非接觸供電裝置用的異物檢測裝置和方法
【技術領域】
[0001]形心本發(fā)明涉及非接觸供電裝置用的異物檢測裝置和方法。本申請基于2013年7月16日在日本申請的特愿2013 — 147603號和2013年7月23日在日本申請的特愿2013 —152515主張優(yōu)先權，并援引其內(nèi)容。
【背景技術】
[0002]形心近年來，具備電動馬達和內(nèi)燃機的混合電動汽車(HEV:Hybrid ElectricVehicle)得到實用化。另外，僅具備電動馬達的電動汽車(EV =Electric Vehicle)也得到實用化。
[0003]形心對電動汽車等進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]有關非接觸供電裝置例如公開于專利文獻1、2。
[0005]形心專利文獻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)分為電磁感應方式、電波方式、磁場共振方式這三種方式。
[0008]電磁感應方式利用以在電流流過兩個鄰接的線圈的一個時產(chǎn)生的磁通為介質(zhì)在另一個線圈產(chǎn)生電動勢的電磁感應。
[0009]電波方式將電流轉(zhuǎn)換為電磁波并經(jīng)由天線進行收發(fā)。
[0010]磁場共振方式與電磁感應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，放大流過線圈的感應電流。
[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，檢測這樣的異物的非接觸供電裝置，例如公開于專利文獻3。
[0013]形心專利文獻3的非接觸供電裝置是上述電磁感應方式的非接觸供電裝置，在第I線圈與第2線圈之間設置第3線圈，基于在第3線圈產(chǎn)生的感應電壓，檢測第I線圈與第2線圈之間的異物。
[0014]現(xiàn)有技術文獻專利文獻
形心專利文獻1:日本特開2010 - 226889號公報專利文獻2:日本特開2013 — 90392號公報專利文獻3:日本特開2012 — 249401號公報。

【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線圈之間設置第3線圈，在檢測到第3線圈產(chǎn)生的感應電壓的情況下，即便在第I線圈與第2線圈之間不存在異物的狀態(tài)下也會產(chǎn)生感應電壓。
[0016]因此，由于沒有異物時的感應電壓的存在，難以用第3線圈進行異物的檢測或有可能誤檢測。
[0017]形心本發(fā)明為了解決上述的問題點而構思。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裝置和方法，以在沒有導電性異物時能夠降低在異物檢測用的線圈產(chǎn)生的感應電壓，由此提高檢測導電性異物的有無的異物檢測的靈敏度，并能減少誤檢測。
[0018]用于解決課題的方案
形心依據(jù)本發(fā)明的第I觀點，提供一種非接觸供電裝置用的異物檢測裝置，其特征在于，包括:
檢測線圈，位于輸電線圈與受電線圈之間；以及
檢測單元，檢測在所述檢測線圈產(chǎn)生的感應電壓，由此檢測有無位于輸電線圈與受電線圈之間的導電性異物，
所述檢測線圈由兩個環(huán)部沿互相相反方向卷繞的連續(xù)的導電線構成，
以不存在導電性異物時使在所述檢測線圈產(chǎn)生的感應電壓成為O或最小的方式，設定各環(huán)部的面積、匝數(shù)或連結所述兩個環(huán)部的形心的方向。
[0019]形心所述兩個環(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，且使連結所述形心的方向與檢測線圈的設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]形心所述檢測單元包括:檢測部，檢測在檢測線圈產(chǎn)生的感應電壓；以及判定部，將檢測到的感應電壓與不存在導電性異物時的基準電壓進行比較，從而判定有無導電性異物。
[0022]形心另外依據(jù)本發(fā)明的第2觀點，提供一種非接觸供電裝置用的異物檢測方法，其特征在于，
用兩個環(huán)部沿互相相反方向卷繞的連續(xù)的導電線構成位于輸電線圈與受電線圈之間的檢測線圈，
以輸電線圈與受電線圈之間不存在導電性異物時使在所述檢測線圈產(chǎn)生的感應電壓成為O或最小的方式，設定各環(huán)部的面積、匝數(shù)或連結所述兩個環(huán)部的形心的方向，
檢測在所述檢測線圈產(chǎn)生的感應電壓，由此檢測有無位于輸電線圈與受電線圈之間的導電性異物。
