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物体检测装置、送电装置和电力传输系统的制作方法

2022-07-27 14:26:34 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及物体检测装置、送电装置和电力传输系统。


背景技术:

2.无线地传输电力的无线电力传输技术受到关注。由于无线电力传输技术能够从送电装置向受电装置无线地送电,所以期待应用于电车、电动汽车等运输设备、家电设备、无线通信设备、玩具等各种产品。在无线电力传输技术中,为了电力的传输,使用通过磁通耦合的送电线圈和受电线圈。
3.然而,如果在送电线圈的附近存在生物体、金属片等物体,则可能产生各种问题。例如,在送电线圈的附近存在生物体的情况下,生物体暴露于电力传输时产生的电磁场,有可能对生物体产生健康上的问题。因此,期望一种物体检测装置,适当地检测存在于送电线圈附近的物体。
4.在专利文献1中,记载了在接近用于对电动车辆进行充电的无线电力传递系统的检测区域检测物体的装置。专利文献1所记载的装置基于从雷达收发器接收到的雷达数据,判断距物体的距离、物体的速度、物体的位置、物体的方向、物体的尺寸中的至少1个。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1:日本特许第6636510号


技术实现要素:

8.发明要解决的问题
9.然而,在专利文献1所记载的装置中,未考虑气温、湿度、光量、风速等环境的变化、装置的经年劣化等。因此,在专利文献1所记载的装置中,即使物体的存在状况相同,如果环境、装置的使用年数等不同,则判断结果也有可能产生差异。即,在专利文献1所记载的装置中,认为难以高精度地检测物体。因此,期望一种在无线电力传输时高精度地检测物体的技术。
10.本公开是鉴于上述问题而完成的,其目的在于,在无线电力传输时高精度地检测物体。
11.用于解决问题的方法
12.为了解决上述问题,本公开的一个实施方式的物体检测装置是对存在于检测范围内的物体进行检测的物体检测装置,其具备:
13.传感器模块,其具有传感器和控制所述传感器并基于所述传感器输出的信号来生成输出信息的控制部;和
14.检测部,其基于所述输出信息来判别所述物体的有无,
15.所述检测部执行参照物检测处理,该参照物检测处理将所述输出信息与预先设定的基准信息进行比较来检测存在于所述检测范围内的预先设定的位置的参照物,在检测到
所述参照物的情况下,执行修正处理,该修正处理基于所述输出信息中的作为表示所述参照物的信息的参照物信息和所述基准信息,来修正所述输出信息和相对于所述传感器的参数中的至少一个。
16.发明效果
17.根据上述结构,能够在无线电力传输时高精度地检测物体。
附图说明
18.图1是实施方式1的电力传输系统的概略结构图。
19.图2是实施方式1的送电线圈单元和受电线圈单元的立体图。
20.图3是实施方式1的传感器模块的配置图。
21.图4是实施方式1的传感器模块的俯视图。
22.图5是实施方式1的物体检测装置的结构图。
23.图6是实施方式1的传感器模块的功能结构图。
24.图7是实施方式1的检测部的功能结构图。
25.图8是示出基准信息的图。
26.图9是示出输出信息的图。
27.图10是示出实施方式1的物体检测装置所执行的物体检测处理的流程图。
28.图11是示出图10所示的更新处理的流程图。
29.图12是实施方式2的传感器模块的配置图。
30.图13是实施方式3的传感器模块的配置图。
31.图14是示出实施方式4的物体检测装置所执行的更新处理的流程图。
具体实施方式
32.以下,参照附图对本公开的技术的实施方式的电力传输系统进行说明。此外,在以下的实施方式中,对相同的构成部分标注相同的附图标记。另外,各图所示的构成要素的大小的比率和形状未必与实施时相同。
33.(实施方式1)
34.本实施方式的电力传输系统能够用于ev(electric vehicle;电动汽车)、智能手机等移动设备、工业设备等各种装置的2次电池的充电。以下,例示电力传输系统执行ev的蓄电池的充电的情况。
35.图1是示出用于电动汽车700中具备的蓄电池500的充电的电力传输系统1000的概略结构的图。电动汽车700将通过对锂离子电池或铅蓄电池等蓄电池500充电的电力来驱动的电动机作为动力源而行驶。电动汽车700是移动体的一例。
36.如图1所示,电力传输系统1000是通过磁耦合无线地从送电装置200向受电装置300送电的系统。电力传输系统1000具备:将交流或直流的商用电源400的电力无线地向电动汽车700送电的送电装置200;和接受送电装置200送电的电力并对蓄电池500充电的受电装置300。另外,在以下的说明中,商用电源400是交流电源。
37.送电装置200是通过磁耦合无线地向受电装置300送电的装置。送电装置200具备:检测物体的物体检测装置100;向电动汽车700输送交流电力的送电线圈单元210;和向送电
线圈单元210供给交流电力的电力供给装置220。关于物体检测装置100的详细说明将在后面叙述。
38.在图2中,示出送电线圈单元210的主要部分和受电线圈单元310的主要部分。如图2所示,送电线圈单元210具备:送电线圈211,从电力供给装置220被供给交流电力,感应交变磁通φ;以及磁性体板212,使送电线圈211产生的磁力通过而抑制磁力的损失。送电线圈211通过在磁性体板212上将导线以线圈轴213为中心螺旋状地卷绕而构成。送电线圈211和分别设置于送电线圈211的两端的电容器构成谐振电路,随着交流电压的施加而流过交流电流,由此感应交变磁通φ。在图2中,朝向铅垂方向上的轴为z轴,与z轴正交的轴为x轴,与z轴和x轴正交的轴为y轴。
