基于驾驶员操作的车辆行驶速度控制系统及方法与流程

本发明属于汽车发动机控制技术，具体涉及一种基于驾驶员操作的车辆行驶速度控制系统及方法。

背景技术：

当前复杂的路况与频发交通事故的现状都对车速控制提出了更高的要求。现有对车速的控制绝大部分为最高车速的限制控制，即驾驶员设置汽车的最高行驶速度，通过发动机扭矩控制车辆在行驶过程中不能超过设定的最高车速。

最高车速的限制控制，能有效防止超速情况的发生，具有积极作用。但在当前情况下，驾驶员能够灵活地对车辆行驶速度进行控制已成为客观需要，仅仅对最高速度进行限制控制已不能满足需求。

因此，有必要开发一种新的基于驾驶员操作的车辆行驶速度控制系统及方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于驾驶员操作的车辆行驶速度控制系统及方法，能实现对车速的灵活控制，以满足驾驶员的不同需求。

本发明所述的基于驾驶员操作的车辆行驶速度控制系统，包括：

开关模块，包括电阻网络，以及耦接于该电阻网络的四个开关，该四个开关分别为主开关、车速控制加开关、激活/车速控制减开关、车速控制取消开关，当电性导通任一开关时输出不同电压值；

发动机管理模块，采集开关模块所输出的电压值，基于该电压值判断开关模块中各开关的操作状态信息，以及根据油门踏板开度判断是否有超车意图，该发动机管理模块与开关模块连接；

车速控制模式控制模块，车速控制模式包括OFF模式、待机模式、激活模式以及KICKDOWN模式，根据开关的操作状态信息及车辆状态信息在OFF模式、待机模式、激活模式以及KICK DOWN模式之间切换，该车速控制模式控制模块与发动机管理模块连接；

车速设置模块，在激活模式下，对目标车速进行设置和调整，该车速设置模块与车速控制模式控制模块连接；

车速控制模块，在激活模式下，根据设定的目标车速进行发动机扭矩控制，将车速控制在目标车速附近，当KICK DOWN模式的使能条件满足时，系统进入KICK DOWN模式，即判断出驾驶员有超车意图，则允许车速超过设定的目标车速，并在KICK DOWN模式的使能条件不满足时，由KICK DOWN模式自动回到激活模式，该车速控制模块与车速设置模块连接；

超速报警模块，在激活模式下，当实际车速大于等于设定的车速阈值时，发出报警，该超速报警模块与车速控制模块连接。

所述电阻网络由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6串联而成；

所述主开关的一端与电阻R1和电阻R2之间的连接点连接；

所述车速控制取消开关的一端与电阻R2和电阻R3之间的连接点连接；

所述车速控制加开关的一端与电阻R3和电阻R4之间的连接点连接；

所述激活/车速控制减开关的一端与电阻R4和电阻R5之间的连接点连接；

所述主开关的另一端、车速控制取消开关的另一端、车速控制加开关的另一端、激活/车速控制减开关的另一端均接地。

本发明所述的基于驾驶员操作的车辆行驶速度控制方法，采用本发明所述的基于驾驶员操作的车辆行驶速度控制系统，其方法包括以下步骤：

步骤一、当发动机正常启动后，主开关默认为关闭状态，系统处于OFF模式；

步骤二、当发动机管理模块检测到主开关被按下时，系统进入待机模式；

步骤三、当发动机管理模块检测到激活/车速控制减开关被按下时，系统判断激活条件是否满足，若是，则系统进入激活模式，若否，则系统保持待机模式；

步骤四、在激活模式下，车速控制模块根据设定的目标车速进行发动机扭矩控制，将车速控制在目标车速附近，并在实际车速大于等于设定的车速阈值时，通过超速报警模块发出报警；当KICK DOWN模式的使能条件满足时，系统进入KICK DOWN模式，即判断出驾驶员有超车意图，则允许车速超过设定的目标车速，并在KICK DOWN模式的使能条件不满足时，由KICK DOWN模式自动回到激活模式。

还包括：在激活模式下，对目标车速进行设置和调整，其设置和调整的逻辑如下：

(1)首次激活或在按下车速控制取消开关后再次激活时，目标车速＝MIN{MAX(VASLMIN，实际车速)，VASLMAX}，VASLMIN、VASLMAX分别为激活模式下车辆所允许最低车速与最高车速；

