用于基于感应热感测的外来对象检测环的系统、方法和装置制造方法及图纸

本公开提供用于检测外来对象的系统、方法和装置。提供了用于检测对象的存在的装置。该装置包括线圈，其被配置为基于当对象被暴露于交变磁场时根据对象的温度而变化的线圈的电特性来感应地感测对象的存在。该装置还包括控制器，其被配置为检测电特性的改变。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开大体涉及无线功率传输，并且更具体地涉及用于使用感应热感测在预定空间中的增强的外来对象检测的设备、系统和方法。
技术介绍
已经引入了包括从诸如电池的能量存储设备接收的电力导出的机动功率的诸如车辆的远程系统。例如，混合电动车辆包括车载充电器，其使用来自车辆制动和传统电机的功率来对车辆进行充电。常常提议电池电动车辆(电动车辆)通过诸如家用或商用AC供应源之类的某种类型的接线的交变电流(AC)进行充电。接线的充电连接需要被物理地连接到功率供应的线缆或其他类似的连接器。线缆和类似的连接器可能有时是不方便的或者繁琐的并且具有其他缺点。能够在自由空间中(例如，经由电磁场)传输功率以用于对电动车辆进行充电的无线充电系统可以克服接线的充电解决方案的缺陷中的一些。然而，使用电磁场可能感应位于该场内的良好导电(例如，金属)对象中的涡电流，从而可能导致对象变热、振动或使得邻近对象熔化或着火。因此，期望高效地且安全地传输用于对电动车辆进行充电的功率的无线充电系统和方法。
技术实现思路
在随附权利要求的范围内的系统、方法和设备的各个实施例均具有若干方面，其中没有单个方面仅仅负责本文中描述的期望的属性。在不限制随附权利要求的范围的情况下，本文中描述了一些显著的特征。在附图和下面的描述中阐述本说明书中描述的主题的一个或多个实施例的细节。其他特征、方面和优点将从说明书、附图以及权利要求书变得显而易见。注意，下面的图的相对尺寸可以不是按比例绘制的。本公开的一个方面提供用于检测对象的装置。该装置包括线圈，其被配置为基于当对象被暴露于交变磁场时根据对象的温度而变化的线圈的电特性，来感应地感测对象的存在。该装置还包括控制器，其被配置为检测电特性的变化。本公开的另一方面提供用于检测对象的存在的方法的实施例。该方法包括基于当对象被暴露于交变磁场时根据对象的温度而变化的线圈的电特性，来感测对象的存在。该方法还包括检测电特性的变化。本公开的又一方面提供用于检测对象的存在的装置。该装置包括用于基于当对象被暴露于交变磁场时根据对象的温度而变化的线圈的电特性，来感测对象的存在的部件。该装置还包括用于检测电特性的变化的部件。附图说明图1是根据示例性实施例的用于对电动车辆进行充电的示例性无线功率传输系统的图。图2是图1的无线功率传输系统的示例性核心组件的示意图。图3是示出了图1的无线功率传输系统的示例性核心和辅助组件的另一功能框图。图4是用于外来对象检测的示例性电路的图，其图示了根据本文中描述的实施例的使用感应感测线圈、基于对象的温度变化的外来对象检测的原理。图5是在存在具有变化的温度的对象的情况下感应感测线圈的示例性等效模型的图。图6是图示了根据本文中描述的实施例的基于对象的受刺激的涡电流加热的外来对象检测的原理的时序图，其示出了感测线圈的不同特性的预测的时间过程连同磁场暴露周期和得到的对象的温度。图7是根据示例性实施例的外来对象检测(FOD)系统的示意图。图8A是使用插入在多个感测线圈与共用电容器之间的多路复用器开关的串联调谐的配置中的感测电路的图。图8B是使用插入在多个感测线圈与共用电容器之间的多路复用器开关的并联调谐的配置中的感测电路的图。图8C是使用插入在多个电容器和电感器与共用电压/电流换能器之间的多路复用器开关的串联调谐的配置中的感测电路的图。图8D是使用插入在多个电容器与共用电压/电流换能器之间的多路复用器开关的并联调谐的配置中的感测电路的图。图8E是使用插入在多个电压/电流换能器与共用信号源之间的多路复用器开关的串联调谐的配置中的感测电路的图。图8F是使用插入在多个测量单元与共用评估单元之间的多路复用器开关的串联调谐的配置中的感测电路的图。图9是根据本文中描述的示例性实施例的基于冲激响应方法的外来对象检测系统的示意图。图10是根据示例性实施例的用于检测对象的存在的示例性方法的流程图。图11是根据示例性实施例的用于检测对象的存在的装置的功能框图。附图中图示的各个特征可以不是按比例绘制的。因此，各个特征的尺寸可以为了清楚而被任意地扩大或减小。另外，附图中的一些附图可以不描绘给定系统、方法或设备的全部组件。最后，贯穿说明书和附图，相同的附图标记可以被用于表示相同的特征。具体实施方式下面结合附图阐述的具体实施方式旨在为示例性实施例的描述并且不旨在表示本专利技术可以被实践在其中的仅有实施例。贯穿本说明书使用的术语“示例性”意指“用作示例、实例或图示”，并且不一定应当被解释为优于其它示例性实施例的优选或优点。为了提供对示例性实施例的透彻理解的目的，具体实施方式包括具体细节。在一些实例中，一些设备以框图形式被示出。无线地传输功率可以是指将与电场、磁场、电磁场或者另外的相关联的任何形式的能量从发射器传输到接收器，而不使用物理电导体(例如，功率可以通过自由空间被传输)。输出到电磁场(例如，磁场)中的功率可以由“接收线圈”接收、捕获或耦合以实现功率传输。电动车辆在本文中用于描述远程系统，其中的一个示例是包括从可充电能量存储设备(例如，一个或多个可再充电电化学电池或其他类型的电池)导出的电功率作为其机动性能的一部分的车辆。作为非限制性示例，一些电动车辆可以是除了电机之外还包括传统内燃机以用于指导机动或对车辆的电池进行充电的混合电动车辆。其他电动车辆可以从电功率抽取所有机动能力。电动车辆不限于汽车，并且可以包括摩托车、推车(cart)、踏板车等。通过示例而非限制的方式，在本文中以电动车辆(EV)的形式描述了远程系统。