混合动力车辆及控制该混合动力车辆的驱动模式的方法与流程

本公开涉及一种混合动力车辆及控制该混合动力车辆的驱动模式的方法，更特别地，涉及一种混合动力车辆及该混合动力车辆的控制方法。

背景技术：

混合动力车辆(在下文中简称为hev)是指使用主要包括发动机和电动马达两种动力源的车辆。与仅具有内燃发动机的普通车辆相比，混合动力车辆具有良好的燃料效率、优异的动力性能且有利地减少了排气。

hev可以根据哪种类型的动力传动系(powertrain)被驱动而以两种驱动模式运行。其中一种驱动模式是仅利用电动马达驱动的ev(电动车辆)模式，另一种驱动模式是通过驱动电动马达和发动机两者来获得动力的hev(混合动力车辆)模式。hev根据hev行驶时的条件在两种模式之间执行切换。

在插电式混合动力车辆(在下文中简称为phev)的情况下，运行模式可以根据电池的充电状态(stateofcharge；soc)的变动而被分类为放电(chargedepleting；cd)模式和充电保持(chargesustaining；cs)模式。通常，车辆在cd模式下通过利用电池的电力驱动电动马达来行驶。而且，在cs模式下主要利用发动机的动力，以防止电池soc进一步降低。

技术实现要素：

因此，本公开涉及一种混合动力车辆及控制该混合动力车辆的发动机操纵的方法。特别地，本公开涉及考虑环境和行人来切换驾驶模式。

本发明的一方面提供一种考虑周围环境来执行模式切换控制的方法以及用于执行该方法的混合动力车辆。

本发明的另一方面提供一种判断周围情况不适于发动机操纵并根据该判断设置驱动模式的方法以及用于执行该方法的车辆。

可从本发明获得的技术任务不受上述技术任务的限制。并且，本发明所属技术领域的普通技术人员从以下描述中可以清楚地理解其它未提及的技术任务。

本发明的其它优点、目的和特征将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地对于本领域普通技术人员在研究以下内容时将变得显而易见，或者可以从本发明的实践中获知。本发明的优点可以通过书面描述及其权利要求以及附图中特别指出的结构来实现和获得。

本发明的另一方面提供一种根据本发明的一个实施例的控制混合动力车辆的驱动模式的方法，该方法可以包括：识别混合动力车辆周围的行人和空气污染水平中的至少一个；判断所识别的行人和所识别的空气污染水平中的每一个是否满足相应的规定的排气减少模式请求条件；以及根据判断的结果确定排气减少模式驱动。

在本发明的另一方面中，如本文呈现和广泛描述的，根据本发明的另一实施例的混合动力车辆可以包括：行人识别单元，识别车辆周围的行人；空气识别单元，识别空气污染水平；以及绿色区域(greenzone)控制单元，被配置成判断通过行人识别单元识别的行人和通过空气识别单元识别的空气污染水平中的每一个是否满足相应的规定的排气减少模式请求条件，并根据判断的结果确定排气减少模式驱动。

因此，本发明的实施例提供以下效果/优点。

首先，与本发明的至少一个实施例相关的上述配置的混合动力车辆(hev)可以考虑周围环境来确定驱动模式。

具体地，判断当前位置是否是不适合排气排放的区域。如果当前位置被判断为不适合排气排放的区域，则将当前模式切换到排气减少模式，从而保护行人免受由于排气导致的潜在损害。

可从本发明获得的效果可以不受上述效果的限制。并且，本发明所属技术领域的普通技术人员从以下描述中可以清楚地理解其它未提及的效果。

将理解的是，本发明的前面的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在提供对所要求保护的本发明的进一步说明。

附图说明

附图示出本发明的实施例并且与说明书一起用于解释本发明的原理，其中附图被包括以提供对本发明的进一步理解并且被并入并构成本申请的一部分。在附图中：

图1示出可适用本发明的实施例的混合动力车辆的动力传动系结构的一个示例；

图2是示出可适用本发明的实施例的混合动力车辆的控制系统的一个示例的框图；

图3是示出根据本发明的一个实施例的根据用于执行行人和空气识别的功能分类的混合动力车辆的一个示例的框图；

图4示出根据本发明的一个实施例的执行间接信息识别的一个示例；

图5是描述根据本发明的一个实施例的行人校正单元执行校正的概念的示图；

图6示出根据本发明的一个实施例的直接信息识别单元执行行驶路径的空气污染区间判断的一个示例；

图7是根据本发明的一个实施例的驱动模式设置方法的一个示例的流程图；以及

图8是根据本发明的一个实施例的执行行人识别和空气质量识别的混合动力车辆结构的一个示例的框图。

具体实施方式

在以下详细描述中，参照了附图，其中附图构成本发明的一部分，并且附图通过图示的方式示出本发明的具体实施例。本技术领域的普通技术人员将理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以利用其它实施例，并且可以进行结构、电气以及程序上的改变。在任何可能的情况下，在整个附图中将使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。

