CN105501221A

CN105501221A - 一种基于车车通信的自适应巡航系统和控制方法

Info

Publication number: CN105501221A
Application number: CN201510836706.6A
Authority: CN
Inventors: 时冰; 霍克
Original assignee: Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd; Zhejiang Geely Automobile Research Institute Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd; Zhejiang Geely Automobile Research Institute Co Ltd
Priority date: 2015-11-25
Filing date: 2015-11-25
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2035-11-25
Also published as: CN105501221B

Abstract

本发明提供了一种基于车车通信的自适应巡航系统和控制方法，属于汽车技术领域。它解决了如何提高巡航准确性的问题。本系统包括车载控制器及分别连接车载控制器的卫星定位系统和无线通信模块，车载控制器根据前车信息和自车信息计算自车追上前车的时间，当计算的时间小于预设门槛值时，车辆减速至两车距离大于等于安全距离阈值时，同时按照前车车速确定定速巡航。本方法包括:A、建立通信网络；B、判断有无前车发送的信号；C、当没有前车发送的信号按设定的车速定速巡航；D、有前车发送的信号时，根据前车信息结合自车信息计算自车追上前车的时间，当计算的时间小于预设门槛值时，自车减速并发送预警信号给前车。该系统和方法提高巡航准确性和自适应性。

Description

一种基于车车通信的自适应巡航系统和控制方法

技术领域

本发明属于汽车技术领域，涉及一种基于车车通信的自适应巡航系统和控制方法。

背景技术

驾驶汽车的舒适性越来越受到消费者的普遍重视，自适应巡航系统不仅能够在无前车时，使汽车按照设定的速度行驶，而且能够在有前车时，使汽车自动加减速保持与前车在安全距离下行驶，从而减轻驾驶员繁重的驾驶任务，在一定程度上降低驾驶员在高速上长时间驾驶的疲劳程度，从而降低交通事故发生率，因此自适应巡航系统是一项极重要的驾驶辅助系统，将得到大力推广和应用。

当前国内外各大汽车主机厂已经开发了基于雷达或者摄像头的自适应巡航系统，且已有高度驾驶辅助的车型上市，国内各大主机厂也正在开发启停型自适应巡航系统。但这一系列的新技术或多或少都存在一些问题。比如基于雷达或者摄像头的自适应巡航系统受到雷达、摄像头识别精度及图像处理速度的困扰，而且容易受到天气、道路状况等环境因素干扰。

如中国专利文献公开了申请号为CN201410273100.1的具有感测距离调节功能的车辆自适应巡航控制装置及其控制方法，提供的是一种具有感测距离调节功能的车辆的自适应巡航控制(ACC)装置，其中，当目标车辆被选择以便在他或她自己的车辆与目标车辆之间维持适当的距离，存在于使用他或她自己的车辆的减速度所计算的减速要求的距离内的目标车辆候选被从存在于根据他或她自己的车辆的速度所设置的最小安全距离与预设最大感测距离之间的目标车辆候选之中选择为目标车辆，该装置和方法虽然能防止不必要的车辆被错误地感测到。但还存在着受到雷达、摄像头识别精度及图像处理速度及天气、道路状况等环境因素干扰造成自适应巡航系统不够精确。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述问题，提出了涉及一种基于车车通信的自适应巡航系统和控制方法。该系统及控制方法解决了如何减少判断干扰因素提高自适应巡航系统的巡航准确性的问题。

本发明通过下列技术方案来实现：一种基于车车通信的自适应巡航系统，其特征在于，包括车载控制器、用于提供卫星定位车辆位置信息的卫星定位系统和用于实现车车通信的无线通信模块，所述卫星定位系统和无线通信模块分别连接车载控制器，所述车载控制器通过车载网络总线接收自车车速、自车加速度、自车位置、自车发动机状态和自车制动状态信息，同时车载控制器通过无线通信模块接收前车车速、前车加速度、前车位置、前车发动机状态、前车制动状态信息，所述车载控制器根据前车信息结合自车信息计算自车追上前车的时间，当自车追上前车的时间小于预设的门槛值时，车载控制器通过车载网络总线控制车辆减速至两车距离大于等于安全距离阈值时，车载控制器按照前车车速确定定速巡航。

