CN111525343B - 电动车辆的入口装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种入口装置，该入口装置包括：锁定销；保持器，配置为容纳锁定销；以及第一电磁体，设置在保持器的下部。第一电磁体包括用于在垂直方向上对锁定销产生排斥力或吸引力的下线圈。该入口装置还包括设置在保持器的侧方的第二电磁体，第二电磁体包括用于固定锁定销的侧线圈。该入口装置还包括控制器，该控制器被配置为控制第一电磁体的下线圈的电流和第二电磁体的侧线圈的电流。

Description

电动车辆的入口装置及其控制方法
技术领域
本公开涉及一种电动车辆的入口装置及其控制方法，更具体地，涉及一种使用磁体使出口(充电连接器)不从入口分离的电动车辆的入口装置。
背景技术
近来，插电式混合动力车辆和电动车辆的需求和发展正在增加。
电动车辆将电能充电到高压电池。电动车辆使用充电的电能来操作马达和用于驱动车辆的各种电子装置。
电动车辆的充电系统包括用于电力供应和控制的充电站、用于向电动车辆供应从充电站提供的电能的出口、以及设置在电动车辆中的入口。出口(充电连接器)可分离地安装在入口上。
当将出口插入到入口中并且电动车辆正在充电时，操作致动器以防止出口从入口分离。参照图1，入口装置1设置有锁定销10。当锁定销10向外突出时，控制插入的出口不分离。当锁定销10向内撤回时，控制插入的出口分离。
锁定销10由设置在入口装置1中的致动器操作。具体地，锁定销10连接到与致动器接合的齿轮。当齿轮旋转时，锁定销10可以向外突出或向内撤回。可变电阻器设置在齿轮中，从而可以在锁定销10移动时通过感测电阻变化来检测锁定销10的位置。
另一方面，由于结构和材料的性质，齿轮将可能损坏，并且当齿轮损坏时，锁定销10不能执行上述控制操作。
发明内容
因此，本公开的一个目的是提供一种由磁体和电磁体代替齿轮操作的入口装置及其控制方法。
本公开的另一个目的是提供一种能够在没有齿轮的情况下确定锁定销的位置的入口装置及其控制方法。
因此，本公开的一个方面提供一种入口装置。该入口装置包括：锁定销；保持器，配置为容纳锁定销；第一电磁体，设置在保持器的下部。第一电磁体包括用于在垂直方向上对锁定销产生排斥力或吸引力的下线圈。该入口装置还包括设置在保持器的侧方的第二电磁体。第二电磁体包括用于固定锁定销的侧线圈。该入口装置还包括控制器，该控制器被配置为控制第一电磁体的下线圈的电流和第二电磁体的侧线圈的电流。
该入口装置可以包括在保持器内部设置有侧线圈的第二电磁体。
该入口装置可以包括设置有侧线圈的第二电磁体，侧线圈围绕保持器。
该入口装置可以包括设置有围绕铁芯的侧线圈并且设置在保持器内部的第二电磁体。
该入口装置可以进一步包括外线圈，外线圈被设置成围绕保持器的外部并且被配置为检测由于锁定销的向上移动或向下移动而导致的磁通量变化。控制器连接到外线圈并且基于磁通量变化来确定锁定销的进/出程度。
该入口装置可以包括锁定销，该锁定销可以包括绝缘构件、设置在绝缘构件的下表面上的磁体以及设置在与下表面相对的表面上的金属构件。
该入口装置可以包括控制器，该控制器被配置为控制下线圈的电流不被施加到下线圈并控制侧线圈的电流被施加到侧线圈，使得锁定销保持在保持器中。
该入口装置可以包括控制器，该控制器被配置为控制下线圈的电流在第一方向上被施加到下线圈并控制侧线圈的电流不被施加到侧线圈。第一电磁体将排斥力传递给锁定销，使得锁定销被配置为突出。
该入口装置可以包括控制器，该控制器被配置为控制下线圈的电流不被施加到下线圈并控制侧线圈的电流被施加到侧线圈。第二电磁体将吸引力传递给锁定销，以将锁定销保持在突出状态。
该入口装置可以包括控制器，该控制器被配置为控制下线圈的电流在第二方向上被施加到下线圈并控制侧线圈的电流不被施加到侧线圈。第一电磁体将吸引力传递给锁定销以容纳锁定销。
该入口装置可以包括锁定销，该锁定销可以包括绝缘构件、设置在绝缘构件的下表面上的第一磁体、设置在绝缘构件的上表面上的第二磁体以及设置在第二磁体的上表面上的金属构件，第二磁体包括第一层和设置成与第一层的极性交叉的第二层。第二电磁体可以包括对应于第一层的第一垂直线圈和对应于第二层的第二垂直线圈，第一垂直线圈对第一层产生排斥力或吸引力，第二垂直线圈对第二层产生排斥力或吸引力。
