CN116022144B - 一种新能源汽车定速巡航减速控制方法和控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新能源汽车定速巡航减速控制方法和控制系统，其中，控制方法包括：获取定速巡航的开启请求，根据开启请求激活车辆定速巡航模式；在定速巡航模式下，当识别到用户设置的目标车速低于当前车速时，激活减速控制功能，计算车辆由当前车速减速至目标车速所需的目标减速扭矩；根据车辆的工况，采取对应的减速控制方式对车辆进行减速控制；当车辆的当前车速减小至目标车速时，退出对应的减速控制方式。本发明能够在不同工况下满足车辆的定速巡航减速需求，提升车辆的定速巡航减速性能，提高定速巡航的适用性及安全性，减小因车速的波动较大带来的定速巡航频繁退出风险，增加定速巡航的应用场景，进而带给用户更好的定速巡航体验。

Description

一种新能源汽车定速巡航减速控制方法和控制系统

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种新能源汽车定速巡航减速控制方法和控制系统。

背景技术

定速巡航系统(CRUISE CONTROL SYSTEM，CCS)，是一种利用电子控制技术保持汽车自动等速行驶的系统，又称为速度控制系统、自动驾驶系统等，其主要作用是可以按照用户的需求进行车辆时速的锁定，行驶过程中无需用户脚踩踏板，车辆会自动保持一个固定时速行驶，当行驶在高速公路时，可有效的减轻用户的驾驶疲劳，同时减少了不必要的车速变化，节省能源的消耗。

随着新能源汽车越来越普及，定速巡航系统辅助驾驶配置也越来越标准化，相比于传统燃油汽车定速巡航控制方法，新能源汽车电机具备能量回收功能，能实现更好的定速巡航减速控制。目前，新能源汽车定速巡航减速普遍采用滑行能量回收扭矩来控制车辆减速过程，由于车辆的工况比较复杂，在不同工况下，采用滑行能量回收扭矩来控制车辆减速，存在以下问题：

1)用户主动设置减速时，滑行能量回收扭矩减速度大小有较多限制，减速度普遍较小，仅有0.1-0.15g以内，减速效果有限，无法快速实现用户的减速需求，影响用户体验；

2)非用户主动设置减速需求时，当车辆遇到长下坡工况，以滑行能量回收减速扭矩减速，无法满足车辆减速需求，车辆在重力作用下仍然会持续加速，容易导致定速巡航模式退出，无法实现稳定的定速巡航；

3)车辆能量回收能力受电池电量、电池温度、电机回收功率等相关因素影响，可能滑行能量回收减速度会比0.1-0.15g更小，无法实现更多工况覆盖，如果此时车辆能量回收能力条件无法满足，则无法实现定速巡航的减速目标，造成定速续航退出，影响用户体验。

通过上述分析，现有新能源汽车通过滑行能量回收扭矩来控制车辆减速，无法有效覆盖车辆在不同工况下的定速巡航减速需求。

鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明针对现有新能源汽车通过滑行能量回收扭矩来控制车辆减速，无法有效覆盖车辆在不同工况下的减速需求的技术问题提供一种解决方案。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种新能源汽车定速巡航减速控制方法，包括：