39.磁性体板212是在中央部分开设有孔的板状,由磁性体构成。磁性体板212例如是由作为氧化铁与金属的复合氧化物的铁氧体构成的板状的构件。此外,磁性体板212也可以由多个磁性体个片的集合体构成,也可以以该多个磁性体个片配置为框状并在中央部分具有开口部的方式形成。
40.电力供给装置220具备:功率因数改善电路,改善商用电源400供给的商用交流电力的功率因数;和逆变电路,产生向送电线圈211供给的交流电力。功率因数改善电路将商用电源400生成的交流电力整流并升压,转换为具有预先设定的电压值的直流电力。逆变电路将功率因数改善电路通过电力的转换而生成的直流电力转换为预先设定的频率的交流电力。送电装置200例如固定于停车场的地面。
41.受电装置300是通过磁耦合无线地从送电装置200受电的装置。受电装置300具备:受电线圈单元310,接受送电装置200输送的交流电力;和整流电路320,将从受电线圈单元310供给的交流电力转换为直流电力并供给到蓄电池500。
42.如图2所示,受电线圈单元310具备:受电线圈311,根据送电线圈211所感应的交变磁通φ的变化来感应电动势;和磁性体板312,使受电线圈311产生的磁力通过而抑制磁力的损失。受电线圈311通过在磁性体板312上将导线以线圈轴313为中心螺旋状地卷绕而构成。受电线圈311和分别设置于受电线圈311的两端的电容器构成谐振电路。
43.受电线圈311在电动汽车700停止在预先设定的位置的状态下与送电线圈211相对。当送电线圈211接受来自电力供给装置220的电力而感应出交变磁通φ时,该交变磁通φ与受电线圈311交链,从而在受电线圈311感应出感应电动势。
44.磁性体板312是在中央部分开设有孔的板状的构件,由磁性体构成。磁性体板312例如是由作为氧化铁与金属的复合氧化物的铁氧体构成的板状的构件。此外,磁性体板312也可以由多个磁性体个片的集合体构成,也可以以该多个磁性体个片配置为框状并在中央部分具有开口部的方式形成。
45.整流电路320对受电线圈311中感应出的电动势进行整流,生成直流电力。整流电路320生成的直流电力被供给到蓄电池500。此外,受电装置300也可以在整流电路320与蓄电池500之间具备:充电电路,将从整流电路320供给的直流电力转换为用于对蓄电池500充电的适当的直流电力。受电装置300例如固定于电动汽车700的底盘。
46.物体检测装置100是检测在检测范围存在的物体的装置。检测范围是能够检测物体的范围。检测范围是送电线圈单元210与受电线圈单元310的附近的区域。作为物体检测装置100检测的物体,主要考虑生物体和金属片。作为生物体,除了人体以外,还可以考虑
狗、猫等动物的身体。
47.如果在送电时在检测范围存在生物体,则生物体暴露于电磁场,生物体有可能产生健康上的问题。另外,如果在送电时在检测范围存在金属片,则金属片有可能对送电产生不良影响或发热。因此,物体检测装置100检测在检测范围存在的物体,并通知用户检测到物体。用户接受该通知,能够使物体远离检测范围。
48.在本实施方式中,物体检测装置100具备多个传感器模块110。具体而言,如图3所示,物体检测装置100具备传感器模块110a、传感器模块110b、传感器模块110c、以及传感器模块110d这4个传感器模块110。传感器模块110是传感器模块110a、传感器模块110b、传感器模块110c和传感器模块110d的总称。4个传感器模块110的结构和功能基本上相同。
49.传感器模块110是将用于物体的检测的构件集中在1个框体内的单元。具体而言,如图4所示,传感器模块110具备:检测物体的传感器120、容纳传感器120和检测基板170的框体160、以及通过线缆180与传感器120连接的检测基板170。在图4中,为了容易理解,省略了框体160中的顶棚部分的图示。即,图4是去除了框体160的顶棚部分时的传感器模块110的俯视图。
50.传感器120是检测在检测范围存在的物体的传感器。作为传感器120,能够采用检测声波或电磁波的反射波的传感器、检测电磁波的传感器等各种传感器。例如,作为传感器120,能够采用超声波传感器、毫米波传感器、x波段(band)传感器、红外线传感器、可见光传感器。在本实施方式中,传感器120是由送波器发送超声波并由受波器接收其反射波的超声波传感器。以下,将送波器发送的超声波适当地称为发送波。
51.传感器120具备压电元件和容纳压电元件的框体。传感器120根据控制部130的控制执行感测。传感器120将从控制部130供给的电压脉冲施加于压电元件,从压电元件发送超声波。另外,传感器120将电压信号供给到控制部130,电压信号示出由反射波产生于压电元件的电压。
52.框体160容纳传感器120和检测基板170。框体160例如是在与传感器120相对的位置具有开口部161的箱状的构件。框体160相对于其他传感器模块110作为参照物发挥功能。参照物,以即使传感器120的环境、劣化状态等变化也能够适当地检测物体的方式,用于修正相对于传感器120的参数和基于传感器120输出的信号的输出信息中的至少一个。传感器120的环境是传感器120的周围的气温、湿度、光量、风速等。此外,传感器120的劣化状态例如依赖于传感器120的使用年数。
53.在此,即使物体的存在状况相同,如果传感器120的环境不同,则传感器120输出的信号也有可能产生差异,基于该信号的输出信息有可能产生差异。例如,在传感器120是使用压电元件的超声波传感器的情况下,共振频率由超声波传感器的结构决定。当温度变化而超声波传感器膨胀或缩小时,共振频率变化,传感器120输出的信号和基于该信号的输出信息产生差异。同样地,即使物体的存在状况相同,如果传感器120的劣化状态不同,则传感器120输出的信号和基于该信号的输出信息也有可能产生差异。因此,传感器模块110将其他传感器模块110的框体160作为参照物来进行检测,以使得物体的检测结果不会因传感器120的环境或劣化状态的变化而产生差异。
