一种巡航定速控制系统及方法与流程

本发明涉及车辆行驶控制技术，具体而言，涉及一种自动巡航定速控制系统及方法。

背景技术：

现有市场中，自适应巡航控制(ACC,adaptive Cruise Control)和一键式巡航控制(CC,cruise control)功能普遍用于车辆中。其中，ACC功能需要大量的感应器、雷达及摄像装置来检测驾驶环境和车身周围状况，然后根据该检测的结果决定是否需要决定巡航车速。而一键式巡航控制功能需要驾驶员手动操作按钮，以进入巡航控制状态。

明显地，ACC是一种半自动驾驶模式，然而其较高的复杂程度和成本使ACC这种自动控制巡航定速的模式难以广泛应用在所有车型中，尤其是要求低成本的中低端车型。

对于一键式巡航控制，驾驶员手动控制按键作为控制器的输入参考，如此一来，该技术方案中需要在方向盘上专门设置多个按钮，这会额外增加成本；此外，对一些驾驶经验不足的驾驶员会增加操作难度，减少使用频度。

综上所述，现有技术中两种巡航控制方式，市场接受度较大地受限于成本和硬件复杂程度这两项制约因素。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明的主要目的在于提供一种巡航定速控制方法及系统，其成本较低，且无需按键控制，产品结构简单。

根据本发明的一个方面，提供了一种巡航定速控制方法，其包括以下步骤：巡航条件检测，判断车辆是否为巡航控制模式，若车辆是巡航控制模式，则保持巡航控制直至检测到退出信号。油门开度偏差检测，若车辆不是巡航控制模式，则进行该油门开度偏差检测，判断油门稳定状态。巡航车速检测，判断车速稳定状态并设定巡航车速。驾驶员提示及驾驶员行为检测，满足巡航条件后设置驾驶员巡航提示信息，并在检测到驾驶员松开油门踏板后进入巡航控制模式。

作为一种可选的实现方案，所述巡航条件测步骤包括子步骤：

检测车辆运行状况相关的信号；该信号包括油门踏板位置信号、车速信号及退出信号；

判断车辆是否为巡航控制模式；

如果判断车辆为巡航控制模式，则进行巡航车速控制，车辆保持巡航车速行驶；

车辆保持巡航车速行驶的过程中，判断是否有退出信号，如果检测到退出信号，则退出巡航控制模式，重新开始巡航条件判断；如果未检测到退出信号，则保持当前巡航状态；

如果判断车辆不是巡航控制模式，则判断巡航条件计数器的计数值是否大于0，如果是，则进入所述驾驶员行为检测步骤；如果否，则进入所述油门开度偏差检测流程。

作为一种可选的实现方案，所述退出信号包括刹车信号、油门开度信号、方向盘信号、档位信号、离合器信号中的一个或多个。

作为一种可选的实现方案，所述油门开度偏差检测的步骤包括子步骤：

判断油门稳定计数器的值是否等于0，如果否，则进入油门稳定计数器计数流程；

如果油门稳定计数器的值等于0，计算油门开度偏差绝对值，所述油门开度偏差绝对值为相邻两个油门开度的采样值之差的绝对值；

判断油门开度偏差绝对值是否小于设定的油门开度偏差门限；

如果判断油门开度偏差绝对值小于设定的油门开度偏差门限，设置油门开度基准值，同时，油门稳定计数器置0，进入油门稳定计数器计数流程；

判断油门稳定计数器的值是否大于设定的油门稳定门限，若油门稳定计数器的值大于设定的油门稳定门限，进入巡航车速检测流程。

作为一种可选的实现方案，所述油门稳定计数器计数的步骤包括子步骤：

计算油门开度偏差绝对值，该值为当前油门开度与油门开度基准值之差的绝对值；

判断计算得到的所述油门开度偏差绝对值是否小于设定的油门开度偏差门限，如果是，油门稳定计数器加1，再次返回计算下一个循环油门开度偏差绝对值，直至油门稳定计数器的值大于设定的油门稳定门限，进行巡航车速检测；