自车信息包括自车车速、自车加速度、自车位置、自车发动机状态、自车制动状态通过车载网络总线发送给车载控制器，自车车速、自车加速度、自车位置、自车发动机状态、自车制动状态，这些信号为车辆原有的行驶信号，同时通过无线通信模块与前车进行通信并接收前车信息，前车信息包括前车车速、前车加速度、前车位置、前车发动机状态、前车制动状态，根据前车信息和自车信息结合卫星定位系统发送的车辆位置信息根据两车的距离与车速及加速度的关系计算出自车追上前车所需要的时间，当自车追上前车的时间小于预设的门槛值时，车载控制器通过车载网络总线控制车辆减速至两车距离大于等于安全距离阈值时，车载控制器按照小于等于前车车速确定定速巡航。无需雷达、摄像头等传感器进行车辆距离的检测及图像数据的处理从而达到减少判断干扰因素提高自适应巡航系统的巡航准确性的问题，同时根据前车车速于前车距离调整定速巡航的车速增强巡航车速的自适应性。

在上述的基于车车通信的自适应巡航系统中，所述车载控制器存储有车辆的标识码和其有关车辆属性的数据，通过车辆识别码与卫星定位系统定位的车辆方位信息比对进行车辆身份识别，确定接收的信号为前车发送的信号或是后车发送的信号。这里的标识码可以为车牌号与车辆属性进行对应存储再通信中与卫星定位系统定位信号进行比对确定身份信息，体现了车辆身份证的作用，同时确定同一车道上车辆前后方最近车辆进行通信处理数据。减少数据处理量从而保证了车载控制器的运行速度，同时能够唯一确定同一车道上的自车前后方最接近的车辆信号，防止非目标车辆的信号被错误计算，加强自适应巡航系统的巡航准确性。

在上述的基于车车通信的自适应巡航系统中，所述车载控制器内设有用于计算自车追上前车的时间t的匀速运行模式和匀变速运行模式，所述车载控制器根据两车的发动机状态和制动状态确定两车行车状况选择计算模式，当无加速度且前车车速V₁大于后车车速V₂时在两车匀速运行模式下根据公式t＝ΔS/|V₁-V₂|计算得出时间t，两车匀变速运行模式下根据公式:

t = - 2 a_{1} a_{2} | V_{2} - V_{1} | + \sqrt{4 a_{1} a_{2} {(V_{2} - V_{1})}^{2} + 8 {a_{1}}^{2} {a_{2}}^{2} Δ S | a_{2} - a_{1} |} / 2 a_{1} a_{2} | a_{2} - a_{1} |;

其中t为自车追上前车的时间，ΔS为自车和前车的距离，V₁为前车车辆瞬时速度，V₂为自车车辆瞬时速度，a₁为前车纵向加速度，a₂为自车纵向加速度。这里把车辆的行车状态分成匀速运行模式和匀变速运行模式两种状态使得计算更加准确进一步提高了自适应巡航系统的巡航准确性。

在上述的基于车车通信的自适应巡航系统中，所述车载控制器通过车载网络总线还连接有用于提供车辆纵向加速度的安全气囊控制器、用于提供车速与车辆制动状态的车身稳定系统控制器和用于提供发动机状态的发动机管理控制器，所述车载控制器还通过发动机管理控制器或车身稳定系统控制器控制车速的加减。本系统结合车辆原有的安全气囊控制器车身稳定系统控制器和发动机管理控制器提供所需要的自车车速、自车加速度、自车发动机状态和制动状态等信息通过车载网络总线进行通信，不仅降低成本同时提高信息接收的及时性和准确度。

