本发明涉及汽车技术领域，尤其是涉及一种能量回收方法、装置和系统。
背景技术：
随着混合动力汽车的日益普及，混合动力汽车的拥有量的也日益增多，混合动力汽车的节能和续航问题已受到国内外汽车工程界的极大重视。为了保护环境及合理地利用资源，就必需降低混合动力汽车的资源消耗。通常，将混合动力汽车制动时损失的能量进行回收，并在混合动力汽车加速或上坡时再利用，可以提高混合动力汽车的续航能力。
通常，对于一般的混合动力系统车辆，混合动力系统可以进行发动机停机滑行，制动能量回收功能，但是，混合动力系统的能量回收功能的实现，需要依赖驾驶员的操作来触发执行。而不同驾驶员的驾驶习惯差异较大，仅仅依靠驾驶员的操作来触发能量回收功能，会使车辆的节油减排效果很难达到最优效果，导致能量回收的效率较低。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能量回收方法、装置和系统，以缓解现有技术中，能量回收的效率较低的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种能量回收方法，该方法应用于混合动力系统的车辆控制器，包括：实时监测当前车辆行驶方向上的交通标识信息，交通标识信息包括以下信息中的一种或多种：交通信号灯标识信息、交通指示标志信息、障碍物信息和车辆信息；计算交通标识信息包含的标识物与当前车辆的相对信息，其中，相对信息包括相对距离信息和相对速度信息；判断相对信息是否在预先设置的安全阈值范围内；如果是，向发动机系统发送停机信号，触发当前车辆进入滑行状态；如果否，向制动系统发送制动信号，以及，向能量回收系统发送激活信号，使当前车辆在制动状态下进行能量回收。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述实时监测当前车辆行驶方向上的交通标识信息的步骤包括：通过摄像头按照预先设定的时间间隔采集当前车辆行驶方向上的图像信息；判断图像信息中是否包含有预先存储的交通标识信息的特征值；如果是，提取交通标识信息。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述计算交通标识信息包含的标识物与当前车辆的相对信息的步骤包括：当提取到交通标识信息后，通过高速雷达检测交通标识信息包含的标识物与当前车辆的相对信息。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述方法还包括：实时监测能量回收过程中，当前车辆的能量回收信号，其中，能量回收信号至少包括：电池的电量、电池温度及电机温度信号；当能量回收信号中任一信号超过预先设置的信号阈值时，停止能量回收的过程。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述判断相对信息是否在预先设置的安全阈值范围内之后，上述方法还包括：通过语音播报的方式，向驾驶员播报判断结果的消息，并在车辆显示器上进行显示；或者，通过声音提示的方式，向驾驶员发出判断结果的消息，并在车辆显示器上进行显示。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述方法还包括：实时监测当前车辆的刹车踏板开度信号，当监测到刹车踏板开度信号，且，刹车踏板开度信号超过预先设置的开度阈值时，启动能量回收过程。
第二方面，本发明实施例还提供一种能量回收装置，该装置设置于混合动力系统的车辆控制器，包括：监测模块，用于实时监测当前车辆行驶方向上的交通标识信息，交通标识信息包括以下信息中的一种或多种：交通信号灯标识信息、交通指示标志信息、障碍物信息和车辆信息；计算模块，用于计算交通标识信息包含的标识物与当前车辆的相对信息，其中，相对信息包括相对距离信息和相对速度信息；判断模块，用于判断相对信息是否在预先设置的安全阈值范围内；第一信号发送模块，用于当判断模块的判断结果为是时，向发动机系统发送停机信号，触发当前车辆进入滑行状态；第二信号发送模块，用于当判断模块的判断结果为否时，向制动系统发送制动信号，以及，向能量回收系统发送激活信号，使当前车辆在制动状态下进行能量回收。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，上述装置还包括：能量监测模块，用于实时监测能量回收过程中，当前车辆的能量回收信号，其中，能量回收信号至少包括：电池的电量、电池温度及电机温度信号；停止模块，用于当能量回收信号中任一信号超过预先设置的信号阈值时，停止能量回收的过程。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，上述装置还包括：踏板监测模块，用于实时监测当前车辆的刹车踏板开度信号，当监测到刹车踏板开度信号，且，刹车踏板开度信号超过预先设置的开度阈值时，启动能量回收过程。
