周升輝 吳光耀 王春生

摘 要：結(jié)合插電式混合動(dòng)力汽車的特點(diǎn)，文章首先介紹了定速巡航功能的術(shù)語定義，明確了相關(guān)按鍵和指示燈的含義，其次對(duì)每個(gè)按鍵進(jìn)行了功能策略定義、工作模式和巡航功能退出策略，最后制定了不同工況下的性能要求和評(píng)價(jià)指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：混合動(dòng)力汽車;定速巡航;控制策略

中圖分類號(hào)：U467 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：1671-7988（2018）10-49-03

The Strategy Research of Cruise Control System on PHEV

Zhou?Shenghui，?Wu Guangyao，?Wang Chunsheng

（BYD Automobile Corporation Limited， Guangdong?Shenzhen 518118）

Abstract：?Connect?to PHEV characters， the article introduce the Cruise Control System?technical terms definition firstly， declare the meanings of related pressed button and indicator lamp， then define the main function of every pressed button， and work mode， as well as the cruise exit strategy， lastly define the appraisal methods of performance demands and target level of driving conditions.

Keywords： PHEV;?Cruise;?Control?Strategy

CLC NO.： U467??Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）10-49-03

前言

汽車定速巡航控制系統(tǒng)（Cruise Control System： CCS）是車輛上的一種舒適裝備，一般安裝在中高端車型上。當(dāng)車輛在行駛過程中滿足進(jìn)入巡航的情況下，駕駛員操作車輛進(jìn)入巡航控制可以將車輛設(shè)定在某一個(gè)固定的速度上，車輛準(zhǔn)確的按照所設(shè)定的速度行駛。插電式混合動(dòng)力汽車（PHEV）通過設(shè)置巡航按鍵開關(guān)采集駕駛員的輸入，使汽車在運(yùn)行中不踩油門踏板便可按照駕駛員的要求，從而大大減輕長途駕車的疲勞度，同時(shí)勻速行駛也可以降低能耗。通過合理的分配扭矩到發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)上，自動(dòng)保持一定的行駛速度，減輕了駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了駕乘的舒適性。

1?巡航功能術(shù)語定義

1.1?短按

按壓按鍵時(shí)間>40ms且<400ms為短按。

1.2 長按

按壓按鍵時(shí)間≥400ms，為長按。

1.3 巡航主指示燈

儀表對(duì)應(yīng)巡航系統(tǒng)的指示燈之一，當(dāng)其點(diǎn)亮?xí)r代表巡航系統(tǒng)打開，當(dāng)其熄滅是代表巡航系統(tǒng)關(guān)閉。

1.4 巡航控制指示燈SET

儀表對(duì)應(yīng)巡航系統(tǒng)的指示燈之一，當(dāng)其點(diǎn)亮?xí)r代表車輛已進(jìn)入巡航系統(tǒng)控制，當(dāng)其熄滅時(shí)代表車 輛退出巡航控制。

1.5?巡航按鍵開關(guān)

巡航開關(guān)組位于方向盤上，為電阻式開關(guān)。巡航開關(guān)組由 4 個(gè)單獨(dú)按鍵組成，分別為“巡航”、“-設(shè)置”、“+復(fù)位”、“取消”。開關(guān)信號(hào)由整車控制器直接采集，通過電壓的輸入來判斷駕駛 員的巡航意圖，并且進(jìn)行診斷以保證安全性。各按鍵連接關(guān)系如圖 2 所示。

整車控制器檢測 A 連接處的輸入電壓，判斷哪個(gè)按鍵按下并進(jìn)入相應(yīng)的控制功能模塊。巡航各按鍵物理開/關(guān)跳變時(shí)間應(yīng)少于 40ms，理想的跳變時(shí)間應(yīng)控制在 20ms 內(nèi)。為保證對(duì)巡航開關(guān)的監(jiān)測準(zhǔn)確性，系統(tǒng)對(duì)巡航開關(guān)的輸出阻值及精度要求如表1。

2 巡航功能及策略定義

2.1“巡航”按鍵

上電默認(rèn)巡航系統(tǒng)為關(guān)閉狀態(tài)。ON檔電時(shí)，按下“巡航”按鍵，可打開或關(guān)閉巡航系統(tǒng)，儀表上對(duì)應(yīng)的巡航主指示燈點(diǎn)亮或熄滅。當(dāng)巡航系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)，不允許進(jìn)入巡航，巡航系統(tǒng)中儲(chǔ)存的巡航車速會(huì)被清除。

2.2“取消”按鍵

當(dāng)車輛處于巡航控制狀態(tài)時(shí)，按下“取消”按鍵則退出巡航控制功能，但不清除預(yù)設(shè)巡航車速。在巡航取消后，在無操作情況下，車輛按滑行/回饋策略進(jìn)行控制

