阅读说明：本技术 一种纯电动环卫车定速巡航控制系统及方法 (Constant-speed cruise control system and method for pure electric sanitation vehicle ) 是由 陈森 庄明兴 潘涛 鞠书文 弥杨锦华 于 2020-07-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开纯电动环卫车定速巡航控制系统及方法,包括整车控制器、电机控制器、电池管理系统、仪表单元和巡航开关；整车控制器通过CAN网络与电机控制器、电池管理系统和仪表单元进行数据传输,巡航开关包括若干按键,各按键通过硬线与整车控制器连接；整车控制器统筹操控信号及加速踏板信号、刹车信号、驻车信号、ABS防抱死系统报警信号,并将信号进行分析,在满足预定的定速巡航条件下按操控要求控制车速,并实时监测车辆各系统控制器状态,分析故障并按故障等级进行巡航暂定与退出处理。本发明功能全面,节省按键与仪表空间,减轻了驾驶员的工作强度,满足舒适性要求,满足对于不同种类环卫作业车的定速需求,降低车辆的能耗。(The invention discloses a constant-speed cruise control system and a constant-speed cruise control method for a pure electric sanitation vehicle, wherein the system comprises a vehicle control unit, a motor controller, a battery management system, an instrument unit and a cruise switch; the whole vehicle controller is in data transmission with the motor controller, the battery management system and the instrument unit through a CAN network, the cruise switch comprises a plurality of keys, and each key is connected with the whole vehicle controller through a hard wire; the vehicle control unit comprehensively plans an operation signal, an accelerator pedal signal, a brake signal, a parking signal and an ABS alarm signal, analyzes the signals, controls the vehicle speed according to the operation and control requirements under the condition of meeting the preset constant-speed cruise condition, monitors the states of all system controllers of the vehicle in real time, analyzes the fault, and performs cruise tentative and quit treatment according to the fault level. The invention has comprehensive functions, saves the space of keys and instruments, lightens the working strength of a driver, meets the requirement of comfort, meets the constant speed requirement of different types of sanitation operation vehicles, and reduces the energy consumption of the vehicles.)

一种纯电动环卫车定速巡航控制系统及方法

技术领域

本发明涉及一种纯电动环卫车定速巡航控制系统及方法，属于整车控制技术领域。

背景技术

随着日益显著的能源危机、全球变暖和环境污染等问题带来的巨大压力，电动汽车的发展备受世界汽车行业的重视。我国逐步采用电动环卫作业车辆代替传统燃油车辆。定速巡航系统可提升驾驶员舒适性，缓解驾驶员疲劳，但不同作业车辆对定速巡航功能有着不同需求，例如洗扫车需要保持5km/h的速度作业，控制精度较高，箱式运输车又需要较高巡航车速等。

目前市面上的电动环卫车定速巡航功能单一，不能全面覆盖所有种类车型，且一旦发生故障，如传输硬线发生故障、VCU整车控制器故障或VCU与电驱控制器MCU之间通信发生故障等，车辆就无法正常退出定速巡航状态，可能导致交通事故的发生。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种纯电动环卫车定速巡航控制系统及方法。

为了实现上述目的，本发明采用的一种纯电动环卫车定速巡航控制系统，包括整车控制器、电机控制器、电池管理系统、仪表单元和巡航开关；

所述整车控制器分别通过CAN网络与电机控制器、电池管理系统和仪表单元进行数据传输，所述巡航开关包括若干按键，各按键通过硬线与整车控制器连接；

所述整车控制器统筹操控信号及加速踏板信号、刹车信号、驻车信号、ABS防抱死系统报警信号，并将信号进行分析，在满足预定的定速巡航条件下按操控要求控制车速，并实时监测车辆各系统控制器的状态，分析故障并按故障等级进行巡航暂定与退出处理。

所述巡航开关中的按键包括恢复设定速度/巡航加速键、设定当前速度/巡航减速键、巡航取消键、巡航总开/总关键。

所述操控信号包括使能信号、复位信号、关闭信号、暂停信号、加速信号和减速信号。

另外，本发明还提供了一种基于所述系统的定速巡航控制方法，包括步骤：

1)整车控制器上电后，读取由电机控制器经CAN总线传给整车控制器的电机转速信号，经整车控制器的函数模块计算得到当前车速信号；

2)整车控制器采集整车状态信息，并判断满足巡航条件后，可执行巡航功能；

3)打开定速巡航功能；

4)加速到驾驶员需求速度时，松开油门，车辆将以当前速度巡航；

5)车辆巡航中，可在当前时速下增加速度，或在当前时速下减少速度；

6)车辆巡航中驾驶员可取消、暂停与恢复定速巡航。

所述步骤5)中，车辆巡航中，可按RES/+键在当前时速下增加速度，按下SET/-键在当前时速下减少速度，每次按下微调标定值1km/h，按键弹起确认；当按键持续时间超过1S后，每0.5s钟以等差数列形式速度累加，设置最高限制为6次。

