惯性行驶引导装置及控制方法与流程

本发明涉及一种惯性行驶引导装置及其控制方法，更具体地，涉及这样一种惯性行驶引导装置，其配置为当提供惯性行驶引导时，如果存在前方车辆，则考虑前方车辆的车辆信息和当前车辆的车辆信息来变更当前车辆的惯性行驶的行驶设置。

背景技术：

混合动力车辆的系统包括发动机和电机作为车辆驱动源，还包括逆变器、dc/dc转换器和高压电池以用于发动机和电机的运行，并进一步包括混合动力控制单元(hybridcontrolunit，hcu)、电机控制单元(motorcontrolunit，mcu)和电池管理系统(batterymanagementsystem，bms)。

高压电池是驱动混合动力车辆的电机和dc/dc转换器的能量源，bms是高压电池的控制器，bms监测高压电池的电压、电流和温度以控制高压电池的充电电量(soc)[％]。

已知基于前述配置的混合动力车辆的主要驱动模式包括：电动车辆模式和混合动力电动车辆模式；所述电动车辆模式只使用电机动力；所述混合动力电动车辆模式是辅助模式，该模式使用发动机的扭矩作为主要动力并使用电机的扭矩作为辅助动力。混合动力电动车辆模式包括再生制动(rb)模式，该模式在车辆制动或惯性行驶期间，通过电机发电并向电池充电来收集车辆的制动和惯性能量。

此外，随着插电式混合动力车辆的出现，使用电量消耗(charge-depleting，cd)行驶模式(该行驶模式会导致电池soc的消耗)和电量保持(charge-sustaining，cs)行驶模式(该行驶模式保持电池soc)而行驶的车辆已经被开发出来。

另一方面，在插电式混合动力车辆的情况下，已对在行驶挡位利用蠕行扭矩(creeptorque)提高车辆燃料效率的控制策略进行了研究。插电式混合动力车辆包括引导装置(该引导装置用于通过导航系统设置路线来控制惯性行驶)，并且具有在车辆行驶路线上提供惯性行驶引导的配置。

因此，惯性行驶引导装置配置为：在需要惯性行驶的行驶路线上提供惯性行驶引导，并且在驾驶员松开油门踏板时利用蠕行扭矩来控制车辆速度。

图1(相关技术)示出了传统控制方法：根据行驶路线的输入开始逻辑(s1)，提供惯性行驶引导(s2)，通过蠕行扭矩控制来控制车辆的速度(s3)，当相应的车辆到达目标点时(s4)结束逻辑(s5)。

然而，传统的方法存在这样的问题：即使在需要惯性行驶引导的行驶路线上存在前方车辆，还是会保持根据惯性行驶引导而设置的目标点和目标车辆速度，因此驾驶员需要迅速减速。

技术实现要素：

本发明致力于提供这样一种惯性行驶引导装置，当存在前方车辆时，所述惯性行驶引导装置变更用于当前车辆的惯性行驶的行驶设置。

此外，本发明的另一目标是提供这样一种技术，当存在前方车辆时，考虑到车辆行为来执行惯性行驶引导功能。

此外，本发明的另一个目标是提供这样一种惯性行驶引导装置，当存在前方车辆时，所述惯性行驶引导装置执行惯性行驶而没有制动输入。

实现本发明的前述目标的惯性行驶引导装置及其控制方法包括以下配置。

本发明提供一种惯性行驶引导装置，其包括：导航系统，其配置为根据当前车辆的目的地的输入来输出行驶路线；以及控制器，其根据输出的路线、基于当前的行驶道路状况来提供用于当前车辆的惯性行驶引导，从而在提供用于当前车辆的惯性行驶引导时，如果在当前车辆的前方存在前方车辆，所述控制器配置为比较前方车辆的车辆信息与当前车辆的车辆信息，并且变更用于当前车辆的惯性行驶的行驶设置。

