基于ECU和ACC的联合驾驶控制方法及系统与流程

本发明涉及汽车电子技术领域，具体而言，涉及一种基于ECU和ACC的联合驾驶控制方法及系统。

背景技术：

现如今汽车越来越多地配置类似主动巡航控制器ACC(Adaptive Cruise Control system)的车距控制装置，以将车辆的速度自动匹配到由车辆驾驶员预定的目标速度和/或标定的前方行驶中的车辆速度。现有的ACC控制器通过雷达或激光系统获得前方跟随车辆的速度以及本车和跟随车辆的距离，根据这些信息计算车辆行驶所需的扭矩值(称为“需求扭矩”)。ACC控制器计算得到的扭矩值会送到发动机控制器ECU(Engine Control Unit)。ECU控制器通过控制发动机的喷油和点火过程来实现ACC控制器所需要的扭矩。

图1是现有技术中的主动巡航控制系统的结构示意图。如图1所示，现有的主动巡航控制系统(ACC-ECU系统)可以包括：传感器，用于检测前车距离并传递给ACC控制器；ACC控制器，用于接收传感器检测到的前车距离，并根据内部算法调整发送给发动机系统控制器的需求扭矩；ECU控制器，用于接收ACC控制器的扭矩命令，并控制发动机实现其请求，同时实时计算发动机的扭矩并反馈给ACC控制器；发动机，用于产生驱动车辆行驶的动力；其中，ECU控制器包括第一平滑处理模块，用于对需求扭矩进行平滑处理后获得平顺的目标扭矩。

图2是现有技术中的需求扭矩经平滑处理后的结果示意图。在图2中，实线表示的是跟车需求扭矩，是ACC控制器根据传感器信息计算所得；虚线表示ECU控制器对跟车需求扭矩进行平滑处 理后获得目标扭矩。当车辆在行驶过程时，如果扭矩有突然的变动，会导致扭矩冲击传递到整车，从而造成突然的怂车或者强烈的顿挫感，这种冲击可以很直观的被驾驶员感受到。因此，发动机控制系统一般在需求扭矩计算的时候都会做一个滤波处理(称为“平滑处理”)。

现有技术中的平滑处理是由ECU控制器执行，而ACC控制器不对需求扭矩进行平滑处理。如图2所示，ACC控制器根据传感器信息计算所得的需求扭矩有很大的阶跃，但是经过ECU控制器平滑处理后的目标扭矩会慢慢升高，从而排除这种阶跃式的扭矩冲击。

但是，现有技术所存在的问题是，如果ACC控制器不对需求扭矩进行平滑处理，直接发送给ECU控制器的需求扭矩是阶跃信号，需求扭矩信号的频繁阶跃，会造成ECU控制器频繁控制发动机进行加、减速操作，同时这些频繁的阶跃信号很大程度上都是超调的，会造成整车不必要的频繁加、减速，影响经济性。

有鉴于此，针对现有汽车中的扭矩阶跃信号造成的技术问题，需要设计新的控制方法，以克服扭矩阶跃信号造成整车不必要的频繁加、减速问题，从而提高整车的经济性。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明提供一种基于ECU和ACC的联合驾驶控制方法及系统，能够克服扭矩阶跃信号造成整车不必要的频繁加、减速问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于ECU和ACC的联合驾驶控制方法，包括：ECU控制器判断ACC控制器的扭矩平滑处理功能的当前状态；当判断ACC控制器的扭矩平滑处理功能处于有效状态时，ECU控制器关闭自身的扭矩平滑处理功能；或者，当判断ACC控制器的扭矩平滑处理功能处于无效状态时，ECU控制器开启自身的扭矩平滑处理功能，对需求扭矩进行平滑处理以获得目标扭矩。

