CN110155051B - 一种卡车变速巡航节油控制方法 - Google Patents

一种卡车变速巡航节油控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110155051B
CN110155051B CN201910358195.XA CN201910358195A CN110155051B CN 110155051 B CN110155051 B CN 110155051B CN 201910358195 A CN201910358195 A CN 201910358195A CN 110155051 B CN110155051 B CN 110155051B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cruise
speed
vehicle
engine
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910358195.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN110155051A (zh
Inventor
王玉海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao Automotive Research Institute Jilin University
Jilin University
Original Assignee
Qingdao Automotive Research Institute Jilin University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingdao Automotive Research Institute Jilin University filed Critical Qingdao Automotive Research Institute Jilin University
Priority to CN201910358195.XA priority Critical patent/CN110155051B/zh
Publication of CN110155051A publication Critical patent/CN110155051A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110155051B publication Critical patent/CN110155051B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/10—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
    • B60W10/11—Stepped gearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/18—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of braking systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/14—Adaptive cruise control
    • B60W30/143—Speed control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D11/105—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the function converting demand to actuation, e.g. a map indicating relations between an accelerator pedal position and throttle valve opening or target engine torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D29/00—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
    • F02D29/02—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving vehicles; peculiar to engines driving variable pitch propellers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/10—Longitudinal speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/10—Longitudinal speed
    • B60W2520/105—Longitudinal acceleration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/18—Control of the engine output torque

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Controls For Constant Speed Travelling (AREA)

Abstract

一种卡车变速巡航节油控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：驾驶员操作进入变速巡航功能，设定目标巡航车速后执行以下S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8操作。S2：实时进行车辆姿态的判断。S3：对车辆巡航车速区间设定。S4：整车干预控制，S5：巡航车速调整控制。S6：超越控制控制。S7：巡航退出控制。S8：巡航恢复控制。本发明的有益效果如下：可准确、可靠地获得车辆实时姿态信息；能够避免频繁触发巡航允许上下阈值车速点，降低巡航失败的概率；能够保证行车安全、整车零部件安全；能够节约燃油消耗，同时降低制动***工作强度；车辆巡航过程中，避免发动机频繁扭矩变化，提升发动机平均燃烧效率，节约燃油消耗，降低排放。