此外，由控制器测量的前方车辆的车辆信息可以包括当前车辆与前方车辆之间的距离以及前方车辆的速度。

此外，行驶设置可以包括为惯性行驶引导而设置的目标点和目标车辆速度。

此外，控制器可以通过控制蠕行扭矩、根据变更的行驶设置来变更当前车辆的速度。

此外，控制器可以执行反馈控制以控制蠕行扭矩。

此外，在当前车辆与前方车辆的相对速度小于预设值时，控制器可以变更行驶设置。

进一步地，提供一种惯性行驶引导控制方法，其包括：在当前车辆的目的地被输入导航系统时，输出行驶路线；确定是否需要用于当前车辆的沿行驶路线的惯性行驶引导；在需要用于当前车辆的惯性行驶引导时，确定在当前车辆的前方是否存在前方车辆；当在当前车辆的前方存在前方车辆时，比较前方车辆的车辆信息与当前车辆的车辆信息；在当前车辆的车辆信息与前方车辆的车辆信息之间的比较结果小于控制器中预设的比较值时，变更用于当前车辆的惯性行驶的行驶设置。

此外，前方车辆的车辆信息包括当前车辆与前方车辆之间的距离以及前方车辆的速度。

此外，行驶设置可以包括为惯性行驶引导而设置的目标点和目标车辆速度。

此外，控制器可以通过控制蠕行扭矩、根据变更的行驶设置来变更当前车辆的速度。

此外，控制器可以执行反馈控制以控制蠕行扭矩。

此外，当存在前方车辆时，比较前方车辆的车辆信息与当前车辆的车辆信息，在当前车辆与前方车辆的相对速度小于预设值时，变更行驶设置。

根据具有如下配置的上述实施方案的组合和关系，本发明可以取得以下效果。

本发明提供一种能够提高惯性行驶频率的惯性行驶引导装置。

此外，本发明通过提高惯性行驶频率提高了车辆燃料效率。

此外，本发明能够通过改变逻辑而不需要增加机械构造来提供惯性行驶引导和控制，从而显著提高经济效益。

附图说明

将参考附图中说明的某些示例性实施方案对本发明的以上和其它特征进行详细的描述，以下给出的附图仅用作说明而不限制本发明，在附图中：

图1(相关技术)是示出了通过惯性行驶引导功能而实现的传统的惯性行驶控制方法的流程图；

图2是示出了根据本发明的实施方案的惯性行驶引导装置的组件之间的连接关系的框图；

图3示出了根据本发明的实施方案，当存在前方车辆时通过惯性行驶引导装置进行的控制；以及

图4是示出了根据本发明的实施方案，当存在前方车辆时惯性行驶控制方法的流程图。

应当了解，所附附图并非按比例地绘制，而仅是为了说明本发明的基本原理的各种特征的适当简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在所附多个附图中，本发明的同样的或等同的部件以相同的附图标记标引。

具体实施方式

应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(suv)、大客车、大货车、各种商用车辆的乘用车辆，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力车辆。

本文所用的术语仅为了描述特定实施方案的目的，并不旨在限制本发明。正如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚的说明。进一步可理解地，当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，特指存在所陈述的特征、数值、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、数值、步骤、操作、元件、组件和/或及其组合。正如本文所使用的，术语“和/或”包括一种或多种相关列举项的任何和所有组合。在整个说明书中，除非明确地相反描述，术语“包括”和变化形式例如“包括了”或“包括有”应被理解为暗示包含所述元件但是不排除任何其它元件。此外，在说明书中描述的术语“单元”、“器件”、“部件”和“模块”意为用于执行至少一个功能和操作的单元，并且可以由硬件组件或者软件组件以及它们的组合来实现。

此外，本发明的控制逻辑可以实施为计算机可读介质上的非瞬态计算机可读介质，其包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的示例包括但不限于rom、ram、光碟(cd)-rom、磁带、软盘、闪盘驱动器、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读介质还可以分布在网络连接的计算机系统上，使得计算机可读介质例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网(controllerareanetwork，can)以分布方式存储和执行。

下文将参考附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。本发明的示例性实施方案可以进行各种方式的修改，并且本发明的范围不应被解释为仅限于以下实施方案。提供这些示例性实施方案以使本发明充分和完整，并且将范围完全传达给本领域技术人员。

本发明涉及一种惯性行驶引导装置及其控制方法，通过所述装置和方法，基于输入导航系统100的目标信息而设置路线，当在设置的路线上存在前方车辆时，将前方车辆的车辆信息与当前车辆的车辆信进行比较，当表示比较结果的值等于或大于控制器200中的预设值时，变更惯性行驶的行驶设置。

