电动汽车的自动停车系统和自动停车方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电动汽车的自动停车系统和电动汽车的自动停车方法。
【背景技术】
[0002]为了减少温室气体排放以及降低人们对石油的依赖，发展更清洁的汽车技术以及燃料受到了关注。例如，众所周知的，电动汽车由电动马达推动。所述电动马达可以为所述电动汽车提供单独的推进力。或者，在所谓混合动力汽车中，所述电动马达和汽车内燃机配合使用以推动该汽车。在上述任一种情况中，所述汽车都配有一个或多个可充电电池，用来为所述电动马达提供电力，而且，所述可充电电池可以通过电网或其他电源进行周期性的充电。
[0003]现有技术中，利用诸如插头和插座装置的有线连接方式将所述电池和充电站物理连接起来，从而实现对电动汽车的充电。然而，这样的有线连接方式经常带来使用上的不便与麻烦，而且可能对其他道路使用者和行人造成潜在的危险。
[0004]在无线充电系统中，电能通过自由空间(free space)而不是任何物理连接向电动汽车传输。无线充电系统可以克服上述不足之处，从而提供具有吸引力的选择。例如，可以采用感应电能传输技术，通过电磁场为电动汽车充电。
[0005]在感应式充电中，交流电流过一级线圈，从而产生振荡磁场。所述磁场可以在二级线圈中产生电流。所述二级线圈位于靠近所述一级线圈的位置处。由此，电能得以传输并用来给连接到所述二级线圈的电池充电。通过所述一级线圈和所述二级线圈之间的谐振耦合，该系统的充电功能还能够被进一步加强。在所述谐振耦合中，电路被调谐至在同一固有频率下谐振。因此，在依旧能够实现充足效率的情况下，所述一级线圈可以和所述二级线圈隔开更远的距离。
[0006]在电动汽车的实际使用中，所述一级线圈可以安装在无线充电基站的充电盘中，而所述二级线圈可以安装在对接盘中。所述对接盘又安装在电动汽车上。例如，所述充电盘可以位于路面之上或嵌入路面中，而所述对接盘可以安装在所述电动汽车底盘的下方。所述电动汽车可以开到所述充电盘的上方以将所述对接盘与所述充电盘对准，并停留在对准位置上。由此，所述电动汽车可以在一段时间内进行充电。
[0007]尽管感应式充电系统可以具有能与有线充电系统相匹敌的效率，但其传输效率十分依赖于所述一级线圈和所述二级线圈是否良好对准。线性的和/或角度上的微小偏差都可能彻底影响传输效率，进而影响充电时间。
[0008]在电动汽车的实际使用中，将所述一级线圈和所述二级线圈进行对准是十分困难的，因为使用者在对准过程中都看不到所述对接盘和充电盘。
[0009]现有技术已经提出了一些方案，以解决上述问题。比如利用相机探测充电盘的位置，然后自动控制所述电动汽车进入与所述充电盘对准的位置。然而，这样的系统在恶劣条件下(例如，光线不足或地上有雨、雪的时候)可能无法充分发挥功用。而且相机比较脆弱，容易受损。
[0010] 之前也提出一些方案，通过测量电能传输级别并判断其是否超出特定阈值的方式探测对准程度。如果电能传输级别低于所述阈值，则所述电动汽车继续移动，直到所述电能传输级别超出所述阈值，至此停车。然而，该停车位置可能并不是最优选的、效率最高的对准位置。进一步地，为了进行上述测量，所述充电盘必须以高能量状态启动。导致的结果可能是，当电动汽车没有开到充电盘上方时，高能量启动所导致的杂散的电磁场可能会引起安全和健康的问题。
[0011 ]因此，需要提供自动停车系统，可以使电动汽车与基站的充电盘对准良好，并部分或全部避免现有系统的缺陷。
【发明内容】
[0012]根据本发明的一个方面，提供一种电动汽车的自动停车系统。所述系统包括:对接盘，与所述电动汽车连接，并适配于通过充电基站的充电盘为所述电动汽车进行无线充电；接收单元，与所述电动汽车连接，并适配于接收来自导航浮标的信号，所述接收单元的位置和所述对接盘的位置的关系已知，所述导航浮标的位置和所述充电盘的位置的关系已知；以及导航控制器，与所述接收单元相连，并适配于分析所述接收单元从所述导航浮标处接收到的信号以得出从所述接收单元到所述导航浮标的向量，并基于所述向量自动驾驶所述电动汽车，以使所述对接盘与所述充电盘对准。
[0013]可选地，所述接收单元可以包括多个接收器。所述多个接收器可以包括第一接收器和第二接收器，所述第一接收器和所述第二接收器在所述电动汽车的宽度方向上相互分隔开。