Description

一种卡车变速巡航节油控制方法
技术领域
本发明属于汽车电控领域，尤其涉及到一种应用于卡车的变车速巡航节油控制方法。
背景技术
定速巡航***(Cruise Control System，缩写为CCS)，又称为定速巡航行驶装置、自动驾驶***等。该***运行后，驾驶员可以设定好速度，不用踩油门踏板即可保持设定的车速匀速行驶。使用该***驾驶员可以不用再去控制加速踏板，既可以缓解驾驶员长时间驾驶产生的疲劳感，又可以减小不良驾驶习惯导致的车速变化，使得汽车更经济地行驶。在传统发动机汽车中，定速巡航***启动后，发动机的供油量由计算机***控制，其可以根据当前车速、设定车速以及汽车行驶阻力不断调整供油量，使汽车保持设定的车速匀速行驶。定速巡航过程中驾驶员可以通过踩下油门踏板加大发动机的供油量以实现车辆的加速以方便进行加速超车，松开油门踏板后车辆恢复至巡航车速。
卡车作为国民经济的重要生产资料，其安全性、经济性、舒适性越来越多地受到社会各界的重视。作为提高卡车驾乘舒适性和安全性的重要配置之一，定速巡航***越来越多地受到驾驶员的欢迎。
卡车传统定速巡航***在实际使用过程中有较高的巡航失败概率，究其原因，一种情况是车辆在行驶过程中，当阻力功率超过发动机功率时，如上坡，车辆速度下降，触发定速巡航车速下限值或发动机转速进入低扭区域，巡航***退出；另一情况是车辆行驶过程中，如下坡时，车辆可控的辅助制动力不足以维持车速，会导致车速不断增加，触发定速巡航车速上限值或超出发动机安全转速值，巡航***退出。
卡车传统定速巡航***以车速维持为目标，在巡航***工作过程中，频繁对发动机及制动***进行控制，发动机频繁加减扭矩，同时制动***频繁介入，制动能量损失较多，无法兼顾整车的燃油经济性。
针对卡车定速续航目前出现的巡航成功率低、燃油经济性差等情况，迫切需要一种既能够降低驾驶员劳动强度，又能够提高巡航成功率，同时兼顾整车燃油经济性的巡航控制方法。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种卡车变速巡航节油控制方法，其可在整车控制器或发动机管理***中实现，控制方法清晰、节油效果突出、稳定可靠，该方法在车辆巡航过程中，可根据车辆姿态不断调整巡航车速，提高巡航成功率，提高整车燃油经济性，减低驾乘人员工作强度。为实现以上目的，本发明采取如下技术方案：
一种卡车变速巡航节油控制方法，包括以下步骤：
S1：驾驶员操作巡航控制手柄，进入变速巡航功能，设定目标巡航车速后执行下述S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8操作；
S2：实时进行车辆姿态的判断，具体包括：
S21：一种方法是使用传感器直接获得车辆姿态，该方法会增加一定的硬件成本；所述传感器包括但不局限于加速度传感器、陀螺仪，还包括其他可获得车辆实时仰角、俯角的传感器；
S22：一种方法是根据车辆动力平衡公式获得车辆姿态，所述车辆动力平衡公式为：
Ft＝Fw+Ff+Fi+Fj (1)
其中：Ft：车辆驱动力
Fw：风阻
Ff：滚动阻力
Fi：坡道阻力
Fj：加速阻力
S221：车辆准稳态工况下获得车辆总质量，用于对坡道阻力进行正负值的判断；取车速变化小于1km/h、行驶距离小于100m、发动机输出扭矩和车辆加速度变化较大的两个时刻，此时可以假定所述两个时刻的车速相等，即所述滚动阻力和所述风阻相等，假定所述两个时刻的道路坡度相等，即所述坡道阻力相等，此时所述两时刻的所述车辆动力平衡公式等号两边作差，获得以下公式：
Ft1-Ft2＝Fj1-Fj2 (2)
其中：Ft1、Ft2：时刻1、2的车辆驱动力
Fj1、Fj2：时刻1、2的车辆加速阻力
另：
Fj＝ma (3)
其中：m：整车总质量
a：整车加速度，通过对车速微分或者发动机转速微分获得
即：
Figure GDA0002613491030000041
其中：a1、a2：时刻1、2的整车加速度
S222：实时进行车辆无风平直道路设定巡航车速下阻力功率计算，通过公式(1)等号两侧乘以车速获得:
Pv0＝Fwv+Ffv (5)
其中：v：车辆当前时速
Pvo：车辆无风平直道路下车速v下的阻力功率
