电动汽车无线充电车辆端定位方法
【专利摘要】本申请提供一种电动汽车无线充电车辆端定位方法，在该方法中，利用近场通信模块对非车辆端的无线充电发射主机进行唤醒，在非车辆端的无线充电发射主机被唤醒后，第二徼控制器控制充电发射线圈发射磁脉冲信号，在车辆端采用霍尔器件检测该磁脉冲信号的强度并输出电信号，通过第一徼控制器对该电信号进行此对，实现对充电发射线圈进行定位，检测充电发射线圈与充电接收线圈是否准确对准，在充电发射线圈与充电接收线圈未正确对准的情况下，检测其偏移方向和偏移距离，并向车辆使用者输出提示信号，同时第一微控制器控制机械装置带动充电接收线圈运动，实现充电发射线圈与充电接收线圈对准的自动化与智能化。
【专利说明】电动汽车无线充电车辆端定位方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及电动汽车无线充电领域，尤其涉及一种电动汽车无线充电车辆端定位方法。
【背景技术】
[0002]随着地球石油资源的逐渐枯竭，以及地球环境污染的加剧，汽车作为主要污染源之一，在给人们生活带来方便的同时，其对环境的污染也不容忽视。为了减少汽车对环境的污染，电动汽车以其绿色环保在人们生活中的应用越来越广泛，电动汽车的推广对解决能源问题和环境问题具有很大的帮助。
[0003]采用无线充电的方式对电动汽车进行充电，对电动汽车的推广具有重要意义。在采用无线充电的方式对电动汽车进行充电，需要在电动汽车的非车辆端设有充电发射线圈，在电动汽车的车辆端设有充电接收线圈。非车辆端的充电发射线圈一般设置在电动汽车的固定停车位上，车辆端的充电接收线圈一般设置在电动汽车的底盘下方，该充电发射线圈与充电接收线圈对准的好坏，直接关系到电动汽车无线充电的效率，因此，解决电动汽车充电发射线圈和充电接收线圈的对准问题，是关系到电动汽车无线充电推广应用的关键。
【发明内容】
[0004]本申请提供一种电动汽车无线充电车辆端定位方法，在该方法中，当电动汽车停靠在可进行无线充电的固定停车位上，需对电动汽车进行无线充电时，电动汽车车主可按下电动车辆上的供电按钮以发送充电请求。车辆端的第一微控制器检测该供电按钮是否接通，若该供电按钮未接通，则继续等待，若该供电按钮已接通，则控制车辆端的近场通信模块与非车辆端的近场通信识读模块通过NFC协议进行通信，以启动非车辆端的充电主机。在近场通信模块与近场通信识读模块通信成功后，发送该表征该通信成功的第二信号至非车辆端的第二微控制器，第二微控制器接收到第二信号后控制非车辆端的无线充电发射主机启动，同时该第二微控制器控制充电发射线圈发射磁脉冲信号。充电接收线圈两侧的霍尔器件检测所在位置充电发射线圈发射的磁脉冲信号的磁场强度，并根据该磁场强度输出电信号，该电信号通过第一微控制器的模拟信号输入口传递到第一微控制器，第一微控制器对充电发射线圈两侧的霍尔器件输出的电信号进行比较，由于充电发射线圈所在的一侧的霍尔器件输出的电信号一定大于另一侧霍尔器件输出的电信号，因此第一微控制器可根据比较结果确定充电发射线圈与充电接收线圈的偏移方向，并输出提示信号。同时第一微控制器可通过对霍尔器件输出的电信号进行排序，根据排序结果确定充电发射线圈所在的位置，从而利用霍尔器件与充电接收线圈的位置关系确定充电发射线圈与充电接收线圈的偏移距离。在确定了偏移距离和偏移方向后，若该偏移距离不符合预设协议，则第二微控制器控制机械装置左右移动该偏移距离，在本申请中，该机械装置可以用伺服电缸实现，该机械装置带动充电接收线圈移动，实现充电接收线圈与充电发射线圈对准的自动化和智能化。
[0005]上述第一微控制器根据比较结果控制机械装置移动，具体为:若充电接收线圈左侧的霍尔器件输出的电信号均大于充电接收线圈右侧霍尔器件输出的电信号，则控制机械装置向左移动；若充电接收线圈左侧的霍尔器件输出的电信号均小于充电接收线圈右侧霍尔器件输出的电信号，则控制机械装置向右移动。
[0006]上述第一微控制器接收霍尔器件输出的电信号，并分别对两侧霍尔器件输出的电信号进行比较，根据比较结果确定充电发射线圈与充电接收线圈的偏移方向，还包括:第一微控制器对霍尔器件输出电信号进行排序，根据排序结果确定充电发射线圈的位置，并根据充电接收线圈的位置确定充电发射线圈与充电接收线圈的偏移距离。
