CN111619542B

CN111619542B - 一种基于车路协同的汽车发动机自动启停控制系统及方法

Info

Publication number: CN111619542B
Application number: CN202010307867.7A
Authority: CN
Inventors: 姚宝珍; 曹峰; 党鹏飞; 马安坤
Original assignee: Dalian University of Technology
Current assignee: Dalian University of Technology
Priority date: 2020-04-17
Filing date: 2020-04-17
Publication date: 2022-07-19
Anticipated expiration: 2040-04-17
Also published as: CN111619542A

Abstract

本发明提供一种基于车路协同的汽车发动机自动启停控制系统及方法。其中方法包括：当临时停车时，通信模块获取红绿灯信息，判断车辆是否处于红绿灯路口，若是，分析模块根据红灯等待时间和同车道前车信息，结合预设控制策略向车辆启停模块发送相应的控制指令；反之，分析模块获取车辆信息模块发送的停止时间判断是否需要关闭发动机。当发动机关闭时，若车辆信息模块监测到车辆需要启动，分析模块向车辆启停模块发送开启发动机的控制指令。本发明实现了车辆在红绿灯路口等待时，能够根据红灯的时间和前车是否行进的信息智能控制发动机启停，从而实现了车辆运行更加平稳、快速启动、节省燃油等目的。

Description

一种基于车路协同的汽车发动机自动启停控制系统及方法

技术领域

本发明涉及汽车发动机控制技术领域，具体而言，尤其涉及一种基于车路协同的汽车发动机自动启停控制系统及方法。

背景技术

随着国家对环境保护的重视，国内汽车的排放法规日益严格，同时汽车厂商和消费者对于汽车燃油经济性日益重视，发动机自动启停技术越来越多地配备在各种汽车上，该技术能够有效减少尾气排放，降低油耗。发动机自动启停技术是指车辆在行驶过程中刹停之后，车辆自动熄火，当驾驶员松开刹车踏板或者发动机需要满足其他要求(如带动空调等)时，车辆自动重启发动机的一套系统。

目前广泛应用在普通乘用车上的发动机自动启停技术控制逻辑较为简单，会造成车辆在拥堵情况下或者在红绿灯路口的频繁启动，不仅降低了车内乘员的舒适性，而且起不到节省燃油的目的，甚至加速磨损发动机。另一方面，各大汽车厂商在启动发动机速度上下足了功夫，如马自达的i-stop技术，使得发动机再启动时间仅为0.35秒，但大多数汽车的发动机再启动时间仍会让驾驶员觉得缓慢，影响起动车辆的速度，同时也在一定程度上影响了通过路口的交通效率。

随着互联网技术、通信技术的飞速发展，车路协同系统受到了极大的关注。在车路协同技术的支持下，车辆能够与道路基础设施如红绿灯等以及周围车辆进行通信，获取需要的信息，从而对车辆的运行进行智能控制，以达到解决交通拥堵、车辆运行不平稳等一系列问题的目的。然而，目前车辆的自动启停系统尚不能够结合车路协同系统实现更加智能的控制。

发明内容

根据上述提出的技术问题，在车路协同的环境下，提供一种基于车路协同的汽车发动机自动启停控制系统。本发明实现了车辆在红绿灯路口等待时，能够根据红灯的时间和前车是否行进的信息智能控制发动机启停，从而实现了车辆运行更加平稳、快速启动、节省燃油等目的。

本发明采用的技术手段如下：

一种基于车路协同的汽车发动机自动启停控制系统，包括：

车辆信息模块，用于获取车辆自身速度、时间和车辆操作状态信息，并将获取到的信息发送至分析模块；

通信模块，用于获取红绿灯时间信息及周围车辆的速度、位置信息，并将获取到的信息发送至分析模块；

分析模块，与所述车辆信息模块、所述通信模块连接，用于将收集到的信息根据预设的控制策略，判断车辆当前停止情况，生成相应的控制指令发送至车辆启停模块；

车辆启停模块，与所述分析模块连接，用于接收所述分析模块发送的指令，并根据指令内容启动或关闭发动机。

进一步地，上述的基于车路协同的汽车发动机自动启停控制系统中，所述车辆操作状态信息包括但不限于刹车和油门踏板信息、方向盘转动信息、档位切换信息、空调系统信息。

进一步地，上述的基于车路协同的汽车发动机自动启停控制系统中，所述判断车辆当前停止情况包括但不限于车辆是否停在红绿灯路口、当前红灯等待时间是否大于预设等待时间、当前红灯等待时间是否小于预设启动时间、当前车道是否有前车、当前车道前车是否开始移动、车辆未在红绿灯路口停止时间是否大于预设停止时间、车辆是否需要发动机启动。

