CN108068814A - 使用车辆行驶信息控制车辆行驶的方法及使用方法的车辆 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及使用车辆行驶信息控制车辆行驶的方法及使用方法的车辆。本发明提供了一种用于使用车辆的行驶信息来控制车辆行驶的方法，包括：通过收集器收集车辆的行驶数据；通过提取器从收集的行驶数据中提取车辆的普通行驶特点和区别行驶特点；基于提取的行驶特点，通过分类器对车辆的行驶趋势进行分类；以及基于分类行驶趋势，通过控制器控制车辆的行驶。普通行驶特点包括车辆的平均速度，区别行驶特点包括车辆速度的标准差，车辆的行驶趋势包括车辆的行驶环境和车辆驾驶员的驾驶倾向。

Description

使用车辆行驶信息控制车辆行驶的方法及使用方法的车辆
相关申请的交叉参考
本申请要求于2016年11月8日提交的第10-2016-0148372号韩国专利申请的优先权和权益，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的控制方法，更具体地，涉及使用车辆的行驶信息来控制车辆行驶的方法及使用该方法的车辆。
背景技术
本节中的陈述仅提供与本发明相关的背景信息，并且可不构成现有技术。
环保型车辆包括燃料电池车辆、电动车辆、插电式电动车辆和混合动力车辆，并且通常包括用于产生驱动力的电动机。
作为环保型车辆的示例的混合动力车辆一起使用内燃机和电池的动力。换句话说，混合动力车辆有效地组合并使用内燃机的动力和电动机的动力。
混合动力车辆可以由以下部件构成：发动机、电动机、用于调整发动机与电动机之间的动力的发动机离合器、变速器、差速器装置、电池、用于启动发动机或通过发动机的输出来发电的启动器-发电机和车轮。
此外，混合动力车辆可以由以下单元构成：用于控制混合动力车辆的整体操作的混合动力控制单元(HCU)、用于控制发动机的操作的发动机控制单元(ECU)、用于控制电动机的操作的电动机控制单元(MCU)、用于控制变速器的操作的变速器控制单元(TCU)以及用于控制和管理电池的电池控制单元(BCU)。
电池控制单元可以称为电池管理系统(BMS)。启动器-发电机可称为集成启动器和发电机(ISG)或混合启动器和发电机(HSG)。
可以在例如电动车辆(EV)模式、混合电动车辆(HEV)模式和再生制动(RB)模式的行驶模式下驱动混合动力车辆，EV模式是仅使用电动机的动力的电动车辆模式，HEV模式使用发动机的旋转力作为主要动力并且使用电动机的旋转力作为辅助动力，以及RB模式用于在借助车辆的制动或惯性行驶期间通过发动机发电以对电池进行充电来收集制动和惯性能量。
作为相关技术的第US 2009/0150314 A1号美国专利申请公开可根据车辆的行驶信息对行驶环境进行分类，以改变车辆的行驶控制。相关技术可收集具有驾驶员特点的车辆数据，以预测当前行驶环境并且基于预测的行驶环境来调整车辆性能。
发明内容
本发明提供了一种用于使用车辆的行驶信息来控制车辆行驶的方法及使用该方法的车辆，其能够提高车辆的行驶效率(或行驶控制效率)。
本发明的一种实施方式可提供用于使用车辆的行驶信息来控制车辆行驶的方法，包括：利用收集器收集车辆的行驶数据；利用提取器从行驶数据中提取车辆的普通行驶特点和区别行驶特点；基于行驶特点，利用分类器对车辆的行驶趋势进行分类；以及基于行驶趋势，利用控制器控制车辆的行驶。普通行驶特点可包括车辆的平均速度，区别行驶特点可包括车辆速度的标准差，车辆的行驶趋势可包括车辆的行驶环境和车辆驾驶员的驾驶倾向。
控制器可包括收集器、提取器和分类器。
提取器可根据普通行驶特点来检测车辆的行驶环境。
提取器可根据区别行驶特点来检测驾驶员的驾驶倾向。
控制车辆行驶可包括：当车辆包括混合动力车辆时，基于行驶趋势，利用控制器控制混合动力车辆中包括的发动机的开启状态或关闭状态。
控制车辆行驶可包括：当车辆包括环保型车辆时，基于行驶趋势，利用控制器控制车辆的蠕变扭矩的量。
分类行驶趋势可包括：基于指示行驶环境中上坡道路或下坡道路的存在比率的比率信息，利用分类器调整车辆的分类行驶趋势。
