汽车充电枪锁止装置及其控制方法与流程

本发明涉及汽车充电技术领域，尤其涉及一种汽车充电枪锁止装置及其控制方法。

背景技术：

随着环境恶化、温室效应和能源枯竭等问题的日益严峻，人们越来越关注新能源的发展。而人们日常的交通出行，又少不了汽车，在此背景下，电动汽车越来越被人们所关注与接受。

电动汽车的一个显著特点是：需要充电。目前，电动汽车常用的充电方式包括：利用充电枪连接汽车的充电插座与充电桩进行充电，以及利用充电枪连接汽车的充电插座与家用插座进行充电。由于充电时需要使用充电枪这样的外接设备连接汽车的充电插座与充电电源，普遍存在以下几个问题：

1.存在充电过程被意外中断的风险：由于电动汽车较为依赖电能驱动，在充电过程中，若因意外被人拔掉充电枪而中断电动汽车的充电过程，会造成电动汽车电量不足的情况，极大影响了电动汽车的使用和用户出行。

2.存在高压漏电的风险：充电枪在充电过程中流通高压电流，被人强制或意外等非正常条件下拔出，存在高压漏电的安全隐患。

3.存在充电枪被盗的风险：电动汽车的充电时间一般较长，从几十分钟到几个小时不等，若充电枪无保护装置被人随意拔出，存在充电枪被盗的风险。

上述几点均会极大影响电动汽车的使用。为规避这样的风险和不便，亟需一种电动汽车充电枪锁止装置，以在电动汽车充电时，保证充电的安全性和可靠性。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种汽车充电枪锁止装置及其控制方法。

本发明提供的汽车充电枪锁止装置，包括：gps模块、电子锁、电子锁控制模块、充电控制模块，所述gps模块用于接收汽车的遥控钥匙发送的位置信号，根据所述位置信号判断所述遥控钥匙是否进入所述gps模块的监测范围和所述电子锁控制模块的计时范围，并在所述遥控钥匙进入所述gps模块的监测范围时发送电子锁控制模块唤醒指令和充电控制模块唤醒指令唤醒所述电子锁控制模块和所述充电控制模块，在所述遥控钥匙进入所述电子锁控制模块的计时范围时向所述电子锁控制模块发送计时开始信号；所述充电控制模块用于根据汽车的充电状态生成充电状态指令，并将所述充电状态指令发送至所述电子锁控制模块；所述电子锁控制模块用于在收到所述计时开始信号后开始计时，并在计时时长大于设定时长时根据所述充电状态指令判断是否解锁所述电子锁。

进一步地，所述gps模块还用于获得位于其监测范围内的遥控钥匙发送的gps模块唤醒指令，根据所述gps模块唤醒指令向所述遥控钥匙发送身份认证请求，对所述遥控钥匙的身份是否合法进行验证。

进一步地，所述gps模块唤醒指令中包括所述遥控钥匙发送的车辆操作请求，所述车辆操作请求包括车门解锁请求、车窗开启请求和后备箱开启请求，所述gps模块还用于在所述遥控钥匙的身份合法时，将所述车辆操作请求发送至对应的执行控制模块。

进一步地，所述车辆操作请求因按下所述遥控钥匙的对应按键而触发。

进一步地，所述gps模块在所述遥控钥匙进入所述gps模块的监测范围且所述遥控钥匙的身份合法时发送所述电子锁控制模块唤醒指令和所述充电控制模块唤醒指令唤醒所述电子锁控制模块和所述充电控制模块。

本发明提供的汽车充电枪锁止装置的控制方法，包括：gps模块获得遥控钥匙发送的位置信号，并根据所述位置信号判断所述遥控钥匙是否进入所述gps模块的监测范围，当判断结果为是时分别向电子锁控制模块和充电控制模块发送电子锁控制模块唤醒指令和充电控制模块唤醒指令唤醒所述电子锁控制模块和所述充电控制模块；所述充电控制模块被唤醒后根据汽车的充电状态生成充电状态指令，并将所述充电状态指令发送至所述电子锁控制模块；所述gps模块根据所述遥控钥匙发送的位置信号判断所述遥控钥匙是否进入所述电子锁控制模块的计时范围，并在所述遥控钥匙进入所述电子锁控制模块的计时范围时向所述电子锁控制模块发送计时开始信号；所述电子锁控制模块收到所述计时开始信号后开始计时，在计时时长大于设定时长时根据所述充电状态指令判断是否解锁电子锁。

