用于控制车辆的设备和方法与流程

技术领域

与示例性实施例一致的设备和方法涉及控制车辆。

背景技术：

环保型车辆包括至少一个马达和发动机并使用马达的驱动力。环保型车辆可包括，例如，燃料电池车辆、电动车辆和插入式电动车辆(plug-in electric vehicle)。

在环保型车辆中，为了高效地使用电池，可使用通过使用反映各种驾驶环境的驾驶模式来控制电池的荷电状态(SOC)的方法。

因为使用道路状态信息、位置信息和车辆的先前驾驶信息来掌握根据路径的驾驶状态，所以对于环保型车辆控制设备来说，可能难以正确地确定当前的驾驶状态。当对于环保型车辆控制装置来说难以正确地确定当前的驾驶状态时，可能难以改善燃料效率。

技术实现要素：

一个或更多个示例性实施例包括一种具有改善的燃料效率的用于控制车辆的设备和方法。

根据示例性实施例的一方面，提供一种车辆控制设备，包括：通信器，用于接收由在前车辆提供的在前车辆信息中的至少一个；输入器，用于接收关于路径的用户输入；控制器，用于当接收到在前车辆信息时基于在前车辆信息生成动力曲线(profile)信息，并基于动力曲线信息生成用于驱动车辆的动力源的动态动力控制信号。

当在前车辆信息为在前车辆的驾驶负载信息时，控制器生成与驾驶负载 信息对应的动力曲线信息，并且动力曲线信息表示随时间的推移的动力状态信息。

驾驶负载信息可包括马达输出信息和发动机输出信息中的至少一个，马达输出信息可表示关于根据在前车辆的驾驶从在前车辆的马达输出的负载功率的信息，发动机输出信息可表示关于根据在前车辆的驾驶从在前车辆的发动机输出的扭矩和每分钟转数(rpm)的信息。

与驾驶负载信息对应的动力曲线信息可与在前车辆的马达输出信息和发动机输出信息中的至少一个相同。

当在前车辆信息为在前车辆的速度信息时，控制器可基于速度信息生成动力曲线信息。

控制器可通过以下步骤来生成动力曲线信息：从全球定位系统(GPS)信息提取高度信息；通过使用高度信息计算路径的坡度；基于速度信息计算路径的速度曲线；通过坡度和速度曲线计算动力曲线，其中，速度曲线可表示随时间的推移的速度。

所述车辆控制设备还可包括：用于存储先前驾驶信息的存储器，当没有收到在前车辆信息时，控制器可基于先前驾驶信息生成动力曲线信息，并可基于动力曲线信息生成基本动力控制信号。

控制器可通过基于动力曲线信息将电池的荷电状态(SOC)定义为状态变量并将性能指标最小化来生成动态动力控制信号，以最大化能量效率。

每当车辆到达路径的预定点时，通信器可接收按区间的在前车辆信息。

路径表示巴士路线，每当巴士停靠巴士路线的巴士站时，通信器可从沿所述巴士路线行驶的在前巴士接收在前巴士的关于所述巴士停靠的巴士站和下一巴士站之间的区间的在前车辆信息。

根据另一示例性实施例的一方面，提供一种车辆控制方法，包括：接收关于路径的用户输入；确定是否接收到在前车辆信息；当接收到在前车辆信息时，基于在前车辆信息生成动力曲线信息；基于动力曲线信息生成用于驱动车辆的动力源的动态动力控制信号。

当在前车辆信息为在前车辆的驾驶负载信息时，动力曲线信息可以是与驾驶负载信息对应的动力曲线信息并且可表示随时间的推移的动力状态信息。

驾驶负载信息可包括马达输出信息和发动机输出信息中的至少一个，马 达输出信息可表示关于根据在前车辆的驾驶从在前车辆的马达输出的负载功率的信息，发动机输出信息可表示关于根据在前车辆的驾驶从在前车辆的发动机输出的扭矩和每分钟转数的信息。

