CN104670020A - 一种汽车定速巡航控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车定速巡航领域，尤其涉及一种汽车定速巡航控制方法。输入巡航按键信号至仪表IC，同时车辆的发动机管理***EMS通过CAN总线将车辆的巡航状态发送至仪表IC，所述的仪表IC根据接收的巡航按键信号和巡航状态通过CAN总线向发动机管理***EMS输出巡航请求信号和目标车速信号，所述的发动机管理***EMS根据接收的巡航请求信号和目标车速信号以及车辆状态信号实行巡航状态的切换。仪表IC参与到发动机管理***EMS完成巡航功能的控制逻辑当中，减轻了发动机管理***EMS的负担。发动机管理***EMS根据仪表IC发送的巡航请求信号、目标车速信号以及车辆其他模块发送的车辆状态信号，实现巡航状态的切换，使巡航的控制模式更加合理和完善。
Description
技术领域
本发明涉及汽车定速巡航领域，尤其涉及一种汽车定速巡航控制方法。
背景技术
汽车在行驶过程中，驾驶员通过油门踏板的开度来控制行驶车速，当汽车在较为平坦的道路上行驶的时候，车速变化不需要做较大的变化，则油门踏板的开度也就需稳定在相应的开度大小不变，驾驶员长时间脚踏在油门踏板上，会给驾驶员带来疲劳感。定速巡航功能可以帮助驾驶员设定汽车的行驶速度，减少驾驶员的疲劳感，同时保持发动机在驾驶过程中扭矩输出的平滑性和稳定性，对于降低油耗也非常有利。
随着消费者对汽车配置的性价比要求越来越高，普通家用乘用车也开始配备定速巡航功能。同时，消费者除了对汽车功能要求增多以外，也越加注重人机界面的合理性和舒适性。传统的巡航功能的控制发生在发动机管理***EMS内部，仪表IC并不参与控制逻辑，仅作显示功能，人机界面比较单一，此外，各巡航状态之间的切换功能不够完善。因此，提供一种合理的汽车定速巡航控制方法，便于构建较为完善的人机界面是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车定速巡航控制方法。仪表IC参与巡航功能的控制和显示，人机界面更加合理，而根据车辆的实施状况实行巡航状态的切换使巡航功能更加完善、合理。
本发明的技术方案为：一种汽车定速巡航控制方法，输入巡航按键信号至仪表IC，同时车辆的发动机管理***EMS通过CAN总线将车辆的巡航控制状态发送至仪表IC，所述的仪表IC根据接收的巡航按键信号和巡航控制状态通过CAN总线向发动机管理***EMS输出巡航请求信号和目标车速信号，所述的发动机管理***EMS根据接收的巡航请求信号和目标车速信号以及车辆状态信号实行巡航控制状态的切换。
进一步的，所述仪表IC根据接收的巡航按键信号和巡航控制状态控制巡航请求信号和目标车速信号输出的控制方式如下：
所述的巡航按键包括用于巡航功能开启/关闭的Cruise键、用于退出巡航的Cancel键、用于在巡航功能开启后激活巡航或在巡航过程中减速的Set/-键、用于以前一次目标车速恢复进入巡航或加速的Resume/+键；
所述的巡航控制状态包括巡航故障状态、巡航条件不满足状态、巡航准备状态、正常巡航状态、超车巡航状态和退出巡航状态；
按下Cruise键，不论车辆处于何种巡航控制状态，此时巡航功能开启或关闭，此时仪表IC向发动机管理***EMS输出的巡航请求信号和目标车速信号均为无效信号；
按下Cancel键，仪表IC均向发动机管理***EMS输出无效的巡航请求信号，而输出的目标车速信号在之前未进入过巡航时为无效目标车速信号，在之前进入过巡航时为上一次巡航的目标车速信号；
当车辆处于巡航故障或巡航条件不满足状态时，按下任意键，仪表IC均向发动机管理***EMS输出无效的巡航请求信号以及无效的目标车速信号；
当车辆处于巡航准备状态时，按下Set/-键，巡航功能激活，仪表IC向发动机管理***EMS输出有效的巡航请求信号以及与等于当前行驶车速的目标车速信号；按下Resume/+键，若之前进入过巡航，则仪表IC向发动机管理***EMS输出有效的巡航请求信号以及上一次巡航的目标车速信号，若之前未进入过巡航，则仪表IC向发动机管理***EMS输出无效的巡航请求信号以及无效目标车速信号；
