基于车辆对车辆通信的动力传动系统的预测控制的制作方法

本公开总体上涉及汽车通信系统，且更具体地涉及基于车辆对车辆(v2v)通信的动力传动系统的预测控制。

背景技术：

十多年来，美国交通部和国家公路交通安全管理局一直在进行车辆对车辆(v2v)通信的研究，作为在车辆之间发送基本安全信息的系统，以便于向驾驶员报告即将发生的事故。v2v通信(或简称为v2v)包括附近车辆之间的动态无线数据交换，提供显著安全性改进的机会。v2v使用车载专用短程通信(dsrc)无线电装置来向其它车辆发送关于车辆的速度、航向、制动状态和其它信息的消息，并从其它车辆接收相同的消息。

被称为基本安全消息(bsm)的这些消息可以使用诸如全球定位系统(gps)的基于非车辆的技术来导出，以检测车辆的位置和速度，或者使用基于车辆的传感器数据，其中位置和速度数据从车辆的车载计算机导出。基于车辆的传感器数据可以与诸如纬度、经度和角度的其它数据组合，以产生其它车辆的位置的更丰富、更详细的情境感知。因此，使用v2v与其它车辆交换消息使得车辆能够自动感测具有360度感知的周围车辆的位置以及它们存在的潜在危险，基于周围车辆的位置、速度或轨迹来计算风险，向驾驶员发出咨询或警告，并采取先发制人的行动，以避免和减轻事故。政府机构和汽车制造商等都致力于v2v的广泛采用，使得道路上的每个车辆(例如，汽车、卡车、公共汽车、摩托车等)最终能够使用v2v与其它车辆通信。

v2v技术为智能交通系统带来了无数的好处。在这点上，v2v数据可以用于提高车辆本身的整体驾驶性能。作为示例，混合动力电动车辆(hev)利用具有两个或更多个动力源的混合动力传动系统。通常，使用内燃发动机和电池/电动驱动系统的组合来驱动hev。动力源可以并联操作以同时提供加速度，或者它们可以与专门提供加速度的第一源串联操作，并且第二源用于增加第一源的动力储备。有效地使用多个动力源对于hev的最优性能是至关重要的。因此，除了常规的混合动力传动控制策略之外，利用诸如v2v数据的外部信息，可以允许混合动力传动的高级控制及其更高的操作效率。

技术实现要素：

本公开提供了用于利用来自在主车辆(即，主车辆)前方驾驶的车辆(即，远程车辆)的v2v数据以提供主车辆的动力传动系统的高级控制策略的技术。特别地，本公开涉及混合动力传动系统的高级控制，其中利用用于驾驶车辆的多个动力源。v2v数据可以由主车辆使用以基于主车辆路径中即将到来的特征(诸如海拔变化、弯道、交通积聚、车道变化等)选择性地控制其多个动力源的操作。在主车辆处接收的v2v数据可以与关于主车辆本身的信息(诸如当前速度、节气门量、电池充电状态等)配对，以控制主车辆的混合动力传动。

根据本公开的实施例，一种方法包括：在主车辆处接收使用来自一个或多个远程车辆的v2v通信发送的车辆对车辆(v2v)消息；基于包括在所接收的v2v消息中的信息来识别在主车辆前方的一个或多个远程车辆中的至少一个车辆；在从至少一个识别的车辆接收的所接收的v2v消息之中选择v2v消息；以及基于包括在所选择的v2v消息中的信息来控制主车辆的动力传动系统。

该方法可以进一步包括：基于包括在所选择的v2v消息中的信息来预测即将到来的驾驶状况；以及基于所预测的即将到来的驾驶状况来控制主车辆的动力传动系统。例如，即将到来的驾驶状况可以包括加速事件或减速事件、海拔上的变化、交通流事件或道路特征。

识别在主车辆前方的一个或多个远程车辆中的至少一个车辆可以包括：确定远程车辆行驶信息，包括以下中的一个或多个：一个或多个远程车辆的过去或当前位置，一个或多个远程车辆的路径历史，以及一个或多个远程车辆的航向；以及基于远程车辆行驶信息识别在主车辆前方的一个或多个远程车辆中的至少一个车辆。在这点上，该方法可以进一步包括通过将远程车辆行驶信息与关于主车辆的信息进行比较来识别至少一个车辆。

按照这些方法，该方法可以进一步包括进一步基于关于主车辆的信息来识别至少一个车辆。关于主车辆的信息可以包括以下中的一个或多个：主车辆的位置，主车辆的航向，主车辆的海拔，主车辆的速度，主车辆的节气门状态，以及主车辆的电池充电状态(soc)。

此外，识别在主车辆前方的一个或多个远程车辆中的至少一个车辆可以包括：当特定车辆：i)沿着与主车辆正在驾驶的路径基本上相同的路径驾驶，以及ii)相对于主车辆正在驾驶的方向位于主车辆的前方时，确定一个或多个远程车辆中的特定车辆位于主车辆前方。

为此，该方法可以进一步包括：确定特定车辆正在驾驶的区域；以及当特定车辆正在驾驶的区域是多个区域中的限定区域时，确定特定车辆位于主车辆的前方。该方法可以进一步包括：确定特定车辆正在驾驶的车道；以及当特定车辆在与主车辆相同的车道上驾驶时，确定特定车辆位于主车辆前方。该方法可以进一步包括：确定特定车辆和主车辆之间的距离；以及当距离小于预定阈值时，确定特定车辆位于主车辆前方。该方法可以进一步包括：确定特定车辆正在驾驶的方向；以及当特定车辆当前正沿着与主车辆基本上相同的方向驾驶时，确定特定车辆沿着与主车辆正在驾驶的路径基本上相同的路径行驶。该方法可以进一步包括：确定特定车辆正在驾驶的方向；以及基于特定车辆的路径历史，当特定车辆当前正在与主车辆不同的方向中驾驶但之前基本上在与主车辆的相同方向中驾驶时，确定特定车辆沿着与主车辆正在驾驶的路径基本上相同的路径驾驶。