在上述的基于车车通信的自适应巡航系统中，所述无线通信模块包括连接车载控制器输入端的无线接收单元和连接车载控制器输出端的无线发送单元，所述无线通信模块内设智能交通系统无线通信协议。无线通信协议采用智能交通系统(ITS—IntelligentTransportSystem)的协议：IEEE802.11p。适用于高速率的车辆之间以及车辆标准路边基础设施之间的资料数据交换，使得车车通信数据传输及时、稳定、安全。

在上述的基于车车通信的自适应巡航系统中，所述车载控制器还连接有用于在接收到后车发送的预警信号时进行报警提示的人机界面。通过人机界面实现

一种基于车车通信的自适应巡航控制方法，其特征在于，本方法包括如下步骤:

A、车辆与无线网络协议范围内的车辆建立通信网络，实现信号的接收和发送；

B、根据卫星定位系统定位的车辆方位信息比对接收前方车辆的识别码及车辆属性数据，处理并判断接收的信号有前车发送的信号；

C、当判断没有接收到前车发送的信号时车载控制器控制本车速按设定的车速定速巡航；

D、当判断有前车发送的信号时，根据前车车速、前车加速度、前车发动机状态和前车制动状态信息结合自车车速、自车加速度、自车发动机状态和自车制动状态信息计算自车追上前车的时间，当自车追上前车的时间小于预设门槛值时，车载控制器控制自车减速并发送预警信号给前车。

车辆与无线网络协议范围内的车辆建立通信网络，实现信号的接收和发送，同时车载控制器根据卫星定位系统定位的车辆方位信息比对接收前方车辆的识别码及车辆属性数据，处理并判断接收的信号有前车发送的信号自车信息包括自车车速、自车加速度、自车位置、自车发动机状态、自车制动状态通过车载网络总线发送给车载控制器，自车车速、自车加速度、自车位置、自车发动机状态、自车制动状态，这些信号为车辆原有的行驶信号，同时通过无线通信模块与前车进行通信并接收前车信息，前车信息包括前车车速、前车加速度、前车位置、前车发动机状态、前车制动状态，根据前车信息和自车信息结合卫星定位系统发送的车辆位置信息根据两车的距离与车速及加速度的关系计算出自车追上前车所需要的时间，当自车追上前车的时间小于预设的门槛值时，车载控制器通过车载网络总线控制车辆减速至两车距离大于等于安全距离阈值时，车载控制器按照小于等于前车车速确定定速巡航。无需雷达、摄像头等传感器进行车辆距离的检测及图像数据的处理从而达到减少判断干扰因素提高自适应巡航系统的巡航准确性的问题，同时根据前车车速于前车距离调整定速巡航的车速增强巡航车速的自适应性。

在上述的基于车车通信的自适应巡航控制方法中，所述步骤B中，根据卫星定位系统定位的车辆方位信息比对接收前方车辆的识别码及车辆属性数据,判断接收的信号有后车发送的预警信号时，只当计算得到的自车追上前车的时间大于门槛值时，处理后车发送的预警信号控制自车加速，并实现计算自车追上前车的时间保持大于设定的门槛值。这里的标识码可以为车牌号与车辆属性进行对应存储再通信中与卫星定位系统定位信号进行比对确定身份信息，体现了车辆身份证的作用，同时确定同一车道上车辆前后方最近车辆进行通信处理数据。减少数据处理量从而保证了车载控制器的运行速度，同时能够唯一确定同一车道上的自车前后方最接近的车辆信号，防止非目标车辆的信号被错误计算，加强自适应巡航系统的巡航准确性。同时车载控制器在处理车辆后车发送的预警信号时，优先考虑自车与前车的距离、速度及加速度情况。避免因为后车的干扰原因而造成自车与前车的距离过近而出现安全隐患。

在上述的基于车车通信的自适应巡航控制方法中，所述步骤D中，车载控制器根据两车的发动机状态和制动状态确定两车行车状态为无加速度，在车辆匀速运行模式下计算自车追上前车的时间t公式为：t＝ΔS/|V₁-V₂|，ΔS为自车和前车的距离，V₁为前车车辆瞬时速度，V₂