[0007]上述第一微控制器根据排序结果确定充电接收线圈的位置，具体为:第一微控制器根据排序结果确定输出电信号数值最大的霍尔器件位置，根据霍尔器件的位置确定充电发射线圈的位置。
[0008]上述第一微控制器根据充电发射线圈的位置确定充电发射线圈与充电接收线圈的偏移距离，具体为:第一微控制器根据充电发射线圈的位置，以及霍尔器件与充电接收线圈之间的位置关系确定充电发射线圈与充电接收线圈的偏移距离。
[0009]上述第一微控制器根据充电接收线圈的位置确定充电发射线圈与充电接收线圈的偏移距离，步骤之后还包括:若该偏移距离不符合预设协议，则第一微控制器根据充电发射线圈与充电接收线圈的偏移方向和偏移距离控制机械装置移动，使充电发射线圈与充电接收线圈实现对准。
[0010]本申请的有益效果是:本申请提供一种电动汽车无线充电车辆端定位方法，在该方法中，利用近场通信模块对非车辆端的无线充电发射主机进行唤醒，在非车辆端的无线充电发射主机被唤醒后，第二微控制器控制充电发射线圈发射磁脉冲信号，在车辆端采用霍尔器件检测该磁脉冲信号的强度并输出电信号，通过第一微控制器对该电信号进行比对，实现对充电发射线圈进行定位，检测充电发射线圈与充电接收线圈是否准确对准，在充电发射线圈与充电接收线圈未正确对准的情况下，检测其偏移方向和偏移距离，若偏移距离不符合预设协议，第一微控制器控制机械装置带动充电接收线圈运动，实现充电发射线圈与充电接收线圈对准的自动化与智能化。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本申请实施例方向示意图；
[0012]图2为本申请实施例流程图；
[0013]图3为本申请实施例对准状态位置示意图；
[0014]图4为本申请实施例偏稳状态位置示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面通过【具体实施方式】结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0016]本申请中用到的术语定义:
[0017]霍尔器件:是在霍尔效应原理的基础上，利用集成封装和组装工艺制作而成，它可方便的把磁输入信号转换成实际应用中的电信号。
[0018]本申请中，电动汽车包括纯电动车辆，或电油混合、电气混合等新能源混合动力车辆。
[0019]在停车场的固定停车位上一般均设有限位粧，车主在将车辆停进停车位时，一般均使电动汽车的轮子停靠在限位粧上，因此在实际对电动汽车进行无线充电过程中，非车辆端充电发射线圈与车辆端充电接收线圈仅涉及在左右方向上的对准问题，不涉及前后方向上的对准问题。在本申请中，如图1所示，图1为本申请实施例方向示意图，上述左右方向为与停车位的限位粧平行的方向，上述前后方向为与电动车辆的底盘平行，且与停车位的限位粧垂直的方向。因此，在本申请中，一种电动汽车无线充电发射主机定位系统的车辆端的霍尔器件在充电接收线圈左右两侧排列。
[0020]实施例一:
[0021]本申请提供一种电动汽车无线充电车辆端定位方法，请参考图2，图2为本申请实施例一流程图，包括以下步骤:
[0022]当电动汽车停靠在可进行无线充电的固定停车位时，电动汽车车主可按下电动车辆上的供电按钮以发送无线充电请求。
[0023]步骤S1:第一微控制器检测电动汽车的供电按钮是否接通，若该供电按钮接通，则执行步骤S2，若该供电按钮未接通，则继续等待。
[0024]步骤S2:第一微控制器检测到表征供电按钮接通的第一信号后，控制近场通信模块与近场通信识读模块进行通信。
[0025]电动汽车的无线充电发射主机包括车辆端和非车辆端，非车辆端的无线充电发射主机在非工作状态下一般处于待机模式，在步骤S21中第二微控制器检测到近场通信模块与近场通信识读模块进行通信成功的第二信号后，执行步骤S23控制充电发射线圈发射磁脉冲信号。
[0026]步骤S3:霍尔器件根据充电发射线圈发射的磁脉冲信号强度输出电信号；
