一種汽車的啟停控制系統及控制方法與流程

2023-05-29 21:00:31

本發明屬於汽車控制技術領域，具體涉及一種汽車的啟停控制系統及控制方法。

背景技術：

隨著國家法規對油耗的要求日趨嚴苛，發動機啟停技術已經成為普遍推廣的節油降耗的新措施；在城市交通運行中，尤其是人口眾多、車輛擁堵的大都市，發動機啟停技術帶來的節油經濟效果更為顯著。例如在交通繁忙的十字路口，等待紅燈或堵車的漫長過程中，整車會根據駕駛者的操作判斷當前狀態是否可以進入自動停機狀態，以達到節省油耗和降低排放的目的；這種進入自動停機狀態的前提，是需要駕駛者踩踏制動踏板（自動檔車型）進行行車制動並最終使整車處於停止狀態，系統才會進行關聯繫統的邏輯判斷並最終進入停機工況；現有的汽車尚未形成有效的發動機啟停技術，因此存在較大的能源浪費。

技術實現要素：

本發明設計了一種汽車的啟停控制系統及控制方法，其解決了現有汽車運行中能源浪費的問題。

為了解決上述存在的技術問題，本發明採用了以下方案：

一種汽車的啟停控制系統，包括ems模塊和攝像頭；攝像頭通過can總線與ems模塊連接；ems模塊與汽車的發動機連接；攝像頭用於獲取交通路況信息，並通過can總線傳輸於ems模塊；ems模塊用於接收交通路況信息，並根據交通路況信息控制發動機運行。

進一步地，還包括轉向開關；轉向開關通過can總線與ems模塊連接；轉向開關用於向ems模塊提供汽車的轉向信息。

進一步地，還包括gps模塊；gps模塊用於獲取交通路況信息，並通過can總線傳輸於ems模塊。

進一步地，還包括雷達模塊；雷達模塊用於採集車輛運行信息，並通過can總線傳輸於ems模塊。

進一步地，還包括真空度傳感器和蓄電池傳感器；蓄電池傳感器用於檢測汽車的蓄電池能源，並通過lin總線傳輸於ems模塊；真空度傳感器用於檢測汽車的制動真空度並傳輸於ems模塊。

進一步地，還包括車速傳感器；車速傳感器用於檢測汽車的車速，並通過can總線傳輸於ems模塊。

相應地，本發明還提供一種汽車的啟停控制方法，包括以下步驟：

s1：攝像頭實時採集汽車前方的交通路況信息，並通過can總線傳輸於ems模塊；

s2：ems模塊接收交通路況信息，並根據交通路況信息控制汽車發動機啟停。

該汽車的啟停控制系統及控制方法具有以下有益效果：

本方案使得汽車能夠更早的識別前方交通路況進入停機狀態，提升節油降耗的效率；並且汽車通過更改控制策略、優化自動停機和啟動管理，避免新增加控制模塊帶來的成本，及時滿足駕駛者行駛需求；同時，在駕駛者操作動作觸發前，系統自動判斷路況並自動執行停機、啟動，體現整車的智能性和高科技感。

附圖說明

圖1：本發明一種汽車的啟停控制系統的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明做進一步說明：

圖1示出了一種汽車的啟停控制系統，包括ems模塊（即發動機控制模塊）和攝像頭；攝像頭安裝在汽車前風擋處，通過can總線與ems模塊連接；ems模塊與汽車的發動機連接；攝像頭用於獲取交通路況信息，並通過can總線傳輸於ems模塊，本實施例中交通路況信主要為紅綠燈信號；ems模塊用於接收交通路況信息，並根據交通路況信息控制發動機運行；通過攝像頭採集的紅綠燈信號；在識別出前方道路交通信號燈處於紅綠狀態，ems模塊根據紅燈狀態信息控制發動機進入自動停機狀態，整車帶檔低速滑行直至駕駛員通過腳剎行車制動至停止；在識別出前方道路交通信號燈處於綠狀態，ems模塊根據綠燈狀態信息控制發動機自動啟動發動機及時提供動力，滿足駕駛者需求，更多的降低油耗和減少排放。