该入口装置可以进一步包括外线圈，该外线圈被设置成在金属构件穿过的位置处围绕保持器的外部，并且检测由于金属构件的向上移动或向下移动而导致的磁通量变化。控制器可以连接到外线圈，并且被配置为基于磁通量变化来确定锁定销的进/出程度。
该入口装置可以包括第二电磁体，第二电磁体被设置成使得对应于第一层的第一垂直线圈和对应于第二层的第二垂直线圈产生不同极性的磁力。
该入口装置可以包括第二电磁体，该第二电磁体包括两个电磁体，以相对于保持器的纵向平面产生不同极性的磁力。
根据本公开的一个方面，通过使用磁体和电磁体代替齿轮来增加包括锁定销的入口装置的耐久性。
此外，由于通过磁通量变化来检测锁定销的移动，因此可以精确地检测锁定销的容纳位置。
附图说明
通过以下结合附图对实施例的描述，本公开的这些和/或其他方面将变得显而易见并且更容易理解，其中：
图1是示出出口和包括锁定销的入口装置的视图。
图2和图3是示出根据本公开的实施例的用于连接入口装置和控制器的电路的视图。
图4是示出根据本公开的实施例的锁定销的结构的视图。
图5至图8是说明根据本公开的实施例的入口装置的结构和操作的视图。
图9至图12是说明根据本公开的另一实施例的入口装置的结构和操作的视图。
具体实施方式
在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。并不是本公开的实施例的所有元件被描述，而是省略了对本领域公知的内容或实施例中彼此重叠的内容的描述。整个说明书中使用的诸如“～部”、“～模块”、“～构件”、“～块”等术语可以以软件和/或硬件实施。多个“～部分”、“～模块”、“～构件”或“～块”可以以单个元件实施，或者单个“～部分”、“～模块”、“～构件”或“～块”可以包括多个元件。
应进一步理解的是，术语“连接”或其派生词既指直接连接也指间接连接，并且间接连接包括通过无线通信网络的连接。
将进一步理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组，除非上下文另有明确说明。
此外，当陈述层在另一层或基板“上”时，该层可以直接在另一层或基板上，或者第三层可以设置在其间。
尽管可以使用术语“第一”、“第二”、“A”、“B”等来描述各种组件，但是这些术语不限制相应组件。而是，这些术语仅用于区分一个组件与另一组件的目的。
如本文使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。
用于方法步骤的附图标记仅用于便于解释，而限制步骤的顺序。因此，除非上下文另有明确规定，否则可以以其他方式实施书面顺序。
在下文中，参照附图描述本公开的操作原理和实施例。
图1是示出出口和包括锁定销的入口装置的视图。图2和图3是示出根据本公开的实施例的用于连接入口装置和控制器的电路的视图。
在传统的锁定销驱动方法中，锁定销连接到与致动器接合的齿轮。当齿轮旋转时，锁定销突出或容纳在入口装置内部，从而控制入口和出口之间的附接和分离。与传统的锁定销驱动方法不同，本公开的实施例通过使用磁体和电磁体来控制锁定销的移动。入口装置如图1所示。具体的元件和操作将参照图2和图3进行详细描述。
根据一个实施例的入口装置1包括锁定销10、用于容纳锁定销10的保持器20以及控制器30。
锁定销10可以容纳在保持器20中。当整个锁定销10容纳在保持器20中时，入口装置1处于解锁状态并且出口可以从入口装置1分离。相反地，当锁定销10的一部分从保持器20突出时，入口装置被锁定，并且出口被控制为不从入口装置1分离。
如上所述，为了使入口装置对应于解锁状态或锁定状态，需要固定锁定销10。下面描述用于将锁定销10固定在保持器20中的具体装置。
入口装置1可以包括第一电磁体210和第二电磁体220、230，以移动锁定销10或将锁定销10固定在保持器20中。保持器20的形状可以是圆柱形，但不限于圆柱形，因此可以采用各种其他形状，例如矩形柱。
