ES2642122T3

ES2642122T3 - Sistema y método de detección de objetos para operar un sistema de detección de objetos

Info

Publication number: ES2642122T3
Application number: ES14731974.3T
Authority: ES
Inventors: Marnix Lannoije; John DE CLERQC; Geert VANDEN BOSSCHE; Jeroen Martens
Original assignee: Bombardier Primove GmbH
Current assignee: Bombardier Primove GmbH
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2014-06-24
Publication date: 2017-11-15
Anticipated expiration: 2034-06-24
Also published as: HK1224256A1; EP3013626B1; WO2014206961A3; US10103583B2; GB2517679A; US20160372980A1; CN105431321B; CN105431321A; GB201311289D0; WO2014206961A2; EP3013626A2

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

DESCRIPCION

Sistema y metodo de deteccion de objetos para operar un sistema de deteccion de objetos

La invencion se refiere a un sistema de deteccion de objeto para un sistema de transferencia de energfa inductiva, en particular para transferir energfa a un vehnculo sobre una superficie de una ruta. Adicionalmente, la invencion se refiere a un metodo para operar tal sistema de deteccion objetos.

El documento WO 2013/036947 A2 divulga a un sistema de deteccion de residuos de objetos extranos para un sistema de transferencia de energfa inalambrica que comprende por lo menos un sensor de campo magnetico y por lo menos un circuito de lectura para medir los parametros electricos de por lo menos un sensor de campo magnetico. Se posiciona por lo menos un sensor de campo magnetico dentro del campo magnetico del sistema de transferencia de energfa inalambrica.

El documento GB 1222712.0 (aun no divulgado) divulga un sistema de seguridad para un sistema de transferencia de energfa inductiva para transferir energfa a un vetnculo sobre una superficie de una ruta. El documento divulga que un embobinado de deteccion puede ser parte de un circuito de oscilacion LC.

El documento US 2008/0054905 A1 divulga detectores de metal que incluyen una bobina de deteccion acoplada a un convertidor analogo a digital que produce una representacion numerica de una senal electrica asociada con el objeto conductor situado en una region activa de una bobina de deteccion. El documento describe que una senal electrica en una parte de corriente alterna del circuito de oscilacion LC se utiliza para detectar un objeto extrano.

El documento US 5.029.300 divulga un sensor que comprende un circuito de oscilacion que incluye un circuito resonante LC, en el que se protnbe la senal de deteccion luego del arribo de una onda de radio externa.

El documento US 2013/127259 A1 divulga un dispositivo para transmision de energfa inductiva que incluye un circuito oscilante que tiene una inductancia y una capacitancia, un componente de energfa para excitar una oscilacion electrica en el circuito de oscilacion, una unidad de determinacion que determina una corriente de entrada del componente de potencia, y una unidad de cambio de frecuencia disenada para variar una frecuencia resonante del circuito oscilante.

Es un objeto de la presente invencion proporcionar un sistema de deteccion de objetos para un sistema de transferencia de energfa inductiva, en particular para transferir energfa a un vetnculo sobre una superficie de una ruta, en el que una calidad de deteccion, en particular una confiabilidad de deteccion se mejora y permite la deteccion de un objeto extrano con una alta sensibilidad y una alta confiabilidad. Otro objeto de la invencion es proporcionar un metodo para operar dicho sistema de deteccion de objeto extrano y un metodo para fabricar dicho sistema de deteccion de objetos.

Es una idea basica de la presente invencion capturar una energfa de entrada para un circuito de accionamiento que opera un circuito de oscilacion LC, en el que la entrada de energfa se captura en una parte de corriente directa del sistema de deteccion de objetos.

Se propone un sistema de deteccion de objetos para un sistema de transferencia de energfa inductiva, en particular para un sistema primario de dicho sistema de transferencia de energfa. En general, el sistema de deteccion de objetos puede hacer parte de la unidad primaria y/o la unidad secundaria del sistema de transferencia de energfa inductiva. El sistema de transferencia de energfa inductiva se puede utilizar para transferir energfa a un vehnculo sobre una superficie de una ruta.

La presente invencion se puede aplicar en particular al campo de la transferencia de energfa a cualquier vehnculo terrestre, en particular vehnculos unidos por pistas, tal como vehnculos ferroviarios (por ejemplo, trenes), pero tambien automoviles de carretera, tal como automoviles de pasajeros individuales (privados) o vehnculos de transporte publicos (por ejemplo, buses). Un problema en dichos dispositivos es que en general no es posible evitar mecanicamente objetos extranos, en particular objetos hechos de metal, de ser colocados en proximidad de la unidad primaria de un sistema de transferencia de energfa inductiva. Dichos objetos extranos pueden, por ejemplo, comprender una moneda, una lata, una llave, o una herramienta y otros objetos. El campo magnetico variable generado por la unidad primaria y una segunda unidad pueden inducir corriente en los objetos extranos hechos de metal y en otros objetos o fluidos. Dichas corrientes pueden provocar perdidas de energfa y calentamiento del objeto. El calentamiento de los objetos extranos puede ser peligroso por ejemplo para las personas que intentan tocar y retirar el objeto extrano y/o pueden danar la superficie del objeto extrano que es colocado en o sobre las partes de la unidad primaria. Tambien, un objeto caliente puede provocar incendio.

El sistema de transferencia de energfa inductiva puede comprender una unidad primaria al lado de la ruta con una estructura de embobinado primario. La estructura de embobinado primario genera un campo electromagnetico primario que es recibido por una unidad secundaria lateral del vehnculo, que tambien se conoce como un receptor o recolector. Entre la estructura de embobinado primario y la estructura de embobinado secundario de la unidad

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

secundaria, se presenta un espacio a traves del cual se extiende el campo primario. La estructura de embobinado secundario puede generar un campo secundario, por ejemplo, si fluye una corriente en la estructura de embobinado secundario. Esta corriente puede por ejemplo ser generada, por lo menos parcialmente, por la induccion mutua entre la estructura de embobinado primario y la estructura de embobinado secundario.

El sistema de transferencia de energfa inductivo puede ser un sistema de transferencia denominada transferencia de energfa estatica o carga estatica, en el que el vehnculo al que se transfiere la energfa no se mueve, es decir, esta detenido o en reposo o se mueve a muy baja velocidad. En este caso, la unidad primaria se puede disenar como una denominada almohadilla de carga, en el que la almohadilla de carga se integra en la ruta o se monta en la superficie de ruta (almohadilla de carga elevada).

El sistema de transferencia de energfa inductiva tambien es un denominado sistema de transferencia dinamica, en el que el vehnculo al que se transfiere la energfa viaja a lo largo de la superficie de accionamiento de la ruta.

Una superficie de carga, que tambien puede ser designada como area activa, de la ruta puede ser asignada al embobinado primario. La superficie de carga puede ser una subparte de la superficie de ruta a traves de la cual el campo primario o una parte determinada, por ejemplo, una parte mayor del 80%, 90% o 95%, del campo primario se extiende durante la transferencia de energfa inductiva, en particular durante la carga estatica. La superficie de carga puede tener iguales dimensiones o mas grandes, por ejemplo, ancho y largo, como una envoltura de la estructura de embobinado primario, por ejemplo, un rectangulo que comprende o encierra la estructura de embobinado del embobinado primario. En caso de una almohadilla de carga, la superficie de carga puede corresponder a la superficie de la almohadilla de carga.

La estructura de embobinado primario se dispone usualmente bajo una superficie de accionamiento o superficie de colocacion de la ruta o dentro de dicha superficie de accionamiento o colocacion. El campo primario se extiende consecuentemente a traves de una parte de la superficie de accionamiento o colocacion. El objeto extrano se puede calentar debido a las corrientes inducidas dentro del objeto anterior.

