用于电动汽车的自适应驾驶行为调节方法

摘要

本发明涉及电动汽车，具体提供一种用于电动汽车的自适应驾驶行为调节方法，旨在解决现有能量回收方式无法充分满足电动汽车续航要求以及充电或换电时间无法准确确定的问题。为此目的，本发明的方法包括下列步骤：估算电动汽车的续航里程；通过GPS获取最近的充电桩位置或目的地信息；通过GPS获取电动汽车当前行驶的车道信息；以及基于电动汽车的续航里程、充电桩位置或目的地信息以及车道信息，使电动汽车选择性地进入强制自适应驾驶模式或可选自适应驾驶模式。本发明的方法不但能避无法及时充电而抛锚或无法抵达目的地，而且还能在可行的情况下提醒驾驶员及时续航，从而不但节约电能并因此提高续航里程，还能避免因为缺电而抛锚，改善驾驶体验。

权利要求

1.一种用于电动汽车的自适应驾驶行为调节方法，其特征在于包括下列步骤：估算所述电动汽车的续航里程；

获取最近的充电桩位置或目的地信息；

获取所述电动汽车当前行驶的车道信息；以及

基于所述电动汽车的续航里程、所述充电桩位置或目的地信息以及所述车道信息，使所述电动汽车选择性地进入强制自适应驾驶模式或可选自适应驾驶模式，其中，当所述电动汽车与充电桩或目的地之间的距离大于所述续航里程但差值小于上限阈值距离时，或者当所述电动汽车与充电桩或目的地之间的距离小于所述续航里程但差值达到下限阈值距离时，使所述电动汽车进入强制自适应驾驶模式。

2.根据权利要求1所述的自适应驾驶行为调节方法，其特征在于，估算所述电动汽车的续航里程的步骤进一步包括：获取所述电动汽车的剩余电量；

获取所述电动汽车的实际车速；

获取所述电动汽车的负载状态；

获取当前道路的地形；以及

基于所述剩余电量、所述实际车速、所述负载状态以及所述当前道路的地形来估算所述电动汽车的续航里程。

3.根据权利要求2所述的自适应驾驶行为调节方法，其特征在于，所述车道信息包括平均车速、地形和限速，并且/或者所述负载状态包括空调状态和低压负载状态。

4.根据权利要求3所述的自适应驾驶行为调节方法，其特征在于，当所述电动汽车的剩余电量小于阈值电量并且所述平均车速大于阈值车速时，使所述电动汽车进入可选自适应驾驶模式。

5.根据权利要求4所述的自适应驾驶行为调节方法，其特征在于，当同时满足进入强制自适应驾驶模式和可选自适应驾驶模式的条件时，所述电动汽车优先进入强制自适应驾驶模式。

6.根据权利要求5所述的自适应驾驶行为调节方法，其特征在于，所述阈值车速是

40KM/小时；并且/或者所述下限阈值距离在10-30KM的范围内。

7.根据权利要求6所述的自适应驾驶行为调节方法，其特征在于，当所述电动汽车进入强制自适应驾驶模式同时满足可选自适应驾驶模式的条件时，所述电动汽车以40KM/小时定速巡航，同时开启双闪报警灯。

8.根据权利要求7所述的自适应驾驶行为调节方法，其特征在于，当所述电动汽车进入强制自适应驾驶模式但不满足可选自适应驾驶模式的条件时，所述电动汽车以所述平均车速行驶，同时开启双闪报警灯。

9.根据权利要求8所述的自适应驾驶行为调节方法，其特征在于，当所述电动汽车进入可选自适应驾驶模式时，所述电动汽车提示驾驶员确认是否进入可选自适应驾驶模式，以便提高续航里程。

说明书

用于电动汽车的自适应驾驶行为调节方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电动汽车，具体提供一种用于电动汽车的自适应驾驶行为调节方法。

背景技术

[0002] 能源危机和环境问题已成为制约全球发展的重要因素，以电动汽车为主的新能源汽车成为缓解能源压力、降低环境污染的有效手段之一。电动汽车采用纯电力驱动，与传统内燃机车或混合动力车相比，可以改善能源结构，改善电网系统峰谷平衡问题，实现低排放行驶，减少废气废热和噪音污染，现已在全球范围内进入产业化初期。

