JP6636510B2 - ワイヤレス電力伝達用途における生体保護のためのシステム、方法、および装置 - Google Patents

ワイヤレス電力伝達用途における生体保護のためのシステム、方法、および装置 Download PDF

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Description

本開示は、概してワイヤレス電力伝達に関し、より詳細には、ワイヤレス電力伝達用途における生体保護のためのシステム、方法、および装置に関する。
誘導電力伝達(IPT)システムは、エネルギーのワイヤレス伝達の一例を実現する。IPTシステムでは、1次電力デバイス(すなわち、「トランスミッタ」)は、電力をワイヤレスに2次電力デバイス(すなわち、「レシーバ」)に送信する。トランスミッタおよびレシーバの各々は、通常は、リッツワイヤなどの電流搬送材料を含むシングルコイル構成またはマルチコイル構成の巻線である、誘導型カプラを含む。1次カプラを通る交流電流は、交流磁場を生成する。2次カプラが1次カプラに近接して配置されるとき、交流磁場はファラデーの法則に従って2次カプラにおいて起電力(EMF)を誘起し、それによってレシーバにワイヤレスに電力を伝達する。
家庭の駐車ゾーンと公共の駐車ゾーンの両方における数キロワットの電力レベルでの電気的に充電可能な車両への誘導電力伝達には、近接する人および機器の安全のために、特別な保護的対策が必要になる場合がある。そのような対策には、IPTシステムの危険な空間における移動物体の検出が含まれる場合がある。このことは特に、危険な空間が開放されており到達可能であるシステムに当てはまる場合がある。そのような対策はまた、生体(たとえば、人、人の四肢、または動物)をそのような強い電磁場への曝露から保護するための生体の検出を含む場合がある。
IPTシステムの危険な空間は、電磁場のレベルがある危険なレベルを超える空間として定義される場合がある。これらのレベルは、人に対する曝露の規制上の限界、金属の外来物体における渦電流加熱効果によって決定される磁束密度の限界、または、特定の製品もしくは特定の使用事例に適用可能な規格によって規定される限界のような他の限界に基づく場合がある。したがって、ワイヤレス電力伝達用途における生体保護のためのシステム、方法、および装置が望ましい。
添付の特許請求の範囲内のシステム、方法、およびデバイスの様々な実装形態は、各々がいくつかの態様を有し、そのうちの単一の実装形態が、本明細書で説明する望ましい属性を単独で担うものではない。本明細書では、添付の特許請求の範囲を限定することなく、いくつかの顕著な特徴について説明する。
本明細書で説明する主題の1つまたは複数の実装形態の詳細は、添付の図面および以下の説明に記載される。他の特徴、態様、および利点は、説明、図面および特許請求の範囲から明らかになるであろう。以下の図の相対寸法は、原寸に比例して描かれていないことがあることに留意されたい。
いくつかの実装形態では、ワイヤレス電力伝達システムの検出エリアにおいて物体を検出するための装置を提供する。この装置は、複数のレーダートランシーバを備える。この装置は、複数のレーダートランシーバからレーダーデータを受信し、受信されたレーダーデータに基づいて検出エリアにおいて物体を検出し、検出エリアを調整するように構成された少なくとも1つのプロセッサをさらに備える。
他のいくつかの実装形態では、ワイヤレス電力伝達システムの検出エリアにおいて物体を検出するための方法を提供する。この方法は、複数のレーダートランシーバのうちの少なくとも1つを利用してレーダー信号を送信するステップを含む。この方法は、複数のレーダートランシーバのうちの少なくとも1つを利用してレーダー信号を受信するステップを含む。この方法は、複数のレーダートランシーバのうちの少なくとも1つから受信されたレーダー信号に関連するレーダーデータを受信するステップを含む。この方法は、受信されたレーダーデータに基づいて検出エリアにおいて物体を検出するステップを含む。この方法は、検出エリアを調整するステップを含む。
また他の実装形態では、実行されたときに、ワイヤレス電力伝達システムの検出エリアにおいて物体を検出するための装置に、複数のレーダートランシーバのうちの少なくとも1つを利用してレーダー信号を送信させるコードを含む非一時的コンピュータ可読媒体を提供する。このコードは、実行されたときに、さらに、装置に、複数のレーダートランシーバのうちの少なくとも1つを利用してレーダー信号を受信させる。このコードは、実行されたときに、さらに、装置に、受信されたレーダーデータに基づいて装置の検出エリアにおいて物体を検出させる。このコードは、実行されたときに、さらに、装置に、複数のレーダートランシーバのうちの少なくとも1つから受信されたレーダー信号に関連するレーダーデータを受信させる。このコードは、実行されたときに、さらに、装置に検出エリアを調整させる。
また他の実装形態では、ワイヤレス電力伝達システムの検出エリアにおいて物体を検出するための装置を提供する。この装置は、レーダー信号を送受信するための複数の手段を備える。この装置は、レーダー信号を送受信するための複数の手段からレーダーデータを受信するための手段を備える。この装置は、受信されたレーダーデータに基づいて検出エリアにおいて物体を検出するための手段を備える。この装置は、検出エリアを調整するための手段を備える。
いくつかの例示的な実装形態による、電気車両を充電するための例示的なワイヤレス電力伝達システムを示す図である。 いくつかの例示的な実装形態による、図1に関連してすでに説明したシステムと同様なワイヤレス電力伝達システムの例示的なコア構成要素の概略図である。 図1のワイヤレス電力伝達システムの例示的なコア構成要素および補助構成要素を示す機能ブロック図である。 いくつかの例示的な実装形態によるワイヤレス電力トランスミッタのベースパッドに組み込まれた生体または移動物体検出システムの概略図である。 いくつかの例示的な実装形態による、図4に示すレーダーモジュールの機能ブロック図である。 いくつかの例示的な実装形態による、検出エリアにおいて物体が検出されないときに図4のレーダーモジュールのうちの1つまたは複数から受信された生レーダーデータのチャートである。 いくつかの例示的な実装形態による、検出エリアにおいて物体が検出されたときに図4のレーダーモジュールのうちの1つまたは複数から受信された生レーダーデータのチャートである。 いくつかの例示的な実装形態による、高域フィルタの機能ブロック図である。 いくつかの例示的な実装形態による、図8のフィルタを利用して高域フィルタ処理されたレーダーデータのチャートである。 いくつかの例示的な実装形態による、図9の高域フィルタ処理されたレーダーデータの正のエンベロープ波形のチャートである。 いくつかの例示的な実装形態による、図9の高域フィルタ処理されたレーダーデータのそれぞれの区間のFFTによって形成された複数の周波数領域チャートである。 一実装形態による、ワイヤレス電力伝達システムに近接する物体を検出するための装置の調整可能な検出エリアの図である。 いくつかの例示的な実装形態による、ワイヤレス電力伝達システムに近接する検出エリアにおいて物体を検出するための方法を示すフローチャートである。 いくつかの例示的な実装形態による、ワイヤレス電力伝達システムに近接する検出エリアにおいて物体を検出するための装置の機能ブロック図である。
添付の図面に関連して以下に記載される詳細な説明は、例示的な実装形態の説明であることが意図されており、本発明が実践される場合がある唯一の実装形態を表すことは意図されていない。この説明全体にわたって使用される「例示的」という用語は、「例、実例、または例示としての役割を果たす」ことを意味しており、必ずしも、他の例示的な実装形態よりも好ましいか、または有利なものと解釈されるべきではない。詳細な説明は、例示的な実装形態の完全な理解を与えるための具体的な詳細を含む。場合によっては、いくつかのデバイスはブロック図の形態で示される。
電力をワイヤレスに伝達することは、物理的な電気導体を使用せずに、電場、磁場、電磁場、またはその他に関連する任意の形態のエネルギーをトランスミッタからレシーバに伝達することを指す場合がある(たとえば、電力は、自由空間を通じて伝達される場合がある)。電力伝達を実現するために、ワイヤレス場(たとえば、磁場)に出力された電力は、「受信コイル」によって受信されるかまたは取り込まれるかまたは結合される場合がある。
本明細書では、遠隔システムについて説明するために電気車両が使用され、その一例は、その運動能力の一部として、充電可能なエネルギー蓄積デバイス(たとえば、1つまたは複数の再充電可能な電気化学セルまたは他のタイプのバッテリー)から導かれた電力を含む車両である。非限定的な例として、いくつかの電気車両は、電気モータ以外に、直接運動するかまたは車両のバッテリーを充電するための従来型の燃焼機関を含むハイブリッド電気車両であってもよい。他の電気車両は、運動能力のすべてを電力から取り出してもよい。電気車両は自動車に限定されず、オートバイ、カート、スクーターなどを含んでもよい。限定ではなく例として、遠隔システムについて本明細書では、電気車両(EV)の形態で説明する。さらに、充電可能なエネルギー蓄積デバイスを使用して少なくとも部分的に電力供給される場合がある他の遠隔システム(たとえば、パーソナルコンピューティングデバイスなどの電子デバイス)も企図される。
図1は、いくつかの例示的な実装形態による、電気車両を充電するための例示的なワイヤレス電力伝達システム100の図である。ワイヤレス電力伝達システム100は、電気車両112が効率的にベースワイヤレス充電システム102aに結合するように駐車している間に電気車両112を充電するのを可能にする。駐車エリアには、対応するベースワイヤレス充電システム102aおよび102bの上に駐車する2台の電気車両用のスペースが示されている。いくつかの実装形態では、ローカル配電センター130は、電力バックボーン132に接続され、交流電流(AC)または直流電流(DC)を、電力リンク110を介してベースワイヤレス充電システム102aおよび102bに供給するように構成されてもよい。ベースワイヤレス充電システム102aおよび102bの各々はまた、それぞれ、電力をワイヤレスに伝達するためのベースカプラ104a、104bを含む。いくつかの他の実装形態では(図1に示さず)、ベースカプラ104aまたは104bは、スタンドアロンの物理ユニットであってよく、ベースワイヤレス充電システム102aまたは102bの一部ではない。