进一步地，所述ACC控制器的扭矩平滑处理功能的当前状态的判断条件包括如下任一或多个的组合：

条件1：ECU控制器检查ACC控制器的主动巡航功能是否已激活；

条件2：ECU控制器检查ACC控制器是否有故障；

条件3：ECU控制器判断ACC控制器的需求扭矩是否为无效值；

条件4：ECU控制器判断从加速踏板计算的需求扭矩是否高于ACC控制器的需求扭矩。

进一步地，所述ACC控制器的扭矩平滑处理功能处于有效状态的判断依据包括：

当判断条件按时间顺序依次为：条件1-条件2-条件3-条件4时，

判断结果如下：条件1为是，且条件2为否，且条件3为否，且条件4为否。

进一步地，所述ACC控制器的扭矩平滑处理功能处于无效状态的判断依据包括任一种或多种情形：

当判断条件按时间顺序依次为：条件1-条件2-条件3-条件4时，

判断结果如下：条件1为否；或者，

条件1为是且条件2为是；或者，

条件1为是，且条件2为否，且条件3为是；或者，

条件1为是，且条件2为否，且条件3为否，且条件4为是。

进一步地，所述ACC控制器的扭矩平滑处理功能处于有效状态的判断依据包括：

当省略条件4，且判断条件按时间顺序依次为：条件1-条件2-条件3时，

判断结果如下：条件1为是，且条件2为否，且条件3为否。

进一步地，所述ACC控制器的扭矩平滑处理功能处于无效状态的判断依据包括任一种或多种情形：

当省略条件4，且判断条件按时间顺序依次为：条件1-条件2-条件3时，

判断结果如下：条件1为否；或者，

条件1为是且条件2为是；或者，

条件1为是，且条件2为否，且条件3为是。

为实现上述目的，本发明还提供了一种基于ECU和ACC的联合驾驶控制系统，包括：传感器，用于检测前车距离并传递给ACC控制器；ACC控制器，用于接收传感器检测到的前车距离，并根据内部算法调整发送给发动机系统控制器的需求扭矩；ECU控制器，用于接收ACC控制器的扭矩命令，并控制发动机实现其请求，同时实时计算发动机的扭矩并反馈给ACC控制器；发动机，用于产生驱动车辆行驶的动力；其中，所述ACC控制器包括：第二平滑处理模块，用于对需求扭矩进行平滑处理；所述ECU控制器包括：状态判断模块，用于接收第二平滑处理模块发送的状态信息，以判断第二平滑处理模块的当前状态，并根据判断结果控制第一平滑处理模块的开关状态；第一平滑处理模块，用于接收判断模块发送的开启指令，随后对需求扭矩进行平滑处理。

进一步地，所述状态判断模块的开启指令包括如下任一或多个的组合：

条件1：ECU控制器检查ACC控制器的主动巡航功能是否已激活；

条件2：ECU控制器检查ACC控制器是否有故障；

条件3：ECU控制器判断ACC控制器的需求扭矩是否为无效值；

条件4：ECU控制器判断从加速踏板计算的需求扭矩是否高于ACC控制器的需求扭矩；

当判断条件按时间顺序依次为：条件1-条件2-条件3-条件4时，

判断结果如下：条件1为是，且条件2为否，且条件3为否，且条件4为否。

为实现上述目的，本发明还提供了一种基于ECU和ACC的联合驾驶控制系统，包括：传感器，用于检测前车距离并传递给ACC控制器；ACC控制器，用于接收传感器检测到的前车距离，并根据 内部算法调整发送给发动机系统控制器的需求扭矩；ECU控制器，用于接收ACC控制器的扭矩命令，并控制发动机实现其请求，同时实时计算发动机的扭矩并反馈给ACC控制器；发动机，用于产生驱动车辆行驶的动力；其中，所述ACC控制器包括：第二平滑处理模块，用于对需求扭矩进行第一次平滑处理后获得目标扭矩；所述ECU控制器包括：第一平滑处理模块，用于对第一次平滑处理后获得目标扭矩进行第二次平滑处理后获得实际输出扭矩。

本发明提供的基于ECU和ACC的联合驾驶控制方法及系统，能够克服扭矩阶跃信号造成整车不必要的频繁加、减速问题。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有技术中的主动巡航控制系统的结构示意图；

