CN112549973A - 车辆控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种车辆控制方法及装置，其中方法包括：通过地图数据确定车辆在行驶方向前方将要通过的第一区域的路况信息；根据第一区域的路况信息和车辆的当前行驶速度，控制车辆进行电机制动，并存储电机制动时产生的能量。本申请提供的车辆控制方法及装置，能够提高驾驶员的驾驶体验，并提高车辆制动时的能量利用效率。

Description

车辆控制方法及装置

技术领域

本申请涉及车辆控制技术，尤其涉及一种车辆控制方法及装置。

背景技术

随着汽车技术以及电子技术的不断发展，越来越多具有自动驾驶功能的车辆逐渐进入市场。其中，该类型的车辆既允许驾驶员操作车辆行驶，又可以在驾驶员不用操作的情况下，由车辆内置的自动驾驶模块主动控制车辆行驶，从而丰富了车辆的驾驶方式，使得车辆更加智能化。车辆在自动驾驶模式下，通过车辆上设置的雷达、摄像机等传感器检测车辆的行驶方向前方道路的路况信息后，根据所获取的路况信息实时对车辆的行驶参数进行调整，从而实现车辆的自动驾驶。

现有技术中，车辆上设置的传感器能够实现对大部分路况的检测，但是还存在一定的检测盲区。例如，车辆的行驶方向前方存在下坡路段、急转弯等路况时，在到达该些区域之后，车辆上设置的传感器可能才能检测到这些路况。若此时再对车辆的行驶参数进行减速、转弯等调整，会造成调整幅度过大或者不能完成减速等问题。因此，当车辆前方存在上述路况时，通常需要车辆上的驾驶员在到达该些区域之前，主动踩下刹车踏板，由踏板连接的刹车片与车辆轮胎进行摩擦的方式，实现通过人工操作车辆进行制动。

因此，采用现有技术的车辆在自动驾驶模式行驶过程中，在即将通过一些传感器无法检测到的区域时，需要车辆驾驶员人工操作车辆进行制动，不仅影响驾驶员的驾驶体验，还会由于刹车片与车辆轮胎摩擦时造成制动能量的浪费。

发明内容

本申请提供一种车辆控制方法及装置，以解决现有技术中车辆在自动驾模式下无法直接检测到行驶方向前方所存在的转弯、下坡或者限速道路的路况的问题，使得车辆能够在自动驾驶模式下通过地图数据确定前方的路况信息并提前进行电机制动，从而不需要车辆驾驶员人工操作车辆进行制动，还能够提高车辆制动时的能量利用效率。

本申请第一方面提供一种车辆控制方法，包括：通过地图数据确定车辆在行驶方向前方将要通过的第一区域的路况信息；根据第一区域的路况信息和车辆的当前行驶速度，控制车辆进行电机制动，并存储电机制动时产生的能量。

在本申请第一方面一实施例中，第一区域包括：转弯区域、下坡区域和/或限速区域。

在本申请第一方面一实施例中，所述根据第一区域的路况信息和车辆的当前行驶速度，控制车辆进行电机制动，并存储电机制动时产生的能量，包括：根据第一区域的路况信息确定目标速度；当车辆的当前行驶速度大于目标速度，控制车辆进行电机制动，并存储电机制动时产生的能量，使车辆的目标设速度通过第一区域。

在本申请第一方面一实施例中，所述控制车辆进行电机制动，包括：当车辆距离第一区域第一距离时，控制车辆以第一减速度进行电机制动；其中，当车辆距离第一区域第一距离，并以第一减速度进行电机制动，使车辆以目标速度通过第一区域时，电机制动产生的能量最大。

在本申请第一方面一实施例中，所述通过地图数据确定车辆在行驶方向前方将要经过的第一区域的路况信息，包括：获取第二区域的地图数据；其中，第二区域包括第一区域，地图数据中包括第二区域内所有道路的路况信息；根据地图数据，以及车辆的行驶方向，确定第一区域的路况信息。

在本申请第一方面一实施例中，所述根据第一区域的路况信息确目标速度，包括：当第一区域为转弯区域，确定车辆安全通过转弯区域的速度为目标速度；或者，当第一区域为下坡区域，确定车辆安全通过下坡区域的速度为目标速度；或者，当第一区域为限速区域，确定限速道路所限制的速度为目标速度。