優選地，結合上述方案，如圖1所示，本實施例中，汽車的啟停控制系統還包括轉向開關、gps模塊、真空度傳感器和蓄電池傳感器；轉向開關用於向ems模塊提供汽車的轉向信息並通過can總線與ems模塊連接；gps模塊用於獲取交通路況信息，並通過can總線傳輸於ems模塊；蓄電池傳感器用於檢測汽車的蓄電池能源，並通過lin總線傳輸於ems模塊；真空度傳感器用於檢測汽車的制動真空度並傳輸於ems模塊；在行駛過程中，通過攝像頭採集前方紅綠燈信號視圖數據並結合轉向開關轉向信息識別駕駛意圖（前進、左轉或右轉）或者通過gps模塊提供的實時交通路況信息，判斷出前方道路交通信號燈處於紅燈狀態，且整車車速低於一定值（即整車處於低速運動狀態，尚未停止），ems模塊會採集分析制動真空度傳感器和蓄電池傳感器等信息，當制動真空度滿足制動安全需求，且蓄電池能源滿足下次啟動需求時，ems模塊控制發動機在駕駛員採取行車制動動作前進入自動停機狀態，更多的降低油耗和減少排放；在整車處於發動機自動停機且行車制動的過程中，通過攝像頭採集數據分析或者gps模塊反饋信號燈狀態發生變化，由紅燈轉變為綠燈，ems模塊自動啟動發動機及時提供動力，滿足駕駛者需求；並且在交通路口處於等待紅燈的過程中，通過攝像頭採集數據分析或gps模塊反饋信號，識別出前方道路交通信號燈轉變為綠燈狀態，ems模塊可以在駕駛員鬆開制動踏板前更早的進入自動啟動工況，及時滿足駕駛者對動力的需求。

優選地，結合上述方案，如圖1所示，本實施例中，汽車的啟停控制系統還包括雷達模塊；雷達模塊用於採集車輛運行信息，並通過can總線傳輸於ems模塊；在非交通路口的行駛過程中，如果前方發生擁堵，通過攝像頭和雷達模塊採集的數據進行耦合處理，整車可以在較遠的路程及時發現車流發生停滯堵車，且當車速、制動真空度和蓄電池剩餘電量均滿足自動停機條件時，ems模塊可以在駕駛員進行人為操作（例如踩踏制動踏板）之前自發進入停機狀態，更多的降低油耗和減少排放；並且在整車處於發動機自動停機且行車制動的過程中，如果攝像頭和雷達數據通過耦合分析判斷前方車輛開始向前移動，堵車情況開始緩解，ems模塊自動啟動發動機及時提供動力，滿足駕駛者需求；進一步地，在整車處於堵車等待的過程中，通過攝像頭和雷達模塊採集的數據進行耦合分析，識別出前方車輛開始向前移動，堵車情況開始緩解，ems模塊可以在駕駛員鬆開制動踏板前更早的進入自動啟動工況，滿足駕駛者的動力需求。

優選地，結合上述方案，如圖1所示，本實施例中，汽車的啟停控制系統還包括車速傳感器；車速傳感器用於檢測汽車的車速，並通過can總線傳輸於ems模塊，實時檢測整車運動狀態下的時速，包括低速運行尚未停止時的時速，以及高速運行時的時速。

優選地，結合上述方案，本實施例中基於攝像頭、雷達模塊和gps模塊的輔助下，當發動機進入自動停機工況後，整車始終監測制動真空度傳感器和蓄電池傳感器狀態，當狀態發生改變不滿足系統安全定義時，ems模塊會自動啟動發動機，對真空度和電源進行補充。

相應地，結合上述方案，本發明中還提供一種汽車的啟停控制方法，包括以下步驟：

s1：攝像頭實時採集汽車前方的交通路況信息，並通過can總線傳輸於ems模塊；交通路況信息為紅綠燈信號和車輛運行信息；

s2：ems模塊接收交通路況信息，並根據交通路況信息控制汽車發動機啟停；具體地，通過攝像頭採集的紅綠燈信號；在識別出前方道路交通信號燈處於紅狀態，ems模塊控制發動機在駕駛員採取行車制動動作前進入自動停機狀態；在識別出前方道路交通信號燈處於綠狀態，ems模塊根據綠燈狀態信息控制發動機自動啟動發動機及時提供動力，滿足駕駛者需求；或者通過雷達模塊用於採集車輛運行信息，控制汽車及時啟動或停機。