電気車両112は、バッテリーユニット118、電気車両カプラ116、および電気車両ワイヤレス充電ユニット114を含んでもよい。電気車両ワイヤレス充電ユニット114および電気車両カプラ116は、電気車両ワイヤレス充電システムを構成する。本明細書に示すいくつかの図では、電気車両ワイヤレス充電ユニット114は、車両充電ユニット(VCU)とも呼ばれる。電動車両カプラ116は、たとえば、ベースカプラ104aによって生成される電磁場の領域を介して、ベースカプラ104aと相互作用してもよい。
いくつかの例示的な実装形態では、電気車両カプラ116は、ベースカプラ104aによって生成された電磁場内に位置するときに、電力を受信する場合がある。この場は、ベースカプラ104aによって出力されるエネルギーが電動車両カプラ116によって捕捉される場合がある領域に相当してもよい。たとえば、ベースカプラ104aによって出力されるエネルギーは、電気車両112を充電または給電するのに十分なレベルであってもよい。場合によっては、この場は、ベースカプラ104aの「近距離場」に相当してもよい。近距離場は、ベースカプラ104aから離れる方向に電力を放射しない、ベースカプラ104aの中の電流および電荷からもたらされる、強い反応場が存在する領域に相当してもよい。場合によっては、近距離場は、以下でさらに説明するように、ベースカプラ104aから、ベースカプラ104aによって生成される電磁場の周波数の波長の約1/2π以内離れた位置にある領域に相当してもよい。
ローカル配電センター130は、通信バックホール134を介して外部ソース(たとえば、電力網)と通信し、通信リンク108を介してベースワイヤレス充電システム102aと通信するように構成されてもよい。
いくつかの実装形態では、電気車両カプラ116は、電気車両のオペレータによって単に、電気車両カプラ116がベースカプラ104aと十分に位置合わせされるように電気車両112を位置決めすることによって、ベースカプラ104aと位置合わせされ、したがって、近距離場の領域内に配置されてもよい。位置合わせ誤差が許容できる値を下回ったときに位置合わせが十分であると見なされてもよい。他の実装形態では、オペレータに、電気車両112がワイヤレス電力伝達のための許容エリア内に適切に配置されたときにそのことを判定するために、視覚的なフィードバックおよび/または音声のフィードバックが与えられてもよい。また他の実装形態では、電気車両112は、オートパイロットシステムによって位置決めされてもよく、オートパイロットシステムは、十分な位置合わせが達成されるまで電気車両112を移動させてもよい。これは、運転者の介入の有無とは無関係に電気車両112によって自動的かつ自律的に実行されてもよい。これは、サーボステアリング、レーダーセンサ(たとえば、超音波センサ)、および電気車両を安全に操作かつ調整するための知能が装備されている電気車両112の場合に可能であることがある。さらに他の実装形態では、電気車両112および/またはベースワイヤレス充電システム102aは、カプラ116および104aをそれぞれ互いに対して機械的に変位および移動させてそれらの向きまたは位置をより正確に合わせ、それらの間に十分な結合および/または場合によってはより効率的な結合を生じさせるための機能を有してもよい。
ベースワイヤレス充電システム102aは、様々なロケーションに位置してもよい。非限定的な例として、いくつかの適切なロケーションは、電気車両112の所有者の自宅における駐車エリア、従来型の石油ベースの給油所にならって作られた、電気車両のワイヤレス充電のために確保された駐車エリア、およびショッピングセンターや職場などの他のロケーションにおける駐車場を含む。
電気車両をワイヤレスに充電することは、数多くの利点をもたらす場合がある。たとえば、充電は、自動的に、ほとんど運転者の介入または操作を伴わずに実行されてもよく、それによって、ユーザの利便性を向上させる。また、露出した電気的接点および機械的な摩耗がなくなる場合があり、それによってワイヤレス電力伝達システム100の信頼性が向上する。ケーブルおよびコネクタを用いる操作が不要になる場合があり、屋外環境において水分にさらされるケーブル、プラグ、またはソケットがなくてもよいので、安全性が向上する場合がある。さらに、目に見えるかまたは手が届くソケット、ケーブル、またはプラグもなくてよく、それによって、電力充電デバイスへの潜在的な荒らしが抑制される。さらに、電力網を安定させるために、電気車両112を分散蓄積デバイスとして使用してもよいので、好都合な電力網へのドッキングソリューション(docking-to-grid solution)は、車両から電力網への(V2G)の動作への車両の利用可能性を高める助けとなり得る。
図1を参照して記載されたワイヤレス電力伝達システム100は、見た目がよくかつ障害がないという利点をもたらし得る。たとえば、車両および/または歩行者の妨げになる場合がある、充電柱(charge column)および充電ケーブルがなくなり得る。
車両から電力網への機能のさらなる説明として、ワイヤレス電力の送信機能および受信機能は、ベースワイヤレス充電システム102aが電気車両112に電力を送信することができ、あるいは電気車両112がベースワイヤレス充電システム102aに電力を送信することができるように、互恵的に構成することができる。この機能は、再生可能エネルギー生産(たとえば、風または太陽)の過剰な需要または不足によって引き起こされるエネルギー不足の際に、電気車両112が配電システム全体に電力を与えることができるようにすることによって配電網を安定させるために、有用であり得る。
図2は、いくつかの例示的な実装形態による、図1に関連してすでに説明したシステムと同様なワイヤレス電力伝達システム200の例示的なコア構成要素の概略図である。図2に示されるように、ワイヤレス電力伝達システム200は、インダクタンスL1を有するベースカプラ204を含むベース共振回路206を含んでもよい。ワイヤレス電力伝達システム200は、インダクタンスL2を有する電気車両カプラ216を含む電気車両共振回路222をさらに含む。本明細書において説明する実装形態は、1次側構造物(トランスミッタ)と2次側構造物(レシーバ)の両方が共通の共振周波数に同調されている場合に、磁気的または電磁気的な近距離場を介してトランスミッタからレシーバへとエネルギーを効率的に結合することが可能な、共振構造を形成する容量装荷型導体ループ(すなわち、多巻コイル)を使用してもよい。コイルは、電気車両カプラ216およびベースカプラ204に使用されてもよい。エネルギーを結合するために共振構造を使用することは、「磁気結合共振」、「電磁結合共振」、および/または「共振誘導」と呼ばれる場合がある。ワイヤレス電力伝達システム200の動作について、ベースカプラ204から電気車両112(図示せず)への電力伝達に基づいて説明するが、それに限定されない。たとえば、上記で説明したように、エネルギーはまた、逆方向に伝達されてもよい。
図2を参照すると、電源208(たとえば、ACまたはDC)が、ベースワイヤレス電力充電システム202の部分としてのベース電力コンバータ236に電力PSDCを供給して、エネルギーを電気車両(たとえば、図1の電気車両112)に伝達する。ベース電力コンバータ236は、標準的な電源のACからの電力を、適切な電圧レベルのDC電力へ変換するように構成されるAC/DCコンバータ、および、DC電力をワイヤレス大電力伝達に適した動作周波数の電力に変換するように構成されるDC/低周波(LF)コンバータなどの回路を含んでもよい。ベース電力コンバータ236は、電力P1をベースカプラ204と直列の同調キャパシタC1を含むベース共振回路206に供給して、動作周波数において電磁場を放出する。直列同調共振回路206は、例示的なものと解釈されるべきである。別の実装形態では、キャパシタC1は、ベースカプラ204と並列に結合されてもよい。また他の実装形態では、同調は、並列トポロジまたは直列トポロジの任意の組合せにおいて、いくつかのリアクタンス要素から形成されてもよい。キャパシタC1は、実質的に動作周波数で共振するベースカプラ204とともに共振回路を形成するために設けられてもよい。ベースカプラ204は、電力P1を受信し、電気車両を充電または給電するのに十分なレベルの電力をワイヤレスに送信する。たとえば、ベースカプラ204によってワイヤレスに供給される電力レベルは、数キロワット(kW)程度(たとえば、1kWから110kWまでの任意のレベルであるが、実際のレベルはこれより高くてもあるいは低くてもよい)であってもよい。
ベース共振回路206(ベースカプラ204および同調キャパシタC1を含む)および電気車両共振回路222(電気車両カプラ216および同調キャパシタC2を含む)は、実質的に同じ周波数に同調されてもよい。さらに以下で説明するように、電気車両カプラ216は、ベースカプラの近距離場内に位置決めされてもよく、その逆も同様である。この場合には、ベースカプラ204および電気車両カプラ216は、電力がベースカプラ204から電気車両カプラ216へワイヤレスに伝達される場合があるように互いに結合されるようになってもよい。直列キャパシタC2は、実質的に動作周波数で共振する電気車両カプラ216とともに共振回路を形成するように設けられてもよい。直列同調共振回路222は、例示的であるものと解釈されるべきである。別の実装形態では、キャパシタC2は、電気車両カプラ216と並列に結合されてもよい。また他の実装形態では、電気車両共振回路222は、並列トポロジまたは直列トポロジの任意の組合せにおいて、いくつかのリアクタンス要素から形成されてもよい。要素k(d)は、コイル間隔dにおいて得られる相互結合係数を表す。等価抵抗Req,1およびReq,2は、それぞれ、ベースカプラ204および電気車両カプラ216ならびに同調(逆リアクタンス)キャパシタC1およびC2に固有であり得る損失を表す。電気車両カプラ216およびキャパシタC2を含む電気車両共振回路222は、電力P2を受信し、電力P2を電気車両充電システム214の電気車両電力コンバータ238に供給する。