进一步地，所述gps模块获得遥控钥匙发送的位置信号，并根据所述位置信号判断遥控钥匙是否进入所述gps模块的监测范围，当判断结果为是时分别向电子锁控制模块和充电控制模块发送电子锁控制模块唤醒指令和充电控制模块唤醒指令唤醒所述电子锁控制模块和所述充电控制模块包括：所述gps模块获得遥控钥匙发送的gps模块唤醒指令，所述gps模块唤醒指令中包括所述遥控钥匙的位置信号；所述gps模块根据所述位置信号判断所述遥控钥匙是否进入所述gps模块的监测范围，当判断结果为是时，根据获得的所述gps模块唤醒指令唤醒所述gps模块；所述gps模块根据获得的所述gps模块唤醒指令向所述遥控钥匙发送身份认证请求；所述gps模块根据所述遥控钥匙的反馈信息验证所述遥控钥匙是否为合法钥匙，若是，则所述gps模块向电子锁控制模块和充电控制模块发送所述电子锁控制模块唤醒指令和所述充电控制模块唤醒指令唤醒所述电子锁控制模块和所述充电控制模块。

进一步地，所述gps模块唤醒指令中还包括所述遥控钥匙发送的车辆操作请求，所述控制方法在所述遥控钥匙经验证为合法钥匙之后还包括：所述gps模块将所述车辆操作请求发送至对应的执行控制模块。

进一步地，所述车辆操作请求包括车门解锁请求、车窗开启请求和后备箱开启请求。

进一步地，所述方法在解锁电子锁之后进一步包括：所述gps模块根据所述遥控钥匙的位置信号判断所述遥控钥匙是否离开所述电子锁控制模块的计时范围；若是，利用所述充电控制模块监测充电枪是否插在充电插座上，并在所述充电枪插在所述充电插座上时向所述电子锁控制模块发送闭锁请求；所述电子锁控制模块根据所述闭锁请求向电子锁发送闭锁指令；所述电子锁执行闭锁指令。

本发明通过gps模块对遥控钥匙的定位，对驾驶员的位置进行确定，在驾驶员位于gps模块的监测范围之内且充电停止时解锁充电枪，而在充电过程中锁止充电枪，避免了因充电枪被意外拔掉或被盗所造成的充电过程意外中断而给用户造成的不便，同时还避免了充电枪在充电过程中被强制或意外拔出所造成的高压漏电风险。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1所示为本发明提供的汽车充电枪锁止装置的系统框图。

图2所示为利用本发明提供的汽车充电枪锁止装置的控制方法解锁电子锁时的流程示意图。

图3所示为利用本发明提供的汽车充电枪锁止装置的控制方法解锁电子锁时的一个具体实施例的流程示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明详细说明如下。