54.参照物优选为在送电线圈单元210送电的期间静止的物体。参照物优选为构成送电装置200的物体的一部分。在本实施方式中,参照物是构成送电装置200所具备的物体检
测装置100的物体的一部分。作为参照物的框体160优选由容易被其他传感器120检测的材料构成。框体160例如由金属构成。
55.多个传感器模块110以在各传感器模块110所具有的传感器120的检测范围包含有至少1个其他传感器模块110的至少一部分的方式配置。根据上述结构,存在于各传感器模块110所具有的传感器120的检测范围的至少1个其他传感器模块110的至少一部分能够用作参照物。
56.具体而言,如图3所示,多个传感器模块110以在各传感器120的检测范围119包含有其他1个传感器120的框体160的方式配置于送电线圈单元210所具有的框体214的周围。在图3所示的例子中,在传感器模块110a所具备的传感器120的检测范围119a包含有传感器模块110b所具备的传感器120的框体160b。另外,传感器模块110b所具备的传感器120的检测范围119b包含有传感器模块110c所具备的传感器120的框体160c。
57.传感器模块110c所具备的传感器120的检测范围119c包含有传感器模块110d所具备的传感器120的框体160d。传感器模块110d所具备的传感器120的检测范围119d包含有传感器模块110a所具备的传感器120的框体160a。另外,检测范围119是检测范围119a、检测范围119b、检测范围119c和检测范围119d的总称。另外,框体160是框体160a、框体160b、框体160c和框体160d的总称。
58.检测基板170是安装有用于执行伴随物体的检测的各种处理的部件的基板。在检测基板170安装有cpu(central processing unit)、rom(read only memory)、ram(random access memory)、rtc(real time clock)、a/d(analog/digital)转换器、闪存(flash memory)、通信接口等。该通信接口例如是遵循usb(universal serial bus,注册商标)、thunderbolt(注册商标)等公知的有线通信标准、或者wi-fi(注册商标)、bluetooth(注册商标)、lte(long term evolution)、4g(4th generation)、5g(5th generation)等公知的无线通信标准的通信接口。通过安装于检测基板170的这些结构,实现后述的控制部130、存储部140和通信部150。
59.接着,参照图5,对物体检测装置100的结构进行说明。物体检测装置100具备多个传感器模块110和检测部190。此外,在图5中,仅明示了1个传感器模块110。传感器模块110具备传感器120、控制部130、存储部140和通信部150。检测部190具备控制部191、存储部192、第1通信部193和第2通信部194。检测部190设置在传感器模块110的外部。例如,检测部190设置于送电线圈单元210或电力供给装置220的框体的内部。
60.控制部130控制传感器模块110整体的动作。控制部130根据存储于存储部140的动作程序控制传感器120,基于传感器120输出的信号生成输出信息。控制部130例如具备cpu、rom、ram、rtc、a/d转换器等。
61.存储部140存储控制部130为了执行各种处理而使用的动作程序和数据。例如,存储部140存储相对于传感器120的参数。作为参数,可以考虑各种参数。在本实施方式中,作为参数,可以采用传感器120发送的发送波的振幅和传感器120发送的发送波的频率。另外,发送波的振幅也称为发送波的强度、发送波的大小。此外,在本实施方式中,将参数的值适当地简称为参数。另外,存储部140存储通过控制部130执行各种处理而生成或取得的数据。例如,存储部140存储控制部130取得的输出信息。存储部140例如具备闪存。
62.通信部150是用于与检测部190通信的通信接口。通信部150具备遵循公知的有线
通信标准的通信接口、或者遵循公知的无线通信标准的通信接口。
63.控制部191控制检测部190整体的动作。控制部191根据存储于存储部192的动作程序,从传感器120取得输出信息,基于输出信息检测物体。控制部191例如具备cpu、rom、ram、rtc、a/d转换器等。
64.存储部192存储控制部191为了执行各种处理而使用的动作程序和数据。例如,存储部192存储相对于传感器120的参数。另外,存储部192存储基准信息。基准信息是从作为基准的环境和作为基准的劣化状态下检测到参照物时传感器120输出的信号取得的输出信息。另外,存储部192存储通过控制部191执行各种处理而生成或取得的数据。例如,存储部192存储控制部191取得的输出信息、从参照物信息和基准信息求出的修正系数、从参照物信息和基准信息求出的修正量。存储部192例如具备闪存。
65.第1通信部193是用于与传感器模块110通信的通信接口。第1通信部193具备符合公知的有线通信标准的通信接口或符合公知的无线通信标准的通信接口。第2通信部194是用于与送电线圈单元210、电力供给装置220、未图示的外部的终端装置等进行通信的通信接口。第2通信部194具备遵循公知的有线通信标准的通信接口、或者遵循公知的无线通信标准的通信接口。
66.接着,参照图6,对传感器模块110的功能进行说明。传感器模块110在功能上具备:驱动部131、输出信息取得部132和输出信息发送部133。驱动部131、输出信息取得部132和输出信息发送部133通过控制部130的功能来实现。即,驱动部131、输出信息取得部132和输出信息发送部133通过具备cpu、rom、ram、rtc、a/d转换器等的计算机执行存储于rom或闪存的动作程序来实现。