Un campo total, que tambien se puede denominar como un campo de transferencia de sistema de energfa, consiste por lo menos parcialmente del campo primario. Si no se ubica una estructura de embobinado secundario dentro de la proximidad, por ejemplo, por encima, la estructura de embobinado primario, el campo total sera igual o casi igual al campo primario. Si una estructura de embobinado secundario se ubica dentro de la proximidad, por ejemplo, por encima, la estructura de embobinado primario, el campo total resulta de la superposicion del campo primario y el campo secundario, en el que el campo secundario se genera mediante la estructura de embobinado secundario.

El anterior objeto ubicado dentro de esta parte de la superficie de carga se puede calentar debido a las corrientes inducidas dentro del objeto extrano. Las corrientes inducidas dentro del objeto extrano pueden ser provocadas por el campo total.

La unidad primaria comprende el embobinado primario mencionado anteriormente para generar un campo primario electromagnetico para transferencia de energfa inductiva que puede ser recibida por la unidad secundaria mencionada anteriormente.

El sistema de deteccion de objetos comprende por lo menos un circuito de oscilacion LC. El circuito de oscilacion LC puede comprender por lo menos un elemento inductivo y un elemento capacitivo. Por lo menos un elemento inductivo puede, por ejemplo, ser proporcionado por lo menos parcialmente mediante una estructura de embobinado, en particular una bobina. La estructura de embobinado puede tener una o multiples vueltas. Una geometna de la estructura de embobinado puede tomar varias formas. Es posible que la estructura de embobinado se disene de tal manera que se proporcionen embobinados circulares, rectangulares, cuadrados o incluso embobinados hexagonales. La estructura de embobinado proporciona por lo menos parte del elemento inductivo que tambien se puede denominar como embobinado de deteccion.

La estructura de embobinado puede encerrar una superficie de deteccion de la estructura de embobinado. La estructura de embobinado se puede disponer de tal manera que las lmeas de campo de energfa transfieren el campo que se extiende a traves de la superficie de deteccion completa o por lo menos parte de la superficie de deteccion. Esto significa que la estructura de embobinado se puede disponer por lo menos parcialmente dentro de un area activa de la estructura de embobinado primario. Sin embargo, tambien es posible disponer estructura de embobinado fuera del area activa.

El elemento capacitivo se puede disenar por ejemplo como un capacitor. Una capacitancia de dicho capacitor puede ser fija o variable.

El circuito oscilante LC representa una frecuencia resonante que se puede determinar dependiendo de la inductancia y capacitancia del circuito oscilante LC.

El sistema de deteccion de objetos propuesto comprende adicionalmente por lo menos un circuito de accionamiento.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Un lado de entrada del circuito de accionamiento se conecta a un circuito de suministro de ene^a y un lado de salida del circuito de accionamiento se conecta a por lo menos un circuito oscilante LC. El circuito de accionamiento proporciona una corriente/tension alterna a por lo menos un circuito oscilante LC.

En particular, el circuito de suministro de energfa puede ser un circuito de corriente continua. En este caso, el circuito de accionamiento transforma una tension de corriente continua (CC) que se aplica al lado de entrada para una tension de corriente alterna (CA) que se proporciona en el lado de salida del circuito de accionamiento y se aplica al circuito oscilante LC.

En otras palabras, un sistema de deteccion de objeto puede comprender una parte CC y una parte CA, en el que el circuito de accionamiento conecta la parte CC a la parte CA. Esto significa que el circuito de accionamiento se puede disenar como o comprender un inversor.

El circuito se pude operar de tal manera que una tension de salida CA tiene una frecuencia predeterminada que puede ser igual o casi igual a la frecuencia resonante mencionada anteriormente del circuito oscilante LC. Sin embargo, tambien es posible que la frecuencia de la tension de salida CA difiera de la frecuencia resonante en a lo sumo un valor predeterminado.

Tambien es posible que el circuito de accionamiento se pueda operar de tal manera que las otras caractensticas deseados o predeterminadas de la tension de salida CA, por ejemplo, una amplitud deseada y/o un cambio de fase deseado, tambien se proporciona. Alternativamente, o adicionalmente, se pueden controlar las caractensticas de una corriente de salida CA.

Es posible que el circuito de accionamiento comprenda por lo menos unos medios de proteccion para asegurar una operacion segura del circuito de accionamiento. Dichos medios de proteccion pueden, por ejemplo, detectar un estado funcional indeseado, por ejemplo, una sobrecarga en el circuito de accionamiento, una sobretension del circuito de accionamiento, una temperatura indeseada del circuito de accionamiento y/o una operacion de conmutacion del circuito de accionamiento en una condicion de conmutacion dura. Una operacion de conmutacion dura significa que se realiza una operacion de conmutacion si una tension a traves de un conmutador es una tension no cero o una corriente a traves del conmutador es una corriente no cero. En el caso en que se detecte dicho estado operativo indeseado, los medios de proteccion pueden desactivar el circuito de accionamiento.

De acuerdo con la invencion, el sistema de deteccion de objetos comprende por lo menos unos medios para capturar una potencia de entrada del circuito de accionamiento proporcionado por el circuito de suministro de energfa. Por lo menos unos medios pueden por ejemplo ser disenados como un sensor de energfa. Por lo menos unos medios para capturar una energfa de entrada se pueden disponer en o dentro de la parte CC mencionada anteriormente del sistema de deteccion de objeto. Esto significa que se puede determinar la energfa de entrada dependiendo de los parametros electricos CC.

El sistema de deteccion de objeto comprende adicionalmente por lo menos unos medios de deteccion para detectar un objeto extrano que depende de la energfa de entrada capturada. Un objeto extrano puede por ejemplo ser detectado si cambia la energfa de entrada, en particular si la energfa de entrada al circuito de accionamiento aumenta.

Al proporcionar una tension de salida CA al circuito oscilante LC, se genera un campo (electro-) magnetico local, que tambien se puede denominar como un campo de deteccion. Un objeto extrano ubicado en la vecindad del sistema de deteccion de objetos altera las caractensticas de dicho campo de deteccion. Esto, a su vez, conduce a un cambio de energfa que se necesita para generar dicho campo local. La energfa se adaptara automaticamente si el circuito de accionamiento es operado a una frecuencia constante.

La energfa para generar el campo de deteccion cambiara debido a una energfa consumida por el objeto extrano, por ejemplo, una energfa consumida por la induccion de corrientes de Foucault dentro del objeto extrano. Dichas corrientes de Foucault pueden, por ejemplo, ser representadas como una resistencia y una autoinduccion en el objeto metalico. Otra razon para cambiar la energfa para generar dicho campo de deteccion es un cambio de la frecuencia de resonancia del circuito de oscilacion LC debido a que el objeto extrano se coloca en la vecindad del sistema de deteccion de objeto.

Especialmente si se opera el circuito oscilante LC cerca a o en su frecuencia resonante, un objeto metalico cambiara ligeramente dicha frecuencia de resonancia. Este cambio, por ejemplo, un aumento en la frecuencia de resonancia, aunque la frecuencia de accionamiento del circuito de accionamiento permanece constante resulta en un cambio, por ejemplo, un aumento de la disipacion en el circuito de oscilacion LC.

De esta manera, la deteccion se basa parcialmente en las corrientes de Foucault y parcialmente en la frecuencia de resonancia cambiada.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

La mayor parte del tiempo, la inductancia del circuito de oscilacion LC se reduce cuando se ubica un objeto en la vecindad del circuito de oscilacion LC. De esta manera, la frecuencia de resonancia y, por consiguiente, la energfa de entrada aumenta. Pero tambien es posible que aumente la inductancia del circuito de oscilacion LC. En dicho caso, se reduce la frecuencia de resonancia y por consiguiente la energfa de entrada.