与驾驶负载信息对应的动力曲线信息可与在前车辆的马达输出信息和发动机输出信息中的至少一个相同。

当在前车辆信息为在前车辆的速度信息时，可基于速度信息生成动力曲线信息。

生成动力曲线信息的步骤可包括：接收全球定位系统信息；从全球定位系统信息提取高度信息；通过使用高度信息计算路径的坡度；基于速度信息计算路径的速度曲线；通过坡度和速度曲线计算动力曲线，其中，速度曲线可表示随时间的推移的速度。

所述车辆控制方法还可包括：存储先前驾驶信息；当没有收到在前车辆信息时，基于先前驾驶信息生成动力曲线信息；基于动力曲线信息生成基本动力控制信号。

在生成动态动力控制信号的步骤中，可通过基于动力曲线信息将电池的荷电状态定义为状态变量并将性能指标最小化来生成动态动力控制信号，以最大化能量效率。

在确定是否接收到在前车辆信息的步骤中，每当车辆达到路径的预定点时，确定是否接收到按区间的在前车辆信息。

路径信息可表示巴士路线，在确定是否接收到在前车辆信息的步骤中，每当巴士停靠巴士路线的巴士站时，可从沿所述巴士路线行驶的在前巴士接收在前巴士的关于所述巴士停靠的巴士站和下一巴士站之间的区间的在前车辆信息。

根据另一示例性实施例的一方面，提供一种车辆控制设备，包括：通信器，被配置为接收由在前车辆提供的在前车辆信息；输入器，被配置为接收关于路径或动力控制模式的用户输入；控制器，被配置为响应于接收到在前车辆信息基于在前车辆信息生成动力曲线信息，并被配置为基于动力曲线信息生成用于驱动车辆的动力源的动态动力控制信号。

当在前车辆信息为在前车辆的驾驶负载信息时，控制器可被配置为生成与驾驶负载信息对应的动力曲线信息，其中，动力曲线信息包括关于时间的动力状态信息。

驾驶负载信息可包括马达输出信息和发动机输出信息中的至少一个，其中，马达输出信息包括关于根据在前车辆的驾驶从在前车辆的马达输出的负载功率的信息，其中，发动机输出信息包括关于根据在前车辆的驾驶从在前车辆的发动机输出的扭矩和每分钟转数(rpm)的信息。

与驾驶负载信息对应的动力曲线信息可与在前车辆的马达输出信息和发动机输出信息中的至少一个相同。

当在前车辆信息为在前车辆的速度信息时，控制器可被配置为基于速度信息生成动力曲线信息。

控制器可被配置为通过以下步骤来生成动力曲线信息：从全球定位系统(GPS)信息提取高度信息；通过使用高度信息计算路径的坡度；基于速度信息计算路径的速度曲线；通过坡度和速度曲线计算动力曲线，其中，速度曲线可包括关于时间的速度。

所述车辆控制设备还可包括：存储器，被配置为存储先前驾驶信息，其中，控制器可被配置为当没有收到在前车辆信息时，基于先前驾驶信息生成动力曲线信息，并被配置为基于动力曲线信息生成基本动力控制信号。

控制器可被配置为通过基于动力曲线信息定义与状态变量对应的电池的荷电状态(SOC)来生成动态动力控制信号，并被配置为最小化性能指标并最大化能量效率。

通信器可被配置为响应于车辆到达路径的预定点接收按区间的在前车辆信息。

路径可包括巴士路线，其中，响应于巴士停靠巴士路线的巴士站，通信器被配置为从沿所述巴士路线行驶的在前巴士接收在前巴士的关于所述巴士停靠的巴士站和下一巴士站之间的区间的在前车辆信息。

另外的方面将在以下描述中部分地阐述，部分将通过该描述而明显，或者可通过本实施例的实施而了解。

根据示例性实施例，可提供一种具有改善的燃料效率的用于控制车辆的设备和方法。

附图说明

从以下结合附图对示例性实施例进行的描述，以上和/或其它方面将变得明显和更容易理解，在附图中：

图1是示出根据示例性实施例的车辆控制设备的配置的框图；

图2是示出根据示例性实施例的车辆控制方法的流程图；

图3A和图3B是示出根据示例性实施例的动态动力控制信号的示图；

图4是示出根据示例性实施例的动力曲线生成方法的示图；

图5A和图5B是示出根据示例性实施例的车辆控制方法的示图。

具体实施方式

现在将详细描述示例性实施例，示例性实施例的示例在附图中示出，其中，相同的参考标号始终表示相同的元件。在这点上，示例性实施例可具有不同形式并且不应该被解释为局限于在此所阐述的描述。因此，以下仅通过参照附图描述示例性实施例以解释本描述的多个方面。