67.驱动部131根据由检测部190的控制,驱动传感器120。具体而言,驱动部131将电压脉冲供给到传感器120,该电压脉冲用于使传感器120发送由存储于存储部140的参数指定的振幅和频率的发送波。
68.输出信息取得部132基于传感器120输出的信号,生成表示传感器120的检测结果的输出信息。具体而言,输出信息取得部132对传感器120输出的模拟信号执行a/d转换处理和滤波处理,确定从传感器120到物体的距离和反射波的振幅。例如,输出信息取得部132基于从传感器120发送发送波到传感器120接收反射波的时间,确定从传感器120到物体的距离。另外,输出信息取得部132确定传感器120接收到的反射波的振幅。此外,反射波的振幅也称为反射波的强度、反射波的大小。输出信息取得部132输出包含表示确定出的距离的值和表示确定出的振幅的值的输出信息。输出信息取得部132所取得的输出信息适当地存储于存储部140。
69.输出信息发送部133将输出信息取得部132取得的输出信息经由通信部150发送到检测部190。输出信息发送部133也可以根据检测部190的要求,将输出信息发送到检测部190,也可以响应于输出信息取得部132取得了输出信息,将输出信息发送到检测部190。
70.接着,参照图7,对检测部190的功能进行说明。检测部190在功能上具备:参数发送部1911、检测指示部1912、输出信息取得部1913、修正系数计算部1914、修正量计算部1915、参数修正部1916、输出信息修正部1917和通知部1918。这些功能部通过控制部191的功能来实现。即,这些功能部通过具备cpu、rom、ram、rtc、a/d转换器等的计算机执行存储于rom或闪存的动作程序来实现。
71.参数发送部1911经由第1通信部193将存储于存储部192的参数发送到传感器模块110。检测指示部1912经由第1通信部193指示传感器模块110检测物体。例如,检测指示部1912在物体检测装置100的电源接通时、或者接收来自送电线圈单元210或电力供给装置220的指示时,指示传感器模块110进行物体的检测。输出信息取得部1913经由第1通信部193从传感器模块110取得输出信息。
72.修正系数计算部1914基于参照物信息和基准信息,计算用于参数或输出信息的修正的修正系数。修正量计算部1915基于参照物信息和基准信息,计算用于参数或输出信息的修正的修正量。在此,在1个参数的修正中,使用修正系数和修正量中的、与参数的种类相对应的预先设定的任一个。同样地,在包含于输出信息的1个输出值的修正中,使用修正系数和修正量中的、与输出值的种类相对应的预先设定的任一个。
73.例如,适于通过相对于基准值的比率来修正的参数,以修正系数进行修正。另一方面,适合于通过相对于基准值的偏移量来修正的参数,以修正量进行修正。另外,适于通过相对于基准值的比率来修正的输出值,以修正系数进行修正。另一方面,适于通过相对于基准值的偏移量来修正的输出值,以修正量进行修正。在本实施方式中,发送波的振幅这样的参数以修正系数修正,从传感器120到物体的距离这样的输出值以修正量修正。
74.参数修正部1916基于修正系数计算部1914计算出的修正系数或由修正量计算部1915计算出的修正,来修正相对于传感器120的参数。输出信息修正部1917基于修正系数计算部1914计算出的修正系数或修正量计算部1915计算出的修正,来修正输出信息取得部1913取得的输出信息。
75.通知部1918基于输出信息取得部1913取得的输出信息或由输出信息修正部1917修正了的输出信息,来执行各种通知处理。例如,通知部1918,在连续预先设定的次数地未检测到参照物的情况下,通知存在异常。另外,例如,通知部1918在连续预先设定的次数地检测到参照物以外的物体的情况下,通知存在参照物以外的物体。此外,通知目的地是送电线圈单元210、电力供给装置220、未图示的终端装置等。
76.接着,参照图8和图9,对检测部190的处理进行具体说明。图8是示出存储于存储部192的基准信息的图。图9是示出输出信息取得部1913取得的输出信息的图。如上所述,基准信息是从作为基准的环境和作为基准的劣化状态下检测到参照物时传感器120输出的信号取得的输出信息。基准信息基于实验、模拟等的结果进行设定,并存储于预先设定的存储部192。基准信息是包含输出值的信息,也称为基准数据。输出信息是包含输出值的信息,也称为输出数据。
77.图8所示的基准信息是表示从传感器120到参照物的距离(以下,适当地称为“检测距离”)为100(mm)、应检测的反射波的振幅(以下,适当地称为“检测振幅”)为1000(mv)的信息。即,该基准信息是包含100(mm)作为检测距离这样的输出值、包含1000(mv)作为检测振幅这样的输出值的信息。该基准信息表示在作为基准的环境和作为基准的劣化状态下,取得包含100(mm)作为检测距离这样的输出值、包含1000(mv)作为检测振幅这样的输出值的输出信息。此外,作为反射波的振幅的检测振幅依赖于物体的尺寸、物体的表面的材质、物体的表面的角度等。
78.图9所示的输出信息是通过3条记录表示检测到3个物体的信息。记录编号为1的记录即第1记录表示在距传感器120的距离为95(mm)的位置检测到相当于900(mv)的振幅的物
体。记录编号为2的记录即第2记录表示在距传感器120的距离为495(mm)的位置检测到相当于1800(mv)的振幅的物体。记录编号为3的记录即第3记录表示在距传感器120的距离为995(mm)的位置检测到相当于90(mv)的振幅的物体。
79.在此,检测部190执行将输出信息与预先设定的基准信息进行比较,来执行参照物检测处理,其检测在检测范围内的预先设定的位置存在的参照物。具体而言,检测部190判别输出信息中是否包含参照物对应记录,该参照物对应记录是包含与基准信息中包含的输出值近似的输出值的记录。检测部190在判别为在输出信息中包含参照物对应记录时,判别为检测到参照物。另一方面,检测部190在判别为在输出信息中不包含参照物对应记录时,判别为未检测到参照物。
