本发明涉及汽车技术领域，尤其是涉及一种汽车能量控制方法、装置及系统。
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。
随着严苛的排放和油耗法规推动着汽车主机厂寻找新的解决方案，对于混合动力系统的汽车，可以通过加速辅助，能量回收，起动-停止和滑行等功能有效降低排放和节省燃油；同时通过提升功率及充足的能量储备，增强空调的能力，辅助停车，电子巡航，电动驾驶等功能，实现稳定的能量供给和提升驾驶舒适性。
但是，目前混合动力汽车在进行能量回收时，其不同能量回收系统的能量回收比例相对固定，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，也不利于提升驾驶的舒适性。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种汽车能量控制方法、装置及系统，以缓解由于能量回收系统的能量回收比例相对固定，导致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汽车能量控制方法，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路况信息；在预先存储的策略数据库中查找与路况信息一致的能量分配策略；根据能量分配策略对当前车辆的能量进行控制。
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，上述车辆控制器与导航系统连接；实时监测当前车辆行驶方向上的路况信息的步骤包括：通过导航系统实时监测当前车辆行驶方向上的路况信息，其中，路况信息包括：道路信息和/或车辆拥堵信息；道路信息包括坡路信息、平路信息和弯路信息；车辆拥堵信息包括：畅通路段，或者，拥堵路段。
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，上述在预先存储的策略数据库中查找与路况信息一致的能量分配策略包括：当路况信息为弯路信息和/或拥堵路段时，在预先存储的策略数据库中查找第一能量分配策略；当路况信息为坡路信息时，在预先存储的策略数据库中查找第二能量分配策略；当路况信息为平路信息，且为畅通路段时，在预先存储的策略数据库中查找第三能量分配策略；其中，路况信息为当前车辆行驶方向上的指定距离内的路况信息。
结合第一方面的第二种可能的实施方式，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，当能量分配策略为第一能量分配策略时，根据能量分配策略对当前车辆的能量进行控制的步骤包括：向电机发送第一驱动信号，驱动电机给所述蓄电池充电。
结合第一方面的第二种可能的实施方式，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，当能量分配策略为第二能量分配策略，且当前坡路为上坡路时，上述根据能量分配策略对当前车辆的能量进行控制的步骤包括：判断当前坡路的上坡路的坡度是否大于上坡坡度阈值；如果是，向电机发送第一驱动信号，驱动电机给所述蓄电池充电。
结合第一方面的第二种可能的实施方式，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，当能量分配策略为第二能量分配策略，且当前坡路为下坡路时，上述根据能量分配策略对当前车辆的能量进行控制包括：判断当前坡路的下坡路的坡度是否大于下坡坡度阈值；如果是，向电机发送第二驱动信号，驱动电机按照预设的扭矩档位增加扭矩，同时向发动机发送第三驱动信号，驱动发动机按照预设的扭矩档位减小扭矩。
结合第一方面的第三或第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述方法还包括：实时监测充电过程中的充电参数，其中，充电参数包括蓄电池的电量、蓄电池温度，以及电机温度；当充电参数中任一参数超过预先设置的参数阈值时，停止对蓄电池进行充电。
结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，当能量分配策略为第三能量分配策略时，上述根据能量分配策略对当前车辆的能量进行控制的步骤包括：监测蓄电池的电量信息；当电量信号显示的电量低于预先设置的最低电量阈值时，激活能量回收系统，对蓄电池进行充电；当电量信号显示的电量高于预先设置的最高电量阈值时，停止对蓄电池进行充电。
第二方面，本发明实施例还提供了一种汽车能量控制装置，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路况信息；查找模块，用于在预先存储的策略数据库中查找与路况信息一致的能量分配策略；控制模块，用于根据能量分配策略对当前车辆的能量进行控制。