图1是示出根据示例性实施例的车辆控制设备100的配置的框图。

参照图1，根据示例性实施例的车辆控制设备100包括：通信器110、输入器130、控制器150和存储器170。

通信器110执行将被控制的车辆与外部之间的通信。

将被控制的车辆可以是电动车辆(EV)、可折叠电动车辆(FEV)、混合动力电动车辆(HEV)或插入式混合动力电动车辆(PHEV)。

EV和FEV中的每个包括由电力驱动的马达。

HEV和PHEV中的每个包括两个或更多个单独的动力源。将发动机和马达用作动力源的HEV可根据使用发动机和马达的方法被划分为串联式HEV和并联式HEV。串联式HEV将马达用作动力源并驱动发动机以便驱动马达，从而可将电能存储在电池中。并联式HEV可将发动机和马达两者用作动力源。

通信器110可接收从卫星发送的全球定位系统(GPS)信息和由在前车辆提供的在前车辆信息中的至少一个。然而，本发明构思不限于此。

GPS信息可包括位置信息和高度信息中的至少一个。

在前车辆信息可包括在前车辆的驾驶负载信息和速度信息中的至少一个。然而，本发明构思不限于此。

在前车辆的驾驶负载信息可包括根据在前车辆的驾驶的马达输出信息和发动机输出信息中的至少一个。马达输出信息可指关于从马达输出的负载功率的信息。发动机输出信息可指关于由发动机和传动装置提供的扭矩和每分 钟转数(rpm)的信息。

例如，EV的驾驶负载信息为马达输出信息，串联式HEV的驾驶负载信息为马达输出信息，并联式HEV的驾驶负载信息为发动机输出信息和马达输出信息。

可通过在前车辆的速度信息估计在前车辆的驾驶负载信息。

可从在前车辆发送在前车辆的速度信息，可由将被控制的车辆感测在前车辆的速度信息。然而，本发明构思不限于此。

通信器110可沿路径至少一次接收在前车辆信息。

根据示例性实施例的通信器110可接收关于整个路径的在前车辆信息。例如，沿路线行驶的巴士的通信器110可从沿相同路线完成行驶的在前巴士接收关于整个路径的在前车辆信息。

根据示例性实施例的通信器110可接收按区间的在前车辆信息。例如，在后巴士的通信器110可从沿相同路线行驶的在前巴士接收关于巴士站之间的区间的在前车辆信息。

每当巴士到达路径的预定点时，通信器110可接收在前车辆信息。例如，每当巴士停靠巴士站时，在后巴士的通信器110可从沿相同路线行驶的在前巴士接收关于相应巴士站与下一巴士站之间的区间的在前车辆信息。

输入器130接收用户的输入。输入器130可由按钮、开关和触摸板构成。然而，本发明构思不限于此。输入器130可接收关于路径的用户输入和关于动力控制模式的用户输入中的至少一个。

关于路径的用户输入可包括用于选择起点的用户输入、用于选择终点的用户输入和用于选择具有相同起点和终点的多个路径中的一个路径的用户输入中的至少一个。

关于动力控制模式的用户输入可以是用于选择以下动力控制模式中的至少一个的用户输入：根据在前车辆的驾驶负载信息的第一动态动力控制模式、根据在前车辆的速度信息的第二动态动力控制模式和与在前车辆信息无关(根据将被控制的车辆的先前驾驶信息)的基本动力控制模式。然而，本发明构思不限于此。

控制器150包括：确定处理器151、动力曲线生成器153和控制信号生成器155。控制器150基于从通信器110和输入器130中的至少一个接收的信息生成动力控制信号。控制器150从存储器170提取生成动力控制信号所 需的信息。控制器150将生成的动力控制信号发送到动力源200。

