一種車輛行駛控制方法及系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種車輛行駛控制方法及系統，該方法包括：步驟S1，分別獲取車輛當前所處位置，車輛當前所處位置的行人信息、紅綠燈信息以及交通標識信息，以及車輛的平均車速及怠速狀態；步驟S2，根據車輛當前所處位置及車輛當前所處位置的行人信息、紅綠燈信息以及交通標識信息，判斷車輛當前所處的道路工況；步驟S3，根據車輛的平均車速及怠速狀態，在車輛當前所處的道路工況中進一步判斷車輛當前所處的道路子工況；步驟S4，根據車輛當前所處的道路子工況確定車輛行駛模式，并由發動機管理系統EMS對燃油進行控制，由電池管理系統BMS對電池能量進行控制。本發明可以有效提高車輛的能量管理和燃油經濟性。
【專利說明】
一種車輛行駛控制方法及系統
技術領域
[0001 ]本發明汽車技術領域，尤其涉及一種車輛行駛控制方法及系統。
【背景技術】
[0002] 在汽車尤其是混合動力車輛的開發中，車輛行駛工況的分析是設計的基礎。普通 能量管理策略僅依據車輛自身信息狀態中的參數，如平均速度，怠速時間比例等進行判斷 車輛所處的道路工況，未能獲取真實的交通路況，不客觀，實際與系統采用的工況偏離較大 時，會造成車輛能量及燃油的浪費。當前大多數能量管理方法是只基于能量瞬時優化的穩 態控制策略，該策略對瞬時負責，未考慮實際道路工況及工況變化的應對不足。部分方法考 慮了道路工況，但是僅依據車輛自身信息判斷，與真實的道路狀況存在較大差異。
【發明內容】
[0003] 本發明所要解決的技術問題在于，提供一種可以有效提高車輛的能量管理和燃油 經濟性的車輛行駛控制方法及系統。
[0004] 為了解決上述技術問題，本發明提供一種車輛行駛控制方法，包括： 步驟S1，分別獲取車輛當前所處位置，車輛當前所處位置的行人信息、紅綠燈信息以及 交通標識信息，以及車輛的平均車速及怠速狀態； 步驟S2,根據車輛當前所處位置及車輛當前所處位置的行人信息、紅綠燈信息以及交 通標識信息，判斷車輛當前所處的道路工況； 步驟S3,根據車輛的平均車速及怠速狀態，在車輛當前所處的道路工況中進一步判斷 車輛當前所處的道路子工況； 步驟S4,根據車輛當前所處的道路子工況確定車輛行駛模式，并由發動機管理系統EMS 對燃油進行控制，由電池管理系統BMS對電池能量進行控制。
[0005] 其中，所述步驟S1中，通過車載導航系統獲取車輛當前所處位置，通過車輛的前置 雷達和前置攝像頭獲取車輛當前所處位置的行人信息、紅綠燈信息以及交通標識信息，通 過車輛電子穩定性系統ESP獲取平均車速，通過發動機管理系統EMS獲取車輛怠速狀態。
[0006] 其中，所述步驟S2具體包括： 將獲得的車輛當前所處位置的行人數量、紅綠燈數量、限速標識速度與各自的判斷閾 值進行比較，判斷車輛當前所處的道路工況為城市工況、郊區工況及高速工況中的哪一種。
[0007] 其中，所述步驟S3具體包括： 將獲得的車輛平均車速及怠速時間比例與各自的判斷閾值進行比較，在車輛當前所處 的城市工況中進一步判斷車輛當前所處的道路子工況為擁堵繁華工況，或新城區工況，或 城市快速工況。
[0008] 其中，所述步驟S3具體包括： 將獲得的車輛平均車速及怠速時間比例與各自的判斷閾值進行比較，在車輛當前所處 的郊區工況中進一步判斷車輛當前所處的道路子工況為鄉村工況，或山路工況，或省國道 工況。
[0009] 其中，所述步驟S3具體包括： 將獲得的車輛平均車速及怠速時間比例與各自的判斷閾值進行比較，在車輛當前所處 的高速工況中進一步判斷車輛當前所處的道路子工況為高速順暢工況或高速擁堵工況。
[0010] 其中，所述車輛行駛控制方法還包括步驟： 通過變速箱控制器TCU獲取駕駛者的駕駛模式及檔位信息，并據此對車輛當前所處的 車輛行駛模式進行校正。
