CN109969182A - 一种新能源环卫车定速巡航方法及系统 - Google Patents

一种新能源环卫车定速巡航方法及系统 Download PDF

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李振山
王永秋
李钰锐
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Abstract

本发明提供了一种新能源环卫车定速巡航方法及系统，首先实时采集车辆当前的行驶路线，将采集的车辆当前的行驶路线与设置的定速巡航目标路线进行比较，当检测到车辆当前的行驶路线与设置的定速巡航目标路线不一致时，发出车辆行驶路线偏离的告警。因此，可实时监控作业车辆位置和行驶轨迹，保证固定路线得到有效清理，提高了作业效率；采用PID控制算法对目标车速进行控制，算法简单，精确性高，可将车辆目标速度保持在设定值不变；可实现车辆在高速状态下作业，也可实现在低速状态下实现，较大程度上减轻了驾驶员的疲劳强度，提高作业安全指标。

Description

一种新能源环卫车定速巡航方法及系统
技术领域
本发明属于车辆巡航技术领域，特别涉及一种新能源环卫车定速巡航方法及系统。
背景技术
随着经济的发展，汽车保有量不断增加，人们对于汽车驾驶的便捷程度的要求也不断提高。为了应对这一需求，越来越多的辅助驾驶功能被开发出来，定速巡航(CruiseControl Syetem，CCS)就是其中一种，定速巡航又被称为定速巡航行驶装置、速度控制系统、自动驾驶系统等，车辆定速巡航系统用于控制车速使车辆定速行驶的装置，车辆一旦被设定巡航状态，发动机供油量便由发动机ECU(发动机控制单元)控制，发动机ECU会根据道路状态及汽车的行驶阻力不断调整供油量，使车辆始终在设定的车速行驶，而无需用户踩油门踏板。
随着生活水平的提高，城市环境保护意识日益增强，道路清扫作业作为城市环卫工作重要的一环也迎来了良好的发展机遇。道路清扫车的出现是城市文明的一项重要的标志，它给人们生活环境以及城市面貌带来了诸多益处，如提高了路面清扫的工作效率，同时提高了操作者的工作积极性，并且大大节约了人力和财力，保证了一个良好整洁的环境，这不仅提高了城市形象，而且更有利于城市文化的建设及市民工作的积极性等等。环卫车在作业过程中，因作业工况确定，常常在固定线路和固定速度下对路面和环境进行清扫和保洁，这种固定工况下长时间作业，加重了驾驶员的工作强度，易产生疲劳驾驶，影响作业效果，甚至在道路交通较为复杂的环境下容易发生交通事故。
公开号为“CN106428005A”，名称为“一种车辆定速巡航控制方法”的中国专利，公开了一种车辆定速巡航控制的方法，在车辆行驶中，需要定速巡航时，司机通过按键向VCU发出定速巡航请求，VCU根据获取的目标速度启动定速巡航。但是该专利文件未对车辆行驶过程中是否偏离巡航路线进行检测，导致巡航作业效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新能源环卫车定速巡航方法及系统，用于解决现有技术中未对定速巡航路线是否偏离进行检测造成定速巡航作业效率低的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种新能源环卫车定速巡航方法，包括以下解决方案：
方法方案一，包括如下步骤：
实时采集车辆当前的行驶路线，将采集的车辆当前的行驶路线与设置的定速巡航目标路线进行比较，当检测到车辆当前的行驶路线与设置的定速巡航目标路线不一致时，发出车辆行驶路线偏离的告警。
方法方案二，在方法方案一的基础上，当检测到车辆当前的行驶路线与设置的定速巡航目标路线一致时，根据定速巡航请求，且当前车速大于或等于第一设定值，车辆档位在前进挡或倒车档时，设定车辆定速巡航时的目标速度，以设定的目标速度进入定速巡航模式。
