CN107600069A - 一种定速巡航控制方法以及定速巡航控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种定速巡航控制方法以及定速巡航控制系统，涉及车辆定速巡航技术领域，包括定速巡航装置、整车控制器、电机、动力电池装置、车身电子稳定系统以及车身控制器。动力电池装置、电机以及整车控制器连接在动力CAN网络上，定速巡航装置和车身控制器通过低压连接，整车控制器、车身电子稳定系统与车身控制器连接在车身CAN网络上。当控制目标扭矩小于零，电机为车辆提供阻力，以降低实际车速。当控制目标扭矩大于或等于零，整车控制器降低电机对车辆提供的驱动力，以降低实际车速。相较于现有技术，本发明提供的一种定速巡航控制系统，能够在各种路况下实现精准的定速巡航。

Description

一种定速巡航控制方法以及定速巡航控制系统

技术领域

本发明涉及车辆定速巡航技术领域，具体而言，涉及一种定速巡航控制方法以及定速巡航控制系统。

背景技术

定速巡航是驾驶员在长途驾车时经常用到的功能。使用定速巡航功能时，驾驶者依据路况条件选定车速，通过点动开关启动定巡航系统替代油门脚踏控制。并根据坡道、路况对车速的影响，自动调节发动机控制扭矩，车辆实现自动定速行驶。

目前传统内燃机车辆在车辆进入定速巡航后，主要通过控制发动机油门来实现设定的目标车速，当实际车速大于目标车速时，发动机油门会逐渐减小，但在下坡时若定速巡航仍然起作用，即使发动机油门为零，此时仍会出现实际车速大于目标车速的情况。

有鉴于此，设计出一种定速续航控制就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种定速巡航控制方法，能够实现各种路况下精准的定速巡航。

本发明的另一目的在于提供一种定速巡航控制系统，能够实现各种路况下精准的定速巡航。

本发明是采用以下的技术方案来实现的。

一种定速巡航控制方法，包括以下步骤：

比较实际车速是否大于预设的目标车速，其中，实际车速为对车辆的车速实时监测得到；

当实际车速大于目标车速，比较控制目标扭矩是否小于零，其中，控制目标扭矩由车辆上的整车控制器对电机计算得出；

当控制目标扭矩小于零，电机为车辆提供阻力，以降低实际车速；

当控制目标扭矩大于或等于零，降低电机对车辆提供的驱动力，以降低实际车速。

进一步地，当控制目标扭矩大于或等于零，电机降低为车辆提供驱动控制扭矩，以降低驱动力。

进一步地，驱动控制扭矩的大小与控制目标扭矩的大小相同。

进一步地，当控制目标扭矩小于零，电机为车辆提供逆向控制扭矩，以提供阻力，其中，逆向控制扭矩与驱动控制扭矩的方向相反。

进一步地，逆向控制扭矩的大小为控制目标扭矩的绝对值。

进一步地，当控制目标扭矩小于零，电机还给车辆上的动力电池充电。

进一步地，控制目标扭矩由车辆上的整车控制器对电机通过PID控制计算得出。

一种定速巡航控制系统，适用于上述的定速巡航控制方法，包括定速巡航装置、整车控制器、电机、动力电池装置、车身电子稳定系统以及车身控制器，动力电池装置、电机以及整车控制器连接在动力CAN网络上，定速巡航装置和车身控制器通过低压连接，定速巡航装置用于接收操作指令，车身控制器用于采集并解析操作指令，整车控制器、车身电子稳定系统与车身控制器连接在车身CAN网络上，车身电子稳定系统用于测定实际车速，整车控制器用于接收车身控制器解析到的操作指令和车身电子稳定系统测定的实际车速；

当实际车速大于目标车速，整车控制器还用于比较控制目标扭矩是否小于零，其中，控制目标扭矩由整车控制器对电机计算得出；

当控制目标扭矩小于零，电机为车辆提供阻力，以降低实际车速；

当控制目标扭矩大于或等于零，整车控制器降低电机对车辆提供的驱动力，以降低实际车速。

进一步地，动力电池装置包括电池本体和电池管理系统，电池本体和电池管理系统低压电连接，电池管理系统连接在动力CAN网络上，且电池本体与电机高压直流电连接。

进一步地，电机包括电机本体和电机控制器，电机本体与电机控制器高压交流电连接，电机控制器连接在动力CAN网络上，且电机控制器与电池本体高压直流电连接。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种定速巡航控制方法，车辆行驶过程中，当实际车速大于目标车速时，通过整车控制器计算得出控制目标扭矩，当控制目标扭矩大于或等于零时，整车控制器会先减小电机的驱动控制扭矩，通过降低电机的驱动力来降低实际车速。当控制目标扭矩小于零，整车控制器会让电机进入发电模式，向车辆提供阻力，从而进一步降低车速至目标车速，在各种路况下实现精准的定速巡航。相较于现有技术，发明提供的一种定速巡航控制方法，能够实现在各种路况下精准的定速巡航。

