CN107215338A - 一种汽车的启停控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车的启停控制系统及控制方法，所述控制系统包括EMS模块和摄像头；摄像头通过CAN总线与EMS模块连接；EMS模块与汽车的发动机连接；摄像头用于获取交通路况信息，并通过CAN总线传输于EMS模块；EMS模块用于接收交通路况信息，并根据交通路况信息控制发动机运行；通过采用上述方案，在现有的停车策略中，增加摄像头，更早的识别前方交通路况进入停机状态，提升节油降耗的效率；更改控制策略、优化自动停机和启动管理，避免新增加控制模块带来的成本，及时满足驾驶者行驶需求；在驾驶者操作动作触发前，系统自动判断路况并自动执行停机、启动，体现整车的智能性和高科技感。
Description
技术领域
本发明属于汽车控制技术领域，具体涉及一种汽车的启停控制系统及控制方法。
背景技术
随着国家法规对油耗的要求日趋严苛，发动机启停技术已经成为普遍推广的节油降耗的新措施；在城市交通运行中，尤其是人口众多、车辆拥堵的大都市，发动机启停技术带来的节油经济效果更为显著。例如在交通繁忙的十字路口，等待红灯或堵车的漫长过程中，整车会根据驾驶者的操作判断当前状态是否可以进入自动停机状态，以达到节省油耗和降低排放的目的；这种进入自动停机状态的前提，是需要驾驶者踩踏制动踏板（自动档车型）进行行车制动并最终使整车处于停止状态，系统才会进行关联系统的逻辑判断并最终进入停机工况；现有的汽车尚未形成有效的发动机启停技术，因此存在较大的能源浪费。
发明内容
本发明设计了一种汽车的启停控制系统及控制方法，其解决了现有汽车运行中能源浪费的问题。
为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：
一种汽车的启停控制系统，包括EMS模块和摄像头；摄像头通过CAN总线与EMS模块连接；EMS模块与汽车的发动机连接；摄像头用于获取交通路况信息，并通过CAN总线传输于EMS模块；EMS模块用于接收交通路况信息，并根据交通路况信息控制发动机运行。
进一步地，还包括转向开关；转向开关通过CAN总线与EMS模块连接；转向开关用于向EMS模块提供汽车的转向信息。
进一步地，还包括GPS模块；GPS模块用于获取交通路况信息，并通过CAN总线传输于EMS模块。
进一步地，还包括雷达模块；雷达模块用于采集车辆运行信息，并通过CAN总线传输于EMS模块。
进一步地，还包括真空度传感器和蓄电池传感器；蓄电池传感器用于检测汽车的蓄电池能源，并通过LIN总线传输于EMS模块；真空度传感器用于检测汽车的制动真空度并传输于EMS模块。
进一步地，还包括车速传感器；车速传感器用于检测汽车的车速，并通过CAN总线传输于EMS模块。
相应地，本发明还提供一种汽车的启停控制方法，包括以下步骤：
S1：摄像头实时采集汽车前方的交通路况信息，并通过CAN总线传输于EMS模块；
S2：EMS模块接收交通路况信息，并根据交通路况信息控制汽车发动机启停。
该汽车的启停控制系统及控制方法具有以下有益效果：
本方案使得汽车能够更早的识别前方交通路况进入停机状态，提升节油降耗的效率；并且汽车通过更改控制策略、优化自动停机和启动管理，避免新增加控制模块带来的成本，及时满足驾驶者行驶需求；同时，在驾驶者操作动作触发前，系统自动判断路况并自动执行停机、启动，体现整车的智能性和高科技感。
附图说明
图1：本发明一种汽车的启停控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明做进一步说明：