Simulaciones han mostrado que la medicion de energfa de la ene^a de entrada al circuito de accionamiento permite ventajosamente una deteccion de objetos robusta, sensible y confiable. En particular, una sensibilidad de deteccion del sistema de deteccion de objetos propuesto no depende del campo de transferencia de energfa. Esto significa que la calidad de la deteccion no solo se reduce mmimamente por el campo de transferencia de energfa.

Tambien, el sistema de deteccion de objetos propuesto es independiente de otras condiciones ambientales, en particular una temperatura. El desacoplamiento de la sensibilidad de deteccion del campo de transferencia de energfa puede, por ejemplo, ser proporcionado al integrar un elemento de filtro en el circuito de oscilacion LC, por ejemplo, un filtro de paso alto o un filtro de paso de banda.

Las simulaciones tambien han mostrado que la sensibilidad de deteccion para un objeto extrano al evaluar la energfa capturada permite una deteccion confiable tambien en el caso en que se coloque un objeto extrano dentro de una region lfmite de dicho campo de deteccion.

Es importante que el campo de deteccion sea un campo separado del campo de transferencia de energfa mencionado anteriormente. Esto significa que la estructura de embobinado para generar el campo de deteccion se construye separada de la estructura de embobinado primario.

Tambien es posible que, si se detecta un estado operativo indeseado del circuito de accionamiento desactivado, se detecta un objeto extrano. Esto se puede basar en el efecto de que un objeto extrano cambia las condiciones operativas del circuito de accionamiento de tal manera que se alcanza un estado operativo indeseado del circuito de accionamiento. En este caso, la deteccion del objeto anterior se basa en un estado operativo del circuito de accionamiento.

Adicionalmente es posible que el circuito de accionamiento se proporcione en un semipuente. Un semipuente comprende por lo menos dos elementos de conmutacion electricos o electronicos, por ejemplo, MOSFET o IGBT. Al controlar los tiempos de conmutacion de dichos elementos de conmutacion, se pueden controlar las caractensticas deseadas de una tension de salida CA. Esto proporciona ventajosamente un diseno simple del circuito de accionamiento.

En una realizacion preferida, el circuito de suministro de energfa comprende una fuente de tension constante, en el que el sistema de deteccion de objetos comprende medios para capturar una corriente de entrada al circuito de accionamiento. La energfa de entrada se determina dependiendo de una tension de salida de la fuente de tension constante y la corriente de entrada capturada.

La fuente de tension constante se puede conectar hacia el lado de entrada del circuito de accionamiento de tal manera que la tension de salida constante falla a traves de los terminales de entrada del circuito de accionamiento.

La corriente de entrada se puede medir dentro de una ruta de corriente que conecta la fuente de tension constante y una terminal de entrada del circuito de accionamiento. Esto permite ventajosamente, una determinacion simple de la energfa de entrada.

En una realizacion alterna, el circuito de suministro de energfa comprende una fuente de corriente constante, en el que el sistema de deteccion de objetos comprende medios para capturar una tension de entrada al circuito de accionamiento. La energfa de entrada se determina dependiendo de la corriente de salida de la fuente de corriente constante y la tension de entrada capturada. La tension de entrada puede por ejemplo ser capturada mediante un sensor de tension que captura la tension que cae a traves de las terminales de entrada del circuito de accionamiento.

Esto tambien permite ventajosamente la determinacion simple de la energfa de entrada.

Adicionalmente es posible que se disene el circuito de oscilacion LC como una serie de circuitos resonantes. Esto significa, que el elemento capacitivo mencionado anteriormente y el elemento inductivo se conecten en serie. En este caso, el circuito de sumisito de energfa comprende preferiblemente una fuente de tension constante. Disenar el circuito de oscilacion LC como una serie de circuitos resonante permite ventajosamente utilizar las caractensticas del circuito de oscilacion LC como un elemento de filtro para una tension y/o corriente que se induce en el circuito oscilante LC mediante el campo de transferencia de energfa principal. El capacitor del circuito resonante en serie tambien sirve como un capacitor de bloqueo CC. La frecuencia del campo de transferencia de energfa principal es preferiblemente menor que la frecuencia resonante del circuito resonante en serie.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

En una realizacion alterna, el circuito oscilante LC se disena como un circuito resonante paralelo. Un circuito resonante paralelo se proporciona mediante un circuito, en el que el elemento capacitivo mencionado anteriormente y el elemento inductivo se conectan en paralelo. En este caso, el circuito de suministro de energfa puede comprender una fuente de corriente constante o una fuente de tension constante. Disenar el circuito oscilante LC como un circuito resonante paralelo permite ventajosamente que tenga menos cambios en la frecuencia resonante del circuito oscilante LC debido a los materiales circundantes como materiales de construccion, embobinados, ferritas y tambien debido a otros materiales que pueden residir en la vecindad del circuito oscilante LC como agua, nieve, suciedad, etcetera.

En otra realizacion, el circuito de oscilacion LC comprende un elemento de filtro. El elemento de filtro se puede disponer dentro de la parte AC mencionada anteriormente del sistema de deteccion de objetos. En particular, el elemento de filtros puede ser una parte del circuito de oscilacion.

Por ejemplo, es posible que el elemento capacitivo, por ejemplo, el capacitor, proporciona el elemento de filtro. El elemento de filtro proporciona un bloqueo CC para el circuito de oscilacion LC mientras que tambien proporciona el elemento capacitivo del circuito de oscilacion LC.

Sin embargo, es posible que se utilicen otros elementos de filtro o elementos de filtro adicionales. Por ejemplo, otro elemento capacitivo, por ejemplo, otro capacitor, se puede disponer en paralelo al circuito de oscilacion LC, con el fin de reducir los efectos de los cambios en la capacitancia del circuito de oscilacion LC debido a materiales o sustancias en una vecindad del circuito de oscilacion LC (que no son objetos extranos que se van a detectar).

En otra realizacion, el sistema de deteccion de objetos comprende multiples circuitos de oscilacion LC.

Estos circuitos de oscilacion LC se pueden disponer de tal manera que se proporciona un area de deteccion o vigilancia predeterminada. Por ejemplo, es posible que los circuitos de oscilacion LC se dispongan de tal manera que se puede detectar un objeto extrano que se ubica en una posicion arbitraria del area activa de la estructura de embobinado primario.

Si cada circuito de oscilacion LC comprende una estructura de embobinado, las superficies de deteccion descritas anteriormente de dichas estructuras de embobinado se pueden disponer de tal manera que el area activa este completamente o por lo menos parcialmente cubierta por areas de deteccion en un lugar de proyeccion comun.

Por ejemplo, es posible disponer estructuras de embobinado en una estructura de matriz. Si una geometna de una estructura de embobinado de un circuito oscilante LC es hexagonal, las estructuras de embobinado se pueden disponer en una disposicion de panal. Esto proporciona ventajosamente, una alta sensibilidad de deteccion.

Con referencia a una direccion vertical, que se extiende perpendicular a una superficie de una ruta, el circuito de oscilacion LC o por lo menos el elemento inductivo del circuito oscilante se dispone preferiblemente por encima de la estructura de embobinado primario. Sin embargo, es posible que el circuito de oscilacion LC o por lo menos el elemento inductor del circuito de oscilacion LC se dispone por debajo de una estructura de embobinado primario.

En otra realizacion, el sistema de deteccion de objetos comprende multiples circuitos de accionamiento, en el que un lado opuesto de cada circuito de accionamiento se conecta a uno de los circuitos de oscilacion LC. Esto significa, que circuito de oscilacion LC es operado por un circuito de accionamiento.