方法方案三，在方法方案二的基础上，在进入定速巡航模式中，需检测车辆当前速度，根据设定的车辆定速巡航的目标速度对车辆当前速度进行调整。
方法方案四，在方法方案三的基础上，当车辆当前速度与设定的车辆定速巡航的目标速度的差值的绝对值大于设定值时，采用PID控制算法对车辆当前速度进行调整。
方法方案五，在方法方案一的基础上，所述定速巡航目标路线包括至少一条，各目标路线对应设置有路线编号。
方法方案六，在方法方案三的基础上，在设置车辆定速巡航目标速度时，对定速巡航目标速度逐级增加或逐级降低。
方法方案七，在方法方案六的基础上，车辆定速巡航的目标速度的逐级增加或逐级降低的幅度与车辆当前速度有关，当车辆当前速度小于设定值时，调速按钮每次加减步长设定为A1，当车辆当前速度大于设定值时，调速按钮每次加减步长设定为A2。
方法方案八，在方法方案三的基础上，在定速巡航过程中，通过踩油门并根据油门踏板开度控制车辆进行加速，当松开油门踏板时，控制车速到踩油门前的车辆定速巡航的目标速度。
本发明还提供了一种新能源环卫车定速巡航系统，包括以下解决方案：
系统方案一，包括采集模块及控制器，所述采集模块用于实时采集车辆当前的行驶路线，将采集的车辆当前的行驶路线与设置的定速巡航目标路线进行比较，当检测到车辆当前的行驶路线与设置的定速巡航目标路线不一致时，所述控制器发出车辆行驶路线偏离的告警。
系统方案二，在系统方案一的基础上，当检测到车辆当前的行驶路线与设置的定速巡航目标路线一致时，根据定速巡航请求，且当前车速大于或等于第一设定值，车辆档位在前进挡或倒车档时，设定车辆定速巡航时的目标速度，以设定的目标速度进入定速巡航模式。
系统方案三，在系统方案二的基础上，还包括仪表，所述仪表用于在定速巡航过程中，实时显示车辆是否处于定速巡航模式。
系统方案四，在系统方案三的基础上，进入定速巡航模式中，需检测车辆当前速度，根据设定的车辆定速巡航的目标速度对车辆当前速度进行调整。
系统方案五，在系统方案四的基础上，当车辆当前速度与设定的车辆定速巡航的目标速度的差值的绝对值大于设定值时，采用PID控制算法对车辆当前速度进行调整。
系统方案六，在系统方案一的基础上，所述定速巡航目标路线包括至少一条，各目标路线对应设置有路线编号。
系统方案七，在系统方案四的基础上，在设置车辆定速巡航目标速度时，通过调速按钮对定速巡航目标速度逐级增加或逐级降低。
系统方案八，在系统方案七的基础上，车辆定速巡航的目标速度的逐级增加或逐级降低的幅度与车辆当前速度有关，当车辆当前速度小于设定值时，调速按钮每次加减步长设定为A1，当车辆当前速度大于设定值时，调速按钮每次加减步长设定为A2。
系统方案九，在系统方案四的基础上，在定速巡航过程中，通过踩油门并根据油门踏板开度控制车辆进行加速，当松开油门踏板时，控制车速到踩油门前的车辆定速巡航的目标速度。
系统方案十，在系统方案一的基础上，所述控制器为整车控制器。
本发明的有益效果是：
本发明首先实时采集车辆当前的行驶路线，将采集的车辆当前的行驶路线与设置的定速巡航目标路线进行比较，当检测到车辆当前的行驶路线与设置的定速巡航目标路线不一致时，发出车辆行驶路线偏离的告警。因此，可实时监控作业车辆位置和行驶轨迹，保证固定路线得到有效清理，提高了作业效率。
进一步地，采用PID控制算法对目标车速进行控制，算法简单，精确性高，可将车辆目标速度保持在设定值不变。
本发明可实现车辆在高速状态下作业，也可实现在低速状态下实现，较大程度上减轻了驾驶员的疲劳强度，提高作业安全指标。
附图说明
图1为本发明的PID控制算法流程图；
图2为本发明的基于整车控制器的控制系统结构框图；
