用于实时生态路线选择和自适应驱动控制的车辆、系统和逻辑技术方案

公开了用于预测路线规划和自适应控制的智能车辆系统和控制逻辑，用于制造/操作这种系统的方法，以及具有实时生态路径选择和自动驾驶功能的机动车辆。一种用于控制车辆操作的方法，包括确定车辆起点和目的地信息，以及识别从所述起点前往到所述目的地的候选路线。为每个候选路线接收道路级数据，包括速度和拓扑数据。估计经由每个候选路线将车辆从起点推进到目的地的总能耗。所述估计包括对照将能耗与速度、转角和/或坡度相关联的存储器存储表来评估每个候选路线相应的道路级数据。常驻车辆控制器基于一个或多个候选路线对应的一个或多个估计总能耗来命令常驻车辆子系统执行控制操作。

Vehicle, system and logic for real-time eco route selection and adaptive drive control

【技术实现步骤摘要】
用于实时生态路线选择和自适应驱动控制的车辆、系统和逻辑引言本公开总体上涉及车辆能耗估计和路线规划。更具体地，本公开的各方面涉及具有用于预测生态路线规划和自适应驱动控制的控制逻辑的智能车辆。当前生产的机动车辆，例如现代汽车，最初配备有动力系，该动力系用于推进车辆并为车辆的车载电子设备提供动力。例如，在汽车应用中，车辆动力系通常以原动机为代表，该原动机通过手动或自动换挡的多速变速器和最终驱动系统(例如，差速器、驱动轴等)向车辆的车轮传递驱动力。历史上，汽车由往复活塞式内燃机(ICE)组件提供动力，这是由于其容易获得并且成本相对低廉，重量轻和总体效率高。作为一些非限制性示例，这种发动机包括二冲程和四冲程压缩点火(CI)柴油发动机、四冲程火花点火(SI)汽油发动机、六冲程结构和旋转发动机。另一方面，混合动力和全电动车辆利用替代动力源来推进车辆，从而最小化或消除对基于矿物燃料的发动机的动力依赖。混合动力车辆动力系利用多个牵引动力源来推进车辆，最常见的是结合电池供电或燃料电池供电的电动机来操作内燃机组件。例如，混合动力电动车辆(HEV)存储电能和化学能，并将其转换为机械动力以驱动车辆的车轮。HEV通常配备有电动机(电机)，其通常为发动机/发电机组(MGU)的形式，并与ICE并联或串联操作。串联混合动力结构从电动机获得所有牵引动力，因此消除了发动机和最终驱动构件之间的任何驱动机械连接。相比之下，并联混合动力架构的发动机和电动机/发电机组件各自具有与动力变速器的驱动机械联接。由于混合动力车辆被设计成从ICE以外的来源获得其动力，所以当车辆由电动机推进时，HEV中的发动机可以全部或部分地关闭。全电动车辆(FEV)，俗称“电动车辆”，是一种替代类型的电驱动车辆配置，其完全省掉了动力系统中的内燃机和伴随外围部件，仅依赖于电动牵引电动机来推进车辆。例如，电池电动车辆(BEV)利用存储在可再充电的车载电池组中的能量而不是燃料箱、燃料电池或飞轮中的能量为电动机提供动力。电动车辆采用通过动力系控制模块(PCM)控制的电力分配系统，用于在车载电池组和电动机之间来回传输电能。插入式电动车辆(PEV)变体允许通过住宅或商用车辆充电站从外部电源(例如公共电网)对电池组进行再充电。随着车辆发展，通信和感测能力不断提高，制造商不断提供更多的系统自动化驾驶功能，希望最终提供能够在城市和乡村场景中的异构车辆类型中运行的全自动车辆。原始设备制造商(OEM)正在朝车辆到车辆(V2V)和车辆到基础设施(V2I)“谈话”汽车的方向发展，集无线连接(例如，专用短程通信或DSRC)和高级驾驶自动化特征为一体，采用自动转向，制动和动力系统以实现无人驾驶车辆操作。自动路线生成系统利用车辆状态和动态传感器，道路地图数据和路线预测算法来为车辆路线选择和重新路线选择提供自动车道中心和车道改变预测，场景规划等。