一种用于纯电动客车的整车自适应巡航控制装置的制作方法

本实用新型涉及智能驾驶的技术领域，特别涉及一种用于纯电动客车的整车自适应巡航控制装置。

背景技术：

在乘用车领域，自适应巡航控制(简称acc)功能已经在高端车型上普及，其属于辅助驾驶类纵向动力学控制范畴。自适应巡航是从定速巡航进化而来的。启用acc后，非紧急情况下，驾驶员不需要踩油门和刹车，acc系统根据识别到的前方车辆状态，自动调节车速，驾驶员只需要控制转向即可，通过acc功能，可以解放驾驶员的双脚，减轻驾驶疲劳。

传统的acc控制系统中主要包括acc传感器、acc控制器、加速系统和刹车系统。acc传感器作用是检测前方车距；acc控制器主要根据传感器反馈的信号，发出加速或者降速指令至加速系统或者刹车系统中；传统燃油车中，加速系统包括发动机管理系统和节气门，新能源汽车则主要有驱动电机系统和动力传递系统等组成；刹车系统目前主要有abs等

在纯电动客车范围内，装有acc功能的目前比较少，但是从其适用性角度来看，前景是非常可观的。纯电动客车的终端客户主要有公交车、上午班车和巴士等，其普遍特点是，司机的驾驶时间都比较长，每天都会驾驶，而且都是载客车辆。如果增加acc功能后，能够有效的减少由于驾驶疲劳引起的交通事故。

公开号为cn206528471u的实用新型专利申请公开了一种纯电动客车自适应巡航系统，包括电池、电池管理系统、您便器、电机控制器、电机、变速器、整车控制器、轮速传感器和气压制动系统，还包括固定于车辆前方的毫米波雷达；所述气压制动阀上加装前、后周tcs阀和abs阀；所述abs发在靠近制动其实位置管路上安装；所述前轴tcs阀并联与制动控制阀前轴入口和出口之间；所述后轴tcs阀并联与制动控制阀后轴入口与出口之间。该系统不能够在定速巡航和跟随两种模式下自动切换。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种用于纯电动客车的整车自适应巡航控制装置，在纯电动客车vcu基本功能的基础上，扩展acc功能之后，使得纯电动客车具备了自适应巡航的能力，有效缓解了驾驶员的疲劳程度，减少由于驾驶疲劳引起的安全事故。另外本文提出的acc控制方法中，考虑了异常处理和驾驶员介入机制，使得acc控制变为安全可控的驾驶方法。

一种用于纯电动客车的整车自适应巡航控制装置，包括整车控制器和毫米波雷达，

还包括acc模式开关、电子制动单元、自适应巡航单元、智能切换单元；

所述整车控制器通过线路与所述acc模式开关连接；

所述整车控制器通过线路与所述电子制动单元连接；

所述整车控制器通过线路与所述自适应巡航单元连接；

所述整车控制器通过线路与所述智能切换单元连接。

优选的是，所述毫米波雷达安装在车辆前部，通过无线和/或线路与所述整车控制器相连。

在上述任一方案中优选的是，所述毫米波雷达实时监测与前车或障碍物的距离。

在上述任一方案中优选的是，所述毫米波雷达与所述智能切换单元通讯相连，将车距信息发送给所述智能切换单元。

在上述任一方案中优选的是，所述智能切换单元包括切换开关、定速巡航子单元和跟随模式子单元。

在上述任一方案中优选的是，所述切换开关用于在定速巡航子单元和跟随模式子单元之间切换。

在上述任一方案中优选的是，当所述切换开关位于定速巡航子单元时，车辆处于定速巡航状态。

在上述任一方案中优选的是，当所述切换开关位于跟随模式子单元时，车辆处于跟随状态。

在上述任一方案中优选的是，所述整车控制器与车载制动装置通讯相连，输出制动控制信号。

在上述任一方案中优选的是，所述整车控制器与车载加速装置通讯相连，输出速度控制信号。

在上述任一方案中优选的是，当所述整车控制器接收到来自制动装置或加速装置的控制信号时，所述整车控制器自动切换至正常控制模式，所述acc模式开关关闭。

在上述任一方案中优选的是，当所述整车控制器切换到巡航模式时，所述acc模式开关开启。

在上述任一方案中优选的是，所述整车控制器包括报警单元，通过声音和/或灯光闪烁发出报警。

按照本实用新型的用于纯电动客车的整车自适应巡航控制装置，在传统纯电动客车用vcu功能基础上，增加了acc功能。目的是减少驾驶员疲劳程度，避免出现由于驾驶疲劳造成的交通事故。