当车辆处于正常巡航状态，按下Set/-键，则仪表IC向发动机管理***EMS输出有效的巡航请求信号以及目标车速降低信号；按下Resume/+键，则仪表IC向发动机管理***EMS输出有效的巡航请求信号以及目标车速增加信号；
当车辆处于超车巡航状态，按下Set/-键，则仪表IC向发动机管理***EMS输出有效的巡航请求信号以及与等于当前行驶车速的目标车速信号；按下Resume/+键，则仪表IC向发动机管理***EMS输出有效的巡航请求信号以及目标车速不变信号。
进一步的，当车辆处于正常巡航状态时，目标车速信号降低、增加的变化速率和步长根据按Set/-键、Resume/+键的时间长短变化而变化。
进一步的，所述的仪表IC对巡航状态和目标车速进行显示输出，同时在巡航状态处于巡航故障、巡航条件不满足以及巡航超车时，对驾驶员进行警示。
进一步的，车辆启动后，车辆的巡航初始状态即为巡航故障状态，当所述巡航相关信号诊断无故障、无踩制动或离合器的安全操作、仪表IC发送无效巡航请求时，巡航状态由巡航故障状态切换到巡航条件不满足状态。
进一步的，当车辆处于巡航条件不满足状态时：
若车辆运行状态满足巡航功能激活标定范围，车辆将由巡航条件不满足状态切换至巡航准备状态；
若巡航相关信号诊断有故障或有踩制动或离合器的安全操作时，车辆将由巡航条件不满足状态切换至巡航故障状态。
进一步的，当车辆处于巡航准备状态时：
若仪表IC发送有效巡航请求，车辆将由巡航准备状态切换至正常巡航状态；
若车辆运行状态不满足巡航功能激活标定范围，车辆将由巡航准备状态切换至巡航条件不满足状态；
若巡航相关信号诊断有故障或有踩制动或离合器的安全操作时，车辆将由巡航条件不满足状态切换至巡航故障状态。
进一步的，车辆处于正常巡航状态时：
若驾驶员踩下油门踏板，当实际油门踏板对应的驾驶员需求扭矩与当前巡航虚拟油门对应的巡航需求扭矩的差值达到标定值时，车辆将由正常巡航状态切换至超车巡航状态；
若仪表IC发送无效巡航请求，则车辆由正常巡航状态切换至退出巡航状态；
若巡航相关信号诊断有故障或有踩制动或离合器的安全操作时，车辆将由正常巡航状态切换至巡航故障状态。
进一步的，车辆处于超车巡航状态时：
若驾驶员松开油门踏板，车辆在阻力作用下，车速恢复到目标车速左右，车辆由正常巡航状态切换至正常巡航状态；
若仪表IC发送无效巡航请求，则车辆由超车巡航状态切换至退出巡航状态；
若巡航相关信号诊断有故障或有踩制动或离合器的安全操作时，车辆将由超车巡航状态切换至巡航故障状态。
进一步的，车辆处于退出巡航状态时：
若虚拟油门踏板对应的需求扭矩小于实际油门踏板对应的需求扭矩时，车辆将由退出巡航状态切换至巡航准备状态；
若仪表IC发送有效巡航请求，则车辆由退出巡航状态切换至正常巡航状态；
若巡航相关信号诊断有故障或有踩制动或离合器的安全操作时，车辆将由退出巡航状态切换至巡航故障状态。
本发明的有益效果是：巡航控制按键通过硬线的方式接入到仪表IC，巡航控制状态的信号通过CAN总线发送至仪表IC，仪表IC通过CAN总线的方式向发动机管理***EMS发送巡航请求信号和目标车速信号，参与到发动机管理***EMS完成巡航功能的控制逻辑当中，减轻了发动机管理***EMS的控制负担。而发动机管理***EMS根据仪表IC发送的巡航请求信号、目标车速信号以及车辆其他与巡航相关的模块发送的车辆状态信号，实现巡航状态的切换，使巡航的控制模式更加合理和完善。仪表IC显示目标车速与巡航状态，人机界面更加合理，而在巡航状态为巡航故障和超车巡航时对驾驶员进行警示，保障了行驶的安全。
附图说明
图1为本发明仪表IC连接结构原理框图；
图2为本发明发动机管理***EMS控制原理图；
图3为本发明巡航控制状态切换逻辑判断原理图；
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明的巡航控制模块集成在发动机管理***EMS中，巡航功能主要由驾驶员按键输入、仪表IC和发动机管理***EMS共同实现。如图1所示，本发明的仪表IC通过硬线与巡航控制按键连接，通过CAN总线与发动机管理***EMS连接。仪表IC参与到发动机管理***EMS完成巡航功能的控制逻辑当中，它不仅可以根据输入的巡航按键信号和发动机管理***EMS发送的巡航控制状态信号进行巡航请求信号和目标车速信号的输出。还可以对巡航状态以及目标车速进行显示，并在巡航状态处于巡航故障和超车巡航时对驾驶员进行警示，提醒驾驶员安全驾驶。