进一步地，上述的基于车路协同的汽车发动机自动启停控制系统中，所述预设的控制策略包括：

当车辆停在红绿灯路口，且红灯等待时间不大于预设等待时间，则车辆保持开启发动机，反之，关闭发动机；

当车辆停在红绿灯路口关闭发动机后，当前红灯等待时间小于预设启动时间，且同车道无前车，则启动发动机；反之，当同车道有前车时，前车开始移动则启动发动机；

当车辆未停在红绿灯路口，且车辆停止时间大于预设停止时间，则关闭发动机；

当车辆发动机关闭后，若监测到需要发动机启动的车辆操作状态信息，则启动发动机。

本发明还提供了一种基于车路协同的汽车发动机自动启停控制方法，包括：

当配备上述控制系统的汽车在行进过程中，驾驶员主动刹停车辆后，通信模块实时获取红绿灯信息及同车道前车信息，并将信息实时发送至分析模块；

分析模块计算红灯等待时间，判断所述等待时间是否高于预设等待时间；

若低于预设等待时间，则发送保持发动机启动的指令至车辆启停模块；

若高于预设等待时间，则发送关闭发动机的指令至车辆启停模块，并且分析模块实时计算红灯等待时间是否低于预设启动时间；

若高于预设启动时间，则不发送任何指令至车辆启停模块；

若低于预设启动时间，则分析模块根据实时获取到的同车道的前车信息，判断同车道是否有前车，若无前车则发送启动发动机的指令至车辆启停模块，反之，分析模块根据实时获取到的前车的信息，判断前车是否移动，若是，则发送启动发动机的指令至车辆启停模块，若否，则不发送任何指令至车辆启停模块；

车辆启停模块接收到所述分析模块发送的指令，并执行相应的控制。

进一步地，上述的基于车路协同的汽车发动机自动启停控制方法中，还包括：

若通信模块未获取到红绿灯信息，则判断车辆未停在红绿灯路口；若通信模块未获取到同车道前车信息，则判断当前车辆无前车；

当所述分析模块接收到所述通信模块获取的红绿灯信息后，判断车辆不在红绿灯路口，分析模块向车辆启停模块发送保持发动机启动的指令，并实时获取车辆信息模块采集到的车辆的停止时间，若停止时间低于预设停止时间，则分析模块不发送任何指令至车辆启停模块；反之，分析模块发送关闭发动机的指令至车辆启停模块；

进一步地，上述的基于车路协同的汽车发动机自动启停控制方法中，还包括：在车辆启停模块控制停止发动机的状态下，若车辆信息模块监测到车辆需要启动的信息，则将该信息发送至分析模块，分析模块接受到所述启动信息后，发送启动发动机的指令至车辆启停模块。

进一步地，上述的基于车路协同的汽车发动机自动启停控制方法中，所述车辆需要启动的信息包括但不限于松开刹车踏板信息、踩下油门踏板信息、转动方向盘信息、切换档位信息、空调系统信息中的其中一个信息。

进一步地，本发明还提供了一种存储介质，包括存储的程序，其中，所述程序运行时，执行上述的汽车发动机自动启停控制方法的步骤。

进一步地，本发明还提供了一种电子装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器通过所述计算机程序运行执行上述的汽车发动机自动启停控制方法的步骤。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的发动机自动启停控制系统，通过与红绿灯和周围车辆进行通信，获取所需的信息，对车辆停车的状态进行分析，并根据实时获取到的信息对发动机进行实时控制，提高了发动机自动启停的智能程度，保证了自动启停的实时性和准确性，同时也在一定程度上优化了红绿灯路口车辆的起动速度，提高了通行效率。

