處理器、ASIC、1C、存儲(chǔ)器 (例如，F(xiàn)LASH、ROM、RAM、EPROM和/或EEPROM)和軟件代碼，以執(zhí)行一系列的操作。此外， 車輛控制器38通過使用公共總線協(xié)議（例如，CAN)的車輛硬線連接而與其他控制器和組 件進(jìn)行通?目。
[0029] 控制器38與車輛無線通信裝置40進(jìn)行電通信。車輛無線通信裝置40與充電站無 線通信裝置24進(jìn)行無線通信。在優(yōu)選的實(shí)施例中，充電站無線通信裝置24和車輛無線通 信裝置40均可為WiFi裝置。當(dāng)然也可使用諸如藍(lán)牙（Bluetooth)的其他無線通信方法。 控制器38被配置為經(jīng)由車輛無線通信裝置40來接收位置信息。在車輛無線通信裝置40 與充電站無線通信裝置24之間的無線通信也可被用于發(fā)送其他信息。例如，所述無線通信 可用于完成車輛30與充電站10之間的關(guān)聯(lián)過程，響應(yīng)于完成關(guān)聯(lián)過程可啟動(dòng)車輛充電。
[0030] 控制器38還與駕駛員顯示器42進(jìn)行通信。駕駛員顯示器可為儀表盤多功能顯示 器或適合的其他顯示器?？刂破骺杀慌渲脼榻?jīng)由駕駛員顯示器42向駕駛員提供位置信息。 駕駛員顯示器可包括車輛位置信息的任何適當(dāng)表示，以示出車輛位置和方向，車輛位置和 方向包括相對(duì)于初級(jí)感應(yīng)充電板14的距離和橫向偏移。響應(yīng)于該信息，駕駛員可將具有次 級(jí)感應(yīng)線圈34的車輛更精確地?？繛榻咏跫?jí)感應(yīng)充電板14。
[0031] 車輛還包括第一聲波發(fā)射器44和第二聲波發(fā)射器46。聲波發(fā)射器44和聲波發(fā)射 器46與控制器38進(jìn)行通信。聲波發(fā)射器44和聲波發(fā)射器46被置于靠近車輛前部的指定 位置。在不出的實(shí)施例中，第一聲波發(fā)射器44位于車輛的乘客側(cè)，第二聲波發(fā)射器46位于 車輛的駕駛員側(cè)。聲波發(fā)射器44和聲波發(fā)射器46被配置為以人類可聽頻率以上的頻率發(fā) 出聲音脈沖（bursts of sound)。在優(yōu)選的實(shí)施例中，第一聲波發(fā)射器44和第二聲波發(fā)射 器46電連接在同一電路上。按照這種方式，用于產(chǎn)生聲波信號(hào)的命令將觸發(fā)來自第一聲波 發(fā)射器44和第二聲波發(fā)射器46兩者的同步信號(hào)。
[0032] 在一些實(shí)施例中，車輛30配備有自動(dòng)停車系統(tǒng)。在這種實(shí)施例中，控制器（可為 控制器38或其他適合的控制器）向各種車輛系統(tǒng)發(fā)出命令以協(xié)調(diào)自動(dòng)停車事件。在自動(dòng) 停車事件期間，自動(dòng)地控制車輛轉(zhuǎn)向、加速和制動(dòng)系統(tǒng)（未示出）以將車輛?？吭谶m當(dāng)?shù)耐?車位置和方向?？刂破鲗⑹褂脕碜猿潆娬?0的位置信息來協(xié)調(diào)各個(gè)系統(tǒng)，并將具有次級(jí)感 應(yīng)線圈34的車輛?？繛榻咏糜诔潆姷某跫?jí)感應(yīng)充電板14。
[0033] 當(dāng)然，上述系統(tǒng)的變形是可行的。例如，傳感器20可有效地連接到初級(jí)感應(yīng)充電 板14,而不是連接到如在圖1中示出的外殼18。在另一變形中，傳感器20可有效地連接到 電壓轉(zhuǎn)換器17。上述和其他傳感器位置可全部與根據(jù)本公開的方法結(jié)合使用。在一些實(shí)施 例中，車輛配備有自動(dòng)停車系統(tǒng)，且位置信息被自動(dòng)停車系統(tǒng)使用以便于免手動(dòng)停車。
[0034] 現(xiàn)參照?qǐng)D2,示出了根據(jù)本公開的用于確定車輛的距離和橫向偏移的方法。接收器 20'被安裝在期望的停車點(diǎn)附近。第一發(fā)射器44'和第二發(fā)射器46'被連接在車輛的前部， 并隔開已知距離B。發(fā)射器44'和發(fā)射器46'被配置為在大致相同時(shí)間分別產(chǎn)生第一聲音 脈沖（sound burst)和第二聲音脈沖。接收器20'接收由發(fā)射器44'和發(fā)射器46'產(chǎn)生的 各個(gè)聲音脈沖并對(duì)聲音脈沖的到達(dá)標(biāo)記時(shí)間戳（timestamp)。