Esto permite ventajosamente la operacion simultanea de multiples circuitos de oscilacion LC. En este caso, se pueden operar diferentes circuitos de oscilacion LC con frecuencias iguales o diferentes.

En otra realizacion, el sistema de deteccion de objetos comprende multiples circuitos de suministro de energfa, en el que un lado de entrada de cada circuito de accionamiento se conecta a uno de los circuitos de suministro de energfa. Esto significa que cada circuito de accionamiento y de esta manera cada circuito de oscilacion LC se suministra mediante un circuito de suministro de energfa individual. En este caso, el sistema de deteccion de objetos puede comprender multiples fuentes de tension constante o multiples fuentes de corriente constante.

Sin embargo, tambien es posible que se conecten multiples o incluso todos los circuitos de accionamiento a un circuito de suministro de energfa general. En este caso, se captura una entrada de energfa a multiples o incluso a todos los circuitos oscilantes LC.

Esto permite ventajosamente minimizar o reducir un espacio de instalacion requerido para el sistema de deteccion de objetos propuesto.

En una realizacion alterna, se pueden conectar por lo menos dos circuitos oscilantes LC a un circuito de accionamiento. Esto cubre el caso en que el por lo menos se conectan simultaneamente dos circuitos oscilantes LC al circuito de accionamiento. En este caso, los circuitos de oscilacion LC se pueden disponer en paralelo. Una

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

tension de salida CA del circuito de accionamiento se proporciona para todos los circuitos de oscilacion LC que se conectan al lado de salida del circuito de accionamiento simultaneamente.

La realizacion propuesta tambien cubre el caso en el que el circuito de accionamiento, en particular, el lado de salida del circuito de accionamiento se puede conectar solamente a uno de todos los circuitos oscilantes LC que se pueden conectar al lado de salida del circuito de accionamiento. En este caso, el circuito de oscilacion LC se puede operar secuencialmente mediante un circuito de accionamiento. Por ejemplo, uno del numero de circuitos oscilantes LC que se pueden conectar al circuito de accionamiento se pueden conectar al lado de salida del circuito de accionamiento a traves de un elemento de conmutacion.

Esto tambien permite reducir un espacio de instalacion requerido para el sistema de deteccion de objetos.

En otra realizacion, por lo menos dos circuitos de oscilacion LC adyacentes se pueden energizar simultaneamente. El termino energizables significa que se proporciona a cada circuito oscilante LC, una tension de corriente alterna simultaneamente. Un circuito oscilante LC adyacente designa el circuito oscilante LC vecino directamente. En otras palabras, un primer circuito oscilante LC y por lo menos otro circuito oscilante LC se pueden energizar simultaneamente, en el que se proporciona el otro circuito oscilante mediante el circuito oscilante LC mas proxima o uno del grupo de los circuitos oscilantes LC mas proximos. Adyacentes o proximos se pueden relacionar a un plano comun, en el que los circuitos oscilantes LC, en particular las superficies de deteccion se disponen dentro del plano comun.

Por lo menos dos circuitos oscilantes LC se pueden energizar mediante fuentes de tension independientes. Sin embargo, es tambien posible energizar por lo menos dos circuitos oscilantes LC mediante una fuente de tension comun.

Si solamente se energiza un unico circuito oscilante LC, se reduce una densidad de las lmeas de campo del campo de deteccion hacia los bordes de la disposicion de conductor que proporciona el circuito de oscilacion LC, en particular hacia los bordes de la estructura de embobinado, por ejemplo, la bobina, que proporciona el elemento inductivo. De esta manera, se reduce una sensibilidad de deteccion para un objeto ubicado en o por encima de la parte de borde.

Si por lo menos dos circuitos oscilantes LC adyacentes se energizan simultaneamente, la densidad de las lmeas de campo se distribuye mas equitativamente a traves de la superficie de deteccion encerrada por la disposicion de conductor o estructura de embobinado si se compara con el escenario mencionado anteriormente de solo un circuito de oscilacion LC que se energiza. Esto aumenta ventajosamente la sensibilidad de deteccion en particular para un objeto ubicado en o por encima de una parte de borde. Tambien, se pueden detectar mas confiablemente objetos mas pequenos.

Como se describio anteriormente, la estructura de embobinado puede tener una forma circular, una forma hexagonal, rectangular o cuadrada. Tambien es posible que la estructura de embobinado se disene como una estructura de embobinado en espiral o helicoidal.

Es posible que, si se energizan por lo menos dos circuitos de oscilacion LC adyacentes simultaneamente, solamente la energfa de entrada de uno de por lo menos dos de los circuitos de oscilacion LC se detecte o mida. La energfa de entrada de por lo menos un circuito de oscilacion LC adyacente no necesita ser medido. Por supuesto, tambien es posible que, si por lo menos se energizan dos circuitos de oscilacion LC adyacentes, se detectan o miden la entrada de energfa de multiples o todos los circuitos de oscilacion LC.

Los circuitos de oscilacion LC, en particular las estructuras de embobinado proporcionan elementos inductivos de los circuitos de oscilacion LC que se pueden disponer en una disposicion de matriz o de tipo matriz. Esto significa que, en un plano comun, una disposicion de multiples estructuras de embobinado proporciona multiples columnas y/o multiples filas, en el que una estructura de embobinado se dispone en cada posicion de la fila/columna.

La estructura de matriz o tipo matriz puede cubrir la superficie de carga mencionada anteriormente por lo menos parcialmente, por ejemplo, mas del 80%, 90% o 95% de la superficie de carga. En este contexto, “cubre” significa que por lo menos parte de, preferiblemente el total, del campo primario o campo total se extiende a traves de la estructura de matriz o tipo matriz o una superficie proporcionada por la estructura de matriz o tipo matriz. La estructura de matriz o tipo matriz puede ser parte de la unidad primaria.

El termino “cubre” tambien significa que, en un plano de proyeccion comun, un area encerrada por una cubierta minima de la estructura de matriz o tipo matriz se sobrepone con la superficie de carga mencionada anteriormente por lo menos parcialmente.

Los puntos centrales de las estructuras de embobinado se pueden disponer con respecto una a la otra con distancias longitudinales y/o laterales predeterminadas, en el que la direccion longitudinal se orienta en paralelo a

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

una direccion de viaje del vetuculo y la direccion lateral se orienta perpendicular a la direccion longitudinal. Tanto la longitudinal como la direccion lateral, son perpendiculares a una direccion vertical.

En otras palabras, se puede proporcionar la estructura del tipo lamina que comprende multiples estructuras de embobinado. Los multiples circuitos de oscilacion LC se pueden ubicar en un inter espacio entre el embobinado primario y la superficie de carga. Los multiples circuitos de oscilacion LC pueden ser parte de la ruta, por ejemplo, ubicada en una capa de la ruta que se dispone bajo la superficie de ruta o se ubica en una capa de la ruta que proporciona la superficie de ruta. La estructura de embobinado primario se puede cubrir por la estructura de matriz o tipo matriz de multiples estructuras de embobinado.

Tambien es posible que multiples circuitos de oscilacion LC o estructuras de embobinado de multiples circuitos de oscilacion LC se dispongan en por lo menos dos planos diferentes que se disponen con una distancia predeterminada, en particular una distancia vertical predeterminada, con relacion una a la otra. En este caso, los multiples circuitos de oscilacion LC o las estructuras de embobinado respectivas se pueden disponer de tal manera que, en un plano comun de proyeccion, por lo menos dos circuitos de oscilacion LC o estructuras de embobinado respectivas que se ubican en diferentes planos se sobreponen con un area de superposicion predeterminada. Sin embargo, tambien es posible que multiples circuitos de oscilacion LC o las estructuras de embobinado respectivas se pueden disponer de tal manera que no exista sobreposicion de por lo menos dos circuitos de oscilacion LC o las estructuras de embobinado respectivas que se ubican en diferentes planos en el plano de proyeccion comun.