另外，该方法可以进一步包括：在识别至少一个车辆之前，将主车辆的位置坐标和一个或多个远程车辆的位置坐标变换为东-北-向上(enu)坐标。

动力传动系统的控制可以包括基于包括在所选择的v2v消息中的信息来激活多个混合动力模式中的混合动力模式。多个混合动力模式可以包括以下中的两个或更多个：纯电动模式、混合动力/电动辅助模式、电池充电模式以及再生制动模式。此外，动力传动系统的控制可以包括基于从至少一个识别的车辆接收的v2v消息中包括的信息和关于主车辆的信息，激活在多个混合动力模式中的混合动力模式。多个混合动力模式可以包括以下中的两个或更多个：纯电动模式、混合动力/电动辅助模式、电池充电模式以及再生制动模式，并且关于主车辆的信息可以包括以下中的一个或多个：主车辆的位置、主车辆的航向、主车辆的海拔、主车辆的速度、主车辆的节气门状态以及主车辆的电池soc。主车辆的动力传动系统可以是混合动力传动系统。

该方法可以进一步包括忽略从除了至少一个识别的车辆之外的一个或多个远程车辆接收的v2v消息。

此外，根据本公开的实施例，一种系统包括：主车辆的车辆对车辆(v2v)通信单元，其被配置为接收使用来自一个或多个远程车辆的v2v通信发送的v2v消息；以及主车辆的控制器，其被配置为：基于包括在所接收的v2v消息中的信息，识别在主车辆前方的一个或多个远程车辆中的至少一个车辆；在从至少一个识别的车辆接收的所接收的v2v消息之中选择v2v消息；以及基于包括在所选择的v2v消息中的信息来控制主车辆的动力传动系统。

此外，根据本公开的实施例，一种包含用于执行方法的程序指令的非暂时性计算机可读介质包括：在主车辆处接收使用来自一个或多个远程车辆的v2v通信发送的车辆对车辆(v2v)消息的程序指令；基于包括在所接收的v2v消息中的信息来识别在主车辆前方的一个或多个远程车辆中至少一个车辆的程序指令；在从至少一个识别的车辆接收的所接收的v2v消息之中选择v2v消息的程序指令；以及基于包括在所选择的v2v消息中的信息来控制主车辆的动力传动系统的程序指令。

附图说明

结合附图参考以下描述可以更好地理解本文的实施例，其中相同的附图标记表示相同或功能相似的元件，在附图中：

图1示出用于主车辆和远程车辆之间的v2v通信的示例架构；

图2示出标准基本安全消息(bsm)结构；

图3示出在主车辆之前的预定义区域的示例地图；

图4示出用于确定远程车辆是否在与主车辆相同的方向上驾驶的示例简化过程；

图5示出用于执行远程车辆角度认证的示例简化过程；

图6示出路径历史数据点的示例集合；

图7示出用于基于远程车辆的路径历史来确定远程车辆是否正在主车辆前方驾驶的示例简化过程；

图8a-图8d示出可用于汽车混合动力系统的示例性混合动力模式；

图9示出用于在多个混合动力模式中选择最优动力模式的示例简化过程流程；以及

图10a和图10b示出用于选择最优动力模式以控制混合动力传动系统的附加示例。

应当理解，上述附图不一定是按比例的，呈现了说明本公开的基本上原理的各种优选特征的略微简化的表示。本公开的特定设计特征(包括例如特定尺寸、取向、位置和形状)将部分地由特定的预期应用和使用环境来确定。

具体实施方式

在此使用的术语仅仅是为了描述特定实施例的目的，并且不旨在限制本公开。如本文所使用的，除非上下文另有明确说明，否则单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式。还应当理解，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/或部件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。如在此所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。术语“耦合”表示两个部件之间的物理关系，由此部件直接彼此连接或经由一个或多个中间部件间接连接。

应当理解，在此所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括机动车辆，一般地，诸如包括运动型多用途车辆(suv)的客车、公共汽车、卡车、各种商用车辆，包括各种船和船，飞机等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、混合动力电动车辆、氢动力车辆和其它替代燃料车辆(例如，源自除石油以外的资源的燃料)。如在此所提及的，电动车辆(ev)是包括作为其运动能力的一部分的，从可充电能量存储装置(例如，一个或多个可再充电电化学电池或其它类型的电池)获得的电力的车辆。ev不限于汽车，并且可以包括摩托车、推车、踏板车等。此外，混合动力车辆是具有两个或更多个动力源例如基于汽油的动力和基于电力的动力(例如，混合动力电动车辆(hev))的车辆。

另外，应当理解，以下方法中的一个或多个或其各方面可以由至少一个控制器或控制器局域网(can)总线执行。控制器或控制器局域网(can)总线可以在车辆中实现，诸如在此所述的主车辆。术语“控制器”可以指包括存储器和处理器的硬件装置。存储器被配置为存储程序指令，并且处理器被特别地编程为执行程序指令以执行下面进一步描述的一个或多个处理。此外，应当理解，下面的方法可以由包括结合一个或多个附加部件的控制器的系统执行，如下面详细描述的。

此外，本公开的控制器可以实现为包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的示例包括但不限于rom、ram、光盘(cd)-rom、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读记录介质还可以分布在网络耦合的计算机系统中，使得计算机可读介质以分布式方式存储和执行，例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网(can)。

为了本公开的目的，“v2v消息”、“v2v数据”、“v2v信息”等可以指通常使用v2v通信技术发送和/或接收的消息或信息。例如，v2v消息可以指基本安全消息(bsm)，并且可以包括关于车辆的速度、航向、制动状态、位置、燃料效率等的信息，如关于图2进一步详细描述的。