80.此外,判别特定的记录是否是参照物对应记录的方法能够适当地进行调整。例如,对于所有种类的输出值,在基准信息中包含的输出值与特定的记录中包含的输出值的差为预先设定的值以下的情况下,能够判别为特定的记录是参照物对应记录。或者,对于全部种类的输出值,在特定的记录中包含的输出值相对于基准信息中包含的输出值的比率在预先设定的比率的范围内的情况下,能够判别为特定的记录是参照物对应记录。
81.例如,检测距离之差的阈值为10(mm),检测振幅的比率的范围为0.8至1.2。在基准信息包含100(mm)作为检测距离、包含1000(mv)作为检测振幅的情况下,包含90(mm)至110(mm)的范围内的检测距离和800(mv)至1200(mv)的范围内的检测振幅的记录是参照物对应记录。记录编号为1的记录是包含95(mm)这样的检测距离和900(mv)这样的检测振幅的记录,所以是参照物对应记录。
82.即,图9所示的输出信息表示检测出作为参照物的1个物体和作为参照物以外的物体的2个物体。此外,将参照物以外的物体适当地称为检测对象物。另外,将输出信息中的表示参照物的信息适当地称为参照物信息。另外,将输出信息中的表示检测对象物的信息适当地称为检测对象物信息。
83.检测部190在检测到参照物的情况下,基于输出信息中的、表示参照物的信息即参照物信息和基准信息,执行修正相对于输出信息和传感器120的参数中的至少一个的修正处理。例如,检测部190在能够通过参数的修正来间接地调整输出信息的情况下,修正参数。另一方面,检测部190在不能通过参数的修正来间接地调整输出信息的情况下,修正输出信息。在本实施方式中,检测部190在修正处理中,基于参照物信息和基准信息,修正输出信息和参数。
84.在本实施方式中,相对于传感器120的参数包含第1参数和第2参数,输出信息包含第1输出值和第2输出值。第1参数是影响第1输出值的参数。第2参数也可以是影响第1输出值和第2输出值的参数,也可以是不影响第1输出值和第2输出值的参数。第1输出值是因第1参数的修正而变动的输出值。第2输出值是不因第1参数的修正而变动的输出值。
85.在此,检测部190在修正处理中,基于参照物信息和基准信息,修正输出信息中的第2输出值和参数中的第1参数。第1参数是发送波的振幅,第2参数是发送波的频率,第1输出值是检测振幅,第2输出值是检测距离。即,检测部190修正输出信息中的检测距离和参数中的发送波的振幅。
86.如果传感器120发送的发送波的振幅变更,则取得的输出信息中包含的检测振幅变化。另一方面,即使传感器120发送的发送波的振幅和该发送波的频率变更,取得的输出
信息中包含的检测距离也不变化。即,检测振幅能够通过参数的修正来调整,检测距离在参数的修正中不能调整。因此,检测振幅通过参数的修正来调整,检测距离通过输出信息的修正来调整。
87.例如,基准信息所包含的检测振幅为1000(mv),参照物信息所包含的检测振幅为900(mv)。即,当前的状况是与作为基准的状况相比,以900/1000=0.9倍的振幅检测检测振幅的状况。因此,以与作为基准的状况相同程度的振幅来检测检测振幅的方式,修正发送波的振幅。例如,将发送波的振幅修正为当前振幅的10/9倍的值。通过发送波的振幅的修正,输出信息所包含的检测振幅被调整为适当的值。
88.在发送波的振幅的修正后,能够期待以包含:包含900
×
10/9=1000(mv)作为检测振幅的第1记录、包含1800
×
10/9=2000(mv)作为检测振幅的第2记录、和包含90
×
10/9=100(mv)作为检测振幅的第3记录的方式调整输出信息。此外,表示参数的变更量与输出信息中包含的输出值的变更量的对应关系的信息例如存储于存储部192。例如,表示发送波的振幅的变更量与预测的检测振幅的变更量的对应关系的信息存储于存储部192。
89.另外,基准信息所包含的检测距离为100(mm),参照物信息所包含的检测距离为95(mm)。即,当前的状况是与作为基准的状况相比,以短100-95=5(mm)的长度检测检测距离的状况。因此,为了将检测距离设为与作为基准的状况相同程度的长度,修正输出信息所包含的检测距离。例如,将输出信息所包含的检测距离加长5(mm)。在检测距离的修正后,输出信息包含:包含95 5=100(mm)作为检测距离的第1记录、包含495 5=500(mm)作为检测距离的第2记录、和包含995 5=1000(mm)作为检测距离的第3记录。
90.如上所述,检测部190在修正处理中,根据基于参照物信息和基准信息的修正系数或修正量,来修正输出信息和参数中的至少一个。在上述的例子中,修正系数为10/9,修正量为5(mm)。
91.在此,检测部190以第1周期反复执行判别物体的有无的处理。并且,检测部190在参照物检测处理中检测到参照物的情况下,在比第1周期长的每个第2周期更新修正系数或修正量。即,在本实施方式中,与执行判别物体的有无的处理的周期相比,更新修正系数或修正量的周期长。
92.接着,参照图10,对物体检测装置100执行的物体检测处理进行说明。物体检测处理例如在从电动汽车700接近送电装置200到送电结束的期间反复执行。此外,物体检测装置100从送电装置200接受电动汽车700接近送电装置200、送电开始、送电结束等通知。
93.首先,物体检测装置100所具备的检测部190执行检测开始处理(步骤s101)。具体而言,首先,检测部190将存储于存储部192的参数的初始值发送到传感器模块110。然后,检测部190指示传感器模块110开始检测物体。之后,传感器模块110以第1周期反复执行检测物体的处理。