附图说明

图1为按照本申请的用于纯电动客车的整车自适应巡航控制装置的一优选实施例的结构框图。

图2为按照本申请的用于纯电动客车的整车自适应巡航控制装置的另一优选实施例的系统架构图。

图3为按照本申请的用于纯电动客车的整车自适应巡航控制装置的如图2所示实施例的功能图。

图4为按照本申请的用于纯电动客车的整车自适应巡航控制装置的如图2所示实施例的控制流程图。

图5为按照本申请的用于纯电动客车的整车自适应巡航控制装置的如图2所示实施例的位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

一种用于纯电动客车的整车自适应巡航控制装置包括整车控制器100、毫米波雷达110、acc模式开关120、电子制动单元130、自适应巡航单元140和智能切换单元150。

整车控制器100通过无线和/或线路与毫米波雷达110相连，获取与前车或障碍物的距离信息；通过线路与acc模式开关连接，向acc模式开关120发送控制信号；整车控制器100通过线路与电子制动单元130连接；整车控制器100通过线路与自适应巡航单元140连接；整车控制器100通过线路与所述智能切换单元连接；整车控制器100与车载制动装置通讯相连，输出制动控制信号；整车控制器与车载加速装置通讯相连，输出速度控制信号。

毫米波雷达110安装在车辆前部，通过无线和/或线路与整车控制器100相连；与智能切换单元150通讯相连，将车距信息发送给智能切换单元150。

acc模式开关120通过线路与整车控制器100连接，接收整车控制器100的控制信号。当整车控制器100接收到来自制动装置或加速装置的控制信号时，整车控制器100自动切换至正常控制模式，所述acc模式开关关闭；当整车控制器100切换到巡航模式时，所述acc模式开关开启。

电子制动单元130通过线路与整车控制器100连接。

自适应巡航单元140通过线路与整车控制器100连接。

智能切换单元150通过线路与毫米波雷达110连接，获取车距信息。智能切换单元150包括切换开关、定速巡航子单元和跟随模式子单元，切换开关用于在定速巡航子单元和跟随模式子单元之间切换。当切换开关位于定速巡航子单元时，车辆处于定速巡航状态；当切换开关位于跟随模式子单元时，车辆处于跟随状态。

实施例2

本实用新型在纯电动客车用vcu基本功能的基础上，提出了实现自适应巡航(acc)控制的方法。

(一)、系统组成

本实用新型的系统架构如图2所示，其中，mcu为驱动电机控制器，vcu为整车控制器，ebs为电子制动系统，acc为自适应巡航系统。

当纯电动客车启动acc模式之后，正常情况下，司机可以不必再用脚来踩加速踏板和刹车踏板，vcu可以根据毫米波雷达反馈的前方车辆信息，决策整车进行加速还是降速。

基于纯电动客车vcu平台的acc具体控制方法如下：

1、acc控制方法

acc控制可以分为两种状态，一是定速巡航模式，二是跟随模式。当本车前方无车辆或者前方车速大于驾驶员设定车速时，车辆处于定速巡航模式；当检测到前方车辆，并且其车速小于本车时，车辆处于跟随模式。

(1)定速巡航控制方法

纯电动客车处于acc模式后，vcu根据进入acc模式的设定车速进行定速巡航，这时，驾驶员松开加速踏板，vcu自动发送整车纵向动力所需的目标扭矩至电机控制系统。车速的控制采用传统的pi线性调节方式。当传感器，即毫米波雷达监测到前方车辆，并且车速小于当前设定车速，退出定速巡航模式，进入跟随模式。

(2)跟随模式控制方法

当前方车辆车速小于定速巡航模式下的限定车速时，vcu中的acc控制进入车辆跟随模式，本系统采用的77g毫米波雷达，其可精确的检测前方是否存在车辆，并且能够测出本车与前车当前车距(s1)，vcu可以在总线上采集本车车速(v1)，t时刻后，车距变为s2，由于t时间较短，而且客车加速时间较长，所以假设v1经过t时刻后不变，则前方车辆车速为：

当s1-s2＞0时，v2＞v1，则本车执行加速控制策略；当s1-s2＜0时，v2＜v1，则本车执行降速控制策略；当s1-s2＝0时，v2＝v1，维持此车速运行。

当前方车辆车速增大到大于本车限定车速或者驶出本车传感器检测范围，则本车恢复定速巡航模式。

2、加减速控制方法

纯电动客车加速和减速控制的目的是使本车的车速达到前方车辆的车速，达到车辆跟随的目的。加速控制是vcu根据计算得到的车速，计算得到整车需求扭矩，需求扭矩作为电机的目标扭矩通过can总线形式发送至驱动电机控制系统，mcu得到扭矩指令后，快速响应，输出响应的扭矩。vcu会根据acc算法得到目标车速，不断更新需求扭矩。