在本申请第一方面一实施例中，车辆处于自适应巡航控制ACC模式。

本申请第二方面提供一种车辆控制装置，用于执行如本申请第一方面所述的车辆控制方法，所述车辆控制装置包括：确定模块和控制模块；其中，确定模块用于确定车辆在行驶方向前方将要经过的第一区域的路况信息；控制模块用于根据第一区域的路况信息和车辆的当前行驶速度，控制车辆进行电机制动，并存储电机制动时产生的能量。

在本申请第二方面一实施例中，第一区域包括：转弯区域、下坡区域和/或限速区域。

在本申请第二方面一实施例中，所述控制模块具体用于，根据第一区域的路况信息确定目标速度；当车辆的当前行驶速度大于目标速度，控制车辆进行电机制动，使车辆的以目标速度通过第一区域。

在本申请第二方面一实施例中，所述控制模块具体用于，当车辆距离第一区域第一距离时，控制车辆以第一减速度进行电机制动；其中，当车辆距离第一区域第一距离，并以第一减速度进行电机制动，使车辆以目标速度通过第一区域时，电机制动产生的能量最大。

在本申请第二方面一实施例中，所述确定模块具体用于，获取第二区域的地图数据；其中，第二区域包括第一区域，地图数据中包括第二区域内所有道路的路况信息；根据地图数据，以及车辆的行驶方向，确定第一区域的路况信息。

在本申请第二方面一实施例中，所述确定模块具体用于，当第一区域为转弯区域，确定车辆安全通过转弯区域的速度为目标速度；或者，当第一区域为下坡区域，确定车辆安全通过下坡区域的速度为目标速度；或者，当第一区域为限速区域，确定限速道路所限制的速度为目标速度。

在本申请第二方面一实施例中，车辆处于自适应巡航控制ACC模式。

本申请第三方面提供一种车辆控制装置，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有指令，处理器调用所述指令时，使所述装置执行如本申请第一方面所述的方法。

本申请第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机上运行时，使所述计算机执行如前述第一方面所述的方法。

综上，本申请提供一种车辆控制方法及装置，其中方法包括：通过地图数据确定车辆在行驶方向前方将要通过的第一区域的路况信息；根据第一区域的路况信息和车辆的当前行驶速度，控制车辆进行电机制动，并存储电机制动时产生的能量。本申请提供的车辆控制方法及装置，可以通过地图数据确定车辆行驶方向前方第一区域的路况信息，并进一步根据路况信息控制车辆进行电机制动，使车辆能够以第一区域所对应的目标速度通过所述第一区域。从而不需要车辆驾驶员人工操作车辆进行制动，提高了驾驶员的驾驶体验，并且，由于车辆在进行电机制动时所产生的能量进行存储，可用于再次利用，还能够提高车辆制动时的能量利用效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请应用场景的示意图；

图2为现有技术中下坡道路检测的示意图；

图3为本申请提供的车辆控制方法一实施例的流程示意图；

图4为本申请提供的车辆控制方法的车辆状态示意图；

图5为本申请提供的车辆控制方法的车辆状态示意图；

图6为本申请提供的车辆控制方法的车辆状态示意图；

图7为本申请提供的车辆受力分析图；

图8为本申请提供的坡道的坡度值计算示意图；

图9为本申请提供的车辆控制装置一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在正式介绍本申请实施例前，先结合附图，对本申请所应用的场景以及现有技术中存在的问题进行说明。

图1为本申请应用场景的示意图，在如图1所示的场景中的车辆具有自动驾驶功能，所述自动驾驶功能又可被称为自适应巡航控制(Adaptive Cruise Control，简称：ACC)模式，在ACC模式下，车辆中设置的ACC系统可以通过雷达等传感器对行驶方向前方道路的路况进行检测，并根据前方道路的路况信息及时调整车辆的行驶参数，在不需要驾驶员干预的情况下，实现车辆的自动行驶。

例如，在如图1所示的示例中，车辆向前方行驶时，车辆上设置的雷达不断通过图中标号①的方向发出雷达信号。当车辆行驶方向前方出现行人，雷达会接收到图中标号②方向的行人所反射的雷达信号。随后，车辆在步骤③中，由ACC系统根据接收到的行人所反射的雷达信号，计算出车辆距离行人的距离，并控制车辆进行制动，防止车辆与行人发生碰撞。

虽然自动驾驶车辆在如图1所示的场景中能够实现对大部分道路的路况信息进行检测，但是在一些特定的道路上的特定区域还是存在一定的检测盲区。其中，车辆无法检测到的道路至少包括：下坡道路、转弯道路以及限速道路。