第三方面，本发明实施例还提供了一种汽车能量控制系统，包括车辆控制器，以及与车辆控制器连接的导航系统和动力系统；车辆控制器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第一方面所述方法的程序，处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
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汽车能量控制方法、装置及系统，通过实时监测当前车辆行驶方向上的路况信息；并在预先存储的策略数据库中查找与路况信息一致的能量分配策略；能够根据能量分配策略对当前车辆的能量进行控制，上述通过引入车辆行驶过程中的路况信息的方式，使得混合动力汽车在原有制动能量回收、滑行能量回收、低速扭矩助力策略前提下，能够判断车辆接下来指定距离内的行驶情况，对汽车的能量进行主动控制，不仅提高混合动力汽车的控制灵活性，也有助于使车辆的节油减排达到最优效果，提高能量回收的效率，进而提升驾驶的舒适性。
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混合动力系统的场景示意图；
图2为本发明实施例提供的一种汽车能量控制方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的另一种汽车能量控制方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的一种汽车能量控制装置的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种汽车能量控制系统的结构框图；
图6为本发明实施例提供的一种车辆控制器的结构框图。
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。
目前，相对于传统的动力车辆，混合动力系统的汽车，特别是48v轻混动力汽车，具有制动能量回收、滑行能量回收、低速扭矩助力功能，但是能量回收比例、助力使用的能量比例，相对固定，是根据车辆自身的工况进行调节，并未考虑实时的路况信息，使车辆的节油减排效果很难达到最优化。
基于此，本发明实施例提供了一种汽车能量控制方法、装置及系统，可以对混合动力汽车的汽车能量进行控制，以提高车辆的节油减排的效果。
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汽车能量控制方法进行详细介绍。
图1示出了一种混合动力系统的场景示意图，以48v轻度混合动力系统(简称48v轻混系统)的汽车为例进行说明，48v轻混系统的基本思想，是通过把车用设备的标准电压提高到48v，带动更大功率的车载系统，实现和车上其它系统更好的整合。如图1所示，本发明实施例提供的48v轻度混合动力系统，其核心部件包括48v电池、48v电机(起动电机/发电机)、一套48v/12v(dc-dc)的电压逆变器，以及相应的控制模块。其中48v电池大多为锂离子电池，不但支持快速充电能力，而且能量密度大、可以有效地控制体积，减少占据车内宝贵的布置空间。另外，系统中保留了48v/12v的电压逆变器，让车内一些低功率需求的电子设备继续使用12v的直流电，降低成本。而空调压缩机、起动电机等大功率的设备则使用48v电压，通过48v的dc/ac逆变器，把48v的直流电变成交流电来适配电机。
48v轻混系统的最大好处，就是在于对发动机启停、起步、刹车等工况下的优化，实现节油减排，同时，48v轻混系统车辆具有制动能量回收、滑行能量回收、低速扭矩助力功能，车辆控制器，或者ecu(electroniccontrolunit，电子控制单元)能够根据车辆自身的工况进行能量的回收和调节。
而本发明实施例提供的汽车能量控制方法，在上述图1的基础上，使车辆控制器(或者ecu)引入导航系统的地图信息，进而获知车辆接下来若干距离的路况信息，实现主动调节制动能量回收、滑行能量回收、低速扭矩助力策略。如图2所示的一种汽车能量控制方法的流程图，该方法可以应用于混合动力系统的车辆控制器，包括以下步骤：
步骤s202，实时监测当前车辆行驶方向上的路况信息；
步骤s204，在预先存储的策略数据库中查找与路况信息一致的能量分配策略；
步骤s206，根据能量分配策略对当前车辆的能量进行控制。
具体实现时，上述车辆控制器与导航系统连接，引入当前车辆行驶的地图信息，因此，上述步骤s202的实时监测过程可以包括：通过导航系统实时监测当前车辆行驶方向上的路况信息，其中，路况信息包括：道路信息和/或车辆拥堵信息；道路信息包括坡路信息、平路信息和弯路信息；车辆拥堵信息包括：畅通路段，或者，拥堵路段。
考虑到不同路况信息下，驾驶员会采取不同的行驶操作，使得制动能量回收、滑行能量回收以及低速扭矩助力都出现不同程度的改变，需要不同的能量分配策略，因此，在图2所示的汽车能量控制方法的基础上，本发明实施例还提供了另一种汽车能量控制方法，如图3所示的另一种汽车能量控制方法的流程图，包括以下步骤：
