CN112896140A

CN112896140A - 具有变道防撞系统的混合动力车辆

Info

Publication number: CN112896140A
Application number: CN202110232665.5A
Authority: CN
Inventors: 李解
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-03-03
Filing date: 2021-03-03
Publication date: 2021-06-04

Abstract

本发明涉及一种混合动力车辆，尤其涉及一种具有变道防撞系统的混合动力车辆。根据本发明的混合动力车辆可包括检测单元、信息处理单元、速度控制单元、警告单元和转向控制单元，根据本发明的混合动力车辆可提高变道安全性。

Description

具有变道防撞系统的混合动力车辆

技术领域

本发明属于车辆领域，具体涉及一种用于混合动力车辆的变道防撞系统以及具有变道防撞系统的混合动力车辆。

背景技术

当相邻车道上行驶的车辆较多并且车速较高时，许多驾驶员可能因判断能力和驾驶经验不足而不能捕捉变道时机或者容易错误判断变道时机，这影响了道路行车安全性。

发明内容

本发明的目的在于提出一种具有变道防撞系统的混合动力车辆。

具体通过如下技术手段实现：

所述混合动力车辆包括变道防撞系统，所述变道防撞系统包括：

检测单元，确定主车辆与相邻左车道中的第一障碍车辆之间的第一距离D1、主车辆与相邻左车道中的第二障碍车辆之间的第二距离D1、主车辆与相邻右车道中的第三障碍车辆之间的第三距离D3以及主车辆与相邻右车道中的第四障碍车辆之间的第四距离D4，并且检测主车辆的车速V0、第一障碍车辆的第一车速V1、第二障碍车辆的第二车速V2、第三障碍车辆的第三车速V3以及第四障碍车辆的第四车速V4，其中，第一障碍车辆位于第二障碍车辆前方，第三障碍车辆位于第四障碍车辆前方。

信息处理单元，接收检测单元发送的主车辆、第一障碍车辆至第四障碍车辆的信息并且根据所述信息确定是否执行变道操作。

速度控制单元，接收检测单元的发送的发动机信息、电机信息和电池信息，并且计算预期的变道车速。

警告单元，向驾驶员显示变道相关信息。

转向控制单元，接收驾驶员的转向意图并指示车道改变方向。

所述变道防撞系统通过以下方法执行变道操作：

在步骤S300，基于转向控制单元指示的信号，确定驾驶员是否意图进行车道变换，当确定驾驶员意图执行转向操作时，执行步骤S301。

在步骤S301，判断转向控制单元所指示的转向类型，如果确定驾驶员意图向左变道时，则执行步骤S303。

在步骤S303，检测是否存在第一障碍车辆和第二障碍车辆，如果未检测到第一障碍车辆和第二障碍车辆，则执行步骤S316，如果检测到第一障碍车辆和第二障碍车辆，则执行步骤S305。

在步骤S305，确定主车辆与第一障碍车辆之间的第一距离D1以及主车辆与第二障碍车辆之间的第二距离D2，然后执行步骤307。

在步骤307，比较第一距离D1与第一安全距离S1以及第二距离D2与安全距离S2，第一安全距离S1和第二安全距离S2通过下式计算：

S1=(V1-V0)*T+D1+∆S’，S2=(V2-V0)*T+D2+∆S’。

其中，T为主车辆在变道时预期消耗的时间, ∆S’为第一安全阈值。

如果第一距离D1大于第一安全距离S1并且第二距离D2大于第二安全距离S2，则执行步骤309，否则，执行步骤305。

在步骤309，检测主车辆的速度V0、第一障碍车辆的第一速度V1和第二障碍车辆的第二速度V2，然后执行步骤S311。

在步骤S311，比较第二障碍车辆的第二速度V2与当前车道的道路限速，如果第二速度V2达到道路限速，则向驾驶员发出警示，如果第二速度V2小于道路限速，则执行步骤S313。

在步骤S313，根据第一距离D1、第二距离D2、速度V0、第一速度V1和第二速度V2确定预期的变道车速以及相应的变道时间，然后，执行步骤S315。

在步骤S315，接收发动机状态信息、电机状态信息和电池状态信息，如果预期的变道车速大于预定车速或者电池电量小于预定值，则使用发动机实现变道操作，如果预期的变道车速小于预定车速，则使用电机实现变道操作，执行步骤S316。