现在参考本公开的实施例，所公开的技术利用车辆(即，“主车辆”)和至少一个其它车辆(即“远程车辆”)之间的v2v通信网络。具体地，主车辆可以使用v2v通信与在主车辆前方的至少一个远程车辆通信，以便接收指示前方道路的特性的信息。例如，在主车辆处从在主车辆前方驾驶的远程车辆接收的v2v数据可以包括诸如坐标、海拔、制动状态等的信息。基于该信息，主车辆可以确定道路前方的特性并且因此根据所述特性智能地控制其动力系统。作为示例，如果交通堵塞正在接近，其中需要频繁使用制动器，并且主车辆的电池未完全充电，则主车辆可以激活再生制动模式，以在制动时对其电池充电。作为另一示例，如果山坡正在接近，其中需要额外的节气门动力，则主车辆可以激活混合动力/电动辅助模式，其中从发动机(即，内燃发动机)和电池提供动力。

图1示出了用于在主车辆和远程车辆之间的v2v通信的示例架构。如图1所示，在道路上行驶的主车辆(hv)100可以是启用v2v通信的，允许车辆100从其它车辆接收消息(例如，bsm)，包括各种信息数据(例如车辆的位置、速度、制动状态、转向角、车辆大小、路径历史等)，并将相同的消息发送到其它车辆。因此，主车辆100可以接收使用来自远程车辆110的v2v通信发送的多个消息120(例如，bsm)。

标准bsm结构在图2中示出。bsm对于v2v安全应用所需的低延迟本地化广播是最优的。因此，bsm对于v2v通信是最优的，并且通过在具有大约1000米的范围的专用短程通信(dsrc)发送。消息120可以是从专用短程通信(dsrc)无线电发送的信号。在这点上，启用v2v的车辆可以发送根据saej2735定义的v2v消息，其定义了通过无线发送的数据帧的结构。用于v2v发送的物理层是基于ieee802.11p的，而无线电信道由dsrc定义。

如图2所示，标准bsm(例如，saej2735bsm)由两部分组成：bsmparti和bsmpartii。bsmparti包含核心v2v数据元素(例如，车辆大小、位置、速度、航向角、加速度、制动状态等)。bsmparti通常每秒发送大约10次。同时，bsmpartii包含从各种可选数据元素绘制的v2v数据元素的可变集合。取决于最近的事件(例如，防抱死制动系统激活、环境温度/空气压力、天气信息、外部灯状态等)，bsmpartii有时可以添加到parti中。

再次参考图1，主车辆100和远程车辆110可以各自配备有用于通过无线发送和接收v2v消息120的dsrc天线，从而在启用v2v的车辆之间形成无线通信网络。另外，主车辆100和远程车辆110可以各自配备有用于从gps卫星接收数据的全球定位系统(gps)天线。gps数据可以反映在所发送的v2v消息120中。也就是说，经由车辆的gps天线接收的gps数据可用于在v2v消息120中指示车辆的坐标。

实际上，尽管在图1中仅示出了单个远程车辆110，但是主车辆100可以近似为多个远程车辆110。因此，主车辆100可以从多个远程车辆110接收多个v2v消息120。作为示例，主车辆100可以从主车辆100的800米半径内的远程车辆110接收v2v消息120。半径可以根据安装在主车辆100和远程车辆110中的特定v2v通信设备(例如，dsrc天线)而变化。

主车辆100然后可以选择某些消息来保持和分析，而忽略其它消息。特别地，主车辆100可以保持从被确定为在主车辆100前方的一个或多个远程车辆110接收的v2v消息120。例如，包括在主车辆100处接收的v2v消息120中的gps数据可以用于确定远程车辆110是否在主车辆100前方驾驶。然后，从被确定为在主车辆100前方的远程车辆110接收的v2v消息120中的信息可以用于预测在主车辆100前方的道路或驾驶状况。基于预测的状况，主车辆100的控制器(例如，图1中的能量存储建议控制器)可以控制主车辆的混合动力传动系统，从而提高驾驶效率。作为示例，考虑到主车辆100前方的检测到的事件(其中将需要这样的资源)，可以保留混合动力传动系统中的推进资源(例如，电池充电、燃料等)。

图3示出了在主车辆之前的预定义区域的示例地图。如上所述，一个或多个远程车辆110可以在主车辆100正在其上驾驶的道路130上在主车辆100前方驾驶。主车辆100或主车辆100的控制器更具体地可以基于从远程车辆110接收的v2v消息120中包含的信息(诸如远程车辆110的坐标和远程车辆110的路径历史)来确定道路130上的远程车辆110相对于主车辆100的位置。此外，主车辆100可以基于包含在接收到的v2v消息120中的信息来执行远程车辆110的路径预测。

存在用于确定远程车辆110是否正在主车辆100前方驾驶的各种方法，并且因此确定从所述远程车辆110接收的v2v消息120是否值得分析。例如，如图3所示，主车辆100前方的一个或多个远程车辆110可以位于道路130上的多个预定义区域中的一个预定义区域。远程车辆110是否在主车辆100前方的确定可以取决于远程车辆110正在驾驶的特定区域是否是限定区域。

在这点上，如图3所示，在主车辆100之前的道路130上的区域可以被预定义为例如紧接主车辆100前方和前部的区域(即，“前方”)，紧接主车辆100的前方和右方的区域(即，“右前方”)，紧接主车辆100的前方和左方的区域(即，“左前方”)，主车辆100的远前方和前部的区域(即“远前方”)，主车辆100的远前方和左方的区域(即，“远左前方”)，以及主车辆100的远前方和右方的区域(即，“远右前方”)。

道路130中的任何预定义区域可以进一步限定为“限定”区域，由此当远程车辆110被确定为在限定区域中的一个限定区域中驾驶时远程车辆110被确定为在主车辆100前方驾驶。在一个示例中，参考图3，多个预定区域中的限定区域可以仅包括紧接主车辆100前方和前部的区域(即，“前方”)以及在主车辆100远前方和前部的区域(即，“远前方”)。在另一示例中，多个预定义区域中的限定区域可以仅包括紧接主车辆100前方和前部的区域(即，“前方”)，紧接主车辆100前方和右方的区域(即，“右前方”)，以及紧接主车辆100的前方和左方的区域(即，“左前方”)。