步骤s302，通过导航系统实时监测当前车辆行驶方向上的路况信息；
其中，路况信息包括：道路信息和/或车辆拥堵信息；道路信息包括坡路信息、平路信息和弯路信息；车辆拥堵信息包括：畅通路段，或者，拥堵路段。
进一步，坡路信息还包括上坡路和下坡路，弯路信息还包括左转弯、右转弯，以及，十字路口、丁字路口或者三岔口等等。
步骤s304，判断当前路况信息是否为弯路信息和/或拥堵路段；如果是，执行步骤s306；如果否，执行步骤s308；
步骤s306，在预先存储的策略数据库中查找第一能量分配策略；
即，当上述路况信息为弯路信息和/或拥堵路段时，在预先存储的策略数据库中查找第一能量分配策略。
步骤s308，判断当前路况信息是否为坡路信息；如果是，执行步骤s310；如果否，执行步骤s312；
步骤s310，在预先存储的策略数据库中查找第二能量分配策略；
即，当上述路况信息为坡路信息时，在预先存储的策略数据库中查找第二能量分配策略。
步骤s312，判断当前路况信息是否为平路信息，且为畅通路段；如果是，执行步骤s314；如果否，返回步骤s302。
步骤s314，在预先存储的策略数据库中查找第三能量分配策略；
即，当上述路况信息为平路信息，且为畅通路段时，在预先存储的策略数据库中查找第三能量分配策略；其中，路况信息为当前车辆行驶方向上的指定距离内的路况信息，如2km或者3km等，以提前获知当前车辆行驶方向上的路况信息。
步骤s316，根据能量分配策略对当前车辆的能量进行控制。
具体地，当上述能量分配策略为第一能量分配策略时，上述步骤s316的控制过程为：向电机发送第一驱动信号，驱动电机给蓄电池充电。以图1所示场景为例，当导航系统识别到前方若干公里处有十字路口或堵车时，车辆需要进行减速，或者停车等待，此时，车辆控制器(或者ecu)可以控制48v电机向48v电池的充电能量增加，为接下来的起停工况和低速助力工况做好充足的能量储备。
进一步，当上述能量分配策略为第二能量分配策略，且当前坡路为上坡路时，上述步骤s316的控制过程为：判断当前坡路的上坡路的坡度是否大于上坡坡度阈值；如果是，向电机发送第一驱动信号，驱动电机给蓄电池充电。以图1所示场景为例，当导航系统识别到前方若干公里后是上坡路况时，此时，车辆控制器(或者ecu)可以控制48v电机向48v电池进行充电，使48v电池的能量增加，为接下来的上坡路况做好充足的能量储备，使得在上坡时，加大电机的助力扭矩，提高燃油经济性和驾驶性。
为了避免上述蓄电池出现过充现象，导致蓄电池性能下降，或者寿命降低的现象，上述方法还包括：实时监测充电过程中的充电参数，其中，充电参数包括蓄电池的电量、蓄电池温度，以及电机温度；当充电参数中任一参数超过预先设置的参数阈值时，停止对蓄电池进行充电，或者，转入浮充的状态，避免蓄电池出现过充的现象。
进一步，当上述能量分配策略为第二能量分配策略，且当前坡路为下坡路时，上述步骤s316的控制过程为：判断当前坡路的下坡路的坡度是否大于下坡坡度阈值；如果是，向电机发送第二驱动信号，驱动电机按照预设的扭矩档位增加扭矩，同时向发动机发送第三驱动信号，驱动发动机按照预设的扭矩档位减小扭矩。通常，对于混合动力系统，相同油门下的总扭矩为电机助力扭矩和发动机扭矩之和，此时，加大电机的助力扭矩，可以使电机助力扭矩在总扭矩中的贡献增大，同时消耗了蓄电池的电量，使得在车辆下坡时，能够增加制动能量回收，或者滑行能量回收的力矩，对蓄电池进行充电，从而达到能量回收的效率。
以图1所示场景为例，当导航系统识别到前方若干公里后是下坡路况时，此时，车辆控制器(或者ecu)可以控制48v电机提前释放能量，加大助力扭矩，同时减小发动机扭矩，消耗一部分蓄电池的能量，为接下来的下坡路况做好准备，届时可以加大电机的滑行能量回收力矩，从而在下坡路况更高效的进行能量回收，为蓄电池充电，以提高燃油的经济性和驾驶性。
进一步，当上述能量分配策略为第三能量分配策略时，上述步骤s316的控制过程为：监测蓄电池的电量信息；当电量信号显示的电量低于预先设置的最低电量阈值时，激活能量回收系统，对蓄电池进行充电；当电量信号显示的电量高于预先设置的最高电量阈值时，停止对蓄电池进行充电。如，车辆在行驶过程中，当导航系统识别到前方若干公里内无十字路口，或者，堵车情况时，此时，车辆控制可以实时监测蓄电池的电量信息，如果显示的电量在最低电量阈值和最高电量阈值之间时，车辆控制器维持现有的充电策略，保持48v电池电量平衡。如果电量过低，则车辆控制器可以及时激活能量回收系统，进行能量回收，给蓄电池充电，避免蓄电池出现能量过低的现象，也有助提高混合动力汽车的续航能力。
上述步骤s316的控制过程为车辆控制器基于导航信息对混合动力车辆的行驶状态进行主动干预的控制过程，能够给提前预测驾驶员的行驶操作意图，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。在实际使用时，驾驶员还可以进行自主的控制，例如，当上述导航系统监测到当前车辆行驶方向上的路况信息后，可以通过语音播报的方式，将路况信息播送给驾驶员，驾驶员接收到路况信息后，还可以通过踩踏刹车踏板或者油门踏板对当前车辆进行控制。