S223：实时进行当前车速变化趋势计算，对实时车速进行微分获取微分值，即车辆加速度，通过所述车辆加速度的正负确定车辆车速的变化趋势，正值表示车辆处于加速状态，负值标识车辆处于减速状态，同时可获得车辆的加速阻力：
Fj0＝ma0 (6)
其中：a0：当前车辆加速度
S224：实时进行发动机输出功率的计算，获得车辆行驶驱动功率，可通过发动机输出功率与效率乘积：
Figure GDA0002613491030000042
其中：η：传动***总效率
T：发动机当前驱动扭矩值
n：发动机当前转速
S225：实时根据所述车辆动力平衡公式计算，判断车辆俯仰角姿态，即判断车辆处于上坡还是下坡；当当前车辆加速度a0为零时，进行Pv与Pv0大小比较，当Pv＞Pv0，判断车辆处于上坡路段，反之为下坡路段；当当前车辆加速度a0不为零时：
Pa0＝ma0 (8)
其中：Pa0：当前车辆的加速功率
进行Pv、(Pv+Pa0)的大小比较，当Pv＞(Pv+Pa0)，车辆处于上坡路段，反之为下坡路段；
此处统一使用功率进行大小比较，相对于使用驱动力进行比较，可避免变速箱速比的干扰；
S3：对车辆巡航车速区间设定，具体包括：
S31：当车辆处于下坡时，允许所述巡航车速区间为发动机允许巡航转速上限值对应的车速值或所述目标巡航车速的标定倍数值至设定巡航车速值，此时发动机降扭至零扭矩和车速达到所述巡航车速区间上限为控制目标，当发动机扭矩为零时且车速超出所述巡航车速区间上限，进行主制动***或辅助制动***控制；
S32：当车辆处于上坡时，允许所述巡航车速区间为发动机允许巡航转速下限值对应的车速值或所述目标巡航车速的标定倍数值至设定巡航车速值，此时以当前车速为所述目标巡航车速控制的反馈，进行发动机扭矩准稳态调节，当发动机扭矩提升至当前转速设定的外特性值时，判断当前车速是否超出所述巡航车速区间，若超出则判断巡航失败，反之保持巡航行驶；
S33：当车辆为平直道路行驶，发动机以维持所述目标巡航车速为目标，进行稳态扭矩负反馈控制，在此过程中包含CAN总线与仪表或车辆其他终端进行变速巡航提醒交互；
S34：变速巡航过程中，通过所述目标巡航车速与所述当前车速与设定车速差值相对应的声音、指示灯等形式提醒驾驶员，本发明所述的一种卡车变速巡航节油控制方法的执行单元通过CAN总线与包括但不局限于仪表的人际交互界面进行通讯；
S4：整车干预控制，区别于常规巡航***仅对发动机进行PID扭矩控制，本发明中整车干预控制包括但不局限于发动机控制、制动***控制，还包括传动***控制。
S41：发动机控制，在于采用准稳态节油扭矩控制方法，包括但不局限于使用CAN总线标准SAE-J1939中TSC1报文对发动机进行扭矩控制、使用模拟油门踏板信号对发动机进行油门请求控制，对发动机进行准稳态控制，扭矩变化率根据标定的随发动机转速、发动机扭矩变化的三维曲线获得，通过发动机加减扭矩控制，实现整车驱动力调节，从而实现车速调节；
S42：主制动***控制，包括但不局限于通过CAN总线响应报文对电子制动***进行制动力控制，还可包括制动电磁阀直接控制制动管路压力从而控制整车制动力，通过主制动力控制，降低车速或者进行车速保持；
S43：辅助制动***控制，包括但不局限于对通过CAN总线或者信号控制对发动机制动、排气制动、液力缓速器等整车辅助***进行制动力控制，通过辅助制动***控制，降低车速或者进行车速保持；
S44:传动***控制，在于对于匹配自动变速箱的车辆，变速巡航过程中使用包括但不局限于CAN总线或者信号控制的方式向自动变速箱请求目标挡位，以便实现传动***速比调节；
S5：巡航车速调整控制，即在车辆变速巡航过程中，驾驶员可操作所述巡航手柄实现巡航设定车速调节，相应的所述S3步骤下所述巡航设定车速相应调整；
S6：超越控制控制，即在变速巡航工作过程中，驾驶员踩下油门踏板后，当驾驶特性需求扭矩超过巡航发动机控制扭矩时，采用驾驶特性需求扭矩控制发动机，否则使用巡航发动机扭矩控制值控制发动机；
S7：巡航退出控制，当出现以下事件时退出巡航，包括但不局限于触发离合器信号、挂空挡、触发制动信号、触发巡航退出信号、发动机故障、变速箱故障；