图2是现有技术中的需求扭矩经平滑处理后的结果示意图；

图3是本发明一实施例的ECU-ACC联合驾驶控制系统的第一结构示意图；

图4是本发明一实施例的ECU-ACC联合驾驶控制系统中的双重扭矩平滑处理所造成的扭矩响应延迟的结果示意图；

图5是本发明一实施例的ECU-ACC联合驾驶控制系统的第二结构示意图；

图6是本发明一实施例的发动机控制器ECU配合主动巡航控制器ACC进行扭矩平滑处理策略的流程示意图；

图7是本发明一实施例的判断ACC控制器当前状态的逻辑流程示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。下文中将详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当这里称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一器件和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

这里提到的名词“需求扭矩”是指ACC控制器通过传感器信息计算出的控制跟车所需要发动机提供的扭矩值，从而实现车辆的加减速，进而实现跟车。

这里提到的名词“目标扭矩”是指ECU接收ACC的需求扭矩后，经过自身的逻辑判断和平滑处理所得出的要控制发动机实现的扭矩值。

这里提到的名词“实际输出扭矩”是指发动机在当前工况下通过 飞轮所实际输出的扭矩，实际输出扭矩理论上会跟随目标扭矩。

图3是本发明一实施例的ECU-ACC联合驾驶控制系统的第一结构示意图。如图3所示，本发明提供的ECU-ACC联合驾驶控制系统可以包括：传感器，用于检测前车距离并传递给ACC控制器；ACC控制器，用于接收传感器检测到的前车距离，并根据内部算法调整发送给发动机系统控制器的需求扭矩；ECU控制器，用于接收ACC控制器的扭矩命令，并控制发动机实现其请求，同时实时计算发动机的扭矩并反馈给ACC控制器；发动机，用于产生驱动车辆行驶的动力；其中，ACC控制器包括：第二平滑处理模块，用于对需求扭矩进行第一次平滑处理后获得目标扭矩；ECU控制器包括：第一平滑处理模块，用于对第一次平滑处理后获得目标扭矩进行第二次平滑处理后获得实际输出扭矩。

ACC控制器的自动调节功能通过如下方式实现：为车辆配备具有一定有效范围的至少一个传感器，例如雷达、超声波传感器或激光传感器，从而测量距离在前行使车辆或者位于附近的障碍物的距离，并把该距离自动地调节至预定的、优选与速度相关的目标路程。例如，ACC控制器可以被设计为在超过预定车辆的最低速度时激活自动的距离调节。例如，可以配置一组传感器，包括远程传感器和近程传感器相互搭配，以便检测车辆之前的远程区域和近程区域。在传感器检测到车辆速度和在前行使车辆和自身车辆之间的跟随距离之后，ACC控制器能够计算出所需要的扭矩(可理解为“所要求的加速度”)并转发至ECU控制器，ECU控制器根据计算出的加速度或所需要的扭矩控制与前车之间的跟随距离。

当前方跟随车辆加速行驶时，ACC控制器通过增加目标扭矩使得车辆加速保持跟车距离。反之，当前方跟随车辆减速行驶时，ACC控制器通过减少目标扭矩或者干预制动使车辆减速。一般来讲，为了保证整车有良好的驾驶性，ECU控制器都会对接受到的需求扭矩进行滤波，使发动机所输出的扭矩平滑，在整车上不会让驾驶员感受到明显的冲击。这里所说的需求扭矩一般都是来自驾驶员所控制的油门踏板。而ACC控制器替代了这个油门踏板，在主动巡航过程 中直接发送需求扭矩值给ECU控制器。

由此可知，通过ACC控制器对需求扭矩进行第一次平滑处理，然后发送给ECU控制器的目标扭矩是平滑信号，避免出现需求扭矩信号的频繁阶跃，通过ECU控制器对目标扭矩进行第二次平滑处理，解决了ECU根据ACC发送信号对发动机进行频繁地加、减速操作，从而提高了整车的经济性。