在整个说明书中，如果指定的部分“包括或包含”指定的组件，则这意味着可以进一步包括其它组件而不是排除其它组件，除非存在特别相反的描述。此外，在整个说明书中将使用相同的附图标记来表示相同的部分。在本公开中，“驱动模式”、“行驶模式”和“运行模式”可互换使用。

通常，考虑车辆动力传动系的特性，执行车辆的驱动模式间切换以最大化燃料效率和车辆运行效率。驱动模式间切换的普通控制方案仅关注环保车辆的运行效率，而可能不足以最终实现与环境或公共健康相关的认识对象，因为普通控制方案仅针对车辆的燃料效率或运行效率而不考虑环境或行人健康。因此，需要在优选减少排气的特定区域或特定区中最小化发动机操纵。可以通过与环境、公共健康、行人密度等相关的法规来确定特定区。

本发明的实施例提出一种判断车辆周围的区域是否受排气排放影响并且根据判断结果需要限制发动机操纵的方法。实施例还提出一种执行该方法的混合动力车辆。

首先，描述根据本发明的实施例的混合动力车辆的结构和控制系统。并且，还描述受排气排放影响的特定区域的概念。随后，描述根据车辆周围的环境控制车辆中的内燃发动机运行的方法。

图1示出可适用本发明的实施例的混合动力车辆的动力传动系结构的一个示例。

参照图1，示出了采用并联型(paralleltype)混合动力系统的混合动力车辆(hev)的动力传动系，该并联型混合动力系统具有安装在内燃发动机(ice)110和变速器150之间的电动马达(或驱动马达)140和发动机离合器130。

在这种车辆中，当驾驶员踩加速器踏板时，在发动机离合器130分离(open)的状态下首先使用电池的电力来驱动马达140。随后，通过变速器150和主减速器(finaldrive；fd)160向车轮提供马达的动力以使车辆移动(即，ev模式)。随着车辆逐渐加速，需要更大的驱动力，辅助马达(或起动发电马达)120运行以启动内燃发动机110。

在实施例中，当发动机110和马达140的转速变成彼此相同时，发动机离合器130接合，从而发动机110和马达140两者或仅发动机110驱动车辆(即，从ev模式转换到hev模式)。当满足预设的发动机停机条件(例如，车辆减速等)时，发动机离合器130分离并且发动机110停机(即，从hev模式转换到ev模式)。在实施例中，当制动时，hev可以通过将制动时车轮的驱动力转换为电能来对电池进行充电，这被称为制动能量再生或再生制动。

在实施例中，起动发电马达120在启动内燃发动机时起到起动马达的作用，并且还在发动机启动后或在发动机旋转能量回收时起到发电机的作用。因此，起动发电马达120可以在某些情况下被称为“混合起动发电机(hsg)”或“辅助马达”。

图2中示出了应用上述动力传动系的车辆中的控制单元之间的相互关系。

图2是示出可适用本发明的实施例的混合动力车辆的控制系统的一个示例的框图。

参照图2，在根据本发明的实施例的hev中，内燃发动机110可以由发动机控制单元210控制。起动发电马达120和电动马达140的扭矩可以由马达控制单元(mcu)220控制。发动机离合器130可以由离合器控制单元230控制。在实施例中，发动机控制单元210可以被称为发动机管理系统(ems)。ems可以包括一个或多个控制器。变速器150由变速器控制单元250控制。在一些实施例中，可以单独提供起动发电马达120的控制单元和电动马达140的控制单元。

在实施例中，各控制单元连接到作为控制整体模式切换过程的上级控制单元的混合控制单元(hcu)240。各控制单元可以根据hcu240的控制将驱动模式改变所需的信息、换挡时的发动机离合器控制所需的信息和/或发动机停机控制所需的信息提供到hcu240，或者根据控制信号执行操作。

具体地，hcu240根据车辆的运行状态判断是否切换模式。例如，hcu240判断发动机离合器130的分离时间点并且在分离发动机离合器130时执行液压控制(在湿式ec的情况下)或扭矩容量控制(在干式ec的情况下)。hcu240判断ec的状态(例如，锁止、滑动、分离等)并且能够控制燃料喷射停止时间点。hcu240能够通过将用于控制用于发动机停机控制的起动发电马达120的扭矩的扭矩指令传送到马达控制单元220来控制发动机旋转能量回收。此外，hcu240可以控制下级控制单元以在根据本发明的实施例的自适应模式切换控制的情况下判断模式切换条件并切换模式。