優選地，結合上述方案，本實施例中交通路況信息為紅綠燈信號，高清攝像頭實時採集車輛前方的圖像，將採集到的yuv格式的圖像進行顏色提取，對紅色、綠色區域進行特徵值提取，判定紅綠燈的狀態；攝像頭判定紅綠燈不是僅僅按照紅色、綠色光的圓形物體識別，因為運動狀態下攝像頭拍攝到的紅綠燈不一定是圓形，所以攝像頭會結合各種紅綠燈的樣式，如並列三個一排、三個一列等形式進行學習匹配，特定場景進行特定匹配，匹配到庫裡的輪廓數據後才判定為紅綠燈；為避免某些車輛的尾燈、剎車燈是圓形的導致誤報，一方面需要結合形狀信息對燈的形狀進行判斷，另一方面結合高度信息對該數據進行處理，降低誤報機率；攝像頭將各類特徵值進行處理，最終可以分析判斷出紅綠燈的實時狀態；其中，s1步驟還包括以下步驟：

s11：轉向開關實時將汽車的轉向信息並通過can總線傳輸於ems模塊；轉向信息包括左轉或右轉；

s12：gps模塊用於獲取交通路況信息，並通過can總線傳輸於ems模塊；交通路況信息為紅綠燈信號；gps模塊可通過網絡獲取交通路況信號並傳輸於ems模塊；

s13：真空度傳感器實時檢測汽車的制動真空度，並通過can總線傳輸於ems模塊；

s14：蓄電池傳感器實時檢測汽車的蓄電池能源，並通過lin總線傳輸於ems模塊；

s15：ems模塊根據紅綠燈信息以及轉向信息；判斷出前方道路交通信號燈處於紅燈狀態，且整車車速低於一定值（整車處於低速運動狀態，尚未停止），ems模塊會採集分析制動真空度傳感器和蓄電池傳感器等信息，當制動真空度滿足制動安全需求，且蓄電池能源滿足下次啟動需求時，ems模塊控制發動機在駕駛員採取行車制動動作前進入自動停機狀態，更多的降低油耗和減少排放；在整車處於發動機自動停機且行車制動的過程中，通過攝像頭採集數據分析或者gps模塊反饋信號燈狀態發生變化，由紅燈轉變為綠燈，ems模塊自動啟動發動機及時提供動力，滿足駕駛者需求；並且在交通路口處於等待紅燈的過程中，通過攝像頭採集數據分析或gps模塊反饋信號，識別出前方道路交通信號燈轉變為綠燈狀態，ems模塊可以在駕駛員鬆開制動踏板前更早的進入自動啟動工況，及時滿足駕駛者對動力的需求。

優選地，結合上述方案，本實施例中；s1步驟還包括以下步驟：

s111：雷達模塊實時採集汽車前方的交通路況信息，並通過can總線傳輸於ems模塊；交通路況信息為車輛運行信息；

s112：雷達模塊的交通路況信息與攝像頭採集的交通路況信息進行耦合，判斷汽車前方車輛的行車狀況；

s113：ems模塊根據車輛行車狀況，在非交通路口的行駛過程中，如果前方發生擁堵，通過攝像頭和雷達模塊採集的數據進行耦合處理，整車可以在較遠的路程及時發現車流發生停滯堵車，且當車速、制動真空度和蓄電池剩餘電量均滿足自動停機條件時，ems模塊可以在駕駛員進行人為操作（例如踩踏制動踏板）之前自發進入停機狀態，更多的降低油耗和減少排放；在整車處於發動機自動停機且行車制動的過程中，如果攝像頭和雷達模塊數據通過耦合分析判斷前方車輛開始向前移動，堵車情況開始緩解，ems模塊自動啟動發動機及時提供動力，滿足駕駛者需求。

通過採用上述方案，在現有的停車策略中，增加攝像頭、雷達模塊和gps模塊數據信息的策略，更早的識別前方交通路況進入停機狀態，提升節油降耗的效率；更改控制策略、優化自動停機和啟動管理，避免新增加控制模塊帶來的成本，及時滿足駕駛者行駛需求；在駕駛者操作動作觸發前，系統自動判斷路況並自動執行停機、啟動，體現整車的智能性和高科技感。

上面結合附圖對本發明進行了示例性的描述，顯然本發明的實現並不受上述方式的限制，只要採用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用於其它場合的，均在本發明的保護範圍內。