图4是本发明一实施例的ECU-ACC联合驾驶控制系统中的双重扭矩平滑处理所造成的扭矩响应延迟的结果示意图。在图4中，实线表示ACC控制器根据前车距离计算得出的跟车需求扭矩；虚线表示ACC控制器对需求扭矩进行平滑处理后的目标扭矩；点划线表示ECU控制器对ACC控制器发送的目标扭矩进行二次平滑处理后的目标扭矩。如图4所示，ACC控制器根据前车距离计算得出的跟车需求扭矩有很大的阶跃，ACC控制器对需求扭矩进行平滑处理后的目标扭矩会慢慢升高，从而可以排除这种阶跃式的扭矩冲击；但是，如果ECU控制器对ACC控制器发送的目标扭矩再次进行二次平滑处理，那么实际输出扭矩会产生相应延迟。作为一种实施方式，在ACC-ECU系统中，这个需求扭矩由ACC控制器通过传感器(例如，雷达)检测到的前车距离来进行调控。进一步地，这个需求扭据平滑处理策略可以在ACC控制器的第一平滑处理模块(如图3所示)中进行处理。如图4所示，如果ACC控制器做了需求扭矩平滑处理，而发动机控制器也保留原有的扭矩平滑处理策略，则会造成需求扭矩的双重平滑，也就是双重滤波，会造成需求扭矩的响应延迟。因此，通过ACC控制器对需求扭矩进行平滑处理，发送平滑后的需求扭矩信号，避免阶跃信号对发动机的冲击，解决ACC控制器对整车频繁加、减速的问题，从而提高整车的经济性。

然而，对本发明的上述反感进一步地分析，如果ACC控制器对需求扭矩进行平滑处理，则不会出现超调的问题，但是由于ECU控制器本身也有对需求扭矩的平滑处理，形成需求扭矩的双重平滑(即，双重滤波)，则会造成ECU控制器对需求扭矩响应延迟或 响应过慢，造成加速性不好，或者说跟车性不好。

作为改进方案，需要在第二平滑处理模块和第二平滑处理模块之间建立一套配合策略，使得，以避免双重滤波造成的ECU控制器对发动机的控制延迟。图5是本发明一实施例的ECU-ACC联合驾驶控制系统的第二结构示意图。如图5所示，本发明提供的基于ECU和ACC的联合驾驶控制系统可以包括：传感器，用于检测前车距离并传递给ACC控制器；ACC控制器，用于接收传感器检测到的前车距离，并根据内部算法调整发送给发动机系统控制器的需求扭矩；ECU控制器，用于接收ACC控制器的扭矩命令，并控制发动机实现其请求，同时实时计算发动机的扭矩并反馈给ACC控制器；发动机，用于产生驱动车辆行驶的动力；其中，ACC控制器包括：第二平滑处理模块，用于对需求扭矩进行平滑处理以获得目标扭矩；ECU控制器包括：状态判断模块，用于判断第二平滑处理模块的扭矩平滑处理功能是否处于有效状态，并根据判断结果控制第一平滑处理模块的扭矩平滑处理功能的开关状态；第一平滑处理模块，用于接收判断模块发送的开启扭矩平滑处理功能的指令，对需求扭矩进行平滑处理以获得目标扭矩。

图6是本发明一实施例的发动机控制器ECU配合主动巡航控制器ACC进行扭矩平滑处理策略的流程示意图。如图6所示，本发明提供一种基于ECU和ACC的联合驾驶控制方法，包括：ECU控制器判断ACC控制器的扭矩平滑处理功能的当前状态；当判断ACC控制器的扭矩平滑处理功能处于有效状态时，ECU控制器关闭自身的扭矩平滑处理功能；或者，当判断ACC控制器的扭矩平滑处理功能处于无效状态时，ECU控制器开启自身的扭矩平滑处理功能，对需求扭矩进行平滑处理以获得目标扭矩。

