一種半主動巡航控制系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及新能源汽車的巡航控制領(lǐng)域，具體涉及一種半主動巡航控制系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，車輛本身的某些缺點仍然存在，如車輛在下長坡時，一般通過制動系統(tǒng)控制車速，但是這樣使得大量的能量以熱量散失，降低了整車的經(jīng)濟性；同時長時間的制動容易造成制動系統(tǒng)失效，影響整車安全性，且長時間踩制動易造成駕駛疲勞，影響駕駛舒適性。又如車輛在丘陵工況下，駕駛員需要頻繁切換加速及制動踏板，在一定程度上影響駕乘舒適性。
[0003]針對于車輛本身的缺點，包括定速巡航和自適應(yīng)巡航在內(nèi)的輔助功能在車上得到不同程度的應(yīng)用，其中定速巡航可以很好地緩解駕駛疲勞，但是一般僅用于較平緩、封閉的道路，應(yīng)用工況有限，在較大坡道的下坡工況時，定速巡航的車速會高于設(shè)定車速，在長下坡工況也不能節(jié)省燃料；在路況不確定的工況下，定速巡航的設(shè)定、解除頻繁，不利于操作和駕駛安全；目前的自適應(yīng)巡航系統(tǒng)多用在傳統(tǒng)高端車型上，在新能源汽車領(lǐng)域鮮有應(yīng)用，而傳統(tǒng)車上的自適應(yīng)巡航系統(tǒng)在檢測到車輛與前車之間距離過小時，是通過與制動防抱死系統(tǒng)、發(fā)動機控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)動作使車輪適當(dāng)制動從而達到自動降速的目的，但是在此過程中因車輛減速產(chǎn)生的能量是直接以熱量的形式損失了，一定程度上影響整車經(jīng)濟性。此外，自適應(yīng)巡航控制的應(yīng)用成本高，阻礙了其進一步的廣泛應(yīng)用。而且雷達在工況較復(fù)雜的山區(qū)道路檢測容易出現(xiàn)盲區(qū)或誤判，直接影響整車的安全性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種半主動巡航控制系統(tǒng)及其方法，旨在使巡航控制的車速趨于穩(wěn)定。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案具體為:
[0006]一種半主動巡航控制系統(tǒng)，包括輸入信號單元、整車控制器和控制反饋單元，所述輸入信號單元與所述整車控制器相連接，所述整車控制器與所述控制反饋單元相連接；其中:所述輸入信號單元包括巡航開關(guān)、鑰匙、檔位器、制動踏板、制動防抱死系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、整車故障檢測模塊和加速踏板，所述整車控制器通過采集到的駕駛員對所述輸入信號單元的操作信號判斷車輛的當(dāng)前狀態(tài)；所述控制反饋單元包括電機控制器和驅(qū)動電機，整車控制器通過電機控制器使驅(qū)動電機輸出相應(yīng)的控制扭矩，使車輛始終保持勻速行駛。
[0007]在上述半主動巡航控制系統(tǒng)中，還包括預(yù)警單元，所述預(yù)警單元與所述整車控制器相連接，所述報警單元包括坡度傳感器和報警裝置。
[0008]在上述半主動巡航控制系統(tǒng)中，還包括測距裝置，所述測距裝置與所述整車控制器相連接。
[0009]一種半主動巡航控制系統(tǒng)的控制方法，具體包括以下步驟:
[0010]在鑰匙開啟、檔位處于前進檔、動力電池以及驅(qū)動電機均無故障的前提下，開啟巡航按鈕，進入半主動巡航狀態(tài)；
[0011]進入半主動巡航狀態(tài)后，在平路工況時，以駕駛員松開加速踏板以及制動踏板時刻的車速作為目標(biāo)車速，整車控制器內(nèi)的巡航控制算法對車速進行閉環(huán)控制，保持車速為目標(biāo)車速；