(2)在激活模式下，当按下车速控制加开关时，目标车速每次增加VASLSPUP，但目标车速的设定值不能大于VASLMAX；

(3)在激活模式下，当按下激活/车速控制减开关时，目标车速每次降低VASLSPDOWN，但目标车速的设定值不能小于VASLMIN；

所述VASLSPUP、VASLSPDOWN为常数。

所述步骤三中，所述激活条件包括：

(1)无限速开关相关故障；

(2)未开启巡航或自适应巡航功能；

(3)无电子节气门安全监控相关故障；

(4)无车速故障；

当同时满足以上条件时，系统才能由待机模块进入激活模式。

所述步骤四中，所述车速控制模块根据设定的目标车速，进行发动机扭矩控制，具体逻辑如下：

(1)当实际车速小于目标车速，根据油门踏板开度决定发动机扭矩；

(2)当实际车速等于目标车速，根据维持目标车速的虚拟油门踏板开度决定发动机扭矩，稳定控制车速满足以下条件：目标车速-a≤实际车速≤目标车速+a，a为常数；

(3)当实际车速大于目标车速，则系统控制发电机扭矩输出在预设时间内将实际车速减小到目标车速，并稳定控制车速满足以下条件：目标车速-a≤实际车速≤目标车速+a。

所述步骤四中，

系统由激活模式进入KICK DOWN模式的使能条件为：油门踏板开度大于WPEDKDIN；

系统由KICK DOWN模式自动回到激活模式的使能条件为：油门踏板开度小于WPEDKDOUT，且实际车速小于目标车速时；

所述WPEDKDIN、WPEDKDOUT为常数。

所述步骤四中，当实际车速大于等于设定的车速阈值时，超速报警模块发出报警，具体控制逻辑如下：

(1)当实际车速≥车速阈值，车速阈值＝目标车速+DVASLWARN，且系统未处于KICK DOWN模式，超速报警模块发出报警；

(2)当实际车速≤目标车速-DVASLWARNINI或者踩刹车时，停止报警；

所述DVASLWARN、DVASLWARNINI为常数。

本发明具有以下优点：通过按键、油门踏板及刹车操作实现四种控制模式的切换，发动机管理模块(EMS)根据不同的控制模式控制发动机扭矩输出，完成对车速的控制。在不同的模式下，能够实现普通驾驶功能、最高车速限制功能、最高车速限值实时调整功能及临时解除最高车速限制并自动恢复的功能，实现了对车速的灵活控制。

附图说明

图1是本发明的原理框图；

图2是本发明中发动机管理模块与开关模块连接原理图；

图3是本发明的流程图；

图中：1、开关模块，2、发动机管理模块，3、车速控制模式控制模块，4、车速设置模块，5、车速控制模块，6、超速报警模块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示的基于驾驶员操作的车辆行驶速度控制系统，包括开关模块1、发动机管理模块2、车速控制模式控制模块3、车速设置模块4、车速控制模块5和超速报警模块6。

如图2所示，开关模块1包括电阻网络以及耦接于该电阻网络的四个开关，所述四个开关分别为主开关(ASL Main)、车速控制加开关(RES/+)、激活/车速控制减开关(SET/-)、车速控制取消开关(Cancel)。所述电阻网络由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6串联而成；所述主开关的一端与电阻R1和电阻R2之间的连接点连接；所述车速控制取消开关的一端与电阻R2和电阻R3之间的连接点连接；所述车速控制加开关的一端与电阻R3和电阻R4之间的连接点连接；所述激活/车速控制减开关的一端与电阻R4和电阻R5之间的连接点连接；所述主开关的另一端、车速控制取消开关的另一端、车速控制加开关的另一端、激活/车速控制减开关的另一端均接地。当电性导通任一开关时输出不同电压值。

发动机管理模块2与开关模块1连接，发动机管理模块2用于采集开关模块1所输出的电压值，并基于该电压值判断开关模块1中各开关的操作状态信息，以及根据油门踏板开度判断是否有超车意图。其中：发动机管理模块2基于该电压值(uaslh1)判断开关模块1中各开关的操作状态信息具体逻辑为：

(1)主开关按下判断，当UASLMAINLB≤uaslh1≤UASLMAINUB，且按下时间大于TASLPS秒。

(2)车速控制取消开关按下判断，UASLCANLB≤uaslh1≤UASLCANUB，且按下时间大于TASLPS秒。

(3)车速控制加开关按下判断；UASLPLUSLB≤uaslh1≤UASLPLUSUB，且按下时间大于TASLPS秒。

(4)激活/车速控制减开关按下判断；UASLMINUSLB≤uaslh1≤UASLMINUSUB，且按下时间大于TASLPS秒。

(5)所有开关OPEN判断；UASLOPENLB≤uaslh1≤UASLOPENUB。

车速控制模式控制模块3与发动机管理模块2连接，车速控制模式包括OFF模式、待机模式、激活模式以及KICK DOWN模式，根据开关的操作状态信息及车辆状态信息在OFF模式、待机模式、激活模式以及KICK DOWN模式之间切换。具体为：当发动机成功起动后，主开关默认为关闭状态，此时系统处于OFF模式；当按下主开关，进入待机模式，操作主开关，可在OFF模式与待机模式之间切换；待机模式下，按下激活/车速控制减开关，当激活控制模式条件满足时，进入激活控制模式，如果条件不满足，仍然保持在待机模式；在激活模式下，如果按下主开关，则由激活控制模式进入OFF模式，如果按下车速控制取消开关，则由激活控制模式待机模式；当KICK DOWN使能条件满足时，进入KICK DOWN模式，当条件不满足时，则由KICK DOWN模式自动回到激活模式，如果按下主开关，则由KICK DOWN控制模式进入OFF模式，如果按下车速控制取消开关，则由KICK DOWN控制模式待机模式。

