，檢測(cè)在檢測(cè)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓；以及判定部，將檢測(cè)到的感應(yīng)電壓與不存在導(dǎo)電性異物時(shí)的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，從而判定有無(wú)導(dǎo)電性異物。
[0022]形心另外依據(jù)本發(fā)明的第2觀點(diǎn)，提供一種非接觸供電裝置用的異物檢測(cè)方法，其特征在于，
用兩個(gè)環(huán)部沿互相相反方向卷繞的連續(xù)的導(dǎo)電線構(gòu)成位于輸電線圈與受電線圈之間的檢測(cè)線圈，
以輸電線圈與受電線圈之間不存在導(dǎo)電性異物時(shí)使在所述檢測(cè)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓成為O或最小的方式，設(shè)定各環(huán)部的面積、匝數(shù)或連結(jié)所述兩個(gè)環(huán)部的形心的方向，
檢測(cè)在所述檢測(cè)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，由此檢測(cè)有無(wú)位于輸電線圈與受電線圈之間的導(dǎo)電性異物。
[0023]形心使所述檢測(cè)線圈沿前后或左右并行移動(dòng)、或繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，并且計(jì)測(cè)在檢測(cè)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，定位在所述感應(yīng)電壓的計(jì)測(cè)值成為O或最小的位置和旋轉(zhuǎn)角。
[0024]形心依據(jù)本發(fā)明的第3觀點(diǎn)，提供一種非接觸供電裝置用的異物檢測(cè)裝置，其特征在于，包括:
檢測(cè)線圈，位于輸電線圈與受電線圈之間；以及
檢測(cè)單元，檢測(cè)在所述檢測(cè)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，由此檢測(cè)有無(wú)位于輸電線圈與受電線圈之間的導(dǎo)電性異物，
所述檢測(cè)線圈由彎曲成矩形形狀的I個(gè)導(dǎo)電線構(gòu)成， 所述導(dǎo)電線配置成，以等量包含的方式環(huán)繞在所述輸電線圈與所述受電線圈之間產(chǎn)生的互相相反方向的磁通，并且使不存在導(dǎo)電性異物時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電壓成為O或最小。
[0025]形心多個(gè)所述檢測(cè)線圈互相不重疊且平行地位于同一平面上。
[0026]形心所述檢測(cè)單元包括:檢測(cè)部，檢測(cè)在檢測(cè)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓；以及判定部，將檢測(cè)到的感應(yīng)電壓與不存在導(dǎo)電性異物時(shí)的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，從而判定有無(wú)導(dǎo)電性異物。
[0027]形心另外，依據(jù)本發(fā)明的第4觀點(diǎn)，提供一種非接觸供電裝置用的異物檢測(cè)方法，其特征在于，
用彎曲成矩形形狀的I個(gè)導(dǎo)電線構(gòu)成位于輸電線圈與受電線圈之間的檢測(cè)線圈，所述導(dǎo)電線配置成，以等量包含的方式環(huán)繞在輸電線圈與受電線圈之間產(chǎn)生的互相相反方向的磁通，并且使不存在導(dǎo)電性異物時(shí)在所述檢測(cè)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓成為O或最小，
檢測(cè)在所述檢測(cè)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，由此檢測(cè)有無(wú)位于輸電線圈與受電線圈之間的導(dǎo)電性異物。
[0028]形心使所述檢測(cè)線圈沿前后或左右并行移動(dòng)、或繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，并且計(jì)測(cè)在檢測(cè)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，定位在所述感應(yīng)電壓的計(jì)測(cè)值成為O或最小的位置和旋轉(zhuǎn)角。
[0029]發(fā)明效果
形心依據(jù)上述本發(fā)明的第I及第2觀點(diǎn)所涉及的裝置及方法，由于檢測(cè)線圈由兩個(gè)環(huán)部沿互相相反方向卷繞的連續(xù)的導(dǎo)電線構(gòu)成，所以由磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流在兩個(gè)環(huán)部中方向相反，從而互相抵消。
[0030]另外，由于以不存在導(dǎo)電性異物時(shí)使在檢測(cè)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓成為O或最小的方式設(shè)定各環(huán)部的面積、匝數(shù)或連結(jié)兩個(gè)環(huán)部的形心的方向，因此即使在有磁梯度的場(chǎng)所，沒(méi)有導(dǎo)電性異物時(shí)也使在檢測(cè)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓成為O或最小。
[0031]因此，在沒(méi)有導(dǎo)電性異物時(shí)能夠降低在異物檢測(cè)用的線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，由此提高異物檢測(cè)的靈敏度，能夠減少誤檢測(cè)。
[0032]形心另外，依據(jù)上述本發(fā)明的第3及第4觀點(diǎn)所涉及的裝置和方法，通過(guò)具備位于輸電線圈與受電線圈之間的檢測(cè)線圈，能夠在輸電線圈與受電線圈之間或其附近混入導(dǎo)電性異物的情況下產(chǎn)生感應(yīng)電壓。
[0033]另外，檢測(cè)線圈由彎曲成矩形形狀的I個(gè)導(dǎo)電線構(gòu)成，該導(dǎo)電線配置成，以等量包含的方式環(huán)繞在輸電線圈與受電線圈之間產(chǎn)生的互相相反方向的磁通，并且使在不存在導(dǎo)電性異物時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電壓成為O或最小，因此在沒(méi)有導(dǎo)電性異物時(shí)在檢測(cè)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓(即基準(zhǔn)電壓)成為O或最小。
[0034]因此，能夠降低沒(méi)有導(dǎo)電性異物時(shí)在檢測(cè)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓(即基準(zhǔn)電壓)，由此提高異物檢測(cè)的靈敏度，能夠減少誤檢測(cè)。
【附圖說(shuō)明】
[0035]形心圖1A是具備依據(jù)本發(fā)明的第I實(shí)施方式的異物檢測(cè)裝置的非接觸供電裝置的使用狀態(tài)圖。
[0036]圖1B是具備依據(jù)本發(fā)明的第I實(shí)施方式的異物檢測(cè)裝置的非接觸供電裝置的塊電路圖。
[0037]圖2A是示出依據(jù)第I實(shí)施方式的檢測(cè)線圈的設(shè)置位置的圖。
[0038]圖2B是示出依據(jù)第I實(shí)施方式的檢測(cè)線圈的其他設(shè)置位置的圖。
[0039]圖2C是示出依據(jù)第I實(shí)施方式的檢測(cè)線圈的其他設(shè)置位置的圖。
[0040]圖3是依據(jù)第I實(shí)施方式的檢測(cè)單元的結(jié)構(gòu)圖。
[0041]圖4A是示出依據(jù)第I實(shí)施方式的位于輸電線圈與受電線圈之間的檢測(cè)線圈的具體例的側(cè)面圖。
[0042]圖4B是圖4A的B — B平面中的截面圖。
[0043]圖5A是示出改變依據(jù)第I實(shí)施方式的環(huán)部的面積的例的圖。
[0044]圖5B是示出改變依據(jù)第I實(shí)施方式的環(huán)部的面積和匝數(shù)的例的圖。
[0045]圖5C是示出依據(jù)第I實(shí)施方式的環(huán)部的形狀為矩形的例