一种自适应巡航舒适性控制系统及控制方法
【专利摘要】本发明提供了一种自适应巡航舒适性控制系统及控制方法，属于汽车技术领域，本系统能够与车辆稳定性电子控制系统、变速箱控制系统和发动机控制系统协调动作，包括：自适应巡航控制模块、数据采集模块和信息处理模块，信息处理模块能够接收所述数据采集模块采集的数据，实时对采集的数据进行计算和判断，并产生车辆的控制变化数据传送到所述变速箱控制系统和发动机控制系统执行。本发明提供的自适应巡航舒适性控制系统及控制方法，能够在不牺牲车辆自适应巡航系统正常加速性能的前提下，解决车辆加速过程中出现频繁换挡且有明显的不舒适顿挫感，而影响驾驶舒适性的问题。
【专利说明】
一种自适应巡航舒适性控制系统及控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种自适应巡航舒适性控制系统及控制方 法。
【背景技术】
[0002] 在汽车智能互联技术发展的大趋势下，实现汽车事故零伤亡率并让驾驶员享受更 安全更舒适的自动驾驶，已成为当前全球汽车努力的方向。欧美国家大力支持相关企业并 已开始自动驾驶技术的实车道路测试。而自动驾驶的实现需要基于可靠的智能技术，自适 应巡航技术作为一项关键的驾驶辅助技术，其舒适性驾驶感受是该技术应用需确保的重要 特性。因该技术涉及车辆动态控制，整车关联系统的技术状态直接影响自适应巡航舒适性， 如受限于发动机控制系统的动力响应性能、变速箱的动力传输性能等。
[0003] 目前国内自主开发的动力总成很难实现在looms内完成需求扭矩的响应，且扭矩 响应速度很难达到1 〇〇N. m/s，发动机控制系统(EMS)优先响应变速箱控制系统(TCU)的扭矩 请求，车辆整车加速行驶时，变速箱控制系统换挡过程中会出现加速度不同程度的损失，甚 至会出现拖滞扭矩的现象。自适应巡航系统(ACC)控制车辆加速过程中，如果车辆动力出现 换挡过程较大的扭矩损失，则导致自适应巡航系统(ACC)需求扭矩与发动机控制系统(EMS) 实际响应扭矩存在一定的差值，使车辆加速过程出现频繁换挡且有明显的不舒适顿挫感， 影响驾驶舒适性。
[0004] 因此如何在不牺牲车辆自适应巡航系统(ACC)正常加速性能的前提下，解决车辆 加速过程中出现频繁换挡且有明显的不舒适顿挫感，而影响驾驶舒适性的问题，是一个函 待解决的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明的一个目的是提供一种自适应巡航舒适性控制系统及控制方法，能够在不 牺牲车辆自适应巡航系统(ACC)正常加速性能的前提下，解决车辆加速过程中出现频繁换 挡且有明显的不舒适顿挫感，而影响驾驶舒适性的问题。
[0006] 特别地，本发明提供了一种自适应巡航舒适性控制系统，能够与车辆稳定性电子 控制系统、变速箱控制系统和发动机控制系统协调动作，所述自适应巡航舒适性控制系统 包括：
[0007] 自适应巡航控制模块，其能够对车辆的速度、车距进行自动调整控制，实现车辆的 自动控制行驶；
[0008] 数据采集模块，其用于采集所述自适应巡航控制模块的数据、所述发动机控制系 统的数据、所述车辆稳定性电子控制系统的数据和所述变速箱控制系统的数据;和
[0009] 信息处理模块，其能够接收所述数据采集模块采集的数据，实时对采集的数据进 行计算和判断，并产生车辆的控制变化数据传送到所述变速箱控制系统和发动机控制系统 执行。
[0010] 进一步地，所述自适应巡航控制模块的数据包括车辆的速度、车距;所述发动机控 制系统的数据包括实际响应扭矩;所述车辆稳定性电子控制系统的数据包括车辆的加速 度、车辆自身状态、车辆需求扭矩;所述变速箱控制系统的数据包括档位状态、档位变化时 间和离合器状态。
[0011] 进一步地，所述信息处理模块实时对采集的数据进行计算和判断包括对车辆需求 扭矩的计算和判断，其采用时间比例加权算法产生。