本发明中公开的混合动力车辆系统包括发动机、电机和变速器作为车辆驱动源300，包括逆变器、dc/dc转换器和高压电池以用于发动机、电机和变速器的运行，还包括混合动力控制单元(hcu)、电机控制单元(mcu)和电池管理系统(bms)作为控制装置。

高压电池是驱动混合动力车辆的电机和dc/dc转换器的能量源；bms是高压电池的控制器，其监测高压电池的电压、电流和温度以控制高压电池的充电电量(soc)[％]。

控制器200包括设置车辆速度和路线设置信息以及提供惯性行驶引导和控制的所有控制器，以及上述hcu、mcu、bms和电子控制单元(ecu)。

此外，蠕行扭矩配置为通过本发明的惯性行驶引导来减小车辆的速度，蠕行扭矩是驱动源300的其中一个，并由电机提供，所施加的用于减速的蠕行扭矩的大小通过控制器200而确定。

进一步地，通过惯性行驶引导控制的车辆速度根据存储在控制器200中的映射图进行设置。根据设置的映射图，蠕行扭矩的大小可以是不同的。

惯性行驶引导是这样的信息：当前方车辆减速事件发生时，将该信息提供给车辆的驾驶员使驾驶员不对车辆进行加速，从而提高燃料效率。也就是说，“惯性行驶引导”是这样的一种功能：当行驶方向变更或者预计到例如进入收费站的减速情况时，从导航系统100接收道路分析信息并且在仪表板400上显示油门(油门踏板)松开正时，从而减少不必要的燃料使用并提高燃料效率。

进一步地，惯性行驶引导配置为在用户可识别的位置上显示，例如位于仪表板400上的组合仪表盘、音频视频导航(avn)、显示器器或平视式显示器器(hud)。

本发明的惯性行驶引导装置执行这样的功能：当通过导航系统100的行驶路线和道路信息预计到减速情况时，通过仪表板400显示油门踏板松开正时以引导惯性行驶并提高效率。

此外，当驾驶员根据惯性行驶引导松开油门踏板时，对车辆的速度进行控制以执行惯性行驶。控制器200配置为设置目标车辆速度和目标点以控制车辆的惯性行驶。

图2是根据本发明的实施方案的惯性行驶引导装置的框图。

如图所示，本发明的惯性行驶引导装置包括导航系统100和控制器200；车辆的目的地通过所述导航系统100进行设置；所述控制器200用于根据通过导航系统100设置的目的地来设置路线。

控制器200可以根据通过导航系统100设置的行驶路线来设置需要惯性行驶引导的位置，并且变更用于惯性行驶的目标车辆速度和目标点(目标车辆速度和目标点是根据是否存在前方车辆而设置的)。

也就是说，控制器200可以确定路线上可以执行惯性行驶的位置并且设置控制事件(在特定路段提供惯性行驶引导和惯性行驶的车辆控制，下文中称为事件)以用于达到目标车辆速度以及到达路线上需要惯性行驶的目标点。

本发明的事件包括以下操作：确定行驶路线上需要惯性行驶引导的位置，以及根据油门关闭状态设置车辆的目标车辆速度和目标点(该目标点为控制完成的点)以执行惯性行驶控制。

进一步地，在当前车辆的惯性行驶控制期间存在前方车辆时，控制器200测量前方车辆的车辆信息(该车辆信息包括前方车辆的速度、当前车辆与前方车辆之间的距离)，并且将当前车辆的速度与前方车辆的速度进行比较，当反映了车辆之间的距离以及利用前方车辆的速度和当前车辆的速度计算出的相对速度的时间小于控制器200中预设的比较值时，可以变更根据惯性行驶设置的目标点以及车辆经过该目标点时的目标车辆速度。

具体地，电机中产生的蠕行扭矩可以控制为变更施加的扭矩值以减小当前车辆的速度从而变更目标点和目标车辆速度。

也就是说，根据油门关闭状态执行的惯性行驶控制配置为通过在油门关闭状态下产生的蠕行扭矩的至少一部分来控制车辆的当前速度使其减小，并且当存在前方车辆时，考虑反映出相对速度的时间来变更惯性行驶控制的设定值。