2.3“–設(shè)置”按鍵

設(shè)置巡航速度：

（1）打開“巡航”按鍵，加速（踩油門）或減速（踩制動(dòng)）至巡航允許的車速范圍內(nèi)（大于等于40Km/h且小于等于120Km/h），按下“–設(shè)置”按鍵，即可設(shè)置巡航速度，并進(jìn)入巡航控制狀態(tài)，定速巡航控制燈點(diǎn)亮。

（2）如果車輛行駛的速度在（40～120）km/h范圍外時(shí)，短按“–設(shè)置”按鍵，不能儲(chǔ)存當(dāng)前車速， 定速行駛不可行。

減速：

（1）巡航控制狀態(tài)中，短按“–設(shè)置”按鍵時(shí)，每操作一次，設(shè)定速度按照長按減速度范圍減少1km/h。 連續(xù)多次短按，記錄次數(shù)，改變目標(biāo)車速。

（2）巡航控制狀態(tài)中，長按“–設(shè)置”按鍵時(shí)，車輛會(huì)持續(xù)減速。當(dāng)車輛達(dá)到想要的車速，松開按 鍵即設(shè)置了相應(yīng)的巡航速度。減速長按時(shí)減速度為0.5m/s?。

2.4“+復(fù)位”按鍵

恢復(fù)巡航設(shè)定速度：

（1）踩制動(dòng)或按“取消”按鍵等操作退出巡航控制后，若未關(guān)閉巡航系統(tǒng)，且車速在巡航允許的車速范圍內(nèi)（40-?120）Km/h，短按并釋放“+復(fù)位”按鍵，則車輛以0.5m/s?加速度恢復(fù) 到先前設(shè)置存儲(chǔ)的巡航速度并保持巡航。巡航主開關(guān)關(guān)閉后，車速記憶功能失效，也不能恢復(fù)。

（2）復(fù)位巡航包括兩種情形：由較低的速度復(fù)位到較高的巡航速度;由較高的速度復(fù)位到較低的巡航速度。

（3）在同一個(gè)點(diǎn)火循環(huán)內(nèi)，“巡航”按鍵未關(guān)閉巡航功能時(shí)，退出巡航時(shí)的車速（目標(biāo)車速與實(shí) 際車速相差5km/h以內(nèi)，記憶目標(biāo)車速;目標(biāo)車速與實(shí)際車速相差超過5km/h，記憶實(shí)際車速）都能被記憶住，在后續(xù)條件滿足時(shí)，均可恢復(fù)至之前記憶的車速值巡航。整車退電至OFF檔重新上電后，將無法調(diào)出退電前存儲(chǔ)的車速。

（4）打開巡航主開關(guān)后，在之前未進(jìn)入巡航控制時(shí)，按下恢復(fù)巡航車速按鍵，不能進(jìn)入巡航控制。 必須通過按下設(shè)置進(jìn)入巡航控制按鍵，進(jìn)入巡航控制并退出后，才能恢復(fù)巡航車速。

加速：

（1）巡航控制狀態(tài)中，短按“+復(fù)位”按鍵時(shí)，每操作一次，設(shè)定速度按照長按加速度范圍增加1km/h。連續(xù)多次短按，記錄次數(shù)，改變目標(biāo)車速。

（2）巡航控制狀態(tài)中，長按“+復(fù)位”按鍵時(shí)，車輛會(huì)持續(xù)加速。當(dāng)車輛達(dá)到想要的車速，松開按鍵即設(shè)置了相應(yīng)的巡航速度。加速長按時(shí)加速度為0.5m/s?。

（3）超越加速：進(jìn)入巡航控制時(shí)，踩油門，當(dāng)實(shí)際油門大于虛擬油門，響應(yīng)實(shí)際油門，定速巡航控制燈仍點(diǎn)亮，進(jìn)入超越駕駛狀態(tài);當(dāng)實(shí)際油門小于等于虛擬油門時(shí)，不響應(yīng)實(shí)際油門，退出超越駕駛狀態(tài)，車速會(huì)以0.5m/s?恢復(fù)到踩油門前的速度進(jìn)行定速巡航。

3?巡航功能退出控制策略

3.1?駕駛員輸入退出

（1）操作“巡航”按鍵，可關(guān)閉巡航系統(tǒng);

（2）操作“取消”按鍵;

（3）踩下制動(dòng)踏板;

（4）拉起 EPB 開關(guān);

（5）換擋桿擋位變化（換到非前進(jìn)擋位置）;