S10，获取定速巡航的开启请求，根据开启请求激活车辆定速巡航模式；

S20，在定速巡航模式下，当识别到用户设置的目标车速低于当前车速时，激活减速控制功能，计算车辆由当前车速减速至目标车速所需的目标减速扭矩；

S30，根据车辆的工况，采取对应的减速控制方式对车辆进行减速控制；

S40，当车辆的当前车速减小至目标车速时，退出对应的减速控制方式。

优选的，S20中，所述计算车辆由当前车速减速至目标车速所需的目标减速扭矩，包括：

S21，计算目标车速与当前车速的差值；

S22，根据目标车速与当前车速的差值计算目标减速度；

S23，根据目标减速度计算目标减速扭矩。

优选的，当目标减速扭矩不超过滑行能量回收扭矩时，S30中，所述根据车辆的工况，采取对应的减速控制方式对车辆进行减速控制，包括：

S31，采取滑行能量回收扭矩对车辆进行减速。

优选的，当目标减速扭矩不超过滑行能量回收扭矩与制动能量回收扭矩之和时，S30中，所述根据车辆的工况，采取对应的减速控制方式对车辆进行减速控制，包括：

S32，采取电制动扭矩对车辆进行减速。

优选的，S32中，所述采取电制动扭矩对车辆进行减速，具体包括：

S321，计算目标减速扭矩与滑行能量回收扭矩的差值；

S322，将目标减速扭矩与滑行能量回收扭矩的差值作为所需的电制动扭矩请求发送到制动控制器，通过制动控制器对车辆叠加电制动。

优选的，当目标减速扭矩超过滑行能量回收扭矩与制动能量回收扭矩之和时，S30中，所述根据车辆的工况，采取对应的减速控制方式对车辆进行减速控制，包括：

S33，采取液压制动对车辆进行减速。

优选的，S33中，所述采取液压制动对车辆进行减速，具体包括：

S331，计算目标减速扭矩与滑行能量回收最大扭矩与制动能量回收最大扭矩之和的差值；

S332，将目标减速扭矩与滑行能量回收最大扭矩与制动能量回收最大扭矩之和的差值作为所需的液压制动扭矩请求发送到制动控制器，通过制动控制器对车辆叠加液压制动。

优选的，对于混合动力汽车，当目标减速扭矩不超过滑行能量回收扭矩、制动能量回收扭矩与发动机倒拖扭矩之和时，S30中，所述根据车辆的工况，采取对应的减速控制方式对车辆进行减速控制，包括：

S34，采取增加发动机倒拖扭矩对车辆进行减速。

优选的，若用户设置了车辆导航信息，当识别到车辆前方有长下坡时，S30中，所述根据车辆的工况，采取对应的减速控制方式对车辆进行减速控制，包括：

S35，提醒用户降低目标车速，并主动激活减速控制功能，根据坡度、坡长以及车辆的速度信息，采取S31、S32、S33或S34方式对车辆进行减速控制。

第二方面，本发明提供一种新能源汽车定速巡航减速控制系统，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，用于控制第一方面所述的新能源汽车定速巡航减速控制方法。

针对现有技术中的不足，本发明所能取得的有益效果为：

本发明能够在不同工况下满足车辆的定速巡航减速需求，提升车辆的定速巡航减速性能，提高定速巡航的适用性及安全性，在动力系统回收能力充足或者不足时，均能够持续稳定地确保定速巡航减速功能的实现，减小了因车速的波动较大带来的定速巡航频繁退出风险，增加了定速巡航的应用场景，扩大了定速巡航的应用范围，进而带给用户更好的定速巡航体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实施例1提供的一种新能源汽车定速巡航减速控制流程示意图；

图2是实施例1提供的一种纯电动汽车定速巡航减速控制过程示意图；

图3是实施例1提供的一种混合动力汽车定速巡航减速控制过程示意图；

图4是实施例2提供的一种新能源汽车定速巡航减速控制系统示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。另外，本发明提供的各个实施例或单个实施例中的技术特征可以相互任意结合，以形成可行的技术方案，这种结合不受步骤先后次序和/或结构组成模式的约束，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

实施例1：

车辆的行使过程，大致分为以下三个过程：当车辆在启动或者提速时，获得一定的加速度后车辆开始加速；在开启定速巡航功能后车辆进入定速巡航模式；当需要减速或者停车时，获得一定的减速度后车辆开始降速。

为了解决现有新能源汽车通过滑行能量回收扭矩来控制车辆减速，无法有效覆盖车辆在不同工况下的减速需求的技术问题，本实施例1提供一种新能源汽车定速巡航减速控制方法，如图1所述，包括：

S10，获取定速巡航的开启请求，根据开启请求激活车辆定速巡航模式。

在本步骤中，所述定速巡航的开启请求，优选通过人机交换方式获取，当车辆接收到用户下达的定速巡航的开启请求指令时，车辆进入定速巡航模式。

S20，在定速巡航模式下，当识别到用户设置的目标车速低于当前车速时，激活减速控制功能，计算车辆由当前车速减速至目标车速所需的目标减速扭矩。

由于交通路况或者驾驶视线等原因，用户可能需要降低定速巡航模式下的当前车速，即：将定速巡航模式下的当前车速调整到一个更低的目标车速，例如，在定速巡航模式下，车辆的当前车速为120km/h，由于下一路段限速为100km/h，此时，用户会主动将当前车速120km/h调整到目标车速100km/h。