当然，控制单元之间的上述相互关系以及各控制单元的功能/分类是示例性的，并且本发明不受术语的限制。例如，hcu240可以被实施为以除了其自身之外的其它控制单元中的一个替换相应功能的方式，或者以将对应功能分配到其它控制单元中的两个或更多个的方式来设置。

下面描述受排气排放影响的区域或区的概念。

在实施例中，出于除混合动力车辆的判断之外的原因，可以将区域设置或指定为特定区域或特定区。例如，可以通过法规、政府政策等将区域(例如，诸如伦敦、首尔等的排气管理区域)设置或指定为特定区或绿色区域。由于区域(例如，儿童保护(学校)区、室内停车场、住宅区、公园、得来速(drive-thru)、医院等)的特性等而需要减少排气，因此可以将区域设置或指定为特定区或绿色区域。

在实施例中，混合动力车辆可以使用各种直接/间接信息将区域或区视为或确定为特定区域或特定区。基于通过设置在车辆中的各种传感器或无线通信获得的空气环境信息或空气质量信息统计信息，通过导航系统获得的地理信息等，通过混合动力车辆使用各种直接/间接信息指定或确定为特定区域或特定区的区域可以包括行人集中区域或空气污染区域等。例如，指定的区域可以对应于判断空气质量状况变差的区域。在另一示例中，指定的区域是通过各种传感器在车辆周围实际检测到多个行人的区域，或者通过利用智能手机的位置信息基于大数据判断的行人集中区域。在又一示例中，区域被确定为特定区，特定区是基于通过远程信息处理服务等收集的车辆平均速度和交通量等估计大量产生排气的区域。

此外，受排气排放影响的区域可以被设置为随机行政区单位，也可以被设置为通过将多个坐标(即，边界点)彼此连接而形成的区，还可以设置为行人识别地点/特定设施或其一部分、或者在行人识别地点/特定设施/坐标的预定半径内的区。

当然，上述设置示例是示例性的。本发明的实施例不限于此。在其它实施例中，可以使用不同的规则、法规、标准或公式来设置或指定特定区或特定区的面积。

为了以下描述的清楚，受排气排放影响的区域将被称为“绿色区域”。

根据本发明的一个实施例，混合动力车辆可以通过行人识别和空气识别中的至少一个来判断行驶路径或车辆周围的区域是否是绿色区域。

根据实施例，行人和空气识别可以包括使用直接信息和间接信息的识别。在实施例中，使用直接信息的识别可以包括车辆直接计数认识对象(例如，行人)、通过外部信道获得关于认识对象的直接信息、或者从驾驶员直接接收命令的输入。使用间接信息的识别可以指使用用于通过规定的信息处理程序来估计/计算认识对象的信息来识别认识对象，该信息不是关于认识对象的直接信息。

根据实施例，行人和空气识别可以经历规定的校正过程，以在驱动模式设置中反映使用直接信息和/或间接信息的认识对象的识别结果。

参照图3至图6描述根据实施例的执行行人和空气识别的示意性过程以及用于该过程的装置配置。

图3是示出根据本发明的一个实施例的根据用于执行行人和空气识别的功能分类的混合动力车辆的一个示例的框图。

参照图3，根据本发明的一个实施例的混合动力车辆300可以包括行人信息生成单元、空气信息生成单元和绿色区域控制单元350，绿色区域控制单元350通过基于行人信息生成单元和空气信息生成单元生成的信息确定绿色区域来设置驱动模式。

行人信息生成单元可以包括：行人识别单元310，识别行驶路径上或车辆周围环境中的行人；以及行人校正单元320，通过根据对关于行人识别单元310识别的行人的信息的规定基准应用权重来执行校正。空气信息生成单元可以包括：空气识别单元330，识别行驶路径或车辆周围环境的空气污染水平；以及空气校正单元340，通过根据对关于空气识别单元330识别的空气污染水平的信息的规定基准应用权重来执行校正。每个识别单元详细描述如下。

首先，行人识别单元310可以包括直接信息识别单元311和间接信息识别单元313。

直接信息识别单元311可以包括光学识别单元和命令输入单元。光学识别单元可以通过以下方法来识别车辆周围的行人：以通过视觉(vision)传感器或红外传感器获得车辆周围环境图像并从获得的图像提取行人的剪影的方式来识别行人。在本发明的实施例中，从图像提取行人的剪影的方式不受限制。命令输入单元是驾驶员直接通知车辆行人存在于车辆周围的装置，并且可以包括手势识别装置和语音识别装置以及通过物理接触操纵的键钮、旋钮、开关和/或触摸屏/触摸传感器中的至少一个。当然，命令输入单元的类型是示例性的。并且，对于本领域技术人员显而易见的是，命令输入单元可适用于通知车辆行人存在于车辆周围的任何装置。