如图1所示，本发明提供的汽车充电枪锁止装置包括gps模块、遥控钥匙、电子锁、电子锁控制模块、充电控制模块。

其中，gps模块内置有无线通信模块和定位模块，无线通信模块用于在一预定的监测范围内(例如30米内，该距离值可根据需要改变)与遥控钥匙进行无线通信，接收遥控钥匙发送的指令、信息或请求，例如gps模块唤醒指令、遥控钥匙的位置信息或车辆操作请求。定位模块可在该监测范围内根据遥控钥匙发送的位置信息对遥控钥匙进行准确定位。进一步地，gps模块还可以通过实体线路(例如can总线)与车上的其他部件交互信息，例如，可以与电子锁控制模块交互信息。gps模块具有休眠和唤醒两个工作状态。当车辆机械钥匙处于keyoff档或acc档30秒后(该时间值可根据需要改变)，gps模块进入休眠状态。当遥控钥匙向gps模块发送gps模块唤醒指令或机械钥匙处于keyon档或ready档时，可以唤醒gps模块。gps模块被唤醒后，会对遥控钥匙进行身份认证，确保其为整车安全正常钥匙，认证通过会响应遥控钥匙发送的车辆操作请求(例如车门解锁请求、车窗开启请求和后备箱开启请求)，认证不通过则忽视遥控钥匙的请求。当gps模块对遥控钥匙进行身份认证时，可以向遥控钥匙发出身份认证请求，由遥控钥匙对该身份认证请求进行解码或响应，便于gps模块根据遥控钥匙反馈回的信息确认遥控钥匙是否为确保整车安全的正常钥匙，即遥控钥匙的身份是否合法。当gps模块对遥控钥匙进行定位时，可以根据遥控钥匙发送的遥控钥匙经纬度信息确定遥控钥匙的位置或者根据gps模块与遥控钥匙之间发射和接收信号的时间差来计算遥控钥匙与gps模块之间的距离。

遥控钥匙为打开车门的钥匙，其可以与gps模块通信，向gps模块发送gps模块唤醒指令或车辆操作请求，或者是gps模块发送位置信息，便于在gps模块的监测范围内被gps模块监测和定位。遥控钥匙具有休眠和唤醒两个工作状态。在无唤醒源存在的情况下，遥控钥匙保持10s(该时间值可根据需要改变)的唤醒状态后进入休眠状态。当驾驶员手动按下遥控钥匙的车辆操作键或遥控钥匙通过gps模块的身份认证，与gps模块保持通信时，遥控钥匙处于唤醒状态。

电子锁安装至汽车的充电插座上，用于锁止或解锁充电枪插头。当电子锁锁止充电枪时，充电枪无法拔出。电子锁的驱动动力可以来自电子锁控制模块，由电子锁控制模块驱动电子锁锁止和解锁。在本发明的其它实施例中，电子锁的驱动动力也可以来自整车的12v蓄电池或车辆的其他控制模块(例如车身控制器)，对应的控制电路或控制模块可以根据电子锁控制模块发送的指令，进行电子锁的锁止和解锁。

电子锁控制模块用于根据接收到的指令和车辆的充电状态控制电子锁锁止和解锁，并且，电子锁控制模块可以通过can总线与充电控制模块和gps模块等车上的其他部件或系统交互信息。当车辆正在充电时，电子锁控制模块不允许电子锁被解锁，如此，可以防止充电枪插头因意外被人拔掉而造成的电动汽车充电过程中断，也可以防止强制拔出充电枪插头产生的高压电弧和高压漏电风险。若车辆在充电过程中需要中断充电，需要先进行停止充电的操作，例如，在商用充电桩处刷充电卡，切断充电桩向电动汽车的供电；关闭家用充电插座或充电桩，切断充电枪插头的供电；通过手机app发送停止充电请求或者按压车内的充电按键，切断充电枪插头与汽车充电插座之间的电连接。当充电枪插头没有插入汽车的充电插座时，电子锁处于解锁状态。当充电枪插头插入汽车的充电插座时，电子锁由解锁状态变为锁止状态。电子锁控制模块也具有休眠和唤醒两个工作状态。当车辆机械钥匙处于keyoff档或acc档30秒后(该时间值可根据需要改变)，电子锁控制模块进入休眠状态。当机械钥匙处于keyon档或ready档、或者gps模块或充电控制模块向电子锁控制模块发送电子锁控制模块唤醒指令时，可以唤醒电子锁控制模块。gps模块或充电控制模块向电子锁控制模块发送的电子锁控制模块唤醒指令信号可以为can通信信号或电平信号。