例如，图2为现有技术中下坡道路检测的示意图，在图2所示的场景中，以车辆在ACC模式下行驶时，在所行驶的方向前方区域为下坡道路为例进行说明。其中，车辆与下坡道路还存在一定距离时，车辆上设置的雷达只能通过图中实线方向，向车辆行驶方向前方直接发出的雷达信号，无法向图中虚线方向发出雷达信号，因此无法检测到前方存在的下坡道路，也无法检测到该下坡道路上存在的行人、车辆等影响车辆行驶的因素。只有当车辆在到达下坡道路开始下坡后，雷达才能够以下坡道路方向发出雷达信号而检测到下坡道路。若此时ACC系统再对车辆进行电机制动，会造成调整幅度过大或者不能完成减速等问题。

因此，当车辆即将行驶到如图2所示的下坡道路时，通常需要车辆上的驾驶员提前发现该下坡道路，并在车辆到达该些区域之前，由驾驶员退出车辆的ACC模式，并主动踩下刹车踏板。从而通过踏板连接的刹车片与车辆轮胎进行摩擦的方式，实现人工操作车辆进行机械制动。

即，现有技术中，若车辆的行驶方向前方即将通过一些车辆上设置的雷达无法直接检测到的区域时，不能仅仅依赖于车辆中ACC系统对车辆进行的电机制动等调整，还是需要由车辆的驾驶员不断观察前方路况并在需要时，人工操作车辆进行机械制动，使得自动驾驶并不自动，智能化程度较低，非常影响驾驶员的驾驶体验。

同时，由于目前市面上的电动车越来越多，电动车需要考虑节能以及能量的回收再发电，而当驾驶员通过踩踏刹车踏板通过踏板连接的刹车片与车辆轮胎进行摩擦对车辆进行制动时，车辆制动时所消耗的能量都转换为刹车片与车辆之间摩擦的热量，不利于制动能量的回收，造成制动能量的浪费。

因此，本申请提供一种车辆控制方法及装置，以解决现有技术中车辆在自动驾模式下无法直接检测到行驶方向前方所存在的转弯、下坡或者限速道路的路况的问题，使得车辆能够在自动驾驶模式下通过地图数据确定前方的路况信息并提前进行电机制动，从而不需要车辆驾驶员人工操作车辆进行制动，还能够提高车辆制动时的能量利用效率。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图3为本申请提供的车辆控制方法一实施例的流程示意图，如图3所示，本实施例提供的车辆控制方法可用于如图1所示的自动驾驶场景，该方法的执行主体可以是车辆上设置的自动驾驶模块，所述自动驾驶模块可以是任何具有相关数据处理功能的电子设备，例如：VCU、MCU、ECU、行车电脑、手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑以及服务器等。所述自动驾驶模块用于在没有驾驶员干预的情况下，控制车辆进行行驶。所述车辆具有至少两种制动方式：电机制动和机械制动。或者，所述自动驾驶模块还可以是所述电子设备中的芯片，例如：CPU或GPU。本申请各实施例中以执行主体为车辆上设置的自动驾驶模块为例进行说明，而非对其进行限定。具体地，如图3所示的车辆控制方法，包括：

S101：通过地图数据确定车辆在行驶方向前方将要经过的第一区域的路况信息。

具体地，本实施例提供的车辆在行驶时，车辆中设置的自动驾驶模块，首先通过地图数据确定其行驶方向前方将要经过的第一区域的路况信息，以通过路况信息提前对车辆后续经过第一区域的行驶参数进行调整。

可选地，所述第一区域是车辆正在行驶的道路上，位于车辆当前位置前方的区域。例如，当车辆行驶在道路X上，并在第一时刻位于道路X上的x点，则该车辆在第一时刻所确定的第一区域可以是道路X上，位于x点前方50米-100米的区域。即，S101中具体可以根据地图数据，结合车辆当前所在的位置，从地图数据中确定出第一区域的路况信息。

或者，可选地，本实施例中所述的第一区域，为车辆行驶方向前方道路上的转弯区域、下坡区域或者限速区域。此时，第一区域所在的道路与车辆当前所行驶的道路可以是不同的道路。例如，S101中可以具体根据地图数据，结合车辆的行驶方向，确定车辆行驶方向前方5km将要经过的一个下坡区域为所述第一区域，并确定该第一区域的路况信息，以提前确定需要对车辆的行驶参数进行的调整。

可选地，在本申请各实施例中，所述路况信息包括以下的一项或多项：下坡区域的坡度、转弯区域的转弯半径和限速区域所限制的速度等。

则特别地，在S101中，自动驾驶模块在确定第一区域时，可以对车辆行驶前方的路况信息根据预设条件进行判断，将满足预设条件的区域作为所述第一区域。其中，所述预设条件包括：坡度大于预设坡度、转弯半径大于第一转弯半径和/或所限制的速度小于预设速度等。