为自车车辆瞬时速度。

。通过发动机状态和制动状态未发生变化时即没有加速度的情况下车载控制器通过匀速运动模式进行计算，减少车载控制器的计算难度，提高自适应巡航系统的性能。

在上述的基于车车通信的自适应巡航控制方法中，所述步骤步D中,车载控制器根据两车的发动机状态和制动状态确定两车行车状态为有加速度，在车辆匀变速运行模式下计算自车追上前车的时间t公式为：

t = - 2 a_{1} a_{2} | V_{2} - V_{1} | + \sqrt{4 a_{1} a_{2} {(V_{2} - V_{1})}^{2} + 8 {a_{1}}^{2} {a_{2}}^{2} Δ S | a_{2} - a_{1} |} / 2 a_{1} a_{2} | a_{2} - a_{1} |,

ΔS为自车和前车的距离，V₁为前车车辆瞬时速度，V₂为自车车辆瞬时速度，a₁为前车纵向加速度，a₂为自车纵向加速度。

。通过发动机状态和制动状态发生变化时即有加速度的情况下车载控制器通过匀变速运动模式进行计算，提高车辆不同车况下提高自车追上前车的时间t的准确性，从而提高自适应巡航系统的性能。

与现有技术相比，本基于车车通信的自适应巡航系统和控制方法中。具有以下优点：

1、本发明通过车车通信减少了雷达、摄像头对前后车车速、加速度、发动机状态、制动状态等信息的采集及处理，从而减少了判断干扰因素提高自适应巡航系统的巡航准确性。

2、本发明通过自车信息和前方车辆发送的前车车速、前车位置、发动机状态、制动系统状态等信息及卫星定位系统提供的车辆位置计算出两车的距离等数据有效计算出自车追上前车的时间，并通过计算得到的时间小于预设的门槛值时。通过减少车速来实现使自车与前车保持相对静止状态或者一定的安全距离，从而保证自车与前车在安全距离下行驶，实现自适应安全巡航功能。

3、本发明根据自车和前车的运行情况分别通过选择匀速行车模式或匀变速行车模式进行自车追上前车时间的计算使得计算不仅减少车载控制器的计算难度更加精确。

附图说明

图1是本发明的电路框图。

图2是本发明控制流程图。

图中，1、车载控制器；2、无线通信模块；21、无线接收单元；22、无线发送单元；3、安全气囊控制器；4、发动机管理控制器；5、车身稳定系统控制器；6、卫星定位系统；7、人机界面。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1-2所示，基于车车通信的自适应巡航系统包括车载控制器1、用于提供卫星定位车辆位置信息的卫星定位系统6和用于实现车车通信的无线通信模块2，卫星定位系统6和无线通信模块2分别连接车载控制器1，车载控制器1可以是一款车载APP应用、车联网一部分，也可以是一单独的ECU其存储有车辆的标识码和其他有关车辆属性的数据。车载控制器1通过车载网络总线接收自车车速、自车加速度、自车位置、自车发动机状态和自车制动状态信息，同时车载控制器1通过无线通信模块2接收前车车速、前车加速度、前车位置、前车发动机状态、前车制动状态信息，车载控制器1根据前车信息结合自车信息计算自车追上前车的时间，当自车追上前车的时间小于预设的门槛值时，车载控制器1通过车载网络总线控制车辆减速至两车距离大于等于安全距离阈值时，车载控制器1按照前车车速确定定速巡航。无线通信模块2包括连接车载控制器1输入端的无线接收单元21和连接车载控制器1输出端的无线发送单元22，无线通信模块2内设智能交通系统无线通信协议。无线通信协议采用智能交通系统(ITS—IntelligentTransportSystem)的协议：IEEE802.11p。该协议工作于5.9GHz的频段，在300m的距离内具有6Mbps的传输速度，适用于高速率的车辆之间以及车辆标准路边基础设施之间的资料数据交换，使得车车通信数据传输及时、稳定、安全。车载控制器1还连接有用于在接收到后车发送的预警信号时进行报警提示的人机界面7。车载网络总线为车辆的CAN总线。