如果否，则退出油门开度偏差检测，重新进行巡航条件检测。

作为一种可选的实现方案，所述巡航车速检测流程包括子步骤：

判断车速稳定计数器的值是否等于0，如果否，则进入车速稳定计数器计数；

如果否，计算车速偏差绝对值，所述车速偏差绝对值为相邻两个车速采样之差的绝对值；

判断车速偏差绝对值是否小于设定的车速偏差门限；

如果车速偏差绝对值小于设定的车速偏差门限，将设定车速基准值，同时，将车速稳定计数器的值置0，并进入车速稳定计数器计数流程；以及

巡航条件设置。

作为一种可选的实现方案，所述车速稳定计数器计数流程包括子步骤：

计算车速偏差绝对值，该车速偏差绝对值为当前车速与车速基准值之差的绝对值；

判断所述速度偏差绝对值是否小于设定的车速偏差门限，如果否，车速稳定计数器置0，退出巡航控制，重新进行巡航条件检测；如果是，则车速稳定计数器的值加1，并再次返回计算下一个循环车速偏差绝对值，直至车速稳定计数器的值大于设定的车速稳定门限，进入巡航条件设置步骤。

作为一种可选的实现方案，所述巡航条件设置步骤包括子步骤：

设定巡航车速；及

将巡航条件计数器置0。

作为一种可选的实现方案，所述驾驶员提示及驾驶员行为检测流程包括子步骤：

设置驾驶员提示信号；

检测驾驶员是否松开油门踏板，如果是，车辆进入巡航控制模式；

如果驾驶员未松开油门踏板，巡航条件计数器的值加1，且车辆不进入巡航控制模式；

判断巡航条件计数器的值是否小于设定的巡航进入门限，如果是，返回驾驶员松开踏板检测的步骤；如果否，返回所述巡航条件检测的步骤。

作为一种可选的实现方案，所述驾驶员提示信号包括仪表盘上显示的巡航控制提示信息和/或语音信号。

作为一种可选的实现方案，当所述油门开度偏差检测步骤中，在一定时间内两个控制循环之间的油门踏板开度偏差低于设定的油门开度偏差门限；同时，所述巡航车速检测步骤中，车速偏差低于设定的巡航车速偏差门限，车速稳定计数器加1，如果该车速稳定计数器的计数超出设定的车速稳定门 限，将会请求将当前车速设置为巡航车速；所述驾驶员行为检测步骤中，对驾驶员进行巡航控制提示，当驾驶员接收到巡航提示信号并松开油门踏板后，保持巡航车速行驶；当检测到退出信号，退出巡航控制；直至再次满足上述条件，方进入下一次巡航控制模式。

根据本发明的一个方面，提供了一种巡航定速控制系统，上述任一项所述的巡航定速控制方法用于所述巡航定速控制系统，该系统包括信号采集及处理单元及与该信号采集及处理单元连接的油门开度稳定检测单元、车速稳定检测单元、巡航车速设定单元、巡航控制提示单元及驾驶员行为检测单元。

在本发明的可选技术方案中，本发明通过油门踏板开度比较和车速比较，无需驾驶员任何按钮式输入即可使车辆进入巡航控制状态。通过油门踏板开度和车速来识别驾驶员的巡航意愿，并通过驾驶员行为检测来最终确定巡航意愿，可以简化如按键及其对应电路等的相关硬件，从而成为一种低成本的车辆巡航控制方案。

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，构成本发明的一部分，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是根据本发明较佳实施例的巡航定速控制方法的流程图；

图2是图1所示的巡航条件检测流程图；

图3是图1所示的油门开度偏差检测流程图；

图4是图1所示的车速稳定检测及巡航车速设定流程图；

图5是图1所示的巡航控制提示及驾驶员行为检测流程图；及

图6是应用图1所示的巡航定速控制方法的巡航定速控制系统的框图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

巡航控制状态实际上是车辆按照驾驶员设定速度行驶的一种功能，现有的巡航控制产品需要通过驾驶员操作方向盘上的按键来控制巡航定速行驶。实际上，主要是档位、离合、刹车、油门踏板输入直接决定了驾驶意图。当驾驶员想要降低车速，需要踩下刹车踏板，减少油门踏板。同样地，当驾驶员需要保持当前速度行驶，则可以通过将油门踏板保持在某一位置来实现这一目的。因此，按钮输入并不是巡航控制的必须输入。

基于现有技术存在的问题和缺陷，本发明是通过读取油门踏板开度偏差和车速偏差的信息，来实现巡航控制。本发明所述的巡航控制方法主要为，如果在一定时间内两个控制循环之间的油门踏板开度偏差低于一个设定的特定值-油门开度偏差门限throttle_deviation_threshold，同时，车速偏差低于一个设定的特定值-巡航车速偏差门限speed_deviation_threshold，车速稳定计数器Velocity_Sta_Counter加1，如果该车速稳定计数器的计数超出一个特定值-车速稳定门限Velo_coun_threshold，将会请求将当前车速或某一设定值设置为巡航车速，该设定值可以为某一时段的平均车速，也可以为靠近某一整数的车速，如50km/h、55km/h、60km/h等。当驾驶员接收到巡航提示信号并松开油门踏板后，车辆将于油门踏板松开后保持请求车速行驶。当驾驶员刹车或出现其它退出信号，退出巡航控制。直至再次满足上述条件，方可进入下一次巡航。