[0027]霍尔器件根据充电发射线圈发射的磁脉冲信号强度输出电信号，具体为，霍尔器件检测所在位置充电发射线圈发射的磁脉冲信号的磁场强度，并根据该磁场强度输出电信号。霍尔器件输出的电压信号大小与磁场强度大小成正比，即霍尔器件检测到的磁场强度越强，其输出的电压信号数值越大。通常在充电接收线圈两侧各设相同数量个霍尔器件，且对称位置的霍尔器件与充电接收线圈的距离相等。容易理解的是，采用的霍尔器件数量越多，则霍尔器件对充电发射线圈所在位置的检测越精确。如图3所示，图3中给出了在充电接收线圈两侧各设三个霍尔器件的一种实施例，在该实施例中，将该充电接收线圈左侧的三个霍尔器件分别命名为L1、L2和L3，将该充电接收线圈右侧的三个霍尔器件分别命名为RU R2和R3，则Rl为LI对称位置的霍尔器件，R2为L2对称位置的霍尔器件，R3为L3对称位置的霍尔器件；霍尔器件LI与充电接收线圈的距离为dl，霍尔器件L2与充电接收线圈的距离为d2，霍尔器件L3与充电接收线圈的距离为d3，霍尔器件Rl与充电接收线圈的距离为D1，霍尔器件R2与充电接收线圈的距离为D2，霍尔器件R3与充电接收线圈的距离为D3，对称位置的霍尔器件与充电接收线圈之间的距离相等，即dl等于Dl，d2等于D2，d3等于D3。
[0028]步骤S4:第一微控制器接收霍尔器件输出的电信号；
[0029]霍尔器件采用UGN3501实现。UGN3501是将稳压电路、差动放大器和线性放大器集成在一个芯片上的线性霍尔集成电路，其输出电信号与磁感应强度B成比例。霍尔器件的输出管脚与第一微控制器的模拟信号输入管脚连接，第一微控制器接收霍尔器件输出的电信号。上述第一微控制器可以为单片机、DSP或FPGA等具有控制功能集成电路芯片或分立电路模块。
[0030]步骤S5:第一微控制器分别对两侧霍尔器件输出的电信号进行比较；
[0031]第一微控制器对两侧霍尔器件输出的电信号进行比较。以图3为例，上述第一微控制器对两侧霍尔器件输出的电信号进行比较，具体为:第一微控制器对LI和Rl输出的电信号进行比较，对L2和R2输出的电信号进行比较，对L3和R3输出的电信号进行比较。
[0032]步骤S6:第一微控制器根据比较结果确定充电发射线圈与充电接收线圈的偏移方向；
[0033]第一微控制器根据比较结果确定充电发射线圈与充电接收线圈的偏移方向。
[0034]图3给出了充电发射线圈与充电接收线圈对准状态的位置示意图，若充电发射线圈与充电接收线圈准确对准，则充电接收线圈两侧对称位置的霍尔器件输出的电信号应相等，即LI与Rl输出的电信号相等、L2与R2输出的电信号相等、L3与R3输出的电信号相等。图4给出了充电发射线圈与充电接收线圈偏稳状态的位置示意图，在该偏稳状态下，充电发射线圈与充电接收线圈未准确对准。若充电发射线圈与充电接收线圈未准确对准，则充电接收线圈两侧对称位置的霍尔器件输出的电信号应不相等，即LI与Rl输出的电信号不相等、L2与R2输出的电信号不相等、L3与R3输出的电信号不相等；若充电接收线圈左侧的霍尔器件输出的电信号均大于充电接收线圈右侧对称位置的霍尔器件输出的电信号，则意味着充电发射线圈所在位置处于充电接收线圈左侧的霍尔器件下方；若充电接收线圈左侧霍尔器件输出的电信号小于充电接收线圈右侧对称位置的霍尔器件输出的电信号，则意味着充电发射线圈所在位置处于充电接收线圈右侧的霍尔器件下方。
[0035]步骤S7:第一微控制器根据偏移方向控制机械装置移动。
[0036]第一微控制器根据偏移方向控制机械装置移动。若充电接收线圈左侧的霍尔器件输出的电信号大于充电接收线圈右侧对称位置的霍尔器件输出的电信号，则意味着充电发射线圈所在位置处于充电接收线圈左侧的霍尔器件下方，第一微控制器控制机械装置向左移动；
[0037]若充电接收线圈左侧的霍尔器件输出的电信号小于充电接收线圈右侧对称位置的霍尔器件输出的电信号，则意味着充电发射线圈所在位置处于充电接收线圈左侧的霍尔器件下方，第一微控制器控制机械装置向右移动。
[0038]本实施例提供一种电动汽车无线充电车辆端定位方法，在该方法中，利用近场通信模块对非车辆端的无线充电发射主机进行唤醒，在非车辆端的无线充电发射主机被唤醒后，第二微控制器控制充电发射线圈发射磁脉冲信号，在车辆端采用霍尔器件检测该磁脉冲信号的强度并输出电信号，通过第一微控制器对该电信号进行比对，实现对充电发射线圈进行定位，检测充电发射线圈与充电接收线圈是否准确对准，在充电发射线圈与充电接收线圈未正确对准的情况下，若偏移距离不符合预设协议，第一微控制器控制机械装置带动充电接收线圈运动，实现充电发射线圈与充电接收线圈对准的自动化与智能化。
[0039]实施例二:
[0040]如图2所示，在实施例一的基础上，第一微控制器接收霍尔器件输出的电信号，并分别对两侧对称位置的霍尔器件输出的电信号进行比较，根据比较结果确定充电发射线圈与充电接收线圈的偏移方向，还包括:
[0041]步骤S8:第一微控制器对霍尔器件输出电信号进行排序。
[0042]步骤S9:第一微控制器根据排序结果确定充电发射线圈与充电接收线圈的偏移距离。
[0043]第一微控制器根据排序结果确定充电接收线圈的位置，第一微控制器根据充电接收线圈的位置确定充电发射线圈与充电接收线圈的偏移距离。
[0044]在充电发射线圈与充电接收线圈未准确对准的情况下，与充电发射线圈距离最近的霍尔器件输出的电信号最大，因此可根据霍尔器件输出电信号的排序结果确定充电发射线圈的位置。非车辆端的充电发射线圈一般设置于停车位左右方向上的中部位置，受停车位的面积限制，因此电动汽车的车主将电动汽车停在可进行无线充电的停车位上时，充电发射线圈与充电接收线圈的偏移距离不会太远，上述第一微控制器对霍尔器件输出电信号进行排序，最大值一般为距离充电接收线圈左侧最近的霍尔器件输出的电信号，或距离充电接收线圈右侧最近的霍尔器件输出的电信号。
[0045]第一微控制器根据排序结果确定充电发射线圈的位置，具体为:第一微控制器根据排序结果确定输出电信号数值最大的霍尔器件位置，根据霍尔器件的位置确定充电发射线圈的位置。图4给出了充电发射线圈与霍尔器件LI距离最近的示例，在此情况下，霍尔器件LI输出的电信号最大，霍尔器件L2输出电信号数值次之，霍尔器件L3输出电信号数值最小，因此可以确定此时充电发射线圈距离霍尔器件LI距离最近，可在第一微控制器中保存霍尔器件与充电接收线圈之间的距离，在确定了与充电发射线圈距离最近的霍尔器件后，根据该霍尔器件与充电接收线圈的距离，可以确定出该充电发射线圈与充电接收线圈的偏移距离。如图4所示，充电发射线圈距离霍尔器件LI距离最近，霍尔器件LI距离充电接收线圈的距离为dl，则可以确定出该充电发射线圈与充电接收线圈的偏移距离为dl。
[0046]步骤SlO:第一微控制器判断偏移距离是否符合预设协议。
[0047]在通常情况下，充电发射线圈与充电接收线圈难以实现100%精确对准，往往会存在偏差。上述预设协议根据充电发射线圈与充电接收线圈未完全对准时的理论分析和实验数据，确定对电动汽车无线充电效率影响较小的偏移距离。根据理论分析及实验验证，当偏移距离为十公分时，无线充电的效率下降约为2%，此时可不输出提示信号，正常进行无线充电。当该偏移距离不符合预设协议时，偏移距离大于十公分时；当该偏移距离符合预设协议时，偏移距离小于或等于十公分。
[0048]若该若该偏移距离符合预设协议，则继续等待。若该偏移距离不符合预设协议，则执行步骤SI I。
[0049]步骤Sll:第一微控制器根据偏移方向和偏移距离控制机械装置移动
[0050]若该偏移距离不符合预设协议，则第一微控制器根据充电发射线圈与充电接收线圈的偏移距离和偏移方向控制机械装置移动该偏移距离，使充电发射线圈与充电接收线圈实现对准。上述第一微控制器根据充电发射线圈与充电接收线圈的偏移方向和偏移距离控制机械装置移动，具体为:若充电发射线圈在充电接收线圈左侧的霍尔器件下方，则控制机械装置向左移动该偏移距离；若充电发射线圈在充电接收线圈右侧的霍尔器件下方，则控制机械装置向右移动该偏移距离。[0051 ] 综上所述，本申请提供一种电动汽车无线充电车辆端定位方法，在该方法中，利用近场通信模块对非车辆端的无线充电发射主机进行唤醒，在非车辆端的无线充电发射主机被唤醒后，第二微控制器控制充电发射线圈发射磁脉冲信号，在车辆端采用霍尔器件检测该磁脉冲信号的强度并输出电信号，通过第一微控制器对该电信号进行比对，实现对充电发射线圈进行定位，检测充电发射线圈与充电接收线圈是否准确对准，在充电发射线圈与充电接收线圈未正确对准的情况下，检测其偏移方向和偏移距离，若偏移距离不符合预设协议，第一微控制器控制机械装置带动充电接收线圈运动，实现充电发射线圈与充电接收线圈对准的自动化与智能化。
[0052]本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关硬件完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括:只读存储器、随机存储器、磁盘或光盘等。