[0011] 本發明還提供一種車輛行駛控制系統，包括： 車載導航系統，用于提供車輛當前所處位置信息； 前置雷達和前置攝像頭，用于提供車輛當前所處位置的行人信息、紅綠燈信息以及交 通標識彳目息； 車輛電子穩定性系統ESP，用于提供車輛在當前所處位置的平均車速； 發動機管理系統EMS，用于提供車輛在當前所處位置的怠速狀態； 主控制器，用于根據車輛當前所處位置及車輛當前所處位置的行人信息、紅綠燈信息 以及交通標識信息，判斷車輛當前所處的道路工況，并根據車輛的平均車速及怠速狀態，在 車輛當前所處的道路工況中進一步判斷車輛當前所處的道路子工況，還用于根據車輛當前 所處的道路子工況確定車輛行駛模式，控制發動機管理系統EMS對燃油進行控制，電池管理 系統BMS對電池能量進行控制； 所述車載導航系統、前置雷達和前置攝像頭、車輛電子穩定性系統ESP、發動機管理系 統EMS及主控制器均通過CAN總線相連。
[0012] 其中，所述車輛行駛控制系統還包括： 變速箱控制器TCU，用于提供駕駛員的駕駛模式及檔位信息，所述主控制器通過所述信 息對車輛當前所處的車輛行駛模式進行校正。
[0013] 其中，所述車輛行駛控制系統還包括： 開關，用于開啟和關閉車輛行駛控制系統； 車身控制器BCM，用于將開關信號發送至CAN總線上。
[0014] 本發明實施例的有益效果在于:結合車輛當前位置和前置雷達、前置攝像頭所獲 取的真實的道路環境(包括車輛，行人、紅綠燈交通標識等）用于道路工況的識別，并且結合 車輛的平均速度及怠速時間比例等進行對道路工況進行校正和再次確認，判斷出真實的道 路狀況，從而確定適合的車輛行駛模式，可以有效提高車輛的能量管理和燃油經濟性。
【附圖說明】
[0015] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以 根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0016] 圖1是本發明實施例一一種車輛行駛控制方法的流程示意圖。
[0017] 圖2是本發明實施例一一種車輛行駛控制方法的具體流程示意圖。
[0018] 圖3是本發明實施例二一種車輛行駛控制系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019] 以下各實施例的說明是參考附圖，用以示例本發明可以用以實施的特定實施例。
[0020] 請參照圖1所示，本發明實施例一提供一種車輛行駛控制方法，包括： 步驟S1，分別獲取車輛當前所處位置，車輛當前所處位置的行人信息、紅綠燈信息以及 交通標識信息，以及車輛的平均車速及怠速狀態； 步驟S2,根據車輛當前所處位置及車輛當前所處位置的行人信息、紅綠燈信息以及交 通標識信息，判斷車輛當前所處的道路工況； 步驟S3,根據車輛的平均車速及怠速狀態，在車輛當前所處的道路工況中進一步判斷 車輛當前所處的道路子工況； 步驟S4,根據車輛當前所處的道路子工況確定車輛行駛模式，并由發動機管理系統EMS 對燃油進行控制，由電池管理系統BMS對電池能量進行控制。
[0021] 具體來說，請結合圖2所示，步驟S1中，通過車載導航系統獲取車輛當前所處位置， 例如車輛當前所處某某省某某市某某路;通過車輛的前置雷達和前置攝像頭獲取車輛當前 所處位置的行人信息、紅綠燈信息以及交通標識信息;通過車輛電子穩定性系統ESP獲取平 均車速，通過發動機管理系統EMS獲取車輛怠速狀態。
[0022] 步驟S2完成本發明實施例中對道路工況的第一次劃分，即根據車輛當前所處位置 及車輛當前所處位置的行人信息、紅綠燈信息以及交通標識信息，判斷車輛當前所處的道 路工況是城市工況、郊區工況、還是高速工況。本實施例中，將道路工況為三類:城市工況， 郊區工況和高速工況。具體來說，前置雷達和前置攝像頭可以獲取車輛周圍的環境信息，并 對獲取的信息進行融合處理:對獲取的車輛當前所處位置的行人信息、紅綠燈信息和交通 標識信息進行識別和判斷，并做出道路類型的區分。例如，將行人數量非常多、紅綠燈數量 非常多、限速標識速度非常低判斷為城市工況;將行人數量較多、紅綠燈數量較多、限速標 識速度較低判斷為郊區工況;將行人數量少、紅綠燈數量少、限速標識速度高判斷為高速工 況。需要說明的是，判斷行人數量多少、紅綠燈數量多少、限速標識速度高低均各自存在一 個判斷閥值，例如將獲取的車輛當前所處位置的行人數量與閾值比較，判斷其屬于行人數 量非常多還是屬于行人數量較多。行人數量、紅綠燈數量、限速標識速度的判斷閥值根據當 前國家和地區的交通狀態統計的結果來具體定義。