Adicionalmente se propone un metodo para operar un sistema de deteccion de objetos de acuerdo a una de las realizaciones descritas anteriormente. Dentro del metodo, el circuito de accionamiento, en particular una frecuencia de una tension de salida CA del circuito de accionamiento, se controla de tal manera que se proporciona una tension se salida alterna a por lo menos uno del circuito de oscilacion LC. Si el circuito de accionamiento se proporciona mediante un semipuente, el tiempo de conmutacion de los elementos de conmutacion de dicho semipuente se puede controlar de tal manera que se proporciona una tension de salida alterna con una frecuencia deseada.

De acuerdo con la invencion, una entrada de energfa al circuito de accionamiento proporcionada por el circuito de suministro de energfa se captura, por ejemplo, mediante un sensor de energfa. Un objeto externo se detecta dependiendo de la energfa de entrada capturada, en particular un curso de tiempo de la energfa de entrada capturada.

El metodo propuesto permite ventajosamente una deteccion confiable de un objeto extrano con una alta sensibilidad a la deteccion.

En una realizacion preferida, el objeto extrano se detecta si aumenta la energfa de entrada capturada.

Como se explico anteriormente, la energfa de entrada aumenta debido a la energfa consumida por el objeto extrano y al cambio de frecuencia resonante del circuito de oscilacion LC debido a la presencia del objeto extrano. Detectar un objeto extrano solo si aumenta la energfa de entrada minimiza por lo tanto una falsa deteccion que, a su vez, mejora la confiabilidad de deteccion.

Es posible que un objeto extrano se detecte solamente si aumenta la entrada de energfa mas que un porcentaje cierto o predeterminado de una energfa de entrada de corriente, por ejemplo, mas del 1.5 por ciento.

Es posible que el sistema de deteccion de objetos comprenda multiples circuitos de oscilacion LC (diferente). En ese caso, los circuitos de oscilacion LC, que tambien se pueden denominar como celdas, se puede explorar secuencialmente. Esto significa que la potencia de entrada en las celdas se determina secuencialmente. Alternativamente, todas las celdas se pueden explorar simultaneamente. Alternativamente, las celdas de un grupo de multiples celdas se pueden explorar simultaneamente, en el que los grupos se exploran secuencialmente.

Adicionalmente es posible que una frecuencia de la tension de salida alterna proporcionada por el circuito de accionamiento sea igual a una frecuencia de resonancia del circuito de oscilacion LC o difiera de dicha frecuencia de resonancia en a lo sumo una cantidad predeterminada. Esto permite ventajosamente una operacion de ahorro de energfa del circuito de oscilacion LC.

Adicionalmente es posible que la frecuencia de la tension de salida alterna proporcionada por el circuito de accionamiento sea diferente de una frecuencia del campo de transferencia de energfa generado por la unidad primaria. En particular, la frecuencia puede ser mayor, en particular mas del 10%, que la frecuencia de operacion de la estructura de embobinado primario.

Esto permite ventajosamente desacoplar la calidad de deteccion del sistema de deteccion de objetos propuesto de la presencia del campo de transferencia de energfa.

En otra realizacion, se vana la frecuencia de la salida alterna proporcionada por el circuito de accionamiento. Esto significa que, durante el primer intervalo de tiempo, se puede operar el circuito de accionamiento de tal manera que

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

la tension de salida alterna tiene una primera frecuencia. Durante otro intervalo de tiempo circuito de accionamiento se puede operar de tal manera que la tension de salida alterna tiene otra frecuencia. La deteccion de objetos, en particular una evaluacion de la energfa de entrada capturada se realiza durante el primer intervalo y el otro intervalo de tiempo. Esto permite ventajosamente reducir el efecto de las tolerancias en los circuitos de oscilacion LC. Si, por ejemplo, una frecuencia de resonancia de un circuito de oscilacion LC no se conoce exactamente, operar dicho circuito de oscilacion LC con diferentes frecuencias y realizar la deteccion de objetos para todas estas frecuencias de operacion diferentes puede aumentar ventajosamente una confiabilidad y sensibilidad de deteccion de objetos.

Tambien es posible calibrar el sistema de deteccion de objetos antes de operacion. Mediante dicha calibracion, se pueden determinar los parametros de operacion del sistema de deteccion de objetos para cada circuito de oscilacion LC. Es, por ejemplo, posible ajustar la frecuencia de accionamiento para cada circuito de oscilacion LC de tal manera que se eliminen los efectos basados en tolerancia. De esta manera, se puede operar cada circuito de oscilacion LC con una frecuencia de accionamiento diferente. Tambien es posible fijar los parametros de operacion de cada circuito de oscilacion LC de tal manera que la amplitud de las corrientes y/o tensiones de accionamiento de cada circuito de oscilacion LC son iguales o de tal manera que la energfa de entrada de cada circuito de oscilacion LC es igual y vana en una forma comparable en un caso de que se presente un objeto extrano.

La calibracion de la deteccion de objetos permite determinar parametros absolutos para una deteccion de objetos.

Esto significa que un objeto extrano se detecta si se detecta una energfa de entrada predeterminada. La energfa de entrada predeterminada se puede determinar por ejemplo para un grupo de parametros operativos predeterminados.

Alternativamente, una deteccion de objetos se puede realizar basado en un cambio, en particular un cambio dentro de un periodo de tiempo determinado, de la energfa de entrada. Esto significa por ejemplo que un objeto extrano se puede detectar si un cambio de la energfa de entrada, en particular dentro de un periodo de tiempo predeterminado, es mayor que un porcentaje predeterminado, por ejemplo 1%, 5% o 10% de la energfa de entrada de corriente, por ejemplo, la energfa de entrada al inicio del periodo de tiempo predeterminado. Tambien, se puede realizar una deteccion basada en gradiente. Esto significa que un objeto extrano se detecta si un gradiente del curso de tiempo de la energfa de entrada es mayor que un valor umbral predeterminado. Si, por ejemplo, una energfa de entrada realiza un aumento de tipo gradual u otro tipo de aumento gradual, el gradiente sera mayor que el umbral predeterminado. El cambio de energfa de entrada, en particular el gradiente, se puede detectar en funcion de las mediciones sucesivas de la energfa de entrada, por ejemplo, mediciones con una frecuencia predeterminada.

En otra realizacion, el sistema de deteccion de objetos comprende multiples circuitos de oscilacion LC (diferente) en el que se operan por lo menos dos de los circuitos de oscilacion LC con diferentes frecuencias. Por supuesto es posible que se puedan variar estas frecuencias como se menciono anteriormente.

Esto ayuda ventajosamente a dispersar el espectro de emision electromagnetica y permite ventajosamente un acortamiento del tiempo de muestreo.

En otra realizacion, el sistema de deteccion de objetos comprende multiples circuitos de oscilacion LC, en el que se energizan simultaneamente por lo menos dos los circuitos de oscilacion LC. Como se ilustro anteriormente, esto mejora ventajosamente una sensibilidad de deteccion en particular para objetos extranos ubicados en la proximidad de un borde de un circuito de oscilacion LC o una estructura de embobinado de un circuito de oscilacion LC.