94.在检测物体的处理中,首先,控制部130将用于使传感器120发送与参数的初始值对应的振幅和频率的发送波的电压脉冲供给到传感器120。另一方面,传感器120发送与该电压脉冲对应的发送波,将与该发送波的反射波对应的信号供给到控制部130。控制部130基于从传感器120供给的信号生成输出信息。例如,控制部130基于从发送发送波到接收反射波的时间,确定从传感器120到物体的距离。另外,控制部130确定接收到的反射波的振幅。控制部130生成包含确定出的距离即检测距离和确定出的振幅即检测振幅的输出信息。
95.检测部190在完成步骤s101的处理后,判别当前时刻是否为每个第1周期到来的时刻(步骤s102)。第1周期是检测部190从传感器120取得输出信息的周期,是检测部190判别检测对象物的有无的周期。在本实施方式中,传感器模块110每个第1周期自动地取得输出信息。因此,检测部190也可以在步骤s102中判别传感器模块110是否取得了新的输出信息。检测部190在判别为当前时刻不是每个第1周期到来的时刻时(步骤s102:否),将处理返回到步骤s102。
96.另一方面,检测部190在判别为当前时刻是每个第1周期到来的时刻时(步骤s102:是),取得输出信息(步骤s103)。即,检测部190取得传感器模块110生成的输出信息。
97.检测部190在完成步骤s103的处理时,判别在检测范围内是否存在参照物(步骤s104)。即,检测部190判别在输出信息中是否包含参照物对应记录。检测部190在判别为在检测范围内没有参照物时(步骤s104:否),判别是否连续规定次数地判别为没有参照物(步骤s105)。检测部190在判别为连续规定次数地判别为没有参照物时(步骤s105:是),通知存在异常(步骤s106)。
98.例如,检测部190通知送电线圈单元210、电力供给装置220、终端装置等存在异常。此外,送电线圈单元210、电力供给装置220、终端装置等,在接收到该通知的情况下,执行适当的处理。例如,电力供给装置220也可以在接收到该通知的情况下,视为存在某种异常而停止送电。
99.检测部190在判别为在检测范围内存在参照物时(步骤s104:是),从输出信息排除参照物信息(步骤s107)。排除了参照物信息的输出信息是检测对象物信息。检测部190在完成步骤s107的处理时,保存参照物信息(步骤s108)。例如,检测部190将参照物信息保存于存储部192。
100.检测部190在未判别为连续规定次数地判别为没有参照物的情况下(步骤s105:否),或者在完成了步骤s106或步骤s108的处理的情况下,执行更新处理(步骤s109)。关于更新处理,参照图11所示的流程图进行详细说明。
101.首先,检测部190判别是否为每个第2周期到来的时刻(步骤s201)。第2周期是更新修正系数和修正量的周期,是比第1周期长的周期。第2周期例如是第1周期的100倍程度。例如,在第1周期为10msec的情况下,第2周期为1sec。检测部190在判别为是每个第2周期到来的时刻时(步骤s201:是),判别是否在最近的第2周期检测到参照物(步骤s202)。例如,检测部190,在存储部192中存储有至少1个参照物信息的情况下,判别为在最近的第2周期检测到参照物。
102.检测部190在判别为在最近的第2周期检测到参照物时(步骤s202:是),从参照物信息和基准信息计算修正系数和修正量(步骤s203)。例如,检测部190基于基准信息中包含的检测振幅相对于参照物信息中包含的检测振幅的比率,计算修正系数。另外,检测部190计算参照物信息中包含的检测距离与基准信息中包含的检测距离的差作为修正量。此外,在最近的第2周期保存了多个参照物信息的情况下,也可以基于最新的输出值来计算修正系数或者修正量,也可以基于多个输出值的平均值来计算修正系数或者修正量。
103.检测部190在完成步骤s203的处理时,更新修正系数和修正量(步骤s204)。另外,修正系数和修正量例如存储于存储部192。检测部190在完成步骤s204的处理时,使用修正系数或修正量来修正参数(步骤s205)。例如,检测部190将对当前、设定于传感器模块110的
发送波的振幅乘以修正系数的值作为新的发送波的振幅并设定于传感器模块110。
104.检测部190在完成步骤s205的处理时,删除保存于存储部192的参照物信息(步骤s206)。检测部190在判别为不是每个第2周期到来的时刻的情况下(步骤s201:否),在判别为在最近的第2周期中未检测到参照物的情况下(步骤s202:否),或者在完成了步骤s206的处理的情况下,完成更新处理。
105.检测部190在完成步骤s109的更新处理时,使用修正系数或修正量来修正输出信息(步骤s110)。具体而言,检测部190使用检测距离的修正量来修正输出信息所包含的检测距离、即对象物信息所包含的检测距离。检测部190在完成步骤s110的更新处理后,执行物体有无判别处理(步骤s111)。
106.具体而言,检测部190基于修正了的输出信息即修正了的对象物信息所包含的检测距离和检测振幅,判别检测对象物的有无。例如,假设被检测为检测对象物的最低振幅为500(mv),检测对象物的最远距离为2000(mm)的情况。在该情况下,包含小于500(mv)的检测振幅的记录和包含超过2000(mm)的检测距离的记录不被视为表示检测对象物的记录。
107.例如,假设修正后的对象物信息包含:包含500(mm)作为检测距离且包含2000(mv)作为检测振幅的第2记录、和包含1000(mm)作为检测距离且包含100(mv)作为检测振幅的第3记录的情况。在该情况下,第2记录被视为表示检测对象物的记录,第3记录由于检测振幅小于最低振幅,所以不被视为表示检测对象物的记录。因此,检测部190判别为存在第2记录所示的1个检测对象物。
108.此外,检测部190能够基于检测对象物的检测结果来执行各种处理。例如,检测部190能够在判断为连续规定次数地存在检测对象物的情况下,通知检测到检测对象物。通知目的地是送电线圈单元210、电力供给装置220、未图示的终端装置等。检测部190在完成步骤s111的更新处理时,将处理返回到步骤s102。