本发明提供的一种定速巡航控制系统，其工作原理如下：在车辆行驶过程中，通过整车控制器来接收车身控制器采集并解析的操作指令和车身电子稳定系统测定的实际车速，当实际车速大于目标车速时，通过整车控制器计算得出控制目标扭矩，当控制目标扭矩大于或等于零时，整车控制器会先减小电机的驱动控制扭矩，通过降低电机的驱动力来降低实际车速。当控制目标扭矩小于零，整车控制器会让电机进入发电模式，向车辆提供阻力，从而进一步降低车速至目标车速，在各种路况下实现精准的定速巡航。相较于现有技术，本发明提供的一种定速巡航控制系统，能够在各种路况下实现精准的定速巡航。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的定速巡航控制方法的流程框图；

图2为本发明第二实施例提供的定速巡航控制系统的结构示意图；

图3为本发明第三实施例提供的定速巡航车的结构示意图。

图标：100-定速巡航控制系统；110-整车控制器；130-电机；131-电机控制器；133-电机本体；150-动力电池装置；151-电池管理系统；153-电池本体；170-车身控制器；180-定速巡航装置；190-车身电子稳定系统；200-定速巡航车；210-车架；230-前车轮；250-前车桥；270-后车轮；290-后车桥。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

参见图1，本实施例提供了一种定速巡航控制方法，能够对车辆的车速起到很好的控制作用，当车辆进入定速巡航状态后，包括以下步骤：

步骤S101：比较实际车速是否大于预设的目标车速。

在本实施例中，实际车速为对车辆的车速实时监测得到。在车辆上设置有定速巡航按钮，通过人工打开该定速巡航按钮使得车辆进入定速巡航状态。而当车辆未进入定速巡航状态时，车辆按照非定速巡航的控制算法控制电机的工作模式和控制扭矩。而在进入定速巡航状态之前需要人工设置目标车速，具体地，通过车辆上的定速巡航装置对目标车速进行设定，车身控制器将采集并解析操作指令，并发送给整车控制器，其中操作指令包括设置目标车速。

具体来说，车辆通过安装在车身上的车身电子稳定系统来测定实际车速，整车控制器接收车身电子稳定系统测定的实际车速并与目标车速进行比对。

当实际车速大于目标车速时，执行以下步骤：

步骤S103：比较控制目标扭矩是否小于零，其中，控制目标扭矩由车辆上的整车控制器对电机计算得出。

具体来说，当实际车速大于目标车速时，整车控制器采用定速巡航的控制算法来控制电机的工作模式与控制扭矩。其中，控制目标扭矩由车辆上的整车控制器对电机通过PID控制计算得出。

当今的闭环自动控制技术都是基于反馈的概念以减少不确定性。反馈理论的要素包括三个部分:测量、比较和执行。测量关心的是被控变量的实际值，与期望值相比较，用这个偏差来纠正系统的响应，执行调节控制。在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器(比例-积分-微分控制器)是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件，由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成。

当控制目标扭矩小于零时，执行以下步骤：

步骤S105：电机为车辆提供阻力，以降低实际车速。

在本实施例中，电机具有发电模式和驱动模式两种运作模式，驱动模式下主电机提供驱动力驱动车辆前进，发电模式下主电机提供阻力阻碍车辆前进，主电机的控制扭矩始终为正值。

具体来说，当控制目标扭矩小于零时，电机处于发电模式，为车辆提供逆向控制扭矩，以提供阻力，从而降低了实际车速，特别地，电机在提供逆向控制扭矩的同时还给车辆上的动力电池充电。其中，逆向控制扭矩与驱动控制扭矩的方向相反，逆向控制扭矩的大小为计算出的控制目标扭矩的绝对值。