在实施例中，间接信息识别单元313可以包括区域识别单元和地物识别单元。区域识别单元可以使用关于当前车辆周围环境或当前行驶路径中的规定区域单位的人口统计信息来推断行人存在与否。并且，地物识别单元可以根据建筑物或地形地物的类型或特性来推断行人或配置存在与否。参照图4详细描述区域识别单元和地物识别单元的识别方案。图4示出根据本发明的一个实施例的执行间接信息识别的一个示例。

首先，如图4(a)所示，区域识别单元可以使用每个行政区的人口统计来识别人口密集区域，或者使用每个商业区的流动人口信息来判断相应区域的行人存在与否。此外，地物识别单元可以通过用每个区域的商业分布信息代替每个商业类型常驻/流动人口信息来判断行人的存在与否和配置。例如，能够判断在工作日的上学时间和放学时间之间的期间内行人存在于初级教育机构周围。并且，能够判断在医院办公时间期间与医院规模成比例的病人存在于医院周围。

如上所述，行人校正单元320可以通过根据对关于行人识别单元310识别的行人的信息的规定基准应用权重来执行校正。参照图5描述行人校正单元320中执行应用权重来校正的一个示例。图5是描述根据本发明的一个实施例的行人校正单元执行校正的概念的示图。

在图5中，通过地物识别单元，假设学校和医院存在于车辆周围并且基于此的行人估计结果存在3个成人、2个儿童和1个病人的情况。参照图5，当权重1、2和3分别应用于成人、儿童和病人时，行人校正单元320可以判断存在10个行人，而不是由地物识别单元估计的6个行人。判断的结果可以被传送到绿色区域控制单元350。当绿色区域控制单元350确定ev模式驱动的基准被假定为8个行人或更多时，尽管真实的行人估计值未满足该基准，但如果执行这样的校正，则因为考虑了需要更多保护的儿童和病人的权重，可能产生可以切断排气排放的效果。

空气识别单元330可以包括直接信息识别单元331和间接信息识别单元333。

直接信息识别单元331可以通过直接获得当前车辆行驶区域或包括在行驶路径或行进路径中的区域的空气污染水平信息来识别空气污染水平。参照图6对此进行描述。图6示出根据本发明的一个实施例的直接信息识别单元执行行驶路径的空气污染区间判断的一个示例。参照图6，直接信息识别单元331获得行驶路径周围的空气污染水平信息，从而将超过预设污染基准值的区间判断为空气污染区间，并且将不超过预设污染基准值的区间判断为清洁空气区间。

间接信息识别单元333推断当前位置或行驶路径是污染物排放增加的环境还是可能累积污染的环境。为此，间接信息识别单元333可以包括密闭判断单元、天气判断单元和交通判断单元中的至少一个。密闭判断单元可以判断是否是像室内停车场那样通风不良的情况。例如，如果没有接收到gps信号或者如果当最后的gps信号接收位置对应于建筑物入口且当前没有接收到gps信号，则密闭判断单元可以判断是室内停车场。天气判断单元可以判断在天气信息中风速低的区域发生污染物积累。交通判断单元可以通过交通信息的交通量和拥堵程度来估计相应区域的空气污染水平。

此外，如上所述，空气校正单元340可以通过根据对关于空气识别单元330识别的空气污染水平的信息的规定基准应用权重来执行校正。校正可以以下方式执行：以直接信息识别单元331获得的空气污染水平为基准，将用于均衡间接判断的污染因子的权重不同地应用于密闭空间与否、交通量和风速中的每一个。

例如，可以通过(空气污染水平信息+密闭空间*k_1+交通量*k_2)获得或估计校正的空气污染水平。此处，k_1表示密闭空间的空气污染水平当量因子，k_2表示交通量的空气污染当量因子。

空气校正单元340的判断结果可以被传送到绿色区域控制单元350。

同时，绿色区域控制单元350可以包括：保护区域设置单元351，使用从行人信息生成单元和空气信息生成单元传送的信息来设置以ev模式驱动的保护区域；以及ev驱动请求单元353，在进入相应区域时向混合控制单元请求ev驱动。例如，如果通过光学识别单元检测(或由光学识别单元校正)的车辆周围行人数量等于或大于预定值，则保护区域设置单元351立即将当前位置设置为保护区域。如果车辆周围行人数量小于预定值，则保护区域设置单元351可以从保护区域中释放当前位置。在实施例中，保护区域设置的基准和保护区域释放的基准可以具有相同值或不同值。再如，保护区域设置单元351可以将图6的空气污染区间设置为保护区域。