这里最佳模式车载控制器1通过车载网络总线还连接有用于提供车辆纵向加速度的安全气囊控制器3、用于提供车速与车辆制动状态的车身稳定系统控制器5和用于提供发动机状态的发动机管理控制器4，车载控制器1还通过发动机管理控制器4或车身稳定系统控制器5控制车速的加减。另一种方式：车载控制器1也可以通过连接轮速传感器接收自车车速，通过加速度传感器检测车辆加速度。

车载控制器1存储有车辆的标识码和其有关车辆属性的数据，通过车辆识别码与卫星定位系统6定位的车辆方位信息比对进行车辆身份识别，确定接收的信号为前车发送的信号或是后车发送的信号。这里的标识码可以为车牌号与车辆属性进行对应存储再通信中与卫星定位系统6定位信号进行比对确定身份信息，体现了车辆身份证的作用，同时确定同一车道上车辆前后方最近车辆进行通信处理数据。减少数据处理量从而保证了车载控制器1的运行速度，同时能够唯一确定同一车道上的自车前后方最接近的车辆信号，防止非目标车辆的信号被错误计算。

车载控制器1内设有用于计算自车追上前车的时间t的匀速运行模式和匀变速运行模式，车载控制器1根据两车的发动机状态和制动状态确定两车行车状况选择计算模式，当无加速度且前车车速V₁大于后车车速V₂时在两车匀速运行模式下根据公式t＝ΔS/|V₁-V₂|计算得出时间t，两车匀变速运行模式下根据公式:

t = - 2 a_{1} a_{2} | V_{2} - V_{1} | + \sqrt{4 a_{1} a_{2} {(V_{2} - V_{1})}^{2} + 8 {a_{1}}^{2} {a_{2}}^{2} Δ S | a_{2} - a_{1} |} / 2 a_{1} a_{2} | a_{2} - a_{1} |;

其中t为自车追上前车的时间，ΔS为自车和前车的距离，V₁为前车车辆瞬时速度，V₂为自车车辆瞬时速度，a₁为前车纵向加速度，a₂为自车纵向加速度。

一种基于车车通信的自适应巡航控制方法，包括如下步骤:

B、根据卫星定位系统6定位的车辆方位信息比对接收前方车辆的识别码及车辆属性数据，处理并判断接收的信号有前车发送的信号；根据卫星定位系统6定位的车辆方位信息比对接收前方车辆的识别码及车辆属性数据,判断接收的信号有后车发送的预警信号时，只当计算得到的自车追上前车的时间大于门槛值时，处理后车发送的预警信号控制自车加速，并实现计算自车追上前车的时间保持大于设定的门槛值。这里的标识码可以为车牌号与车辆属性进行对应存储再通信中与卫星定位系统6定位信号进行比对确定身份信息，体现了车辆身份证的作用，同时确定同一车道上车辆前后方最近车辆进行通信处理数据。减少数据处理量从而保证了车载控制器1的运行速度，同时能够唯一确定同一车道上的自车前后方最接近的车辆信号，防止非目标车辆的信号被错误计算，加强自适应巡航系统的巡航准确性。同时车载控制器1在处理车辆后车发送的预警信号时，优先考虑自车与前车的距离、速度及加速度情况。

C、当判断没有接收到前车发送的信号时车载控制器1控制本车速按设定的车速定速巡航；

D、当判断有前车发送的信号时，根据前车车速、前车加速度、前车发动机状态和前车制动状态信息结合自车车速、自车加速度、自车发动机状态和自车制动状态信息计算自车追上前车的时间，当自车追上前车的时间小于预设门槛值时，车载控制器1控制自车减速并发送预警信号给前车。

车载控制器1根据两车的发动机状态和制动状态确定两车行车状态为无加速度，在车辆匀速运行模式下计算自车追上前车的时间t公式为：t＝ΔS/|V₁-V₂|，ΔS为自车和前车的距离，V₁为前车车辆瞬时速度，V₂为自车车辆瞬时速度。