[0035] 系統(tǒng)可計(jì)算第一時(shí)延和第二時(shí)延，其中，第一時(shí)延與在聲音脈沖的產(chǎn)生和第一聲 音脈沖的接收之間經(jīng)過的時(shí)間相應(yīng)，第二時(shí)延與在聲音脈沖的產(chǎn)生和第二聲音脈沖的接收 之間經(jīng)過的時(shí)間相應(yīng)?；诼曇粼诳諝庵袀鞑サ乃俣?，系統(tǒng)可隨后計(jì)算從接收器20'到第 一發(fā)射器44'的第一距離Dl和從接收器20'到第二發(fā)射器46'的第二距離D2。利用該信 息和聲音發(fā)射器44'與聲音發(fā)射器46'之間的已知距離B，充電系統(tǒng)可產(chǎn)生幾何三角形，該 幾何三角形的角和邊代表車輛的位置信息，車輛的位置信息包括車輛到接收器20'的距離 以及車輛的中心線與接收器20'的位置有多遠(yuǎn)的偏移?；诮邮盏臄?shù)據(jù)執(zhí)行幾何和三角測(cè) 量法計(jì)算，可高精度地確定車輛位置。
[0036] 可使用海倫（Heron)公式來得到接收器20'與車輛之間的距離。
[0039] 其中，A等于由B、DJP D 2限定的三角形的面積。
[0040] 將上面計(jì)算的面積代入到三角形的面積公式，得到：
[0042] 其中，h為從接收器20'到車輛的距離。
[0043] 此外，上面計(jì)算的算法可用于確定接收器20'的位置與車輛的中心線之間的偏 移。使用余弦定律和勾股定理，得到：
[0046] 其中，Dciffset為接收器20'與車輛的第一發(fā)射器44'之間的橫向偏移?？梢酝ㄟ^ Dciffset計(jì)算接收器20'的位置與車輛的中心線（例如，第一發(fā)射器44'與第二發(fā)射器46'之 間的距離B的中心線）之間的橫向偏移?？梢詫⒔邮掌?0'的位置與車輛的中心線之間的 橫向偏移稱為車輛的橫向偏移。
[0047] 有利地，如上面討論的，基于第一時(shí)延和第二時(shí)延的三角測(cè)量法不需要在第一發(fā) 射器和第二發(fā)射器與接收器之間的瞄準(zhǔn)線。因此，接收器可被置于各種位置，而不用考慮接 收器與發(fā)射器之間的視覺障礙的存在。
[0048] 現(xiàn)參照?qǐng)D3,以流程圖的形式示出了根據(jù)本公開的用于控制車輛充電系統(tǒng)的方法。 如在框50處不出的，從車輛上的發(fā)射器發(fā)送聲波信號(hào)。如在框52處不出的，從布置在充電 站中的聲波傳感器收集數(shù)據(jù)。如在框54處示出的，計(jì)算被檢測(cè)的車輛的距離和橫向偏移。 如在框56處示出的，將位置信息發(fā)送到車輛。如在框58處示出的，經(jīng)由車載顯示器向駕駛 員提供位置信息。如在框60處示出的，在配備有自動(dòng)停車系統(tǒng)的車輛中，基于從充電站接 收的位置信息而自動(dòng)?？寇囕v。
[0049] 在上面的方法的變形中，由于在停車過程期間駕駛員無需與車輛進(jìn)行交互，所以 具有自動(dòng)停車系統(tǒng)的車輛可被配置為不向駕駛員顯示位置信息。
[0050] 此外，可在需要精確的車輛位置的其他停車情況下使用多種變形。因此，可在未配 備有充電板但是為了其他目必須相對(duì)于目標(biāo)精確地定位的車輛中使用類似的三角測(cè)量方 法。
[0051] 在此公開的處理、方法或算法可被傳送到處理裝置、控制器或計(jì)算機(jī)/由處理裝 置、控制器或計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)，處理裝置、控制器或計(jì)算機(jī)可包括任何現(xiàn)有的可編程電子控制 單元或?qū)Ｓ秒娮涌刂茊卧?。類似地，所述處理、方法或算法可被存?chǔ)為按照許多形式由控制 器或計(jì)算機(jī)執(zhí)行的數(shù)據(jù)和指令，所述形式包括但不限于：永久存儲(chǔ)在不可寫存儲(chǔ)介質(zhì)（諸 如ROM裝置）上的信息和可變地存儲(chǔ)在可寫存儲(chǔ)介質(zhì)（諸如軟盤、磁帶、CD、RAM裝置、其他 磁介質(zhì)和光介質(zhì)）上的信息。所述處理、方法或算法還可以以軟件可執(zhí)行對(duì)象的方式實(shí)現(xiàn)。 可選地，所述處理、方法或算法可利用適合的硬件組件（諸如，專用集成電路（ASIC)、現(xiàn)場(chǎng) 可編程門陣列（FPGA)、狀態(tài)機(jī)、控制器或其他硬件組件或裝置）或硬件、軟件和固件組件的 組合來整體或部分地實(shí)現(xiàn)。