所述扭矩，是使车辆车轮发生转动的一种特殊的力矩，在功率固定的条件下与电机的转速成反比关系，转速越快扭矩越小，反之越大，是反映车辆在一定范围内的加减速和负载能力的物理量，等于力和力臂的乘积。

在定速巡航模式下，若车辆的动力控制器识别到用户主动设置一个较低的目标车速时，车辆会自动激活减速控制功能，并对车辆由当前车速减速至目标车速所需的目标减速扭矩进行计算。

在计算目标减速扭矩时，S20中，所述计算车辆由当前车速减速至目标车速所需的目标减速扭矩，包括：

S21，计算目标车速与当前车速的差值。

设当前车速为V0，目标差值为Vt，则：

V＝V₀-V_t

其中，V为目标车速与当前车速的差值。

S22，根据目标车速与当前车速的差值计算目标减速度。

依据加速度计算公式，有：

V_t＝V₀+at

其中，a为目标减速度(a＜0)，t为时间。

由于V₀-V_t已知，因此，目标减速度a可以计算得出。

S23，根据目标减速度计算目标减速扭矩。

结合电动机的功率以及扭矩公式，可以进一步计算出目标减速扭矩。

S30，根据车辆的工况，采取对应的减速控制方式对车辆进行减速控制。

所述车辆的工况，是指车辆行驶过程中的工作状况，通常具有一定的复杂性。按车辆的运动形式主要有：起步、加速、等速、减速、转弯、上下坡、停车等行驶工况；按用户的控制方式主要有：换档变速、滑行、油门控速、转向、倒车等驾驶工况；按载荷情况主要有：空载、满载、超载等运行工况。

在本步骤中，所述车辆的工况，尤其指车辆在定速巡航下的可能出现的需要对车辆进行减速控制的工况，其中，所述对车辆进行减速控制的方式，主要依赖于S20中计算得到的目标减速扭矩的大小情况来决定。

作为其中一种工况，当目标减速扭矩不超过滑行能量回收扭矩时，S30中，所述根据车辆的工况，采取对应的减速控制方式对车辆进行减速控制，包括：S31，采取滑行能量回收扭矩对车辆进行减速；该工况下，所需要的减速度较小，在电池可用回充功率足够时，动力控制器根据电池回收功率及电机可用回收扭矩能力对比取较小值，此时，采取滑行能量回收扭矩对车辆进行减速，能提高续航，降低能耗，这也是目前常用的方案。

作为其中一种工况，当目标减速扭矩不超过滑行能量回收扭矩与制动能量回收扭矩之和时，S30中，所述根据车辆的工况，采取对应的减速控制方式对车辆进行减速控制，包括：S32，采取电制动扭矩对车辆进行减速；所述电制动扭矩，包括：滑行能量回收扭矩和制动能量回收扭矩；该工况下，所需要的减速度较大，在电池可用回充功率足够时，动力控制器根据电池回收功率及电机可用回收扭矩能力对比取较小值，但仅采取滑行能量回收扭矩对车辆进行减速将无法满足实际应用要求，无法快速、高效地实现对车辆的减速控制，此时，为了获得更大的减速扭矩，采取电制动扭矩对车辆进行减速。

具体实现时，S32中，所述采取电制动扭矩对车辆进行减速，具体包括：

S321，计算目标减速扭矩与滑行能量回收扭矩的差值。

S322，将目标减速扭矩与滑行能量回收扭矩的差值作为所需的电制动扭矩请求发送到制动控制器，通过制动控制器对车辆叠加电制动。

通过上述S321-S322步骤，在采取滑行能量回收扭矩对车辆进行减速无法满足实际应用要求时，通过对车辆叠加电制动补偿实现对车辆的减速控制。

作为其中一种工况，当目标减速扭矩超过滑行能量回收扭矩与制动能量回收扭矩之和时，S30中，所述根据车辆的工况，采取对应的减速控制方式对车辆进行减速控制，包括：S33，采取液压制动对车辆进行减速；在一个减速过程中，只要踩下制动踏板，制动轮缸就会有液压产生制动；该工况下，所需要的减速度非常大，电池可用回充功率不足，即：采取电制动对车辆进行减速也将无法满足实际应用要求，无法快速、高效地实现对车辆的减速控制，此时，为了获得更大的减速扭矩，采取液压制动对车辆进行减速。