。通过发动机状态和制动状态未发生变化时即没有加速度的情况下车载控制器1通过匀速运动模式进行计算，减少车载控制器1的计算难度，提高自适应巡航系统的性能。

车载控制器1根据两车的发动机状态和制动状态确定两车行车状态为有加速度，在车辆匀变速运行模式下计算自车追上前车的时间t公式为：

t = - 2 a_{1} a_{2} | V_{2} - V_{1} | + \sqrt{4 a_{1} a_{2} {(V_{2} - V_{1})}^{2} + 8 {a_{1}}^{2} {a_{2}}^{2} Δ S | a_{2} - a_{1} |} / 2 a_{1} a_{2} | a_{2} - a_{1} |,

。通过发动机状态和制动状态发生变化时即有加速度的情况下车载控制器1通过匀变速运动模式进行计算，提高车辆不同车况下提高自车追上前车的时间t的准确性，从而提高自适应巡航系统的性能。

以下是本发明基于车车通信的自适应巡航系统和控制方法的工作原理:

当判断没有接收到前车发送的信号时车载控制器1控制本车速按设定的车速定速巡航。同时自车信息包括自车车速、自车加速度、自车位置、自车发动机状态、自车制动状态通过车载网络总线发送给车载控制器1，自车车速、自车加速度、自车位置、自车发动机状态、自车制动状态，这些信号为车辆原有的行驶信号，同时通过无线通信模块2与前车进行通信并接收前车信息，前车信息包括前车车速、前车加速度、前车位置、前车发动机状态、前车制动状态，再确定前车发送车辆信息给自车后，自车车载控制器1根据前车信息和自车信息结合卫星定位系统6发送的车辆位置信息计算两车的距离，同时根据两车的距离与车速及加速度的关系计算出自车追上前车所需要的时间，当自车追上前车的时间小于预设的门槛值时，车载控制器1通过车载网络总线控制车辆减速至两车距离大于等于安全距离阈值时，车载控制器1按照小于等于前车车速确定定速巡航。无需雷达、摄像头等传感器进行车辆距离的检测及图像数据的处理从而达到减少判断干扰因素提高自适应巡航系统的巡航准确性的问题，同时根据前车车速于前车距离调整定速巡航的车速增强巡航车速的自适应性。

根据自车和前车的发动机状态和制动状态确定两车匀速行驶，则进行匀速运动模式计算，前车车辆速度为V₁，通过可轮速传感器和车身稳定系统控制器5中获得，且假设车辆正常匀速行驶；自车车辆速度为V₂，且V₂>V₁，则对于两车匀速行驶运动的模型，可以得出自车追上前车时间t＝ΔS/|V₁-V₂|,通过驾驶员对碰撞判断时间的统计及车辆性能匹配，设定安全距离的门槛值，当车载控制器1计算得出的自车追上前车时间t值小于门槛值，车辆通过发动机管理控制器4或者其他力矩控制单元控制车辆减速，并发送危险预警信号给前车，前车接收到危险信号后在人机界面7上提醒驾驶员加速，若驾驶员无加速意图和动作时，只当计算得到的自车追上前车的时间大于门槛值时，处理后车发送的预警信号控制自车加速，并实现计算自车追上前车的时间保持大于设定的门槛值。通过控制扭矩执行单元使车辆加速行驶至两车距离大于等于安全距离阀值人机界面7提示两车已达到安全距离，两车控制单元控制两车按照相同车速行驶以保持此安全距离。

根据自车和前车的发动机状态和制动状态确定两车匀变速行驶，则进行匀变速运动模式计算，车和车相距为ΔS，距离可以通过卫星定位测得前车距离S₁和自车距离S₂；前车车辆瞬时速度为V₁，可通过无线通信获得，假设经过时间t₁后速度V₁’，前车车辆纵向加速度a₁可由前车无线通信发送获得，且假设车辆匀变速行驶；自车车辆瞬时速度为V₂，可通过轮速传感器或车身稳定系统控制器5获得，假设经过时间t₁后速度为V₂’，车辆纵向加速度a₂可由加速度传感器安全气囊控制器3获得；则对于两车匀变速行驶运动的模型，由