2、本发明提供的发动机自动启停控制系统，根据车辆所处的位置及车辆间的相对关系，判断车辆是否位于红绿灯路口，同车道是否有前车，根据预设的控制逻辑进行控制，减少了车辆不必要的启停(如红灯倒计时仅为三秒以内等)，避免了车辆频繁启停对车内乘员舒适性的影响。

3、本发明提供的发动机自动启停控制系统，根据同车道前车是否行进的信息，控制本车发动机是否启动，能够避免过早启动发动机造成的燃料消耗和尾气排放。

4、本发明提供的发动机自动启停控制系统，在智能控制的基础上考虑了驾驶员的主观操作意愿，给予了驾驶员对车辆操作的主动权。

基于上述理由本发明可在汽车发动机控制等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的控制系统的结构框图。

图2为本发明所提供的控制系统的控制过程示意图。

图3为本发明控制系统的分析方法的控制策略流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

图1是根据本发明提供的汽车发动机自动启停系统的结构框图。如图1所示，该汽车发动机自动启停系统包括：车辆信息模块10、通信模块20、分析模块30、车辆启停模块40。其中，

车辆信息模块10，用于获取车辆自身速度、时间和车辆操作状态信息(包括刹车和油门踏板信息、方向盘转动信息、档位切换信息、空调系统信息等)，并将获取到的信息发送至分析模块30。其中，空调系统信息是指车辆开启空调的状态下，若发动机关闭超过预设空调关闭时间，为了保证车内温度，向分析模块发送车辆需要启动的信息。

通信模块20，用于获取红绿灯时间信息及周围车辆的速度、位置信息，并将获取到的信息发送至分析模块30。

分析模块30，分别与车辆信息模块10、通信模块20连接，用于将收集到的信息根据预设的控制策略，生成相应的控制指令发送至车辆启停模块40。

车辆启停模块40，与分析模块30连接，用于接收分析模块30发送的指令，并根据指令内容启动或关闭发动机。

在本发明中，预设控制策略是车辆在停止的情况下与车辆启停系统控制指令之间的对应关系，例如，当车辆在红绿灯路口时，红灯的倒计时较短时，对应保持开启发动机的指令；当红灯倒计时较长时，对应关闭发动机的指令。

作为本发明优选的实施方式，如图2所示，本发明还提供了一种基于车路协同的汽车发动机自动启停控制方法，包括：

步骤101，当车辆在运行过程中，车辆被刹停，开启车辆信息模块10和通信模块20，车辆信息模块10和通信模块20与分析模块30建立连接。进入步骤102。

步骤102，车辆信息模块10将获取到的车辆状态信息和停止时间等信息发送至分析模块30，通信模块20将获取到的红绿灯信息和同车道前车信息发送至分析模块30。进入步骤103。

步骤103，分析模块30根据获取到的车辆信息、红绿灯信息和同车道前车信息，结合预设控制策略，生成与车辆停止情况对应的车辆启停控制指令。分析模块30将生成的车辆启停控制指令发送至车辆启停模块40。进入步骤104。

步骤104，车辆启停模块40根据接收到的分析模块30发出的指令对汽车发动机的开启和关闭进行控制。当关闭发动机时，进入步骤105。

步骤105，在发动机关闭的情况下，车辆信息模块10实时采集车辆状态信息，若采集到需要发动机启动的信息，则发送该信息至分析模块30，分析模块30向车辆启停模块40发送启动发动机的指令。

由此，通过采集的车辆信息、红绿灯信息和同车道前车信息，对汽车停止情况进行智能判断，实现根据车辆停止情况控制汽车发动机开启或者关闭的功能，提高了汽车启停系统的实时性、智能程度，有益于提升车辆平稳性、避免频繁启动、提高通行效率。

进一步地，作为本发明优选的实施方式，图3是本发明所提供的控制系统中分析模块30的控制策略流程图。如图3所示，基于车路协同的汽车发动机自动启停控制系统中分析模块的控制策略包括以下步骤：