[0052] 如可從各種實(shí)施例所了解的，本發(fā)明提供一種用于對(duì)車輛進(jìn)行無線充電的系統(tǒng)， 其中，所述系統(tǒng)使車能夠相對(duì)于充電站精確地停靠。此外，根據(jù)本公開的充電站可在不向車 輛指示瞄準(zhǔn)線的情況下提供定位信息。
[0053] 雖然以上描述了示例性實(shí)施例，但這些實(shí)施例并不意在描述本發(fā)明的所有可能形 式。相反，說明書中所使用的詞語是描述性詞語而非限制，并且應(yīng)理解的是，可在不脫離本 發(fā)明的精神和范圍的情況下做出各種改變。此外，可將各種實(shí)現(xiàn)實(shí)施例的特征進(jìn)行組合以 形成本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種插電式車輛，包括： 第一發(fā)射器，被配置為產(chǎn)生第一聲波信號(hào)； 車輛無線通信裝置，被配置為與充電站無線通信裝置進(jìn)行通信； 車載顯示器； 至少一個(gè)控制器，被配置為：經(jīng)由車載顯示器呈現(xiàn)位置信息，所述位置信息與響應(yīng)于充 電站聲波接收器接收的第一聲波信號(hào)而檢測(cè)到的車輛位置相應(yīng)。2. 如權(quán)利要求1所述的插電式車輛，還包括第二發(fā)射器，所述第二發(fā)射器被配置為產(chǎn) 生第二聲波信號(hào)，其中，所述位置信息與響應(yīng)于充電站聲波接收器接收的第一聲波信號(hào)和 第二聲波信號(hào)而檢測(cè)到的車輛位置相應(yīng)。3. 如權(quán)利要求2所述的插電式車輛，其中，所述位置信息與基于第一時(shí)延和第二時(shí)延 的三角測(cè)量的車輛位置相應(yīng)，其中，第一時(shí)延為在第一信號(hào)被產(chǎn)生與第一信號(hào)被充電站聲 波接收器接收之間經(jīng)過的時(shí)間，第二時(shí)延為在第二信號(hào)被產(chǎn)生與第二信號(hào)被聲波接收器接 收之間經(jīng)過的時(shí)間。4. 如權(quán)利要求1所述的插電式車輛，其中，所述至少一個(gè)控制器還被配置為響應(yīng)于所 述位置信息來協(xié)調(diào)自動(dòng)停靠車輛事件。5. 如權(quán)利要求1所述的插電式車輛，還包括次級(jí)感應(yīng)充電線圈，其中，所述位置信息包 括所述次級(jí)感應(yīng)充電線圈相對(duì)于初級(jí)感應(yīng)充電線圈的距離和橫向偏移。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于免手動(dòng)對(duì)電動(dòng)車輛充電的定位車輛的聲波三角測(cè)量法。一種用于對(duì)車輛進(jìn)行充電的充電系統(tǒng)包括充電站和車輛。所述充電站包括無線充電線圈、定向?yàn)榻邮赵跓o線充電線圈附近產(chǎn)生的聲波信號(hào)的聲波接收器以及第一無線通信裝置。所述車輛包括充電板、被配置為產(chǎn)生第一聲波信號(hào)的第一發(fā)射器、與第一無線通信裝置進(jìn)行通信的第二無線通信裝置、車載顯示器和至少一個(gè)控制器。所述至少一個(gè)控制器被配置為經(jīng)由所述車載顯示器呈現(xiàn)位置信息。所述位置信息與響應(yīng)于聲波接收器接收的第一聲波信號(hào)而檢測(cè)到的車輛位置相應(yīng)。
【IPC分類】B60L11/18, G01S15/93
【公開號(hào)】CN105083045
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510262427
【發(fā)明人】克里斯托?！·貝爾
【申請(qǐng)人】福特全球技術(shù)公司
【公開日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年5月21日
【公告號(hào)】DE102015107274A1, US20150336462