具体实现时，S33中，所述采取液压制动对车辆进行减速，具体包括：

S331，计算目标减速扭矩与滑行能量回收最大扭矩与制动能量回收最大扭矩之和的差值；

S332，将目标减速扭矩与滑行能量回收最大扭矩与制动能量回收最大扭矩之和的差值作为所需的液压制动扭矩请求发送到制动控制器，通过制动控制器对车辆叠加液压制动。

通过上述S331-S332步骤，在采取电制动扭矩对车辆进行减速无法满足实际应用要求时，通过对车辆叠加液压制动偿实现对车辆的减速控制。

新能源汽车，包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车等，其中，混合动力汽车，车辆驱动系统由两个或多个能同时运转的驱动系统联合组成，设有电动机和发动机。

图2是实施例1提供的一种纯电动汽车定速巡航减速控制过程示意图。

图3是实施例1提供的一种混合动力汽车定速巡航减速控制过程示意图。

特别的，对于混合动力汽车，作为其中一种工况，当目标减速扭矩不超过滑行能量回收扭矩、制动能量回收扭矩与发动机倒拖扭矩之和时，S30中，所述根据车辆的工况，采取对应的减速控制方式对车辆进行减速控制，包括：S34，采取增加发动机倒拖扭矩对车辆进行减速；该工况下，所需要的减速度较大，电池可用回充功率不足，即：采取电制动对车辆进行减速也将无法满足实际应用要求，无法快速、高效地实现对车辆的减速控制，为了获得更大的减速扭矩，在电制动的基础上，采用发动机直连，动力系统将发动机与传动轴两端离合器相连，利用混合动力汽车附带的发动机倒拖扭矩，通过对车辆叠加发动机倒拖扭矩对车辆进行减速；进一步的，如果对车辆叠加发动机倒拖扭矩对车辆进行减速仍然无法满足实际应用要求，再将剩余部分传递给制动控制器作为液压制动请求，此时，执行S33，采取液压制动对车辆进行减速。

基于车辆工况复杂性的进一步考虑，针对长下坡这一应用场景，所需要的减速度可能特别大，作为其中一种工况，若用户设置了车辆导航信息，当识别到车辆前方有长下坡时，S30中，所述根据车辆的工况，采取对应的减速控制方式对车辆进行减速控制，包括：S35，提醒用户降低目标车速，并主动激活减速控制功能，根据坡度、坡长以及车辆的速度信息，采取S31、S32、S33或S34方式对车辆进行减速控制；该工况下，需要结合具体的情况采取对应的减速控制方式，采取S31、S32、S33或S34方式对车辆进行减速控制时，需要逐级选择，以确保车辆定速巡航模式的稳定性和安全性；若平均坡度大于一定值，且下坡距离超过一定值，在重力作用下，整车加速度可能特别大，要实现对车辆进行减速控制，所需要的减速度也会特别大，此时，动力系统主动提醒用户前方长下坡，主动激活减速控制功能，并主动提前降低定速巡航的目标车速。

另外，作为其中一种工况，若用户未设置了车辆导航信息，车辆定速巡航过程中遇到了长下坡，可能会导致当前车速一直高于用户设置的目标车速，当识别到当前车速一直高于用户设置的目标车速且持续一定时间时，此时，也可主动激活减速控制功能以保持当前车速与目标车速的稳定，主动将电制动、发动机倒拖或液压制动方式参与减速，合理采取S31、S32、S33或S34方式对车辆进行减速控制，实现持续减速，保持目标车速与当前车速在一定安全范围内，以实现稳定的定速巡航。

S40，当车辆的当前车速减小至目标车速时，退出对应的减速控制方式。

在本步骤中，当车辆的当前车速减小至目标车速时，本次对车辆进行减速控制过程完成，考虑实时的动态误差变化，在不会导致定速巡航模式退出的情况下，车辆的当前车速与目标车速在较小的范围内可能会出现轻微波动。