步骤201，车辆在行进过程中，当车辆被刹停后，分析模块30从车辆信息模块10获取车辆信息，从通信模块20获取红绿灯信息和同车道前车信息。进入步骤202。

步骤202，分析模块30根据获取到的通信模块20发送的红绿灯信息判断车辆是否停在红绿灯路口。若是，则进入步骤203；若否，则进入步骤204。

步骤203，分析模块获取红灯等待时间，并判断所述等待时间是否大于预设等待时间，若是，则进入步骤206；若否，则分析模块30向车辆启停模块40发送保持发动机启动的指令。

步骤204，分析模块30判断车辆未停在红绿灯路口，向车辆启停模块40发送保持发动机启动的指令，并设置红灯等待时间为无穷大。进入步骤205。

步骤205，分析模块30实时通过车辆信息模块10获取车辆停止时间。判断停止时间是否大于预设停止时间，若是，则进入步骤206，若否，则分析模块30不向车辆启停模块40发送任何指令。

步骤206，分析模块30向车辆启停模块40发送关闭发动机的指令，进入步骤207。

步骤207，分析模块30根据实时获取的车辆信息模块10发送的信息，判断有无车辆需要启动的信息，若有，则发送开启发动机的指令至车辆启停模块40；若无，则进入步骤208。

步骤208，分析模块30判断此时红灯等待时间是否小于预设启动时间，若是，则进入步骤209，若否，则分析模块30不向车辆启停模块40发送任何指令。

步骤209，分析模块30通过通信模块20实时获取同车道前车的信息，判断同车道是否有前车。若有，则进入步骤210；反之，分析模块30向车辆启停模块40发送启动发动机的指令。

步骤210，分析模块30根据实时获取的通信模块20发送的同车道前车的速度信息，判断同车道前车速度是否为0，若是，则分析模块30不向车辆启停模块40发送任何指令；反之，分析模块30向车辆启停模块40发送启动发动机的指令。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元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全部或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(可为个人计算机、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、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种基于车路协同的汽车发动机自动启停控制系统，其特征在于，包括：

判断车辆当前停止情况包括车辆是否停在红绿灯路口、当前红灯等待时间是否大于预设等待时间、当前红灯等待时间是否小于预设启动时间、当前车道是否有前车、当前车道前车是否开始移动、车辆未在红绿灯路口停止时间是否大于预设停止时间、车辆是否需要发动机启动；

预设的控制策略包括：

当车辆发动机关闭后，若监测到需要发动机启动的车辆操作状态信息，则启动发动机；

2.根据权利要求1所述的基于车路协同的汽车发动机自动启停控制系统，其特征在于，所述的车辆操作状态信息包括但不限于刹车和油门踏板信息、方向盘转动信息、档位切换信息、空调系统信息。

3.一种基于车路协同的汽车发动机自动启停控制方法，其特征在于，包括：

当配备基于车路协同的汽车发动机自动启停控制系统的汽车在行进过程中，驾驶员主动刹停车辆后，通信模块实时获取红绿灯信息及同车道前车信息，并将信息实时发送至分析模块；

若高于预设启动时间，则不发送任何指令至车辆启停模块；

车辆启停模块接收到所述分析模块发送的指令，并执行相应的控制；

当所述分析模块接收到所述通信模块获取的红绿灯信息后，判断车辆不在红绿灯路口，分析模块向车辆启停模块发送保持发动机启动的指令，并实时获取车辆信息模块采集到的车辆的停止时间，若停止时间低于预设停止时间，则分析模块不发送任何指令至车辆启停模块；反之，分析模块发送关闭发动机的指令至车辆启停模块。

4.根据权利要求3所述的基于车路协同的汽车发动机自动启停控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

在车辆启停模块控制停止发动机的状态下，若车辆信息模块监测到车辆需要启动的信息，则将该信息发送至分析模块，分析模块接受到启动信息后，发送启动发动机的指令至车辆启停模块。

5.根据权利要求4所述的基于车路协同的汽车发动机自动启停控制方法，其特征在于，所述车辆需要启动的信息包括松开刹车踏板信息、踩下油门踏板信息、转动方向盘信息、切换档位信息、空调系统信息中的其中一个信息。

6.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时，执行所述权利要求3至5中任一项权利要求所述的方法。

7.一种电子装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器通过所述计算机程序运行执行所述权利要求3至5中任一项权利要求所述的方法。