在步骤S316，显示预期的变道车速并且提示驾驶员执行变道操作。

所述变道操作还包括以下方法：

当确定驾驶员意图向右变道时，则执行步骤S302。

在步骤S302，检测是否存在第三障碍车辆和第四障碍车辆，如果未检测到第三障碍车辆和第四障碍车辆，则执行步骤S316，如果检测到第三障碍车辆和第四障碍车辆，则执行步骤S304。

在步骤S304，确定主车辆与第三障碍车辆之间的第三距离D3以及主车辆与第四障碍车辆之间的第四距离D4，然后执行步骤306。

在步骤306，比较第三距离D3与第三安全距离S3以及第四距离D4与第四安全距离S4，第三安全距离S3和第四安全距离S4通过下式计算：

S3=(V3-V0)*T+D3+∆S，S4=(V4-V0)*T+D4+∆S。

其中，T为主车辆在变道时预期消耗的时间, ∆S是第二安全阈值。

如果第三距离D3大于第三安全距离S3并且第四距离D4大于第四安全距离S4，则执行步骤308，否则，执行步骤304。

在步骤308，检测主车辆的速度V0、第三障碍车辆的第三速度V3和第四障碍车辆的第四速度V4，然后执行步骤S310。

在步骤S310，比较第四障碍车辆的第四速度V4与当前车道的道路限速进行比较，如果第四速度V4达到道路限速，则向驾驶员发出警示，如果第四速度V4小于道路限速，则执行步骤S312。

在步骤S312，根据第三距离D3、第四距离D4、速度V0、第三速度V3和第四速度V4确定预期的变道车速以及变道时间，然后，执行步骤S314。

在步骤S314，接收发动机状态信息、电机状态信息和电池状态信息，如果预期的变道车速大于预定车速或者电池电量小于预定值，则使用发动机实现变道操作，如果变道车速小于预定车速，则使用电机实现变道操作，然后，执行步骤S316。

本发明的效果在于：

1，通过相机模块/雷达模块实时计算各个障碍车车辆的车速以及主车辆与各个障碍车辆之间的距离，并且在主车辆与各个车辆之间的设置不同的安全距离，可更精确地避免主车辆在变道时与其他车辆之间的碰撞，提高安全性。

2，在主车辆变道时，考虑到左侧车道的道路限速通常高于右侧车道，因此通过区分向左变道和向右变道，可在向左变道超车行驶时增大安全阈值，提高变道安全性。

3，在车辆高速时，发动机通常处于高效区并且对高速的响应更快，因此通过操作发动机执行变道操作可缩短变道时间。此外，在车辆低速时，电机通常处于高效区并且对低速的响应较快，因此，通过操作电机执行变道操作可缩短变道时间，提高变道安全性。

附图说明

图1示出了根据示例性实施例的道路变换类型的示意图。

图2示出了根据示例性实施例的变道防撞系统的配置图。

图3示出了根据示例性实施例的变道防撞系统的控制方法的流程图。

具体实施方式

参照图1，示出了根据示例性实施例的道路变换类型的示意图。

在一个实施例中，主车辆10试图越过车道线15并入右侧车道，例如，在驾驶员意图驶出匝道、进行右转等情况下，可能发生主车辆10期望并入右侧车道的情况。在另一实施例中，主车辆10试图越过车道线16并入左侧车辆，例如，在驾驶员意图超车、进行左转等情况下，可能发生主车辆10期望并入左侧车道的情况。

参照图2，示出了根据示例性实施例的混合动力车辆的变道防撞系统的配置图。根据示例性实施例的混合动力车辆的变道防撞系统20可包括检测单元21、信息处理单元22、速度控制单元23、警告单元24和转向控制单元25。

检测单元21用于确定主车辆与当前车道中的其他车辆之间的相对位置关系、主车辆与相邻车道中的其他车辆之间的相对位置关系以及主车辆附近的其他环境信息。例如，检测单元21可包括设置在车辆的前部、左侧车身、右侧车身和/或后部的相机模块/雷达模块。此外，检测单元21还可包括用于检测主车辆的车辆信息的传感器，例如，检测单元21可包括用于检测主车辆的当前速度的速度传感器、用于检测加速度的加速度传感器、用于检测主车辆的发动机状态的发动机转速传感器、用于检测主车辆的电机的操作情况的电机转速传感器、用于检测主车辆的电池的电力情况的电池电量传感器等。

信息处理单元22用于接收通过检测单元21发送的主车辆信息、环境信息等来确定是否执行变道操作。

速度控制单元23用于接收检测单元21的发送的车辆速度信息、发动机信息、电机信息等以及信息处理单元22发送的变道信息来控制主车辆的行驶速度。此外，速度控制单元23还计算用于保持安全距离的速度，从而避免主车辆和变道车辆之间的碰撞。