在S101一种具体的实现方式中，自动驾驶模块可以根据其存储的地图数据，确定第一区域的路况信息；或者，自动驾驶模块还可以通过互联网获取网络侧设置的服务器所发送的地图数据。其中，所述地图数据可以是包括第一区域的第二区域的地图数据，并且地图数据中包括第二数据内所有道路的路况信息。例如，当车辆在北京市行驶时，所述地图数据可以是北京市的地图数据，并且地图数据中包括北京市所有道路的路况信息，使得自动驾驶模块可以根据该地图数据，确定车辆在北京市行驶时，行驶前方的第一区域的路况信息。

S102：根据第一区域的路况信息和车辆当前的行驶速度，控制车辆进行电机制动，并存储电机制动时产生的能量。

随后，在S102中，自动驾驶模块根据S101中所确定的第一区域的路况信息，结合车辆当前的行驶速度，控制车辆进行电机制动，以使车辆以第一区域要求的目标速度通过所述第一区域。

其中，所述电机制动又可被称为滑行制动，指由电机驱动的车辆，在车辆减速过程中，利用车轮惯性拖动驱动电机反转，此时驱动电机处于反转状态，即处于发电状态，将产生的电能返回至车辆动力电池中；同时，由于电机反转产生的电机回馈转矩，将其施加在驱动轴上，从而进行整车制动。从整车能量角度来看，将车辆前进的部分动能通过驱动电机反向回流到动力电池中，从而达到延长电动车辆单次充电的续航里程、提高整车能量利用效率的目的。从另一方面来看，滑行制动时的制动机理是使用电机反转产生的转矩带动车轮逐渐停下，没有使用机械制动系统，因此可以避免摩擦制动盘，减低由此产生的热负荷，能够减少制动器的磨损，提高车辆制动时的安全性和实用经济性。

更为具体地，S102中自动驾驶模块需要首先根据S101中所确定的第一区域的路况信息，确定车辆通过第一区域所对应的目标速度。随后，当车辆当前行驶速度大于目标速度时，再控制车辆进行电机制动。

例如，图4为本申请提供的车辆控制方法的车辆状态示意图，图4中示出了当第一区域为下坡区域时，应用本申请车辆控制方法的车辆的状态示意图。其中，当确定车辆行驶前方道路上，由B点开始的第一区域为下坡区域时，自动驾驶模块进一步确定车辆通过下坡区域时的安全速度作为目标速度。所述安全速度可以是车辆到达下坡区域时所具有的速度，并且后续车辆在根据自重下坡时，即使不用制动也能够保证车辆通过下坡区域后的速度不超过下坡区域的限制速度，以保证车辆的安全。其中，所述目标速度可以与车辆的重量、受到的阻力有关，例如，自动驾驶模块可以根据本申请提供的公式1计算出车辆的重量m、受到的阻力F_g(t)、F_r(t)以及F_a(t)确定车辆通过坡度为α的下坡区域的速度v。由于不同的车辆的质量以及受到的阻力即使在相同坡度下坡区域不同，因此不同车辆可以对相同坡度的下坡区域对应不同的安全速度，则自动驾驶模块可以存储其所在车辆在不同坡度的下坡区域，与该坡度对应的安全速度之间的对应关系，使得自动驾驶模块在确定下坡区域的路况信息后，可以根据下坡区域的坡道，从对应关系中确定出目标速度。例如，自动驾驶模块可以存储“5％-20km/h”的对应关系，则当确定前方下坡区域的坡度为5％时，可以根据映射关系确定该车辆安全通过下坡区域的速度为20km/h，并作为所述目标速度。假设车辆当前的速度为40km/h，则自动驾驶模块根据确定的目标速度20km/h，控制车辆从A点开始进行电机制动，最终达到下坡区域所在的B点时，其速度减小到目标速度。

进一步地，在本实施例一种具体的实现方式中，自动驾驶模块可以根据电机制动所能达到的最大减速度对车辆进行电机制动；例如，自动驾驶模块确定需要在到达第一区域时减速至速度v1，则自动驾驶模块根据车辆的最大减速度以及当前速度v2，共同计算出车辆减速至速度v1所需的距离，并从该距离处开始减速。可选地，自动驾驶模块还可以根据预设的减速度对车辆进行电机制动，所述预设的减速度可以是预配置的，或者是驾驶员提前设置的。