应当理解，图3中所示的主车辆100之前的预定义区域仅出于示范目的示出，并且不限制本权利要求的范围。相反，可以定义在道路130上的主车辆100之前的区域的任何合适的定义。类似地，基于系统设计者的偏好，可以将道路130上的预定义区域中的任何区域设定为限定区域。下面详细描述用于确定远程车辆110相对于主车辆100驾驶的过程。

可替代地，道路130上的区域可以表示道路车道。例如，道路130上的区域可以表示左车道、中间车道和右车道。在这种情况下，仅当确定远程车辆110在与主车辆100相同的车道中行驶时，可以确定远程车辆110在主车辆100前方驾驶。或者，仅当确定在与主车辆100相同的车道中驾驶或在与主车辆100的车道相邻的车道中驾驶时，远程车辆110可被确定为在主车辆100前方驾驶。

主车辆100还可以使用包含在从远程车辆110接收的v2v消息120中的信息，以确定远程车辆110是否在与主车辆100基本上相同的方向上驾驶。在一个实例中，从被发现在与主车辆100正在驾驶的方向不同的方向上驾驶的远程车辆110接收的v2v消息120可以被忽略，而从被发现在与主车辆100正在驾驶的方向同一不同方向上驾驶的远程车辆110接收的v2v消息120可被保持并分析用于控制主车辆100的混合动力传动系统的目的。在另一种情况下，主车辆100可以分析所接收的v2v消息120，以确定远程车辆110先前正在与主车辆100的相同方向上驾驶，但是当前没有在与主车辆100相同的方向上驾驶，并且因此，远程车辆110可能在与主车辆100相同的道路上驾驶，并且已经沿着在主车辆100前方的道路中的弯道转向，如下面进一步详细描述的。

图4示出了用于确定远程车辆是否在与主车辆相同的方向上驾驶的示例简化过程。过程400可以在步骤405处开始，并且继续到步骤410，其中，如在此更详细描述的，基于从特定远程车辆110接收的v2v消息120中包含的信息以及关于主车辆100本身的位置和航向的本地确定的信息，主车辆100确定特定远程车辆是否在与主车辆100基本上相同的方向上驾驶。如果特定远程车辆110确实被确定为在与主车辆100基本上相同的方向上驾驶，则主车辆100可以在从特定远程车辆110接收的v2v消息120上使用以确定道路130中的即将到来的特征，并且然后可以预期即将到来的道路特征来控制其自己的混合动力传动系统，因此提高系统操作的效率。另一方面，如果特定远程车辆110被确定为在不同方向上驾驶，则主车辆100可以忽略从该远程车辆110接收的任何v2v消息120。应当理解，如图4所描述的过程400仅仅是用于确定远程车辆110是否在与主车辆100相同的方向上驾驶的单个示例，并且过程400可以以适当的方式修改，如本领域普通技术人员将理解的。程序400可用于确定远程车辆110是否沿着与主车辆100正在驾驶的路径基本上相同的路径驾驶。

在步骤410处，主车辆100从远程车辆110接收v2v消息120(即，基本安全消息(bsm))，并且其中主车辆100接收关于远程车辆110的信息，包括位置、速度、航向、海拔、转向角、制动状态等(即，远程车辆行驶信息)。这里，xrv表示远程车辆110的x坐标，yrv表示远程车辆110的y坐标，xhv表示主车辆100的x坐标，yhv表示主车辆100的y坐标，并且hhv表示主车辆100的航向角。根据接收的v2v消息120确定xrv和yrv。基于收集的信息，主车辆100可以确定接收的v2v消息120是否可以用于确定即将到来的道路/交通特征。换句话说，如果计算指示发送v2v消息的远程车辆110正在主车辆100前方驾驶，则接收的v2v消息120可以用于确定即将到来的道路/交通特征。

在步骤415处，基于主车辆100的坐标和航向来转换在v2v消息中接收的远程车辆110的坐标(步骤410)。换句话说，远程车辆的位置和驾驶方向110相对于主车辆确定。首先，根据以下公式转换xrv：xrvcos(-hhv)+yrvsin(-hhv)。其次，根据以下公式转换yrv：xrvsin(-hhv)+yrvcos(-hhv)。在步骤420处，根据以下公式转换yhv：-xhvtan(hhv)。

在步骤425至460中，如果满足各种标准中的一个，则可以在步骤465处确定远程车辆110正在与主车辆100基本上相同的方向上驾驶。相反地，如果不满足各种标准，可以在步骤470处确定远程车辆110不在与主车辆100基本上相同的方向上驾驶，并且因此可以忽略远程车辆110。

在步骤425处，如果hhv等于零并且yrv大于或等于零，则在步骤465处确定远程车辆110正在与主车辆100基本上相同的方向上驾驶。

在步骤430处，如果hhv等于90并且xrv大于或等于零，则在步骤465处确定远程车辆110正在与主车辆100基本上相同的方向上驾驶。

在步骤435处，如果hhv等于180并且yrv小于或等于零，则在步骤465处确定远程车辆110正在与主车辆100基本上相同的方向上驾驶。

在步骤440处，如果hhv等于270并且xrv小于或等于零，则在步骤465处确定远程车辆110正在与主车辆100基本上相同的方向上驾驶。

在步骤445处，如果hhv小于90并且yrv大于或等于xrvtan(hhv)，则在步骤465处确定远程车辆110正在与主车辆100基本上相同的方向上驾驶。

在步骤450处，如果hhv大于90且小于180并且yrv小于或等于-xrvtan(hhv)，则在步骤465处确定远程车辆110正在与主车辆100基本上相同的方向上驾驶。

在步骤455处，如果hhv大于180且小于270并且yrv小于或等于-xrvtan(hhv)，则在步骤465处确定远程车辆110正在与主车辆100基本上相同的方向上驾驶。

