[发明专利]异物检测装置、异物检测方法以及非接触充电系统

说明书

技术领域

本发明涉及异物检测装置、异物检测方法以及非接触充电系统。

背景技术

近年来，为了向例如电动汽车等的非接触充电，开发了无线功率传输系统(非接触充电系统)。在无线功率传输系统中，在充电装置侧设置有送电线圈和高频振荡源，在电动汽车侧设置有受电线圈。此外，在无线功率传输系统中，通过使用电磁感应方式，能够非接触地实现高效率的功率传输。

在该基于电磁感应方式的无线功率传输系统中，由于传输大功率，因此若在送电线圈与受电线圈之间以及/或者其周围混入金属的异物则有系统发热的危险。因此，充电前以及充电中的金属的异物的检测在安全方面成为重要的课题。

以往，作为无线功率传输系统中的异物的检测方法，有对通过金属与检测用线圈之间的电磁感应而产生的检测用线圈的电感的变化进行检测的方法(例如参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2012-16125号公报

发明内容

发明要解决的课题

由于电动汽车有时被停在屋外来充电，因此需要能够不受天气左右地检测异物。具体来说，要求在降雨时不受雨水的影响，能够区分水和金属来进行检测。

但是，在上述专利文献1的方法中，在异物的检测时没有考虑雨水的影响。

本发明鉴于上述课题，目的在于提供一种能够区分水和金属来进行检测的异物检测装置、异物检测方法以及非接触充电系统。

解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的异物检测装置具备：检测用线圈；发送电路，其生成给定的频率的高频功率；方向性耦合器，其将来自所述发送电路的高频功率输出到所述检测用线圈，并提取从所述检测用线圈反射的功率分量即反射功率；和检测电路，其接收由所述方向性耦合器提取的反射功率，根据所述反射功率的频率特性的变化来检测异物。

此外，本发明的异物检测方法将以给定的频率生成的高频功率输出到检测用线圈，根据从所述检测用线圈反射的功率分量即反射功率的频率特性的变化来检测异物。

发明效果

根据本发明，通过利用反射功率的频率特性的变化，能够区分水和金属来检测异物。

附图说明

图1是表示本发明中的异物检测装置的基本构成的框图。

图2是表示本发明的实施方式1中的异物检测装置的详细构成的图。

图3是表示向车辆的无线功率传输系统的应用例的主视图。

图4是图3中的送电线圈壳体的放大俯视图。

图5是图3中的送电线圈壳体的放大剖面图。

图6是表示本发明中的异物所引起的反射功率的频率特性的变化的图。

图7是表示本发明的实施方式2中的异物检测装置的详细构成的图。

图8是表示本发明的实施方式3中的异物检测装置的详细构成的图。

图9是表示图8的变形例中的异物检测装置的详细构成的图。

图10是表示图9的异物检测装置的等效电路模型的图。

图11是没有图10中的线圈L1与线圈L2之间的相互耦合的情况下的线圈L1的反射功率的频率特性图，(a)表示没有异物以及雨水的情况，(b)表示有异物(金属)的情况，(c)表示有雨水的情况。

图12是考虑图10中的线圈L1与线圈L2之间的相互耦合且不使用短路电路的情况下的线圈L1的反射功率的频率特性图，(a)表示没有异物以及雨水的情况，(b)表示有异物(金属)的情况，(c)表示有雨水的情况。

图13是考虑图10中的线圈L1与线圈L2之间的相互耦合且使用了短路电路的情况下的线圈L1的反射功率的频率特性图，(a)表示没有异物以及雨水的情况，(b)表示有异物(金属)的情况，(c)表示有雨水的情况。

图14是表示图9中的短路电路的详细构成例的电路图。

具体实施方式

以下，按照附图对用于实施本发明的异物检测装置、异物检测方法以及非接触充电系统的方式进行说明。另外，并非通过该实施方式来限定本发明，能够使用同样领域的类似的用语或类似的描述来表现，这对于本领域技术人员来说应当容易理解。