電気車両電力コンバータ238は、とりわけ、動作周波数での電力を、電気車両バッテリーユニットを表す場合がある負荷218の電圧レベルでのDC電力に戻す形で変換するように構成される、LF/DCコンバータを含んでもよい。電気車両電力コンバータ238は、変換された電力PLDCを負荷218に供給してもよい。電源208、ベース電力コンバータ236、およびベースカプラ204は、上記で説明したような様々なロケーションに固定され、位置してもよい。電気車両負荷218(たとえば、電気車両バッテリーユニット)、電気車両電力コンバータ238、および電気車両カプラ216は、電気車両(たとえば、電気車両112)の一部、またはそのバッテリーパック(図示せず)の一部である電気車両充電システム214に含まれてもよい。電気車両充電システム214はまた、電気車両カプラ216を通じてベースワイヤレス電力充電システム202に電力をワイヤレスに供給して、電力を電力網に戻すように構成されてもよい。電気車両カプラ216およびベースカプラ204の各々は、動作モードに基づいて、送信カプラまたは受信カプラとしての働きをすることができる。
図示されていないが、ワイヤレス電力伝達システム200は、電気車両負荷218または電源208をワイヤレス電力伝達システム200から安全に切り離すための、負荷切断ユニット(LDU)(図示せず)を含んでもよい。たとえば、緊急事態またはシステム障害の場合、LDUは、トリガされワイヤレス電力伝達システム200から負荷を切断してもよい。LDUは、バッテリーへの充電を管理するためのバッテリー管理システムに加えて設けられてよく、または、バッテリー管理システムの一部であってもよい。
さらに、電気車両充電システム214は、電気車両カプラ216を電気車両電力コンバータ238と選択的に接続および切断するための、スイッチング回路(図示せず)を含んでもよい。電気車両カプラ216を切断することによって、充電が中止する場合があり、(トランスミッタとしての働きをする)ベースワイヤレス電力充電システム202によって「見える」「負荷」を変化することもあり、このことが、(レシーバとしての働きをする)電気車両充電システム214をベースワイヤレス充電システム202から「覆い隠す」ために使用されてもよい。トランスミッタが負荷感知回路を含む場合、負荷の変化が検出されることがある。したがって、以下においてさらに説明するように、ベースワイヤレス充電システム202などのトランスミッタは、電気車両充電システム214などのレシーバがベースカプラ204の近距離場結合モード領域に存在するときにそのことを判定するための機構を有してもよい。
上述のように、動作時には、電気車両(たとえば、図1の電気車両112)にエネルギーが伝達される間に、ベースカプラ204がエネルギー伝達を実現するための電磁場を生成するように、入力電力が電源208から供給される。電気車両カプラ216は、電磁場に結合し、電気車両112によって蓄積または消費される出力電力を生成する。上述のように、いくつかの実装形態では、ベース共振回路206および電気車両共振回路222は、それらがほぼ動作周波数においてあるいは実質的に動作周波数において共振するような、相互共振関係に従って構成され同調される。以下でさらに説明するように、電気車両カプラ216がベースカプラ204の近距離場結合モード領域内に位置しているとき、ベースワイヤレス電力充電システム202と電気車両充電システム214との間の送信損失は最小である。
上述のように、効率的なエネルギー伝達は、空間への放射による大幅な損失を伴うことがある遠距離場での電磁波を介するのではなく、磁気的な近距離場を介してエネルギーを伝達することによって行われる。近距離場内に位置するとき、送信カプラと受信カプラとの間に結合モードが確立される場合がある。この近距離場結合が発生する場合があるカプラの周りの空間は、本明細書では近距離場結合モード領域と呼ばれる。
図示されていないが、ベース電力コンバータ236および電気車両電力コンバータ238は双方向型である場合、どちらも、送信モードに関して発振器、電力増幅器などの駆動回路、フィルタ、および整合回路を含み、受信モードに関して整流器回路を含んでもよい。発振器は、調整信号に応答して調整される場合がある所望の動作周波数を生成するように構成されてもよい。発振器信号は、電力増幅器によって、制御信号に応答する増幅量で増幅されてもよい。フィルタおよび整合回路は、高調波または他の不要な周波数を除去し、共振回路206および222によって与えられるようなインピーダンスを、ベース電力コンバータ236および電気車両電力コンバータ238にそれぞれ整合させるために含まれてもよい。受信モードに関して、ベース電力コンバータ236および電気車両電力コンバータ238はまた、整流器およびスイッチング回路を含んでもよい。
開示される実装形態全体で説明されるような電気車両カプラ216およびベースカプラ204は、「導体ループ」、より具体的には「多巻導体ループ」またはコイルと呼ばれることがあり、またはそのように構成されてもよい。ベースカプラ204および電気車両カプラ216はまた、「磁気」カプラと本明細書では呼ばれることがあり、またはそのように構成されてもよい。「カプラ」という用語は、別の「カプラ」に結合するために、エネルギーをワイヤレスに出力または受信することができる構成要素を指すことを意図される。
上記で説明したように、トランスミッタとレシーバとの間のエネルギーの効率的な伝達は、トランスミッタとレシーバとの間の共振が整合しているときまたはほぼ整合しているときに行われる。しかしながら、トランスミッタとレシーバとの間の共振が整合していないときでも、エネルギーはより低い効率で伝達される場合がある。
共振周波数は、上述のようなカプラ(たとえば、ベースカプラ204およびキャパシタC2)を含む共振回路(たとえば、共振回路206)のインダクタンスおよび静電容量に基づいてもよい。図2に示すように、インダクタンスは、一般にカプラのインダクタンスである場合があり、一方、静電容量は、所望の共振周波数において共振構造を作成するようにカプラに付加される場合がある。したがって、大きいインダクタンスを示す大きい直径のコイルを使用する大きいサイズのカプラの場合、共振を生み出すために必要となる静電容量の値は小さくてよい。インダクタンスはまた、コイルの巻数に依存する場合がある。さらに、カプラのサイズが増大するにつれて、結合効率が高くなる場合がある。このことは、主にベースカプラと電気車両カプラの両方のサイズが増大する場合に当てはまる。さらに、カプラおよび同調キャパシタを含む共振回路は、エネルギー伝達効率を改善するために高い品質(Q)ファクタを有するように設計されてもよい。たとえば、Qファクタは300以上であってもよい。
上述のように、いくつかの実装形態によれば、互いの近距離場内に位置する2つのカプラの間で電力を結合することが開示される。上述のように、近距離場は、主にリアクタンスを持つ電磁場が存在するカプラの周りの領域に相当してもよい。カプラの物理的サイズが周波数に反比例する波長よりもずっと小さい場合、波がカプラから離れる方向に伝搬または放射することに起因する電力の損失はほとんどない。近距離場結合モード領域は、カプラの物理的ボリュームの近くに位置し、通常は波長のごく一部の中に位置するボリュームに相当してもよい。いくつかの実装形態によれば、外来物体、たとえば、誘電物体および人体との相互作用がより小さいので、実際に磁場を取り扱うことは電場よりも容易であるために、単巻および多巻導体ループなどの磁気カプラが送信と受信の両方のために使用されることが好ましい。とはいえ、「電気」カプラ(たとえば、ダイポールおよびモノポール)または磁気カプラと電気カプラの組合せが使用されてもよい。
図3は、図1のワイヤレス電力伝達システム100において使用される場合があり、ならびに/あるいは図2のワイヤレス電力伝達システム200が一部であり得る、ワイヤレス電力伝達システム300の例示的な構成要素を示す機能ブロック図である。ワイヤレス電力伝達システム300は、通信リンク376と、位置または方向を決定するための、たとえば磁場信号を使用する案内リンク366と、ベースカプラ304と電気車両カプラ316のうちの一方または両方を機械的に移動させることができる位置合わせ機構356とを示す。ベースカプラ304および電気車両カプラ316の機械的な(運動学的な)位置合わせは、ベース位置合わせシステム352および電気車両充電位置合わせシステム354によって、それぞれ制御されてもよい。案内リンク366は、双方向シグナリングを可能にすることがあり、すなわち、案内信号は、ベース案内システムによって放出されることもまたは電気車両案内システムによって放出されることもあり、あるいはその両方によって放出されることもある。図1を参照して上記で説明したように、エネルギーが電気車両112の方へ流れるとき、図3において、ベース充電システム電力インターフェース348は、ベース電力コンバータ336にAC電源またはDC電源(図示せず)などの電源から電力を供給するように構成されてもよい。ベース電力コンバータ336は、ベース充電システム電力インターフェース348を介してAC電力またはDC電力を受信して、図2に関するベース共振回路206の共振周波数に近い周波数または共振周波数においてベースカプラ304を駆動してもよい。電気車両カプラ316は、近距離場結合モード領域内に位置するとき、エネルギーを電磁場から受信して、図2に関する電気車両共振回路222の共振周波数または共振周波数に近い周波数において発振する場合がある。電気車両電力コンバータ338は、電気車両カプラ316からの発振信号を、電気車両電力インターフェースを介してバッテリーを充電するための適した電力信号に変換する。
ベースワイヤレス充電システム302は、ベースコントローラ342を含み、電気車両充電システム314は、電気車両コントローラ344を含む。ベースコントローラ342は、たとえば、コンピュータ、ベース共通通信(BCC)、電力配電センターの通信エンティティ、またはスマート電力網の通信エンティティなどの他のシステム(図示せず)に、ベース充電システム通信インターフェースを提供してもよい。電気車両コントローラ344は、たとえば、車両上のオンボードコンピュータ、バッテリー管理システム、車両内の他のシステム、および遠隔システムなどの他のシステム(図示せず)に、電気車両通信インターフェースを提供してもよい。