在步骤460处，如果hhv大于270并且yrv大于或等于-xrvtan(hhv)，则在步骤465处确定远程车辆110正在与主车辆100基本上相同的方向上驾驶。

在步骤465处，如果满足步骤425至460中的任何标准，则可以确定远程车辆110正在与主车辆100基本上相同的方向上驾驶。在这种情况下，可以确定远程车辆110沿着与主车辆100正在驾驶的路径基本上相同的路径驾驶，因为远程车辆110当前正在与主车辆100基本上相同的方向上驾驶。因此，主车辆100可以使用包含在从远程车辆110接收的v2v消息120中的信息，以确定在主车辆100前方的道路/交通特征。然后，主车辆100的控制器(即，能量存储控制器)可以根据即将到来的道路/交通特征而有效地控制其混合动力传动系统。

另一方面，在步骤470处，如果在步骤425至460中没有一个标准满足，则可以确定远程车辆110不是在与主车辆100基本上相同的方向上驾驶。因此，主车辆100可以忽略从远程车辆110接收的v2v消息120。

过程400说明性地在步骤465或470处结束。上面详细描述了可以执行过程400的步骤以及辅助过程和参数的技术。

应当注意，图4仅仅是用于说明的示例，并且可以根据需要包括或排除某些其它步骤。此外，虽然示出了步骤的特定顺序，但是该顺序仅仅是说明性的，并且可以使用步骤的任何合适的布置，而不脱离本文中的实施例的范围。甚至进一步地，可以根据本权利要求的范围以任何合适的方式修改所示的步骤。

在识别在主车辆100前方驾驶的一个或多个远程车辆110时，主车辆100的位置坐标与一个或多个远程车辆110的位置坐标可以转换为东-北-向上(enu)坐标。在这点上，图5示出了用于执行远程车辆角度认证的示例简化过程。过程500可以在步骤505处开始，并且继续到步骤510，其中，如本文更详细描述的，主车辆100和远程车辆110的坐标可以转换成enu坐标，以协助识别在主车辆100前方行驶的车辆。

在步骤510处，收集关于主车辆100与一个或多个远程车辆110的位置的初始信息。信息包括纬度(“lat”)、经度(“long”)和海拔(“elev”)。主车辆100的信息可以在本地(例如，使用安装在主车辆100中的gps系统)收集。远程车辆110的信息可以收集在从远程车辆110发送并在主车辆100处接收的v2v消息120中。此外，可以从接收的v2v消息120收集每个远程车辆110的路径历史。在v2v消息120中，bsmpartii通常包括路径历史信息，如图2所示。路径历史可以包括在各个时间点的每个远程车辆110的纬度、经度和海拔。

在步骤515处，主车辆100和所有远程车辆110的坐标(即，纬度和经度)转换为地球中心固定(ecef)坐标(xecef、yecef、zecef)。在这点上，根据以下等式计算xecef、yecef、zecef：

norm＝√1-e²sin²lat...[等式4]

这里，re＝6378137m，并且e²＝0.00669437999014。

在步骤520处，将在步骤515中计算的ecef坐标转换为东-北-向上(enu)坐标(xenu，yenu)。在这方面，根据以下等式计算xenu和yenu：

xenu＝-(xrv-xhv)sinlonghv+(yrv-yhv)coslonghv...[等式5]

yenu＝-(xrv-xhv)sinlathvcoslonghv

-(yrv-yhv)sinlathvsinlonghv+(zrv-zhv)coslathv...[等式6]

过程500说明性地在步骤520处结束。上面详细描述了可以执行过程500的步骤以及辅助过程和参数的技术。

应当注意，图5仅仅是用于说明的示例，并且可以根据需要包括或排除某些其它步骤。此外，虽然示出了步骤的特定顺序，但是该顺序仅仅是说明性的，并且可以使用步骤的任何合适的布置，而不脱离本文中的实施例的范围。甚至进一步地，可以根据本权利要求的范围以任何合适的方式修改所示的步骤。

如上所述，在主车辆100处接收的v2v消息120指示远程车辆110的路径历史。主车辆100然后可以利用由多个数据点组成的路径历史数据来确定远程车辆110是否正在主车辆100前方驾驶。在这点上，图6示出路径历史数据点的示例集合。如在图6中所示，接收的v2v消息120可以包括远程车辆110的多个路径历史数据点610，指示先前驱动远程车辆110的路径。

路径历史数据点610表示沿着远程车辆110实际行驶的路径的离散点。因为沿着实际路径的每个点未被表示，即，数据点610仅表示沿着实际路径的点的子集，所以在由路径历史数据点610形成的路径和实际路径之间可能存在表示误差。换句话说，路径历史离散数据表示可以不同于路径历史实际数据，如图6所示。这可以特别地沿着道路130中的弯道发生。因此，当基于远程车辆110的路径历史数据点610确定远程车辆110是否正在主车辆100前方驾驶时，主车辆100的控制器可以执行计算以补偿路径历史数据表示误差(即，ph_actualerror)。

为此，图7示出了用于基于远程车辆的路径历史来确定远程车辆是否正在主车辆前方驾驶的示例简化过程。过程700可以在步骤705处开始，并且继续到步骤710，其中，如这里更详细描述的，路径历史数据点610可用于估计沿着道路130在主车辆100和远程车辆110之间的间隔距离。此外，路径历史数据点610可以用于估计主车辆100的航向和沿着道路130的远程车辆110的航向之间的差异。如果间隔距离和航向差异小于相应的预定阈值，则可以确定远程车辆110正在主车辆100前方驾驶，并且来自所述远程车辆110的v2v消息120可用于识别主车辆100前方的道路/交通特征。过程700可用于确定远程车辆110是否沿着与主车辆100正在驾驶的路径基本上相同的路径驾驶。

在步骤710处，在主车辆100处从远程车辆110接收v2v消息120。在v2v消息120中，bsmpartii通常包括路径历史信息，如图2所示。因此，包括多个路径历史数据点610的路径历史，如图6所示，可以从v2v消息120中检索。