本发明的另一实施方式可提供车辆，包括：收集器，配置为收集车辆的行驶数据；提取器，配置为从行驶数据中提取车辆的普通行驶特点和区别行驶特点；分类器，配置为基于行驶特点来对车辆的行驶趋势进行分类；以及控制器，配置为基于行驶趋势来控制车辆行驶。普通行驶特点可包括车辆的平均速度，区别行驶特点可包括车辆速度的标准差，车辆的行驶趋势可包括车辆的行驶环境和车辆驾驶员的驾驶倾向。
控制器可包括收集器、提取器和分类器。
提取器可根据普通行驶特点来检测车辆的行驶环境。
提取器可根据区别行驶特点来检测驾驶员的驾驶倾向。
当车辆包括混合动力车辆时，控制器可基于行驶趋势来控制车辆中包括的发动机的开启状态或关闭状态。
当车辆包括环保型车辆时，控制器可基于行驶趋势来控制车辆的蠕变扭矩的量。
分类器可基于指示行驶环境中上坡道路或下坡道路的存在比率的比率信息来调整车辆的分类行驶趋势。
根据本发明的一些实施方式，用于使用车辆的行驶信息来控制车辆行驶的方法及使用该方法的车辆可：使用车辆的行驶信息，基于确定的行驶方式来检测行驶环境(例如，道路类型)；检测驾驶员的倾向(例如，在超出所需行驶负荷下行驶的不经济行驶)；或根据例如上坡道路或下坡道路的行驶负荷进行实时校正(即，当行驶环境中存在上坡道路或下坡道路时校正车辆的行驶趋势)以实现能量效率最大化控制，例如维持车辆电池的充电状态(SOC)的控制或对车辆操作模式的控制。
此外，本发明的一些实施方式可根据车辆的行驶环境和车辆驾驶员的驾驶倾向(或驾驶行为)来改变车辆的行驶控制。因此，可抑制车辆的不必要的行驶点的转换(例如，混合电动车辆(HEV)模式与电动车辆(EV)模式之间的转换))，使得车辆以高燃料效率行进并且改善车辆的能量管理。
根据本文提供的描述，其他适用范围将变得显而易见。应当理解，描述和具体示例仅意图用于说明的目的，并不意图限制本发明的范围。
附图说明
为了可以很好地理解本发明，现在将参考附图来描述以示例的方式给出的本发明的各种实施方式，其中：
图1是说明使用车辆的行驶信息来控制车辆行驶的方法的流程图；
图2是示出使用控制车辆行驶的方法的车辆的框图；
图3是说明图1所示的车辆的行驶特点的提取步骤的实施方式的曲线图；
图4是示出图1所示的车辆的普通行驶特点的提取步骤的实施方式的表；
图5是说明图1所示的车辆的区别行驶特点的提取步骤的实施方式的表；
图6是示出图1所示的车辆的行驶趋势的合成分类步骤的实施方式的曲线图；
图7是说明图1所示的车辆的行驶趋势的合成分类步骤的另一实施方式的曲线图；
图8是说明基于图1所示的车辆的行驶趋势来控制车辆行驶的步骤的实施方式的曲线图；以及
图9是说明基于图1所示的车辆的行驶趋势来控制车辆行驶的步骤的另一实施方式的曲线图。
这里描述的附图仅用于说明的目的，而不意图以任何方式限制本发明的范围。
具体实施方式
以下描述本质上仅仅是示例性的，并不意图限制本发明、应用或用途。应当理解，在整个附图中，对应的附图标记表示相同或对应的部件和特征。
当根据作为仅基于车速分类的行驶环境(即，作为城市道路、主干道或高速公路的道路类型)的预测行驶环境来实现车辆性能的调整时，发现以下内容。
由于车辆驾驶员的驾驶趋势，行驶环境可能被错误分类。例如，由于驾驶员的积极型(aggressive)行驶趋势，所以当参考速度超过预分类的基准速度时，分类的行驶环境可能被识别为可能导致对车辆的不必要的控制的另一行驶环境。换句话说，只要在车辆性能的调整中没有反映行驶的趋势，就可能频繁出现不必要的控制。
更详细地，由于行驶趋势而可能频繁地实现根据预测行驶环境的控制。例如，无论实际行驶环境变化如何变化，都可能由于行驶趋势的影响而重复行驶环境的改变，使得出现不必要的控制。
不必要控制的重复可能降低车辆的行驶控制效率，并且可能导致例如燃料效率下降或车辆行驶性能下降的问题。因此，对行驶环境的预测不清楚的车辆的控制可能会妨碍实现根据行驶环境提高车辆行驶性能的目标。