ベース通信システム372および電気車両通信システム374は、別個の通信チャネルを伴う特有の用途のためのサブシステムまたはモジュールであって、さらに図3の図に示されない他の通信エンティティとワイヤレスに通信するためのサブシステムまたはモジュールを含んでもよい。これらの通信チャネルは、別個の物理チャネルまたは別個の論理チャネルであってもよい。非限定的な例として、ベース位置合わせシステム352は、通信リンク376を通じて電気車両位置合わせシステム354と通信して、たとえば、電気車両位置合わせシステム354もしくはベース位置合わせシステム352のいずれか、またはそれらの両方による自律的、機械的(運動学的)な位置合わせを介して、または本明細書において説明するオペレータ支援を用いて、ベースカプラ304および電気車両カプラ316をより綿密に位置合わせするためのフィードバック機構を供給してもよい。同様に、ベース案内システム362は、充電スポットへオペレータを案内するために、またベースカプラ304および電気車両カプラ316を位置合わせする際に、必要とされる位置または方向を決定するために、通信リンク376を通じて、また同様に案内リンク366を使用して電気車両案内システム364と通信してもよい。いくつかの実装形態では、通信リンク376は、ベースワイヤレス充電システム302と電気車両充電システム314との間で他の情報を通信するために、ベース通信システム372および電気車両通信システム374によってサポートされる複数の別個の汎用通信チャネルを備えてもよい。この情報は、電気車両の特性、バッテリーの特性、充電状態、およびベースワイヤレス充電システム302と電気車両充電システム314の両方の電力能力についての情報、および電気車両に関する保守および診断データを含んでもよい。これらの通信チャネルは、たとえば、WLAN、Bluetooth(登録商標)、zigbee、セルラーなどのような、別個の論理チャネルまたは別個の物理通信チャネルであってもよい。
いくつかの実装形態では、電気車両コントローラ344はまた、電気車両の主要バッテリーおよび/または補助バッテリーの充電および放電を管理するバッテリー管理システム(BMS)(図示せず)を含んでもよい。本明細書で説明するように、ベース案内システム362および電気車両案内システム364は、たとえば、マイクロ波、超音波レーダー、または磁気ベクトル化原理に基づいて位置または方向を決定するために必要とされる機能およびセンサを含む。さらに、電気車両コントローラ344は、電気車両搭載システムと通信するように構成されてもよい。たとえば、電気車両コントローラ344は、たとえば、半自動の駐車操作を実行するように構成されたブレーキシステムに関する位置データ、または、ベースカプラ304と電気車両カプラ316との間において十分な位置合わせを行うためにいくつかの応用例で必要となる場合があるより高い利便性および/またはより高い駐車精度を実現する場合がある、大部分が自動化された駐車(「パークバイワイヤ」)とともに支援するように構成されたステアリングサーボシステムに関する位置データを、電気車両通信インターフェースを介して供給してもよい。その上、電気車両コントローラ344は、視覚的出力デバイス(たとえば、ダッシュボードのディスプレイ)、音響/オーディオ出力デバイス(たとえば、ブザー、スピーカー)、機械的入力デバイス(たとえば、キーボード、タッチスクリーン、および、ジョイスティック、トラックボールなどのポインティングデバイスなど)、およびオーディオ入力デバイス(たとえば、電子音声認識を伴うマイクロフォン)と通信するように構成されてもよい。
ワイヤレス電力伝達システム300は、検出およびセンサシステム(図示せず)などの他の補助システムを含んでもよい。たとえば、ワイヤレス電力伝達システム300は、案内システム(362、364)によって必要とされる位置を決定して運転者または車両を充電スポットへ適切に案内するためのシステムとともに使用されるセンサ、必要な分離/結合を用いてカプラ同士を相互に位置合わせするためのセンサ、電気車両カプラ316が結合を達成するために特定の高さおよび/または位置へ移動するのを妨げることがある物体を検出するためのセンサ、ならびにシステムの信頼できる無害かつ安全な動作を実行するためにシステムとともに使用される安全センサを含んでもよい。たとえば、安全センサは、安全半径を越えてベースカプラ304および電気車両カプラ316に接近しつつある動物または子供の存在の検出、加熱(誘導加熱)されることがあるベースカプラ(304)または電気車両カプラ(316)の近くにまたは近接して位置する金属物体の検出、およびベースカプラ(304)または電気車両カプラ(316)に近接する白熱物体などの有害な事象の検出のためのセンサを含んでもよい。
ワイヤレス電力伝達システム300はまた、たとえば、有線充電ポート(図示せず)を電気車両充電システム314に設けることによって、有線接続を介したプラグイン充電をサポートしてもよい。電気車両充電システム314は、電気車両との間で電力を伝達する前に、2つの異なる充電器の出力を統合してもよい。スイッチング回路は、ワイヤレス充電と有線充電ポートを介した充電との両方をサポートするために必要とされる機能を実現してもよい。
ベースワイヤレス充電システム302と電気車両充電システム314との間で通信するために、ワイヤレス電力伝達システム300は、ベースカプラ304および電気車両カプラ316を介した帯域内シグナリング、および/または、通信システム(372、374)を介した、たとえば、RFデータモデム(たとえば、非ライセンス帯域の中での無線上のイーサーネット)を介した帯域外シグナリングを使用してもよい。帯域外通信は、車両のユーザ/所有者への付加価値サービスの割振りのために十分な帯域幅を実現する場合がある。ワイヤレス電力搬送波の低深度の振幅変調または位相変調が、干渉が最小限の帯域内シグナリングシステムとしての働きをする場合がある。
一部の通信(たとえば、帯域内シグナリング)は、特定の通信アンテナを使用することなく、ワイヤレス電力リンクを介して実行されてもよい。たとえば、ベースカプラ304および電気車両カプラ316はまた、ワイヤレス通信アンテナとしての働きをするように構成されてもよい。したがって、ベースワイヤレス充電システム302のいくつかの実装形態は、ワイヤレス電力経路上でのキーイングタイプのプロトコルを可能にするためのコントローラ(図示せず)を含んでもよい。あらかじめ定められたプロトコルによりあらかじめ定められた間隔で送信電力レベルをキーイングすることによって(振幅シフトキーイング)、レシーバはトランスミッタからのシリアル通信を検出してもよい。ベース電力コンバータ336は、ベースカプラ304の近距離場結合モード領域内での動作中の電気車両電力レシーバの存在または不在を検出するための負荷感知回路(図示せず)を含んでもよい。例として、負荷感知回路は、ベース電力コンバータ336の電力増幅器へ流れている電流を監視し、その電流は、ベースカプラ304の近距離場結合モード領域内での動作中の電力レシーバの存在または不在によって影響を及ぼされる。電力増幅器での負荷の変化の検出は、エネルギーを送信するためのベースワイヤレス充電システム302を有効にするのかどうか、レシーバと通信するのかどうか、またはそれらの組合せを判定する際に使用するために、ベースコントローラ342によって監視されてもよい。
本明細書において説明する実装形態は、IPTベースパッドの周りの調整可能な検出エリア内に位置する場合がある生体および/または移動物体を自動的に検出することを対象とする。図4は、いくつかの例示的な実装形態によるワイヤレス電力トランスミッタのベースパッド404に組み込まれた生体または移動物体検出システムの概略図400である。図4に示すように、ベースパッド404は、各々がベースパッド404の側面と一体化されるかまたは側面に取り付けられた複数のレーダーモジュール406a、406b、406c、406d、406e、および406fをさらに含んでもよい。いくつかの実装形態では、各レーダーモジュールは、他のレーダーモジュールによって生成された信号が特定のレーダーモジュールの動作に干渉しないように他のレーダーモジュールとは独立に動作するように構成されてもよい。レーダーモジュール406a〜406fはベースパッド404の側面上に取り付けられるので、すべての側面上の生体保護(LOP)カバレージまたはベースパッド404の全周縁に沿った生体保護カバレージが実現されてもよい。ベースパッド404の側面にレーダーモジュール406a〜406fを取り付けると、各レーダーモジュールが実質的に水平の視野を有することが可能になる場合がある(たとえば、モジュール406a〜406fの各々のトランシーバは、図4に太い矢印によって示されているように、ベースパッド404から実質的に離れる方向に向けられてもよく、ベースパッド404が位置する表面の平面に実質的に平行な方向において送受信するように構成されてもよい)。そのような実装形態では、レーダーモジュール406a〜406fの各々のプリント回路板(PCB)は、実質的に垂直方向にまたは垂直方向からわずかに傾斜した角度に(たとえば、ベースパッド404が位置する表面の平面に実質的に垂直に)一体化されてもよい。これによって、ベースパッド404の寸法を大きくせずにレーダーモジュールを一体化することが可能になる場合がある。他のいくつかの実装形態では、レーダーモジュール406a〜406fは、ベースパッド404が表面と同一平面内に取り付けられるようにベースパッド404の上面の真下に組み込まれてもよい。他のいくつかの実装形態では、レーダーモジュール406a〜406fは、車両パッド一体化システムまたは個別システムのいずれかとして車両上に設置されてもよい。
図4に示すように、ベースパッド404は、細い破線によって示すように、レーダーモジュール406a〜406fの各々に接続されたプロセッサ408(たとえば、プロセッサ)をさらに含んでもよい。プロセッサ408は、レーダーモジュール406a〜406f上の複数のレーダートランシーバからレーダーデータを受信するように構成されてもよい。以下に図6〜図11に関連してより詳細に説明するように、プロセッサ408は、レーダーモジュール406a〜406fのうちの1つまたは複数からの生レーダーデータを個別に利用する(たとえば、1つのレーダーモジュールのみからの生レーダーデータを検討する)かまたは組み合わせて利用して(たとえば、複数のレーダーモジュールからの生レーダーデータをある程度集合的に検討して)調整可能な検出領域、検出エリア、または検出ゾーン内の移動物体または生体の存在を判定してもよい。したがって、プロセッサ408および複数のレーダーモジュール406a〜406fは、検出領域において任意の生体または移動物体を検出するためのベースパッド404の周りの「仮想電子フェンス」を提供してもよい。さらに、プロセッサ408は、ワイヤレス電気車両充電(WEVC)システムの残りの部分に生レーダーデータまたは処理されたレーダーデータを供給し、WEVCシステムからステータス情報またはその他のデータを受信するように構成されてもよい。そのような目的を満たすために、プロセッサ408は、少なくとも、充電を停止するかまたはベースパッド404によってワイヤレスに送信される電力の量を減らすための物体検出トリガをWEVCシステムに伝達するために、太い点線によって示される通信リンクを介してWEVCシステムの他の部分と通信してもよい。また、この通信リンクまたは別の通信リンクが、以下に図12に関連してより詳細に説明するように、少なくとも、検出システムの検出領域を動的に調整するための、ステータス情報またはその他のデータをWEVCシステムから受信するために利用されてもよい。