[0012] 进一步地，所述时间比例加权算法采用公式：
[0014]其中，t:当前时刻距离换挡起始时刻的时间，N0:换挡起始时刻所述车辆稳定性电 子控制系统需求扭矩;Na':所述信息处理模块进行数据处理前，当前时刻车辆稳定性电子 控制系统需求扭矩;Na:所述信息处理模块进行数据处理后，当前时刻车辆稳定性电子控制 系统需求扭矩;T:换挡起始时刻到换挡结束时刻的时间。
[0015]进一步地，所述信息处理模块将车辆的控制变化数据传送到所述变速箱控制系统 和发动机控制系统执行，实现抑制需求扭矩的剧烈变化。
[0016]本发明还提供了一种自适应巡航舒适性控制方法，其特征在于，采用前述的自适 应巡航舒适性控制系统，包括以下步骤：
[0017]进人自适应巡航控制模式；
[0018]通过数据采集模块采集车辆自适应巡航控制模块的数据、发动机控制系统的数 据、车辆稳定性电子控制系统的数据和变速箱控制系统的数据；
[0019] 通过信息处理模块接收所述数据采集模块采集的数据，实时对采集的数据进行计 算和判断，并产生车辆的控制变化数据传送到所述变速箱控制系统和发动机控制系统执 行。
[0020] 进一步地，所述自适应巡航控制模块的数据包括车辆的速度、车距;所述发动机控 制系统的数据包括实际响应扭矩;所述车辆稳定性电子控制系统的数据包括车辆的加速 度、车辆自身状态、车辆需求扭矩;所述变速箱控制系统的数据包括档位状态、档位变化时 间和离合器状态。
[0021] 进一步地，所述信息处理模块实时对采集的数据进行计算和判断包括对车辆需求 扭矩的计算和判断，其采用时间比例加权算法产生。
[0022] 进一步地，所述时间比例加权算法采用公式：
[0024]其中，t:当前时刻距离换挡起始时刻的时间，N0:换挡起始时刻所述车辆稳定性电 子控制系统需求扭矩;Na':所述信息处理模块进行数据处理前，当前时刻车辆稳定性电子 控制系统需求扭矩;Na:所述信息处理模块进行数据处理后，当前时刻车辆稳定性电子控制 系统需求扭矩;T:换挡起始时刻到换挡结束时刻的时间。
[0025]进一步地，所述信息处理模块将车辆的控制变化数据传送到所述变速箱控制系统 和发动机控制系统执行，实现抑制需求扭矩的剧烈变化。
[0026] 本发明提供的一种自适应巡航舒适性控制系统及控制方法，通过自适应巡航舒适 性控制系统与车辆稳定性电子控制系统、变速箱控制系统和发动机控制系统协调动作，在 不牺牲车辆自适应巡航系统正常加速性能的前提下，通过信息处理模块对车辆稳定性电子 控制系统需求扭矩进行计算和判断，实现需求扭矩的比例-积分-微分控制（英文全称 proportion integral derivative，简称PID控制），避免车辆加速换挡过程出现自适应巡 航系统需求扭矩与发动机控制系统实际响应扭矩的较大差值，实现需求扭矩与响应输出扭 矩的稳定跟随性，从而使车辆巡航加速过程舒适稳定。
【附图说明】
[0027] 后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。 附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些 附图未必是按比例绘制的。附图中：
[0028] 图1是根据本发明一个实施例的一种自适应巡航舒适性控制系统的系统模块示意 图。
【具体实施方式】
[0029] 实施例1
[0030] 图1是根据本发明一个实施例的一种自适应巡航舒适性控制系统的系统模块示意 图。如图1所示，一种自适应巡航舒适性控制系统，能够与车辆稳定性电子控制系统4、变速 箱控制系统5和发动机控制系统6协调动作，所述自适应巡航舒适性控制系统包括：自适应 巡航控制模块1、数据采集模块2和信息处理模块3。自适应巡航控制模块1能够对车辆的速 度、车距进行自动调整控制，实现车辆的自动控制行驶;数据采集模块2用于采集自适应巡 航控制模块1的数据、发动机控制系统6的数据、车辆稳定性电子控制系统4的数据和变速箱 控制系统5的数据;信息处理模块3能够接收数据采集模块1采集的数据，实时对采集的数据 进行计算和判断，并产生车辆的控制变化数据传送到变速箱控制系统5和发动机控制系统6 执行。