S8：巡航恢复控制，当巡航***启用并退出后，驾驶员未熄火继续行车，驾驶员操作巡航手柄可恢复巡航功能，此时设定巡航车速取上一次巡航功能的设定巡航车速值。
下面对本发明总程序进行详细说明，见图1：
本发明的变速巡航控制方法与常规定速巡航的基本相同，包括巡航进入判断、巡航恢复判断、超越控制、退出控制、动力***控制等几部分；区别在于在巡航过程中巡航设定车速、发动机控制、制动***，下面对本发明的巡航设定车速、发动机控制、制动***进行说明：
所述巡航设定车速在变速巡航过程中设定为所述巡航车速区间，允许车速根据所述车辆姿态、所述发动机转速、所述巡航设定车速等确定。
本发明的变速巡航控制方法与常规定速巡航的基本相同，包括巡航进入判断、巡航恢复判断、超越控制、退出控制、动力***控制等几部分；区别在于在巡航过程中巡航设定车速、发动机控制、制动***，下面对本发明的巡航设定车速、发动机控制、制动***进行说明：
所述巡航设定车速在变速巡航过程中设定为所述巡航车速区间，允许车速根据所述车辆姿态、所述发动机转速、所述巡航设定车速等确定。
所述发动机控制，采用发动机准稳态节油扭矩控制方法，减少发动机瞬态工况，避免因频繁大幅度加减扭矩引起的燃烧恶化。
所述制动***控制，为电子制动***控制及包括发动机制动、液力缓速器、排气制动等在内的辅助制动方式，通过制动***主动控制，实现当前行驶车速干预。
另外本发明所述的一种卡车变速巡航节油控制方法，在匹配自动挡车辆上，与常规定速巡航的另一区别在于还包括进行变速箱目标挡位控制，改变传动***的速比，从而对整车行驶车速、发动机转速进行干预。
下面对本发明的变速巡航控制程序进行详细说明，见图2：
首先使用整车动力学平衡公式对所述车辆姿态进行判断：
当车辆为平直道路行驶时，巡航***以所述当前车速与所述巡航设定车速差值为负反馈，控制发动机准稳态扭矩输出，车辆所述当前车速跟随所述巡航设定车速行驶；
当车辆为上坡道路行驶，以发动机当前扭矩参考判断车辆的车速变化趋势，当足以维持所述巡航设定车速，发动机维持当前扭矩不变；当不足以维持所述设定车速时，发动机扭矩稳态提升，同时判断是否超出发动机外特性，当不超出时，以提升后的发动机扭矩值为控制扭矩维持车辆行驶，当超出发动机外特性时，发动机最大扭矩控制，同时不断判断车速是否超出所述巡航车速区间下限值，超出则巡航失败退出，不超出则发动机最大扭矩控制；
当车辆为下坡道路行驶，以所述巡航车速区间的上限值为目标控制车速，当所述当前车速等于所述巡航车速区间的上限值，维持当前当前发动机扭矩或制动***控制不变；当低于所述巡航车速区间的上限值，对车速变化趋势进行判断，当车辆处于减速过程时，判断所述当前车速是否超出所述巡航车速区间下限，超出则发动机扭矩稳态提升，未超出则维持发动机当前扭矩，当车辆处于加速阶段时，发动机稳态扭矩降低，同时发动机是否到达零扭矩输出点，当到达发动机零扭矩输出点，则制动***制动扭矩提升控制，反之则发动机恒扭矩输出控制。
本发明的有益效果如下：1.根据动力学经典公式进行整车动力学分析或相关传感器，可准确、可靠地获得车辆实时姿态信息；2.车辆巡航过程中，巡航车速可实现较大区间的变化，避免频繁触发巡航允许上下阈值车速点，降低巡航失败的概率；3.车辆巡航过程中，巡航车速范围根据车辆实际路况、发动机工作区间、设定巡航车速值等综合确定，保证行车安全、整车零部件安全；4.车辆巡航过程中，当车辆下坡时，允许车辆到达较高的车速，储存车辆的动能，在车辆上坡时，车辆动能转化为车辆重力势能，节约燃油消耗，同时降低制动***工作强度；5.车辆巡航过程中，发动机准稳态控制，减少发动机瞬态工况，避免发动机频繁扭矩变化，提升发动机平均燃烧效率，节约燃油消耗，降低排放。
附图说明：
图1为本发明总程序流程图；
图2为变速巡航控制程序流程图。
具体实施方式：
如图1和图2所示：
一种卡车变速巡航节油控制方法，包括以下步骤：
S1：驾驶员操作巡航控制手柄，进入变速巡航功能，设定目标巡航车速后执行下述S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8操作；
S2：实时进行车辆姿态的判断，具体包括：
S21：一种方法是使用传感器直接获得车辆姿态，该方法会增加一定的硬件成本；所述传感器包括但不局限于加速度传感器、陀螺仪，还包括其他可获得车辆实时仰角、俯角的传感器；
