一种卡车变速巡航节油控制系统的制作方法

本实用新型属于汽车电控领域，尤其涉及到一种应用于卡车的变车速巡航节油控制系统。

背景技术：

定速巡航系统(cruisecontrolsystem，缩写为ccs)，又称为定速巡航行驶装置、自动驾驶系统等。该系统运行后，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。使用该系统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，定速巡航系统启动后，发动机的供油量由计算机系统控制，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，定速巡航系统越来越多地受到驾驶员的欢迎。

卡车传统定速巡航系统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，巡航系统退出；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，巡航系统退出。

卡车传统定速巡航系统以车速维持为目标，在巡航系统工作过程中，频繁对发动机及制动系统进行控制，发动机频繁加减扭矩，同时制动系统频繁介入，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系统。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的问题，为降低卡车驾驶员工作强度，提高巡航系统工作成功率，提高整车燃油经济性，同时保证人员及车辆安全，本实用新型所提供的卡车变速巡航节油控制系统，在驾驶员操作巡航手柄，车辆进入变速巡航工作模式后，首先进行车辆姿态的判断，根据车辆姿态设定车辆允许的巡航车速区间，通过发动机控制、制动系统控制、自动变速箱控制等实现车速控制，以达到安全节油行驶。

为了实现上述目的，本实用新型采取如下技术方案：

一种卡车变速巡航节油控制系统，包括巡航手柄、变速巡航控制器、发动机ecu、辅助制动系统、主制动系统、仪表、通讯线束。所述变速巡航控制器通过通讯线束与发动机ecu、辅助制动系统、主制动系统、仪表进行状态信息及控制信息交互。

所述变速巡航控制器采集通讯线束上的信息，进行变速巡航策略运算。变速巡航控制器为变速巡航功能实现的物理基础。

所述变速巡航控制器包括但不局限于电源及晶振、模拟量电路、开关量电路、mcu(控制策略执行单元)、can收发电路、传感器和功率驱动电路。

所述电源及晶振/开关量电路/传感器/模拟量电路通过通讯线束与mcu相连。

mcu通过通讯线束与can收发电路相连，mcu通过can收发电路接收和发送can报文。

mcu通过通讯线束与功率驱动电路相连，对电磁阀和继电器进行控制。

所述巡航手柄通过通讯线束与mcu、开关量电路及发动机ecu相连，所述开关量电路采集所述巡航手柄的信号，用于巡航模式判断。

所述变速巡航控制器可将开关量电路采集的巡航手柄的信号接入到发动机ecu，发动机ecu通过所述通讯线束提供巡航手柄的信号。

进一步的，所述发动机ecu为车辆常规发动机电控单元，保留基础的基于saej1939的发动机通讯功能；所述发动机ecu开放外部控制功能，优选基于saej1939的tsc1发动机控制报文。

进一步的，所述辅助制动系统包括但不局限于发动机制动、排气制动、液力缓速器等适配的整车辅助制动系统。

进一步的，所述主制动系统包括但不局限于电控制动系统和常规制动系统。

进一步的，所述仪表为整车常规仪表，所述仪表显示变速巡航的相关信息，包括但不局限于巡航功能工作指示和巡航车速范围。

进一步的，对于匹配自动变速箱的车辆，所述卡车变速巡航节油控制系统还包括自动变速箱系统。

进一步的，所述变速巡航控制器通过通讯线束与自动变速箱系统相连。所述变速巡航控制器对自动变速箱系统执行控制。所述巡航控制器可向自动变速箱系统发送目标挡位控制指令，所述自动变速箱系统，接收变速巡航控制器的控制信息，实现挡位控制、离合器控制等操作，自动变速箱响应控制并换至目标挡位。

本实用新型在车辆巡航过程中，根据车辆姿态不断调整巡航车速，其中允许巡航车速上限值为发动机允许巡航转速上限值对应的车速值或目标巡航车速的标定倍数值至设定巡航车速值；允许巡航车速下限值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；下坡过程中提升车速积蓄车辆动能，上坡时将动能转化为重力势能，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。

本实用新型的有益效果为：1.变速巡航控制器通过传感器可准确、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，同时降低制动系统工作强度。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为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型变速巡航控制器硬件拓扑图；