[0012]進入在上坡工況時，按原有扭矩驅(qū)動車輛，會使車輛巡航車速下降；此時，整車控制器通過計算當(dāng)前車速與目標(biāo)車速的差值，將當(dāng)前車速與目標(biāo)車速的差值與扭矩調(diào)節(jié)系數(shù)的乘積值循環(huán)累加至原輸出驅(qū)動扭矩值，直至調(diào)節(jié)到當(dāng)前車速與目標(biāo)車速相等時，保持以該輸出驅(qū)動扭矩值驅(qū)動車輛；
[0013]進入下坡工況時，車輛無需發(fā)送驅(qū)動扭矩，車速仍自動升高，則整車控制器通過電機控制器控制驅(qū)動電機處于發(fā)電狀態(tài)，主動回收能量；回收扭矩的算法為:
[0014]整車控制器通過計算當(dāng)前車速與目標(biāo)車速的差值，將當(dāng)前車速與目標(biāo)車速的差值與扭矩調(diào)節(jié)系數(shù)的乘積值循環(huán)累加至原輸出回收扭矩值，直至調(diào)節(jié)到當(dāng)前車速與目標(biāo)車速相等時，保持以該輸出回收扭矩值進行能量回收；
[0015]若加速踏板和/或制動踏板的開度# 0，則巡航控制暫停，轉(zhuǎn)為人工控制，直至加速踏板和制動踏板的開度均為0，巡航控制恢復(fù)。
[0016]在上述半主動巡航控制系統(tǒng)的控制方法中，進入上坡工況后，當(dāng)上坡的坡度減小時，按照當(dāng)前扭矩值驅(qū)動，車輛車速會自動升高，此時，整車控制器通過計算當(dāng)前車速與目標(biāo)車速的差值，將當(dāng)前車速與目標(biāo)車速的差值與扭矩調(diào)節(jié)系數(shù)的乘積值循環(huán)累減至原輸出驅(qū)動扭矩值，直至調(diào)節(jié)到當(dāng)前車速與目標(biāo)車速相等時，保持以該輸出驅(qū)動扭矩值驅(qū)動車輛；當(dāng)上坡的坡度增加時，按照當(dāng)前扭矩值驅(qū)動，車輛車速會自動降低，此時，整車控制器通過計算當(dāng)前車速與目標(biāo)車速的差值，將當(dāng)前車速與目標(biāo)車速的差值與扭矩調(diào)節(jié)系數(shù)的乘積值循環(huán)累加至原輸出驅(qū)動扭矩值，直至調(diào)節(jié)到當(dāng)前車速與目標(biāo)車速相等時，保持以該輸出驅(qū)動扭矩值驅(qū)動車輛。
[0017]在上述半主動巡航控制系統(tǒng)的控制方法中，當(dāng)車輛處于起步工況為坡道時，由于當(dāng)前車速為Okm/h，因此在駕駛員不踩加速踏板和制動踏板的情況下，整車控制器自動按照目標(biāo)車速為Okm/h進行閉環(huán)控制，完成了坡道起步的輔助功能。
[0018]在上述半主動巡航控制系統(tǒng)的控制方法中，加速踏板和/或制動踏板的開度# O的情況包括:若駕駛員感覺車速過高，則會踩下制動踏板，此時制動的控制策略轉(zhuǎn)為人工制動策略；當(dāng)車速達到駕駛員的期望車速時，駕駛員松開制動踏板，此時整車控制器再進入以當(dāng)前車速為目標(biāo)車速的閉環(huán)控制；若駕駛員感覺車速過低，則會踩下加速踏板，此時制動的控制策略轉(zhuǎn)為人工加速策略；當(dāng)車速達到駕駛員期望車速時，駕駛員松開加速踏板，此時整車控制器再進行以當(dāng)前車速為目標(biāo)車速的閉環(huán)控制。
[0019]在上述半主動巡航控制系統(tǒng)的控制方法中，當(dāng)坡度傳感器監(jiān)測的坡度工況與驅(qū)動電機狀態(tài)不相符時，車輛的報警裝置觸發(fā)，系統(tǒng)退出半主動巡航狀態(tài)。
[0020]在上述半主動巡航控制系統(tǒng)的控制方法中，當(dāng)測距裝置監(jiān)測的車輛與前方障礙物的距離小于設(shè)定值時，車輛的報警裝置觸發(fā)，系統(tǒng)退出半主動巡航狀態(tài)。
[0021]在上述半主動巡航控制系統(tǒng)的控制方法中，所述設(shè)定值為10-20m
[0022]本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:
[0023]本發(fā)明的半主動巡航控制方法可使車輛在上下坡、平路等各個不同工況下均能夠以穩(wěn)定的速度進行巡航。在當(dāng)前巡航車速過高/過低時，可通過制動/加速踏板調(diào)節(jié)至適當(dāng)車速后繼續(xù)巡航。避免了駕駛員頻繁操作雙踏板，減輕了駕駛疲勞程度，并能在一定程度上改善了因不良的駕駛習(xí)慣導(dǎo)致的續(xù)駛里程縮短的情況，提高了整車的經(jīng)濟性。
[0024]且利用該系統(tǒng)還可實現(xiàn)坡道起步的輔助功能，節(jié)省了傳統(tǒng)車輛實現(xiàn)坡道起步輔助所需的控制器硬件及線路，在幾乎不額外增加額外硬件成本的前提下，提升了功能的可擴展性。本發(fā)明的半主動巡航系統(tǒng)可用于純電動汽車，還可擴展應(yīng)用于混合動力汽車及燃料電池汽車等新能源汽車。
【附圖說明】
[0025]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時，能夠更完整更好地理解本發(fā)明。此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。
[0026]圖1為本發(fā)明一種半主動巡航控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明一種半主動巡航控制方法的流程框圖。
[0028]圖中:1、巡航開關(guān)2、鑰匙3、檔位器4、制動踏板5、制動防抱死系統(tǒng)ABS 6、電池管理系統(tǒng)BMS 7、整車故障檢測模塊8、加速踏板9、整車控制器V⑶10、車輛儀表ICM11、電機控制器MCU 12、驅(qū)動電機。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步詳細的說明。
[0030]如圖1所示的一種半主動巡航控制系統(tǒng)，包括輸入信號單元、整車控制器9和控制反饋單元，輸入信號單元與整車控制器9相連接，整車控制器9與控制反饋單元相連接；其中:
[0031]輸入信號單元包括巡航開關(guān)1、鑰匙2、檔位器3、制動踏板4、制動防抱死系統(tǒng)5、電池管理系統(tǒng)6、整車故障檢測模塊7和加速踏板8，整車控制器8通過采集到的駕駛員對輸入信號單元的操作信號判斷車輛的當(dāng)前狀態(tài)；
[0032]控制反饋單元包括電機控制器11和驅(qū)動電機12，整車控制器9通過半主動巡航控制算法通過電機控制器11使驅(qū)動電機12輸出相應(yīng)的控制扭矩，使車輛始終保持以駕駛員期望的車速勻速行駛。
[0033]還包括與整車控制器9相連接的車輛儀表10，用于顯示巡航指示燈的信號。
[0034]如圖2所示，上述半主動巡航控制系統(tǒng)的控制方法具體為:
[0035]在鑰匙開啟、檔位處于前進檔、動力電池以及驅(qū)動電機均無故障的前提下，開啟巡航按鈕，進入半主動巡航狀態(tài)；
[0036]進入半主動巡航狀態(tài)后，在平路工況時，以駕駛員松開加速踏板以及制動踏板時刻的車速作為目標(biāo)車速，整車控制器內(nèi)的巡航控制算法對車速進行閉環(huán)控制，保持車速為目標(biāo)車速，即車輛處于平路時，整車控制器9發(fā)送相應(yīng)的扭矩指令至電機控制器11，驅(qū)動電機12在電機控制器的控制下始終以目標(biāo)車速勻速行駛，車輛此時具備基本的定速巡航功會K ;
[0037]進入上坡工況(即坡度大于0% )時，由于滾動阻力、空氣阻力以及坡道阻力的存在，按原有扭矩驅(qū)動車輛，會使車輛巡航車速下降。此時，整車控制器通過計算當(dāng)前車速與目標(biāo)車速的差值，將當(dāng)前車速與目標(biāo)車速的差值與扭矩調(diào)節(jié)系數(shù)的乘積值循環(huán)累加至原輸出驅(qū)動扭矩值，直至調(diào)節(jié)到當(dāng)前車速與目標(biāo)車速相等時，保持以該輸出驅(qū)動扭矩值驅(qū)動車輛；
[0038]當(dāng)上坡的坡度減小時，按照當(dāng)前扭矩值驅(qū)動，車輛車速會自動升高，此時，整車控制器通過計算當(dāng)前車速與目標(biāo)車速的差值，將當(dāng)前車速與目標(biāo)車速的差值與扭矩調(diào)節(jié)系數(shù)的乘積值循環(huán)