出于本公开的目的，“自动车辆”和“自动驾驶车辆”以及“联网的自动/自动驾驶车辆”(CAVs)可以同义地并且可互换地用于表示具有部分辅助的和/或全自动驾驶功能的车辆，包括可以被归类为汽车工程师协会(SAE)2级、3级、4级或5级车辆的任何相关车辆平台。许多汽车现在配备有车载导航系统，该系统结合导航软件和地图数据库利用全球定位系统(GPS)收发器来获得与车辆的当前位置相关的道路地形，交通和限速信息。高级驾驶员辅助系统(ADAS)和自动驾驶系统通常能够基于由车载导航系统获得的道路信息来适应某些自动驾驶操纵。例如，基于自组织网络的ADAS将GPS和映射数据与多跳位置辅助多波V2V和V2I数据交换相结合，以促进自动车辆操纵和动力系控制。在辅助和非辅助车辆操作期间，常驻导航系统可以基于给定行程的路线起点与路线目的地之间的估计的最短时间或估计的最短距离来确定推荐行进路线。然后，可以将该推荐行进路线显示为地理编码和注释图上的地图轨迹或路线规划方向。这种用于路线规划的传统方法虽然能有效地确定前往期望目的地的最短行进距离/时间，但确没有考虑到用于管理车辆操作的最节能路线或最有利路线。
技术实现思路
本公开公开了具有用于预测路线规划和自适应控制的伴随控制逻辑的智能车辆系统，用于制造和操作这种系统的方法，以及具有实时生态路线选择和自适应驱动控制功能的机动车辆。作为示例，提出了新颖的生态路线选择算法，其监控实时交通状况和道路级数据以获得车辆能耗估计，系统从该估计生成替代的，更节能的路线。自动驾驶和自动车辆驱动控制可以作为闭环系统来操作，该闭环系统主动地使用传感器测量值来调整燃料消耗数据(例如，作为查找表存储在常驻高速缓冲存储器中)。用于节能车辆操作的基于模型的路线概率规划可能是计算密集型的，因此对于常驻车辆硬件而言是不可实行的。相比之下，本公开所公开的生态路线选择策略结合地理定位地图应用和交通应用编程接口(API)使用车辆校准的能耗查找表来获得从给定起点行进到期望目的地的每个候选路线的能耗估计，从而节省大量计算。除了减少车内处理负荷之外，本公开所公开的生态路线选择技术有助于提高车辆燃料经济性或扩大生态驾驶范围(例如，用于HEV和FEV应用)，同时改进ADAS和自动驾驶功能。本公开的各方面涉及用于优化车辆能量使用的实时生态路线选择技术和自适应驱动控制算法。例如，提出了一种用于控制机动车辆的操作的方法。该车辆包括多个车轮，可操作以驱动一个或多个车轮的原动机(例如，ICE和/或MGU)，以及控制原动机的常驻车辆控制器。该代表性方法包括，以上和以下公开的选项和特征的任何顺序的任何组合：例如，使用常驻车辆控制器通过与图形化人机界面(HMI)和GPS收发器，蜂窝数据芯片等的协同操作来确定机动车辆的车辆出发地和车辆目的地；例如。使用常驻车辆控制器通过常驻或远程存储器存储的地图数据库来进行地理空间查询从而识别从车辆起点到车辆目的地的多个候选路线；例如，使用常驻车辆控制器接收来自地图数据库或云计算资源服务，该云计算资源服务收集与每个候选路线相关的众包车辆动态数据，道路级数据——速度，转角和/或坡度数据；例如，使用常驻车辆控制器估计经由每个候选路线将机动车辆从车辆起点推进到车辆目的地的原动机的各个总能耗，该估计包括对照存储在存储器中的数据(例如，一个或多个查找表)来评估每一个候选路线相应的道路级数据。该数据将能耗与速度、转角和/或坡度相关联；例如，基于一个或多个候选路线对应的一个或多个估计总能耗，使用常驻车辆控制器向常驻车辆子系统发送一个或多个命令信号来执行控制操作。本公开的其他方面涉及具有实时生态路线选择和自适应驱动控制功能的智能机动车辆。如本文中所使用的，术语“机动车辆”可以包括任何相关的车辆平台，例如客车(内燃、混合动力、全电动、燃料电池等)、商用车、工业车辆、履带式车辆、越野和全地形车辆(ATV)、摩托车、农场设备、船、飞机等。在一个示例中，机动车辆包括车身，该车身具有可操作地附接到该车身的多个车轮。安装在车身上的原动机驱动一个或多个车轮来推进车辆。该机动车辆还配备有附接到车身的常驻车辆导航系统，例如，安装在车厢内。