控制器150可通过控制器局域网(CAN)通信连接到通信器110、输入器130、存储器170和动力源200中的至少一个。然而，本发明构思不限于此。

控制器150可从GPS信息提取诸如位置信息和高度信息的地理信息。

确定处理器151确定是否可接收GPS信息和关于路径的用户输入，并确定动力控制模式。确定处理器151确定是否接收到GPS信息和关于路径的用户输入，并可确定动力控制模式。

确定处理器151根据是否可接收在前车辆信息来确定动力控制模式。确定处理器151可根据是否接收到在前车辆信息来确定动力控制模式。

例如，当通信器110接收在前车辆的驾驶负载信息时，确定处理器151执行第一动态动力控制模式，当通信器110接收在前车辆的速度信息时，确定处理器151执行第二动态动力控制模式。当通过通信器110没有接收到在前车辆信息时，确定处理器151执行基本动力控制模式。

在另一示例性实施例中，当通过通信器110接收到在前车辆的驾驶负载信息时，确定处理器151执行第一动态动力控制模式，当通过通信器110接收到在前车辆的速度信息时，确定处理器151执行第二动态动力控制模式。当在接收到GPS信息和关于路径的用户输入之后没有接收到在前车辆信息时，确定处理器151执行基本动力控制模式。

确定处理器151可根据关于动力控制模式的用户输入确定动力控制模式。例如，即使接收到在前车辆的驾驶负载信息，但是当接收到用于选择基本动力控制模式的用户输入时，确定处理器151也可根据用户输入执行基本动力控制模式。

动力曲线生成器153根据确定处理器151的确定来生成动力曲线信息。动力曲线信息可与关于时间(例如，时间的推移)的动力状态信息对应。

例如，当根据确定处理器151的确定来执行第一动力控制模式时，动力曲线生成器153可生成与在前车辆的驾驶负载信息对应的动力曲线信息。与在前车辆的驾驶负载信息对应的动力曲线信息可以与根据在前车辆的驾驶的马达输出信息和发动机输出信息中的至少一个相同。

在另一示例性实施例中，当根据确定处理器151的确定来执行第二动态动力控制模式时，动力曲线生成器153可基于在前车辆的速度信息生成动力 曲线信息。动力曲线生成器153通过使用路径信息和GPS信息计算路径的坡度，通过使用在前车辆的速度信息计算路径的速度曲线，并可通过路径的坡度和速度曲线计算路径的动力曲线。速度曲线可指关于时间(例如，时间的推移)的速度信息。

在另一示例性实施例中，当根据确定处理器151的确定来执行基本动力控制模式时，动力曲线生成器153可基于预先存储在存储器170中的相应路径的先前驾驶信息生成动力曲线信息。动力曲线生成器153可基于相应路径的先前驾驶信息确定动力曲线信息。

控制信号生成器155生成用于驱动动力源200的动力控制信号。

例如，控制信号生成器155可基于动力曲线信息生成动力控制信号。例如，控制信号生成器155基于路径的动力曲线将电池的SOC定义为状态变量，最小化性能指标以最大化能量效率，并可生成用于改善燃料利用率的最优动力控制信号。控制信号生成器155可通过使用诸如动态规划法的最优化算法来生成动态动力控制信号。

每当车辆到达路径的预定点时，控制信号生成器155可通过使用接收的按区间的在前车辆信息来生成按区间的动态动力控制信号。然而，本发明构思不限于此。

根据示例性实施例，控制信号生成器155可通过使用在前车辆信息快速且简单地生成动态动力控制信号。因此，通过使用反映实时驾驶状态的动态动力控制信号可正确地控制将被控制的车辆的驾驶，并且作为结果，可改善将被控制的车辆的燃料效率。

在另一示例性实施例中，控制信号生成器155可通过使用存储在存储器170中的先前驾驶信息生成基本动力控制信号。

根据示例性实施例，当在前车辆信息没有被使用时，控制信号生成器155可通过使用将被控制的车辆的先前驾驶信息生成将被控制的车辆的动力控制信号。

控制器150可通过将由控制信号生成器155生成的动力控制信号发送到动力源200来控制动力源200的操作。

动力控制信号可包括关于驱动源的驱动命令和制动命令。例如，动力控制信号可包括关于用于控制马达的马达处理器单元(MCU)的操作的马达驱动命令或马达制动命令、关于用于控制发动机的驱动的发动机控制单元 (ECU)的操作的发动机驱动命令或发动机制动命令、关于用于控制发电机的目标发电量的发电机控制单元(GCU)的操作的发电机驱动命令或发电机制动命令以及关于用于控制电池的发电功能和能量存储功能的电池管理系统(BMS)的操作的电池控制命令。