进一步地，通过控制器200设置惯性行驶引导，以便根据车辆的行驶路线在预设的距离处提供惯性行驶引导。具体地，惯性行驶引导可以配置为在仪表板400或设置在车辆中的显示器器上显示。

也就是说，本发明的惯性行驶引导装置配置为在行驶路线上的预设的距离处显示惯性行驶引导，并且在驾驶员松开油门踏板，同时保持惯性行驶引导时，执行惯性行驶控制。

更优选的，本发明的控制器200可以根据惯性行驶引导事件来控制车辆的速度，并且根据控制的目标速度来执行车辆的速度控制。

本发明的控制器200包括用于控制混合动力车辆的所有的独立的控制器，并且包括能够根据通过导航系统100设置的行驶路线来控制车辆速度的所有组件。

此外，本发明的控制器200包括位置识别单元、显示器以及存储器500，所述位置识别单元用于获取定位车辆所必需的信息，包括gps、陀螺仪传感器、地磁传感器、加速度传感器和惯性传感器；所述显示器能够接收与摄像机和距离传感器600(雷达610)相关的信息，并且显示行驶路线信息；所述存储器500包括地图信息。

距离传感器600可以感测车辆的外部物体，例如在车辆的前方行驶的前方车辆、道路、固定物体(包括建造在道路周围的建筑物)，在反向车道上行驶的车辆等等。

尽管根据本发明实施方案的车辆的距离传感器600可以包括雷达610或光探测和测距(激光雷达)620，但是为了精确测量，距离传感器600可以实施为激光雷达620。

控制器200包括gps、陀螺仪传感器、加速度传感器和惯性传感器，并且可以进一步包括地磁传感器。

包括在本发明的控制器200中或者与其连接工作的陀螺仪传感器称为陀螺仪或角速度传感器，并且检测相应车辆的转动信息。特别地，陀螺仪传感器可以利用角动量守恒定律、sagnac效应和科氏力来检测待检测的目标物的旋转速率和旋转位移。

本发明的控制器200配置为根据通过导航系统100设置的目的地来设置行驶路线，并且与传感器连接工作，所述传感器包含在控制器200中并且配置为当车辆沿着设置的行驶路线行驶时，测量各种类型的信息，例如车辆之间的距离、相应的车辆的位置、相应的车辆的转动信息以及在交叉路口处车辆进入交叉路口的进入角度。

此外，本发明包括雷达610或激光雷达620，在当前车辆行驶时，雷达610或激光雷达620可以测量是否存在前方车辆、前方车辆的速度，以及当前车辆与前方车辆之间的距离。

图3示出了本发明的实施方案，其中，当存在前方车辆时，变更通过惯性行驶引导设置的目标点和目标车辆速度。

在本发明的实施方案中，雷达610用作测量当前车辆与前方车辆之间的距离的设备，由雷达610测量的当前车辆与前方车辆之间的距离被发送至控制器200。

更优选的，控制器200接收当前车辆与前方车辆之间的距离，可以配置为hcu。hcu配置为确定当前车辆与前方车辆之间的距离的信息是否有效，以及通过惯性行驶引导设置的目标点和目标车辆速度是否需要根据前方车辆而变更。

本发明的控制器200配置为：当前方车辆与当前车辆之间的相对距离是δs，前方车辆的速度是v1，当前车辆的速度是v时，如果小于在控制器200中预设的x(比较值)，则变更为惯性行驶控制而设置的目标点和目标车辆速度。

如上所述，本发明中定义为反映出相对速度的时间。当反映出相对速度的时间小于存储在控制器200中的x时，目标点变更为考虑当前车辆的距离裕度a的目标点。具体地，当前方车辆的位置设置为s1，当前车辆的位置设置为s时，车辆之间的距离计算为δs＝s-s1，并且当考虑距离裕度a时，目标点变更为δs-a。

此外，通过向前方车辆的速度v1施加速度裕度b，目标车辆速度变更为v1-b。

也就是说，当前方车辆与当前车辆之间的距离小于在控制器200中预设的比较值时，控制器200配置为通过向目标距离和目标车辆速度施加距离裕度和速度裕度来变更目标点和目标车辆速度，目标点和目标车辆速度是为了提供惯性行驶引导而设置的。