通过大量控制实验可知，所述ACC控制器的扭矩平滑处理功能的当前状态的判断条件包括如下任一或多个的组合：

条件1：ECU控制器检查ACC控制器的主动巡航功能是否已激活；

条件2：ECU控制器检查ACC控制器是否有故障；

条件3：ECU控制器判断ACC控制器的需求扭矩是否为无效值；

条件4：ECU控制器判断从加速踏板计算的需求扭矩是否高于ACC控制器的需求扭矩。

优选地，所述ACC控制器的扭矩平滑处理功能处于有效状态的判断依据包括：

当判断条件按时间顺序依次为：条件1-条件2-条件3-条件4时，

判断结果如下：条件1为是，且条件2为否，且条件3为否，且条件4为否。

优选地，

所述ACC控制器的扭矩平滑处理功能处于无效状态的判断依据包括任一种或多种情形：

当判断条件按时间顺序依次为：条件1-条件2-条件3-条件4时，

判断结果如下：条件1为否；或者，

条件1为是且条件2为是；或者，

条件1为是，且条件2为否，且条件3为是；或者，

条件1为是，且条件2为否，且条件3为否，且条件4为是。

图7是本发明一实施例的根据上述条件1至条件4判断ACC控制器当前状态的逻辑流程示意图。

第1步，ECU控制器检查主动巡航功能是否已激活，例如，通过CAN线上收到的ACC控制器的状态来判断。如果主动巡航功能激活，进入下一步，第2步，否则跳转至第6步。

第2步，ECU控制器检查ACC控制器是否有故障，例如，通过CAN线上收到的ACC控制器故障信息来判断。如有没有故障，进入下一步，第3步；否则跳转至第6步。

第3步，ECU控制器判断ACC控制器的需求扭矩是否为无效值。如果不是无效值，则进入下一步，第4步；否则跳转至第6步。

第4步，ECU控制器判断从加速踏板计算的需求扭矩是否高于ACC控制器的需求扭矩。如果不高于，则进入下一步，第5步；否则跳转至第6步。

第5步，前4步的判断都通过(即1是，并且2否，并且3否，并且4否)，则说明主动巡航功能处于正常工作模式，这时ECU控制器应该关闭自身的扭矩平滑处理功能，直接响应ACC控制器的需求扭矩。

第6步，前4步判断其中任何一个未通过(即1否，或2是，或3是，或4是)，则说明主动巡航功能未处于正常或有效地工作模式，这时ECU控制器需要恢复自身的扭矩平滑处理功能，如果之前就处于扭矩平滑处理功能开启状态，则保持该状态。

第7步，ECU控制器根据不同的实际情况，判断出是否激活自身的扭矩平滑处理功能，并按照最终的需求扭矩控制发动机的扭矩输出。

因此，本发明能够通过更新相对应的策略解决这个双重扭矩平滑处理所造成的扭矩响应延迟。

由于不同厂家的ACC控制单元的于发动机控制器在CAN线上的交互信息不尽相同，因此可能出现有些项目上没有上述策略中所描述的信号。但是至少会有其中之一或之二。因此，本专利不仅仅局限于之前所述的第1步，第2步，第3步和第4步判断条件的组合。这四个判断条件可以自由组合形成适合不同厂家ACC控制单元的策略，如只保留第1步和第2步，去掉第3步和第4步。这种不同策略的组合也属于本专利的应用范围之内。

由此可知，本发明改进方案通过ACC控制器对需求扭矩进行平滑处理以避免出现超调现象，并且通过ECU控制器对ACC控制器工作状态的判断以控制本身对需求扭矩的平滑处理，避免产生需求扭矩的双重平滑(即双重滤波)，从而避免ECU控制器对需求扭矩响应延迟或响应过慢，造成加速性不好，或者说跟车性不好的问题。

可以理解的是，本发明并非通过显示距离信息方式来代替原来的声音提示方式，而是本发明既可以仅仅通过图像显示距离信息的方式帮助驾驶人员提高驾驶的准确性和安全性，又可以同时采取图像显示距离和声音提示方式两者的结合实现物体位置距离的提示 功能。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。