109.在本实施方式中,在检测到参照物的情况下,基于参照物信息和基准物信息,执行修正输出信息和相对于传感器的参数中的至少一个的修正处理。因此,根据本实施方式,能够在无线电力传输时高精度地检测物体。
110.另外,在本实施方式中,修正输出信息和参数。因此,根据本实施方式,高效地调整用于物体的有无的判别的信息。
111.特别是,在本实施方式中,对因第1参数的修正而变动的第1输出值和不因第1参数的修正而变动的第2输出值中的第2输出值和第1参数进行修正。因此,根据本实施方式,能够尽量不修正输出信息中包含的输出值,而调整输出信息中包含的全部输出值。
112.另外,在本实施方式中,以第1周期反复执行判别物体的有无的处理,在检测到参照物的情况下,在比第1周期长的每个第2周期更新修正系数或者修正量。根据本实施方式,能够以较少的处理负荷实现输出信息或参数的修正。
113.另外,在本实施方式中,在预先设定的次数连续地未检测到参照物的情况下,通知存在异常。因此,根据本实施方式,能够抑制忽视物体的检测结果的精度可疑的情况。
114.另外,在本实施方式中,参照物是存在于各传感器模块110所具有的传感器120的检测范围的至少1个其他传感器模块110的至少一部分。因此,根据本实施方式,也可以不准备物体检测装置100所不需要的物体作为参照物,所以抑制构件个数的增多和成本的增大。
115.另外,在本实施方式中,参照物是在送电线圈单元210送电的期间静止的物体。因
此,根据本实施方式,可以高精度地调整用于物体的有无的判别的信息。
116.另外,在本实施方式中,参照物是构成送电装置200的物体的一部分。因此,根据本实施方式,也可以不准备送电装置200所不需要的物体作为参照物,所以抑制了构件件数的增多和成本的增大。
117.(实施方式2)
118.在实施方式1中,对多个传感器模块110和送电线圈单元210分别配置的例子进行了说明。在本实施方式中,对多个传感器模块110容纳于送电线圈单元210所具有的框体214的例子进行说明。另外,对与实施方式1相同的结构和处理,省略或简化说明。
119.图12示出本实施方式的传感器模块110的配置图。在本实施方式中,4个传感器模块110组装于送电线圈单元210的框体214的内部。具体而言,4个传感器模块110分别容纳于俯视时呈大致矩形状的框体214的四角。在本实施方式中,框体214承担作为4个传感器模块110的框体的作用,4个传感器模块110不具有框体160。此外,在框体214中的与传感器120发送的发送波接触的部分设置有开口部。
120.另外,在本实施方式中,4个传感器模块110以在各传感器120的检测范围119包含有框体214的一部分的方式配置。在图12所示的例子中,在传感器模块110a所具备的传感器120的检测范围119a包含有框体214的部分214b。另外,在传感器模块110b所具备的传感器120的检测范围119b包含有框体214的部分214c。在传感器模块110c所具备的传感器120的检测范围119c包含有框体214的部分214d。在传感器模块110d所具备的传感器120的检测范围119d包含有框体214的部分214a。在本实施方式中,部分214a、部分214b、部分214c和部分214d为参照物。
121.在本实施方式中,多个传感器模块110容纳于送电线圈单元210所具有的框体214。因此,根据本实施方式,能够减少多个传感器模块110的配置的麻烦。
122.另外,在本实施方式中,参照物是构成送电线圈单元210的物体的一部分。因此,根据本实施方式,也可以不准备送电装置200所不需要的物体作为参照物,所以抑制了构件件数的增多和成本的增大。
123.另外,在本实施方式中,参照物是在送电线圈单元210送电的期间静止的物体。因此,根据本实施方式,高精度地调整用于物体的有无的判别的信息。
124.(实施方式3)
125.在实施方式1中,对参照物为在各传感器模块110所具有的传感器120的检测范围存在的至少1个其他传感器模块110的至少一部分的例子进行了说明。在本实施方式中,对参照物是电力供给装置220的框体224的一部分的例子进行说明。此外,对与实施方式1、2相同的结构和处理,省略或简化说明。
126.在图13中,示出本实施方式的传感器模块110的配置图。在本实施方式中,4个传感器模块110分别设置在俯视时呈大致矩形状的、电力供给装置220的框体224的四角的附近。在本实施方式中,4个传感器模块110以在各传感器120的检测范围119包含有框体224的一部分的方式配置。
127.在图13所示的例子中,在传感器模块110a所具备的传感器120的检测范围119a,包含有框体224的部分224a。另外,在传感器模块110b所具备的传感器120的检测范围119b,包含有框体224的部分224b。在传感器模块110c所具备的传感器120的检测范围119c,包含有
框体224的部分224c。在传感器模块110d所具备的传感器120的检测范围119d,包含有框体224的部分224d。在本实施方式中,部分224a、部分224b、部分224c和部分224d为参照物。
128.在本实施方式中,参照物是构成送电装置200的物体的一部分。因此,根据本实施方式,也可以不准备送电装置200所不需要的物体作为参照物,所以抑制了构件件数的增多和成本的增大。
129.另外,在本实施方式中,参照物是在送电线圈单元210送电的期间静止的物体。因此,根据本实施方式,高精度地调整用于物体的有无的判别的信息。
130.(实施方式4)
131.在实施方式1中,说明了与判别检测对象物的有无的第1周期相比,更新修正系数或修正量的第2周期更长的例子。在本实施方式中,对第1周期与第2周期相同的例子进行说明。此外,对与实施方式1-3相同的结构和处理,省略或简化说明。