[0023] 本實施例在車載導航系統獲得的車輛當前所處位置的基礎上，增加了對車輛當前 所處位置的交通信息的獲取。一般來說，車載導航系統通過GPS模塊能夠獲得車輛所處的具 體道路（即使是無名路也會有標示），但通常并不能直接顯示該道路屬于城市道路或是郊區 道路，往往需要駕駛者根據經驗或常識判斷。那么在基于道路狀況選擇行駛模式上，前述對 道路類型的識別方式無法做到智能化和自動化。此外，車載導航系統的地圖更新一般會晚 于實際道路更新，在這種情況下，通過車載導航系統獲得的道路狀況也并不總是反映真實 的道路狀況，因此，本實施例中通過前置雷達和前置攝像頭獲取車輛當前所處位置的行人 信息、紅綠燈信息以及交通標識信息，能夠真實地獲取當前道路環境狀況，以便后續對行駛 模式的選擇更加精確。
[0024] 現有技術中，道路工況的識別判斷一般僅通過車輛的平均車速及怠速狀態，本實 施例步驟S3將其拓展為對城市工況，郊區工況和高速工況進行進一步細分。根據車輛電子 穩定性系統ESP提供的車速信號計算車輛平均車速，根據發動機管理系統EMS提供的車輛怠 速狀態信號計算怠速時間比例（即怠速時間占總時間的比例），然后根據平均車速和怠速時 間比例，分別對城市工況，郊區工況和高速工況進行進一步細分，具體參見下述表格：
同樣地，對于平均車速及怠速時間比例的判斷也各自有判斷閾值，其具體數值根據當 前國家和地區的交通狀態統計的結果來具體定義。例如，在城市工況下，假設80%為怠速時 間比例"高"的閾值，20公里/小時為平均車速"低"的閾值，則當計算出的車輛當前怠速時間 比例高于80%并且平均車速低于20公里/小時，則將車輛當前所處的道路子工況判定為"擁 堵繁華工況"。又如，假設20%和80%分別為怠速時間比例"中"的閾值，20公里/小時和50公 里/小時分別為平均車速"中"的閾值，則當計算出的車輛當前怠速時間比例處于20%~80%之 間，并且平均車速低于50公里/小時但高于20公里/小時，則將車輛當前所處的道路子工況 判定為"新城區工況"。
[0025] 通過上述步驟獲得車輛所處真實道路狀況后，再據此選擇對應的行駛模式，可以 更好地對車輛能量進行管理，獲得更佳的燃油經濟性。
[0026] 對應不同的道路子工況，存在相應的行駛模式:擁堵繁華工況行駛模式、新城區工 況行駛模式、城市快速工況行駛模式、鄉村工況行駛模式，山路工況行駛模式、省國道工況 行駛模式、高速順暢工況行駛模式、高速擁堵工況行駛模式。
[0027] 步驟S4根據道路子工況確定相應的車輛行駛模式，每一車輛行駛模式對應一種能 量管理策略，即分別由發動機管理系統EMS對燃油進行控制，由電池管理系統BMS對電池能 量進行控制，具體地，請參見下表：
其中，表中"瞬態燃油消耗"是為了滿足當前駕駛進行的實時性調整，"動力電池充放電 控制"是綜合當前工況下的對于儲存能量的要求，主要是為了提高動力電池能量儲存，避免 燃油不足時能有足夠能量釋放，同時控制動力電池的SOC和電流，防止不必要的消耗。
[0028] 舉例來說，對于城市工況來說，應盡可能少地使用燃油消耗，降低對于城市的污 染。分別對應于不同的細分工況，動力電池釋放電能的多少，用來滿足車輛不同的行駛需 求，相應的也就是動力電池儲存能量的高低。例如，對于擁堵繁華工況行駛模式，其能量控 制方式是：發動機管理系統EMS控制燃油低消耗，而電池管理系統BMS控制動力電池少量放 電，儲存高等能量，以應對擁堵繁華工況，避免過多燃油和電量消耗，并降低污染。
[0029] 再如，郊區工況下（尤其是細分工況一一鄉村工況），由于道路狀況通常比城市道 路差，為了適應坑洼、不平等惡劣的道路，需要提高燃油消耗來提供更高的動力性，滿足駕 駛的需求。此時動力電池儲存的能量也同樣是準備更多的電能來滿足惡劣的路況條件。