图3为本实用新型变速控制程序流程图。

附图标记：1-巡航手柄，2-变速巡航控制器，201-mcu，202-电源及晶振，203-开关量电路，204-can收发电路，205-传感器，206-功率驱动电路，207模拟量电路，3-发动机ecu，4-辅助制动系统，5-主制动系统，6-仪表，7-通讯线束。

具体实施方式

为了便于理解，下面结合附图，通过实施例，对本实用新型技术方案作进一步具体描述：

如图1-图3所示，一种卡车变速巡航节油控制系统，包括巡航手柄1、变速巡航控制器2、发动机ecu3、辅助制动系统4、主制动系统5、仪表6、通讯线束7。

巡航控制器2通过通讯线束7与发动机ecu3、辅助制动系统4、主制动系统5、仪表6进行状态信息及控制信息交互，并对所述发动机ecu3、辅助制动系统4、主制动系统5执行控制。

巡航手柄1与常规车定速巡航手柄一致，驾驶员操作巡航手柄实现巡航功能进入、退出、设定车速、车速微调、巡航恢复等操作。

变速巡航控制器2包括但不局限于电源及晶振202、模拟量电路207、开关量电路203、mcu201、can收发电路204、传感器205和功率驱动电路206。

电源及晶振202给所述mcu201等提供电能及工作基频。

模拟量电路207采集并处理各类模拟量信号，在不同的车型适配时可采集气压传感器等信号。

开关量电路203采集并处理各类开关量信号。

传感器205包括但不局限于加速度传感器、陀螺仪等，通过所述传感器205获取车辆的姿态信息，主要为车辆的俯仰角信息，以此判断车辆处于上坡阶段或下坡阶段。

电源及晶振202/开关量电路203/传感器205/模拟量电路207通过通讯线束7与mcu201相连。

mcu201通过通讯线束7与can收发电路204相连，mcu201通过can收发电路204接收和发送can报文。

mcu201通过通讯线束7与功率驱动电路206相连，对电磁阀和继电器进行控制。在不同的车型适配时可控制制动系统阀体或继电器等。

巡航手柄1通过通讯线束7与mcu201、开关量电路203和发动机ecu3相连，开关量电路203采集所述巡航手柄1的信号，用于巡航模式判断。

变速巡航控制器2可将开关量电路203采集的巡航手柄1的信号接入到发动机ecu3，发动机ecu3通过所述通讯线束7提供巡航手柄1的信号，所述通讯线束7优选can通讯。

变速巡航控制器2通过通讯线束7向所述发动机ecu3发送目标扭矩请求，本实施例中使用基于saej1939的tsc1报文，巡航过程实时请求发动机扭矩，以控制发动机扭矩输出。

巡航控制器2经过通讯线束7向辅助制动系统4发送辅助制动请求，巡航过程中控制辅助制动系统工作，以实现车速控制。

巡航控制器2经过通讯线束7向主制动系统5发送主制动系统制动力请求，以实现车速控制。

使用中，首先由传感器205对车辆姿态进行判断；进行允许巡航车速区间计算，允许巡航车速上限值为发动机允许巡航转速上限值对应的车速值或目标巡航车速的标定倍数值至设定巡航车速值；允许巡航车速下限值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。

当车辆为平直道路行驶时，巡航系统以当前车速与巡航设定车速差值为负反馈，控制发动机准稳态扭矩输出，车辆当前车速跟随巡航设定车速行驶。

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，当足以维持巡航设定车速，发动机维持当前扭矩不变；当不足以维持设定车速时，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，以巡航车速区间的上限值为目标控制车速，当当前车速等于巡航车速区间的上限值，维持当前当前发动机扭矩或制动系统控制不变；当低于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，判断当前车速是否超出巡航车速区间下限，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，则制动系统制动扭矩提升控制，反之则发动机恒扭矩输出控制。

上述实施例只是对本实用新型技术方案的举例说明或解释，而不应理解为对本实用新型技术方案的限制，显然，本领域的技术人员可对本实用新型进行各种修改和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。倘若这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也包含这些修改和变型在内。