警告单元24可包括视觉警示、听觉警示（例如，扬声器）等。当主车辆不宜变道时，警告单元24可向驾驶员提供通知。此外，警告单元24还可在适宜进行变道操作时向驾驶员提供通知。

转向控制单元25可包括转向指示单元和转向执行单元，转向指示单元可接收驾驶员的转向意图并指示车道改变方向。例如，转向指示单元可包括位于方向盘附近的转向杆，并且转向指示单元的转向信号可通过设置在车辆后部的转向指示灯显示。转向执行单元可使主车辆执行转向并且控制主车辆的转向角等。

在下文中将详细描述信息处理单元22、速度控制单元23和转向控制单元25中的执行逻辑。

参照图3，示出了根据示例性实施例的变道防撞系统的控制方法的流程图。

在步骤S300，方法基于转向控制单元25的转向指示单元的指示信号，确定驾驶员是否意图进行车道变换。当驾驶员输入了车道变换命令（例如，拨动转向杆）时，方法进行到步骤S301。否则，方法返回到步骤S300。

在步骤S301，方法判断转向指示单元所指示的转向类型。如上图1所述，驾驶员可能意图向右并入右侧车道或者向左并入左侧车道。例如，方法可根据检测到的转向杆的指示判断驾驶员转向方向意图。当确定驾驶员意图向右变道时，方法进行到步骤S302，而当确定驾驶员意图左转时，方法进行到步骤S303。

在步骤S302，检测单元21利用设置在主车辆10的前部或右侧车身上的相机模块/雷达模块等传感器检测位于主车辆10的右侧车道上是否存在障碍车辆13和14。如果未检测到障碍车辆13和14，则方法进行到步骤S316。如果检测到障碍车辆，则方法进行到步骤S304。

在步骤S304，方法确定主车辆10相对于障碍车辆13和14的距离。作为示例，可根据相机模块/雷达模块的检测结果或者基于车载GPS等的位置信息来确定主车辆10与障碍车辆13之间的第三距离D3以及主车辆10与障碍车辆14之间的第四距离D4。之后，方法进行到步骤306。

在步骤306，方法将第三距离D3与安全距离S3进行比较，并且将第四距离D4与安全距离S4进行比较。安全距离S3和S4可以是预先设定的距离，并且可与车辆的速度负相关，以用于保证主车辆能够安全执行变道操作。

作为示例，安全距离S3和S4可通过下式计算：

S3=(V3-V0)*T+D3+∆S，S4=(V4-V0)*T+D4+∆S。

其中，T为主车辆在变道时预期消耗的时间, ∆S是安全阈值。

此外，可通过查找表找到不同车速下对应的安全距离。如果确定第三距离D3大于安全距离S3并且第四距离D4大于安全距离S4，则方法可进行到步骤308，否则，方法返回到步骤304。

在步骤308，方法通过确定主车辆10的速度V0、障碍车辆13的第三速度V3和障碍车辆14的第四速度V4。作为示例，可从车辆控制器或车载速度传感器直接获取主车辆10的行驶速度，并且可根据车载GPS的共享信息来获得障碍车辆13和14的实时速度。此外，还可根据相机模块/雷达模块的信息实时计算障碍车辆13和14的行驶速度，然而，获得障碍车辆13和14的速度的方法不限于此。在检测到主车辆10的速度V0、障碍车辆13的第三速度V3和障碍车辆14的第四速度V4之后，方法进行到步骤S310。

在步骤S310，方法将障碍车辆14的第四速度V4与道路限速进行比较。如果确定第四速度V4基本达到当前车道的道路限速基本上相同（例如，第四速度V4达到当前车道的道路限速的90%），则延迟变道操作并且通过警告单元24向驾驶员警示例如速度信息等的警示信息。如果确定虽然第四速度V4小于道路限速达预定值，则方法进行到步骤S312。

在步骤S312，速度控制单元23可根据以上检测的第三距离D3、第四距离D4、主车辆10的速度V0、障碍车辆13的第三速度V3和障碍车辆14的第四速度V4确定预期变道车速以及相应的变道时间。然后，方法进行到步骤S314。

在步骤S314，速度控制单元23接收发动机状态信息、电机状态信息和电池状态信息，如果预期的变道车速大于预定车速（例如，80km/h）或者电池电量小于预定值（例如，50%电池荷电状态（SOC）），则使用发动机实现变道操作，如果变道车速小于该预定车速，则使用电机实现变道操作。然后，方法进行到步骤S316。

