汽车巡航自动控制方法与流程

本分案申请的原案申请号为：2015105614470，申请日为：2015年9月7日，发明名称为《汽车巡航控制方法》。

本发明涉及汽车速度控制系统，具体地说，是一种汽车巡航自动控制方法。

背景技术：

随着汽车行业的不断发展，汽车已经成为人们出行的主要交通工具，在驾驶员驾驶汽车过程中，驾驶员不仅要高度集中精神观察周围驾驶环境，还需要不断地踩油门踏板来改变速度，很容易造成驾驶疲劳，从而人们提出了巡航控制系统。

所谓巡航控制系统，是利用电子技术，在一定的车速范围内，驾驶员不用控制油门踏板而能保证汽车以设定的速度稳定行驶的一种电子控制装置。

纵观国内外车辆巡，航控制的研究发展，可以发现不同的控制策略在巡航系统中都有较好的应用，有些控制系统已经实用化。从巡航系统的稳定性、实用化程度上看，目前国内在这方面与国外还有一定差距，譬如在突然开启巡航功能或者突然关闭巡航功能时，汽车的速度可能发生很大的变化，由于惯性的作用，汽车会出现抖动现象，存在很大的安全隐患，且系统结构复杂，可靠性差。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提出一种汽车巡航自动控制方法，采用输出油门信号来控制节气门开度的方式，并根据当前汽车行驶的速度的，来选择不同的曲线来计算油门比例系数，使汽车行驶更加平稳，巡航控制器性能安全可靠，结构简单，易于实现，并且采用巡航控制器，可以解放驾驶员的双脚。

为达到上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：

一种汽车巡航自动控制方法，包括以下步骤：

s1：设定巡航速度vs以及巡航控制过渡区(vs-vm,vs+vm')，输入一控制信号进入巡航控制模式；

s2：巡航控制器获取当前车速v并判断车速变化状况，如果当前车速v从小于vs-vm进入巡航控制过渡区(vs-vm,vs+vm')，则巡航控制器按照第一曲线计算油门比例系数k；如果当前车速v从大于vs+vm'进入巡航控制过渡区(vs-vm,vs+vm')，则巡航控制器按照第二曲线计算油门比例系数k；所述第一曲线和第二曲线的横坐标为当前车速v，纵坐标为油门比例系数k，k的取值范围为0～1，且在同一车速下，第一曲线的幅值大于或等于第二曲线的幅值；

s3：ecu按照a＝a0+ka1输出油门信号来控制节气门的开度，其中，a0为油门信号基准值，a1为油门踏板所对应的增量值，k为巡航控制器输出的油门比例系数。

通过上述设计，在驾驶的过程中，设定巡航速度，给定一个控制信号，进入巡航模式，汽车进入自动控制的状态，按照预设速度行驶，解放了驾驶员的双脚，使汽车行驶更加平稳，性能安全可靠，结构简单，易于实现。

进一步描述，所述第一曲线与第二曲线为同一条曲线，且：

其中，vs-vm与vs+vm'分别为巡航控制过渡区的左、右临界值，h1为当前车速v处于巡航速度vs时所对应的油门比例系数。

再进一步描述，巡航控制器还可以采取回滞曲线的控制方式，即所述第一曲线为：

所述第二曲线为：

其中，vs-vm与vs+vm'分别为巡航控制过渡区的左、右临界值，h1为第一曲线中当前车速v处于巡航速度vs时所对应的油门比例系数，h2为第二曲线中当前车速v处于巡航速度vs时所对应的油门比例系数。

再进一步描述，巡航控制器还可以采取抛物线的控制方式，即所述第一曲线为：

其中，

所述第二曲线为：

其中，

其中，vs-vm与vs+vm'分别为巡航控制过渡区的左、右临界值，h1为第一曲线中当前车速v处于巡航速度vs时所对应的油门比例系数，h2为第二曲线中当前车速v处于巡航速度vs时所对应的油门比例系数，a1、b1、c1为第一曲线的系数，a2、b2、c2第二曲线的系数。

作为不同的实施方式，步骤s1中所述的控制信号为拉远光灯信号，且拉远关灯的时间超过3s并且低于10s。

再进一步描述，汽车处于巡航状态时，如果巡航控制器接收到踩下制动踏板的信号，巡航状态解除，且清除已存储的巡航速度。

再进一步描述，汽车处于巡航状态时，如果踏下油门踏板，巡航控制器接收到大于指定门限va的油门踏板的信号，则暂时解除巡航状态，但不清除存储的巡航速度，当松开油门踏板，巡航控制器接收到小于指定门限va的油门踏板的信号，则根据存储的巡航速度，重新进入巡航状态。

再进一步描述，在巡航控制模式下，当设定有多个巡航速度值时，通过输入控制信号实现多个巡航速度值之间的切换。

再进一步描述，所述巡航控制器通过can总线上获取汽车速度v的信号。

本发明的显著效果为：巡航控制过程中通过输出油门信号来控制节气门的开度，且根据当前汽车行驶的速度，来选择不同的曲线，从而计算出油门比例系数，使汽车速度从原来的行驶速度转变成巡航速度的过程中更加平稳，该巡航控制器性能安全可靠，结构简单，易于实现，并且在驾驶过程中，采用巡航控制，可以解放驾驶员的双脚，减少因疲劳驾驶造成的伤害。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明控制流程图；