图3为本发明的新能源环卫车定速巡航方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：
一种新能源环卫车定速巡航系统，包括采集模块及控制器，采集模块用于实时采集车辆当前的行驶路线，将采集的车辆当前的行驶路线与设置的定速巡航目标路线进行比较，当检测到车辆当前的行驶路线与设置的定速巡航目标路线不一致时，控制器发出车辆行驶路线偏离的告警。具体的如图2所示，包括整车控制器、仪表台、定位装置及后台管理平台，整车控制器判断定速巡航模式是否开启，以及司机调节的目标速度，并控制车辆当前的速度加速到司机调节的目标速度；仪表台上设置有开启按钮和调速按钮，其中，开启按钮包括ON、OFF两个档位，用于对定速巡航模式的开启和关闭，定速调节按钮包括+/-两个档位，用于对定速巡航目标值的增加或减少，同时，仪表还可实时显示车辆是否处于定速巡航模式；定位装置用于采集车辆行驶路线，后台管理平台用于实时监控作业车辆位置和行驶轨迹。
如图3所示，采用上述定速巡航系统的控制方法包括以下步骤：
1)当需要定速巡航时，驾驶员按下仪表台上的开启按钮ON，开启信号接入整车控制器，由整车控制器判断定速巡航模式是否开启；选择定速巡航的目标速度，该目标速度可由驾驶员调节，此外，驾驶员可通过调速按钮的+/-档位对定速巡航目标进行逐级增加或逐级降低。当定速巡航启动按钮由OFF到ON，且当前车速大于或等于第一设定值，本实施例的第一设定值为30km/h，且车辆档位在前进挡或倒车档，则车辆进入定速巡航模式。
其中，车辆定速巡航的目标速度的逐级增加或逐级降低的幅度与车辆当前速度有关，为了进一步增加定速巡航目标速度的精确度，当车速小于30km/h时，调速按钮每次加减步长设置为A1；当车速大于等于30km/h时，调速按钮每次加减步长设置为A2，本实施例中A1和A2分别设置为1km/h、5km/h。
2)定速巡航开始时的目标速度为车辆当前的初始速度，采集车辆当前的速度，对车辆当前的速度进行调整，直至调整到设置的定速巡航的目标速度，当车辆当前的速度与设置的定速巡航的目标速度的差值的绝对值大于设定值时，本实施例的设定值为1km/h，整车控制器采用PID算法控制电机控制器，对电机的输出力矩进行调整，从而调整当前车速到定速巡航目标车速，如图1所示，其中，S为巡航开启状态，等于1为开启，等于0为关闭；V1为当前车速；R+为调速按钮加，R-为调速按钮减；Vs为定速巡航的目标速度；e为PID误差，数值上等于定速巡航目标速度与当前车速的差值，|e|>1km/h；Kp和Ki为PID控制系数；T为控制目标转矩，ΔT为控制目标差值。定速巡航采用PID控制算法程序代码少，算法可靠性高。
3)根据高精度地图和GPS定位装置设置定速巡航目标路线，将设置好的定速巡航目标路线和目标路线的位置信息存储到车载地图系统中，目标路线可由车辆管理人员预先设定，在定速巡航过程中的目标线路由整车控制器进行选择，该目标路线可设置为多条，且各目标路线对应设置有编号，将各目标路线和目标路线对应的编号存储到后台管理平台；将设置的目标路线和高精度地图中的目标路线进行比对，记录各目标路线的位置信息并存储于车载地图系统中。
4)在定速巡航过程中，GPS定位装置实时采集车辆当前的行驶路线，然后将采集的车辆行驶路线发送给车载地图系统，车载地图系统输出固定路线数据，当整车控制器检测到车辆当前行驶路线与车载地图系统输出的固定路线不一致时，导航系统发出警告，并将不一致的信息发送给后台管理平台，后台管理平台对车辆下发固定路线编号，固定线路编号可分单次有效下发、有效时间段下发和固定下发三种模式，整车控制器通过无线终端接收到对应的固定路线的编号，发送给车载地图系统，车载地图系统按预先设定好的路线，对作业车辆进行实时导航。同时，后台管理平台，能够统计实际路线上作业车辆的数量、间距和固定路线的实际清扫次数，用于作业人员的调度和考评，提高作业管理水平。