[0031] 具体地，自适应巡航控制模块1为现有技术中常用的自适应巡航系统(ACC)，自适 应巡航控制模块1能够对车辆的速度、车距进行自动调整控制，实现车辆的自动控制行驶， 在车辆行驶过程中，安装在车辆前部的车距传感器(雷达)持续扫描车辆前方道路，同时轮 速传感器采集车速信号。当与前车之间的距离过小时，ACC控制单元可以通过与车身电子稳 定控制系统、发动机控制系统6协调动作，使发动机输出反拖扭矩或车辆车辆适当制动，实 现与前方车辆始终保持安全行驶距离，从而实现车辆的智能化自动控制行驶。自适应巡航 控制模块1能够通过调整速度以适应交通状况的汽车功能。安装在车辆前方的雷达用于检 测在本车前进道路上是否存在速度更慢的车辆。若存在速度更慢的车辆，会降低车速并控 制与前方车辆的间隙或时间间隙。若系统检测到前方车辆并不在本车行驶道路上时将加快 本车速度使之回到之前所设定的速度。自适应巡航控制模块1能够实现在无司机干预下的 自主减速或加速。
[0032] 数据采集模块2能够用于采集自适应巡航控制模块1的数据、发动机控制系统6的 数据、车辆稳定性电子控制系统4的数据和变速箱控制系统5的数据。具体地，自适应巡航控 制模块1的数据包括车辆的速度、车距、需要的加速度等;发动机控制系统6的数据包括实际 响应扭矩等;车辆稳定性电子控制系统4的数据包括车辆的加速度、车辆自身状态、车辆需 求扭矩等;变速箱控制系统5的数据包括档位状态、档位变化时间和离合器状态等。
[0033]信息处理模块3能够接收数据采集模块1采集的数据，实时对采集的数据进行计算 和判断，并产生车辆的控制变化数据传送到变速箱控制系统5和发动机控制系统6执行。信 息处理模块3实时对采集的数据进行计算和判断包括对车辆需求扭矩的计算和判断，其通 过采用时间比例加权算法产生。其采用公式为：
[0035] 其中，t:当前时刻距离换挡起始时刻的时间，N0:换挡起始时刻所述车辆稳定性电 子控制系统需求扭矩;Na':所述信息处理模块进行数据处理前，当前时刻车辆稳定性电子 控制系统需求扭矩;Na:所述信息处理模块进行数据处理后，当前时刻车辆稳定性电子控制 系统需求扭矩;T:换挡起始时刻到换挡结束时刻的时间。信息处理模块3将车辆的控制变化 数据传送到所述变速箱控制系统5和发动机控制系统6执行，实现抑制需求扭矩的剧烈变 化。
[0036] 在实际的车辆加速过程中，自适应巡航控制模块1发送加速度请求，由车辆稳定性 电子控制系统4将其转化为扭矩需求，然后发动机控制系统6和变速箱控制系统5执行扭矩 需求的响应输出。在变速箱控制系统5换挡过程中，因受限于动力总成硬件决定的极限性能 的条件，车辆动力会出现一定的扭矩损失，导致自适应巡航控制模块1需求扭矩与发动机控 制系统6实际响应扭矩存在一定的差值，使车辆加速过程出现频繁换挡且有明显的不舒适 顿挫感，影响驾驶舒适性。本发明的自适应巡航舒适性控制系统通过自适应巡航舒适性控 制系统与车辆稳定性电子控制系统4、变速箱控制系统5和发动机控制系统6协调动作，在不 牺牲车辆自适应巡航系统正常加速性能的前提下，通过信息处理模块3对车辆稳定性电子 控制系统4需求扭矩进行计算和判断，通过时间比例加权抑制需求扭矩的剧烈变化，实现需 求扭矩的PID控制，避免车辆加速换挡过程出现自适应巡航系统需求扭矩与发动机控制系 统6实际响应扭矩的较大差值，实现需求扭矩与响应输出扭矩的稳定跟随性，从而使车辆巡 航加速过程舒适稳定。
[0037] 实施例2
[0038]本发明还提供了一种应用于前述的自适应巡航舒适性控制系统的控制方法，包括 以下步骤：
[0039]进入自适应巡航控制模式；