S22：一种方法是根据车辆动力平衡公式获得车辆姿态，所述车辆动力平衡公式为：
Ft＝Fw+Ff+Fi+Fj (1)
其中：Ft：车辆驱动力
Fw：风阻
Ff：滚动阻力
Fi：坡道阻力
Fj：加速阻力
S221：车辆准稳态工况下获得车辆总质量，用于对坡道阻力进行正负值的判断；取车速变化小于1km/h、行驶距离小于100m、发动机输出扭矩和车辆加速度变化较大的两个时刻，此时可以假定所述两个时刻的车速相等，即所述滚动阻力和所述风阻相等，假定所述两个时刻的道路坡度相等，即所述坡道阻力相等，此时所述两时刻的所述车辆动力平衡公式等号两边作差，获得以下公式：
Ft1-Ft2＝Fj1-Fj2 (2)
其中：Ft1、Ft2：时刻1、2的车辆驱动力
Fj1、Fj2：时刻1、2的车辆加速阻力
另：
Fj＝ma (3)
其中：m：整车总质量
a：整车加速度，通过对车速微分或者发动机转速微分获得
即：
Figure GDA0002613491030000111
其中：a1、a2：时刻1、2的整车加速度
S222：实时进行车辆无风平直道路设定巡航车速下阻力功率计算，通过公式(1)等号两侧乘以车速获得:
Pv0＝Fwv+Ffv (5)
其中：v：车辆当前时速
Pvo：车辆无风平直道路下车速v下的阻力功率
S223：实时进行当前车速变化趋势计算，对实时车速进行微分获取微分值，即车辆加速度，通过所述车辆加速度的正负确定车辆车速的变化趋势，正值表示车辆处于加速状态，负值标识车辆处于减速状态，同时可获得车辆的加速阻力：
Fj0＝ma0 (6)
其中：a0：当前车辆加速度
S224：实时进行发动机输出功率的计算，获得车辆行驶驱动功率，可通过发动机输出功率与效率乘积：
Figure GDA0002613491030000112
其中：η：传动***总效率
T：发动机当前驱动扭矩值
n：发动机当前转速
S225：实时根据所述车辆动力平衡公式计算，判断车辆俯仰角姿态，即判断车辆处于上坡还是下坡；当当前车辆加速度a0为零时，进行Pv与Pv0大小比较，当Pv＞Pv0，判断车辆处于上坡路段，反之为下坡路段；当当前车辆加速度a0不为零时：
Pa0＝ma0 (8)
其中：Pa0：当前车辆的加速功率
进行Pv、(Pv+Pa0)的大小比较，当Pv＞(Pv+Pa0)，车辆处于上坡路段，反之为下坡路段；
此处统一使用功率进行大小比较，相对于使用驱动力进行比较，可避免变速箱速比的干扰；
S3：对车辆巡航车速区间设定，具体包括：
S31：当车辆处于下坡时，允许所述巡航车速区间为发动机允许巡航转速上限值对应的车速值或所述目标巡航车速的标定倍数值至设定巡航车速值，此时发动机降扭至零扭矩和车速达到所述巡航车速区间上限为控制目标，当发动机扭矩为零时且车速超出所述巡航车速区间上限，进行主制动***或辅助制动***控制；
S32：当车辆处于上坡时，允许所述巡航车速区间为发动机允许巡航转速下限值对应的车速值或所述目标巡航车速的标定倍数值至设定巡航车速值，此时以当前车速为所述目标巡航车速控制的反馈，进行发动机扭矩准稳态调节，当发动机扭矩提升至当前转速设定的外特性值时，判断当前车速是否超出所述巡航车速区间，若超出则判断巡航失败，反之保持巡航行驶；
S33：当车辆为平直道路行驶，发动机以维持所述目标巡航车速为目标，进行稳态扭矩负反馈控制，在此过程中包含CAN总线与仪表或车辆其他终端进行变速巡航提醒交互；
S34：变速巡航过程中，通过所述目标巡航车速与所述当前车速与设定车速差值相对应的声音、指示灯等形式提醒驾驶员，本发明所述的一种卡车变速巡航节油控制方法的执行单元通过CAN总线与包括但不局限于仪表的人际交互界面进行通讯；
S4：整车干预控制，区别于常规巡航***仅对发动机进行PID扭矩控制，本发明中整车干预控制包括但不局限于发动机控制、制动***控制，还包括传动***控制。
S41：发动机控制，在于采用准稳态节油扭矩控制方法，包括但不局限于使用CAN总线标准SAE-J1939中TSC1报文对发动机进行扭矩控制、使用模拟油门踏板信号对发动机进行油门请求控制，对发动机进行准稳态控制，扭矩变化率根据标定的随发动机转速、发动机扭矩变化的三维曲线获得，通过发动机加减扭矩控制，实现整车驱动力调节，从而实现车速调节；