在步骤S316，通过警告单元24 或者其他显示单元显示预期的变道车速，并且提示驾驶员执行变道操作。然后，方法结束。

在步骤301，当确定驾驶员意图左转时，方法进行到步骤S303。

在步骤S303，检测单元21利用设置在主车辆10的前部或右侧车身上的相机模块/雷达模块等传感器检测位于主车辆10的右侧车道上是否存在障碍车辆11和13。如果未检测到障碍车辆11和12，则方法进行到步骤S316。如果检测到障碍车辆，则方法进行到步骤S305。

在步骤S305，方法确定主车辆10相对于障碍车辆11和12的距离。作为示例，可根据相机模块/雷达模块的检测结果或者基于车载GPS等的位置信息来确定主车辆10与障碍车辆11之间的第一距离D1以及主车辆10与障碍车辆12之间的第二距离D2。之后，方法进行到步骤307。

在步骤307，方法将第一距离D1与安全距离S1进行比较，并且将第二距离D2与安全距离S2进行比较。安全距离S1和S2可以是预先设定的距离，并且可与车辆的速度负相关，以用于保证主车辆能够安全执行变道操作。

作为示例，安全距离S1和S2可通过下式计算：

S1=(V1-V0)*T+D1+∆S’，S2=(V2-V0)*T+D2+∆S’。

其中，T为主车辆在变道时预期消耗的时间, ∆S’是安全阈值，并且∆S’可大于∆S。

如果确定第一距离D1大于安全距离S1并且第二距离D2大于安全距离S2，则方法可进行到步骤309，否则，方法返回到步骤305。

在步骤309，方法通过确定主车辆10的速度V0、障碍车辆11的第一速度V1和障碍车辆12的第二速度V2。作为示例，可从车辆控制器或车载速度传感器直接获取主车辆10的行驶速度，并且可根据车载GPS的共享信息来获得障碍车辆11和12的实时速度。此外，还可根据相机模块/雷达模块的信息实时计算障碍车辆11和12的行驶速度，然而，获得障碍车辆11和12的速度的方法不限于此。在检测到主车辆10的速度V0、障碍车辆11的第一速度V1和障碍车辆12的第二速度V2之后，方法进行到步骤S311。

在步骤S311，方法将障碍车辆12的第二速度V2与道路限速进行比较。如果确定第二速度V2与当前车道的道路限速基本上相同，则延迟变道操作并且通过警告单元24向驾驶员警示例如速度信息等的警示信息。如果确定虽然第二速度V2小于道路限速达预定值，则方法进行到步骤S313。

在步骤S313，速度控制单元23可根据以上检测的第一距离D1、第二距离D2、主车辆10的速度V0、障碍车辆11的第一速度V1和障碍车辆12的第二速度V2确定预期变道车速以及相应的变道时间。然后，方法进行到步骤S315。

在步骤S315，速度控制单元23接收发动机状态信息、电机状态信息和电池状态信息，如果预期的变道车速大于预定车速（例如，80km/h）或者电池电量小于预定值（50%SOC），则使用发动机实现变道操作，如果变道车速小于该预定车速，则使用电机实现变道操作。然后，方法进行到步骤S316。

Claims

1.一种混合动力车辆，其特征在于，所述混合动力车辆包括变道防撞系统，所述变道防撞系统包括：

检测单元（21），确定主车辆（10）与相邻左车道中的第一障碍车辆（11）之间的第一距离D1、主车辆（10）与相邻左车道中的第二障碍车辆（12）之间的第二距离D1、主车辆（10）与相邻右车道中的第三障碍车辆（13）之间的第三距离D3以及主车辆（10）与相邻右车道中的第四障碍车辆（14）之间的第四距离D4，并且检测主车辆的车速V0、第一障碍车辆（11）的第一车速V1、第二障碍车辆（12）的第二车速V2、第三障碍车辆（13）的第三车速V3以及第四障碍车辆（14）的第四车速V4，其中，第一障碍车辆（11）位于第二障碍车辆（12）前方，第三障碍车辆（13）位于第四障碍车辆（14）前方，