图1是说明根据本发明的一些实施方式的使用车辆的行驶信息来控制车辆行驶的方法的流程图。图2是示出根据本发明的一些实施方式的使用控制车辆行驶的方法的车辆的框图。图3是说明图1所示的车辆行驶特点的提取步骤的示例性实施例的曲线图。图4是示出图1所示的车辆的普通行驶特点的提取步骤的表。图5是说明图1所示的车辆的区别行驶特点的提取步骤的表。图6是示出图1所示的车辆的行驶趋势的合成分类步骤的曲线图。图7是说明图1所示的车辆的行驶趋势的合成分类步骤的曲线图。图8是说明基于图1所示的车辆的行驶趋势来控制车辆行驶的步骤的曲线图。图9是说明基于图1所示的车辆的行驶趋势来控制车辆行驶的步骤的曲线图。
参考图1和图2，在收集步骤105中，车辆200的收集器205可收集车辆的行驶数据(或行驶信息)。行驶数据可包括车辆速度、车辆加速度、车辆的加速踏板位置传感器(APS)值和车辆的制动踏板位置传感器(BPS)值。可根据行驶数据检测道路类型信息、行驶环境信息或车辆驾驶员的驾驶倾向信息。
车辆200可包括收集器205、提取器208、分类器210和控制器215。
在本发明的另一实施方式中，控制器215可包括收集器205、提取器208和分类器210。例如，控制器215可为由程序操作的一个或多个微处理器或包括微处理器的硬件。根据本发明的一些实施方式，程序可包括用于执行使用车辆的行驶信息控制车辆行驶的方法的一系列命令。控制器215可控制车辆200的整体操作。
如图3所示，在通过预定时间窗对例如车辆速度的行驶数据进行划分之后，提取器208可提取车辆200的行驶特点。
根据第一提取步骤110，提取器208可从收集的行驶数据中提取车辆200的普通行驶特点(或普通行驶方式)。
如图4所示，提取器208可使用收集的行驶数据的平均值来提取普通行驶特点。可通过使用如下方法获得平均值：例如通过在预定时间间隔期间连续收集数据来实时计算移动平均数，并且平均值可提供具有一般趋势的信息。例如，可根据平均速度(或车辆速度的平均值)、APS值的平均值或BPS值的平均值(或车辆速度的平均值、APS值的平均值和BPS值的平均值的组合)来对行驶环境类型进行分类。例如，行驶环境类型可包括例如街道、干线和高速公路的道路类型。提取器208可根据普通行驶特点来检测车辆200的行驶环境。
可通过测试和分析预先确定图4中用于对行驶环境进行分类的阈值(a、b、c、a'、b'、c'、a”、b”和c”)。
根据第二提取步骤115，控制器215可从收集的行驶数据中提取车辆200的区别行驶特点。
如图5所示，提取器208可使用收集的行驶数据的标准差值(standard deviationvalue)来提取车辆200的区别行驶特点。因为标准差值表示与移动平均数的偏差，所以可检测车辆行驶期间的特点变化。例如，可基于车辆速度的标准差、APS值的标准差或BPS的标准差(或速度的标准差、APS值的标准差和BPS值的标准差的组合)来对包括在行驶趋势中的车辆200的驾驶员的倾向(例如，经济型、正常型和积极型)进行分类。变化超过一定值的车辆行驶可分类为具有高积极性的车辆行驶。提取器208可根据区别行驶特点来检测车辆200的驾驶员的倾向。
可通过测试和分析预先确定图5中对行驶趋势进行分类的阈值(d、e、f、d'、e'、f'、d”、e”和f”)。
根据分类步骤120，分类器210可基于提取的行驶特点来对车辆200的行驶趋势进行合成分类。
如图6所示，分类器210可通过组合在第一提取步骤110和第二提取步骤115中提取的普通行驶特点和区别行驶特点来产生车辆的合成行驶趋势。合成行驶趋势可作为图表存储在分类器210包括的储存器中。在图6中，水平轴可表示普通行驶特点，纵轴可表示区别行驶特点。
在本发明的另一实施方式中，当行驶环境中存在大量上坡道路或下坡道路时，分类器210可改变合成行驶趋势。更详细地，分类器210可基于指示行驶环境中上坡道路或下坡道路的存在比率的比率信息来校正车辆的分类行驶趋势。
例如，当车辆频繁沿着上坡道路或下坡道路行进时，区别行驶特点的标准差值可增大，使得行驶趋势在图7所示的积极性方向上进行。而且，如图7所示，在上坡道路的情况下，可增大普通行驶特点的平均值，并且在下坡道路的情况下，可减小普通行驶特点的平均值。因此，在确定当前行驶趋势时，可根据行驶环境中包括的上坡道路或下坡道路的存在比率来调整对行驶趋势进行分类的边界(或对行驶趋势中包括的趋势要素进行分类的边界)。更详细地，可调整根据行驶环境中上坡道路或下坡道路的存在比率来对行驶趋势进行分类的阈值，从而调整车辆的合成行驶趋势。