用于执行上述行人和空气识别的过程被表示为图7所示的流程图。

图7是根据本发明的一个实施例的驱动模式设置方法的一个示例的流程图。

如图7所示，根据行人识别的ev模式驱动和根据空气污染水平识别的ev模式驱动可以分别包括独立的过程。

参照图7，行人识别可以由行人识别单元310执行[s710a]。行人识别的结果可以由行人校正单元320通过权重应用来校正[s720a]。校正结果被传送到绿色区域控制单元350。将校正结果与第一基准值进行比较[s730a]。如果校正结果大于第一基准值，则可以请求ev驱动[s740a]。在请求ev驱动之后，可以持续地、周期地或基于事件(例如，校正结果的变动等)将校正结果与第二基准值进行比较[s750a]。如果校正结果小于第二基准值，则可以解除ev驱动请求[s760a]。在实施例中，第一基准值可以是作为ev驱动请求的基准的行人数量，第二基准值可以是作为ev驱动请求解除的基准的行人数量，并且这两个基准值可以彼此相同或不同。

除了第三基准值是作为ev驱动请求的基准的空气污染水平并且第四基准值是作为ev驱动请求解除的基准的空气污染水平之外，根据空气污染水平识别的过程类似于根据行人识别的过程，因此为了说明书的简要，将省略多余的描述。

以下参照图8描述用于执行上述过程的混合动力车辆的实施的示例。

图8是根据本发明的一个实施例的用于执行行人和空气识别的混合动力车辆结构的一个示例的框图。

参照图8，根据实施例的混合动力车辆可以包括高级驾驶辅助系统(adas)控制单元810、avn(音频/视频/导航)系统820、绿色区域控制单元830和混合控制单元240。当然，图8中所示的组件是示例性的，并且显而易见的是，可以包括更多或更少的组件。

各个组件描述如下。

adas控制单元810包括各种光学传感器，诸如视觉传感器811、ir传感器813等，从而可以感测存在于车辆周围环境的感测范围内的行人。

avn系统820包括gps接收器821，主要提供导航功能，并通过无线通信模块823接收各种信息。例如，通过无线通信模块823，可以获得用于间接识别行人的地形/地物信息、用于直接识别空气污染水平的空气污染水平信息、或者用于间接识别空气污染水平的天气或交通信息。只要无线通信模块823能够进行数据通信，则它不受任何类型的通信协议限制。例如，无线通信模块823可以包括wi-fi模块、3g/4g模块和远程信息处理模块中的至少一个。

在实施例中，由adas控制单元810和/或avn系统820获得的信息可以被传送到绿色区域控制单元830。绿色区域控制单元830可以执行与间接信息识别单元313、行人校正单元320、间接信息识别单元333、空气校正单元340和绿色区域控制单元350中的至少一个对应的功能。以上列出的功能中未在绿色区域控制单元830中实施的功能可以由adas控制单元810和/或avn系统820执行，或者以绿色区域控制单元830本身包括在adas控制单元810或avn系统820中的方式实施。绿色区域控制单元830可以根据(校正的)行人信息或空气污染水平信息设置保护区域(例如，绿色区域)，并且向混合控制单元240请求在保护区域中以ev模式驱动。

在本发明的上述实施例中，尽管为了清楚描述而将用于排气减少的车辆的驱动模式假设为ev模式，但是用于排气减少的驱动模式具有除了hev的ev模式以外还包括phev的cd(放电)模式以及减少发动机动力驱动模式的概念。

上述本发明可以在程序记录介质中实施为计算机可读代码。计算机可读介质包括存储计算机可读数据的所有种类的记录设备。计算机可读介质包括例如rom、ram、cd-rom、磁带、软盘、光学数据存储设备等，并且还包括载波型实施(例如，经由因特网的传输)。

结合本文所公开的实施例而描述的逻辑块、模块或单元可以由具有至少一个处理器、至少一个存储器和至少一个通信接口的计算设备来实施或执行。结合本文所公开的实施例而描述的方法、过程或算法的元件可直接实施在硬件中、由至少一个处理器执行的软件模块中或两者的组合中。用于实施结合本文所公开的实施例而描述的方法、过程或算法的计算机可执行指令可以存储在非暂时性计算机可读存储介质中。

对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明的思想或范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变形。因此，本发明旨在覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的本发明的修改和变形。