当用户重新设置一个新的目标车速时，例如，90km/h，或者识别到车辆遇到长下坡时，系统会再次激活对应的减速控制方式，并重复上述S20-S40过程。

实施例2：

在实施例1的基础上，基于与实施例1同一个总的技术方案，如图4所示，是本施例2提供的一种新能源汽车定速巡航减速控制系统结构示意图，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，用于执行实施例1所述的新能源汽车定速巡航减速控制方法。

综上所述，本发明提供一种新能源汽车定速巡航减速控制方法和控制系统，能够在不同工况下满足车辆的定速巡航减速需求，提升车辆的定速巡航减速性能，提高定速巡航的适用性及安全性，在动力系统回收能力充足或者不足时，均能够持续稳定地确保定速巡航减速功能的实现，减小了因车速的波动较大带来的定速巡航频繁退出风险，增加了定速巡航的应用场景，扩大了定速巡航的应用范围，进而带给用户更好的定速巡航体验。

需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、电子设备、或计算机软件程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、系统、电子设备、或计算机软件程序产品的流程图和/或方框图来描述。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的系统。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令系统的制造品，该指令系统实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

Claims (6)

1.一种新能源汽车定速巡航减速控制方法，其特征在于，包括：

S10，获取定速巡航的开启请求，根据开启请求激活车辆定速巡航模式；

S20，在定速巡航模式下，当识别到用户设置的目标车速低于当前车速时，激活减速控制功能，计算车辆由当前车速减速至目标车速所需的目标减速扭矩；

S30，根据车辆的工况，采取对应的减速控制方式对车辆进行减速控制；

具体包括：

S31，当目标减速扭矩不超过滑行能量回收扭矩时，采取滑行能量回收扭矩对车辆进行减速；

S32，当目标减速扭矩不超过滑行能量回收扭矩与制动能量回收扭矩之和时，采取电制动扭矩对车辆进行减速；

S33，当目标减速扭矩超过滑行能量回收扭矩与制动能量回收扭矩之和时，采取液压制动对车辆进行减速；

S34，对于混合动力汽车，当目标减速扭矩不超过滑行能量回收扭矩、制动能量回收扭矩与发动机倒拖扭矩之和时，采取增加发动机倒拖扭矩对车辆进行减速；

S40，当车辆的当前车速减小至目标车速时，退出对应的减速控制方式。

2.根据权利要求1所述的新能源汽车定速巡航减速控制方法，其特征在于，S20中，所述计算车辆由当前车速减速至目标车速所需的目标减速扭矩，包括：

S21，计算目标车速与当前车速的差值；

S22，根据目标车速与当前车速的差值计算目标减速度；

S23，根据目标减速度计算目标减速扭矩。

3.根据权利要求2所述的新能源汽车定速巡航减速控制方法，其特征在于，S32中，所述采取电制动扭矩对车辆进行减速，具体包括：

S321，计算目标减速扭矩与滑行能量回收扭矩的差值；

S322，将目标减速扭矩与滑行能量回收扭矩的差值作为所需的电制动扭矩请求发送到制动控制器，通过制动控制器对车辆叠加电制动。

4.根据权利要求3所述的新能源汽车定速巡航减速控制方法，其特征在于，S33中，所述采取液压制动对车辆进行减速，具体包括：

S331，计算目标减速扭矩与滑行能量回收最大扭矩与制动能量回收最大扭矩之和的差值；

S332，将目标减速扭矩与滑行能量回收最大扭矩与制动能量回收最大扭矩之和的差值作为所需的液压制动扭矩请求发送到制动控制器，通过制动控制器对车辆叠加液压制动。

5.根据权利要求1所述的新能源汽车定速巡航减速控制方法，其特征在于，若用户设置了车辆导航信息，当识别到车辆前方有长下坡时，S30中，所述根据车辆的工况，采取对应的减速控制方式对车辆进行减速控制，包括：

S35，提醒用户降低目标车速，并主动激活减速控制功能，根据坡度、坡长以及车辆的速度信息，采取S31、S32、S33或S34方式对车辆进行减速控制。

6.一种新能源汽车定速巡航减速控制系统，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，用于执行权利要求1-5任一所述的新能源汽车定速巡航减速控制方法。