本发明中，巡航控制按键包括控制巡航开启/关闭信号输入的Cruise(巡航开启/关闭键)、控制巡航退出信号输入的Cancel(巡航退出键)、控制设置/减速信号输入的Set/-(设置键/减速键)、控制恢复/加速信号输入的Resume/+(恢复键/加速键)。而本发明的巡航状态包括巡航故障、巡航条件不满足、巡航准备、正常巡航、超车巡航和退出巡航。仪表IC可以根据输入的不同巡航按键信号和巡航状态信号输出相对应的巡航请求信号和目标车速信号，本实施例列举了一组输出方式，具体如下表所示：
不论车辆处于何种巡航状态，按下Cruise键既可以控制巡航功能的开启或关闭。即当巡航功能未开启，则开启巡航功能，但巡航功能人处于未激活状态，因此仪表IC向发动机管理***EMS输出无效的巡航请求信号以及无效的目标车速信号(即255)；当巡航功能已经开启了，则直接关闭巡航功能(此时若处于正常巡航或超车巡航状态中，则直接退出巡航，并关闭巡航功能)。
不论车辆处于何种巡航状态，按下Cancel键，则退出巡航，因此仪表IC向发动机管理***EMS输出无效的巡航请求信号。若之前未进入过巡航，则输出无效的目标车速信号，若之前进入过巡航，则输出上一次巡航的目标车速信号，进入巡航准备状态，等待巡航功能激活。
当车辆处于巡航故障或巡航条件不满足状态时，不论按下何按键均无效，此时，仪表IC向发动机管理***EMS输出无效的巡航请求信号以及无效的目标车速信号；
当车辆处于巡航准备状态时，按下Set/-键既可以将已经开启的巡航功能激活，进入正常巡航状态，此时则仪表IC向发动机管理***EMS输出有效的巡航请求信号以及与等于当前行驶车速的目标车速信号。而按下Resume/+键，若之前未进入过巡航，则该按键无效，此时则仪表IC向发动机管理***EMS输出无效的巡航请求信号以及无效目标车速信号；若之前进入过巡航，则该案件有效，此时仪表IC向发动机管理***EMS输出有效的巡航请求信号以及上一次巡航的目标车速信号。
当车辆处于正常巡航状态，按下Set/-键，则仪表IC向发动机管理***EMS输出有效的巡航请求信号以及目标车速降低信号；按下Resume/+键，则仪表IC向发动机管理***EMS输出有效的巡航请求信号以及目标车速增加信号。目标车速降低、增加的速率和步长根据按Set/-或Resume/+键的时间长短来决定变化。
当车辆处于超车巡航状态，当驾驶员松开油门踏板想要恢复正常巡航时，Resume/+键是无效的，即按下Resume/+键仪表IC不响应该指令，此时IC向发动机管理***EMS输出有效的巡航请求信号以及目标车速不变信号，即车辆的车速会恢复到超车巡航前的正常巡航车速继续行驶。而此时按下Set/-键，则仪表IC向发动机管理***EMS输出有效的巡航请求信号以及与等于当前行驶车速的目标车速信号。即车辆会以松开Set/-键时的车辆当前车速为目标车速进入正常巡航状态。
如图2所示，发动机管理***EMS接收的车辆其他与巡航相关的模块发送的车辆状态信号为：ESC(车身稳定控制***)发出的实际车速信号、TCU(自动变速箱控制单元)发出的档位信号、EPB(电子驻车制动***)出于安全考虑发出的巡航退出信号、以及EMS的一些内部信号如制动踏板、加速踏板、离合器踏板、发动机运行状况、当前驾驶员需求扭矩以及巡航相关信号有效标志位等。发动机管理***EMS在接收到这些相关信号以及仪表IC发送的巡航请求和目标车速信号后，比较车辆实际车速和巡航按键请求的目标车速，通过PID的控制方式，计算出驾驶员需求扭矩，从而调节控制虚拟油门踏板的大小，发动机的节气门根据发动机管理***EMS中的虚拟油门踏板来作动，控制调节发动机输出有效扭矩，而使车辆按照巡航目标车速来行驶，并从而释放了驾驶员脚下的实际油门踏板。同时，完成巡航功能的过程中，通过CAN总线输出各种巡航状态给IC。