第三方面，本发明实施例还提供了一种能量回收系统，该系统包括存储器以及处理器，存储器用于存储支持处理器执行第一方面所述方法的程序，处理器被配置为用于执行存储器中存储的程序。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，用于储存为第二方面所述装置所用的计算机软件指令。
本发明实施例带来了以下有益效果：
本发明实施例提供的一种能量回收方法、装置和系统，能够实时监测当前车辆行驶方向上的交通标识信息，计算交通标识信息包含的标识物与当前车辆的相对信息，并且，当相对信息在预先设置的安全阈值范围内时，向发动机系统发送停机信号，触发当前车辆进入滑行状态；当相对信息不在预先设置的安全阈值范围内时，向制动系统发送制动信号，以及，向能量回收系统发送激活信号，使当前车辆在制动状态下进行能量回收，进而实现对混合动力车辆的减速和制动进行主动的干预控制，合理触发并控制混合动力系统车辆发动机停机滑行和制动能量回收功能，进而实现最佳的节油和能量回收效果，提高能量回收的效率。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种能量回收方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的另一种能量回收方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的一种能量回收装置的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种能量回收装置的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种能量回收系统的结构框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
制动能量回收功能，是当驾驶员踩下制动踏板，有车辆制动需求时，混合动力系统电机将车辆的制动能量转化为电能储存在混合动力系统电池内。这部分储存的电量，可以在下一次车辆加速时，用于电机辅助加速，为车辆提供一部分来自电机的扭矩，辅助发动机加速，也实现了节能减排的效果。
现有技术中，混合动力系统发动机停机滑行和制动能量回收功能的实现，需要依赖驾驶员松开油门踏板、踩下刹车踏板的操作来触发执行。而不同驾驶员的驾驶习惯差异较大，仅仅依靠驾驶员的操作来触发发动机停机滑行和制动能量回收功能，车辆的节油减排效果很难达到最优。
基于此，本发明实施例提供的一种能量回收方法、装置和系统，可以实现最佳的节油和能量回收的效果。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种能量回收方法进行详细介绍。
实施例一：
本发明实施例提供了一种能量回收方法，该方法可以应用于混合动力系统的车辆控制器，如48v轻混系统的车辆控制器等。如图1所示的一种能量回收方法的流程图，包括以下步骤：
步骤s102，实时监测当前车辆行驶方向上的交通标识信息；
其中，上述交通标识信息包括以下信息中的一种或多种：交通信号灯标识信息、交通指示标志信息、障碍物信息和车辆信息；
步骤s104，计算交通标识信息包含的标识物与当前车辆的相对信息；
其中，上述相对信息包括相对距离信息和相对速度信息；
步骤s106，判断相对信息是否在预先设置的安全阈值范围内；
步骤s108，如果是，向发动机系统发送停机信号，触发当前车辆进入滑行状态；
此时，当前车辆与标识物的距离大于车辆制动的安全阈值，因此，不需要对当前车辆进行制动，只需进行滑行即可。
步骤s110，如果否，向制动系统发送制动信号，以及，向能量回收系统发送激活信号，使当前车辆在制动状态下进行能量回收。
此时，当前车辆与标识物的距离小于车辆制动的安全阈值，如果此时车辆控制器未探测到驾驶员踩刹车踏板的信号，则可以向制动系统发送制动信号，对车辆的减速和制动进行主动的干预控制，合理触发并控制混合动力系统车辆发动机停机滑行和能量回收功能，实现最佳的节油和能力回收效果。
具体实现时，上述混合动力系统的车辆上可以配置有高速雷达和高清摄像头，以实现交通标识信息的监测过程。同时，为了提高监测效率和监测精度，高速雷达的探测方向和摄像头的采集视角均与当前车辆行驶方向保持一致，以便于对交通标识信息进行实时的监测。因此，本发明实施例还提供了另一种能量回收方法，如图2所示的另一种能量回收方法的流程图，包括以下步骤：
步骤s202，通过摄像头按照预先设定的时间间隔采集当前车辆行驶方向上的图像信息；
步骤s204，判断该图像信息中是否包含有预先存储的交通标识信息的特征值；如果是，执行步骤s206，如果否，返回步骤s202；