存储器170可存储先前驾驶信息。如上所述，可能需要先前驾驶信息来生成基本动力控制信号。

动力源200可包括发动机和马达中的至少一个。

根据示例性实施例的车辆控制设备100可以是将被控制的车辆的一部分。然而，本发明构思不限于此。

图2是示出根据示例性实施例的车辆控制方法的流程图。

参照图2，在将被控制的车辆的出发待命状态下，当在操作S101中通信器110接收到GPS信息并且在操作S103中输入器130接收到关于路径的用户输入时，在操作S105中确定处理器151确定是否接收到在前车辆的驾驶负载信息。

确定处理器151在确定是否接收到在前车辆信息时，可先确定是否接收到驾驶负载信息，只有当没有接收到驾驶负载信息时才会确定是否接收到速度信息。然而，本发明构思不限于此。

在操作S109中，动力曲线生成器153根据确定处理器151的确定来生成动力曲线信息。

当在操作S105中通过通信器110接收到在前车辆的驾驶负载信息并且确定处理器151执行第一动态动力控制模式时，在操作S109中动力曲线生成器153生成与在前车辆的驾驶负载信息对应的动力曲线。

当在操作S107中通过通信器110接收到在前车辆的速度信息并且确定处理器151执行第二动态动力控制模式时，在操作S109中动力曲线生成器153生成与在前车辆的速度信息对应的动力曲线。

在操作S111中，控制信号生成器155基于与在前车辆的驾驶负载信息对应的动力曲线或与在前车辆的速度信息对应的动力曲线中的一个生成动态动力控制信号。以下，将参照图3A、图3B和图4详细描述根据示例性实施例的动力曲线和动态动力控制信号。

图3A和图3B是示出根据示例性实施例的动态动力控制信号的示图。

图3A示出从将被控制的车辆的在前车辆接收的驾驶负载信息。图3A所 示的驾驶负载信息为示出在前车辆的关于时间(例如，时间的推移)的动力状态的在前车辆的动力曲线信息。在图3A中，由动力曲线生成器153生成的动力曲线与在前车辆的动力曲线相同。图3A所示的驾驶负载信息可以是整个路径的驾驶负载信息或路径的预定区间的驾驶负载信息。

图3B示出基于动力曲线生成的动态动力控制信号。图3B所示的动态动力控制信号是将被控制的车辆的动力源输出信息。控制信号生成器155可通过将动态规划法应用于如图3A所示的生成的动力曲线来生成图3B所示的动态动力控制信号。图3B所示的动态动力控制信号可以是关于整个路径的动态动力控制信号或关于路径的预定区间的动态动力控制信号。

图4是示出根据示例性实施例的动力曲线生成方法的示图。

参照图4，地图10A示出根据用户输入的路径。动力曲线生成器153通过使用从GPS信息提取的路径信息和位置信息获得高度信息，并可通过高度信息计算路径的坡度(如地图20A所示)。

高度曲线图10B示出从在前车辆接收的高度信息。动力曲线生成器153可从在前车辆的速度信息提取速度曲线(如速度曲线图20B所示)。动力曲线生成器153可通过使用地图20A的路径的坡度和速度曲线图20B的速度曲线计算动力曲线(如曲线图30所示)。曲线图30所示的动力曲线可以是关于整个路径的动力曲线或关于路径的预定区间的动力曲线。

虽然在附图中未示出，但控制信号生成器155可通过将动态规划法应用到如曲线图30所示的生成的动力曲线来生成动态动力控制信号。

再次参照图2，当在操作S105中没有接收到在前车辆的驾驶负载信息并且在操作S107中也没有接收到在前车辆的速度信息时，在操作S113中控制信号生成器155通过使用先前驾驶信息生成基本动力控制信号。