次に、レーダーモジュール406a〜406fについて、図5に関連してより詳細に説明する。図5は、いくつかの例示的な実装形態による、図4に示すレーダーモジュール406の機能ブロック図である。レーダーモジュール406は、PCB516を備えてもよい。いくつかの実装形態では、PCB516は、幅が約25mmで長さが約120mmである形状因子を有してもよく、この場合、長さは、PCB516上に配設された送信アンテナ502と受信アンテナ504との間の分離距離「X」に少なくとも部分的に依存する場合がある。しかし、本出願はそのように限定されず、特定の実装形態に従って任意の寸法が利用されてもよい。受信アンテナ504から送信アンテナ502までの分離距離「X」は、目標とするレーダー範囲または所望のレーダー範囲あるいは検出エリア(たとえば、所望の検出エリア)の所望の幅または目標とする幅を基準としてもよい。たとえば、分離距離「X」を長くすると検出エリアがより広くなるが、使用可能な範囲が短くなる傾向がある(たとえば、検出エリアの長さがレーダーモジュールから離れる方向に延びる)。しかし、モジュール406の全体的な挙動および性能は、利用される送信アンテナおよび受信アンテナの種類および特性に依存する場合がある。他のいくつかの実装形態では、システム感度を犠牲にするとともに、場合によってはPCB516上で方向性カプラ回路を利用することが必要になることを犠牲にして、単一の送信/受信アンテナが企図されてもよい。
送信アンテナ502および受信アンテナ504は、1〜10GHzの周波数帯域において動作する超広帯域(UWB)レーダーアンテナを備えてもよいが、任意の関連する周波数帯域(たとえば、ISM用24GHz帯、ISM用60GHz帯、または自動車用77GHz帯)において動作する任意の種類のUWBレーダーアンテナが企図されてもよい。送信アンテナ502および受信アンテナ504は、動作平面(たとえば、実質的に水平な平面またはベースパッドが位置する表面に実質的に平行な表面)において全方向性送信パターンおよび受信パターンを有するように構成されてもよい。PCB516が垂直方向に一体化される場合、アンテナ502/504の主送信/受信ローブは、PCB516の表面に実質的に垂直であってもよい。逆に、PCB516が水平方向に一体化され、たとえば、ベースパッド404の上面の下方に一体化される場合、アンテナ502/504の主送信/受信ローブは、PCB516の表面に実質的に平行であってもよい。
レーダーモジュール406は、プロセッサ506と、UWBレーダーチップ508と、インターフェース回路510と、コネクタ512と、ローカル電源514とをさらに備えてもよい。インターフェース回路510は、たとえば、レーダーモジュール406を図4のプロセッサ408と接続させることに関係する処理を行うように構成されてもよい。UWBレーダーチップ508は、受信アンテナ504から受信された生レーダーデータを処理するかまたは送信アンテナ502に転送するように構成されてもよい。ローカル電源514は、レーダーモジュール406のチップまたは回路のいずれかに電力を供給するように構成されてもよい。コネクタ512は、レーダーモジュール406から図4に関連してすでに説明したプロセッサ408に生レーダーデータを供給するように構成されてもよい。
レーダーモジュール406は、それぞれ送信アンテナ502によって送信すべきであるかあるいは受信アンテナ504によって受信された生レーダーデータに対するあるレベルのローカル処理を実行するように構成された任意のプロセッサ506をさらに備えてもよい。しかし、少なくともいくつかの実装形態では、図4においてすでに説明したプロセッサ408は、レーダーモジュール406から受信された生レーダーデータの実質的にすべての処理を実行してもよい。
レーダーモジュール406は、送信アンテナ502を介してレーダー信号を送信し、受信アンテナ504を介して反射レーダー信号を受信し、図5のプロセッサ506および図4のプロセッサ408の少なくとも一方に生レーダーデータを供給するように構成されてもよい。最後に、プロセッサ408は、限定はしないが、検出された物体までの距離、検出された物体の速度、検出された物体への方向、または検出された物体のサイズを含む、調整可能な検出エリアにおいて検出された物体に関連する情報を判定、算出、検出、または供給するように構成されてもよい。検出エリアにおける物体の存在の検出または判定は、以下の図6〜図11に関連して説明するように1つまたは複数の処理方法に従って実施されてもよい。さらに、以下においてさらに説明するように、プロセッサ408は、1つまたは複数の基準に基づいて検出の感度または検出エリアのサイズを動的に調整するようにさらに構成されてもよい。物体を正確に検出したときには、ベースパッド404への電力を中断するかまたはより低いレベルに低下させてもよい。
図4のレーダーモジュール406a〜406fのうちの1つまたは複数から受信された生レーダーデータを信号処理する第1の方法は、図6〜図10に関連して説明するように時間領域アルゴリズムを利用してもよい。図6は、いくつかの例示的な実装形態による、検出エリアにおいて物体が検出されないときに図4のレーダーモジュール406a〜406fのうちの1つまたは複数から受信された生レーダーデータ602のチャート600である。チャート600は、水平または「x軸」に沿って、生レーダーデータのいくつかのサンプルを示す場合がある。たとえば、生レーダーデータは、複数の個別サンプルを含んでもよくあるいは複数の個別サンプルに変換されてもよい。チャート600は、垂直または「y軸」に沿って、複数の個別サンプルの例示的な振幅を示す場合がある。
動作時には、図5に示すレーダーモジュール406の送信アンテナ502はレーダー信号を送信してもよい。送信後、レーダー信号は受信アンテナ504によって受信されてもよく、生レーダーデータ602がプロセッサ408に転送されてもよい。サンプル数の増加は、送信アンテナ502によってレーダー信号を送信してから時間が経過するにつれて受信される生レーダーデータに相当してもよい。生レーダーデータ602は、生レーダーデータ602のサンプルに沿っていずれの顕著なローカル振幅変動もないことによって示されるように、検出エリアにおいて物体が検出されないことを示す場合もある(区間610参照)。
図7は、いくつかの例示的な実装形態による、検出エリアにおいて物体が検出されたときに図4のレーダーモジュール406a〜406fのうちの1つまたは複数から受信された生レーダーデータ702のチャート700である。図のように、検出エリア内に物体が存在するとき、生レーダーデータのサンプルに沿った顕著なローカル振幅変動が生レーダーデータ702内に現れる場合がある(区間710参照)。この振幅変動は、図5の送信アンテナ502によってすでに送信されたレーダー信号の1つまたは複数の遅延された反射に相当してもよい。
今後、検出エリアにおいて検出された物体を示す生レーダーデータ702は説明の目的に利用される場合がある。時間領域プロセスにおいて、図4のプロセッサ408はまず、生レーダーデータ702に高域フィルタを適用し、たとえば、1次無限インパルス応答(IIR)フィルタを利用して低周波数成分を除去してもよい。そのようなフィルタ構成の一例については、図8に関連してより詳細に説明する場合がある。
図8は、いくつかの例示的な実装形態による、高域フィルタ800の機能ブロック図を示す。フィルタ800は、第1のバッファまたは増幅器804に接続された入力802を備えてもよい。いくつかの実装形態では、増幅器804の利得係数はs(1) = 0.98372005506754279であってもよいが、他の値が利用されてもよい。増幅器804の出力は、第1の加算器806の正の入力に供給されてもよい。第1の加算器806の出力は、単一のサンプル遅延レジスタまたは遅延バッファ810の入力および第2の加算器812の正の入力に接続されてもよい。第2の加算器812の出力は、フィルタ800の出力816接続されてもよい。遅延バッファ810の出力は、加算器812の負の入力および第2のバッファまたは増幅器814の入力に入力されてもよい。いくつかの実装形態では、第2の増幅器814の利得係数はa(2)(1) = -0.96744011013508557であってもよいが、他の値が利用されてもよい。第2の増幅器814の出力は、第1の加算器806の負の入力に供給されてもよい。
図9は、いくつかの例示的な実装形態による、図8のフィルタ800を利用して高域フィルタ処理されたレーダーデータ902のチャート900である。たとえば、レーダーデータ902は、図8のフィルタ800によって高域フィルタ処理された後の図7の生レーダーデータ702に相当してもよい。図示のように、任意のDC成分または低周波数成分が除去または実質的に減衰されており、残っているのは、高域フィルタ処理後の図7の区間710におけるサンプルに相当する、区間910に示すAC成分または高周波数成分だけである。