ΔS＝|S₁-S₂|................................式1

S_{1} = {V_{1}}^{, 2} - {V_{1}}^{2} / 2 a_{1}

................................式2

S_{2} = {V_{2}}^{, 2} - {V_{2}}^{2} / 2 a_{2}

................................式3

V₁’＝V₁+a₁t...................................式4

V₂’＝V₂+a₂t...................................式5

由以上五式可以得出ΔS：

ΔS＝2a₁a₂t|V₂-V₁|+a₁a₂t²|a₂-a₁|/2a₁a₂,从而可得关于时间t的一元二次方程式：

a₁a₂|a₂-a₁|t²+2a₁a₂t|V₂-V₁|-2a₁a₂ΔS＝0由此方程式可解得

t = - 2 a_{1} a_{2} | V_{2} - V_{1} | + \sqrt{4 a_{1} a_{2} {(V_{2} - V_{1})}^{2} + 8 {a_{1}}^{2} {a_{2}}^{2} Δ S | a_{2} - a_{1} |} / 2 a_{1} a_{2} | a_{2} - a_{1} |

公式中：ΔS为自车和前车的距离，V₁为前车车辆瞬时速度，V₂

为自车车辆瞬时速度，a₁为前车纵向加速度，a₂为自车纵向加速度。

通过驾驶员对碰撞判断时间的统计及车辆性能匹配，设定安全距离的门槛值，当车载控制器1计算得出的自车追上前车时间t值小于门槛值，车辆通过发动机管理控制器4或者其他力矩控制单元控制车辆减速，并发送危险预警信号给前车，前车接收到危险信号后在人机界面7上提醒驾驶员加速，若驾驶员无加速意图和动作时，只当计算得到的自车追上前车的时间大于门槛值时，处理后车发送的预警信号控制自车加速，并实现计算自车追上前车的时间保持大于设定的门槛值。通过控制扭矩执行单元使车辆加速行驶至两车距离大于等于安全距离阀值人机界面7提示两车已达到安全距离，两车控制单元控制两车按照相同车速行驶以保持此安全距离。本实施例中卫星定位系统选用GPS。系统中设定的匀速和匀变速两种行车状况的计算公式，当车辆进行非匀变速行驶时，即变加速、变减速、一车匀速、一车变速等不同行车车况时，控制器在设定时间Δt内近似为匀速或匀变速后根据上述的公式进行积分估算得出自车追上前车的时间。并在设定时间后重新估算当前自车到前车的时间，以达到实时得出更精确的时间估值。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了车载控制器1、无线通信模块2、无线接收单元21、无线发送单元22、安全气囊控制器3、发动机管理控制器4、车身稳定系统控制器5、卫星定位系统6、人机界面7等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims

1.一种基于车车通信的自适应巡航系统，其特征在于，包括车载控制器(1)、用于提供卫星定位车辆位置信息的卫星定位系统(6)和用于实现车车通信的无线通信模块(2)，所述卫星定位系统(6)和无线通信模块(2)分别连接车载控制器(1)，所述车载控制器(1)通过车载网络总线接收自车车速、自车加速度、自车位置、自车发动机状态和自车制动状态信息，同时车载控制器(1)通过无线通信模块(2)接收前车车速、前车加速度、前车位置、前车发动机状态和前车制动状态信息，所述车载控制器(1)根据前车信息结合自车信息计算自车追上前车的时间，当自车追上前车的时间小于预设的门槛值时，车载控制器(1)通过车载网络总线控制车辆减速至两车距离大于等于安全距离阈值时，车载控制器(1)按照前车车速确定定速巡航。

2.根据权利要求1所述的基于车车通信的自适应巡航系统，其特征在于，所述车载控制器(1)存储有车辆的标识码和其有关车辆属性的数据，通过车辆识别码与卫星定位系统(6)定位的车辆方位信息比对进行车辆身份识别，确定接收的信号为前车发送的信号或是后车发送的信号。