在操作S115中控制器150基于生成的基本动力控制信号驱动动力源。根据示例性实施例的车辆控制设备100可通过基于在前车辆信息或先前驾驶信息驱动动力源来改善将被控制的车辆的燃料效率。

车辆控制设备100可针对整个路径执行操作S105至操作S115。每当车辆到达路径的预定点时车辆控制设备100可执行操作S105至操作S115。

图5A和图5B是示出根据示例性实施例的车辆控制方法的示图。

在图5A和图5B中，在沿着相同的巴士路线行驶的多个车辆中，根据示例性实施例的第一巴士B1的车辆控制设备100可使用作为在前车辆的第二巴 士B2的驾驶负载信息以控制第一巴士B1的驾驶。车辆控制设备100可通过每当第一巴士B1停靠巴士站时接收第二巴士B2的关于第一巴士B1所停靠的巴士站和下一巴士站之间的区间的驾驶负载信息，或每当第二巴士B2停靠巴士站时接收第二巴士B2的关于第二巴士B2所停靠的巴士站和下一巴士站之间的区间的驾驶负载信息，将实时驾驶状态反应到第一巴士B1的驾驶控制。

参照图5A，第一巴士B1在起点START从作为在前车辆的第二巴士B2接收第一区间T1中的驾驶负载信息。第一区间T1可指起点START和第一巴士站S1之间的区间。第一区间T1可指在驾驶第一巴士B1之前那一刻驾驶第二巴士B2的区间。

当从第二巴士B2接收到第一区间T1中的驾驶负载信息时，用于控制第一巴士B1的动力的车辆控制设备100的确定处理器151可执行第一动态动力控制模式。在第一动态动力控制模式下，动力曲线生成器153生成与第二巴士B2的动力曲线相同的第一巴士B1的动力曲线C1。

控制信号生成器155可通过将动态规划法应用到由动力曲线生成器153生成的第一巴士B1的动力曲线C1来生成动态动力控制信号。控制器150可根据动态动力控制信号来控制在第一区间T1中的第一巴士B1的动力源200的驱动。因此，可在第一区间T1中以最优动力驾驶第一巴士B1。

参照图5B，第一巴士B1在第一巴士站S1从作为在前车辆的第二巴士B2接收第二区间T2中的驾驶负载信息。第二区间T2可指第一巴士站S1和第二巴士站S2之间的区间。

如参照图5A的上述描述，用于控制第一巴士B1的动力的车辆控制设备100可在第一动态动力控制模式下控制在第二区间T2中的第一巴士B1的动力源200的驱动。因此，可在第二区间T2中以最优动力驾驶第一巴士B1。

应该理解，在此描述的示例性实施例应被认为仅是描述性的意义，而不是为了限制的目的。每个示例性实施例内的特征或方面的描述通常应该被认为可用于其他实施例中的其他相似的特征或方面。

根据示例性实施例，由如图1中的参考标号100、110、130、150和170所示的块表示的部件、元件或单元中的至少一个可被实施为执行上述各个功能的各种数量的硬件、软件和/或固件结构。例如，这些部件、元件或单元中的至少一个可使用可通过控制一个或更多个微处理器或其它控制设备来执行 各自的功能的直接电路结构，诸如，存储器、处理装置、逻辑、查找表等。此外，这些部件、元件或单元中的至少一个可通过模块、程序或者代码的一部分来专门体现，所述模块、程序或者代码的一部分包含用于执行指定的逻辑功能的一个或更多个可执行的指令。此外，这些部件、元件或单元中的至少一个还可包括处理器，诸如，执行各自功能的中央处理器(CPU)、微处理器等。此外，虽然在上述框图中未示出总线，但可通过总线来执行所述部件、元件或单元之间的通信。可以以在一个或者更多个处理器上执行的算法来实现上述示例性实施例的功能方面。此外，由块或处理步骤表示的部件、元件或单元可采用用于电子配置、信号处理和/或控制、数据处理等的任何数量的现有技术。

虽然以上具体示出并描述了示例性实施例，然而本领域普通技术人员将理解，在不脱离由权利要求限定的本发明构思的精神和范围的情况下，可在形式和细节上进行各种改变。