（6）全地形模式功能開啟（非普通模式）。

3.2?外部節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求退出

（1）EPB 動(dòng)態(tài)制動(dòng)請(qǐng)求有效、EPB 未處于釋放完成狀態(tài);

（2）ESP 有降扭和限扭請(qǐng)求、ESP 有故障、ESP 激活、HDC 激活退出巡航。

3.3 車速條件退出

（1）車速不在巡航規(guī)定的車速范圍內(nèi);

（2）油門深度為0%且實(shí)際車速超出設(shè)定車速的±10%。

3.4 行車安全引起的巡航禁止

（1）車速信號(hào)故障;

（2）巡航開關(guān)出現(xiàn)異常;

（3）制動(dòng)或加速踏板故障;

（4）真空泵故障;

（5）與前述交互模塊失去通訊;

（6）動(dòng)力系統(tǒng)故障。

4 性能要求及評(píng)價(jià)指標(biāo)

4.1 進(jìn)入巡航最低車速

車輛儀表指示車速在38km/h～40km/h能進(jìn)入巡航，儀表指示車速小于38km/h或大于40km/h以后才能進(jìn)入巡航狀態(tài)為不合格。

4.2 平路巡航穩(wěn)定性

（1）在以上不同車速下，定速行駛時(shí)，巡航控制系統(tǒng)應(yīng)確保車輛按照設(shè)定的速度行駛，不能產(chǎn)生過度加、減速?zèng)_擊;

（2）對(duì)于平直路面，上沖車速≤1km/h、下沖車速≤1km/h，車速恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)間≤10s，待車速穩(wěn)定以后波動(dòng)車速≤1km/h且偏離車速≤1.5km/h。

4.3 巡航減速

（1）減速過程中，車速在減至最低巡航車速時(shí)，停止減速，且車輛應(yīng)能保持巡航狀態(tài);

（2）巡航控制系統(tǒng)通過發(fā)動(dòng)機(jī)/回饋制動(dòng)使車輛減速，此過程不應(yīng)產(chǎn)生過度的延遲、下沖擊車速及振動(dòng);

（3）對(duì)于平直路面，減速調(diào)節(jié)穩(wěn)定后車速波動(dòng)量≤1km/h;

（4）對(duì)于平路工況，點(diǎn)按“-”一次車輛速度變化量的波動(dòng)范圍應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求標(biāo)定值的+0.5km/h;長按“-”減速度的設(shè)計(jì)要求為0.5 m/s?應(yīng)滿足系統(tǒng)的設(shè)定要求。

4.4 巡航加速

（1）加速過程中，車速在加至最高巡航車速時(shí)，停止加速，且車輛應(yīng)能保持巡航狀態(tài);

（2）巡航控制系統(tǒng)通過增加節(jié)氣門開度/電機(jī)扭矩使車輛加速，此過程不應(yīng)產(chǎn)生過度的延遲、下沖擊車速及振動(dòng);

（3）對(duì)于平直路面，加速調(diào)節(jié)穩(wěn)定后車速波動(dòng)量≤1km/h;

（4）對(duì)于平路工況，點(diǎn)按“+”一次車輛速度變化量的波動(dòng)范圍應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求標(biāo)定值的+0.5km/h;長按“+”加速度的設(shè)計(jì)要求0.5 m/s?應(yīng)滿足系統(tǒng)的設(shè)定要求。

4.5?復(fù)位巡航

（1）巡航控制系統(tǒng)應(yīng)確保車輛快速加速/減速到預(yù)定目標(biāo)速度，此過程中不應(yīng)產(chǎn)生過度的延遲、上/下沖擊車速及振動(dòng);

（2）對(duì)于平直路面，上沖車速≤1km/h、下沖車速≤1km/h，待車速穩(wěn)定以后波動(dòng)車速≤1km/h且偏離車速≤1.5km/h;

（3）復(fù)位加/減速度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)要求0.5m/s?;

（4）最低復(fù)位巡航車速在38km/h～40km/h能復(fù)位進(jìn)入巡航。

5 結(jié)論

本文對(duì)插電式混合動(dòng)力汽車在定速巡航系統(tǒng)控制策略上進(jìn)行了深入的研究，結(jié)合工程項(xiàng)目實(shí)際操作，進(jìn)行了大量的功能驗(yàn)證測試，從測試結(jié)果來來，以上策略可以平穩(wěn)的控制車輛在EV、HEV、ECO、SPORT等多種模式下進(jìn)行巡航駕駛，客觀及主觀評(píng)價(jià)都取得了較高的得分。

參考文獻(xiàn)

[1] 蔣平，基于某混合動(dòng)力轎車的定速巡航控制系統(tǒng)研究，汽車電器， 2010，（11）：3-5.

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