[0030] 需要說明的是，上述能量控制策略是實時控制，所稱的高、低、中等的燃油消耗和 動力電池儲存能量的高低也是相對的，在各自的范圍內浮動。對于新城區工況行駛模式，其 能量控制方式是： 對于駕駛者的個性駕駛需求，例如有時希望在車輛執行上述能量控制方式之外，可以 自主決定并掌控車輛的實際行駛，本實施例也可以予以滿足。具體地，包括以下步驟： 通過變速箱控制器TCU獲取駕駛者的駕駛模式及檔位信息，并據此對車輛當前所處的 車輛行駛模式進行校正。
[0031] 舉例來說，在上述新城區工況行駛模式下，瞬態燃油消耗為低燃油消耗，但如果此 時駕駛者期望加速行駛，則對新城區工況行駛模式進行校正，加大燃油消耗以提升行駛車 速。當然，如果駕駛者出現較為激烈的駕駛，例如急加速、急減速等與所處檔位不相符合的 情況發生，則同樣依據檔位以及駕駛者的實際操作綜合進行相應的判斷并調整。
[0032] 通過上述說明可知，本發明實施例車輛行駛控制方法結合車輛當前位置和前置雷 達、前置攝像頭所獲取的真實的道路環境(包括車輛，行人、紅綠燈交通標識等)用于道路工 況的識別，并且結合車輛的平均速度及怠速時間比例等進行對道路工況進行校正和再次確 認，判斷出真實的道路狀況，從而確定適合的車輛行駛模式，可以有效提高車輛的能量管理 和燃油經濟性。并且，除了城市工況之外，本實施例還增加了郊區工況、高速工況及子工況 (細分工況)的判定，有利于準確確定車輛適合的行駛模式。
[0033] 基于本發明實施例一，本發明實施例二提供一種車輛行駛控制系統，請參照圖3所 示，包括： 車載導航系統，用于提供車輛當前所處位置信息； 前置雷達和前置攝像頭，用于提供車輛當前所處位置的行人信息、紅綠燈信息以及交 通標識彳目息； 車輛電子穩定性系統ESP，用于提供車輛在當前所處位置的平均車速； 發動機管理系統EMS，用于提供車輛在當前所處位置的怠速狀態； 主控制器，用于根據車輛當前所處位置及車輛當前所處位置的行人信息、紅綠燈信息 以及交通標識信息，判斷車輛當前所處的道路工況，并根據車輛的平均車速及怠速狀態，在 車輛當前所處的道路工況中進一步判斷車輛當前所處的道路子工況，還用于根據車輛當前 所處的道路子工況確定車輛行駛模式，并控制發動機管理系統EMS對燃油進行控制，控制電 池管理系統BMS對電池能量進行控制； 車載導航系統、前置雷達和前置攝像頭、車輛電子穩定性系統ESP、發動機管理系統EMS 及主控制器均通過CAN總線相連。
[0034] 具體來說，車輛電子穩定性系統ESP主要用于提供車速信號，通過該信號計算平均 車速和設置最高車速。發動機管理系統EMS還用于接受主控制器的命令，對發動機節氣門及 扭矩等進行控制，到達提高燃油經濟性的目的。電池管理系統BMS還用于提供電池 S0C，電池 功率等參數，并接收主控制器的命令，執行電池電量的釋放。前置雷達和前置攝像頭用于獲 取車輛周圍的環境信息，并對獲取的信息進行融合處理，提高數據的利用率，兩者的數據融 合能夠對行人、紅綠燈和道路交通標識進行識別，并作出道路類型的區分，還可對車輛是否 偏離車道進行辨識。主控制器通過內部控制算法區分不同的道路特征，判斷出車輛所處的 真是道路工況，選擇適合的車輛行駛模式，發出命令控制EMS和BMS分別進行電量和燃油的 管理和控制。
[0035]此外，本實施例還包括變速箱控制器TCU，用于提供駕駛員的駕駛模式及檔位信 息，主控制器通過這些信息對車輛當前所處的車輛行駛模式進行校正。
[0036]本實施例還包括:開關，用于開啟和關閉車輛行駛控制系統;車身控制器BCM，用于 將開關信號發送至CAN總線上。
[0037]有關本實施例的工作原理以及所帶來的有益效果請參照本發明實施例一的說明， 此處不再贅述。
[0038]以上所揭露的僅為本發明較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利范 圍，因此依本發明權利要求所作的等同變化，仍屬本發明所涵蓋的范圍。
【主權項】