時間領域処理において、図9に示す高域フィルタ処理されたレーダーデータ902は、図10に示すように、高域フィルタ処理されたレーダーデータ902のサンプルの絶対値を利用して正のエンベロープ波形または関数を形成するための入力として、図4のプロセッサ408によって利用されてもよい。図10は、いくつかの例示的な実装形態による、図9の高域フィルタ処理されたレーダーデータ902の正のエンベロープ波形1002のチャート1000である。高域フィルタ処理されたレーダーデータ902のサンプルごとに、複数の隣接サンプル(たとえば、6つ)の平均が取られてもよく、この平均値が、高域フィルタ処理されたレーダーデータ902のうちの特定のサンプルに割り当てられてもよい。この結果、上述のように形成された図9の高域フィルタ処理されたレーダーデータ902の各サンプルのうちの平均された複数のサンプルを含む波形1002が得られる場合がある。したがって、正のエンベロープ波形1002は、複数の個別サンプルの各々について割り当てられた平均を含む。正のエンベロープ1002が判定された後、各サンプル値が所定のしきい値1012と比較されてもよい。正のエンベロープ1002が任意の点においてしきい値1012以上である場合、図4のプロセッサ408は、検出エリアに物体が存在すると判定してもよい。さらに、高域フィルタ処理されたレーダーデータ902のサンプル数が増加し、したがって、同じく正のエンベロープ1002のサンプル数が増加することは、送信アンテナ502によってレーダー信号が送信されてから時間が経過したことを示すので、最初にしきい値1012を超えたサンプルが、特定のレーダーモジュールから物体までの距離を示してもよい。たとえば、サンプルにおいて、最初のしきい値トリガが生じる時間が遅いほど、反射が受信アンテナ504によって受信されるまでにかかったと仮定される時間が長く、したがって、反射物体までの距離が長い。
しかし、上述の時間領域アルゴリズムはノイズが生じやすい場合がある。たとえば、高域フィルタ処理によって除去されない高周波数ノイズによって物体の誤検出が生じる場合がある。さらに、図10の正のエンベロープ波形1002を生成するのに利用された平均化によって本質的に、ある程度の低域フィルタ処理が行われる場合があり、したがって、小さい物体によって生じる非常に小さい移動が失われることがある。このことに起因して、小さい物体移動に対する感度がずっと高い周波数領域アルゴリズムが代替として利用されるか、あるいは上述の時間領域アルゴリズムと組み合わせて利用されることがある。
周波数領域アルゴリズムは、図8のフィルタ800を利用して図9の高域フィルタ処理されたレーダーデータ902を得る、図7の生レーダーデータ710の高域フィルタ処理を含んでもよい。周波数領域アルゴリズムは次いで、以下に図11に関連して説明するように進行してもよい。図11は、いくつかの例示的な実装形態による、図9の高域フィルタ処理されたレーダーデータ902のそれぞれの区間に高速フーリエ変換(FFT)演算を施すことによって形成された複数の周波数領域チャート1131、1132、1133、1134である。たとえば、レーダーデータ902の各サンプルは、サンプルの複数の連続する区間1121、1122、1123、1124に分割されてよい。次いで、サンプルのこれらの区間の各々を、FFTを利用して別個に変換し、それぞれの周波数応答曲線1130、1140、1150、1160を有するそれぞれの周波数応答チャート1131、1132、1133、1134を生成してもよい。図示のように、サンプルの第2の区間1122が物体の存在を示す振幅変動を含む唯一の区間であるので(区間910参照)、サンプルの第2の区間1122のFFTに相当するチャート1132の周波数応答曲線1140が、顕著な周波数成分を示す唯一の曲線であってもよい。曲線1140の少なくとも1つの周波数に関する振幅はしきい値1175以上であるので、図4のプロセッサ408は、物体が存在すると判定してもよい。いくつかの実装形態では、励起周波数の既知の範囲の周囲に帯域フィルタを動的に適用することによって、ノイズをさらに除去し、時間領域アルゴリズムに対して感度をさらに向上させ、したがって、より小さい移動物体を確実に検出するのを可能にしてもよい。しかし、各周波数曲線を作成するために高域フィルタ処理されたレーダーデータのサンプルの区間全体が利用されるので、物体のロケーションの判定は、特定の距離ではなく、各区間1121、1122、1123、1124内のサンプルの数に比例する一連の距離に限定される場合がある。このことに起因して、ロケーション決定については、時間領域アルゴリズムよりも周波数領域アルゴリズムの方が不正確である場合がある。しかし、区間の数を増やすと、各区間におけるサンプルが少なくなるので距離解像度が高くなる。もちろん、各区間におけるサンプルが少なくなると、サンプルの区間から形成される周波数曲線の有効周波数解像度が低下する場合がある。
したがって、時間領域アルゴリズムを利用するか、それとも周波数領域アルゴリズムを利用するか、それともその両方を利用するかにかかわらず、検出される物体までの距離が判定されてもよい。さらに、連続するサンプルセット(たとえば、送信アンテナ502が連続的なレーダー信号を送信した後の受信アンテナ504からの生データ)を利用することによって、特定のレーダーモジュールに対する物体の速度を判定するために物体の連続的に判定された各距離間の差が利用されてもよい。さらに、それぞれに異なるロケーションにおける複数のレーダーモジュールおよび/またはそれぞれに異なる向きを有する複数のレーダーモジュールからの生レーダーデータから判定された距離情報を利用することによって、物体のロケーションおよび/またはサイズが判定されてもよい。
さらに、いくつかの実装形態では、図4のプロセッサ408は、図12に関連して以下に説明するように1つまたは複数の基準に従って検出エリアのサイズを動的に調整するようにさらに構成されてもよい。図12は、一実装形態による、ベースパッド404に近接する物体を検出するための装置の調整可能な検出エリア1202/1204の図1200である。図12に示すように、図4のベースパッド404は、プロセッサ408に接続された複数のレーダーモジュール406a〜406fを含んでもよい。レーダーモジュール406a〜406fの各々は、最終的にモジュールの向き、前述のようなモジュール上の送信アンテナと受信アンテナ(ここでは図示されていない)との間の間隔、ならびにその他の要因に依存する場合がある最大検出範囲を有してもよい。しかし、本出願では、1つまたは複数の基準に基づいて検出範囲のサイズを調整する能力を企図する。
そのような基準の非限定的な例には、存在する充電可能な車両の種類(たとえば、車両の底部からベースパッド404までの垂直高さまたは車両の幅の差)に基づく調整、ベースパッド404の現在の電力出力に基づく調整(たとえば、より高い電力出力はより高い磁場および拡張された検出エリアに相当する場合がある)、充電サイクルの終了時近くでの電力出力の低下に基づく調整、接近する物体の速度に基づく調整、および/またはベースパッド404の種類に基づくデフォルト値を含んでもよい。
たとえば、いくつかの実装形態では、より小さい車両がベースパッド404の上方に位置する場合に検出エリア1202が利用されてもよく、一方、より大きい車両がベースパッド404の上方に位置する場合により広い検出エリア1204が利用されてもよい。そのような実装形態では、車両のサイズは、レーダーモジュール406a〜406fを利用して能動的に判定されても、あるいは車両自体によってLOP感知装置に伝達されても、あるいはLOP感知装置がアクセスしてもよいルックアップテーブルまたはデータベースに従って判定されてもよい。
ベースパッド404の上方の車両の厳密な位置合わせに応じて、検出エリアが車両の位置ずれに対処するように対称に調整されるかあるいは非対称に調整されてもよい。車両位置合わせのレベルは測位システム(図示せず)からの情報を利用し(たとえば、ベースパッド404からの磁気ベクトル化を利用し)、ならびに/あるいはコア電力伝達システムによって判定される結合スコアを利用してシステムによって判定されてもよい。プロセッサ408は、この位置合わせ情報ならびに考えられるベースパッド構成情報(たとえば、「DD」、円形設計またはその他の設計)に基づいて、安全距離を算出し、それに応じて検出エリアを調整してもよい。いくつかの非対称実装形態では、検出エリアは、ベースパッド404の1つの側面への方向においてベースパッド404の他の側面への方向よりも遠くまで延びてもよい。このことは、それぞれに異なるレーダーモジュールがそのロケーションおよび向きに基づいて検出エリアのそれぞれに異なる部分の検出を行うことに起因して可能になる場合がある。
また他の実装形態では、検出エリアが接近する物体の速度に基づいて調整されてもよい。たとえば、ベースパッド404では、電力の供給を中止するまでの時間が有限である必要であるので、ベースパッド404の磁場を中断するまでに十分な時間をとって検出が行われるようにより低速で接近する物体よりもより高速に接近する物体に対してより広い検出エリアを設けることが望ましい場合がある。そのような速度情報は前述のように判定されてもよい。
プロセッサ408が検出エリアの変更に影響を与える場合がある例示的な方法は、図6〜図11に関連してすでに説明した生データにおけるサンプルの数に関係してもよい。たとえば、図7および図9を参照するとわかるように、図7の受信された生レーダーデータ702(したがって、同じく図9の高域フィルタ処理されたレーダーデータ902)における特定のサンプル数を超えるサンプルを破棄するか、無視するか、またはそのようなサンプルに著しく低い重みを与えることによって、物体が感知される場合がある有効距離が調整されてもよい。たとえば、生データ702におけるより遅いサンプルはより遅い反射に相当し、したがって、より遠い距離に位置する物体からの反射に相当するので、特定のサンプル数の後のサンプルを無視すると、直前の関心対象のサンプルがそのような物体からの反射を示す距離に相当する影響を受けたレーダーモジュールの送信/受信の方向における検出エリアが効果的に狭くなる。
上記のことに加えるかあるいは上記のことと組み合わせて、物体(たとえば、ベースパッド上に位置する金属物体)の存在を判定するために温感が利用されてもよい。たとえば、ベースパッドと車両パッドとの間において検出される急速な温度変化が、充電停止をトリガしてもよく、いくつかの実装形態では、車両のユーザへの通知をトリガしてもよい。そのような実装形態では、アナログフロントエンド処理およびすべてのデジタル後処理を利用して感度が高められてもよい。いくつかの実装形態では、60個〜120個の感知ループのアレイを利用してそのような感知が実現されてもよいが、任意の異なる数のループが利用されてもよい。