锁定销10可以通过在其下部设置永磁体而通过第一电磁体210产生的磁力移动。第一电磁体210可以设置在保持器20的下部，并且可以包括下线圈以对锁定销10产生排斥力或吸引力。例如，当将第一方向上的电流施加到下线圈时，锁定销10可以通过下线圈中产生的排斥力向外突出。当将第二方向上的电流施加到下线圈时，锁定销10可以通过吸引力容纳在保持器20内部，即，撤回到保持器20内部。
锁定销10可以通过第二电磁体220、230产生的磁力固定，第二电磁体220、230的至少一部分是金属构件并且在保持器20的侧方。第二电磁体220、230被设置在保持器20的侧方并且可以包括至少一个侧线圈以固定锁定销10。此外，第二电磁体220、230是两个电磁体，并且可以相对于保持器20的纵向轴线对称地设置。第二电磁体220、230可以设置在锁定销10的左侧方和右侧方，以固定锁定销10或防止锁定销10无意地移动。
第一电磁体210和第二电磁体220、230可以被配置为使得线圈包住作为铁芯的保持器20的一部分并且围绕铁芯。第一电磁体210和第二电磁体220、230可以设置在保持器内部或外部，以在不接触锁定销10的情况下产生排斥力或吸引力。
控制器30可以通过控制流过第一电磁体210和第二电磁体220、230的电流量和电流方向，将入口装置1控制到解锁状态或锁定状态。
控制器30包括存储器(未示出)，存储器(未示出)存储再现算法的程序的数据或控制入口装置1的元件的操作的算法。控制器还包括用于执行上述操作(未示出)的处理器(未示出)。存储器和处理器可以实施为单独的芯片。而且，存储器和处理器可以实施为单个芯片。
根据上述实施例的入口装置1可以进一步包括外线圈40。外线圈40被设置为围绕保持器20的外部并且可以检测由于锁定销10的向上移动和向下移动而导致的磁通量变化。控制器30可以基于由锁定销10和外线圈40产生的磁通量变化来测量电压，以确定锁定销10的位置。基于磁通量变化的电压可以通过法拉第定律获得。
因此，控制器30可以根据确定锁定销10的位置的结果，控制锁定销10被固定到正常位置或者恢复到正常位置。
图4是示出根据本公开的实施例的锁定销10的结构的视图。
如图4所示，锁定销10可以包括金属构件110、绝缘构件120和第一磁体130。金属构件110是不具有磁特性的材料并且暴露于入口装置1的外部。例如，金属构件110可以由铁矿石制成。绝缘构件120是绝缘体并且阻挡金属构件110被具有磁性或磁特性的第一磁体130磁化。例如，绝缘构件120可以选自诸如橡胶、硅树脂等的各种绝缘体。第一磁体130是具有磁性的永磁体。当通过向第一电磁体210施加电流而产生磁力时，第一磁体130可以接收排斥力或吸引力以使锁定销10上下移动。
在以上描述中，已经描述了根据本公开的一个实施例的入口装置1的元件、结构和功能。在下文中，详细描述上述入口装置1的操作。
图5至图8是说明根据本公开的实施例的入口装置的结构和操作的视图。另外，为了便于解释，未示出控制器30，但要注意的是，根据图5至图8的入口装置1由控制器30控制。
图5示出入口装置1处于解锁状态的情况。当入口装置1处于如上所述的解锁状态时，锁定销10应保持完全容纳在保持器20中。因此，当电流被施加到侧线圈时，第二电磁体220、230可以将锁定销10保持在固定状态。此时，电流未被施加到第一电磁体210的下线圈。
图6示出入口装置1从解锁状态切换到锁定状态的情况。为了使入口装置1处于锁定状态，锁定销10应从保持器20向外突出。由于第一方向上的电流被施加到第一电磁体210的下线圈，锁定销10接收排斥力并突出到保持器20的外部。此时，控制器30控制电流不被施加到第二电磁体220、230的侧线圈的，从而不干扰锁定销10的移动。
图7示出入口装置1保持在锁定状态的情况。锁定销10可以根据设置来确定最大突出位置。如图2和图3所示，控制器30可以基于由锁定销10和外线圈40之间的移动引起的磁通量变化来确定锁定销10的位置。当判断锁定销10突出到最大位置时，控制器30控制电流不被施加到第一电磁体210的下线圈并且控制电流被施加到第二电磁体220、230，从而左右吸引力被传递到锁定销10。因此，锁定销10可以保持在突出状态。