1. 一種車輛行駛控制方法，其特征在于，包括： 步驟S1，分別獲取車輛當前所處位置，車輛當前所處位置的行人信息、紅綠燈信息以及 交通標識信息，以及車輛的平均車速及怠速狀態； 步驟S2,根據車輛當前所處位置及車輛當前所處位置的行人信息、紅綠燈信息以及交 通標識信息，判斷車輛當前所處的道路工況； 步驟S3,根據車輛的平均車速及怠速狀態，在車輛當前所處的道路工況中進一步判斷 車輛當前所處的道路子工況； 步驟S4,根據車輛當前所處的道路子工況確定車輛行駛模式，并由發動機管理系統EMS 對燃油進行控制，由電池管理系統BMS對電池能量進行控制。2. 根據權利要求1所述的車輛行駛控制方法，其特征在于，所述步驟S1中，通過車載導 航系統獲取車輛當前所處位置，通過車輛的前置雷達和前置攝像頭獲取車輛當前所處位置 的行人信息、紅綠燈信息以及交通標識信息，通過車輛電子穩定性系統ESP獲取平均車速， 通過發動機管理系統EMS獲取車輛怠速狀態。3. 根據權利要求1所述的車輛行駛控制方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括： 將獲得的車輛當前所處位置的行人數量、紅綠燈數量、限速標識速度與各自的判斷閾 值進行比較，判斷車輛當前所處的道路工況為城市工況、郊區工況及高速工況中的哪一種。4. 根據權利要求3所述的車輛行駛控制方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括： 將獲得的車輛平均車速及怠速時間比例與各自的判斷閾值進行比較，在車輛當前所處 的城市工況中進一步判斷車輛當前所處的道路子工況為擁堵繁華工況，或新城區工況，或 城市快速工況。5. 根據權利要求3所述的車輛行駛控制方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括： 將獲得的車輛平均車速及怠速時間比例與各自的判斷閾值進行比較，在車輛當前所處 的郊區工況中進一步判斷車輛當前所處的道路子工況為鄉村工況，或山路工況，或省國道 工況。6. 根據權利要求3所述的車輛行駛控制方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括： 將獲得的車輛平均車速及怠速時間比例與各自的判斷閾值進行比較，在車輛當前所處 的高速工況中進一步判斷車輛當前所處的道路子工況為高速順暢工況或高速擁堵工況。7. 根據權利要求1-6任一項所述的車輛行駛控制方法，其特征在于，還包括步驟： 通過變速箱控制器TCU獲取駕駛者的駕駛模式及檔位信息，并據此對車輛當前所處的 車輛行駛模式進行校正。8. -種車輛行駛控制系統，其特征在于，包括： 車載導航系統，用于提供車輛當前所處位置信息； 前置雷達和前置攝像頭，用于提供車輛當前所處位置的行人信息、紅綠燈信息以及交 通標識?目息； 車輛電子穩定性系統ESP，用于提供車輛在當前所處位置的平均車速； 發動機管理系統EMS，用于提供車輛在當前所處位置的怠速狀態； 主控制器，用于根據車輛當前所處位置及車輛當前所處位置的行人信息、紅綠燈信息 以及交通標識信息，判斷車輛當前所處的道路工況，并根據車輛的平均車速及怠速狀態，在 車輛當前所處的道路工況中進一步判斷車輛當前所處的道路子工況，還用于根據車輛當前 所處的道路子工況確定車輛行駛模式，控制發動機管理系統EMS對燃油進行控制，電池管理 系統BMS對電池能量進行控制； 所述車載導航系統、前置雷達和前置攝像頭、車輛電子穩定性系統ESP、發動機管理系 統EMS及主控制器均通過CAN總線相連。9. 根據權利要求8所述的車輛行駛控制系統，其特征在于，還包括： 變速箱控制器TCU，用于提供駕駛員的駕駛模式及檔位信息，所述主控制器通過所述信 息對車輛當前所處的車輛行駛模式進行校正。10. 根據權利要求8所述的車輛行駛控制系統，其特征在于，還包括： 開關，用于開啟和關閉車輛行駛控制系統； 車身控制器BCM，用于將開關信號發送至CAN總線上。
【文檔編號】B60W10/26GK106004864SQ201610368827
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月30日
【發明人】徐現昭, 周培義, 張芬, 黃亮, 徐偉
【申請人】廣州汽車集團股份有限公司