插電式混合動力汽車定速巡航系統控制策略研究

周升輝 吳光耀 王春生

摘 要：結合插電式混合動力汽車的特點，文章首先介紹了定速巡航功能的術語定義，明確了相關按鍵和指示燈的含義，其次對每個按鍵進行了功能策略定義、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價指標。

關鍵詞：混合動力汽車;定速巡航;控制策略

中圖分類號：U467 ?文獻標識碼：A ?文章編號：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（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。當車輛在行駛過程中滿足進入巡航的情況下，駕駛員操作車輛進入巡航控制可以將車輛設定在某一個固定的速度上，車輛準確的按照所設定的速度行駛。插電式混合動力汽車（PHEV）通過設置巡航按鍵開關采集駕駛員的輸入，使汽車在運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，同時勻速行駛也可以降低能耗。通過合理的分配扭矩到發動機和驅動電機上，自動保持一定的行駛速度，減輕了駕駛員的勞動強度，提高了駕乘的舒適性。

1?巡航功能術語定義

1.1?短按

按壓按鍵時間>40ms且<400ms為短按。

1.2 長按

按壓按鍵時間≥400ms，為長按。

1.3 巡航主指示燈

儀表對應巡航系統的指示燈之一，當其點亮時代表巡航系統打開，當其熄滅是代表巡航系統關閉。

1.4 巡航控制指示燈SET

儀表對應巡航系統的指示燈之一，當其點亮時代表車輛已進入巡航系統控制，當其熄滅時代表車 輛退出巡航控制。

1.5?巡航按鍵開關

巡航開關組位于方向盤上，為電阻式開關。巡航開關組由 4 個單獨按鍵組成，分別為“巡航”、“-設置”、“+復位”、“取消”。開關信號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，并且進行診斷以保證安全性。各按鍵連接關系如圖 2 所示。

整車控制器檢測 A 連接處的輸入電壓，判斷哪個按鍵按下并進入相應的控制功能模塊。巡航各按鍵物理開/關跳變時間應少于 40ms，理想的跳變時間應控制在 20ms 內。為保證對巡航開關的監測準確性，系統對巡航開關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

上電默認巡航系統為關閉狀態。ON檔電時，按下“巡航”按鍵，可打開或關閉巡航系統，儀表上對應的巡航主指示燈點亮或熄滅。當巡航系統關閉時，不允許進入巡航，巡航系統中儲存的巡航車速會被清除。

2.2“取消”按鍵

當車輛處于巡航控制狀態時，按下“取消”按鍵則退出巡航控制功能，但不清除預設巡航車速。在巡航取消后，在無操作情況下，車輛按滑行/回饋策略進行控制

2.3“–設置”按鍵

設置巡航速度：

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

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

減速：

（1）巡航控制狀態中，短按“–設置”按鍵時，每操作一次，設定速度按照長按減速度范圍減少1km/h。 連續多次短按，記錄次數，改變目標車速。

（2）巡航控制狀態中，長按“–設置”按鍵時，車輛會持續減速。當車輛達到想要的車速，松開按 鍵即設置了相應的巡航速度。減速長按時減速度為0.5m/s?。

2.4“+復位”按鍵

恢復巡航設定速度：

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

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

（3）在同一個點火循環內，“巡航”按鍵未關閉巡航功能時，退出巡航時的車速（目標車速與實 際車速相差5km/h以內，記憶目標車速;目標車速與實際車速相差超過5km/h，記憶實際車速）都能被記憶住，在后續條件滿足時，均可恢復至之前記憶的車速值巡航。整車退電至OFF檔重新上電后，將無法調出退電前存儲的車速。

（4）打開巡航主開關后，在之前未進入巡航控制時，按下恢復巡航車速按鍵，不能進入巡航控制。 必須通過按下設置進入巡航控制按鍵，進入巡航控制并退出后，才能恢復巡航車速。

加速：

（1）巡航控制狀態中，短按“+復位”按鍵時，每操作一次，設定速度按照長按加速度范圍增加1km/h。連續多次短按，記錄次數，改變目標車速。

（2）巡航控制狀態中，長按“+復位”按鍵時，車輛會持續加速。當車輛達到想要的車速，松開按鍵即設置了相應的巡航速度。加速長按時加速度為0.5m/s?。

（3）超越加速：進入巡航控制時，踩油門，當實際油門大于虛擬油門，響應實際油門，定速巡航控制燈仍點亮，進入超越駕駛狀態;當實際油門小于等于虛擬油門時，不響應實際油門，退出超越駕駛狀態，車速會以0.5m/s?恢復到踩油門前的速度進行定速巡航。

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，可關閉巡航系統;

（2）操作“取消”按鍵;

（3）踩下制動踏板;

（4）拉起 EPB 開關;

（5）換擋桿擋位變化（換到非前進擋位置）;

（6）全地形模式功能開啟（非普通模式）。

3.2?外部節點請求退出

（1）EPB 動態制動請求有效、EPB 未處于釋放完成狀態;

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

3.3 車速條件退出

（1）車速不在巡航規定的車速范圍內;

（2）油門深度為0%且實際車速超出設定車速的±10%。

3.4 行車安全引起的巡航禁止

（1）車速信號故障;

（2）巡航開關出現異常;

（3）制動或加速踏板故障;

（4）真空泵故障;

（5）與前述交互模塊失去通訊;

（6）動力系統故障。

4 性能要求及評價指標

4.1 進入巡航最低車速

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

4.2 平路巡航穩定性

（1）在以上不同車速下，定速行駛時，巡航控制系統應確保車輛按照設定的速度行駛，不能產生過度加、減速沖擊;

（2）對于平直路面，上沖車速≤1km/h、下沖車速≤1km/h，車速恢復穩定狀態時間≤10s，待車速穩定以后波動車速≤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，停止減速，且車輛應能保持巡航狀態;

（2）巡航控制系統通過發動機/回饋制動使車輛減速，此過程不應產生過度的延遲、下沖擊車速及振動;

（3）對于平直路面，減速調節穩定后車速波動量≤1km/h;

（4）對于平路工況，點按“-”一次車輛速度變化量的波動范圍應符合設計要求標定值的+0.5km/h;長按“-”減速度的設計要求為0.5 m/s?應滿足系統的設定要求。

4.4 巡航加速

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

（2）巡航控制系統通過增加節氣門開度/電機扭矩使車輛加速，此過程不應產生過度的延遲、下沖擊車速及振動;

（3）對于平直路面，加速調節穩定后車速波動量≤1km/h;

（4）對于平路工況，點按“+”一次車輛速度變化量的波動范圍應符合設計要求標定值的+0.5km/h;長按“+”加速度的設計要求0.5 m/s?應滿足系統的設定要求。

4.5?復位巡航

（1）巡航控制系統應確保車輛快速加速/減速到預定目標速度，此過程中不應產生過度的延遲、上/下沖擊車速及振動;

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

（3）復位加/減速度應滿足設計目標要求0.5m/s?;

（4）最低復位巡航車速在38km/h～40km/h能復位進入巡航。

5 結論

本文對插電式混合動力汽車在定速巡航系統控制策略上進行了深入的研究，結合工程項目實際操作，進行了大量的功能驗證測試，從測試結果來來，以上策略可以平穩的控制車輛在EV、HEV、ECO、SPORT等多種模式下進行巡航駕駛，客觀及主觀評價都取得了較高的得分。

參考文獻

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

[2] 王連軍，汽車巡航控制系統的使用與發展[J].中國高新技術企業， 2009，（10）：1-2.