5)定速巡航过程中，驾驶员脚踩油门踏板时，整车控制器不退出巡航模式，且根据实际油门踏板开度，控制车辆进行加速。当松开油门踏板时，控制车速到踩油门前定速值。整车控制器实时发送巡航状态，仪表上显示状态灯，指示车辆是否在定速巡航模式。
6)当需要退出定速巡航模式时，驾驶员可通过脚踩刹车，整车控制器控制强制退出循环系统或通过关闭启动按钮到OFF档位退出定速巡航模式；该情况退出后，司机可以通过单次触按调试按钮R+重新进入退出时刻的巡航车速。此外，整车控制器还可根据反馈状态及指令要求控制扫刷的旋转速度，使旋转速度保持在一个合适的速度范围。
本发明的定速巡航系统增加了定速巡航作业路线和设置的目标路线的一致性的检测，保证定速巡航的过程中路线的一致性，当偏离设置的定速巡航目标路线时，则发出告警，提高了定速巡航作业的效率，司机不用实时注意观察车辆是否偏离路线，降低了司机的疲劳强度。
以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于以上所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种新能源环卫车定速巡航方法，其特征在于，包括如下步骤：
实时采集车辆当前的行驶路线，将采集的车辆当前的行驶路线与设置的定速巡航目标路线进行比较，当检测到车辆当前的行驶路线与设置的定速巡航目标路线不一致时，发出车辆行驶路线偏离的告警。
2.根据权利要求1所述的新能源环卫车定速巡航方法，其特征在于，当检测到车辆当前的行驶路线与设置的定速巡航目标路线一致时，根据定速巡航请求，且当前车速大于或等于第一设定值，车辆档位在前进挡或倒车档时，设定车辆定速巡航时的目标速度，以设定的目标速度进入定速巡航模式。
3.根据权利要求2所述的新能源环卫车定速巡航方法，其特征在于，进入定速巡航模式中，需检测车辆当前速度，根据设定的车辆定速巡航的目标速度对车辆当前速度进行调整。
4.根据权利要求3所述的新能源环卫车定速巡航方法，其特征在于，当车辆当前速度与设定的车辆定速巡航的目标速度的差值的绝对值大于设定值时，采用PID控制算法对车辆当前速度进行调整。
5.根据权利要求1所述的新能源环卫车定速巡航方法，其特征在于，所述定速巡航目标路线包括至少一条，各目标路线对应设置有路线编号。
6.根据权利要求3所述的新能源环卫车定速巡航方法，其特征在于，在设置车辆定速巡航目标速度时，对定速巡航目标速度逐级增加或逐级降低。
7.根据权利要求6所述的新能源环卫车定速巡航方法，其特征在于，车辆定速巡航的目标速度的逐级增加或逐级降低的幅度与车辆当前速度有关，当车辆当前速度小于设定值时，调速按钮每次加减步长设定为A1，当车辆当前速度大于设定值时，调速按钮每次加减步长设定为A2。
8.根据权利要求3所述的新能源环卫车定速巡航方法，其特征在于，在定速巡航过程中，通过踩油门并根据油门踏板开度控制车辆进行加速，当松开油门踏板时，控制车速到踩油门前的车辆定速巡航的目标速度。
9.一种新能源环卫车定速巡航系统，其特征在于，包括采集模块及控制器，所述采集模块用于实时采集车辆当前的行驶路线，将采集的车辆当前的行驶路线与设置的定速巡航目标路线进行比较，当检测到车辆当前的行驶路线与设置的定速巡航目标路线不一致时，所述控制器发出车辆行驶路线偏离的告警。
10.根据权利要求9所述的新能源环卫车定速巡航系统，其特征在于，当检测到车辆当前的行驶路线与设置的定速巡航目标路线一致时，根据定速巡航请求，且当前车速大于或等于第一设定值，车辆档位在前进挡或倒车档时，设定车辆定速巡航时的目标速度，以设定的目标速度进入定速巡航模式。
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