另外，还设想可以至少部分地使用可充电能量存储设备供电的其他远程系统(例如，诸如个人计算设备等的电子设备)。图1是根据示例性实施例的用于对电动车辆112进行充电的示例性无线功率传输系统100的图。无线功率传输系统100使得能够在电动车辆112被停泊在基本无线充电系统102a附近时对电动车辆112进行充电。针对两个电动车辆的空间被图示在停泊区中以停泊在对应的基本无线充电系统102a和102b上。在一些实施例中，本地配送中心130可以被连接到电力骨干132并且被配置为通过电力链路110将交变电流(AC)或直流电流(DC)供应提供到基本无线充电系统102a。基本无线充电系统102a还包括用于无线地传输或接收功率的基本系统感应线圈104a。电动车辆112可以包括电池单元118、电动车辆感应线圈116以及电动车辆无线充电系统114。电动车辆感应线圈116可以例如经由基本系统感应线圈104a生成的电磁场的区域与基本系统感应线圈104a进行交互。在一些示例性实施例中，电动车辆感应线圈116可以在电动车辆感应线圈116位于基本系统感应线圈104a产生的能量场中时接收功率。该场对应于其中由基本系统感应线圈104a输出的能量可以由电动车辆感应线圈116捕获的区域。例如，由基本系统感应线圈104a输出的能量可以处于足以对电动车辆112进行充电或供电的水平。在一些情况下，该场可以对应于基本系统感应线圈104a的“近场”。近场可以对应于其中存在由基本系统感应线圈104a中的电流和电荷产生的不会将功率辐射远离基本系统感应线圈104a的强无功场的区域。在一些情况下，近场可以对应于如下面将进一步描述的在基本系统感应线圈104a的波长的大约1/2π内(并且对于电动车辆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测对象的装置，包括：线圈，其被配置为基于当所述对象被暴露于交变磁场时根据所述对象的温度而变化的所述线圈的电特性来感应地感测所述对象的存在；以及控制器，其被配置为检测所述电特性的改变。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.15 US 14/279,1121.一种用于检测对象的装置，包括：线圈，其被配置为基于当所述对象被暴露于交变磁场时根据所述对象的温度而变化的所述线圈的电特性来感应地感测所述对象的存在；以及控制器，其被配置为检测所述电特性的改变。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述电特性包括当所述线圈被调谐在谐振并且由正弦信号源激励时的等效电阻、等效电感、谐振频率、复谐振频率、阻尼因子、Q因子、阻抗或相位。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述电特性包括当所述线圈由脉冲信号源激励时的所述线圈的冲激响应、当所述线圈由电压时间函数或电流时间函数中的任何时间函数激励时的所述线圈的响应、或当所述线圈被调谐在谐振并且由电压时间函数或电流时间函数激励时的所述线圈的响应。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述线圈包括多个线圈，并且其中所述控制器还被配置为对所述多个线圈的所述电特性的多个改变的测量进行多路复用。5.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器还被配置为：调度针对所述磁场的暴露周期；以及将在所述暴露周期的时间的至少一部分上的所述电特性的检测到的改变与在相同时间段上的所述暴露周期进行比较；以及基于所述电特性的检测到的改变与所述暴露周期的比较来确定所述对象的存在。6.根据权利要求5所述的装置，其中所述控制器还被配置为当在所述暴露周期期间的所述电特性的检测到的改变超过阈值时确定所述对象的存在。7.根据权利要求5所述的装置，其中所述控制器还被配置为将在所述暴露周期的时间的至少一部分上的所述电特性的检测到的改变的导数与在相同时间段上的所述暴露周期进行比较。8.根据权利要求5所述的装置，还包括发射器，所述发射器被配置为发射信号以调节磁场暴露。9.根据权利要求8所述的装置，还包括接收器，所述接收器被配置为接收指示针对所述暴露周期的定时调度和所述磁场暴露的强度的反馈信号。10.根据权利要求9所述的装置，其中所述接收器还被配置为从生成暴露磁场暴露的设备接收指示用于生成暴露磁场的功率信号的电特性的参考信号。11.根据权利要求1所述的装置，其中所述线圈和所述控制器被定位在无线功率发射器内。12.一种用于检测对象的存在的方法，包括：基于当所述对象被暴露于交变磁场时根据所述对象的温度而变化的线圈的电特性，感测所述对象的存在；以及检测所述电特性的改变。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述电特性包括当所述线圈被调谐在谐振并且由正弦信号源激励时的等效电阻、等效电感、谐振频率、复谐振频率、阻尼因子、Q因子、阻抗或相位。14.根据权利要求12所述的方法，其中所述电特性包括当所述线圈由脉冲信号源激励时的所述线圈的冲激响应、当所述线圈由电压时间函数或电流时间函数中的任何时间函数激励时的所述线圈的响应、或当所述线圈被调谐在谐振并且由电压时间函数或电流时间函数激励时的所述线圈的响应。15.根据权利要求12所述的方法，其中检测电特性的改变包括：检测多个线圈中的每个线圈中的电特性的改变；以及对所述多个线圈...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·P·威德默，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US