図13は、いくつかの例示的な実装形態による、ワイヤレス電力伝達システムに近接する検出エリアにおいて物体を検出するための方法を示すフローチャート1300である。ここでは、フローチャート1300の方法について、図4〜図12に関連してすでに説明したプロセッサ408および複数のレーダーモジュール406a〜406fを参照して説明する。一実装形態では、フローチャート1300中のブロックのうちの1つまたは複数が、たとえば図4のプロセッサ408などのプロセッサによって実行されてもよい。フローチャート1300の方法について、本明細書では特定の順序を参照して説明するが、様々な実装形態では、本明細書のブロックは異なる順序で実行されてもよく、または省略されてもよく、かつさらなるブロックが追加されてもよい。
フローチャート1300はブロック1302から始まってもよく、ブロック1302は、複数のレーダートランシーバのうちの少なくとも1つを利用してレーダー信号を送信することを含む。たとえば、図5に関連してすでに説明したように、レーダーモジュール406の送信アンテナ502がレーダー信号を送信してもよい。
フローチャート1300は次いで、ブロック1304に進んでもよく、ブロック1304は、複数のレーダートランシーバのうちの少なくとも1つを利用してレーダー信号を受信することを含む。たとえば、図5に関連してすでに説明したように、レーダーモジュール406の受信アンテナ504がレーダー信号を受信してもよい。
フローチャート1300は次いで、ブロック1306に進んでもよく、ブロック1306は、複数のレーダートランシーバのうちの少なくとも1つから受信されたレーダー信号に関連するレーダーデータを受信することを含む。たとえば、図4に関連してすでに説明したように、プロセッサ408は、送信アンテナ502と受信アンテナ504とを備える複数のレーダーモジュール406a〜406fのうちの少なくとも1つから受信されたレーダー信号に関連する生レーダーデータを受信してもよい。
フローチャート1300は次いで、ブロック1308に進んでもよく、ブロック1308は、受信されたレーダーデータに基づいて検出エリアにおいて物体を検出することを含む。たとえば、前述のように、図4のプロセッサ408は、(たとえば、上述の時間領域アルゴリズムおよび/または周波数領域アルゴリズムを利用して)受信されたレーダーデータを処理し、特定の基準を満たす処理済みの受信されたレーダーデータに基づいて物体の検出をトリガしてもよい。
フローチャート1300は次いで、ブロック1310に進んでもよく、ブロック1310は、検出エリアを調整することを含んでもよい。たとえば、図12に関連してすでに説明したように、プロセッサ408は、1つまたは複数の基準に基づいて検出エリア(たとえば、検出エリア1202/1204)を調整してもよい。そのような基準の非限定的な例には、車両の種類(たとえば、車両の底部からベースパッド404までの垂直高さまたは車両の幅の差)に基づく調整、ベースパッド404の現在の電力出力に基づく調整(たとえば、より高い電力出力はより高い磁場および拡張された検出エリアに相当する場合がある)、充電サイクルの終了時近くでの電力出力の低下に基づく調整、接近する物体の速度に基づく調整、および/またはベースパッド404の種類に基づくデフォルト値を含んでもよい。さらに、ブロック1310はフローチャート1300内のブロック1308の後に続くように示されているが、本出願はそのように限定されず、物体に関する検出エリアは、上述のように1つまたは複数の基準に基づいて任意のときに調整されてもよい。
図14は、いくつかの例示的な実装形態による、ワイヤレス電力伝達システムに近接する検出エリアにおいて物体を検出するための装置1400の機能ブロック図である。この装置1400は、レーダー信号を送受信するための複数の手段1402を含む。いくつかの実装形態では、レーダー信号を送受信するための複数の手段1402は、ワイヤレス電力トランスミッタと一体化されてもよい。いくつかの実装形態では、複数の手段1402は、図5の送信アンテナ502と受信アンテナ504とを備えてもよい。いくつかの実装形態では、手段1402は、図13のフローチャート1300の動作ブロック1302および1304のいずれかまたは両方に関連してすでに説明した動作を実行するように構成されてもよい。
装置1400は、レーダー信号を送受信するための複数の手段1402からレーダーデータを受信するための手段1404をさらに含む。いくつかの実装形態では、手段1404は、図4のプロセッサ408によって実装されてもよい。いくつかの実装形態では、手段1404は、図13のフローチャート1300の動作ブロック1306に関連してすでに説明した動作を実行するように構成されてもよい。
装置1400は、受信されたレーダーデータに基づいて検出エリアにおいて物体を検出するための手段1406をさらに含む。いくつかの実装形態では、手段1406は、図4のプロセッサ408によって実装されてもよい。いくつかの実装形態では、手段1406は、図13のフローチャート1300の動作ブロック1308に関連してすでに説明した動作を実行するように構成されてもよい。
装置1400は、検出エリアを調整するための手段1408をさらに含む。いくつかの実装形態では、手段1406は、図4のプロセッサ408によって実装されてもよい。いくつかの実装形態では、手段1408は、図13のフローチャート1300の動作ブロック1310に関連してすでに説明した動作を実行するように構成されてもよい。
上記で説明した方法の様々な動作は、様々なハードウェアおよび/もしくはソフトウェア構成要素、回路、ならびに/またはモジュールなど、動作を実行することができる任意の適切な手段によって実行されてもよい。一般に、それらの動作を実行することができる相当する機能的手段によって、図に示された任意の動作が実行されてもよい。
様々な異なる技術および技法のいずれかを使用して、情報および信号が表されてもよい。たとえば、上記の説明全体にわたって参照される場合があるデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場もしくは磁性粒子、光場もしくは光学粒子、またはそれらの任意の組合せによって表されてもよい。
本明細書において開示される実装形態に関連して説明した種々の例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実装されてもよい。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明確に示すために、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップについて、それらの機能に関して上記において概略的に説明した。そのような機能がハードウェアとして実装されるか、またはソフトウェアとして実装されるかは、特定の用途およびシステム全体に課せられる設計制約によって決まる。説明した機能は特定の用途ごとに様々な方法において実装される場合があるが、そのような実装形態の決定は、本出願の実装形態の範囲からの逸脱を生じるものと解釈されるべきではない。
本明細書において開示される実装形態に関連した説明した種々の例示的なブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)もしくは他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートもしくはトランジスタロジック、個別ハードウェア構成要素、または、本明細書において説明される機能を実行するように設計されるそれらの任意の組合せを用いて、実装または実行されてもよい。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってもよいが、代替として、プロセッサは、任意の従来型プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであってもよい。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組合せ(たとえば、DSPとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと連携した1つもしくは複数のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成)として実装されてもよい。
本明細書において開示される実装形態に関連して説明した方法またはアルゴリズムのステップおよび機能は、直接ハードウェアにおいて具現化されても、あるいはプロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールにおいて具現化されても、あるいはその2つの組合せにおいて具現化されてもよい。ソフトウェアで実装される場合、機能は、1つもしくは複数の命令もしくはコードとして有形の非一時的コンピュータ可読媒体上に記憶されてもよく、または有形の非一時的コンピュータ可読媒体を介して送信されてもよい。ソフトウェアモジュールは、ランダムアクセスメモリ(RAM)、フラッシュメモリ、リードオンリーメモリ(ROM)、電気的プログラマブルROM(EPROM)、電気的消去可能プログラマブルROM(EEPROM)、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、CD-ROM、または当技術分野において既知の他の任意の形の記憶媒体内に存在する場合がある。記憶媒体は、プロセッサが情報を記憶媒体から読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるようにプロセッサに結合される。代替として、記憶媒体は、プロセッサと一体化されてもよい。本明細書で使用するディスク(disk)およびディスク(disc)は、コンパクトディスク(CD)、レーザーディスク(登録商標)、光ディスク、デジタル多用途ディスク(DVD)、フロッピーディスクおよびブルーレイディスクを含み、ディスク(disk)は通常、データを磁気的に再生し、ディスク(disc)は、レーザーを用いてデータを光学的に再生する。上記の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲内に同じく含まれるものとする。
本開示を要約する目的のために、本明細書では、特定の態様、利点、および新規な特徴について説明した。任意の特定の実装形態に従って、そのような利点の必ずしもすべてが実現され得るとは限らないことを理解されたい。したがって、1つまたは複数の実装形態は、本明細書で教示または示唆される場合があるような他の利点を必ずしも達成することなく、本明細書で教示される1つの利点または一群の利点を達成または最適化するように具現化または実行されてもよい。