上述摄像头可以是高清摄像头，采集当前车辆行驶方向上的图像信息，并将该图像信息传输到车辆控制器。具体实现时，上述车辆控制器中预先存储有图像特征值识别的程序或者算法，用于对图像信息进行特征值识别。
考虑到交通标识信息包括交通信号灯标识信息、交通指示标志信息、障碍物信息和车辆信息中的一种或多种，因此，上述车辆控制器中，可以预先存储有信号灯的特征值，为了便于对不同信号灯进行区分，上述特征值提取算法还可以包括颜色特征值的提取和比对算法，以便于对不同颜色的信号灯进行识别和区分。进一步，上述交通指示标志信息还可以包括：限速、弯路、坡路以及服务器等标识，这些标识的特征值可以预先存储在车辆控制器中，当摄像头采集到图像信息后，可以对采集的图像信息与预存的特征值进行相似度比对，进而判断图像信息中是否包含有交通标识信息的特征值。
进一步，为了便于进行特征值的提起，上述车辆控制器在接收到图像信息后，还包括对图像信息进行预处理的过程，如，去噪处理，滤波处理等，以突出图像的有用信息。
具体的图像信息的采集、预处理以及特征值提取的过程，可以参考现有技术中的相关资料实现，同时，为了提高图像处理的运算速度，上述车辆控制器可以采用高性能处理器芯片，以满足庞大图像数据量的运算过程，提高运算速率。具体以实际情况为准，本发明实施例对此不进行限制。
步骤s206，提取交通标识信息；
步骤s208，当提取到交通标识信息后，通过高速雷达检测交通标识信息包含的标识物与当前车辆的相对信息；
通常，该高速雷达设置在车辆的车顶位置，且，高速雷达的探测区域与车辆行驶方向一致。当提取到交通标识信息后，车辆控制器可以向高速雷达发送触发信号，使高速雷达发射已知频率的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波的频率变化来测定与标识物的相对距离信息和相对速度信息。具体的高速雷达的型号选取和超声波的频率可以根据实际进行设置，本发明实施例对此不进行限制。
步骤s210，判断上述相对信息是否在预先设置的安全阈值范围内；如果是，执行步骤s212；如果否，执行步骤s214；
步骤s212，向发动机系统发送停机信号，触发当前车辆进入滑行状态；
步骤s214，向制动系统发送制动信号，以及，向能量回收系统发送激活信号，使当前车辆在制动状态下进行能量回收。
通过对相对信息的判断，可以计算并预测驾驶员接下来对车辆的减速和制动意图。例如，车辆控制器根据当前车辆与前方障碍物或车辆的相对距离和相对速度的变化，判断当前车辆是否在制动安全阈值范围内，如果否，可以对制动进行主动干预，同时激活能量回收系统进行能量回收；如果是，说明当前车辆距离前方障碍物或车辆的相对距离较远，只需发动机停机滑行即可。
进一步，为了使驾驶员及时获知当前车辆的行驶状态，执行完上述步骤s210之后，上述方法还可以包括提醒功能，具体提醒功能可以包括以下方式：(1)通过语音播报的方式，向驾驶员播报判断结果的消息，并在车辆显示器上进行显示；(2)通过声音提示的方式，向驾驶员发出判断结果的消息，并在车辆显示器上进行显示。
进一步，考虑到驾驶员在收到上述提醒消息后，会主动进行驾驶操作，因此，上述方法还包括：实时监测当前车辆的刹车踏板开度信号，当监测到所述刹车踏板开度信号，且，刹车踏板开度信号超过预先设置的开度阈值时，启动能量回收过程。
考虑到车辆电池的使用安全性，上述方法还包括实时监测能量回收信号，其中，能量回收信号至少包括：实时监测能量回收过程中，当前车辆的能量回收信号，其中，能量回收信号至少包括：电池的电量、电池温度及电机温度信号；当能量回收信号中任一信号超过预先设置的信号阈值时，停止能量回收的过程，避免出现车辆电池或者蓄电池出现过充现象，有助于延长电池的使用寿命。
本发明实施例提供的一种能量回收方法，能够实时监测当前车辆行驶方向上的交通标识信息，计算交通标识信息包含的标识物与当前车辆的相对信息，并且，当相对信息在预先设置的安全阈值范围内时，向发动机系统发送停机信号，触发当前车辆进入滑行状态；当相对信息不在预先设置的安全阈值范围内时，向制动系统发送制动信号，以及，向能量回收系统发送激活信号，使当前车辆在制动状态下进行能量回收，进而实现对混合动力车辆的减速和制动进行主动的干预控制，合理触发并控制混合动力系统车辆发动机停机滑行和制动能量回收功能，进而实现最佳的节油和能量回收效果，提高能量回收的效率。
实施例二：
在上述实施例一的基础上，本发明实施例还提供了一种能量回收装置，该装置设置于混合动力系统的车辆控制器，如图3所示的一种能量回收装置的结构示意图，该装置包括：
监测模块30，用于实时监测当前车辆行驶方向上的交通标识信息，交通标识信息包括以下信息中的一种或多种：交通信号灯标识信息、交通指示标志信息、障碍物信息和车辆信息；
计算模块32，用于计算交通标识信息包含的标识物与当前车辆的相对信息，其中，相对信息包括相对距离信息和相对速度信息；