本发明通过油门踏板开度比较和车速比较，无需驾驶员任何按钮式输入即可使车辆进入巡航控制状态。通过油门踏板开度和车速来识别驾驶员的巡航意愿，通过驾驶员松开油门踏板来确认驾驶员巡航意愿，可以简化硬件(如按键及其对应电路)，从而成为一种低成本的车辆巡航控制方案。

如果油门踏板开度偏差低于一预定的油门踏板开度偏差门限，如2％，计时器或计数器计数增加，当计数超过特定值如500个控制循环(5秒)，然后检测车速条件，如果车速偏差小于某一特定值，计数器计数增加。当该计数器的计数超过设定门限，将请求当前车速设定为巡航车速，并发送至车辆控制器，同时在仪表盘显示对应的提示信号。看到提示信号，驾驶员松开油门踏板，车辆进入巡航控制状态。

本发明通过检测油门踏板开度偏差来控制车辆进入巡航控制状态，解决了现有技术中进入巡航控制模式时的按键式操作和产品结构较复杂的问题，简单的操作步骤会大大提高行驶安全。

以下结合图示，对本发明的较佳实施例进行描述。请参照图1所示，本发明所述的巡航定速控制方法包括以下步骤：

步骤S100：巡航状态检测，判断车辆是否为巡航控制模式；

步骤S200：油门开度偏差检测，判断油门稳定状态；

步骤S300：车速稳定检测及巡航车速设定，判断车速稳定状态并设定巡航车速；及

步骤S400：巡航控制提示及驾驶员行为检测，满足巡航条件后设置驾驶员巡航提示信息，并在检测到驾驶员松开油门踏板后进入巡航控制模式。

具体地，如图2所示，本发明所述的巡航条件检测流程S100包括以下步骤：

步骤S101：检测车辆运行状况相关的信号，该信号包括油门开度(n)、油门开度(n-1)、车速(n)、车速(n-1)、刹车信号、方向盘信号、档位信号、离合器信号等。其中，油门开度(n)和油门开度(n-1)代表两个相邻的油门开度采样，系为油门踏板位置信号；车速(n)和车速(n-1)代表两个相邻的车速采样，系为车速信号，两采样点之间的间隔取决于采样周期。

步骤S102：判断车辆是否为巡航控制模式，如果是，进入步骤S103；如果否，则进入步骤S106。

步骤S103：如果判断车辆为巡航控制模式，则进行巡航车速控制，车辆保持巡航车速行驶。

步骤S104：判断是否有刹车信号或其它退出信号，退出信号主要包括刹车信号、油门开度信号、方向盘信号、档位信号和离合器信号等的一种或多种，如果检测到刹车信号或其它退出信号，则进入步骤S105，如果未检测到刹车信号或其它退出信号，则返回步骤S101，重新进行巡航条件检测。

步骤S105：退出巡航控制模式。

步骤S106：判断巡航条件计数器的计数(CC_entry_counter)是否大于0，如果是，即如果CC_entry_counter>0，则进入如图5所示的驾驶员行为检测步骤S400；如果否，则进入图3所示的油门开度偏差检测流程S200。

进一步地，请参阅图3，油门开度偏差检测流程S200包括以下步骤：

步骤S201：判断油门稳定计数器的值(Throttle_Sta_Counter)是否等于0，如果是，则进入步骤S202；如果否，则进入步骤S205。

步骤S202：通过公式Delta_throttle＝|(油门开度(n)-油门开度(n-1)，计算油门开度偏差绝对值Delta_throttle。其中，Delta_throttle为油门开度偏差绝对值。

步骤S203：判断油门开度偏差绝对值Delta_throttle是否小于设定的油门开度偏差门限；如果是，进入步骤S204；如果否，则退出流程或返回步骤S100。

步骤S204：当步骤S203中初次判断油门开度偏差绝对值Delta_throttle小于设定的油门开度偏差门限，设置油门开度基准值Throttle_current的计 算公式为Throttle_current＝0.5*|油门开度(n)+油门开度(n-1)|，同时，油门稳定计数器Throttle_Sta_Counter置0，并进入油门稳定计数器计数周期。