充电控制模块用于控制整车的充电功能，其可以通过can总线与电子锁控制模块交互信息，向电子锁控制模块反馈充电枪与充电插座的结合情况和当前车辆的充电状态。充电控制模块也具有休眠和唤醒两个工作状态。当车辆机械钥匙处于keyoff档或acc档30秒后(该时间值可根据需要改变)，充电控制模块进入休眠状态。当机械钥匙处于keyon档或ready档，或者gps模块向充电控制模块发送充电控制模块唤醒指令，或者充电枪插头插入充电插座，充电枪向充电控制模块发出充电控制模块唤醒指令时，可以唤醒充电控制模块。gps模块或充电枪向充电控制模块发送的充电控制模块唤醒指令信号可以为can通信信号或电平信号。

另外，本发明还提供了一种汽车充电枪锁止装置的控制方法，该控制方法包括解锁控制和锁止控制两种控制方式。

在进行解锁控制时，以充电枪插头插入充电插座开始。当充电枪插头插入充电插座后，电子锁由解锁状态变为锁止状态。

如图2所示，汽车充电枪锁止装置的解锁控制包括如下步骤：

步骤s21：gps模块获得遥控钥匙发送的位置信号，并根据所述位置信号判断遥控钥匙是否进入gps模块的监测范围，当判断结果为是时分别向电子锁控制模块和充电控制模块发送电子锁控制模块唤醒指令和充电控制模块唤醒指令唤醒电子锁控制模块和充电控制模块；

步骤s22：充电控制模块被唤醒后根据汽车的充电状态生成充电状态指令，并将所述充电状态指令发送至电子锁控制模块；

步骤s23：gps模块根据遥控钥匙发送的位置信号判断遥控钥匙是否进入电子锁控制模块的计时范围，并在遥控钥匙进入电子锁控制模块的计时范围时向电子锁控制模块发送计时开始信号；

步骤s24：电子锁控制模块收到计时开始信号后开始计时，在计时时长大于设定时长时根据充电状态指令判断是否解锁电子锁，若是，则向电子锁发送解锁指令；

步骤s25：电子锁根据获得的解锁指令解锁充电枪。

如图3所示，根据本发明的一个具体的实施例，汽车充电枪锁止装置的解锁控制具体包括如下步骤：

步骤s211：遥控钥匙进入gps模块的监测范围内；

步骤s212：按下遥控钥匙的车辆操作键，发送gps模块唤醒指令唤醒gps模块，所述gps模块唤醒指令中包括遥控钥匙的位置信号和车辆操作请求信号；

在步骤s212中，车辆操作键可以为车辆解锁键、后备箱开启键等，根据按键时操作的方式不同(例如按压某个按键一下或者按压某个按键特定时长)，遥控钥匙发送的车辆操作请求可以为车门解锁请求、车窗开启请求和后备箱开启请求等。在本实施例中，按下的车辆操作键为车辆解锁键，发送的请求为车门解锁请求。

步骤s213：gps模块根据gps模块唤醒指令中的遥控钥匙位置信号判断遥控钥匙是否进入gps模块的监测范围，当判断结果为是时，根据gps模块唤醒指令唤醒gps模块；

步骤s214：gps模块根据获得的gps模块唤醒指令验证遥控钥匙是否为合法钥匙，若验证不通过，则不响应遥控钥匙的车辆操作请求，若验证通过则将获得的车辆操作请求发送至对应的执行控制模块，并执行步骤s215；

在步骤s214中，gps模块验证遥控钥匙是否为合法钥匙时，首先根据获得的gps模块唤醒指令向遥控钥匙发送身份认证请求，遥控钥匙接收到gps模块发送的身份认证请求后对该身份认证请求进行解码或响应，并向gps模块发送反馈信息，gps模块根据接收到的反馈信息验证遥控钥匙是否为合法钥匙，若是则将获得的车辆操作请求发送至对应的执行控制模块，并执行步骤s215。

步骤s215：gps模块发出电子锁控制模块唤醒指令和充电控制模块唤醒指令，唤醒电子锁控制模块和充电控制模块；

步骤s216：充电控制模块被唤醒后根据汽车的充电状态生成充电状态指令，并发送所述充电状态指令至电子锁控制模块。

步骤s217：gps模块根据遥控钥匙发送的位置信号判断遥控钥匙是否进入电子锁控制模块的计时范围(充电插座周围1.5米范围内，该距离值可根据需要改变)，若是，则向电子锁控制模块发送计时开始信号，否则继续监测遥控钥匙的位置；