发动机管理***EMS还会根据接收到的各信号进行逻辑判断，控制巡航状态的切换，如图3所示：
发动机启动后，巡航控制状态会停留在巡航故障状态(EMS_CruiseCtrlSts＝0)，当巡航相关信号(车速、离合器、制动踏板、加速踏板、巡航按键等)诊断无故障(Rvv_OBD＝＝1)，无踩制动或离合器等安全操作(Securite_Ope！＝1)，仪表发送的巡航按键请求无效(Rvv_Switch！＝1)时，巡航控制状态切换到巡航条件不满足状态(EMS_CruiseCtrlSts＝1)(所述巡航条件不满足状态是指车辆运行状态如车速档位不满足巡航功能激活标定范围)；在巡航条件不满足状态，当车辆运行状态如车速档位等，满足巡航功能激活标定范围(Rvv_Veh_Conditon＝＝1)，将会进入巡航准备状态(EMS_CruiseCtrlSts＝2)(所述巡航准备状态是指车辆运行状态如车速档位满足巡航功能激活标定范围)，等待巡航按键请求有效指令(即按下Set/-键)激活进入巡航；同样，在巡航准备状态或巡航过程中，车辆运行状态不满足巡航功能设定范围(Rvv_Veh_Conditon！＝1)，将会重新回到巡航条件不满足状态；在巡航按键请求有效(Rvv_Switch＝＝1)(即按下Set/-键)的情况下，进入正常巡航状态(EMS_CruiseCtrlSts＝3)(车辆以目标速度巡航)；在正常巡航过程中，若驾驶员踩油门踏板，当实际油门踏板对应的驾驶员需求扭矩大于当前巡航虚拟油门对应巡航需求扭矩到一定程度时，即Torque_Req>＝Torque_Rvv+Torque_delta1，发动机将响应实际油门踏板对应的驾驶员需求扭矩，车辆加速，巡航进入超车巡航状态(EMS_CruiseCtrlSts＝4)；驾驶员松开油门踏板后(Torque_Drive<＝Torque_Rvv+Torque_delta2)，车速在阻力作用将慢慢降到目标巡航(Actual_spd<＝Target_spd+delta_spd)左右，将重新进入正常巡航状态(此时若按下Set/-键，则车辆会以松开Set/-键时的车辆当前车速为目标车速进入正常巡航状态)；在正常巡航或超车巡航的巡航状态下，驾驶员按下按键退出巡航，即巡航按键请求无效(Rvv_Switch！＝1)，则将进入退出巡航(EMS_CruiseCtrlSts＝5)；在虚拟油门踏板对应的需求扭矩下降过渡到实际油门踏板对应的需求扭矩以下时，车辆重新进入巡航准备状态(EMS_CruiseCtrlSts＝2)，车辆将重新响应实际油门踏板。其中，不论车辆处于何种巡航状态，当任何巡航相关信号诊断出现故障(Rvv_OBD！＝1)或安全操作激活(Securite_Ope＝＝1)，巡航状态都会切换到巡航故障状态。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种汽车定速巡航控制方法，其特征在于：按下巡航按键通过硬线的方式发送巡航按键信号至仪表IC，同时车辆的发动机管理***EMS通过CAN总线将车辆的巡航控制状态发送至仪表IC，所述的仪表IC根据接收的巡航按键信号和巡航控制状态通过CAN总线向发动机管理***EMS输出巡航请求信号和目标车速信号，所述的发动机管理***EMS根据接收的巡航请求信号和目标车速信号以及车辆状态信号实行巡航控制状态的切换。
2.如权利要求1所述的一种汽车定速巡航控制方法，其特征在于：所述仪表IC根据接收的巡航按键信号和巡航状态控制巡航请求信号和目标车速信号输出的控制方式如下：
所述的巡航按键包括用于巡航功能开启/关闭的Cruise键、用于退出巡航的Cancel键、用于在巡航功能开启后激活巡航或在巡航过程中减速的Set/-键、用于以前一次目标车速恢复进入巡航或加速的Resume/+键；
所述的巡航控制状态包括巡航故障状态、巡航条件不满足状态、巡航准备状态、正常巡航状态、超车巡航状态和退出巡航状态；
按下Cruise键，不论车辆处于何种巡航控制状态，此时巡航功能开启或关闭，此时仪表IC向发动机管理***EMS输出的巡航请求信号和目标车速信号均为无效信号；