Se describe adicionalmente un metodo para construir un sistema de deteccion de objetos para un sistema de transferencia de energfa inductiva, en particular para transferir energfa a un vehuculo sobre una superficie de una ruta. Dentro de dicho metodo, por lo menos un circuito de oscilacion LC, se proporciona por lo menos un circuito de accionamiento, y por lo menos un circuito de suministro de energfa. Se conecta un lado de entrada del circuito de accionamiento al circuito de suministro de energfa y se conecta un lado de salida del circuito de accionamiento a por lo menos un circuito de oscilacion LC.

De acuerdo con la invencion, se proporciona por lo menos medios para capturar una energfa de entrada al circuito de accionamiento proporcionada por el circuito de suministro de energfa en por lo menos unos medios de deteccion para detectar un objeto extrano que depende de la energfa de entrada capturada.

Tambien se describe una unidad primaria de un sistema de transferencia de energfa inductiva, en el que la unidad primaria comprende una estructura de embobinado primario para generar un campo de transferencia de energfa (electro-) magnetica. La unidad primaria comprende un sistema de deteccion de objeto de acuerdo con una de las realizaciones descritas anteriormente.

La invencion se describira con referencia a las figuras adjuntas. Las figuras muestran:

La figura 1 es una vista lateral esquematica de un sistema de transferencia de energfa inductiva,

La figura 2a es un diagrama de bloques esquematico de un primer sistema de deteccion de objetos,

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

La figura 2b es un diagrama de bloques esquematico de un segundo sistema de deteccion de objetos

La figura 2c es un diagrama de bloques esquematico de un tercer sistema de deteccion de objetos,

La figura 3 es un diagrama de bloques esquematico de una matriz de multiples circuitos de oscilacion LC,

La figura 4 es un diagrama de bloques esquematico de otra matriz de multiples circuitos de oscilacion LC,

La figura 5 es un diagrama de bloques esquematico de un sistema de deteccion de objetos propuesto, y

La figura 6 es un diagrama de bloques esquematico de dos circuitos de oscilacion LC adyacentes.

En la figura 1, se muestra una vista lateral esquematica de un sistema 1 de transferencia de energfa inductiva. Se instala una almohadilla de transferencia de energfa inductiva (almohadilla IPT) 1 instalada sobre una superficie 2 de una ruta. La almohadilla 1 IPT comprende una carcasa 3. Dentro de la carcasa 3, se dispone una estructura 4 de embobinado primario. Se utiliza un inversor (no mostrado) para proporcionar una tension alterna a la estructura 4 de embobinado primario de tal manera que la estructura 4 de embobinado primario genera un campo de transferencia de energfa que se indicada por las flechas 5. El campo de la transferencia de energfa se extiende en una direccion z vertical hacia el vetuculo 6, en particular a un dispositivo 7 de recepcion o de recogida para unirse al vetuculo 6.

Las lmeas punteadas mostradas son un area 8 activa de la estructura 4 de embobinado primario. Si una superficie superior de la carcasa 3 se define como un plano de proyeccion, el area 8 activa se encierra por un cerramiento de la estructura 4 de embobinado primario. Una direccion x longitudinal se orienta perpendicular a la direccion z vertical y puede corresponder a la direccion de viaje del vetuculo 6 si el vetuculo 6 viaja recto.

A objeto 9 externo se ubica en la superficie superior de la carcasa 3 dentro del area 8 activa. Tal como un objeto 9 externo puede calentar, si el campo de transferencia de energfa se extiende a traves del objeto 9 externo.

La unidad 1 primaria comprende tambien un sistema 10 de deteccion de objetos. El sistema 10 de deteccion de objeto se puede utilizar para detectar la presencia del objeto 9 extrano.

El objeto 10 anterior comprende una fuente 11 de tension, un sensor 12 de energfa, un circuito 13 de accionamiento y un circuito 14 de oscilacion LC. El circuito 13 de accionamiento transforma una tension UI de entrada CD que se suministra por la fuente 11 de tension en una tension UO de salida CA (vease figura 2). La tension UO de salida CA tiene una frecuencia que es igual a una frecuencia de resonancia del circuito 14 de oscilacion LC. Como se muestra en la figura 2, el circuito 14 de oscilacion comprende una bobina 15 que genera un campo 16 de deteccion local si la tension UO de salida CA se aplica al circuito 14 de oscilacion LC. El anterior objeto alterara las caractensticas del campo 16 de deteccion que, a su vez, resulta en un cambio de una energfa de entrada del circuito 13 de accionamiento. Este cambio se captura por el sensor 12 de energfa.

Adelante se muestra una tarjeta 17 de circuito impresa, en el que los componentes electricos y electronicos tal como capacitores de compensacion y elementos de inversor de energfa para operar la estructura 4 de embobinado primario se pueden instalar sobre la tarjeta 17 de circuito impresa.

En la figura 1 se muestra que el sistema 10 de deteccion de objeto o por lo menos partes del circuito 14 de oscilacion LC, estan con respecto a la direccion z vertical, dispuestos por encima de la tarjeta 17 de circuito impresa y la estructura 4 de embobinado primario. Una superficie superior de la carcasa 3 se dispone por encima de la estructura 4 de embobinado primario y el sistema 10 de deteccion de objetos.

En la figura 2a, se muestra un diagrama de bloques esquematico de un primer sistema 10 de deteccion de objetos.

La fuente 11 de tension se puede disenar como una fuente de tension constante que proporciona un UC de tension constante. Se muestra que el UI de tension de entrada cae a traves de los terminales de entrada del circuito 13 de accionamiento. En particular, se conecta una primera terminal de entrada a un HP de alto potencial del sistema 10 de deteccion de objeto, en el que se conecta la segunda terminal de entrada a un LP de bajo potencial del sistema 10 de deteccion de objetos.

Tambien muestra una tension UO de salida del circuito 13 de accionamiento que cae a traves de terminales de salida del circuito 13 de accionamiento al que se conecta una serie de circuitos 14 de resonancia. Un potencial de los terminales de salida puede ser diferente de un potencial de los terminales de entrada. Sin embargo, es posible que el potencial de por lo menos un terminal de entrada sea igual al potencial de un terminal de salida. En la figura 2a, una lmea punteada 22 muestra que el potencial de un terminal de entrada de bajo potencial del circuito de 13 de accionamiento es igual al LP de potencial bajo del sistema 10 de deteccion de objetos e igual al potencial de la terminal de salida de potencial bajo del circuito 13 de accionamiento.

El circuito 14 de resonancia en serie comprende una conexion en serie de un capacitor 18 y la bobina 15. En este caso, la bobina 15 proporciona un elemento inductivo del circuito 14 de resonancia en serie. En la figura 2a se

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

muestra que la bobina 15 esta, con respecto a la direccion z vertical, dispuesto por encima de la estructura 4 de embobinado primario. Como se indico anteriormente, el capacitor 18 hace parte del circuito 14 de resonancia en serie. Simultaneamente, el capacitor 18 proporciona un elemento 21 de filtro que filtra los componentes de tension/corriente dentro del circuito 14 de resonancia en serie con una frecuencia por debajo de la frecuencia de resonancia del circuito 14 de resonancia en serie. De esta manera, el campo de transferencia de energfa con el sistema 10 de deteccion se puede minimizar.

Capturar la energfa de entrada del circuito 13 de accionamiento se realiza mediante un sensor 19 de tension que captura una cafda UR de tension a traves de una resistencia 20, en el que la resistencia 20 se dispone en una ruta de corriente que conecta la fuente 11 de tension constante y el circuito 13 de accionamiento. El Ur de tension es proporcional a una corriente I de entrada del circuito 13 de accionamiento. La potencia de entrada puede ser calculada de esta manera como el producto de la corriente I de entrada y la tension UC de salida de la fuente 11 de tension constante o el producto de la corriente I de entrada y la tension Ul de entrada del circuito de accionamiento. Tambien es posible tomar directamente la corriente I de entrada o el UR de tension como una medida de la potencia de entrada.