图1示出了一种汽车的启停控制系统，包括EMS模块（即发动机控制模块）和摄像头；摄像头安装在汽车前风挡处，通过CAN总线与EMS模块连接；EMS模块与汽车的发动机连接；摄像头用于获取交通路况信息，并通过CAN总线传输于EMS模块，本实施例中交通路况信主要为红绿灯信号；EMS模块用于接收交通路况信息，并根据交通路况信息控制发动机运行；通过摄像头采集的红绿灯信号；在识别出前方道路交通信号灯处于红绿状态， EMS模块根据红灯状态信息控制发动机进入自动停机状态，整车带档低速滑行直至驾驶员通过脚刹行车制动至停止；在识别出前方道路交通信号灯处于绿状态，EMS模块根据绿灯状态信息控制发动机自动启动发动机及时提供动力，满足驾驶者需求，更多的降低油耗和减少排放。
优选地，结合上述方案，如图1所示，本实施例中，汽车的启停控制系统还包括转向开关、GPS模块、真空度传感器和蓄电池传感器；转向开关用于向EMS模块提供汽车的转向信息并通过CAN总线与EMS模块连接；GPS模块用于获取交通路况信息，并通过CAN总线传输于EMS模块；蓄电池传感器用于检测汽车的蓄电池能源，并通过LIN总线传输于EMS模块；真空度传感器用于检测汽车的制动真空度并传输于EMS模块；在行驶过程中，通过摄像头采集前方红绿灯信号视图数据并结合转向开关转向信息识别驾驶意图（前进、左转或右转）或者通过GPS模块提供的实时交通路况信息，判断出前方道路交通信号灯处于红灯状态，且整车车速低于一定值（即整车处于低速运动状态，尚未停止），EMS模块会采集分析制动真空度传感器和蓄电池传感器等信息，当制动真空度满足制动安全需求，且蓄电池能源满足下次启动需求时，EMS模块控制发动机在驾驶员采取行车制动动作前进入自动停机状态，更多的降低油耗和减少排放；在整车处于发动机自动停机且行车制动的过程中，通过摄像头采集数据分析或者GPS模块反馈信号灯状态发生变化，由红灯转变为绿灯，EMS模块自动启动发动机及时提供动力，满足驾驶者需求；并且在交通路口处于等待红灯的过程中，通过摄像头采集数据分析或GPS模块反馈信号，识别出前方道路交通信号灯转变为绿灯状态，EMS模块可以在驾驶员松开制动踏板前更早的进入自动启动工况，及时满足驾驶者对动力的需求。
优选地，结合上述方案，如图1所示，本实施例中，汽车的启停控制系统还包括雷达模块；雷达模块用于采集车辆运行信息，并通过CAN总线传输于EMS模块；在非交通路口的行驶过程中，如果前方发生拥堵，通过摄像头和雷达模块采集的数据进行耦合处理，整车可以在较远的路程及时发现车流发生停滞堵车，且当车速、制动真空度和蓄电池剩余电量均满足自动停机条件时，EMS模块可以在驾驶员进行人为操作（例如踩踏制动踏板）之前自发进入停机状态，更多的降低油耗和减少排放；并且在整车处于发动机自动停机且行车制动的过程中，如果摄像头和雷达数据通过耦合分析判断前方车辆开始向前移动，堵车情况开始缓解，EMS模块自动启动发动机及时提供动力，满足驾驶者需求；进一步地，在整车处于堵车等待的过程中，通过摄像头和雷达模块采集的数据进行耦合分析，识别出前方车辆开始向前移动，堵车情况开始缓解，EMS模块可以在驾驶员松开制动踏板前更早的进入自动启动工况，满足驾驶者的动力需求。
优选地，结合上述方案，如图1所示，本实施例中，汽车的启停控制系统还包括车速传感器；车速传感器用于检测汽车的车速，并通过CAN总线传输于EMS模块，实时检测整车运动状态下的时速，包括低速运行尚未停止时的时速，以及高速运行时的时速。
优选地，结合上述方案，本实施例中基于摄像头、雷达模块和GPS模块的辅助下，当发动机进入自动停机工况后，整车始终监测制动真空度传感器和蓄电池传感器状态，当状态发生改变不满足系统安全定义时，EMS模块会自动启动发动机，对真空度和电源进行补充。
相应地，结合上述方案，本发明中还提供一种汽车的启停控制方法，包括以下步骤：
S1：摄像头实时采集汽车前方的交通路况信息，并通过CAN总线传输于EMS模块；交通路况信息为红绿灯信号和车辆运行信息；