[0040]通过数据采集模块2采集车辆自适应巡航控制模块1的数据、发动机控制系统6的 数据、车辆稳定性电子控制系统4的数据和变速箱控制系统5的数据；
[0041]通过信息处理模块3接收数据采集模块1采集的数据，实时对采集的数据进行计算 和判断，并产生车辆的控制变化数据传送到变速箱控制系统5和发动机控制系统6执行。 [0042] 具体地，车辆具有前述的自适应巡航舒适性控制系统，车辆进入自适应巡航控制 模式后，数据采集模块2实时地采集车辆自适应巡航控制模块1的数据、发动机控制系统6的 数据、车辆稳定性电子控制系统4的数据和变速箱控制系统5的数据。更详细地，自适应巡航 控制模块1的数据包括车辆的速度、车距、需要的加速度等;发动机控制系统6的数据包括实 际响应扭矩等;车辆稳定性电子控制系统4的数据包括车辆的加速度、车辆自身状态、车辆 需求扭矩等;变速箱控制系统5的数据包括档位状态、档位变化时间和离合器状态等。
[0043]信息处理模块3能够接收数据采集模块1采集的数据，实时对采集的数据进行计算 和判断，并产生车辆的控制变化数据传送到变速箱控制系统5和发动机控制系统6执行。信 息处理模块3实时对采集的数据进行计算和判断包括对车辆需求扭矩的计算和判断，其通 过采用时间比例加权算法产生。其采用公式为：
[0045] 其中，t:当前时刻距离换挡起始时刻的时间，N0:换挡起始时刻所述车辆稳定性电 子控制系统需求扭矩;Na':所述信息处理模块进行数据处理前，当前时刻车辆稳定性电子 控制系统需求扭矩;Na:所述信息处理模块进行数据处理后，当前时刻车辆稳定性电子控制 系统需求扭矩;T:换挡起始时刻到换挡结束时刻的时间。信息处理模块3将车辆的控制变化 数据传送到所述变速箱控制系统5和发动机控制系统6执行，实现抑制需求扭矩的剧烈变 化。经过信息处理模块3对车辆需求扭矩的计算和判断后，当前时刻车辆稳定性电子控制系 统需求扭矩Na与所述信息处理模块进行数据处理前，当前时刻车辆稳定性电子控制系统需 求扭矩Na'相比，Na与换挡起始时刻所述车辆稳定性电子控制系统需求扭矩N0之间变化具 有更好的平缓性，Na能够更好地更平缓地跟随实际需求扭矩变化，避免车辆加速换挡过程 出现ACC需求扭矩与EMS实际响应扭矩的较大差值，从而使车辆巡航加速过程舒适稳定。
[0046] 本发明的自适应巡航舒适性控制方法通过自适应巡航舒适性控制系统与车辆稳 定性电子控制系统4、变速箱控制系统5和发动机控制系统6协调动作，在不牺牲车辆自适应 巡航系统正常加速性能的前提下，通过信息处理模块3对车辆稳定性电子控制系统4需求扭 矩进行计算和判断，通过时间比例加权抑制需求扭矩的剧烈变化，实现需求扭矩的PID控 制，避免车辆加速换挡过程出现自适应巡航系统需求扭矩与发动机控制系统6实际响应扭 矩的较大差值，实现需求扭矩与响应输出扭矩的稳定跟随性，从而使车辆巡航加速过程舒 适稳定。
[0047] 本发明提供的自适应巡航舒适性控制系统及控制方法，能够解决因受限于动力总 成硬件决定的极限性能的条件，在不牺牲车辆自适应巡航系统正常加速性能的前提下，通 过开发需求扭矩的控制逻辑，避免车辆加速换挡过程出现自适应巡航系统需求扭矩与发动 机控制系统实际响应扭矩的较大差值，弥补因车辆硬件特性决定的动力响应输出不稳定问 题，从而使车辆巡航加速过程舒适稳定。
[0048]至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的示例性 实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定 或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为 覆盖了所有这些其他变型或修改。
【主权项】