按下Cancel键，仪表IC均向发动机管理***EMS输出无效的巡航请求信号，而输出的目标车速信号在之前未进入过巡航时为无效目标车速信号，在之前进入过巡航时为上一次巡航的目标车速信号；
当车辆处于巡航故障或巡航条件不满足状态时，按下任意键，仪表IC均向发动机管理***EMS输出无效的巡航请求信号以及无效的目标车速信号；
当车辆处于巡航准备状态时，按下Set/-键，巡航功能激活，仪表IC向发动机管理***EMS输出有效的巡航请求信号以及与等于当前行驶车速的目标车速信号；按下Resume/+键，若之前进入过巡航，则仪表IC向发动机管理***EMS输出有效的巡航请求信号以及上一次巡航的目标车速信号，若之前未进入过巡航，则仪表IC向发动机管理***EMS输出无效的巡航请求信号以及无效目标车速信号；
当车辆处于正常巡航状态，按下Set/-键，则仪表IC向发动机管理***EMS输出有效的巡航请求信号以及目标车速降低信号；按下Resume/+键，则仪表IC向发动机管理***EMS输出有效的巡航请求信号以及目标车速增加信号；
当车辆处于超车巡航状态，按下Set/-键，则仪表IC向发动机管理***EMS输出有效的巡航请求信号以及与等于当前行驶车速的目标车速信号；按下Resume/+键，则仪表IC向发动机管理***EMS输出有效的巡航请求信号以及目标车速不变信号。
3.如权利要求2所述的一种汽车定速巡航控制方法，其特征在于：当车辆处于正常巡航状态时，目标车速信号降低、增加的变化速率和步长根据按Set/-键、Resume/+键的时间长短变化而变化。
4.如权利要求2所述的一种汽车定速巡航控制方法，其特征在于：所述的仪表IC对巡航控制状态和目标车速进行显示输出，同时在巡航控制状态处于巡航故障状态、巡航条件不满足以及巡航超车状态时，对驾驶员进行警示。
5.如权利要求2所述的一种汽车定速巡航控制方法，其特征在于：车辆启动后，车辆的巡航初始状态即为巡航故障状态，当巡航相关信号诊断无故障、无踩制动或离合器的安全操作、仪表IC发送无效巡航请求时，巡航控制状态由巡航故障状态切换到巡航条件不满足状态。
6.如权利要求2所述的一种汽车定速巡航控制方法，其特征在于，当车辆处于巡航条件不满足状态时：
若车辆运行状态满足巡航功能激活标定范围，车辆将由巡航条件不满足状态切换至巡航准备状态；
若巡航相关信号诊断有故障或有踩制动或离合器的安全操作时，车辆将由巡航条件不满足状态切换至巡航故障状态。
7.如权利要求2所述的一种汽车定速巡航控制方法，其特征在于，当车辆处于巡航准备状态时：
若仪表IC发送有效巡航请求，车辆将由巡航准备状态切换至正常巡航状态；
若车辆运行状态不满足巡航功能激活标定范围，车辆将由巡航准备状态切换至巡航条件不满足状态；
若巡航相关信号诊断有故障或有踩制动或离合器的安全操作时，车辆将由巡航条件不满足状态切换至巡航故障状态。
8.如权利要求2所述的一种汽车定速巡航控制方法，其特征在于，车辆处于正常巡航状态时：
若驾驶员踩下油门踏板，当实际油门踏板对应的驾驶员需求扭矩大于当前巡航虚拟油门对应的巡航需求扭矩的差值标定值时，车辆将由正常巡航状态切换至超车巡航状态；
若仪表IC发送无效巡航请求，则车辆由正常巡航状态切换至退出巡航状态；
若巡航相关信号诊断有故障或有踩制动或离合器的安全操作时，车辆将由正常巡航状态切换至巡航故障状态。
9.如权利要求2所述的一种汽车定速巡航控制方法，其特征在于，车辆处于超车巡航状态时：
若驾驶员松开油门踏板，车辆由正常巡航状态切换至正常巡航状态；
若仪表IC发送无效巡航请求，则车辆由超车巡航状态切换至退出巡航状态；
若巡航相关信号诊断有故障或有踩制动或离合器的安全操作时，车辆将由超车巡航状态切换至巡航故障状态。
10.如权利要求2所述的一种汽车定速巡航控制方法，其特征在于，车辆处于退出巡航状态时：
若虚拟油门踏板对应的需求扭矩小于实际油门踏板对应的需求扭矩时，车辆将由退出巡航状态切换至巡航准备状态；
若仪表IC发送有效巡航请求，则车辆由退出巡航状态切换至正常巡航状态；
若巡航相关信号诊断有故障或有踩制动或离合器的安全操作时，车辆将由退出巡航状态切换至巡航故障状态。
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