3、acc模式下驾驶员介入策略

纯电动客车进入acc模式之后，当驾驶员主动进行加速或者制动动作后，vcu自动切换至正常控制模式，vcu根据加速踏板、油门踏板和整车加速度等信息，响应驾驶员意图，进行纵向动力学控制。

4、异常处理机制

纯电动客车进入acc模式之后，需要建立异常处理机制，具体策略如下：

当前方车辆急刹、前方突然插入障碍物等情况下，当纯电动客车和前方障碍物的距离经vcu判断有碰撞危险时，vcu系统会发出声光报警，提醒驾驶员采取紧急制动措施；

带有acc功能的纯电动客车整车控制器(vcu)功能介绍，功能框图如图3所示。

(1)整车上下电控制：

纯电动客车的动力来源于电池，电压等级在300～700vdc之间，由于其具备高压大电流特点，所以整车上下电控制非常重要，如果控制不好，非常容易造成接触器、电机控制器等部件的损坏。整车上下电必须有顺序，由支撑电容的部件必须进行预充之后才能上电，预放电之后才能断开放电回路等。

(2)整车动力学控制

纯电动客车的整车动力学控制包括了驾驶员意图识别、扭矩解析和扭矩控制。vcu识别驾驶员的加速、降速和制动的意图，然后根据整车状况进行扭矩需求分析，对驱动系统进行扭矩控制，在整车动力性匹配驾驶员的意图。

(3)坡起防滑

当车辆处于坡起路况下，需要在动力学控制方面引入防滑策略，避免车辆出现打滑和溜车等现象。

(4)电池充放电管理

vcu识别到充电指令后，进入充电模式，保证车辆处于静止状态，不再响应驾驶员的动力性需求，甚至进入自锁状态；当车辆正常行驶过程中，如出现soc值过低等情况，vcu会对驱动电机进行限功率，避免电池过放，印象电池使用寿命。

(5)故障诊断和异常处理机制

纯电动客车整车控制器作为整车核心，任何节点的状态都会反馈至vcu，vcu根据各节点的作用、故障的等级进行整车控制，如强制下电、禁止上电和故障报警等等动作，避免因各种故障引起的连锁事故。vcu故障诊断码满足uds标准。

(6)其他辅助功能

vcu除了上述功能外，还对车辆中一些辅助的功能进行了控制，如辅助驱动低压电控制、绝缘监控低压电控制和散入风扇控制等等。

在纯电动客车vcu基本功能的基础上，扩展acc功能之后，使得纯电动客车具备了自适应巡航的能力，有效缓解了驾驶员的疲劳程度，减少由于驾驶疲劳引起的安全事故。另外本文提出的acc控制方法中，考虑了异常处理和驾驶员介入机制，使得acc控制变为安全可控的驾驶方法。

如图4所示，vcu上电后，首先确认工作模式，如是正常驾驶模式，则vcu根据驾驶员操作加速踏板和制动踏板的行程，进行动力学分析，实施扭矩控制，实现驾驶员目标的车速。当处于非正常驾驶模式时，vcu首先根据雷达反馈信息、加速踏板和制动踏板信息判断vcu即将进入acc模式时，是否接收到异常和退出的命令，如有此情况出现，vcu再次进入正常驾驶模式，否则进入acc模式。acc模式下，在确认定速巡航或者车辆跟随方式后，vcu直接进行动力学控制，驾驶员不需要踩加速踏板。当驾驶员踩加速或者刹车踏板，则进入acc退出机制，进入正常驾驶模式。

如图5所示的是整车自适应巡航控制装置在车辆上的安装示意图。毫米波雷达给整车控制器和智能切换单元提供信号，整车控制器与制动系统相连。

实施例3

纯电动客车安装带有acc功能的vcu之后，首先驾驶员确认进行入自适应巡航模式，vcu根据驾驶员意图识别到驾驶员设定的车速，开始定速巡航。当毫米波雷达监测到前方车辆车速小于限定车速后，车辆在vcu的控制下立刻进入车辆跟随模式，直至前方车辆驶离雷达监测范围或者车速大于限定车速。当出现异常情况时，vcu会控制仪表或者振动电机发出声光报警，驾驶员立刻采取制动降速动作，避免碰撞发生。当驾驶员觉得路况很复杂，需要进入正常控制模式时，可以通过踩油门的方式进行切换。

以上对本实用新型各实施方式的描述是为了更好地理解本实用新型，其仅仅是示例性的，而非旨在对本实用新型进行限制。应注意，在以上描述中，针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。本领域技术人员可以理解，在不脱离本实用新型的构思的情况下，针对以上所描述的实施方式进行的各种变化和修改，均属于本实用新型的范围内。