根据控制步骤125，控制器215可基于分类行驶趋势来控制车辆200的行驶。结果，可提高车辆200的行驶性能。
如图8所示，当车辆200是混合动力车辆(或混合电动车辆)时，控制器215可基于车辆的合成行驶趋势来调整混合电动车辆(HEV)模式与电动车辆(EV)模式之间的转换参考线。当车辆200处于等于或大于HEV模式与EV模式之间的转换参考值的模式下时，车辆200可进入HEV模式以操作混合动力车辆的发动机，并且当车辆200处于小于转换参考值的模式下时，车辆200可维持关闭发动机的EV模式。在图8下部的曲线图中，水平轴可指示时间，纵轴可指示作为转换参考值的车辆速度、驾驶员要求的扭矩或驾驶员要求的动力。
混合动力车辆可使用发动机(例如，柴油发动机)和电动机(或驱动电动机)作为动力源，并且可包括存在于发动机与电动机之间的发动机离合器，使得混合动力车辆可在EV模式和HEV模式下操作，在EV模式下，混合动力车辆在发动机离合器断开的状态下借助电动机行进，在HEV模式下，混合动力车辆能够在发动机离合器闭合的状态下借助电动机和发动机两者行进。
图8中的附图标记305可指示当驾驶员的驾驶倾向为正常型并且道路类型为街道时的转换参考值，图8中的附图标记310可指示当驾驶员的驾驶倾向为积极型并且道路类型为街道时的转换参考值。图8中的附图标记315可指示当驾驶员的驾驶倾向为正常型并且道路类型为干线道路时的转换参考值，图8中的附图标记320可指示当驾驶员的驾驶倾向为积极型并且道路类型为干线道路时的转换参考值。
当驾驶员的驾驶趋势为积极型时，可基于合成行驶趋势将驾驶员的驾驶趋势确定为积极型，使得可降低转换参考值。因此，因为混合动力车辆200维持在HEV模式下(即，开启车辆中包括的发动机)，所以可抑制HEV模式与EV模式之间的不必要的转换，从而避免具有低效率的发动机的关闭状态。结果，本发明的示例性实施例可具有燃料消耗量降低效果。
更详细地，为了防止发动机不必要地开启或关闭，当被确定为积极型驾驶员的驾驶员沿着市区的街道驾驶车辆200时，可维持用于开启发动机的控制。当被确定为正常型驾驶员的驾驶员沿着高速公路驾驶车辆200时，可维持EV模式，从而防止燃料效率的劣化。
然而，当只有行驶环境的分类并且驾驶员的驾驶趋势为积极型时，可能重复HEV模式与EV模式(即，发动机的开启状态或关闭状态)之间的不必要的转换，这可能导致车辆的燃料效率下降。
在本发明的另一实施方式中，如图9所示，当车辆200为包括混合电动车辆或电动车辆的环保型车辆时，控制器215可基于合成行驶趋势来改变(或控制)环保型车辆的蠕变扭矩(creep torque)的量。蠕变扭矩可指代当驾驶员未踩在加速器踏板上时产生的扭矩。
图9的附图标记405可指示当道路类型为街道时用于将正(+)量蠕变扭矩变(或移动)到负(-)量蠕变扭矩的车辆速度，图9的附图标记410可指示当道路类型为干线道路时将正(+)量蠕变扭矩变到负(-)量蠕变扭矩的车辆速度，以及图9的附图标记415可指示当道路类型为高速公路时将正(+)量蠕变扭矩变到负(-)量蠕变扭矩的车辆速度。
基于行驶环境，蠕变扭矩的量可根据车辆速度而变化。当道路类型为街道时，蠕变扭矩的相位可在低车辆速度下从正(+)相变为负(-)相。
当基于合成行驶趋势将驾驶员的驾驶倾向确定为积极型时，可通过控制器215的控制来增加正(+)量蠕变扭矩，并且通过控制器215的控制来减少负(-)量蠕变扭矩。当基于合成行驶趋势将驾驶员的驾驶倾向确定为经济型时，可减少正(+)量蠕变扭矩，并且可增加负(-)量蠕变扭矩。因此，当驾驶员的驾驶倾向为经济型时，可增加车辆200的再生制动量，使得车辆收集更多的能量并且车辆具有高燃料效率，当驾驶员的驾驶倾向为积极型时，车辆的再加速响应可能变高，使得车辆的行驶性能得到提高。
这里使用的组件、“～单元”、块或模块可实施为例如任务、类、子例程、进程、对象、执行线程或程序的在存储器中的预定区域中实现的软件，或实施为例如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)的硬件，并且可通过软件和硬件的组合来实现。组件、“～部件”等可嵌入计算机可读存储介质中，并且其一些部分可分散地分布在多个计算机中。