132.在本实施方式中,代替图11所示的更新处理,执行图14所示的更新处理。首先,检测部190判别是否检测到参照物(步骤s301)。例如,检测部190,在存储部192中存储有参照物信息的情况下,判别为检测到参照物。检测部190在判别为检测到参照物时(步骤s301:是),从参照物信息和基准信息计算修正系数和修正量(步骤s302)。
133.检测部190在完成步骤s302的处理时,更新修正系数和修正量(步骤s303)。检测部190在完成步骤s303的处理时,使用修正系数或修正量来修正参数(步骤s304)。检测部190在完成步骤s304的处理时,删除保存于存储部192的参照物信息(步骤s305)。检测部190在判别为没有检测到参照物的情况下(步骤s301:否),或者在完成了步骤s305的处理的情况下,完成更新处理。
134.在本实施方式中,以第1周期反复执行判别物体的有无的处理,在每个第1周期执行参照物检测处理,在检测到参照物的情况下,执行修正处理。根据本实施方式,在输出信息根据状况的变化而变化的情况下,可以迅速地修正输出信息或参数。
135.(变形例)
136.以上,对本公开的实施方式进行了说明,但在实施本公开时,能够进行根据各种方式的变形和应用。在本发明中,采用在上述实施方式中说明的结构、功能、动作的哪个部分是任意的。另外,在本公开中,除了上述的结构、功能、动作以外,也可以采用进一步的结构、功能、动作。另外,上述实施方式能够适当地自由组合。另外,在上述实施方式中说明的构成要素的个数能够适当地调整。另外,在本公开中能够采用的材料、尺寸、电特性等当然不限定于在上述实施方式中示出的内容。
137.在实施方式1中,对传感器的个数为4个的例子进行了说明。传感器的个数也可以为3个以下,也可以为5个以上。另外,在实施方式1中,对采用超声波传感器作为用于物体的检测的传感器120的例子进行了说明。作为传感器120,能够采用各种传感器。例如,作为传感器120,能够采用毫米波传感器、x波段传感器、红外线传感器、可见光传感器。
138.在实施方式1中,对将用于判别存在检测对象物的检测距离和检测振幅的范围固定的例子进行了说明。用于判别存在检测对象物的检测距离和检测振幅的范围,例如也可以根据送电装置200向受电装置300发送的电力的大小来调整。
139.在实施方式1中,对输出信息包含检测距离和检测振幅作为输出值的例子进行了说明。输出信息所包含的输出值也可以是其他输出值。例如,输出信息所包含的输出值也可
以是从传感器120发送发送波到接收反射波的时间、物体的大小、检测到物体的方向等。另外,在实施方式1中,对相对于传感器120的参数包含发送波的振幅和发送波的频率的例子进行了说明。相对于传感器120的参数也可以包含其他参数。
140.在实施方式1中,对输出信息和参数两者进行修正的例子进行了说明。只要对输出信息和参数中的至少一个进行修正即可。例如,也可以仅对输出信息进行修正,也可以仅对参数进行修正。
141.在实施方式1中,对通过修正量对检测距离进行修正,通过修正系数对发送波的振幅进行修正的例子进行了说明。能够适当地调整通过修正量和修正系数中的任一个来对输出信息或参数进行修正。例如,也可以通过修正系数对检测距离进行修正,通过修正量对发送波的振幅进行修正。另外,能够适当地调整对输出信息和参数中的任一个进行修正。例如,也可以替代发送波的振幅这样的参数的修正,而修正输出信息所包含的检测振幅。
142.通过将规定本公开的物体检测装置100的动作的动作程序应用于现有的个人计算机或信息终端装置等计算机,也能够使该计算机作为本公开的物体检测装置100发挥功能。另外,这样的程序的发布方法是任意的,例如也可以保存于cd-rom(compact disk rom)、dvd(digital versatile disk)、mo(magneto optical disk)、或者存储卡等计算机可读取的记录介质来发布,也可以经由因特网等通信网络来发布。
143.本发明能够在不脱离本发明的广义的精神和范围的情况下进行各种实施方式和变形。另外,上述的实施方式用于说明本发明,并不限定本发明的范围。即,本发明的范围不是由实施方式,而是由权利要求表示。而且,在权利要求的范围内和与其同等的公开的意义的范围内实施的各种变形被视为本发明的范围内。
144.附图标记说明
145.100 物体检测装置
146.110、110a、110b、110c、110d 传感器模块
147.119、119a、119b、119c、119d 检测范围
148.120 传感器
149.130、191 控制部
150.131 驱动部
151.132、1913 输出信息取得部
152.133 输出信息发送部
153.140、192 存储部
154.150 通信部
155.160、160a、160b、160c、160d、214、224 框体
156.161 开口部
157.170 检测基板
158.180 线缆
159.190 检测部
160.193 第1通信部
161.194 第2通信部
162.200 送电装置
163.210 送电线圈单元
164.211 送电线圈
165.212、312 磁性体板
166.213、313 线圈轴
167.220 电力供给装置
168.300 受电装置
169.310 受电线圈单元
170.311 受电线圈
171.320 整流电路
172.400 商用电源
173.500 蓄电池
174.700 电动汽车
175.1000 电力传输系统
176.1911 参数发送部
177.1912 检测指示部
178.1914 修正系数计算部
179.1915 修正量计算部
180.1916 参数修正部
181.1917 输出信息修正部
182.1918 通知部。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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