在步骤715处，基于检索到的远程车辆110的路径历史，可以计算主车辆100的航向和远程车辆110的航向之间的差。这里，hv_heading是主车辆100的航向，其可以在主车辆100本地确定，rv_ph_heading是基于远程车辆110的路径历史的远程车辆110的航向，并且delta_heading是hv_heading和rv_ph_heading之间的差。因为远程车辆110的航向基于其路径历史来计算，所以rv_ph_heading不表示其当前航向，而是其在特定时间点的航向。此外，远程车辆110的航向可以根据路径历史随时间推移改变，特别是当远程车辆110沿着弯曲道路驾驶时，如图6所示。因此，delta_heading可以在各个时间点计算，导致取决于远程车辆110相对于主车辆100在每个时间点的航向的变化值。

在步骤720处，基于检索到的远程车辆110的路径历史，确定主车辆100的航向和远程车辆110的航向之间的差是否小于最大delta阈值。这里，max_delta_heading是最大delta阈值。如果差(即delta_heading)小于最大阈值，则过程700继续到步骤730。然而，如果差不小于最大阈值，则确定远程车辆110未在主车辆100前方驾驶，并且在步骤725处忽略远程车辆110。在存在多个delta_heading值的情况下，如上所述，每个delta_heading值可以与最大delta阈值进行比较。在这种情况下，可以确定远程车辆110沿着与主车辆100正在驾驶的路径基本上相同的路径驾驶，因为远程车辆110先前在与主车辆100基本上相同的方向上驾驶，即使远程车辆110由于弯曲的道路当前可能不在与主车辆100相同的方向上行驶。

在步骤730处，远程车辆110的路径历史中的每个路径历史数据点610可以转换为东-北-向上(enu)坐标。在此参考图5描述enu转换的过程。

在转换之后，在步骤735处，可以计算远程车辆110的路径历史中的每个路径历史数据点610之间的距离。

然后，在步骤740处，可以计算主车辆100和远程车辆110之间的间隔距离。因为基于远程车辆110的路径历史来计算主车辆100和远程车辆110之间的间隔距离，所以间隔距离可以基于计算间隔距离的时间点而变化。例如，主车辆100和远程车辆110的相应驾驶速度可能由于任一车辆遇到的交通或道路特征(诸如增加的交通、弯曲的道路、速度限制变化等)而随时间推移变化。

在步骤745处，确定主车辆100和远程车辆110之间的间隔距离是否小于预定阈值。在存在多个间隔值的情况下，可以将每个间隔值与预定阈值进行比较。如果间隔值小于预定阈值，则可以在步骤750处确定远程车辆110正在主车辆100前方驾驶。因此，从远程车辆110接收的v2v消息中的信息可以用于识别主车辆100前方的道路/交通特征，并且主车辆100可以根据所识别的特征从策略上控制其混合动力传动系统。相反，如果间隔值不小于预定阈值，则可以确定远程车辆110没有在主车辆100前方驾驶，并且由从所述远程车辆110接收的v2v消息指示的任何道路/交通特征不能用于控制主车辆100的动力传动的目的。因此，在步骤725处，可以忽略远程车辆110。

过程700说明性地在步骤725或750处结束。在上面详细描述可以执行过程700的步骤以及辅助过程和参数的技术。

应当注意，图7的示例仅仅是用于说明的示例，并且可以根据需要包括或排除某些其它步骤。此外，虽然示出了步骤的特定顺序，但是该顺序仅仅是说明性的，并且可以使用步骤的任何合适的布置，而不脱离本文中的实施例的范围。甚至进一步地，可以根据本权利要求的范围以任何合适的方式修改所示的步骤。

如上所述，当识别在主车辆100前方驾驶的远程车辆110时，根据上述过程中的一个或多个，从远程车辆110接收的v2v消息可以由主车辆100利用以识别即将到来的道路/交通特征。利用这样的信息，主车辆100可策略地控制其动力传动系统以增强系统的效率。

关于混合动力电动车辆(hev)，特别地，有效地使用多个动力源对于车辆的最优性能是至关重要的。如本领域中通常已知的，hev利用具有两个或更多个动力源的混合动力系统。hev通常使用内燃发动机和电池/电动驱动系统的组合来驱动。在这方面，存在用于操作混合动力传动系统的多种可能的动力模式。根据有源动力源，即发动机、电池或两者，每个动力模式是唯一的，无论电池是否正在充电，并且如果是，则为电池正在充电的方式。

图8a-8d示出可用于汽车混合动力传动系统的示例混合动力模式。应当理解，图8a-8d中描述的混合动力传动系统是仅用于演示目的的简化系统，并且不应被视为限制本权利要求的范围。

说明性混合动力传动将内燃机和电池/电动驱动系统作为动力源。在被称为并联混合动力传动系统的混合动力传动中，动力源可以彼此并联操作。如图8a-8d所示，发动机800(“eng”)是内燃机并且耦接到电动机810(“mot”)。内燃机800可以用作车辆动力的主要来源，而在某些情况下，电动机810在加速期间辅助发动机800。可以操纵离合器以控制电动机810何时从发动机800接收动力。电池830(“batt”)存储电荷可以经由功率电子模块840(“pe”)向电动机810提供电力。发动机800可用于对电池830充电，该电池830可以包括一组电池。功率电子模块840包括控制器，以控制从电池830到电动机810的电力输出，并控制电池830的充电。电动机810可以完全由来自电池830的电力或者经由发电机(未示出)由内燃机800转动，或两者。在一些情况下，电动机810可以包括发电机。电动机810然后向变速器820(“tx”)提供动力，该变速器820使车轮850转动，从而驱动混合动力车辆。

如图8a所示，混合动力传动可以在“仅电动”模式中操作。在该模式中，仅使用来自电池830的电力来驱动车辆，电力被提供给电动机810。由于安装在发动机800和电动机810之间的离合器打开，因此发动机800可以不向电动机810提供电力。发动机800可以以怠速方式操作或可以完全关闭。因此，车辆仅使用电动动力来驱动。

如图8b所示，混合动力传动可以在“混合/电动辅助”模式中操作。在该模式中，发动机800和电动机810彼此并联操作。也就是说，使用由发动机800产生的电力和从电池830导出的电力的组合来驱动车辆。这里，电动机810从电池830供给电能，并且来自内燃机800的机械能通过发电机转换。这种模式可以是有益的，其中电力自身不足或者其自身使用是低效的，例如当上坡时，当合并时等。