判断模块34，用于判断相对信息是否在预先设置的安全阈值范围内；
第一信号发送模块36，用于当判断模块的判断结果为是时，向发动机系统发送停机信号，触发当前车辆进入滑行状态；
第二信号发送模块38，用于当判断模块的判断结果为否时，向制动系统发送制动信号，以及，向能量回收系统发送激活信号，使当前车辆在制动状态下进行能量回收。
具体实现时，上述监测模块30用于：通过摄像头按照预先设定的时间间隔采集当前车辆行驶方向上的图像信息；判断图像信息中是否包含有预先存储的交通标识信息的特征值；如果是，提取交通标识信息。
进一步，上述计算模块32用于：当提取到交通标识信息后，通过高速雷达检测交通标识信息包含的标识物与当前车辆的相对信息。
如图4所示的另一种能量回收装置的结构示意图，除图3的结构外，上述装置还包括：
能量监测模块40，用于实时监测能量回收过程中，当前车辆的能量回收信号，其中，能量回收信号至少包括：电池的电量、电池温度及电机温度信号；
停止模块42，用于当能量回收信号中任一信号超过预先设置的信号阈值时，停止能量回收的过程。
踏板监测模块44，用于实时监测当前车辆的刹车踏板开度信号，当监测到刹车踏板开度信号，且，刹车踏板开度信号超过预先设置的开度阈值时，启动能量回收过程。
本发明实施例提供的能量回收装置，与上述实施例提供的能量回收方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
本发明实施例还提供了一种能量回收系统，该系统包括存储器以及处理器，存储器用于存储支持处理器执行上述实施例一所述的能量回收方法的程序，处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
参见图5，本发明实施例还提供一种能量回收系统的结构框图，包括：处理器500，存储器501，总线502和通信接口503，所述处理器500、通信接口503和存储器501通过总线502连接；处理器500用于执行存储器501中存储的可执行模块，例如计算机程序。
其中，存储器501可能包含高速随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口503(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。
总线502可以是isa总线、pci总线或eisa总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
其中，存储器501用于存储程序，所述处理器500在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的能量回收装置所执行的方法可以应用于处理器500中，或者由处理器500实现。
处理器500可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器500中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器500可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)、网络处理器(networkprocessor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digitalsignalprocessing，简称dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，简称asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器501，处理器500读取存储器501中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
本发明实施例所提供的能量回收方法、装置和系统的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
综上所述，本发明实施例提供的能量回收方法、装置和系统，将混合动力系统车辆的发动机停机滑行和制动能量回收功能的触发条件，由驾驶员松开油门踏板和踩下刹车踏板的操作触发，替换为基于高速雷达和摄像头采集车辆行驶前方路况信息，预测驾驶员减速和制动意图，并根据车辆、发动机、电机和电池的工况状态，计算出最优的制动能量回收方案。避免了因不同驾驶员驾驶习惯差异而导致的制动能量浪费和排放水平恶化，最大限度地提升混合动力系统发动机停机滑行和制动能量回收功能的节油率和排放优化水平。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。