S42：主制动***控制，包括但不局限于通过CAN总线响应报文对电子制动***进行制动力控制，还可包括制动电磁阀直接控制制动管路压力从而控制整车制动力，通过主制动力控制，降低车速或者进行车速保持；
S43：辅助制动***控制，包括但不局限于对通过CAN总线或者信号控制对发动机制动、排气制动、液力缓速器等整车辅助***进行制动力控制，通过辅助制动***控制，降低车速或者进行车速保持；
S44:传动***控制，在于对于匹配自动变速箱的车辆，变速巡航过程中使用包括但不局限于CAN总线或者信号控制的方式向自动变速箱请求目标挡位，以便实现传动***速比调节；
S5：巡航车速调整控制，即在车辆变速巡航过程中，驾驶员可操作所述巡航手柄实现巡航设定车速调节，相应的所述S3步骤下所述巡航设定车速相应调整；
S6：超越控制控制，即在变速巡航工作过程中，驾驶员踩下油门踏板后，当驾驶特性需求扭矩超过巡航发动机控制扭矩时，采用驾驶特性需求扭矩控制发动机，否则使用巡航发动机扭矩控制值控制发动机；
S7：巡航退出控制，当出现以下事件时退出巡航，包括但不局限于触发离合器信号、挂空挡、触发制动信号、触发巡航退出信号、发动机故障、变速箱故障；
S8：巡航恢复控制，当巡航***启用并退出后，驾驶员未熄火继续行车，驾驶员操作巡航手柄可恢复巡航功能，此时设定巡航车速取上一次巡航功能的设定巡航车速值。
下面对本发明总程序进行详细说明：
本发明的变速巡航控制方法与常规定速巡航的基本相同，包括巡航进入判断、巡航恢复判断、超越控制、退出控制、动力***控制等几部分；区别在于在巡航过程中巡航设定车速、发动机控制、制动***，下面对本发明的巡航设定车速、发动机控制、制动***进行说明：
所述巡航设定车速在变速巡航过程中设定为所述巡航车速区间，允许车速根据所述车辆姿态、所述发动机转速、所述巡航设定车速等确定。
本发明的变速巡航控制方法与常规定速巡航的基本相同，包括巡航进入判断、巡航恢复判断、超越控制、退出控制、动力***控制等几部分；区别在于在巡航过程中巡航设定车速、发动机控制、制动***，下面对本发明的巡航设定车速、发动机控制、制动***进行说明：
所述巡航设定车速在变速巡航过程中设定为所述巡航车速区间，允许车速根据所述车辆姿态、所述发动机转速、所述巡航设定车速等确定。
所述发动机控制，采用发动机准稳态节油扭矩控制方法，减少发动机瞬态工况，避免因频繁大幅度加减扭矩引起的燃烧恶化。
所述制动***控制，为电子制动***控制及包括发动机制动、液力缓速器、排气制动等在内的辅助制动方式，通过制动***主动控制，实现当前行驶车速干预。
另外本发明所述的一种卡车变速巡航节油控制方法，在匹配自动挡车辆上，与常规定速巡航的另一区别在于还包括进行变速箱目标挡位控制，改变传动***的速比，从而对整车行驶车速、发动机转速进行干预。
下面对本发明的变速巡航控制程序进行详细说明：
首先使用整车动力学平衡公式对所述车辆姿态进行判断：
当车辆为平直道路行驶时，巡航***以所述当前车速与所述巡航设定车速差值为负反馈，控制发动机准稳态扭矩输出，车辆所述当前车速跟随所述巡航设定车速行驶；
当车辆为上坡道路行驶，以发动机当前扭矩参考判断车辆的车速变化趋势，当足以维持所述巡航设定车速，发动机维持当前扭矩不变；当不足以维持所述设定车速时，发动机扭矩稳态提升，同时判断是否超出发动机外特性，当不超出时，以提升后的发动机扭矩值为控制扭矩维持车辆行驶，当超出发动机外特性时，发动机最大扭矩控制，同时不断判断车速是否超出所述巡航车速区间下限值，超出则巡航失败退出，不超出则发动机最大扭矩控制；
当车辆为下坡道路行驶，以所述巡航车速区间的上限值为目标控制车速，当所述当前车速等于所述巡航车速区间的上限值，维持当前当前发动机扭矩或制动***控制不变；当低于所述巡航车速区间的上限值，对车速变化趋势进行判断，当车辆处于减速过程时，判断所述当前车速是否超出所述巡航车速区间下限，超出则发动机扭矩稳态提升，未超出则维持发动机当前扭矩，当车辆处于加速阶段时，发动机稳态扭矩降低，同时发动机是否到达零扭矩输出点，当到达发动机零扭矩输出点，则制动***制动扭矩提升控制，反之则发动机恒扭矩输出控制。