[0003] 以动力电池为能源的纯电动汽车，其评价指标包括续航里程、单位里程能耗等。其中，续航里程是衡量电动汽车经济性能的重要标准，大量研究也主要集中在如何提高电动汽车的续航里程上。电池组的容量越大，电动汽车储能能力越强，续航里程就越大。但电池组的增加使得车辆质量增大，影响了整车性能且增加生产成本。

[0004] 一般而言，电动汽车可以通过再生制动回收能量，提高续航里程。但是，仅依靠再生制动是不够的，需要寻求其他方法来平衡电动汽车的动力性能，经济性能和安全性能，提高电动汽车的续航里程。此外，与混合动力车不同，纯电动汽车需要充分考虑充电桩或换电站的位置，防止未考虑续航里程与充电桩位置而导致缺电抛锚。

[0005] 相应地，本领域需要一种新的电动汽车驾驶行为调节方法来解决上述问题。

发明内容

[0006] 本发明旨在解决现有能量回收方式无法充分满足电动汽车续航要求以及充电或换电时间无法准确确定的问题。为此目的，本发明提供一种用于电动汽车的自适应驾驶行为调节方法。该方法包括下列步骤：估算所述电动汽车的续航里程；获取最近的充电桩位置或目的地信息；获取所述电动汽车当前行驶的车道信息；以及基于所述电动汽车的续航里程、所述充电桩位置或目的地信息以及所述车道信息，使所述电动汽车选择性地进入强制自适应驾驶模式或可选自适应驾驶模式。

[0007] 在本申请中，“强制自适应驾驶模式”意指电动汽车不经过驾驶员确认就自行进入的模式，当ECU判定相关条件满足时，电动汽车直接进入该模式。在强制自适应驾驶模式中，电动汽车以最经济的速度行驶以便最大程度地提高续航里程，避免因为缺电而半路抛锚。“可选自适应驾驶模式”意指电动汽车需要经过驾驶员确认才能进入的模式，当ECU判定相关条件满足时，电动汽车首先询问驾驶员是否进入该模式，由驾驶员来确认是否进入该模式。在可选自适应驾驶模式中，电动汽车也以最经济的速度行驶以便在可行的情况下最大程度地节约电能并因此提高续航里程。与强制自适应驾驶模式相比，可选自适应驾驶模式对应于续航需求并不紧急的情形，驾驶员可以选择续航，也可以选择不续航。当然，无论是强制自适应驾驶模式，还是可选自适应驾驶模式，驾驶员都有权决定随时退出。换句话说，尽管强制自适应驾驶模式不经过驾驶员确认就可以进入，但是，驾驶员仍旧有权随时退出该模式，这种设置主要是出于安全考虑。此外，上文描述的是获取最近的充电桩位置或目的地信息和车道信息，优选是通过GPS获取，但是，本领域技术人员显然也可以根据需要选择其他适当的获取方式，例如通过北斗等其他导航系统，或者通过实时路况报道等途径。

[0008] 在上述自适应驾驶行为调节方法的优选实施方式中，估算所述电动汽车的续航里程的步骤进一步包括：获取所述电动汽车的剩余电量；获取所述电动汽车的实际车速；获取所述电动汽车的负载状态；获取当前道路的地形；以及基于所述剩余电量、所述实际车速、所述负载状态以及所述当前道路的地形来估算所述电动汽车的续航里程。

[0009] 本领域技术人员能够理解的是，电动汽车的剩余电量可以通过安装在电池包内部或外部的电池管理器BMS实时获取，实际车速可以通过ECU实时获取，负载状态也可以通过ECU或其他子控制器来实时获取，当前道路的地形可以是GPS提供的，也可以是其他导航装置或系统提供的，根据这些信息并且采用相应的方法或模型，便可以估算出电动汽车的实时续航里程。现有技术中有多种估算续航里程的方法或模型，具体如何估算续航里程不是本申请的重点，因而本文中不再对此进行详细描述。此外，所述地形主要是指路径中的上坡或下坡地形、转弯、路面平整度等。以上坡或下坡为例，之所以考虑上坡或下坡地形是因为，相同的速度下上坡和下坡会对续航里程产生完全相反的影响。因此，在确定续航里程时，必须考虑车辆所处的地形。

