[發明專利]具有提高靈敏度的用于預定空間中的金屬物體檢測的感測線圈幾何體

有效

• 申請號: 201680010181.3
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN107223300B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: S·喬普拉;L·A·珀西博恩;M·維爾納
• 申請（專利權）人: 韋特里西提公司
• 主分類號: H02J50/60
• 分類號: H02J50/60;H02J50/10;H02J7/00;H02J5/00;G01V3/10;B60L53/124;B60L53/122;B60L53/126;B60L53/38;B60L53/36
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;范懷志

本公開提供了用于檢測物體的存在的系統、方法和設備。在一個方面，提供用于檢測物體的存在的設備。該設備包括感測線圈，該感測線圈由具有預定形狀的導體形成，該導體被配置為衰減由外部時變磁場在導體中感應的電流。感測線圈具有根據物體的存在而變化的電氣特性。該設備包括檢測電路，該檢測電路耦合至感測線圈并且被配置為響應于檢測電氣特性的測量值與電氣特性的參考值之間的差異來檢測所述物體的存在。在感測線圈的至少一部分的上方沒有物體存在的情況下，電氣特性的參考值與電氣特性的測量值基本相同。

技術領域

本公開大體涉及無線功率傳輸，更具體地涉及具有提高靈敏度的用于預定空間中的金屬物體檢測的感測線圈幾何體。

背景技術

無線充電系統能夠例如通過無線磁場在自由空間中傳輸功率，用于對電動載具充電。然而，無線磁場可能在位于無線充電系統附近的預定空間內的任何金屬物體中引起渦電流。這種渦電流導致金屬物體升溫并可能損壞無線充電系統的部件。可以使用包括多個感測線圈的傳感器系統來確定這種金屬物體的存在，從而相應地減少或中斷無線功率傳輸。然而，當這種金屬物體大致位于這些感測線圈中的一個的中心處并且感測線圈的尺寸顯著地大于金屬物體的尺寸時，常規的正方形或矩形感測線圈的靈敏度降低。此外，當感測線圈位于無線充電系統的發送器的磁性體上方時，由發送器產生的無線磁場可能導致對感測線圈的不期望的干擾。因此，具有提高靈敏度的用于預定空間中的金屬物體檢測的感測線圈幾何體是理想的。

發明內容

本公開的一個方面提供一種用于檢測物體的存在的設備。該設備包括感測線圈，感測線圈具有由導體限定的多個邊。對于感測線圈的多個邊中的每個邊，當導體從感測線圈的相應的邊的外部部分朝向感測線圈的相應的邊的中間部分延伸時，導體朝向感測線圈的中心弓曲。感測線圈具有根據物體的存在而變化的電氣特性。該設備還包括檢測電路，該檢測電路耦合到感測線圈，并被配置為響應于檢測電氣特性的測量值與電氣特性的參考值之間的差異來檢測物體的存在。

本公開的另一個方面提供了用于檢測物體的存在的方法的一些實施例。該方法包括確定根據物體的存在而變化的感測線圈的電氣特性的測量值。感測線圈具有由導體限定的多個邊。對于感測線圈的所述多個邊中的每個邊，當導體從感測線圈的相應的邊的外部部分朝向感測線圈的相應的邊的中間部分延伸時，導體朝向感測線圈的中心弓曲。該方法還包括響應于檢測電氣特性的測量值與電氣特性的參考值之間的差異來檢測物體的存在。

本公開的又一個方面提供了一種用于檢測物體的存在的設備。該設備包括感測線圈，該感測線圈具有由導體限定的外環和內環，所述導體在外環和內環之間的過渡處與自身交叉。感測線圈具有根據物體的存在而變化的電氣特性。該設備還包括檢測電路，該檢測電路耦合到感測線圈，并被配置為響應于檢測電氣特性的測量值與電氣特性的參考值之間的差異來檢測物體的存在。

本公開的再一個方面提供了用于檢測物體的存在的方法的一些實施例。該方法包括確定感測線圈的電氣特性的測量值，感測線圈的電氣特性根據物體的存在而變化。感測線圈具有由導體限定的外環和內環，所述導體在外環和內環之間的過渡處與自身交叉。該方法還包括響應于檢測電氣特性的測量值與電氣特性的參考值之間的差異來檢測物體的存在。

附圖說明

圖1是根據一些實施例的用于對電動載具充電的無線功率傳輸系統的圖。

圖2是圖1的無線功率傳輸系統的核心部件的示意圖。

圖3是示出了圖1的無線功率傳輸系統的核心部件和輔助部件的另一功能框圖。

圖4和圖5是根據一些實施例的物體檢測電路的部分的圖。

圖6是根據一些實施例的被配置為檢測位于磁墊上或磁墊附近的物體的感測線圈的側視圖。

圖7示出了根據一些實施例的被配置為檢測物體的矩形雙環感測線圈。

圖8示出了根據一些實施例的被配置成檢測物體的六邊形感測線圈。