Claims (10)

1.一种卡车变速巡航节油控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：驾驶员操作进入变速巡航功能，设定目标巡航车速后执行以下S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8操作；
S2：实时进行车辆姿态的判断，具体包括：
S21：使用传感器直接获得车辆姿态；
S22：根据车辆动力平衡公式获得车辆姿态，包括如下步骤：
S221：车辆准稳态工况下获得车辆总质量；
S222：实时进行车辆无风平直道路设定巡航车速下阻力功率计算；
S223：实时进行当前车速变化趋势计算；
S224：实时进行发动机输出功率的计算；
S225：实时整车动力学平衡公式计算，判断车辆为上坡还是下坡；
S3：对车辆巡航车速区间设定，具体包括：
S31：当车辆处于下坡时，允许车速为发动机允许巡航转速上限值对应的车速值或设定巡航车速值的标定倍数值至设定巡航车速值；
S32：当车辆处于上坡时，允许车速为发动机允许巡航转速下限值对应的车速值或设定巡航车速的标定倍数值至设定巡航车速值；
S33：当车辆为平直道路行驶，发动机以维持所述目标巡航车速为目标，进行稳态扭矩负反馈控制；
S34：变速巡航过程中，通过随当前车速与设定车速差值相对应的声音、指示灯等形式提醒驾驶员；
S4：整车干预控制，具体包括：
S41：发动机节油扭矩控制；
S42：主制动***控制；
S43：辅助制动***控制；
S44：传动***控制；
S5：巡航车速调整控制，即在车辆变速巡航过程中，驾驶员可操作巡航手柄实现巡航设定车速调节，相应的所述S3步骤下所述巡航设定车速相应调整；
S6：超越控制控制，即在变速巡航工作过程中，驾驶员踩下油门踏板后，当驾驶特性需求扭矩超过巡航发动机控制扭矩时，采用驾驶特性需求扭矩控制发动机，否则使用巡航发动机扭矩控制值控制发动机；
S7：巡航退出控制，当出现以下事件时退出巡航，包括但不局限于触发离合器信号、挂空挡、触发制动信号、触发巡航退出信号、发动机故障、变速箱故障；
S8：巡航恢复控制，当巡航***启用并退出后，驾驶员未熄火继续行车，驾驶员操作巡航手柄可恢复巡航功能，此时设定巡航车速取上一次巡航功能的设定巡航车速值。
2.根据权利要求1所述的一种卡车变速巡航节油控制方法，其特征在于，所述步骤S21中，使用的传感器包括加速度传感器和陀螺仪。
3.根据权利要求1所述的一种卡车变速巡航节油控制方法，其特征在于：发动机控制采用准稳态节油扭矩控制方法，采集CAN总线上的报文数据。
4.根据权利要求1所述的一种卡车变速巡航节油控制方法，其特征在于，所述步骤S31中，发动机允许巡航转速上限值为发动机安全转速标定值；设定巡航车速值的标定倍数值中，倍数值根据随设定巡航车速值变化的倍数曲线获得。
5.根据权利要求1所述的一种卡车变速巡航节油控制方法，其特征在于，所述步骤S32中，发动机允许巡航转速下限值优选发动机怠速；设定巡航车速值的标定倍数值中，倍数值根据标定的随设定巡航车速值变化的倍数曲线获得。
6.根据权利要求1所述的一种卡车变速巡航节油控制方法，其特征在于，所述步骤S33中，使用CAN总线与仪表或车辆其他终端进行变速巡航提醒交互。
7.根据权利要求1所述的一种卡车变速巡航节油控制方法，其特征在于，所述步骤S41中，使用TSC1报文对发动机进行扭矩控制、使用模拟油门踏板信号对发动机进行油门请求控制，对发动机进行准稳态控制，扭矩变化率根据标定的随发动机转速、发动机扭矩变化的三维曲线获得。
8.根据权利要求1所述的一种卡车变速巡航节油控制方法，其特征在于，所述步骤S42中，包括使用报文对整车电子制动***进行控制。
9.根据权利要求1所述的一种卡车变速巡航节油控制方法，其特征在于，所述步骤S43中，所述辅助制动***包括发动机制动、排气制动、液力缓速器。
10.根据权利要求1所述的一种卡车变速巡航节油控制方法，其特征在于，所述步骤S44中，所述传动***控制包括传动***目标挡位、离合器结合状态控制。
CN201910358195.XA 2019-04-30 2019-04-30 一种卡车变速巡航节油控制方法 Active CN110155051B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910358195.XA CN110155051B (zh) 2019-04-30 2019-04-30 一种卡车变速巡航节油控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910358195.XA CN110155051B (zh) 2019-04-30 2019-04-30 一种卡车变速巡航节油控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110155051A CN110155051A (zh) 2019-08-23
CN110155051B true CN110155051B (zh) 2020-11-13