或者，在本实施例另一种具体的实现方式中，自动驾驶模块具体根据车辆进行电机制动时，所产生的能量最大化，使得可回收电机制动时能量最大化的原则，确定车辆在距离第一区域为第一距离时，以第一减速度进行电机制动。

例如，在如图4所示的示例中，车辆已经确定前方下坡区域的角度，以及车辆在B点需要具有的速度v1之后，还进一步计算车辆以不同距离、不同减速度进行电机制动时所产生的能量。当计算得到距离第一区域有第一距离的A点处开始，以第一减速度进行电机制动时，能够产生最多的能量最多的能量从而进行更多的能量回收。因此，自动驾驶模块控制车辆在行驶到图中A点时，开始以第一减速度进行电机制动，使得车辆从速度v0减少到速度v1，从而既实现了对车辆进行电机制动，又实现了可回收能量的最大化。

在另一示例中，图5为本申请提供的车辆控制方法的车辆状态示意图，图5中示出了当第一区域为转弯区域时，应用本申请车辆控制方法的车辆的状态示意图。其中，当确定车辆行驶前方道路上，由B点开始的第一区域为转弯区域时，自动驾驶模块进一步确定车辆通过该转弯区域时的安全速度作为目标速度。其中，所述目标速度可以与车辆的重量、受到的离心力有关，离心力与车辆的中心、力臂有关，例如，自动驾驶模可以通过公式

和F*L1<＝Mg*L2计算出车辆通过转弯区域时的安全速度v，其中，若车辆希望平稳地经过转弯区域，需要车辆的离心力小于车辆转弯时所需的力，L1为车辆的重心、L2为车辆的力臂，Mg为车辆的整车质量，包括车辆本身质量和车辆上人员以及载重，v为车辆的速度，r为转弯区域的转弯半径。由于不同的车辆的质量不同即使在相同转弯半径的转弯区域都不同，因此不同车辆可以在相同的转弯区域对应不同的安全速度，则自动驾驶模块可以存储其所在车辆在不同转弯半径的转弯区域，与该转弯半径对应的安全速度之间的对应关系，使得自动驾驶模块在确定转弯区域的路况信息后，可以根据转弯区域的坡道，从对应关系中确定出目标速度。例如，自动驾驶模块可以存储“50m-20km/h”和“40m-10km/h”的对应关系，则当确定前方转弯区域的转弯半径为50m时，可以根据映射关系确定该车辆安全通过转弯区域的速度为20km/h，并作为所述目标速度。假设车辆当前的速度为40km/h，则自动驾驶模块根据确定的目标速度20km/h，控制车辆从A点开始进行电机制动，最终达到转弯区域所在的B点时，其速度减小到目标速度。同样地，在如图5所示的示例中，当车辆已经确定前方转弯区域的转弯半径，以及车辆在B点需要具有的速度v1之后，还进一步计算车辆以不同距离、不同减速度进行电机制动时所产生的能量。当计算得到距离第一区域有第一距离的A点处开始，以第一减速度进行电机制动时，能够产生最多的能量最多的能量从而进行更多的能量回收。

在另一示例中，图6为本申请提供的车辆控制方法的车辆状态示意图，图6中示出了当第一区域为限速区域时，应用本申请车辆控制方法的车辆的状态示意图。其中，当确定车辆行驶前方道路上，B-C之间为限速区域，所限制的速度为v1，则自动驾驶模块确定该限速区域所限制的速度v1作为目标速度。并判断当前的速度v0＞v1时，自动驾驶模块控制车辆从A点开始进行电机制动，使得车辆到达限速区域所在的B点时，其速度减小到目标速度v1，并以目标速度v1通过整个B-C的限速区域。此外，当通过C电之后，自动驾驶模块还可以继续控制车辆加速至v0。同样地，在如图6所示的示例中，自动驾驶模块也可以计算车辆距离第一区域有第一距离的A点处开始，以第一减速度进行电机制动，以使得车辆电机制动时能够产生最多的能量，从而进行更多的能量回收。

综上，在上述如图3-6所示的实施例中，车辆中设置的自动驾驶模块，可以通过地图数据确定车辆行驶方向前方第一区域的路况信息，并进一步根据路况信息控制车辆进行电机制动，使得车辆能够以第一区域所对应的目标速度通过所述第一区域。同时，车辆在进行电机制动时所产生的能量进行存储，可用于再次利用。