车辆导航系统包括车辆位置跟踪装置，一个或多个电子用户输入装置和电子显示装置。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制机动车辆操作的方法，所述机动车辆包括多个车轮，可操作以驱动至少一个车轮的原动机，以及可操作以控制所述原动机的常驻车辆控制器，所述方法包括：/n通过所述常驻车辆控制器确定所述机动车辆的车辆起点和车辆目的地；/n通过具有存储器存储地图数据库的所述常驻车辆控制器进行地理空间查询，以识别机动车辆从车辆起点行进到车辆目的地的多个候选路线；/n接收与每个所述候选路线相关联的相应道路级数据，所述道路级数据包括速度数据和转角数据和/或坡度数据；/n估计经由每个所述候选路线将机动车辆从车辆起点推进到车辆目的地的相应原动机总能耗，所述估计包括对照将能耗与速度和转角和/或坡度相关联的存储器存储表来评估候选路线的相应道路级数据；以及/n基于至少一个候选路线对应的至少一个估计总能耗，通过所述常驻车辆控制器向常驻车辆子系统发送命令信号以执行控制操作。/n

【技术特征摘要】
20180913 US 16/1303671.一种用于控制机动车辆操作的方法，所述机动车辆包括多个车轮，可操作以驱动至少一个车轮的原动机，以及可操作以控制所述原动机的常驻车辆控制器，所述方法包括：
通过所述常驻车辆控制器确定所述机动车辆的车辆起点和车辆目的地；
通过具有存储器存储地图数据库的所述常驻车辆控制器进行地理空间查询，以识别机动车辆从车辆起点行进到车辆目的地的多个候选路线；
接收与每个所述候选路线相关联的相应道路级数据，所述道路级数据包括速度数据和转角数据和/或坡度数据；
估计经由每个所述候选路线将机动车辆从车辆起点推进到车辆目的地的相应原动机总能耗，所述估计包括对照将能耗与速度和转角和/或坡度相关联的存储器存储表来评估候选路线的相应道路级数据；以及
基于至少一个候选路线对应的至少一个估计总能耗，通过所述常驻车辆控制器向常驻车辆子系统发送命令信号以执行控制操作。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，估计所述候选路线的总能耗包括：
将每个所述候选路线分割成多个路段；
根据存储在存储器存储地图数据库中的道路级数据来确定每个路段的相应平均速度、平均转角和平均坡度；
通过对照将能耗与速度和转角和/或坡度相关联的存储器存储表评估路段的相应平均速度、转角和坡度，从而估计每个路段的相应车辆能耗；以及
汇总路段的车辆能耗，从而估计每个所述候选路线的相应总能耗。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，估计所述候选路线的相应总能耗包括：
接收指示多个参与车辆在所述候选路线上行驶固定时间窗口时的速度、转角和坡度的车辆动态数据；
根据接收到的车辆动态数据，确定与每个所述候选路线相关联的相应道路级数据，包括相应的平均速度、平均转角和平均坡度；以及
通过对照将能耗与速度和转角和/或坡度相关联的表评估候选路线的相应平均速度、平均转角和平均坡度，从而估计每个所述候选路线的相应总能耗。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述常驻车辆子系统包括具有输入设备和电子显示设备的车辆导航系统，所述方法进一步包括：
通过电子显示设备同时显示每个所述候选路线以及相应的估计总能耗的指示；
通过所述输入设备接收对一个候选路线的用户选择；
确定干扰事件是否已经将所选择的候选路线的估计行驶时间增加了至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：CK·高，S·E·马尔登，CF·常，E·冈拉克，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US