Las simulaciones han mostrado que la potencia de entrada no aumenta si no se coloca el objeto 9 externo dentro de la vecindad del sistema 10 de deteccion de objeto y se energiza la estructura de embobinado primario. Tambien, no hay aumento de la potencia de entrada si no existe objeto 9 extrano y se calienta la bobina 15.

Sin embargo, la potencia de entrada aumenta si se coloca el objeto 9 extrano dentro de una vecindad de la bobina 15, en particular en un area a traves del cual las lmeas de campo del campo 16 de deteccion se extienden. Las simulaciones han mostrado que el aumento de la potencia de entrada es aproximadamente del mismo tamano en un escenario en el que la estructura 4 de embobinado primario se energiza y en un escenario en donde la estructura de embobinado primario no se energiza.

En la figura 2b, se muestra un diagrama de bloques esquematico de un segundo sistema 10 de deteccion de objeto. En contraste el sistema 10 de deteccion de objetos mostrado en la figura 2a, el circuito 14 de oscilacion LC comprende un circuito 23 de resonancia en paralelo, en el que el circuito 23 de resonancia en paralelo comprende un capacitor 18 conectado en paralelo a una bobina 15. Tambien, el elemento 21 de filtro comprende otro capacitor 24 y otra bobina 25 que se conectan en serie. Como se indico anteriormente, el capacitor 24 y la bobina 25 del elemento 21 de filtro se disenan de tal manera que una tension/ corriente inducido por el campo de transferencia de energfa en el circuito 14 de oscilacion LC se minimiza. De esta manera, el circuito 14 de oscilacion LC se proporciona por el capacitor 24 y la bobina 25 del elemento 21 de filtro y los elementos del circuito 23 de resonancia en paralelo.

En la figura 2c, se muestra un diagrama de bloques esquematico de un tercer sistema 10 de deteccion de objetos. En contraste, el sistema 10 de deteccion de objeto mostrado en la figura 2a, se proporciona la capacitancia del circuito 14 de oscilacion LC mediante dos capacitores 18a, 18b, en el que un segundo terminal de un primer capacitor 18a se conecta a una primera terminal de otro capacitor 18b. Un segundo terminal de una bobina 15 se conecta a una parte de conexion que conecta los dos capacitores 18a, 18b. Un primer terminal del primer capacitor 18a se conecta a un HP de alto potencial del sistema 10 de deteccion de objeto, por ejemplo, una primera terminal de entrada del circuito 13 de accionamiento. Un segundo terminal del segundo capacitor 18a se conecta a un LP de potencial bajo el sistema 10 de deteccion de objeto, por ejemplo, una segunda terminal de entrada del circuito 13 de accionamiento. Una primera terminal de la bobina 15 se conecta a una terminal de salida del circuito 13 de accionamiento, que puede por ejemplo conectado a una parte de la conexion de dos elementos de conmutacion (no mostrado) del circuito 13 de accionamiento.

En la figura 3, se muestra un diagrama de bloques esquematico de una matriz de multiples circuitos 14 de oscilacion LC. El sistema 10 de deteccion de objeto comprende multiples matrices de circuitos 14 de oscilacion LC, en el solo se muestran dos matrices A1, A2. Cada matriz A1, A2 comprende una fuente 11 de tension constante que proporciona un UC de tension constante. Adicionalmente, cada matriz A1, A2 comprende un sensor 19 de tension que captura un UR de tension que cae a traves de una resistencia 20, en el que la resistencia 20 se dispone en una ruta de corriente que conecta la fuente 11 de tension constante y multiples circuitos 13 de accionamiento. A cada circuito 13 de accionamiento, se conecta un circuito 14 de oscilacion LC como se muestra en la figura 2a, en particular a terminales de salida de cada circuito 13 de accionamiento.

Los circuitos 13 de accionamiento se conectan en paralelo. Esto significa que se conecta una primera terminal de entrada de cada circuito 13 de accionamiento a un HP de alto potencial del sistema 10 de deteccion de objetos, en el que se conecta una segunda terminal de entrada de cada circuito 13 de accionamiento a un LP de potencial bajo del sistema de 10 deteccion de objetos. Matriz A1, A2 puede comprender por ejemplo 8 circuitos 13 de accionamiento.

La energfa de entrada se puede determinar para cada circuito 14 de oscilacion LC de cada matriz A1, A2 secuencialmente. Alternativamente, la energfa de entrada para todos los circuitos 14 de oscilacion LC de todas las matrices A1, A2 simultaneamente. Alternativamente, se puede determinar la energfa de entrada para todos los

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

circuitos 14 de oscilacion LC de una de las matrices A1, A2 simultaneamente, en el que la energfa de entrada para cada matriz A1, A2 se determina secuencialmente.

En la figura 4, se muestra un diagrama de bloques esquematico de otra matriz de multiples circuitos 14 de oscilacion LC. Un sistema 10 de deteccion de objetos comprende una fuente 11 de tension constante que proporciona un UC de tension constante. Adicionalmente, el sistema 10 de deteccion de objetos comprende un sensor 19 de tension que captura un UR de tension que cae a traves de una resistencia 20, en el que la resistencia 20 se dispone en una ruta que conecta la fuente 11 de tension constante y multiples circuitos 26 integrados. Para cada circuito 26 integrado, se conectan multiples circuitos 14 de oscilacion LC como se muestran en la figura 2a, en particular a terminales de salida de cada circuito 26 integrado. El circuito 26 integrado proporciona la funcion de un circuito 13 de accionamiento para cada uno de los circuitos 14 de oscilacion LC conectados al circuito 26 integrado respectivo.

Todos los circuitos 26 integrados se conectan en paralelo. Esto significa que una primera terminal de entrada de cada circuito 26 integrado se conecta a un HP de potencial alto del sistema 10 de deteccion de objeto, en el que se conecta una segunda terminal de entrada de cada circuito 26 integrado a un LP de potencial bajo del sistema 10 de deteccion de objeto. Cada circuito 26 integrado se puede conectar por ejemplo 8 circuitos 14 de oscilacion LC.

La energfa de entrada se puede determinar para cada circuito 14 de oscilacion LC de cada circuito 26 integrado secuencialmente. Alternativamente, se puede determinar la energfa de entrada para todos los circuitos 14 de oscilacion LC de todos los circuitos 26 integrados simultaneamente. Alternativamente, la energfa de entrada se puede determinar para todos los circuitos 14 de oscilacion LC de un circuito 26 integrado simultaneamente, en el que la energfa de entrada para cada circuito 26 integrado se determina secuencialmente.

La figura 5 muestra un diagrama de bloques esquematico de un sistema 10 de deteccion de objeto propuesto. El sistema 10 de deteccion de objeto comprende una fuente 11 de tension constante que proporciona un Uc de tension constante. Adicionalmente, el sistema 10 de deteccion de objeto comprende un sensor 19 de tension que captura un UR de tension que cae a traves de una resistencia 20, en el que se dispone una resistencia 20 en una ruta de corriente que conecta la fuente 11 de tension constante y un circuito 13 de accionamiento. Un elemento 21 de filtro y un circuito 14 de oscilacion LC se conectan al circuito 13 de accionamiento. Se proporciona una senal de salida del sensor 19 de tension a una unidad 27 de control, por ejemplo, un micro controlador, en particular a una parte A/D- convertidor 28 de la unidad 27 de control. La unidad 27 de control controla un generador 29 de frecuencia para el circuito 13 de accionamiento, en el que por ejemplo una frecuencia de conmutacion de elementos de conmutacion del circuito 13 de accionamiento se fija dependiendo de una senal de salida del generador 29 de frecuencia. El circuito 13 de accionamiento se conecta al generador 29 de frecuencia a traves de una unidad 30 de multiplexion. La unidad 30 de multiplexion se puede utilizar para conectar el generador 29 de frecuencia a multiples circuitos 13 de accionamiento.