当控制目标扭矩大于或等于零，执行以下步骤：

步骤S107：降低电机对车辆提供的驱动力，以降低实际车速。

具体来说，当控制目标扭矩大于或等于零，电机处于驱动模式，同时电机降低为车辆提供的驱动控制扭矩，从而降低驱动力。其中，驱动控制扭矩的大小与控制目标扭矩的大小相同。

当实际车速小于目标车速时，执行以下步骤：

步骤S109：增加电机对车辆提供驱动力，以增加实际车速。

具体来说，实际车速小于目标车速，电机处于驱动模式，且电机增加为车辆提供的驱动控制扭矩，从而增加驱动力。其中，电机控制扭矩为整车控制器PID控制目标扭矩。

综上所述，本实施例提供的一种定速巡航的控制方法，当整车控制器检测到实际车速大于设定的目标车速时，通过PID控制计算出实时控制目标扭矩，并减小对电机的控制扭矩，若电机的控制力矩减小为零且此时实际车速仍大于目标车速，整车控制器会让电机进入发电模式，给动力电池充电，此时电机提供的是阻力而不是驱动力，从而进一步降低车速至目标车速，从而在各种路况下实现精准的定速巡航。相较于现有技术，本实施例提供的一种定速巡航的控制方法能够保证车辆控制的精准性，同时能够在各种路况下的精准定速巡航。

第二实施例

参见图2，本实施例提供了一种定速巡航控制系统100，适用于如第一实施例提供的定速巡航控制方法，其中该定速巡航控制系统100包括整车控制器110、电机130、动力电池装置150、车身控制器170、定速巡航装置180以及车身电子稳定系统190，动力电池装置150、电机130以及整车控制器110连接在PT-CAN网络上，定速巡航装置180和车身控制器170通过低压连接，定速巡航装置180用于接收操作指令，车身控制器170用于采集并解析操作指令，整车控制器110、车身电子稳定系统190以及车身控制器170连接在BODY-CAN网络上，车身电子稳定系统190用于测定实际车速，整车控制器110用于接收车身控制器170解析到的操作指令和车身电子稳定系统190测定的实际车速，其中操作指令包括设置的目标车速。

当实际车速大于目标车速，整车控制器110还用于比较控制目标扭矩是否小于零，其中，控制目标扭矩由整车控制器110对电机130计算得出。当控制目标扭矩小于零，电机130为车辆提供阻力，以降低实际车速。当控制目标扭矩大于或等于零，整车控制器110降低电机130对车辆提供的驱动力，以降低实际车速。

需要说明的是，PT-CAN网络与BODY-CAN网络分别是两种CAN网络，其中PT-CAN网络是动力传动系控制器局域网，简称动力CAN，BODY-CAN网络是车身传动系控制器局域网络，简称车身CAN。

CAN网络(控制器局域网)是国际上应用最广泛的现场总线之一。CAN网络被设计作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置之间交换信息，形成汽车电子控制网络。比如：发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中，均嵌入CAN网络控制装置。一个由CAN总线构成的单一网络中，理论上可以挂接无数个节点。实际应用中，节点数目受网络硬件的电气特性所限制。例如，当使用Philips P82C250作为CAN收发器时，同一网络中允许挂接110个节点。CAN网络可提供高达1Mbit/s的数据传输速率，这使实时控制变得非常容易。另外，硬件的错误检定特性也增强了CAN网络的抗电磁干扰能力。

动力电池装置150包括电池管理系统151和电池本体153，电池本体153和电池管理系统151低压电连接，电池管理系统151连接在PT-CAN网络上，且电池本体153与电机130高压直流电连接。

电机130包括电机控制器131和电机本体133，电机本体133与电机控制器131高压交流电连接，电机控制器131连接在PT-CAN网络上，且电机控制器131与电池本体153高压直流电连接。

综上所述，本实施例提供了一种定速巡航控制系统100，其工作原理如下：在车辆行驶过程中，车身控制器170采集并解析驾驶员对定速巡航装置180的操作指令，其中操作指令包括设定的目标车速。整车控制器110来接收车身控制器170解析到的操作指令，同时接收车身电子稳定系统190测定的实际车速进行比较，当实际车速大于目标车速时，通过整车控制器110计算得出控制目标扭矩，当控制目标扭矩大于或等于零时，整车控制器110会先减小电机130的驱动控制扭矩，通过降低电机130的驱动力来降低实际车速。当控制目标扭矩小于零，整车控制器110会让电机130进入发电模式，对动力电池装置150进行充电，同时向车辆提供阻力，从而进一步降低车速至目标车速，在各种路况下实现精准的定速巡航。相较于现有技术，本发明提供的一种定速巡航控制系统100，能够在各种路况下实现精准的定速巡航。

第三实施例

参见图3，本实施例提供一种定速巡航车200，包括车架210、前车轮230、前车桥250、后车轮270、后车桥290以及定速巡航控制系统100，其中定速巡航控制系统100的基本结构和原理及产生的技术效果和第二实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第二实施例中相应内容。前车轮230与前车桥250机械连接，且前车桥250连接于车架210的前端。后车轮270与后车桥290机械连接，且后车桥290连接于车架210的后端，定速巡航控制系统100与后车桥290机械连接，以通过后车桥290控制该定速巡航车200的运动状态。

