[发明专利]用于全车速范围定速巡航的车速控制方法及系统

说明书

本发明公开了用于全车速范围定速巡航的车速控制方法及系统，该方法包括以下步骤：实时判断是否接收到驾驶员设定巡航速度的控制指令；响应于接收到设定巡航速度的控制指令的情况，解析获得所设定的巡航速度，并获取车辆当前的车速和加速度；根据车速、加速度和设定的巡航速度，计算获得车辆的加速度变化曲线，进行车辆的速度规划；计算车辆当前的坡度，进而结合速度规划结果，计算并输出电机转矩，对车辆实现速度控制。本发明可以实现稳定的车速自动控制，对人工经验的依赖性低，自动计算速度快，控制过程耗时时间短，不存在PID控制器所带来的振荡问题，稳定性高，安全性高，可以满足用户体验，可广泛应用于电动汽车行业中。

技术领域

本发明涉及车辆定速巡航控制领域，特别是涉及用于全车速范围定速巡航的车速控制方法及系统。

背景技术

名词解释：

PID控制器：全称Proportion Integration Differentiation Controller，比例-积分-微分控制器，由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成，根据PID控制原理对整个控制系统进行偏差调节，从而使被控变量的实际值与工艺要求的预定值一致。

定速巡航系统要求车速能够迅速、平滑的根据驾驶员的意图进行调整。现有在纯电动汽车上的常见做法多为先测量车速，计算车速与设定的巡航速度之差，经过滤波器后，应用PID控制器调节电机扭矩。这种方式需要车辆在一定车速(如30km/h)以上才可以进入定速巡航系统。滤波器和PID控制器的主要缺点包括响应速度不高，控制器参数整定困难等。各种高阶滤波器和改进形式的PID控制器虽有助于改善控制系统的非线性，但是其设计整定方法更加复杂，往往需要更多的工程经验。总的来说，由于PID控制器和滤波器的设计多依靠人工经验整定，耗时长，若参数匹配不好，定速巡航系统可能出现振荡等不稳定现象，影响用户体验和安全性。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供用于全车速范围定速巡航的车速控制方法，本发明的另一目的是提供用于全车速范围定速巡航的车速控制系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

用于全车速范围定速巡航的车速控制方法，包括以下步骤：

实时判断是否接收到驾驶员设定巡航速度的控制指令；

响应于接收到设定巡航速度的控制指令的情况，解析获得所设定的巡航速度，并获取车辆当前的车速和加速度；

根据车速、加速度和设定的巡航速度，计算获得车辆的加速度变化曲线，进行车辆的速度规划；

计算车辆当前的坡度，进而结合速度规划结果，计算并输出电机转矩，对车辆实现速度控制。

进一步，所述根据车速、加速度和设定的巡航速度，设计车辆的加速度变化曲线，进行车辆的速度规划的步骤，其具体为：

根据车速、加速度和设定的巡航速度，响应于驾驶人选定的加速度变化模式或者根据该车速、加速度和设定的巡航速度匹配获得对应的加速度变化模式后，计算获得车辆的加速度变化曲线，进行车辆的速度规划，使得车速平滑过渡到设定的巡航速度。

进一步，所述加速度变化模式包括以下十种：

模式一、当车速小于设定的巡航速度时，加速度以设定的第一跃度逐渐增大到车辆允许的最大加速度，在该最大加速度持续一段时间后，再以设定的第一跃度逐渐减小到0；

模式二、当车速小于设定的巡航速度时，加速度以设定的第一跃度逐渐增大到第一加速度阈值后，再以设定的第一跃度逐渐减小到0；

模式三、当车速小于设定的巡航速度时，加速度以设定的第一跃度逐渐减小到第二加速度阈值后，再以设定的第二跃度逐渐减少到0；