1. 一种自适应巡航舒适性控制系统，能够与车辆稳定性电子控制系统、变速箱控制系 统和发动机控制系统协调动作，其特征在于，所述自适应巡航舒适性控制系统包括： 自适应巡航控制模块，其能够对车辆的速度、车距进行自动调整控制，实现车辆的自动 控制行驶； 数据采集模块，其用于采集所述自适应巡航控制模块的数据、所述发动机控制系统的 数据、所述车辆稳定性电子控制系统的数据和所述变速箱控制系统的数据;和 信息处理模块，其能够接收所述数据采集模块采集的数据，实时对采集的数据进行计 算和判断，并产生车辆的控制变化数据传送到所述变速箱控制系统和发动机控制系统执 行。2. 根据权利要求1所述的自适应巡航舒适性控制系统，其特征在于，所述自适应巡航控 制模块的数据包括车辆的速度、车距;所述发动机控制系统的数据包括实际响应扭矩;所述 车辆稳定性电子控制系统的数据包括车辆的加速度、车辆自身状态、车辆需求扭矩;所述变 速箱控制系统的数据包括档位状态、档位变化时间和离合器状态。3. 根据权利要求1或2所述的自适应巡航舒适性控制系统，其特征在于，所述信息处理 模块实时对采集的数据进行计算和判断包括对车辆需求扭矩的计算和判断，其采用时间比 例加权算法产生。4. 根据权利要求3所述的自适应巡航舒适性控制系统，其特征在于，所述时间比例加权 算法采用公式：其中，t:当前时刻距离换挡起始时刻的时间，NO:换挡起始时刻所述车辆稳定性电子控 制系统需求扭矩;Na^所述信息处理模块进行数据处理前，当前时刻车辆稳定性电子控制 系统需求扭矩;Na:所述信息处理模块进行数据处理后，当前时刻车辆稳定性电子控制系统 需求扭矩;T:换挡起始时刻到换挡结束时刻的时间。5. 根据权利要求1-4中任一项所述的自适应巡航舒适性控制系统，其特征在于，所述信 息处理模块将车辆的控制变化数据传送到所述变速箱控制系统和发动机控制系统执行，实 现抑制需求扭矩的剧烈变化。6. -种应用于如权利要求1-5中任一项所述的自适应巡航舒适性控制系统的控制方 法，其特征在于，，包括以下步骤： 进入自适应巡航控制模式； 通过数据采集模块采集车辆自适应巡航控制模块的数据、发动机控制系统的数据、车 辆稳定性电子控制系统的数据和变速箱控制系统的数据； 通过信息处理模块接收所述数据采集模块采集的数据，实时对采集的数据进行计算和 判断，并产生车辆的控制变化数据传送到所述变速箱控制系统和发动机控制系统执行。7. 根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述自适应巡航控制模块的数据包括 车辆的速度、车距;所述发动机控制系统的数据包括实际响应扭矩;所述车辆稳定性电子控 制系统的数据包括车辆的加速度、车辆自身状态、车辆需求扭矩;所述变速箱控制系统的数 据包括档位状态、档位变化时间和离合器状态。8. 根据权利要求6或7所述的控制方法，其特征在于，所述信息处理模块实时对采集的 数据进行计算和判断包括对车辆需求扭矩的计算和判断，其采用时间比例加权算法产生。9. 根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述时间比例加权算法采用公式：其中，t:当前时刻距离换挡?妬W刻的W|B」，NU:俠扫妬时刻所述车辆稳定性电子控 制系统需求扭矩;Na^所述信息处理模块进行数据处理前，当前时刻车辆稳定性电子控制 系统需求扭矩;Na:所述信息处理模块进行数据处理后，当前时刻车辆稳定性电子控制系统 需求扭矩;T:换挡起始时刻到换挡结束时刻的时间。10. 根据权利要求6-9中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述信息处理模块将车 辆的控制变化数据传送到所述变速箱控制系统和发动机控制系统执行，实现抑制需求扭矩 的剧烈变化。
【文档编号】B60W10/10GK106004878SQ201610473554
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】司正敏, 樊啸
【申请人】浙江吉利控股集团有限公司, 浙江吉利汽车研究院有限公司