3.根据权利要求2所述的基于车车通信的自适应巡航系统，其特征在于，所述车载控制器(1)内设有用于计算自车追上前车的时间t的匀速运行模式和匀变速运行模式，所述车载控制器(1)根据两车的发动机状态和制动状态确定两车行车状况选择计算模式，当两车无加速度且前车车速V₁大于后车车速V₂时在两车匀速运行模式下根据公式t＝ΔS/|V₁-V₂|计算得出时间t，两车匀变速运行模式下根据公式:

t = - 2 a_{1} a_{2} | V_{2} - V_{1} | + \sqrt{4 a_{1} a_{2} {(V_{2} - V_{1})}^{2} + 8 {a_{1}}^{2} {a_{2}}^{2} Δ S | a_{2} - a_{1} |} /2 a_{1} a_{2} | a_{2} - a_{1} |;

4.根据权利要求1或2或3所述的基于车车通信的自适应巡航系统，其特征在于，所述车载控制器(1)通过车载网络总线还连接有用于提供车辆纵向加速度的安全气囊控制器(3)、用于提供车速与车辆制动状态的车身稳定系统控制器(5)和用于提供发动机状态的发动机管理控制器(4)，所述车载控制器(1)还通过发动机管理控制器(4)或车身稳定系统控制器(5)控制车速的加减。

5.根据权利要求4所述的基于车车通信的自适应巡航系统，其特征在于，所述无线通信模块(2)包括连接车载控制器(1)输入端的无线接收单元(21)和连接车载控制器(1)输出端的无线发送单元(22)，所述无线通信模块(2)内设智能交通系统无线通信协议。

6.根据权利要求5所述的基于车车通信的自适应巡航系统，其特征在于，所述车载控制器(1)还连接有用于在接收到后车发送的预警信号时进行报警提示的人机界面(7)。

7.一种基于车车通信的自适应巡航控制方法，其特征在于，本方法包括如下步骤:

B、根据卫星定位系统(6)定位的车辆方位信息比对接收前方车辆的识别码及车辆属性数据，处理并判断接收的信号有前车发送的信号；

C、当判断没有接收到前车发送的信号时车载控制器(1)控制本车速按设定的车速定速巡航；

D、当判断有前车发送的信号时，根据前车车速、前车加速度、前车发动机状态和前车制动状态信息结合自车车速、自车加速度、自车发动机状态和自车制动状态信息计算自车追上前车的时间，当自车追上前车的时间小于预设门槛值时，车载控制器(1)控制自车减速并发送预警信号给前车。

8.根据权利要求7所述的基于车车通信的自适应巡航控制方法，其特征在于，所述步骤B中，根据卫星定位系统(6)定位的车辆方位信息比对接收前方车辆的识别码及车辆属性数据,判断接收的信号有后车发送的预警信号时，只当计算得到的自车追上前车的时间大于门槛值时，处理后车发送的预警信号控制自车加速，并实现计算自车追上前车的时间保持大于设定的门槛值。

9.根据权利要求7或8所述的基于车车通信的自适应巡航控制方法，其特征在于，所述步骤D中，车载控制器(1)根据两车的发动机状态和制动状态确定两车行车状态为无加速度，在车辆匀速运行模式下计算自车追上前车的时间t公式为：t＝ΔS/|V₁-V₂|，ΔS为自车和前车的距离，V₁为前车车辆瞬时速度，V₂为自车车辆瞬时速度。

10.根据权利要求9所述的基于车车通信的自适应巡航控制方法，其特征在于，所述步骤步D中,车载控制器(1)根据两车的发动机状态和制动状态确定两车行车状态为有加速度，则在车辆匀变速运行模式下计算自车追上前车的时间t公式为：

t = - 2 a_{1} a_{2} | V_{2} - V_{1} | + \sqrt{4 a_{1} a_{2} {(V_{2} - V_{1})}^{2} + 8 {a_{1}}^{2} {a_{2}}^{2} Δ S | a_{2} - a_{1} |} /2 a_{1} a_{2} | a_{2} - a_{1} |,