特别地，本实施例提供的车辆控制方法中，自动驾驶模块在执行上述S101-S102，以及车辆通过第一区域的整个过程中，车辆都全程处于ACC模式下，而无需驾驶员进行任何的干预控制，由自动驾驶模块自身即可实现对第一区域路况信息的确定以及对车辆进行电机制动的控制，从而提高了自动驾驶模块的智能化程度，使得能够自动驾驶的车辆的智能化程度更高，带给驾驶员更好的驾驶体验。并且车辆在进行电机制动时所产生的能量还能够进行回收存储，还能够提高了车辆制动时的能量利用效率。

下面结合上述实施例中的车辆控制方法，以具体的实验数据对本实施例中车辆进行电机制动时可以回收存储的能量进行量化描述。其中，假设车辆为动力电池驱动的电动车辆，并具有自动驾驶功能。

首先，基于车辆自身的属性，以及行驶时所收到的阻力和牵引力，建立车辆行驶状态模型。其中，从能量角度衡量车辆行驶的状态时，车辆的运动过程是车辆的电能转化为整个车辆的动能、势能以及克服各种阻力消耗的能量；从受力的角度，车辆受到的力包括驱动力和阻力，其中，驱动力包括有效功能和势能的作用力，阻力包括坡道阻力、道路滚动阻力和空气阻力等。并且驱动力和阻力之间的关系可通过如下公式1表示。

更为具体地，图7为本申请提供的车辆受力分析图，结合附图7，可以看出，在公式1中，m为车辆的整车质量，包括车辆本身质量和车辆上人员以及载重；δ为车辆旋转质量换算系数；v为车辆当前在t时刻的速度。

F_t(t)为车辆的驱动力，用来实现车辆的加速度；通过如下公式计算，

其中，r为车辆的车轮半径(m)；η_t为车辆的传动系传动效率；i为总传动比，i＝i_g*i_o，i_g为车辆的变速箱传动比，io为车辆的主减速比。T_e(t)为车辆电机的期望输出转矩，

n(t)为车辆在t时刻电机的转速。p_e(t)为车辆点击期望输出功率，p_e(t)＝θ(t)*P_max，θ(t)为电门踏板开度、P_max为电机最大输出功率。车速与电机转速之间存在的关系为

n为车辆的电机的转速。

F_g(t)为车辆行驶的道路不平所导致的坡道阻力；通过如下公式计算：F_g(t)＝mg*sinα，其中，α为坡度。

F_r(t)为车辆受到的滚动阻力；通过如下公式计算：F_r(t)＝mg*cosα*η，其中，η为轮胎滚动摩擦阻力系数。

F_a(t)为车辆受到的空气阻力；通过如下公式计算：

其中，ρa为车辆周围空气密度，一般在计算时可取为1.2258(NS^2m^-4)；A为车辆迎风面积；C_D(v)为风阻系数，该值可以与车辆速度有关，或者，有时也可通过实验获得一个常数作为风阻系数，则上述公式也可表示为

随后，基于上述车辆的模型，车辆进行电机制动时，理论上可以获取的能量回馈值通过如下公式2表示。

其中，E_back为理论上可以回收的能量值，m为车辆的整车质量，包括车辆本身质量和车辆上人员以及载重；g为重力加速度；h为坡道的高度；v0为车辆的初始速度；v1为车辆制动结束时的速度；α为坡道的坡道值的角度；η为轮胎滚动摩擦阻力系数，a为车辆电机制动时的加速度。

而由于车辆进行能量存储时的损耗，车辆实际能够存储入动力电池的能量通过E_reg＝E_back*η_b计算，其中，η_b为制动能量转换率。

对于车辆所经过的下坡区域，本实施例中对于下坡区域的坡度值采用如下定义，如图8所示，图8为本申请提供的坡道的坡度值计算示意图，其中，坡度值通过是一个采样点按画线方向找到下一个采样点的连线与水平方向夹角的角度值得到。具体地，通过公式

其中，s为AB两点之间的水平距离，h为AB两点之间的高程差。因此，坡度值α存在正负值，，则若B点高程比A点高，则坡度为正值。若B点高程比A点低，则坡度为负值。

基于上述对车辆所建立的车辆的状态模型，若输入如下表1所示的相对应的实验数据后，可以得到实验用的车辆状态模型。

表1

随后，对于车辆所行驶的道路，可以根据本申请实施例所提供的车辆控制方法中所使用的路况信息，对地图数据中每条道路间隔一定长度设置一个取样点，并在地图数据中每个取样点处，输入如表2所示的路况信息。