图8示出入口装置1从锁定状态切换到解锁状态的情况。为了使入口装置1处于解锁状态，锁定销10必须容纳在保持器20内部。当第二方向上的电流被施加到第一电磁体210的下线圈时，锁定销10接收吸引力并容纳在保持器20内部或撤回保持器20内部。此时，控制器30控制电流不被施加到第二电磁体220、230的侧线圈，以不干扰锁定销10的移动。当锁定销10完全容纳在保持器20中时，入口装置1再次处于解锁状态。
图9至图12是说明根据本公开的另一实施例的入口装置的结构和操作的视图。另外，为了便于解释，未示出控制器30，但要注意的是，根据图9至图12的入口装置1由控制器30控制。
锁定销10可以进一步包括具有特定图案的永磁体，以更精确地控制。参照图9，锁定销10可以包括作为永磁体的第二磁体150，第二磁体150为具有特定图案的永磁体。
如图9所示，第二磁体150是具有特定层图案的永磁体。从纵向平面观察的特定层图案是相邻彼此具有不同极性的4×2的排列。然而，根据图9的第二磁体150仅是一个示例，并且可以具有2×2的排列、3×2的排列等的特定图案。
根据实施例的入口装置1的锁定销10包括绝缘构件120、设置在绝缘构件120下方的第一磁体130、设置在绝缘构件120上方的第二磁体150以及设置在第二磁体150上方的金属构件110。
第二磁体150可以具有特定图案的永磁体的排列。第二磁体150具有4×2层排列的特定图案，并且第二电磁体具有对应于层的第一垂直线圈221、231，第二垂直线圈222、232，第三垂直线圈223、233和第四垂直线圈224、234。因此，构成第二磁体150的任何一排永磁体和第二电磁体220、230的任何一排电磁体可以在每个位置进行电磁相互作用。例如，如图9所示，在施加电流时，第一垂直线圈221形成向右的N极磁力，并且吸引力被施加到第二磁体150的顶部的S极。
根据一个实施例的入口装置1可以进一步包括外线圈40。如上所述，外线圈40基于由金属构件110的移动引起的磁通量变化来确定锁定销10的位置。外线圈40可以围绕保持器20的外侧并且设置在入口装置1的上部，其中金属构件110穿过入口装置1的上部。
图10示出入口装置1从解锁状态切换到锁定状态的情况。为了使入口装置1锁定，锁定销10的一部分应向外突出。由于第一方向上的电流被施加到第一电磁体210的下线圈，锁定销10接收排斥力并且伸出或突出到外部。此时，控制器30控制电流不被施加到多个垂直线圈221-224、231-234，从而不干扰锁定销10的移动。
图11示出入口装置1保持在锁定状态的情况。锁定销10可以根据设置来确定最大突出位置。控制器30可以基于由金属构件110和外线圈40之间的移动引起的磁通量变化来确定锁定销10的位置。此时，当判断锁定销10的位置突出到最大位置时，控制器30控制在每个垂直线圈中流动的电流的方向，以保持锁定销10处于突出状态。此处，控制器30控制电流不被施加到第一电磁体210的下线圈，从而锁定销10不上下移动。
另一方面，入口装置的锁定销10的位置可以通过外力或其他因素(例如，组件磨损)而改变。如图12所示，当外力被传递到锁定销10并且锁定销10偏离正常位置时，难以判断入口装置1的状态。此时，如果锁定销10偏离正常位置，则第二磁体150的图案和第二电磁体220的图案移位。在该实施例中，当如上述产生外力时，锁定销10可以通过使用磁体和电磁体的图案来恢复到正常位置。具体地，当电流被施加到多个垂直线圈221-224、231-234并且相邻垂直线圈产生不同方向的磁力时，第二磁体150被固定以具有相应的吸引力。
除了根据磁体和电磁体的图案来固定锁定销10之外，控制器30还可以执行用于将锁定销10从错误位置校正到正常位置的控制。这种情况下的控制基于通过外线圈40的感应电流测量的电压值来执行。
同时，所公开的实施例可以以存储计算机可执行的指令的记录介质的形式实施。指令可以以程序代码的形式存储，并且当由处理器执行时，可以生成程序模块以执行所公开的实施例的操作。记录介质可以实施为计算机可读记录介质。