车速设置模块4与车速控制模式控制模块3连接；在激活模式下，通过车速设置模块4对目标车速进行设置和调整。

车速控制模块5与车速设置模块4连接，在激活模式下，车速控制模块5根据设定的目标车速进行发动机扭矩控制，将车速控制在目标车速附近，当KICK DOWN模式的使能条件满足时，系统进入KICK DOWN模式，即判断出驾驶员有超车意图，则允许车速超过设定的目标车速，并在KICK DOWN模式的使能条件不满足时，由KICK DOWN模式自动回到激活模式。

超速报警模块6与车速控制模块5连接，在激活模式下，当实际车速大于等于设定的车速阈值时，超速报警模块6发出报警。

如图3所示，本发明所述的基于驾驶员操作的车辆行驶速度控制方法，采用本发明所述的基于驾驶员操作的车辆行驶速度控制系统，其方法包括以下步骤：

步骤一、当发动机正常启动后，主开关默认为关闭状态，系统处于OFF模式。

步骤二、当发动机管理模块2检测到主开关被按下时，系统进入待机模式。

步骤三、当发动机管理模块2检测到激活/车速控制减开关被按下时，系统判断激活条件是否满足，若是，则系统进入激活模式，若否，则系统保持待机模式。

步骤四、在激活模式下，车速控制模块5根据设定的目标车速进行发动机扭矩控制，将车速控制在目标车速附近，并在实际车速大于等于设定的车速阈值时，通过超速报警模块6发出报警；当KICK DOWN模式的使能条件满足时，系统进入KICK DOWN模式，即判断出驾驶员有超车意图，则允许车速超过设定的目标车速，并在KICK DOWN模式的使能条件不满足时，由KICK DOWN模式自动回到激活模式。

还包括：在激活模式下，对目标车速进行设置和调整，其设置和调整的逻辑如下：

(1)首次激活或在按下车速控制取消开关后再次激活时，目标车速＝MIN{MAX(VASLMIN，实际车速)，VASLMAX}，VASLMIN、VASLMAX分别为激活模式下车辆所允许最低车速与最高车速。

(2)在激活模式下，当按下车速控制加开关时，目标车速每次增加VASLSPUP，但目标车速的设定值不能大于VASLMAX；所述VASLSPUP为常数，通过标定得出。

(3)在激活模式下，当按下激活/车速控制减开关时，目标车速每次降低VASLSPDOWN，但目标车速的设定值不能小于VASLMIN；所述VASLSPDOWN为常数，通过标定得出。。

所述步骤三中，所述激活条件包括：

(1)无限速开关相关故障。

(2)未开启巡航或自适应巡航功能。

(3)无电子节气门安全监控相关故障。

(4)无车速故障。

当同时满足以上所有条件时，系统才能由待机模块进入激活模式。

所述步骤四中，所述车速控制模块5根据设定的目标车速，进行发动机扭矩控制，具体逻辑如下：

(1)当实际车速小于目标车速，根据油门踏板开度决定发动机扭矩。

(2)当实际车速等于目标车速，根据维持目标车速的虚拟油门踏板开度决定发动机扭矩，稳定控制车速满足以下条件：目标车速-a≤实际车速≤目标车速+a，a为常数，本实施例中，a＝3km/h，a的取值可根据实际情况合理调整。

(3)当实际车速大于目标车速，则系统控制发电机扭矩输出在预设时间(比如：30s)内将实际车速减小到目标车速，并稳定控制车速满足以下条件：目标车速-a≤实际车速≤目标车速+a。

所述步骤四中，系统由激活模式进入KICK DOWN模式的使能条件为：油门踏板开度大于WPEDKDIN，此时将KICK DOWN标志置“1”；其中，WPEDKDIN为常数，通过标定得出。

所述步骤四中，系统由KICK DOWN模式自动回到激活模式的使能条件为：油门踏板开度小于WPEDKDOUT，且实际车速小于目标车速时，将KICK DOWN标志置“0”；其中，WPEDKDOUT为常数，通过标定得出。

所述步骤四中，当实际车速大于等于设定的车速阈值时，超速报警模块6发出报警，具体控制逻辑如下：

(1)当实际车速≥车速阈值，车速阈值＝目标车速+DVASLWARN，且系统未处于KICK DOWN模式(即KICK DOWN标志为“0”)，此时将报警标志置“1”，超速报警模块6发出报警；其中，DVASLWARN为常数，通过标定得出。

(2)当实际车速≤目标车速-DVASLWARNINI或者踩刹车时，此时将报警标志置“0”，超速报警模块6停止报警；其中，DVASLWARNINI为常数，通过标定得出。