[0053]以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。
【权利要求】
1.一种电动汽车无线充电车辆端定位方法，其特征在于，包括: 其中实施该方法的一种电动汽车无线充电定位系统的车辆端包括第一微控制器、机械装置、充电接收线圈、近场通信模块和霍尔器件；实施该方法的一种电动汽车无线充电定位系统的非车辆端包括第二微控制器、近场通信识读模块和充电发射线圈； 所述第一微控制器检测到表征供电按钮接通的第一信号后，控制所述近场通信模块与所述近场通信识读模块进行通信； 所述第二微控制器检测到所述近场通信模块与所述近场通信识读模块通信成功的第二信号后，控制所述充电发射线圈发射磁脉冲信号； 所述霍尔器件根据所述充电发射线圈发射的磁脉冲信号强度输出电信号； 所述第一微控制器接收所述霍尔器件输出的电信号，并分别对两侧霍尔器件输出的电信号进行比较，根据比较结果确定所述充电发射线圈与所述充电接收线圈的偏移方向，并根据偏移方向控制所述机械装置移动。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于: 所述第一微控制器根据比较结果控制所述机械装置移动，具体为: 若所述充电接收线圈左侧的所述霍尔器件输出的电信号均大于所述充电接收线圈右侧对称位置的所述霍尔器件输出的电信号，则控制所述机械装置向左移动； 若所述充电接收线圈左侧的所述霍尔器件输出的电信号均小于所述充电接收线圈右侧对称位置的所述霍尔器件输出的电信号，则控制所述机械装置向右移动。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于: 所述第一微控制器接收所述霍尔器件输出的电信号，并分别对两侧霍尔器件输出的电信号进行比较，根据比较结果确定所述充电发射线圈与所述充电接收线圈的偏移方向，还包括: 所述第一微控制器对所述霍尔器件输出电信号进行排序，根据排序结果确定所述充电发射线圈的位置，并根据所述充电接收线圈的位置确定所述充电发射线圈与所述充电接收线圈的偏移距离。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于: 所述第一微控制器根据排序结果确定所述充电接收线圈的位置，具体为: 所述第一微控制器根据排序结果确定输出电信号数值最大的所述霍尔器件位置，根据所述霍尔器件的位置确定所述充电发射线圈的位置。
5.如权利要求6所述的方法，其特征在于: 所述第一微控制器根据所述充电发射线圈的位置确定所述充电发射线圈与所述充电接收线圈的偏移距离，具体为: 所述第一微控制器根据所述充电发射线圈的位置，以及所述霍尔器件与所述充电接收线圈之间的位置关系确定所述充电发射线圈与所述充电接收线圈的偏移距离。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于: 所述第一微控制器根据所述充电接收线圈的位置确定所述充电发射线圈与所述充电接收线圈的偏移距离，步骤之后还包括: 若所述偏移距离不符合预设协议，则所述第一微控制器根据所述充电发射线圈与所述充电接收线圈的偏移方向和偏移距离控制机械装置移动，使所述充电发射线圈与所述充电接收线圈实现对准。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于: 若所述充电发射线圈与所述充电接收线圈的偏移距离小于或等于十公分，则符合预设协议； 若所述充电发射线圈与所述充电接收线圈的偏移距离大于十公分，则不符合预设协议。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于: 所述第一微控制器根据所述充电发射线圈与所述充电接收线圈的偏移方向和偏移距离控制机械装置移动，具体为: 若所述充电发射线圈在所述充电接收线圈左侧的霍尔器件下方，则控制所述机械装置向左移动所述偏移距离； 若所述充电发射线圈在所述充电接收线圈右侧的霍尔器件下方，则控制所述机械装置向右移动所述偏移距离。
【文档编号】H02J7/02GK104505925SQ201410848741
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月31日 优先权日:2014年12月31日
【发明者】陈胜奇 申请人:深圳市泰金田科技有限公司