表2

字段	意义
		当前坡度	道路上每一点的坡度
当前曲率	道路上每一点的曲率
		限速	道路上每一点的限速信息
速度	车辆的当前车速
		路线长度	选取的整个道路长度

同时，考虑到自动驾驶车辆的驾驶员，通常会在高速路和城市快速干道开启车辆的ACC模式，因此，可以使用如下表3所示的几种类型的道路进行作为实验用的道路。

表3

则结合上述实验数据中所建立的车辆模型，以及道路模型，可以通过如下步骤对车辆在每条道路上行驶时，计算采用本申请实施例的车辆控制方法可回收的能量值。

第一步：选取表3中任一路段的路况数据，结合表1所示的车辆模型，计算车辆匀速行驶通过该路段的全程能耗。

例如，若选取一段高速路的路程，记录其距离为51kM，并计算出车辆全程能耗为7.65kwh。

第二步：根据该路段的限速、转弯半径以及下坡坡度值，确定车辆通过不同区域时的速度，并计算减速过程中利用电机制动比人工刹车踏板制动可以过回收的能量。

例如，若在一个减速过程中，需要由行驶速度80km/h，减速至道路限速的40km/h，车辆可以使用的减速度为0.55m/s^2。则可以根据公式t＝(v₀-v_end)/abs(a)其中，a为车辆的加速度，abs(a)为加速度的绝对值。计算减速所需时间为t＝(33.33-16.67)/0.55＝30.3s；并可以根据公式

计算距离限速距离开始减速的距离为757.57m。随后，可以根据公式2计算出这一减速过程中，利用电机制动比利用踏板制动可以多回收的能量为259.15KJ。

第三步：根据第二步相同的方式，计算第一步所确定的路段中，所有需要减速的区域上，车辆利用电机制动比利用踏板制动可以多回收的总能量。

第四步：根据公式all_EBP＝(all_MB-all_PB)*100/EC。其中，all_MB为利用电机制动可回收的能量；all_PB为利用制动踏板可回收的能量；EC为车辆全程消耗的能量；all_EBP为车辆在第一步所确定的道路上所有减速区域，利用电机制动比利用制动踏板可以多回收的能量，占全程所用能量的百分比。

最终，当通过如上述第一步至第四步的方法，计算如表3中所有类型的路段的能量百分比后，可以得到如表4所示的计算结果。

表4

道路类型	可以多回收能量百分比	可以多增加的里程
			多坡道地区	5.9％	11.8Km
平原地区	1.73％	3.5Km
			多减速地区	7.95％	15.9Km
无减速地区	1.98％	4Km
			超复杂地区	6.9％	13.8Km

根据表4所得到的实验结果可以看出，使用本申请提供的车辆控制方法在不同类型道路上行驶时，由于在减速时使用电机制动，都可以获得更多的回收能量百分比，从而提高了车辆制动时的能量利用效率。

上述本申请提供的实施例中对本申请实施例提供的方法进行了介绍。为了实现上述本申请实施例提供的方法中的各功能，作为执行主体的自动驾驶模块可以包括硬件结构和/或软件模块，以硬件结构、软件模块、或硬件结构加软件模块的形式来实现上述各功能。上述各功能中的某个功能以硬件结构、软件模块、还是硬件结构加软件模块的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。

例如，图9为本申请提供的车辆控制装置一实施例的结构示意图，如图9所示的车辆控制装置可用于执行如图3所示的车辆控制方法。具体地，该车辆控制装置包括：确定模块901和控制模块902，其中，确定模块901用于确定车辆在行驶方向前方将要经过的第一区域的路况信息；控制模块902用于根据第一区域的路况信息和车辆的当前行驶速度，控制车辆进行电机制动，并存储电机制动时产生的能量。

可选地，第一区域包括：转弯区域、下坡区域和/或限速区域。

可选地，所述控制模块902具体用于，根据第一区域的路况信息确定目标速度；当车辆的当前行驶速度大于目标速度，控制车辆进行电机制动，使车辆的以目标速度通过第一区域。

可选地，所述控制模块902具体用于，当车辆距离第一区域第一距离时，控制车辆以第一减速度进行电机制动；其中，当车辆距离第一区域第一距离，并以第一减速度进行电机制动，并存储电机制动时产生的能量，使车辆以目标速度通过第一区域时，电机制动产生的能量最大。

可选地，所述确定模块901具体用于，获取第二区域的地图数据；其中，第二区域包括第一区域，地图数据中包括第二区域内所有道路的路况信息；根据地图数据，以及车辆的行驶方向，确定第一区域的路况信息。