图2是第一实施例中汽车行驶速度和油门比例系数关系图；

图3是第二实施例中汽车行驶速度和油门比例系数关系图；

图4是第三实施例中汽车行驶速度和油门比例系数关系图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。

从图1-图4可以看出，一种汽车巡航自动控制方法，包括以下步骤：

s1：设定巡航速度vs以及巡航控制过渡区(vs-vm,vs+vm')，输入一控制信号进入巡航控制模式，该控制信号为拉远光灯信号，且拉远关灯的时间超过3s并且低于10s；

s2：巡航控制器获取当前车速v并判断车速变化状况，如果当前车速v从小于vs-vm进入巡航控制过渡区(vs-vm,vs+vm')，则巡航控制器按照第一曲线计算油门比例系数k；如果当前车速v从大于vs+vm'进入巡航控制过渡区(vs-vm,vs+vm')，则巡航控制器按照第二曲线计算油门比例系数k；所述第一曲线和第二曲线的横坐标为当前车速v，纵坐标为油门比例系数k，k的取值范围为0～1，且在同一车速下，第一曲线的幅值大于或等于第二曲线的幅值；

s3：ecu按照a＝a0+ka1输出油门信号来控制节气门的开度，其中，a0为油门信号基准值，a1为油门踏板所对应的增量值，k为巡航控制器输出的油门比例系数。

进一步描述，当设定的巡航速度为多个速度值时，在巡航控制模式下，再输入一控制信号来实现多个巡航速度值之间的切换。

再进一步描述，在汽车处于巡航状态时，实时检测是否有制动踏板信号，如果巡航控制器接收到踩下制动踏板的信号，巡航状态解除；否则继续保持原有巡航模式。

在汽车处于巡航状态时，如果踏下油门踏板，巡航控制器接收到大于指定门限va的油门踏板的信号，则暂时解除巡航状态，但不清除存储的巡航速度。当松开油门踏板，巡航控制器接收到小于指定门限va的油门踏板的信号，则根据存储的巡航速度，重新进入巡航状态。

在实施过程中，第一曲线和第二曲线可以有多种方式，但为了保证油门信号的平稳过渡，第一曲线和第二曲线的均为渐变型的曲线，不存在突然的上升沿或下降沿，具体为：

如图2所示的一种实施方式：第一曲线与第二曲线为同一条曲线，且：

其中，vs-vm与vs+vm'分别为巡航控制过渡区的左、右临界值，h1为当前车速v处于巡航速度vs时所对应的油门比例系数，以循环速度70km/h为例，左、右临界值可以设置为65km/h和75km/h，也可以设定为68km/h和75km/h，vm与vm'的值可以相同，也可以不同，以靠近巡航速度为准。

如图3所示的第二种实施方式，第一曲线为：

第二曲线为：

其中，vs-vm与vs+vm'分别为巡航控制过渡区的左、右临界值，h1为第一曲线中当前车速v处于巡航速度vs时所对应的油门比例系数，h2为第二曲线中当前车速v处于巡航速度vs时所对应的油门比例系数。

若当前车速v从小于vs-vm进入巡航控制过渡区(vs-vm,vs+vm')，走一条路径；如果当前车速v从大于vs+vm'进入巡航控制过渡区(vs-vm,vs+vm')，走另一条路径；相对于第一种实施方式而言，过渡更加平稳。

如图4所示的第三种实施方式，第一曲线为：

其中，

第二曲线为：

其中，

其中，vs-vm与vs+vm'分别为巡航控制过渡区的左、右临界值，h1为第一曲线中当前车速v处于巡航速度vs时所对应的油门比例系数，h2为第二曲线中当前车速v处于巡航速度vs时所对应的油门比例系数，a1、b1、c1为第一曲线的系数，a2、b2、c2第二曲线的系数。

可以看出，相对于前面两种实施方式，曲线更加平滑，车辆行驶过程更加平稳。

在实际应用中，当得到油门比例系数后，实际中的油门信号通常由两路独立的传感器信号app1和app2来表征，不同车型的油门踏板传感器信号特征也不相同，下面列举几款典型车型的油门信号。

(1)2008款丰田凯美瑞

k＝0时，

k＝100％时，

k处于0～100％之间，

从上面可以看出，该车型ecu输出的油门信号a＝a0+ka1，针对app1而言，a0＝0.8，a1＝2.4，在巡航状态，k为巡航控制器输出的油门比例系数，在非巡航状态，k为驾驶员踩踏油门踏板的开度；同理，针对app2而言，a0＝1.6，a1＝2.4。

(2)2012款日产阳光

k＝0时，

k＝100％时，

k处于0～100％之间，

从上面可以看出，该车型ecu输出的油门信号a＝a0+ka1，针对app1而言，a0＝0.37，a1＝2，在巡航状态，k为巡航控制器输出的油门比例系数，在非巡航状态，k为驾驶员踩踏油门踏板的开度；同理，针对app2而言，a0＝0.74，a1＝4。

(3)2014款庆铃700p货车

k＝0时，

k＝100％时，

k处于0～100％之间，

从上面可以看出，该车型ecu输出的油门信号a＝a0+ka1，针对app1而言，a0＝0.5，a1＝4，在巡航状态，k为巡航控制器输出的油门比例系数，在非巡航状态，k为驾驶员踩踏油门踏板的开度；同理，针对app2而言，a0＝4.5，a1＝-4。

由上述可知，当油门开度在0～100％之间变化时，不同的车型所选择的油门信号基准值和油门制动踏板所对应的增量值有所不同，主要取决于该车型中app1和app2所满足的某种约束关系，采用两路相互约束的传感器信号来实现节气门开度的控制，能有效防止外界干扰，保证车辆可靠运行。