油门稳定计数器计数周期包括下面的步骤S205、S206及S208：

步骤S205：计算当前油门开度偏差绝对值Delta_throttle＝|油门开度(n)-Throttle_current|。

步骤S206：判断步骤S205中计算得到的油门开度偏差绝对值Delta_throttle是否小于设定的油门开度偏差门限Thro_coun_threshold，如果是，油门稳定计数器Throttle_Sta_Counter加1(步骤S208)并再次返回到步骤S205，计算下一个油门开度采样的油门开度偏差绝对值Delta_throttle。

直至步骤S209中判断油门稳定计数器Throttle_Sta_Counter的数值大于设定的油门稳定门限Thro_coun_threshold，油门开度偏差检测流程结束，进入图3所示的巡航车速检测流程(S300)。

如图4所示，本实施例的车速稳定检测及巡航车速设定流程S300包括以下步骤：

步骤S301：判断车速稳定计数器的值(Velocity_Sta_Counter)是否等于0，如果是，则进入步骤S302；如果否，则进入步骤S305。

步骤S302：通过公式DeltaV＝|车速(n)-车速(n-1)|，计算车速偏差绝对值DeltaV。

步骤S303：判断车速偏差绝对值DeltaV是否小于设定的车速偏差门限；如果是，进入步骤S304。

步骤S304：当步骤S303中初次判断车速偏差绝对值DeltaV小于设定的 车速偏差门限，设置车速基准值Cruise_speed_base＝车速(n)，即将最近一次(步骤S302中)测得的车速(n)设为车速基准值。同时，将车速稳定计数器的值Velocity_Sta_Counter置0，并进入车速稳定计数器计数周期。

车速稳定计数器计数周期包括下面的步骤S305、S306及S308。

步骤S305：计算当前的车速偏差绝对值DeltaV，公式为DeltaV＝|车速(n)-Cruise_speed_base|，即车速偏差绝对值为每次测得的车速(n)与车速基准值之差的绝对值。

步骤S306：判断步骤S305中计算得到的速度偏差绝对值DeltaV是否小于设定的车速偏差门限，如果否，车速稳定计数器置0。如果是，即步骤S305中计算得到的速度偏差绝对值DeltaV小于设定的车速偏差门限，则车速稳定计数器的值Velocity_Sta_Counter加1(步骤S308)并再次返回到步骤S305，计算下一个车速采样的车速偏差绝对值DeltaV。直至步骤S309中判断车速稳定计数器的值Velocity_Sta_Counter大于设定的车速稳定门限Velo_coun_threshold，进入巡航条件设置步骤S310。

步骤S310：将当前车速(n)或某一设定值设置为巡航车速，该设定值可以为某一时段的平均车速，也可以为靠近某一整数的车速，如50km/h、55km/h、60km/h等。

步骤S311：将巡航条件计数器的计数CC_entry_counter置0。至此，车速偏差检测流程结束，进入图4所示的驾驶员行为检测流程(S400)。

请参阅图5所示，巡航控制提示及驾驶员行为检测流程S400包括以下步骤：

步骤S401：设置驾驶员提示信号。本步骤中驾驶员提示信号可以包括仪表盘上显示的提示信息和/或语音信号。

步骤S402：驾驶员松开踏板检测。本步骤中，检测驾驶员是否松开油门踏板，如果是，进入步骤S403，车辆进入巡航控制模式；如果否，进入步骤S404。

步骤S404：巡航条件计数器的值CC_entry_counter加1，且车辆不进入巡航控制模式。

步骤S405：判断巡航条件计数器的值CC_entry_counter是否小于设定的巡航进入门限(CC_entry_threshold)，如果是，返回步骤S402，再次进行驾驶员松开踏板检测；如果否，返回步骤S100，重新开始巡航条件检测。

上述巡航定速控制方法可以通过车辆的电子控制单元(ECU，Electronic Control Unit)来实现。

如图6所示，本发明的另一个实施例中，还提供一种巡航定速控制系统，所述的巡航定速控制方法用于该巡航定速控制系统，该系统包括：

信号采集及处理单元601，用于执行步骤S100所述的巡航状态检测及其子步骤；

油门开度稳定检测单元602，用于执行步骤S200所述的油门开度偏差检测及其子步骤；

车速稳定检测单元603及巡航车速设定单元604，用于执行步骤S300所述的巡航车速检测及其子步骤；

巡航控制提示单元605及驾驶员行为检测单元606，用于执行步骤S400所述的驾驶员行为检测及其子步骤。

油门开度稳定检测单元602、车速稳定检测单元603、巡航车速设定单元604、巡航控制提示单元605及驾驶员行为检测单元606与信号采集及处理单元601连接。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。