Family

ID=67633038

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910358195.XA Active CN110155051B (zh) 2019-04-30 2019-04-30 一种卡车变速巡航节油控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110155051B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113492852A (zh) * 2020-03-18 2021-10-12 华为技术有限公司 一种车辆巡航控制方法及装置
CN111591290B (zh) * 2020-05-25 2022-04-05 潍柴动力股份有限公司 一种巡航控制方法、装置、终端及车辆***
CN113815609B (zh) * 2020-06-19 2023-08-01 宇通客车股份有限公司 一种定速巡航***及其节油控制方法、装置
CN111852672B (zh) * 2020-06-30 2022-05-24 采埃孚商用车***(青岛)有限公司 基于预测性巡航的发动机扭矩预测性控制方法
CN112849223B (zh) * 2021-01-20 2023-02-28 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 巡航模式控制方法、***及轨道车辆
CN113879300B (zh) * 2021-10-18 2023-08-11 中寰卫星导航通信有限公司 一种车辆控制方法及装置
CN113911098B (zh) * 2021-11-25 2024-01-23 中国重汽集团济南动力有限公司 一种结合巡航控制的hdc高精度车速控制方法及***

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104192145B (zh) * 2014-07-21 2019-01-29 厦门雅迅网络股份有限公司 一种车辆有限变速巡航方法
CN105691393B (zh) * 2014-11-25 2018-01-19 广州汽车集团股份有限公司 基于实时路况的车辆智能巡航控制方法及装置
CN104627180B (zh) * 2014-12-19 2018-05-04 北京新能源汽车股份有限公司 一种半主动巡航控制***及其方法
CN106467103B (zh) * 2015-08-13 2019-11-05 厦门雅迅网络股份有限公司 一种车辆的智能节油控制方法和***
CN108068806B (zh) * 2016-11-11 2020-06-26 郑州宇通客车股份有限公司 一种汽车发动机巡航节能控制方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN110155051A (zh) 2019-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110155051B (zh) 一种卡车变速巡航节油控制方法
EP2867091B1 (en) Vehicle speed and coasting control method and system
US9067604B2 (en) Control device for vehicle
EP2050989B1 (en) Shift indicator system
EP3036138B1 (en) Dynamic deceleration control for hybrid vehicle to achieve a consistent overrun response
US9085293B2 (en) Method for controlling shifting in a semi-automatic gear transmission
GB2451732A (en) Advisory system for economic vehicle operation
CN108944933B (zh) 一种发动机智能怠速控制***和方法
US20090018738A1 (en) Gear shift system for vehicle, control method and control device for automatic transmission
SE534454C2 (sv) Förfarande och system för framförande av ett fordon
JP2012187965A (ja) 運転支援装置
CN111409450A (zh) 一种车辆的单踏板模式控制方法
EP3232092B1 (en) Transmission control system
US8998770B2 (en) Hybrid vehicle and associated engine speed control method
CN106838290A (zh) 车辆空档油门控制方法及装置
JP2008049738A (ja) 車両走行制御装置
JP2009167873A (ja) 動力源の制御装置
US20130317718A1 (en) Vehicle control system and manufacturing method therefor
JP4924214B2 (ja) 車両用制御装置、車両用制御システム及び走行支援装置
JP2010037951A (ja) 駆動源の制御装置
CN210760743U (zh) 一种卡车变速巡航节油控制***
JP4702429B2 (ja) 駆動源の制御装置
CN108468596A (zh) 汽车节能控制***及控制方法
Lu et al. Speed Based Power Control of Integrated Powertrain With Two-Speed Transmission for PEV
JP4483646B2 (ja) エンジン制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240331

Address after: 266000 No.1 Loushan Road, Licang District, Qingdao City, Shandong Province

Patentee after: QINGDAO AUTOMOTIVE RESEARCH INSTITUTE, JILIN University

Country or region after: China

Patentee after: Jilin University

Address before: 266100 No. 1, Loushan Road, Licang District, Qingdao, Shandong

Patentee before: QINGDAO AUTOMOTIVE RESEARCH INSTITUTE, JILIN University

Country or region before: China