用于变更目标点和目标车辆速度的距离裕度和速度裕度是为了防止与前方车辆发生碰撞的裕度，并且可以根据设置而变更。

总之，在惯性行驶引导运行期间存在前方车辆时，考虑前方车辆与当前车辆之间的距离以及前方车辆的速度和当前车辆的速度来计算并且将与控制器200中设置的比较值x进行比较，当小于比较值时，变更为初始惯性行驶引导而设置的目标点和目标车辆速度。

此外，考虑到距离裕度和速度裕度，将目标点和目标车辆速度变更为新的目标点和目标车辆速度。

如图所示，如果不存在前方车辆，在驾驶员松开油门踏板时，除了先前施加的蠕行扭矩之外，额外施加特定大小的扭矩，从而减小车辆的速度。

前馈控制保持在转换点，并且惯性行驶引导通过组合仪表盘、avn、显示器和hud中的至少一个来显示，从而使驾驶员可以识别出正在执行惯性行驶。

反馈控制根据目标车辆速度与受控车辆速度之间的差以及目标点与当前点之间的距离使用pi进行控制。因此，如图3所示，当前车辆可以控制为在目标点跟随目标速度。

在转换点处前馈控制转换为反馈控制，转换点是指前馈控制转换为反馈控制的时间。尽管上述时间可以由开发人员确定，但在本发明中该时间是根据事件类型和目标点处的目标速度而确定的。

另一方面，当根据前方车辆执行控制时，由于前方车辆的速度和位置连续变更，因此为了精确控制，通过反馈控制来控制当前车辆的速度。

因此，当存在前方车辆时，变更目标车辆速度和目标点，根据变更的目标车辆速度与当前车辆速度之间的差执行反馈控制，根据变更的目标点与当前车辆的当前位置之间的差执行pi控制。

在当前车辆通过上述控制到达目标点时，控制结束。更优选的，当不存在前方车辆时，控制在对应于“通过惯性行驶引导设置的目标点-距离裕度a”的点结束，而当存在前方车辆时，在当前车辆到达δs-a时，控制结束。

图4是示出了根据本发明的实施方案的惯性行驶引导控制方法的流程图。

当通过导航系统100输入目的地时，设置行驶路线并开始逻辑(s10)。

在行驶路线上需要惯性行驶引导的位置，通过仪表板400的组合仪表盘、显示器、avn和hud中的至少一个来显示用于惯性行驶的引导语句(s11)，并且确定是否存在前方车辆(s12)。

当不存在前方车辆时，通过惯性行驶控制来设置目标点和目标车辆速度(s21)。蠕行扭矩控制为跟随设置的目标点和目标车辆速度(s22)，并且确定是否到达目标点(s19)。当到达目标点时，逻辑结束(s20)。

当存在前方车辆时，计算前方车辆与当前车辆之间的距离(s13)，并计算前方车辆的速度(s14)。

基于前方车辆与当前车辆之间的距离以及前方车辆的速度，并考虑当前车辆的速度，确定是否小于存储在控制器200中的比较值x，定义为反映出前方车辆与当前车辆之间的相对速度的时间(s15)。

如果反映出相对速度的时间大于比较值，则保持惯性行驶以跟随初始设置的目标点和目标车辆速度(s21)。

在行驶设置变更步骤，根据惯性行驶引导变更设置的目标点(s16)，变更目标车辆速度(s17)并且控制蠕行扭矩(s18)，从而控制当前车辆的速度。

随后，当到达通过车辆速度控制变更的目标点时(s19)，逻辑结束(s20)。

本发明已经参考优选的实施方案进行了详细的描述。然而，本领域技术人员将理解，本发明可以例如通过构成元件的增加、变更或省略进行各种方式的修改和替换而不脱离本发明的原则和精神，并且这些修改或替换落入本发明的范围内。

此外，在本发明实施方案的描述中，纳入本文的已知的功能和配置的详细说明在其可能模糊本发明的主题时将省略。此外，上述描述中所使用的术语的定义考虑到本发明的实施方案中的功能，并且可以基于用户或操作者、消费者等的意图用其它术语进行替换。因此，这些术语的含义应该基于本说明书的全部内容。因此，上述本发明的描述不旨在将本发明限制在公开的实施方案中，所附权利要求应该解释为包括其它实施方案。