如图8c所示，混合动力传动可以在“电池充电”模式中操作。在该模式中，电动机810可以用作发电机，以通过内燃机800对电池830进行再充电。例如，发动机800可以在混合动力车辆停止时运行，以对电池830充电。当电池830的充电状态(soc)低时，该模式可以是有益的。

如在图8d中所示，混合动力传动可以在“再生制动”模式中操作。在该模式中，电动机可以再次用作发电机；而不是转换由发动机800产生的能量，如在图8c中，动能从车轮850的制动提取并转换为电能以用于对电池830充电。因此，对电池830的能量传递提供了制动效果，从而提高了车辆的整体效率，以及延长制动系统的寿命。

应当理解，除了图8a-8d中所示的之外，用于混合动力系统的附加动力模式存在。因此，图8a-8d所示的动力模式不应被解释为限制混合动力传动系统的控制策略。

图9示出了用于在多个混合动力传动模式中选择最优动力模式的示例简化工艺流程，诸如图8a-8d中所示的那些。过程流程900可以在步骤905处开始，并且继续到步骤910，其中，如这里更详细描述的，可以基于在主车辆100处本地收集的主车辆数据以及经由在主车辆100处从被确定为在主车辆100前方驾驶的一个或多个远程车辆110接收的v2v消息120收集的远程车辆数据，来选择用于混合动力车辆的最优混合动力模式。主车辆100(即，能量存储建议控制器)的控制器可以使用从所接收的v2v消息120识别的即将到来的道路/交通特性以及关于主车辆100本身的信息(输入)，并且然后根据图9中描绘的过程流程900基于所识别的特性来选择并激活最优混合动力模式(输出)。作为示例，控制器可以通过接合对应于所选模式的致动器来激活所选择的动力模式。应当注意，在图9中，实线表示其中存在足够的电池电荷的电池状态，而虚线表示存在可用的电池容量(即，电池830可以被再充电)。

在步骤905中，控制器确定主车辆100的当前速度。例如，主车辆100的当前速度可以被分类为多个速度状态中的一个。可以以任何合适的方式预定义对应于每个速度状态的速度范围。说明性地，预定义的速度状态可以包括低(例如，城市驾驶或交通繁忙的驾驶)、中等(例如，正常驾驶)和高(例如高速公路驾驶)。例如，低速可以对应于0mph至20mph，中速可以对应于21mph至45mph，而高速可以对应于46mph或更高。在一些情况下，控制器可以在步骤920中选择动力模式，而不管主车辆100的当前速度状态如何。也就是说，取决于在步骤915中识别的v2v数据，在步骤920中选择的动力模式可以适用于主车辆100而无论其当前速度。

在步骤910中，控制器确定主车辆100的当前节气门状态。例如，主车辆100的节气门量可以被分类为多个节气门状态中的一个。可以预定义与每个节气门状态相对应的范围。说明性地，预定义的节气门状态可以包括低、中和高。例如，每个节气门状态可以对应于车辆的节气门的打开量。在一些情况下，控制器可以在步骤920中选择动力模式，而不管主车辆100的节气门状态。也就是说，取决于在步骤915中识别的v2v数据，在步骤920中选择的动力模式可以适用于主车辆100，而不管其节气门状态如何。

在步骤915中，控制器基于在主车辆100处从被确定为在主车辆100前方驾驶的一个或多个远程车辆110接收的v2v消息120识别主车辆100正在接近的道路/交通特征。即将到来的道路/交通特征可以包括可以影响车辆的驾驶的任何种类的特征，诸如加速事件、减速事件、海拔上的变化、交通流事件、道路特征等。说明性地，道路/交通特征可以包括海拔增加(例如，向上爬坡等)、海拔降低(例如，沿着山坡下坡等)、合并情况(例如，驾驶到高速公路上、变化车道等)、微小的减速(例如，需要减速的弯曲道路，附近的交通事故等)、路径中的车辆减速(例如，交通堵塞等)等。在一些情况下，取决于当前速度(步骤905)和/或节气门状态(步骤910)，某些道路/交通特征(诸如减速事件)可导致在步骤920中选择不同的混合动力模式，并且进一步取决于电池830是否完全充电或需要再充电。

在步骤920中，控制器分析在步骤905、910和915处的输入，并且在多个预定义的混合动力模式中选择最优动力模式，用于操作主车辆100的混合动力传动系统。可用的混合动力模式可以是图8a-8d中描述的那些，虽然可用的混合动力模式不限于此，如上所述。

图9提供了用于基于步骤905、910和915处的输入来选择最优混合动力模式的若干示例。在第一示例中，主车辆100的电池830具有足够的电荷，并且主车辆100根据v2v数据正在接近海拔增加或合并情况。这里，不管主车辆100的当前速度或节气门量如何，在步骤920中，可以最优地选择混合动力/电动辅助模式用于混合动力传动的操作，其中发动机800和电动机810并联操作。在第二示例中，主车辆100具有可用的电池容量，当前以低或中等量的节气门以中速驾驶，并且根据v2v数据接近微小的减速事件。这里，在步骤920中，可以最优地选择电池充电模式用于混合动力传动的操作，其中电动机810可以用作发电机以通过内燃机800对电池830再充电。在第三示例中，主车辆100的电池830具有足够的电荷，主车辆100当前正以中等或高量的节气门以低速驾驶，并且根据v2v数据接近其路径中的车辆的海拔降低或减速。这里，在步骤920中，可以最优地选择仅电动模式用于混合动力传动的操作，其中仅使用来自电池830的电力驱动车辆。在第四示例中，主车辆100具有可用的电池容量并且根据v2v数据正在接近其路径中的车辆的海拔降低或减速。这里，可以在步骤920中最优地选择再生制动模式用于混合动力传动的操作，其中动能从车轮850的制动中提取并且转换为电能用于对电池830充电，而不管主车辆100的当前速度或节气门量。应当理解，这些示例仅用于说明所公开的实施例的目的，而不应被视为限制本权利要求的范围。