[0010] 在上述自适应驾驶行为调节方法的优选实施方式中，所述车道信息包括平均车速、地形和限速，并且/或者所述负载状态包括空调状态和低压负载状态。

[0011] 本领域技术人员能够看出，本发明在估算续航里程的时候需要考虑地形，同时，在结合续航里程和车道信息来判定是否进入自适应驾驶模式时也要考虑地形，因为地形信息本身就是车道信息的一部分。换句话说，本发明的方法对实时路况的地形是双重依赖的。另外，空调状态以及诸如收音机、显示屏、照明灯等低压负载的状态都可以通过相应的子控制器获取，或者直接从ECU获取。

[0012] 在上述自适应驾驶行为调节方法的优选实施方式中，当所述电动汽车与充电桩或目的地之间的距离大于所述续航里程但差值小于上限阈值距离时，或者当所述电动汽车与充电桩或目的地之间的距离小于所述续航里程但差值达到下限阈值距离时，使所述电动汽车进入强制自适应驾驶模式。

[0013] 本领域技术人员能够理解的是，当电动汽车与充电桩之间的距离大于续航里程时，意味着即使驾驶员马上驾驶汽车驶向充电桩，也无法在剩余电量耗尽之前到达，这时ECU便可以决定直接进入强制自适应驾驶模式，而无需事先征得驾驶员同意。类似地，当电动汽车与其他目的地(例如换电站)之间的距离大于续航里程时，也意味着按照当前的行驶状态无法在剩余电量耗尽之前到达，所以，必须马上进入强制自适应驾驶模式。在实践中，即使电动汽车与充电桩或目的地之间的距离没有大于所述续航里程，但是两者之间的差值达到一定阈值，也应该使所述电动汽车进入强制自适应驾驶模式。

[0014] 更具体地，在上述电动汽车进入强制自适应驾驶模式的激活条件中，所述电动汽车与充电桩或目的地之间的距离与所述续航里程之间的差值需要在一定阈值范围内，意味着进入强制自适应驾驶模式后，在剩余电量耗尽之前所述电动汽车可到达充电桩或目的地。所述阈值范围包括上限阈值距离和下限阈值距离，可根据强制自适应驾驶模式能够增加的续航里程及不同城市拥堵状态等因素估算。例如，假设所述电动汽车在当前状态下估算的续航里程为20KM，若进入强制自适应驾驶模式下估算的续航里程为50KM，续航里程增加30KM，即此时的上限阈值距离为30KM，但是，考虑到道路交通环境影响以及续航里程估算误差，可增加一比例系数如80％，即此时的上限阈值距离为24KM。同理，可实时或间歇地估算出不同当前状态下的上限阈值距离。在实践中，上限阈值距离可以根据经验或需要选择其他数值。下限阈值距离可以根据不同城市的拥堵情况进行调整，例如可以在10-30KM的范围内选择。否则，一旦之后路况继续恶化，也将导致无法在剩余电量耗尽之前到达充电桩或换电站。所以，下限阈值距离的设置是为意外状况留下了裕度。当然，下限阈值距离也可以根据需要选择其他数值。

[0015] 在上述自适应驾驶行为调节方法的优选实施方式中，当所述电动汽车的剩余电量小于阈值电量并且所述平均车速大于阈值车速时，使所述电动汽车进入可选自适应驾驶模式。

[0016] 本领域技术人员能够理解的是，如果电池电量充足，则无需频繁提醒驾驶员进入自适应模式。反之，当剩余电量小于一定数值或比例－例如仅剩30％(这个比例可以根据需要调整)时，则可以启动是否满足自适应驾驶模式的判定。同时，由于可选自适应驾驶模式并不具有紧迫性，因此，应该在车速适宜的情况下执行，所以，本发明要求平均车速大于阈值车速(例如，40KM/小时)时才启动判定。当满足可选自适应驾驶模式的条件时，车辆以视觉或音频方式询问驾驶员是否进入该模式，驾驶员可以通过触摸屏或音频应答来选择进入或不进入。

[0017] 在上述自适应驾驶行为调节方法的优选实施方式中，当同时满足进入强制自适应驾驶模式和可选自适应驾驶模式的条件时，所述电动汽车优先进入强制自适应驾驶模式。

[0018] 如上所述，由于强制自适应驾驶模式更具有紧迫性，因此其具有高于可选自适应驾驶模式的优先级，在同时满足两种条件时，使电动汽车优先进入强制自适应驾驶模式。