信息处理单元（22），接收检测单元（21）发送的主车辆、第一障碍车辆至第四障碍车辆的信息并且根据所述信息确定是否执行变道操作，

速度控制单元（23），接收检测单元（21）的发送的发动机信息、电机信息和电池信息，并且计算预期的变道车速，

警告单元（24），向驾驶员显示变道相关信息，

转向控制单元（25），接收驾驶员的转向意图并指示车道改变方向；

所述变道防撞系统通过以下方法执行变道操作：

在步骤S300，基于转向控制单元（25）指示的信号，确定驾驶员是否意图进行车道变换，当确定驾驶员意图执行转向操作时，执行步骤S301，

在步骤S301，判断转向控制单元（25）所指示的转向类型，如果确定驾驶员意图向左变道时，则执行步骤S303，

在步骤S303，检测是否存在第一障碍车辆（11）和第二障碍车辆（12），如果未检测到第一障碍车辆（11）和第二障碍车辆（12），则执行步骤S316，如果检测到第一障碍车辆（11）和第二障碍车辆（12），则执行步骤S305，

在步骤S305，确定主车辆（10）与第一障碍车辆（11）之间的第一距离D1以及主车辆（10）与第二障碍车辆（12）之间的第二距离D2，然后执行步骤307，

S1=(V1-V0)*T+D1+∆S’，S2=(V2-V0)*T+D2+∆S’

其中，T为主车辆（10）在变道时预期消耗的时间, ∆S’为第一安全阈值，

如果第一距离D1大于第一安全距离S1并且第二距离D2大于第二安全距离S2，则执行步骤309，否则，执行步骤305，

在步骤309，检测主车辆（10）的速度V0、第一障碍车辆（11）的第一速度V1和第二障碍车辆（12）的第二速度V2，然后执行步骤S311，

在步骤S311，比较第二障碍车辆（12）的第二速度V2与当前车道的道路限速，如果第二速度V2达到道路限速，则向驾驶员发出警示，如果第二速度V2小于道路限速，则执行步骤S313，

在步骤S313，根据第一距离D1、第二距离D2、速度V0、第一速度V1和第二速度V2确定预期的变道车速以及相应的变道时间，然后，执行步骤S315，

在步骤S315，接收主车辆的发动机状态信息、电机状态信息和电池状态信息，如果预期的变道车速大于预定车速或者电池电量小于预定值，则使用发动机实现变道操作，如果预期的变道车速小于预定车速并且电池电量大于预定值，则使用电机实现变道操作，然后，执行步骤S316，

2.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其特征在于，所述变道操作还包括以下方法：

当确定驾驶员意图向右变道时，则执行步骤S302，

在步骤S302，检测是否存在第三障碍车辆（13）和第四障碍车辆（14），如果未检测到第三障碍车辆（13）和第四障碍车辆（14），则执行步骤S316，如果检测到第三障碍车辆（13）和第四障碍车辆（14），则执行步骤S304，

在步骤S304，确定主车辆（10）与第三障碍车辆（13）之间的第三距离D3以及主车辆（10）与第四障碍车辆（14）之间的第四距离D4，然后执行步骤306，

S3=(V3-V0)*T+D3+∆S，S4=(V4-V0)*T+D4+∆S

其中，T为主车辆（10）在变道时预期消耗的时间, ∆S是第二安全阈值；

如果第三距离D3大于第三安全距离S3并且第四距离D4大于第四安全距离S4，则执行步骤308，否则，执行步骤304，

在步骤308，检测主车辆（10）的速度V0、第三障碍车辆（13）的第三速度V3和第四障碍车辆（14）的第四速度V4，然后执行步骤S310，

在步骤S310，比较第四障碍车辆（14）的第四速度V4与当前车道的道路限速进行比较，如果第四速度V4达到道路限速，则向驾驶员发出警示，如果第四速度V4小于道路限速，则执行步骤S312，

在步骤S312，根据第三距离D3、第四距离D4、速度V0、第三速度V3和第四速度V4确定预期的变道车速以及变道时间，然后，执行步骤S314，

在步骤S314，接收发动机状态信息、电机状态信息和电池状态信息，如果预期的变道车速大于预定车速或者电池电量小于预定值，则使用发动机实现变道操作，如果变道车速小于预定车速并且电池电量大于预定值，则使用电机实现变道操作，然后，执行步骤S316。

3.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其特征在于：所述混合动力车辆还包括设置在主车辆的前部或右侧车身上的相机模块和雷达模块。

4.根据权利要求2所述的混合动力车辆，其特征在于：所述∆S’大于∆S。

5.根据权利要求1-4所述的混合动力车辆，其特征在于：所述转向控制单元包括转向指示单元和转向执行单元等，所述转向指示单元包括位于方向盘附近的转向杆。

6.根据权利要求1-5所述的混合动力车辆，其特征在于：如果变道车速小于预定车速并且电池电量大于电池荷电状态的一半或更多，则使用电机实现变道操作。