[发明专利]基于异物检测的扩展范围定位系统

说明书

描述了用于基于异物检测(FOD)的扩展范围定位系统的系统和方法。具体地，公开了包括线圈和异物检测(FOD)系统的功率转移装置。线圈被配置为基于流过线圈的电流来生成磁场以用于将功率转移至接收器设备。FOD系统包括多个FOD感测回路、FOD电路装置、以及有源信标接收电路装置。FOD感测回路基于FOD感测回路中的一个或多个FOD感测回路的电特性的变化检测在磁场内的金属物体。FOD电路装置处理一个或多个FOD感测回路的电特性的调制模式并且提供第一定位信息。有源信标接收电路处理至少两个感应环路中的感应电压以提供第二定位信息。

技术领域

本公开总体上涉及无线功率转移，并且更具体涉及无线电动车辆充电(WEVC)系统。具体地，本公开涉及提供基座功率转移系统附近的扩展范围中的位置信息。

背景技术

无线功率转移系统可以在许多方面不同，包括电路拓扑、磁路布局、以及功率传输能力或要求。无线功率转移系统的部件之间的功率转移的量和功率转移的效率可以取决于无线功率转移系统的发射器和电动车辆的接收器之间的对准。因此，一些无线功率转移系统从对准系统受益。

发明内容

描述了基于使用异物检测(FOD)硬件和处理电路装置的扩展范围定位系统的系统和方法。具体地，电路装置被实现为用提供基座功率转移系统附近的扩展范围中的位置信息的有源信标定位系统来扩展使用无源信标提供精确短距离位置信息的信标定位系统。因为无源信标系统当放置在基座功率转移系统之时精确运行，而有源信标定位系统在基座功率转移系统的附近、但不在基座功率转移系统的正上方时更精确地运行，所以两种系统彼此互补。因此，结合两种系统的能力，实现了具有约2.0米到零米的精度或更高精度的引导车辆方法。

在示例方面中，公开了功率转移装置。功率转移装置包括线圈，该线圈被配置为基于流过线圈的电流生成磁场。功率转移装置还包括异物检测(FOD)系统，该系统包括多个FOD感测回路、FOD电路、以及有源信标电路。功率转移装置还包括异物检测(FOD)系统，FOD系统包括多个FOD感测回路、FOD电路装置、以及有源信标电路装置。FOD感测回路被配置为基于多个FOD感测回路中的一个或多个FOD感测回路的一个或多个电特性的变化来检测线圈产生的磁场内的物体。FOD电路装置被配置为处理一个或多个FOD感测回路的一个或多个电特性的调制模式并且提供对应于电动车辆处的无源信标的第一定位信息。有源信标电路装置被配置为处理在至少两个感测回路中的感应电压以提供对应于电动车辆处的有源信标的第二定位信息。在各方面中，两个感测回路也是FOD感测回路。备选地，除FOD感测回路外的专用集成感测回路可以被用来测量感应电压。在一些情况下，FOD电路装置可以处理单个感测回路的感应电压，以提供对应于电动车辆处的有源信标的第二定位信息，诸如半径信息。

在示例方面中，公开了无线功率接收器装置。无线功率接收器装置包括无源信标电路以及有源信标电路。无源信标电路包括信标回路，该信标回路被配置为基于无源信标电路的调制阻抗状态来生成调制，该调制可以由用于确定信标回路相对于FOD系统的第一定位信息的无线功率发射器装置处的FOD系统所检测到。有源信标电路包括信号发生器电路，该信号发生器电路被配置为耦合至电动车辆的接收线圈的调谐电容器的一部分上。有源信标电路被配置为将电流注入至接收线圈中以引起接收线圈用作信标发射天线，该信标发射天线生成可以由用于确定电动车辆相对于FOD系统的第二定位信息的FOD系统检测到的有源信标信号。

在示例方面中，公开了用于检测有源信标的存在和位置的方法。方法包括响应于由在接收器设备中的信标发射器生成的磁场来检测FOD系统的两个或更多个FOD感测回路中的感应电压。方法还包括测量两个和更多个FOD感测回路处的感应电压的大小和相位。方法还包括基于在两个和更多FOD感测回路处测量到的幅度来估计有源信标和FOD系统上的目标位置之间的距离。此外，方法包括基于两个或更多个FOD感测回路的幅度之间的比较来确定接收器设备相对于FOD系统的横向偏移。方法还包括基于估计距离和横向偏移来生成位置信息，位置信息可用于将接收器设备与基座功率转移装置对准，用于将功率转移至连接至接收器设备的电设备。