La unidad 27 de control tambien se conecta a un sistema 31 de comunicaciones, como, por ejemplo, un bus con el fin de recibir y transmitir senales a otras unidades de por ejemplo, la unidad primario.

Dependiendo del curso de la senal de salida del sensor 19 de tension, la unidad 27 de control puede determinar si un objeto extrano se coloca en la proximidad del circuito 14 de oscilacion LC.

La figura 6 muestra un diagrama de bloques esquematico de dos circuitos 14, 14a, 14b de oscilacion LC adyacentes. Un primer circuito 14a de oscilacion LC comprende una bobina 15a con forma rectangular que proporciona un elemento inductivo de la primera LC oscilante circuito 14a. La bobina 15a del primer circuito 14a de oscilacion LC tambien se puede designar como una bobina de deteccion. Otro circuito 14b oscilante LC comprende una bobina 15b de forma de rectangular que proporciona un elemento inductivo del circuito 14b de oscilacion LC. La bobina 15b del otro circuito 14b de oscilacion LC tambien se puede designar como una bobina de soporte.

Las bobinas 15a, 15b se disponen adyacentes entre sf en un plano comun que corresponde al plano de proyeccion de la figura 6. Tambien se muestra esquematicamente circuitos 32a, 32b de accionamiento de cada uno de los circuitos 14a, 14b de oscilacion LC. Los circuitos 32a, 32b de accionamiento comprenden por ejemplo una fuente 11 de tension constante y un circuito 13 de accionamiento (vease figura 1). El primer circuito 14a oscilante LC se puede energizar o potencias mediante el primer circuito 32a de accionamiento y el otro circuito 14a de oscilacion LC se puede energizar o potenciar mediante otro circuito 32b de accionamiento. Esta configuracion permite energizar o potenciartanto los circuitos 14a, 14b de oscilacion LC simultaneamente como independientemente uno del otro.

Tambien se muestra esquematicamente es un circuito 33a de deteccion que se asigna exclusivamente al primer circuito 14a de oscilacion LC. Por medio de los circuitos 33a de deteccion, se puede detectar una energfa de entrada del primer circuito 14a de oscilacion LC. En la configuracion mostrada, solamente la energfa de entrada del primer circuito 14a oscilante LC es detectable. Energizar los circuitos 14a, 14b de oscilacion LC simultaneamente genera una distribucion de campo magnetico dentro del area de deteccion encerrada por la bobina de deteccion, en el que una reduccion de la densidad de las lmeas de campo hacia el borde de la bobina de deteccion, en particular se reduce el borde de la bobina de deteccion adyacente a un borde de la bobina de soporte. Como se menciono anteriormente, esto aumenta una sensibilidad de deteccion general.

En la figura 6, se muestran solamente dos circuitos 14a, 14b de oscilacion LC adyacentes. Por supuesto es posible que se dispongan mas de una bobina de soporte adyacente a la bobina de deteccion. En particular, se pueden disponer cuatro a ocho bobinas de soporte adyacentes a la bobina de deteccion.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

REIVINDICACIONES

1. Sistema de deteccion de objetos para un sistema de transferencia de ene^a inductiva, en particular para transferir energfa a un vetuculo (6) sobre una superficie (2) de una ruta, en el que el sistema (10) de deteccion de objeto comprende por lo menos un circuito (14, 14a, 14b) de oscilacion LC y por lo menos un circuito (13) de accionamiento, en el que un lado de entrada de los circuitos (13) de accionamiento se conecta a un circuito de suministro de energfa y un lado de la salida del circuito (13) de accionamiento se conecta a por lo menos un circuito (14, 14a, 14b) de oscilacion LC, en el que el circuito (13) de accionamiento proporciona una tension (UO) de corriente alterna a por lo menos un circuito (14, 14a, 14b) de oscilacion,

caracterizado porque

el sistema (10) de deteccion de objetos comprende por lo menos unos medios para capturar una energfa de entrada al circuito (13) de accionamiento suministrada por el circuito de suministro de energfa, en el que el sistema (10) de deteccion de objeto comprende por lo menos unos medios de deteccion para detectar un objeto (9) extrano dependiendo de la potencia de entrada capturada.
2. El sistema de deteccion de objetos de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el circuito de suministro de energfa comprende una fuente (11) de tension constante, en el que el sistema (10) de deteccion de objetos comprende medios para capturar una corriente (I) de entrada al circuito (13) de accionamiento, en el que la energfa de entrada se determina dependiendo de una tension (UC) de salida de la fuente (11) de tension constante y la corriente (I) de entrada capturada.
3. El sistema de deteccion de objetos de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el circuito de suministro de energfa comprende una fuente de corriente constante, en el que el sistema de deteccion de objetos comprende medios para capturar una tension (UI) de entrada al circuito (13) de accionamiento, en el que la energfa de entrada se determina dependiendo de la corriente de salida de la fuente de corriente constante y la tension (UI) de entrada capturada del circuito (13) de accionamiento.
4. El sistema de deteccion de objetos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el circuito de oscilacion LC se disena como un circuito resonante paralelo.
5. El sistema de deteccion de objetos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el circuito (14) de oscilacion LC comprende un elemento de filtro.
6. El sistema de deteccion de objetos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el sistema (10) de deteccion de objetos comprende multiples circuitos (14) de oscilacion LC.
7. El sistema de deteccion de objetos de acuerdo con la reivindicacion 6, en el que el sistema (10) de deteccion de objetos comprende multiples circuitos (13) de accionamiento, en el que un lado de salida de cada circuito (13) de accionamiento se conecta a uno de los circuitos (14) de oscilacion LC.
8. El sistema de deteccion de objetos de acuerdo con la reivindicacion 7, en el que el sistema (10) de deteccion de objetos comprende multiples circuitos de suministro de energfa, en el que un lado de entrada de cada circuito (13) de accionamiento se conecta a uno de los circuitos de suministro de energfa.
9. El sistema de deteccion de objetos de acuerdo con la reivindicacion 6, en el que por lo menos dos circuitos (14) de oscilacion LC se pueden conectar a un circuito de accionamiento.
10. El sistema de deteccion de objetos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, en el que por lo menos dos circuitos (14a, 14b) de oscilacion LC adyacentes se pueden energizar simultaneamente.
11. Metodo para operar un sistema de deteccion de objetos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que se controla un circuito (13) de accionamiento de tal manera que una tension (UO) de salida alterna se proporciona a por lo menos un circuito (14, 14a, 14b) de oscilacion LC,

caracteriza porque

se captura una entrada de energfa al circuito (13) de accionamiento proporcionada por el circuito de suministro de energfa, en el que se detecta un objeto (9) extrano dependiendo de la energfa de entrada capturada.
12. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 11, el que el objeto (9) extrano se detecta si aumenta la energfa de entrada capturada.
13. El metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 12, en el que la frecuencia de tension (UO) de salida alterna proporcionada por el circuito (13) de accionamiento se varia.
14. El metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, en el que el sistema (10) de deteccion de objetos comprende multiples circuitos (14) de oscilacion LC, en el que por lo menos dos circuitos (14) de oscilacion LC se operan con diferentes frecuencias.

5 15. El metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, en el que el sistema (10) de deteccion de

objetos comprende multiples circuitos (14) de oscilacion LC, en el que por lo menos se energizan simultaneamente dos circuitos (14, 14a, 14b) de oscilacion LC adyacentes.