S2：EMS模块接收交通路况信息，并根据交通路况信息控制汽车发动机启停；具体地，通过摄像头采集的红绿灯信号；在识别出前方道路交通信号灯处于红状态，EMS模块控制发动机在驾驶员采取行车制动动作前进入自动停机状态；在识别出前方道路交通信号灯处于绿状态， EMS模块根据绿灯状态信息控制发动机自动启动发动机及时提供动力，满足驾驶者需求；或者通过雷达模块用于采集车辆运行信息，控制汽车及时启动或停机。
优选地，结合上述方案，本实施例中交通路况信息为红绿灯信号，高清摄像头实时采集车辆前方的图像，将采集到的YUV格式的图像进行颜色提取，对红色、绿色区域进行特征值提取，判定红绿灯的状态；摄像头判定红绿灯不是仅仅按照红色、绿色光的圆形物体识别，因为运动状态下摄像头拍摄到的红绿灯不一定是圆形，所以摄像头会结合各种红绿灯的样式，如并列三个一排、三个一列等形式进行学习匹配，特定场景进行特定匹配，匹配到库里的轮廓数据后才判定为红绿灯；为避免某些车辆的尾灯、刹车灯是圆形的导致误报，一方面需要结合形状信息对灯的形状进行判断，另一方面结合高度信息对该数据进行处理，降低误报几率；摄像头将各类特征值进行处理，最终可以分析判断出红绿灯的实时状态；其中，S1步骤还包括以下步骤：
S11：转向开关实时将汽车的转向信息并通过CAN总线传输于EMS模块；转向信息包括左转或右转；
S12：GPS模块用于获取交通路况信息，并通过CAN总线传输于EMS模块；交通路况信息为红绿灯信号；GPS模块可通过网络获取交通路况信号并传输于EMS模块；
S13：真空度传感器实时检测汽车的制动真空度，并通过CAN总线传输于EMS模块；
S14：蓄电池传感器实时检测汽车的蓄电池能源，并通过LIN总线传输于EMS模块；
S15：EMS模块根据红绿灯信息以及转向信息；判断出前方道路交通信号灯处于红灯状态，且整车车速低于一定值（整车处于低速运动状态，尚未停止），EMS模块会采集分析制动真空度传感器和蓄电池传感器等信息，当制动真空度满足制动安全需求，且蓄电池能源满足下次启动需求时，EMS模块控制发动机在驾驶员采取行车制动动作前进入自动停机状态，更多的降低油耗和减少排放；在整车处于发动机自动停机且行车制动的过程中，通过摄像头采集数据分析或者GPS模块反馈信号灯状态发生变化，由红灯转变为绿灯，EMS模块自动启动发动机及时提供动力，满足驾驶者需求；并且在交通路口处于等待红灯的过程中，通过摄像头采集数据分析或GPS模块反馈信号，识别出前方道路交通信号灯转变为绿灯状态，EMS模块可以在驾驶员松开制动踏板前更早的进入自动启动工况，及时满足驾驶者对动力的需求。
优选地，结合上述方案，本实施例中；S1步骤还包括以下步骤：
S111：雷达模块实时采集汽车前方的交通路况信息，并通过CAN总线传输于EMS模块；交通路况信息为车辆运行信息；
S112：雷达模块的交通路况信息与摄像头采集的交通路况信息进行耦合，判断汽车前方车辆的行车状况；
S113：EMS模块根据车辆行车状况，在非交通路口的行驶过程中，如果前方发生拥堵，通过摄像头和雷达模块采集的数据进行耦合处理，整车可以在较远的路程及时发现车流发生停滞堵车，且当车速、制动真空度和蓄电池剩余电量均满足自动停机条件时，EMS模块可以在驾驶员进行人为操作（例如踩踏制动踏板）之前自发进入停机状态，更多的降低油耗和减少排放；在整车处于发动机自动停机且行车制动的过程中，如果摄像头和雷达模块数据通过耦合分析判断前方车辆开始向前移动，堵车情况开始缓解，EMS模块自动启动发动机及时提供动力，满足驾驶者需求。