[0014]可选地，所述导航控制器可以通过计算每个所述接收器到所述导航浮标的距离或方向，以得出从所述接收单元到所述导航浮标的向量。
[0015]可选地，所述导航控制器可以基于每个所述接收器到所述导航浮标的距离或方向，采用三角测量、三边测量或多边测量的方法计算所述导航浮标相对于所述接收单元的位置。
[0016]可选地，所述导航控制器可以设有一个或多个公差约束，并适配于自动驾驶所述电动汽车至对准位置，所述对准位置的公差落入所述公差约束的范围中。所述公差约束可以包括线性和/或角度公差。例如，所述线性公差可以是100毫米，所述角度公差可以是30。。
[0017]可选地，所述导航控制器可以适配于控制所述电动汽车的操控和驱动机制。
[0018]可选地，所述导航控制器可以适配于只有当开关被启动时才驾驶所述电动汽车。
[0019]可选地，所述开关可以是所述电动汽车的油门踏板。
[0020]可选地，所述开关可以远离所述电动汽车。例如，所述开关可以位于所述电动汽车的安全密钥卡上。
[0021]可选地，所述自动停车系统可以进一步包括一个或多个距离传感器，适配于探测所述电动汽车周围的障碍物。所述导航控制器可以与所述一个或多个距离传感器连接，并进一步适配于:基于所述一个或多个距离传感器的输出，驾驶所述电动汽车，以避免与所述电动汽车周围的障碍物碰撞。
[0022]可选地，所述一个或多个距离传感器可以是超声波传感器、电磁传感器、雷达传感器、激光雷达传感器或相机。
[0023]可选地，所述接收单元可以适配于接收来自所述导航浮标的超声波信号、可见光信号、紫外线信号、红外线信号或射频信号。
[0024]可选地，所述接收单元可以适配于向所述导航浮标传输激活所述导航浮标的警报信号。
[0025]可选地，所述导航控制器可以适配于计算从其现在的位置到停车位置的驾驶路径，在所述停车位置上，所述对接盘与所述充电盘对准。
[0026]可选地，所述导航控制器可以适配于计算多条驾驶路径，并对所述多条驾驶路径进行比较和评估，从而选出一条驾驶路径。
[0027]可选地，所述导航控制器可以适配于基于用户倾向选择所述驾驶路径。
[0028]可选地，所述导航控制器可以适配于周期性地重新计算从所述接收单元到所述导航浮标的向量。
[0029]根据本发明的一个方面，提供一种电动汽车，包括:上述任一种自动停车系统。
[0030]根据本发明的一个方面，提供一种充电系统，包括:上述任一种自动停车系统或电动汽车；以及充电基站，包括充电盘和导航浮标。
[0031]根据本发明的一个方面，提供一种电动汽车的自动停车方法，所述电动汽车具有与无线充电基站的充电盘相对应的对接盘，所述方法包括:在接收单元处接收从导航浮标处发送的信号，所述接收单元与所述电动汽车连接，所述接收单元的位置和所述对接盘的位置的关系已知，所述导航浮标的位置和所述充电盘的位置的关系已知；分析所述信号以得出从所述接收单元到所述导航浮标的向量；以及，基于所述向量驾驶所述电动汽车，以使所述对接盘与所述充电盘对准。
【附图说明】
[0032]为更好地理解本发明，并清楚地示出如何将本发明付诸实用，下面将以实施例的方式参考附图进行说明。附图包括:
[0033]图1示出了本发明实施例的具有自动停车系统的电动汽车的平面示意图；
[0034]图2示出了所述电动汽车向前停车的平面示意图；
[0035]图3示出了所述电动汽车向后停车的平面示意图；
[0036]图4示出了挪动模式；以及
[0037]图5示出了本发明又一实施例的具有自动停车系统的电动汽车的平面示意图。
【具体实施方式】
[0038]图1示出了本发明实施例的具有自动停车系统的电动汽车2的平面示意图。所述电动汽车2可以是小轿车。
[0039]所述电动汽车2包括电动马达4，适配于驱动轮轴6，从而为所述电动汽车2的轮子8施加扭矩。图1示出的电动汽车2为后轮驱动。需要说明的是，所述电动汽车2也可以是前轮驱动、四轮驱动或全轮驱动。
[0040]所述电动汽车2进一步包括电动助力转向(Electric Power Steering，EPS)系统(未图示)，用于检测电动汽车方向盘和驾驶杆的位置和扭矩。所述EPS系统通过电动助力转向马达提供辅助的扭矩，将所述电动汽车的转向轮10带入需要的方向。
[0041]所述电动汽车2包括一个或多个可重复充