可选地，所述确定模块901具体用于，当第一区域为转弯区域，确车辆安全通过转弯区域的速度为目标速度；或者，当第一区域为下坡区域，确定车辆安全通过下坡区域的速度为目标速度；或者，当第一区域为限速区域，确定限速道路所限制的速度为目标速度。

可选地，车辆处于自适应巡航控制ACC模式。

本申请的实施例中的方法可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机程序或指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序或指令时，全部或部分地执行本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机程序或指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者通过所述计算机可读存储介质进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是集成一个或多个可用介质的服务器等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，例如，软盘、硬盘、磁带；也可以是光介质，例如，CD-ROM,DVD；还可以是半导体介质，例如，固态硬盘(solid state disk，SSD),随机存取存储器(random access memory，RAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)和寄存器等。

一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。另外，该ASIC可以位于网络设备或终端设备中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于发送设备或接收设备中。

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 (14)

1.一种车辆控制方法，其特征在于，包括：

通过地图数据确定车辆在行驶方向前方将要通过的第一区域的路况信息；

根据所述第一区域的路况信息和所述车辆的当前行驶速度，控制所述车辆进行电机制动，并存储电机制动时产生的能量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一区域包括：

转弯区域、下坡区域和/或限速区域。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一区域的路况信息和所述车辆的当前行驶速度，控制所述车辆进行电机制动，并存储电机制动时产生的能量，包括：

根据所述第一区域的路况信息确定目标速度；

当所述车辆的当前行驶速度大于所述目标速度，控制所述车辆进行电机制动，并存储电机制动时产生的能量，使所述车辆的以所述目标速度通过所述第一区域。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制所述车辆进行电机制动，包括：

当所述车辆距离所述第一区域第一距离时，控制所述车辆以第一减速度进行电机制动；

其中，当所述车辆距离所述第一区域第一距离，并以第一减速度进行电机制动，使所述车辆以所述目标速度通过所述第一区域时，所述电机制动产生的能量最大。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一区域的路况信息确定所述目标速度，包括：

当所述第一区域为转弯区域，确定所述车辆安全通过所述转弯区域的速度为所述目标速度；或者，

当所述第一区域为下坡区域，确定所述车辆安全通过所述下坡区域的速度为所述目标速度；或者，

当所述第一区域为限速区域，确定所述限速道路所限制的速度为所述目标速度。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述通过地图数据确定车辆在行驶方向前方将要经过的第一区域的路况信息，包括：

获取第二区域的地图数据；其中，所述第二区域包括所述第一区域，所述地图数据中包括第二区域内所有道路的路况信息；

根据所述地图数据，以及所述车辆的行驶方向，确定所述第一区域的路况信息。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，

所述车辆处于自适应巡航控制ACC模式。

8.一种车辆控制装置，其特征在于，包括：

确定模块，用于确定车辆在行驶方向前方将要经过的第一区域的路况信息；

控制模块，用于根据所述第一区域的路况信息和所述车辆的当前行驶速度，控制所述车辆进行电机制动，并存储电机制动时产生的能量。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一区域包括：

转弯区域、下坡区域和/或限速区域。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述控制模块具体用于，

根据所述第一区域的路况信息确定目标速度；

当所述车辆的当前行驶速度大于所述目标速度，控制所述车辆进行电机制动，并存储电机制动时产生的能量，使所述车辆的以所述目标速度通过所述第一区域。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述控制模块具体用于，当所述车辆距离所述第一区域第一距离时，控制所述车辆以第一减速度进行电机制动；

其中，当所述车辆距离所述第一区域第一距离，并以第一减速度进行电机制动，使所述车辆以所述目标速度通过所述第一区域时，所述电机制动产生的能量最大。

12.根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，所述控制模块具体用于，

当所述第一区域为转弯区域，确定所述车辆安全通过所述转弯区域的速度为所述目标速度；或者，

当所述第一区域为下坡区域，确定所述车辆安全通过所述下坡区域的速度为所述目标速度；或者，

当所述第一区域为限速区域，确定所述限速道路所限制的速度为所述目标速度。

13.根据权利要求8-12任一项所述的装置，其特征在于，所述确定模块具体用于，

获取第二区域的地图数据；其中，所述第二区域包括所述第一区域，所述地图数据中包括第二区域内所有道路的路况信息；

根据所述地图数据，以及所述车辆的行驶方向，确定所述第一区域的路况信息。

14.根据权利要求8-13任一项所述的装置，其特征在于，

所述车辆处于自适应巡航控制ACC模式。

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