因此，上述方法还包括：车辆控制器实时监测当前车辆的刹车踏板开度信号，和油门踏板开度信号，根据刹车踏板开度信号和油门踏板开度信号，执行驾驶员相应的驾驶操作。
本发明实施例提供的一种汽车能量控制方法，通过实时监测当前车辆行驶方向上的路况信息；并在预先存储的策略数据库中查找与路况信息一致的能量分配策略；能够根据能量分配策略对当前车辆的能量进行控制，上述通过引入车辆行驶过程中的路况信息的方式，使得混合动力汽车在原有制动能量回收、滑行能量回收、低速扭矩助力策略前提下，能够判断车辆接下来指定距离内的行驶情况，对汽车的能量进行主动控制，不仅提高混合动力汽车的控制灵活性，也有助于使车辆的节油减排达到最优效果，提高能量回收的效率，进而提升驾驶的舒适性。
在上述实施例的基础上，本发明实施例还提供了一种汽车能量控制装置，该装置设置于混合动力系统的车辆控制器，如图4所示的一种汽车能量控制装置的结构示意图，该装置包括：
监测模块40，用于实时监测当前车辆行驶方向上的路况信息；
查找模块42，用于在预先存储的策略数据库中查找与路况信息一致的能量分配策略；
控制模块44，用于根据能量分配策略对当前车辆的能量进行控制。
具体实现时，上述车辆控制器与导航系统连接；基于此，上述监测模块40用于：通过导航系统实时监测当前车辆行驶方向上的路况信息，其中，路况信息包括：道路信息和/或车辆拥堵信息；道路信息包括坡路信息、平路信息和弯路信息；车辆拥堵信息包括：畅通路段，或者，拥堵路段。
进一步，上述查找模块42用于：当路况信息为弯路信息和/或拥堵路段时，在预先存储的策略数据库中查找第一能量分配策略；当路况信息为坡路信息时，在预先存储的策略数据库中查找第二能量分配策略；当路况信息为平路信息，且为畅通路段时，在预先存储的策略数据库中查找第三能量分配策略；其中，上述路况信息为当前车辆行驶方向上的指定距离内的路况信息。
本发明实施例提供的汽车能量控制装置，与上述实施例提供的汽车能量控制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汽车能量控制系统，如图5所示的一种汽车能量控制系统的结构框图，包括车辆控制器500，以及与车辆控制器连接的导航系统501和动力系统502；
其中，图1所示的场景示意图中的48v电机、48v电池、dc-dc模块、12v电池，以及发动机、离合器、变速箱、主减速器等结构，可以构成上述动力系统。
具体地，车辆控制器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所述的汽车能量控制方法的程序，处理器被配置为用于执行存储器中存储的程序。
参见图6，本发明实施例还提供一种车辆控制器的结构框图，包括：处理器600，存储器601，总线602和通信接口603，所述处理器600、通信接口603和存储器601通过总线602连接；处理器600用于执行存储器601中存储的可执行模块，例如计算机程序。
其中，存储器601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603(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602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6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601用于存储程序，所述处理器600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汽车能量控制装置所执行的方法可以应用于处理器600中，或者由处理器600实现。
处理器600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600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600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。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601，处理器600读取存储器601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汽车能量控制方法、装置及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。
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。