本发明的描述本质上仅仅是示例性的，因此，不偏离本发明内容的变化意图在本发明的范围内。不认为这样的变化偏离本发明的精神和范围。

Claims (14)

1.一种使用车辆的行驶信息来控制所述车辆行驶的方法，包括：
利用收集器收集所述车辆的行驶数据；
利用提取器从所述车辆的行驶数据中提取所述车辆的普通行驶特点和区别行驶特点，其中，所述车辆的普通行驶特点包括所述车辆的平均速度，并且所述车辆的区别行驶特点包括所述车辆的速度的标准差；
基于所述车辆的普通行驶特点和区别行驶特点，利用分类器对所述车辆的行驶趋势进行分类，其中，所述车辆的行驶趋势包括所述车辆的行驶环境和所述车辆的驾驶员的驾驶倾向；以及
基于所述车辆的行驶趋势，利用控制器控制所述车辆的行驶。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制器包括所述收集器、所述提取器和所述分类器。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，利用所述提取器提取所述车辆的普通行驶特点包括：
根据所述车辆的普通行驶特点，利用所述提取器检测所述车辆的行驶环境。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，利用所述提取器提取所述车辆的区别行驶特点包括：
根据所述车辆的区别行驶特点，利用所述提取器检测所述驾驶员的驾驶倾向。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，控制所述车辆的行驶包括：
基于所述车辆的行驶趋势，利用所述控制器控制所述车辆中包括的发动机的开启状态或关闭状态，其中，所述车辆包括混合动力车辆。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，控制所述车辆的行驶包括：
当所述车辆包括环保型车辆时，基于所述车辆的行驶趋势，利用所述控制器来控制所述车辆的蠕变扭矩的量。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述车辆的行驶趋势进行分类包括：
基于比率信息，利用所述分类器调整所述车辆的行驶趋势，其中，所述比率信息包括所述行驶环境中上坡道路或下坡道路的存在比率。
8.一种车辆，包括：
收集器，配置为收集所述车辆的行驶数据；
提取器，配置为从所述车辆的行驶数据中提取所述车辆的普通行驶特点和区别行驶特点，其中，所述普通行驶特点包括所述车辆的平均速度，并且所述区别行驶特点包括所述车辆的速度的标准差；
分类器，配置为基于所述车辆的普通行驶特点和区别行驶特点来对所述车辆的行驶趋势进行分类，其中，所述车辆的行驶趋势包括所述车辆的行驶环境和所述车辆的驾驶员的驾驶倾向；以及
控制器，配置为基于所述车辆的行驶趋势来控制所述车辆的行驶。
9.根据权利要求8所述的车辆，其中，所述控制器包括所述收集器、所述提取器和所述分类器。
10.根据权利要求8所述的车辆，其中，所述提取器配置为根据所述车辆的普通行驶特点来检测所述车辆的行驶环境。
11.根据权利要求8所述的车辆，其中，所述提取器配置为根据所述车辆的区别行驶特点来检测所述驾驶员的驾驶倾向。
12.根据权利要求8所述的车辆，其中，所述控制器配置为基于所述车辆的行驶趋势来控制所述车辆中包括的发动机的开启状态或关闭状态，其中，所述车辆包括混合动力车辆。
13.根据权利要求8所述的车辆，其中，所述控制器配置为基于所述车辆的行驶趋势来控制所述车辆的蠕变扭矩的量，其中，所述车辆包括环保型车辆。
14.根据权利要求8所述的车辆，其中，所述分类器配置为基于比率信息来调整所述车辆的行驶趋势，其中，所述比率信息包括所述行驶环境中上坡道路或下坡道路的存在比率。
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