上で説明した実装形態の様々な修正が容易に明らかになり、本明細書で定義される一般原理は、本出願の趣旨または範囲を逸脱することなく他の実装形態に適用されてもよい。したがって、本出願は、本明細書で示す実装形態に限定されることは意図されず、本明細書で開示する原理および新規の特徴に一致する最も広い範囲を与えられるべきである。
100 ワイヤレス電力伝達システム
102a ベースワイヤレス充電システム
102b ベースワイヤレス充電システム
104a ベースカプラ
104b ベースカプラ
108 通信リンク
110 電力リンク
112 電気車両
114 電気車両ワイヤレス充電ユニット
116 電気車両カプラ
118 バッテリーユニット
130 ローカル配電センター
132 電力バックボーン
134 通信バックホール
200 ワイヤレス電力伝達システム
202 ベースワイヤレス電力充電システム
204 ベースカプラ
206 共振回路
208 電源
214 電気車両充電システム
216 電気車両カプラ
218 負荷
222 共振回路
236 ベース電力コンバータ
238 電気車両電力コンバータ
300 ワイヤレス電力伝達システム
302 ベースワイヤレス充電システム
304 ベースカプラ
314 電気車両充電システム
316 電気車両カプラ
336 ベース電力コンバータ
338 電気車両電力コンバータ
342 ベースコントローラ
344 電気車両コントローラ
348 ベース充電システム電力インターフェース
352 ベース位置合わせシステム
354 電気車両充電位置合わせシステム
356 位置合わせ機構
362 ベース案内システム
364 電気車両案内システム
366 案内リンク
372 ベース通信システム
374 電気車両通信システム
376 通信リンク
404 ベースパッド
406 レーダーモジュール
406a〜406f レーダーモジュール
408 プロセッサ
502 送信アンテナ
504 受信アンテナ
506 プロセッサ
508 UWBレーダーチップ
510 インターフェース回路
512 コネクタ
514 ローカル電源
516 PCB
602 生レーダーデータ
610 区間
702 生レーダーデータ
710 区間、生レーダーデータ
800 高域フィルタ
802 入力
804 増幅器
806 第1の加算器
810 遅延バッファ
812 第2の加算器
814 第2の増幅器
816 出力
902 高域フィルタ処理されたレーダーデータ
910 区間
1002 正のエンベロープ波形
1012 所定のしきい値
1121 区間
1122 区間
1123 区間
1124 区間
1130 周波数応答曲線
1131 周波数応答チャート
1132 周波数応答チャート
1133 周波数応答チャート
1134 周波数応答チャート
1140 周波数応答曲線
1150 周波数応答曲線
1160 周波数応答曲線
1175 しきい値
1202 検出エリア
1204 より広い検出エリア
1400 装置
1402 レーダー信号を送受信するための複数の手段
1404 レーダーデータを受信するための手段
1406 受信されたレーダーデータに基づいて検出エリアにおいて物体を検出するための手段
1408 検出エリアを調整するための手段
C1 キャパシタ
C2 キャパシタ
L1 インダクタンス
L2 インダクタンス
P1 電力
P2 電力

Claims (15)

  1. 電気車両を充電するためのワイヤレス電力伝達システムに近接する検出エリアにおいて物体を検出するように適合された装置であって、
    複数のレーダートランシーバと、
    少なくとも1つのプロセッサであって、
    前記複数のレーダートランシーバからレーダーデータを受信することと、
    前記受信されたレーダーデータに基づいて前記検出エリアにおいて物体を検出することと、
    前記ワイヤレス電力伝達システムによってワイヤレスに伝達される電力の量に基づいて前記検出エリアを調整することとを行うように構成されたプロセッサとを備える装置。
  2. 前記複数のレーダートランシーバの各々は、送信アンテナと受信アンテナとを備え、前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間の距離は、所望の検出エリアに基づく、請求項1に記載の装置。
  3. 前記プロセッサは、前記複数のレーダートランシーバのうちの少なくとも1つに対する前記物体の距離、速度、位置、方向、およびサイズのうちの少なくとも1つを判定するようにさらに構成される、請求項1に記載の装置。
  4. 前記プロセッサは、
    前記受信されたレーダーデータを時間領域アルゴリズムおよび周波数領域アルゴリズムのうちの一方または両方に従って処理することと、
    第1の検出基準を満たす前記時間領域処理されたレーダーデータまたは第2の検出基準を満たす前記周波数領域処理されたレーダーデータのうちの少なくとも一方に基づいて前記物体の存在を判定することとを行うようにさらに構成される、請求項1に記載の装置。
  5. 前記時間領域アルゴリズムに従って前記受信されたレーダーデータを処理することは、前記受信されたレーダーデータの複数の個別サンプルに基づいてエンベロープ波形を判定して前記時間領域処理されたレーダーデータを形成することを含み、前記第1の検出基準は、エンベロープ波形振幅しきい値を含む、請求項4に記載の装置。
  6. 前記プロセッサは、前記複数の個別サンプルの各々について、
    前記個別サンプルのうちの対応する1つのサンプルに隣接しかつ前記1つのサンプルを含む所定数の個別サンプルの絶対値の平均を判定することと、
    前記平均を前記対応する個別サンプルに割り当てることであって、前記エンベロープ波形は、前記複数の個別サンプルの各々について前記割り当てられた平均を含む、割り当てることとを行うことによって、前記エンベロープ波形を判定するようにさらに構成される、請求項5に記載の装置。
  7. 前記周波数領域アルゴリズムに従って前記受信されたレーダーデータを処理することは、
    前記受信されたレーダーデータの複数の個別サンプルの各々を複数の区間のうちの1つに割り当てることと、
    前記複数の区間の各々に対して別個に高速フーリエ変換を実行して前記複数の区間の各々について周波数応答表示を生成することであって、前記周波数領域処理されたレーダーデータは前記周波数応答表示を含み、前記第2の検出基準は周波数振幅しきい値を含む、生成することとを含む、請求項4に記載の装置。
  8. 電気車両を充電するためのワイヤレス電力伝達システムに近接する検出エリアにおいて物体を検出するように適合された方法であって、
    複数のレーダートランシーバのうちの少なくとも1つを利用してレーダー信号を送信するステップと、
    前記複数のレーダートランシーバのうちの前記少なくとも1つを利用して前記レーダー信号を受信するステップと、
    前記受信されたレーダー信号に関連するレーダーデータを受信するステップと、
    前記受信されたレーダーデータに基づいて前記検出エリアにおいて物体を検出するステップと、
    前記ワイヤレス電力伝達システムによってワイヤレスに伝達される電力の量に基づいて前記検出エリアを調整するステップとを含む方法。
  9. 前記複数のレーダートランシーバの各レーダートランシーバ上の送信アンテナと受信アンテナとの間の距離を所望の検出エリアに基づかせることをさらに含む、請求項8に記載の方法。
  10. 前記複数のレーダートランシーバのうちの少なくとも1つに対する前記物体の距離、速度、位置、方向、およびサイズのうちの少なくとも1つを判定するステップをさらに含む、請求項8に記載の方法。
  11. 前記受信されたレーダーデータを時間領域アルゴリズムおよび周波数領域アルゴリズムのうちの一方または両方に従って処理するステップと、
    第1の検出基準を満たす前記時間領域処理されたレーダーデータまたは第2の検出基準を満たす前記周波数領域処理されたレーダーデータのうちの少なくとも一方に基づいて前記物体の存在を判定するステップとをさらに含む、請求項8に記載の方法。
  12. 前記時間領域アルゴリズムに従って前記受信されたレーダーデータを処理するステップは、前記受信されたレーダーデータの複数の個別サンプルに基づいてエンベロープ波形を判定して前記時間領域処理されたレーダーデータを形成するステップを含み、前記第1の検出基準は、エンベロープ波形振幅しきい値を含む、請求項11に記載の方法。
  13. 前記エンベロープ波形を判定するステップは、前記複数の個別サンプルの各々について、
    前記個別サンプルのうちの対応する1つのサンプルに隣接しかつ前記1つのサンプルを含む所定数の個別サンプルの絶対値の平均を判定するステップと、
    前記平均を前記対応する個別サンプルに割り当てるステップであって、前記エンベロープ波形は、前記複数の個別サンプルの各々について前記割り当てられた平均を含む、ステップとを含む、請求項12に記載の方法。
  14. 前記周波数領域アルゴリズムに従って前記受信されたレーダーデータを処理するステップは、
    前記受信されたレーダーデータの複数の個別サンプルの各々を複数の区間のうちの1つに割り当てるステップと、
    前記複数の区間の各々に対して別個に高速フーリエ変換を実行して前記複数の区間の各々について周波数応答表示を生成するステップであって、前記周波数領域処理されたレーダーデータは前記周波数応答表示を含み、前記第2の検出基準は周波数振幅しきい値を含む、ステップとを含む、請求項11に記載の方法。
  15. コードを含むコンピュータ可読記憶媒体であって、前記コードは、実行されたときに、電気車両を充電するためのワイヤレス電力伝達システムに近接する検出エリアにおいて物体を検出するように適合された装置に、
    複数のレーダートランシーバのうちの少なくとも1つを利用してレーダー信号を送信することと、
    前記複数のレーダートランシーバのうちの前記少なくとも1つを利用して前記レーダー信号を受信することと、
    前記受信されたレーダー信号に関連するレーダーデータを受信することと、
    前記受信されたレーダーデータに基づいて検出エリアにおいて物体を検出することと、
    前記ワイヤレス電力伝達システムによってワイヤレスに伝達される電力の量に基づいて前記検出エリアを調整することとを行わせる媒体。
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