[0019] 在上述自适应驾驶行为调节方法的优选实施方式中，所述阈值车速是40KM/小时；并且/或者所述下限阈值距离在10-30KM的范围内。

[0020] 如下面在具体实施方式部分描述的，电动汽车通常在大约40KM/小时的速度时获得最大的续航里程，当车速大于40KM/小时，速度越高续航里程越低，当车速低于40KM/小时，车速越高续航里程越高。如上所述，所述下限阈值距离是为了给后续路况变化留出裕度，防止由于路况恶化而导致无法在电量耗尽之前抵达目的地。如上所述，所述阈值距离可以根据不同城市的拥堵情况进行调整，例如可以在10-30KM的范围内。当然，也可以根据需要选择其他数值。

[0021] 在上述自适应驾驶行为调节方法的优选实施方式中，当所述电动汽车进入强制自适应驾驶模式同时满足可选自适应驾驶模式的条件时，所述电动汽车以40KM/小时定速巡航，同时开启双闪报警灯。

[0022] 本领域技术人员能够理解的是，电动汽车进入强制自适应驾驶模式意味着必须进行续航操作，否则便有可能无法在电量耗尽之前到达补给站(例如充电桩或换电站)，满足可选自适应驾驶模式的条件意味着当前道路的平均车速高于40KM/小时，那么此时的最佳选择是以40KM/小时定速巡航，这样可以获得最大续航里程，同时由于低于平均车速行驶，基本上不会影响同一道路中的其他车辆，也基本上不会有跟其他车辆追尾的风险。然而，应当指出的是，上述“以40KM/小时定速巡航”并不是说车速必须一直是40KM/小时，此时驾驶员或防碰撞系统等其他汽车安全系统依然可以介入，因为即使在平均车速高于40KM/小时的情况下，位于宿主电动汽车前方的车辆的速度完全有可能低于40KM/小时，此时驾驶员或其他汽车安全系统可以根据实际情况及时介入，防止碰撞事件发生。一旦紧急情况解除，ECU便可以将车速重新调整为40KM/小时来定速巡航。此外，需要指出的是，“强制自适应驾驶模式”是为了防止缺电抛锚而设置的应急模式，因此，一旦进入该模式，电动汽车最好开启双闪报警灯来提示周围车辆，以便将与周围车辆发生冲突的可能性降到最低。

[0023] 在上述自适应驾驶行为调节方法的优选实施方式中，当所述电动汽车进入强制自适应驾驶模式但不满足可选自适应驾驶模式的条件时，所述电动汽车以所述平均车速行驶，同时开启双闪报警灯。

[0024] 本领域技术人员能够理解的是，电动汽车进入强制自适应驾驶模式意味着必须进行续航操作，否则便有可能无法在电量耗尽之前到达补给站(例如充电桩或换电站)，不满足可选自适应驾驶模式的条件意味着当前道路的平均车速低于40KM/小时，那么此时的最佳选择是以实时平均车速行驶，这样可以获得最大续航里程。与上述情形类似，上述“以平均车速行驶”并不是说电动汽车必须一直以平均车速行驶，此时驾驶员或防碰撞系统等其他汽车安全系统依然可以介入，因为前方车辆的速度完全有可能低于平均车速，此时驾驶员或其他汽车安全系统可以根据实际情况及时介入，防止碰撞事件发生。一旦紧急情况解除，ECU便可以将车速重新调整为平均车速以便获得最大续航里程。如上所述，“强制自适应驾驶模式”是为了防止缺电抛锚而设置的应急模式，一旦进入该模式，电动汽车最好开启双闪报警灯来提示周围车辆，以便将与周围车辆发生冲突的可能性降到最低。

[0025] 在上述自适应驾驶行为调节方法的优选实施方式中，当所述电动汽车进入可选自适应驾驶模式时，所述电动汽车提示驾驶员确认是否进入可选自适应驾驶模式，以便提高续航里程。这点在上文已经详细描述，此处不再赘述。

[0026] 综上所述，当采用本发明的方法时，可以使车辆适时地进入强制自适应驾驶模式或可选自适应驾驶模式。强制自适应驾驶模式可以避免盲目驾驶导致无法及时充电而抛锚或不能抵达目的地，可选自适应驾驶模式使得能够在可行的情况下提醒驾驶员及时续航，从而不但能节约电能并因此提高续航里程，还能避免因为缺电而抛锚，改善驾驶体验。