具体的计算机可读记录介质可以变化，并且可以包括存储可以由计算机解码的指令的所有类型的记录介质。例如，记录介质可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁带、磁盘、闪存、光学数据存储装置等。
从以上公开内容中应显而易见的是，通过使用磁体和电磁体代替齿轮来增加包括锁定销的入口装置的耐久性。此外，由于通过磁通量变化检测锁定销的移动，因此可以精确地检测锁定销的容纳位置。
尽管已经出于说明性目的描述了本公开的实施例，但是本领域技术人员将理解的是，在不脱离本公开的范围和思想的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。因此，描述本公开的实施例并不是为了限制目的。

Claims (11)

1.一种入口装置，所述入口装置设置在车辆中，并且充电站的充电连接器可分离地连接到所述入口装置，所述入口装置包括：
锁定销；
保持器，容纳所述锁定销；
第一电磁体，设置在所述保持器的下部，并且包括用于在垂直方向上对所述锁定销产生排斥力或吸引力的下线圈；
第二电磁体，包括用于固定所述锁定销的侧线圈；以及
控制器，控制所述第一电磁体的下线圈的电流和所述第二电磁体的侧线圈的电流，
其中，所述锁定销包括绝缘构件、设置在所述绝缘构件的下表面上的第一磁体、设置在所述绝缘构件的上表面上的第二磁体以及设置在所述第二磁体的上表面上的金属构件，所述第二磁体包括第一层和设置成与所述第一层的极性交叉的第二层，
所述第二电磁体包括对应于所述第一层的第一垂直线圈和对应于所述第二层的第二垂直线圈，所述第一垂直线圈对所述第一层产生排斥力或吸引力，所述第二垂直线圈对所述第二层产生排斥力或吸引力。
2.根据权利要求1所述的入口装置，其中，
所述第二电磁体在所述保持器内部设置有所述侧线圈。
3.根据权利要求2所述的入口装置，其中，
所述第二电磁体设置在所述保持器内部，所述第二电磁体设置有围绕铁芯的所述侧线圈。
4.根据权利要求1所述的入口装置，进一步包括：
外线圈，被设置成围绕所述保持器的外部，并且检测由于所述锁定销的向上移动或向下移动而导致的磁通量变化，
其中所述控制器连接到所述外线圈，并且基于所述磁通量变化来确定所述锁定销的进/出程度。
5.根据权利要求1所述的入口装置，其中，
所述控制器控制所述下线圈的电流不被施加到所述下线圈并控制所述侧线圈的电流被施加到所述侧线圈，使得所述锁定销保持在所述保持器中。
6.根据权利要求1所述的入口装置，其中，
所述控制器控制所述下线圈的电流在第一方向上被施加到所述下线圈并控制所述侧线圈的电流不被施加到所述侧线圈，并且
所述第一电磁体将排斥力传递给所述锁定销，使得所述锁定销突出。
7.根据权利要求1所述的入口装置，其中，
所述控制器控制所述下线圈的电流不被施加到所述下线圈并控制所述侧线圈的电流被施加到所述侧线圈，并且
所述第二电磁体将吸引力传递给所述锁定销，以将所述锁定销保持在突出状态。
8.根据权利要求1所述的入口装置，其中，
控制器控制所述下线圈的电流在第二方向上被施加到所述下线圈并控制所述侧线圈的电流不被施加到所述侧线圈，并且
所述第一电磁体将吸引力传递给所述锁定销，使得所述锁定销容纳在所述保持器中。
9.根据权利要求1所述的入口装置，进一步包括：
外线圈，被设置成在所述金属构件穿过的位置处围绕所述保持器的外部，并且检测由于所述金属构件的向上移动或向下移动而导致的磁通量变化，
其中所述控制器连接到所述外线圈，并且基于所述磁通量变化来确定所述锁定销的进/出程度。
10.根据权利要求1所述的入口装置，其中，
所述第二电磁体被设置成使得对应于所述第一层的所述第一垂直线圈和对应于所述第二层的所述第二垂直线圈产生不同极性的磁力。
11.根据权利要求1所述的入口装置，其中，
所述第二电磁体包括两个电磁体，以相对于所述保持器的纵向平面产生不同极性的磁力。
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