通过采用上述方案，在现有的停车策略中，增加摄像头、雷达模块和GPS模块数据信息的策略，更早的识别前方交通路况进入停机状态，提升节油降耗的效率；更改控制策略、优化自动停机和启动管理，避免新增加控制模块带来的成本，及时满足驾驶者行驶需求；在驾驶者操作动作触发前，系统自动判断路况并自动执行停机、启动，体现整车的智能性和高科技感。
上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种汽车的启停控制系统，其特征在于，包括EMS模块和摄像头；所述摄像头通过CAN总线与所述EMS模块连接；所述EMS模块与所述汽车的发动机连接；所述摄像头用于获取交通路况信息，并通过所述CAN总线传输于所述EMS模块；所述EMS模块用于接收所述交通路况信息，并根据所述交通路况信息控制所述发动机运行。
2.根据权利要求1所述的汽车的启停控制系统，其特征在于，还包括转向开关；所述转向开关通过CAN总线与所述EMS模块连接；所述转向开关用于向所述EMS模块提供所述汽车的转向信息。
3.根据权利要求1所述的汽车的启停控制系统，其特征在于，还包括GPS模块；所述GPS模块用于获取交通路况信息，并通过CAN总线传输于所述EMS模块。
4.根据权利要求1所述的汽车的启停控制系统，其特征在于，还包括雷达模块；所述雷达模块用于采集车辆运行信息，并通过CAN总线传输于所述EMS模块。
5.根据权利要求1所述的汽车的启停控制系统，其特征在于，还包括真空度传感器和蓄电池传感器；所述蓄电池传感器用于检测所述汽车的蓄电池能源，并通过LIN总线传输于所述EMS模块；所述真空度传感器用于检测所述汽车的制动真空度并传输于所述EMS模块。
6.根据权利要求1至5任一项所述的汽车的启停控制系统，其特征在于，还包括车速传感器；所述车速传感器用于检测所述汽车的车速，并通过CAN总线传输于所述EMS模块。
7.一种汽车的启停控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：摄像头实时采集汽车前方的交通路况信息，并通过CAN总线传输于EMS模块；
S2：EMS模块接收所述交通路况信息，并根据所述交通路况信息控制所述汽车发动机启停。
8.根据权利要求7所述的汽车的启停控制方法，其特征在于，所述交通路况信息包括红绿灯信息；所述S1步骤还包括以下步骤：
S11：转向开关实时将所述汽车的转向信息并通过CAN总线传输于所述EMS模块；
S12：GPS模块用于获取交通路况信息，并通过CAN总线传输于所述EMS模块；
S13：真空度传感器实时检测所述汽车的制动真空度，并通过CAN总线传输于所述EMS模块；
S14：蓄电池传感器实时检测所述汽车的蓄电池能源，并通过LIN总线传输于所述EMS模块；
S15：所述EMS模块根据所述交通路况信息以及所述转向信息；当所述制动真空度满足制动安全标准，且所述蓄电池能源满足下次启动需求时，所述EMS模块控制所述发动机在驾驶员采取制动动作前进入自动停机状态或在驾驶员采取启动动作前进入启动状态。
9.根据权利要求7所述的汽车的启停控制方法，其特征在于，所述交通路况信息包括车辆运行信息；所述S1步骤还包括以下步骤：
S111：雷达模块实时采集汽车前方的交通路况信息，并通过CAN总线传输于所述EMS模块；
S112：所述雷达模块的交通路况信息与所述摄像头采集的交通路况信息进行耦合判断所述汽车前方车辆的行车状况；
S113：所述EMS模块根据所述行车状况，在驾驶员采取制动动作前进入自动停机状态或在驾驶员采取启动动作前进入启动状态。
10.根据权利要求7所述的汽车的启停控制方法，其特征在于，所述摄像头实时采集汽车前方的交通路况信息为YUV格式的图像；所述交通路况信息包括红绿灯信息；所述摄像头通过红绿色光的圆形物体以及特定图形进行识别匹配红绿色灯。
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