步骤s218：电子锁控制模块根据获得的计时开始信号开始计时t，并比较计时时长t与设定时长t0(例如3秒，此数值可根据需要调整)的大小，若t>t0，则执行步骤s219，否则继续计时；

在步骤s218中，若遥控钥匙在计时过程中离开电子锁控制模块的计时范围，则电子锁控制模块将时间t置为0，等下次再次进入计时范围时，时间t重新计时。

步骤s219：电子锁控制模块根据充电控制模块发送的充电状态指令，判断车辆是否已停止充电，若已停止充电，则执行步骤s220，否则继续由充电控制模块监测车辆的充电状态；

步骤s220：电子锁控制模块检测电子锁是否故障(或故障是否影响正常功能)，若发现电子锁故障，则将故障上报至整车控制器提示维修电子锁，若否，则向电子锁发送解锁指令；

步骤s221：电子锁根据接收的解锁指令执行解锁动作。

在步骤s220中，电子锁控制模块检测电子锁是否故障时主要根据电子锁与电子锁控制模块的通讯状况(是否更够正常通讯)或者电子锁对电子锁控制模块命令的执行情况(是否能够正常执行命令)，或者是电子锁向电子锁控制模块反馈的电子锁各元件的工作状况(电子锁各元件是否能够正常工作)来进行检测。

另外，在实际使用时，有可能出现电子锁已经解锁，而驾驶员因为其它的原因没有将充电枪拔出而离开车辆的情况，此时可能导致充电枪被未经授权的人员拔出，为了避免上述情况，汽车充电枪锁止装置的解锁控制进一步包括如下步骤：

步骤s30：gps模块根据遥控钥匙的位置信号判断遥控钥匙是否离开电子锁控制模块的计时范围，若离开，则执行步骤s31，否则继续监测；

步骤s31：充电控制模块判断充电枪是否插在充电插座上，并在充电枪插在充电插座上时向电子锁控制模块发送闭锁请求；

在步骤s31中，充电控制模块主要是根据充电枪与充电插座的连接状态来判断充电枪是否插在充电插座上，若充电枪与充电插座的连接正常，充电枪与充电插座之间存在信息交互，则判定充电枪插在充电插座上，若充电枪与充电插座的不存在信息交互，则判定充电枪没有插在充电插座上。

步骤s32：电子锁控制模块根据闭锁请求检测电子锁是否故障(或故障是否影响正常功能)，若发现电子锁故障，则将故障上报至整车控制器提示维修电子锁，若否，则向电子锁发送闭锁指令；

步骤s33：电子锁根据接收的闭锁指令执行闭锁动作。

在进行锁止控制时，以充电枪插头没有插入充电插座开始。在充电枪插头没有插入充电插座时，电子锁处于解锁状态。

汽车充电枪锁止装置的锁止控制包括如下步骤：

步骤s11：充电枪在插上充电插座时向充电控制模块发送充电控制模块唤醒指令；

步骤s12：充电控制模块根据充电控制模块唤醒指令发送电子锁控制模块唤醒指令唤醒电子锁控制模块，并发送闭锁请求给电子锁控制模块；

步骤s13：电子锁控制模块根据接收的闭锁请求检测电子锁是否故障(或故障是否影响正常功能)，若发现电子锁故障，则将故障上报至整车控制器提示维修电子锁，若否，则向电子锁发送闭锁指令；

步骤s14：电子锁根据接收的闭锁指令执行闭锁动作。

综上所述，本发明通过gps模块对遥控钥匙的定位，对驾驶员的位置进行确定，在驾驶员位于车辆附近且充电停止时解锁充电枪，而在正在充电时锁止充电枪，避免了因充电枪被意外拔掉或被盗所造成的充电过程意外中断而给用户造成的不便，同时还避免了充电枪在充电过程中被强制或意外拔出所造成的高压漏电风险。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。