流程900说明性地在步骤920处结束，其中选择主车辆100的混合动力传动系统的操作模式。上面详细描述了可以执行流程过程900的步骤以及辅助过程和参数的技术。

应当注意，在图9中的步骤仅仅是用于说明的示例，并且可以根据需要包括或排除某些其它步骤。此外，虽然示出了步骤的特定顺序，但是该顺序仅仅是说明性的，并且可以使用步骤的任何合适的布置，而不脱离本文中的实施例的范围。甚至进一步地，可以根据本权利要求的范围以任何合适的方式修改所示的步骤。

图10a和10b示出用于选择最优动力模式以控制混合动力传动系统的附加示例。过程1000和1050可以分别在步骤1005和1055处开始，并且分别继续到步骤1010和1060，其中如这里更详细描述的，可以基于本地收集的主车辆数据以及经由在主车辆100处从被确定为在主车辆100前方驾驶的一个或多个远程车辆110接收的v2v消息120收集的远程车辆数据，来选择用于混合动力车辆的最优混合动力模式。

在图10a中，基于主车辆100和远程车辆110之间的海拔差来选择最优混合动力模式。在步骤1005处，在主车辆100处从远程车辆110接收v2v消息120，如上面至少关于图1解释的。在步骤1010处，确定远程车辆110是否正在主车辆100前方驾驶，如上面至少关于图3-7所解释的。

在步骤1015处，根据公式ehv-erv计算主车辆100(ehv)和远程车辆110(erv)之间的海拔差(即，delta高度)。主车辆100的海拔可以被本地确定(例如，使用gps系统)，并且远程车辆110的海拔可以由主车辆100基于从远程车辆110接收的v2v消息120来确定。

在步骤1020处，确定高度差(即，delta海拔)是否大于零。换句话说，确定主车辆100的海拔是否大于远程车辆110的海拔。在主车辆100的海拔事实上大于远程车辆110的海拔的情况下，可以确定主车辆100正在接近海拔的负变化(例如，下坡)。如果delta海拔大于零，则过程1000继续到步骤1025。

如果在步骤1025处确定电池830的soc小于100％，则主车辆100的控制器可以选择电池充电模式，其中电动机810充当发电机以通过内燃机800对电池830再充电。在步骤1030中最优地操作混合动力传动系统。另一方面，如果确定电池830的soc完全充电(即，soc是100％)，则控制器可以选择仅电动模式，其中仅使用来自电池830的电力驱动车辆，以在步骤1035中最优地操作混合动力传动系统。

在图10b中，基于主车辆100前方的道路的曲率来选择最优混合动力模式。在步骤1055处，在主车辆100处从远程车辆110接收v2v消息120，如上面至少关于图1所解释的。在步骤1060处，确定远程车辆110是否正在主车辆100前方驾驶，如上面至少关于图3-7解释的。

在步骤1065处，估计主车辆100前方的道路的曲率半径。可以基于例如包含在从远程车辆110接收的v2v消息120中的远程车辆110的路径历史数据来估计主车辆100前方的道路的曲率。

在步骤1070处，确定所估计的半径是否小于预定阈值。换句话说，确定道路曲率的锐度，其中具有小半径的弯曲路段表示比具有较大半径的弯曲路段更尖的曲线。值得注意的是，具有小半径的弯曲路段需要比具有较大半径的弯曲路段更低的驱动速度。如果估计的半径小于预定阈值，则过程1050继续到步骤1075。

如果在步骤1075处确定电池830的soc小于100％，则主车辆100的控制器可以选择电池充电模式，其中电动机810充当发电机以通过内燃机800对电池830再充电，在步骤1080中最优地操作混合动力系统。另一方面，如果确定电池830的soc完全充电(即soc为100％)，则控制器可以选择仅电动模式，其中仅使用来自电池830的电力驱动车辆，以在步骤1085中最优地操作混合动力传动系统。

过程1000和1050分别说明性地在步骤1030/1035和1080/1085处结束。以上详细描述了可以执行过程1000和1050的步骤以及辅助过程和参数的技术。

应当注意，图10a和10b中示出的步骤仅仅是用于说明的示例，并且可以根据需要包括或排除某些其它步骤。此外，虽然示出了步骤的特定顺序，但是该顺序仅仅是说明性的，并且可以使用步骤的任何合适的布置，而不脱离本文中的实施例的范围。甚至进一步地，可以根据本权利要求的范围以任何合适的方式修改所示的步骤。

因此，本文描述了允许基于主车辆前方的道路/交通特征的动力传动系统的最优控制的技术。可以基于在主车辆处经由来自被确定为在主车辆前方驾驶的远程车辆的v2v通信接收的消息来确定道路/交通特征。因此，来自主车辆之前的远程车辆的v2v数据可以用于有效地操作主车辆的动力系统。

有利地，本文描述的基于预测性v2v的动力传动控制系统在峰值负载情况期间管理动力传动系统，并且通过允许使用更少、更便宜和更节省燃料的内燃机来提供更少的废气排放，从而产生提高的燃料经济性。此外，本文描述的基于预测性v2v的动力传动控制系统可以基于发送到主车辆的v2v数据实时修改传统发动机调整参数。

虽然已经示出和描述了提供用于控制基于v2v通信的混合动力传动系统的示例性实施例，但是应当理解，可以在本文实施例的精神和范围内进行各种其它改变和修改。例如，虽然在本公开中频繁地参考具有混合动力传动系统的车辆，但是v2v数据还可以用于具有传统多档变速器的车辆中，以允许预测档位选择，或在内燃机车辆中允许预测气缸激活/停用。因此，可以根据本权利要求的范围以适当的方式修改本公开的实施例。

前面的描述涉及本公开的实施例。然而，将显而易见的是，可以对所描述的实施例进行其它变化和修改，以获得它们的一些或全部优点。因此，本说明书仅作为示例而不是限制本文中的实施例的范围。因此，所附权利要求的目的是覆盖落入本文实施例的真实精神和范围内的所有这样的变化和修改。