附图说明

[0027] 图1是车重和电池功率等参数不同的两款电动汽车续航里程的仿真结果图。

[0028] 图2是根据本发明的自适应驾驶行为调节方法的流程图。

[0029] 图3是根据本发明的续航里程估算方法的流程图。

具体实施方式

[0030] 下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。首先参阅图1，该图是车重和电池功率等参数不同的两款电动汽车续航里程的仿真结果图。从图1可以看出，对于不同参数的电动汽车，通常在大约40KM/小时的速度时获得最大的续航里程，当车速大于40KM/小时，速度越高续航里程越低，当车速低于40KM/小时，车速越高续航里程越高。因此，通过智能调节，可以使车速尽可能接近40KM/小时，从而增大电动汽车的续航里程，提高车辆的经济性能。

[0031] 接下来参阅图2，本发明的用于电动汽车的自适应驾驶行为调节方法包括下列步骤：估算电动汽车的续航里程；通过GPS获取最近的充电桩位置或目的地信息；通过GPS获取电动汽车当前行驶的车道信息；以及基于电动汽车的续航里程、充电桩位置或目的地信息以及车道信息，使电动汽车选择性地进入强制自适应驾驶模式或可选自适应驾驶模式。

[0032] 如图3所示，在本发明的技术方案中，估算电动汽车的续航里程的步骤进一步包括：获取电动汽车的剩余电量；获取电动汽车的实际车速；获取电动汽车的负载状态；获取当前道路的地形；以及基于所述剩余电量、所述实际车速、所述负载状态和所述当前道路的地形来估算电动汽车的续航里程。

[0033] 优选地，所述车道信息包括平均车速、地形和限速，所述负载状态包括空调状态和低压负载状态。具体来说，所述地形可以是上坡、下坡、转弯、路面平整度等信息。所述低压负载可以是收音机、CD播放器、照明灯等附件的用电情况。

[0034] 更优选地，当电动汽车与充电桩或目的地之间的距离大于续航里程时，或者当电动汽车与充电桩或目的地之间的距离小于续航里程但差值达到阈值距离时，使电动汽车进入强制自适应驾驶模式。这里的目的地可以是诸如换电站的能量补给站，也可以是其他驾驶员想要到达的地方。最优选的是，当满足进入强制自适应驾驶模式的条件时，车辆直接将目的地确定为最近的充电桩或换电站，因为避免缺电抛锚是电动汽车的第一考虑因素。

[0035] 更优选地，当电动汽车的剩余电量小于阈值电量并且平均车速大于阈值车速时，使电动汽车进入可选自适应驾驶模式。该阈值电量例如可以是满电量的30％，当然，这个比例可以根据需要进行调整。

[0036] 更优选地，当同时满足进入强制自适应驾驶模式和可选自适应驾驶模式的条件时，使电动汽车优先进入强制自适应驾驶模式。如上所述，避免缺电抛锚是电动汽车的第一考虑因素，所以，强制自适应驾驶模式具有高于可选自适应驾驶模式的优先级。

[0037] 更优选地，所述阈值车速是40KM/小时，所述阈值距离在10-30KM的范围内。如上所述，不同参数的电动汽车通常都在大约40KM/小时的速度时获得最大的续航里程，因此，将阈值车速确定为40KM/小时有助于续航操作的判定和执行。此外，所述阈值距离主要是为了防止在进入强制自适应驾驶模式之后路况继续恶化，所以，这个距离可以根据车辆所在地区的日常路况来调整，优选的是在10-30KM的范围内。

[0038] 更优选地，当电动汽车进入强制自适应驾驶模式同时满足可选自适应驾驶模式的条件时，电动汽车以40KM/小时定速巡航，同时开启双闪报警灯。另一方面，当电动汽车进入强制自适应驾驶模式但不满足可选自适应驾驶模式的条件时，电动汽车以平均车速行驶，同时开启双闪报警灯。如上文所述，当电动汽车进入可选自适应驾驶模式时，电动汽车首先提示驾驶员可以进入可选自适应驾驶模式以便提高续航里程，由驾驶员来决定是否进入。

[0039] 至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的修改或替换，这些修改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。例如，本发明的自适应驾驶行为调节方法可以由控制电动汽车行驶模式的任何适当的控制器来执行，例如ECU等。在此方面作出的任何改变都没有偏离本发明的原理，因此都将落入本发明的保护范围。再者，尽管本申请以特定的顺序描述了本发明的自适应驾驶行为调节方法，但是，本发明显然不局限于这种特定顺序，在不改变基本原理的前提下，本领域技术人员可以根据需要对所述顺序作出调整。