在本实施例中，定速巡航控制系统100包括整车控制器110、电机130、动力电池装置150、车身控制器170、定速巡航装置180以及车身电子稳定系统190，动力电池装置150、电机130以及整车控制器110连接在PT-CAN网络上，定速巡航装置180和车身控制器170通过低压连接，定速巡航装置180用于接收操作指令，车身控制器170用于采集并解析操作指令，整车控制器110、车身电子稳定系统190以及车身控制器170连接在BODY-CAN网络上，车身电子稳定系统190用于测定实际车速，整车控制器110用于接收车身控制器170解析到的操作指令和车身电子稳定系统190测定的实际车速。电机130与后车桥290机械连接，以向后车桥290提供驱动力或者阻力。

值得注意的是，定速巡航车200的外形与结构并不仅仅限于本实施例中描述的情况，也可以是其他任何利用电机130作为动力源的车辆，在此不作具体限定。

本实施例提供了一种定速巡航车200，通过定速巡航控制系统100控制车速来实现定速巡航，能够在各种路况下实现精准的定速巡航。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种定速巡航控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

比较实际车速是否大于预设的目标车速，其中，所述实际车速为对车辆的车速实时监测得到；

当所述实际车速大于所述目标车速，比较控制目标扭矩是否小于零，其中，所述控制目标扭矩由车辆上的整车控制器对电机计算得出；

当所述控制目标扭矩小于零，所述电机为所述车辆提供阻力，以降低所述实际车速；

当所述控制目标扭矩大于或等于零，降低所述电机对所述车辆提供的驱动力，以降低所述实际车速。

2.根据权利要求1所述的定速巡航控制方法，其特征在于，当所述控制目标扭矩大于或等于零，所述电机降低为所述车辆提供的驱动控制扭矩，以降低所述驱动力。

3.根据权利要求2所述的定速巡航控制方法，其特征在于，所述驱动控制扭矩的大小与所述控制目标扭矩的大小相同。

4.根据权利要求2所述的定速巡航控制方法，其特征在于，当所述控制目标扭矩小于零，所述电机为所述车辆提供逆向控制扭矩，以提供所述阻力，其中，所述逆向控制扭矩与所述驱动控制扭矩的方向相反。

5.根据权利要求4所述的定速巡航控制方法，其特征在于，所述逆向控制扭矩的大小为所述控制目标扭矩的绝对值。

6.根据权利要求4所述的定速巡航控制方法，其特征在于，当所述控制目标扭矩小于零，所述电机还给所述车辆上的动力电池充电。

7.根据权利要求1所述的定速巡航控制方法，其特征在于，所述控制目标扭矩由车辆上的整车控制器对电机通过PID控制计算得出。

8.一种定速巡航控制系统，适用于如权利要求1-7任一项所述的定速巡航控制方法，其特征在于，包括定速巡航装置、整车控制器、电机、动力电池装置、车身电子稳定系统以及车身控制器，所述动力电池装置、所述电机以及所述整车控制器连接在动力CAN网络上，所述定速巡航装置和车身控制器通过低压连接，所述定速巡航装置用于接收操作指令，所述车身控制器用于采集并解析所述操作指令，所述整车控制器、所述车身电子稳定系统与所述车身控制器连接在车身CAN网络上，所述车身电子稳定系统用于测定实际车速，所述整车控制器用于接收车身控制器解析到的所述操作指令和所述车身电子稳定系统测定的所述实际车速；

当所述实际车速大于所述目标车速，所述整车控制器还用于比较控制目标扭矩是否小于零，其中，所述控制目标扭矩由所述整车控制器对电机计算得出；

当所述控制目标扭矩小于零，所述电机为所述车辆提供阻力，以降低所述实际车速；

当所述控制目标扭矩大于或等于零，所述整车控制器降低所述电机对所述车辆提供的驱动力，以降低所述实际车速。

9.根据权利要求8所述的定速巡航控制系统，其特征在于，所述动力电池装置包括电池本体和电池管理系统，所述电池本体和所述电池管理系统低压电连接，所述电池管理系统连接在所述动力CAN网络上，且所述电池本体与所述电机高压直流电连接。

10.根据权利要求9所述的定速巡航控制系统，其特征在于，所述电机包括电机本体和电机控制器，所述电机本体与所述电机控制器高压交流电连接，所述电机控制器连接在所述动力CAN网络上，且所述电机控制器与所述电池本体高压直流电连接。