[0023]形心使所述檢測線圈沿前后或左右并行移動、或繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，并且計測在檢測線圈產(chǎn)生的感應電壓，定位在所述感應電壓的計測值成為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，提供一種非接觸供電裝置用的異物檢測裝置，其特征在于，包括:
檢測線圈，位于輸電線圈與受電線圈之間；以及
檢測單元，檢測在所述檢測線圈產(chǎn)生的感應電壓，由此檢測有無位于輸電線圈與受電線圈之間的導電性異物，
所述檢測線圈由彎曲成矩形形狀的I個導電線構成， 所述導電線配置成，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，并且使不存在導電性異物時產(chǎn)生的感應電壓成為O或最小。
[0025]形心多個所述檢測線圈互相不重疊且平行地位于同一平面上。
[0026]形心所述檢測單元包括:檢測部，檢測在檢測線圈產(chǎn)生的感應電壓；以及判定部，將檢測到的感應電壓與不存在導電性異物時的基準電壓進行比較，從而判定有無導電性異物。
[0027]形心另外，依據(jù)本發(fā)明的第4觀點，提供一種非接觸供電裝置用的異物檢測方法，其特征在于，
用彎曲成矩形形狀的I個導電線構成位于輸電線圈與受電線圈之間的檢測線圈，所述導電線配置成，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，并且使不存在導電性異物時在所述檢測線圈產(chǎn)生的感應電壓成為O或最小，
檢測在所述檢測線圈產(chǎn)生的感應電壓，由此檢測有無位于輸電線圈與受電線圈之間的導電性異物。
[0028]形心使所述檢測線圈沿前后或左右并行移動、或繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，并且計測在檢測線圈產(chǎn)生的感應電壓，定位在所述感應電壓的計測值成為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觀點所涉及的裝置及方法，由于檢測線圈由兩個環(huán)部沿互相相反方向卷繞的連續(xù)的導電線構成，所以由磁場產(chǎn)生的感應電流在兩個環(huán)部中方向相反，從而互相抵消。
[0030]另外，由于以不存在導電性異物時使在檢測線圈產(chǎn)生的感應電壓成為O或最小的方式設定各環(huán)部的面積、匝數(shù)或連結兩個環(huán)部的形心的方向，因此即使在有磁梯度的場所，沒有導電性異物時也使在檢測線圈產(chǎn)生的感應電壓成為O或最小。
[0031]因此，在沒有導電性異物時能夠降低在異物檢測用的線圈產(chǎn)生的感應電壓，由此提高異物檢測的靈敏度，能夠減少誤檢測。
[0032]形心另外，依據(jù)上述本發(fā)明的第3及第4觀點所涉及的裝置和方法，通過具備位于輸電線圈與受電線圈之間的檢測線圈，能夠在輸電線圈與受電線圈之間或其附近混入導電性異物的情況下產(chǎn)生感應電壓。
[0033]另外，檢測線圈由彎曲成矩形形狀的I個導電線構成，該導電線配置成，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，并且使在不存在導電性異物時產(chǎn)生的感應電壓成為O或最小，因此在沒有導電性異物時在檢測線圈產(chǎn)生的感應電壓(即基準電壓)成為O或最小。
[0034]因此，能夠降低沒有導電性異物時在檢測線圈產(chǎn)生的感應電壓(即基準電壓)，由此提高異物檢測的靈敏度，能夠減少誤檢測。
【附圖說明】
[0035]形心圖1A是具備依據(jù)本發(fā)明的第I實施方式的異物檢測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實施方式的異物檢測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實施方式的檢測線圈的設置位置的圖。
[0038]圖2B是示出依據(jù)第I實施方式的檢測線圈的其他設置位置的圖。
[0039]圖2C是示出依據(jù)第I實施方式的檢測線圈的其他設置位置的圖。
[0040]圖3是依據(jù)第I實施方式的檢測單元的結構圖。
[0041]圖4A是示出依據(jù)第I實施方式的位于輸電線圈與受電線圈之間的檢測線圈的具體例的側(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實施方式的環(huán)部的形狀為矩形的例