所述步骤6)中的恢复定速巡航，包括以下步骤：

a)定速巡航暂停后，车辆将处于正常行驶状态，如果车速高于标定值，按下RES/+键，车辆将恢复暂停前的速度继续巡航，按下SET/-键，车辆将以当前速度巡航；

b)如果车辆在定速巡航状态下踩下油门踏板加速，并且油门扭矩请求大于当前巡航扭矩，则根据油门踏板开度进行正常加速，松开油门踏板后，若无任何按键，车辆将慢慢恢复到巡航速度；

c)第二次按巡航总开/总关键关闭巡航功能，此时仪表单元中巡航指示灯熄灭。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1)本发明的定速巡航控制系统，功能全面，操作简单，节省按键与仪表空间，减轻了驾驶员的工作强度，满足舒适性要求，满足对于不同种类环卫作业车的定速需求，降低车辆的能耗。

2)本发明的定速巡航控制系统中，由于车速信号、故障信号等信号通过CAN线传输，成本低且满足整车不同控制器的需求，并解决了硬线PWM车速信号易受干扰和易丢失导致巡航工作异常的问题。

3)本发明的定速巡航控制系统中，巡航故障信息通过仪表显示，方便检修。

附图说明

图1为本发明的原理结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1所示，一种纯电动环卫车定速巡航控制系统，包括整车控制器VCU 8、电机控制器MCU 1、电池管理系统BMS 7、仪表单元ICU 6和巡航开关；

所述整车控制器VCU 8通过CAN网络与电机控制器MCU 1、电池管理系统BMS 7、仪表单元ICU 6连接通信，数据传输；

所述巡航开关的按键通过硬线以高低电平触发的形式与整车控制器VCU 8的针脚连接，所述整车控制器VCU 8统筹操控信号及加速踏板信号、刹车信号、驻车信号、ABS防抱死系统报警信号，并将这些信号进行分析，在满足预定的定速巡航条件下按操控要求控制车速，并实时监测车辆各系统控制器的状态，分析故障并按故障等级进行巡航暂定与退出处理。

其中，所述巡航开关中设置有恢复设定速度/巡航加速键4、设定当前速度/巡航减速键3、巡航取消键(巡航暂停键PAUSE)5、巡航总开/总关键2，所述操控信号包括使能信号、复位信号、关闭信号、暂停、加速信号和减速信号。

其中，巡航开关的说明如下表1所示。巡航开关通过四个按键复现多个功能，针对不同作业的车辆驾驶需求，依据驾驶员按键时长判断驾驶员意图，实现巡航车速的短精确控制与宽范围调制。

表1巡航开关的说明

接口名称	信号类型	状态数量	特性	备注
					恢复设定速度/巡航加速键	硬线脉冲	数字	0-1	(RES/+)键
设定当前速度/巡航减速键	硬线脉冲	数字	0-1	(SET/-)键
					巡航取消(暂停)键	硬线脉冲	数字	0-1	(CANCEL)键
巡航总开/总关键	硬线脉冲	数字	0-1	(MANON/OFF)键

本发明还提供了一种纯电动环卫车定速巡航控制方法，包括以下步骤：

1)整车控制器VCU 8上电后，读取由电机控制器MCU 1经CAN总线传给整车控制器VCU 8的电机转速信号，经整车控制器VCU 8中的函数模块计算得到当前车速信号；

2)整车控制器VCU 8采集整车状态信息，并判断满足巡航条件后，可执行巡航功能；

3)打开定速巡航功能操作：首次按巡航总开/总关键激活巡航功能，此时仪表单元ICU 6中的巡航指示灯常亮；

4)加速到驾驶员需求速度(需高于标定值)，按SET/-键，此时可松开油门，车辆将以当前速度巡航；

5)车辆巡航中，可按RES/+键在当前时速下增加速度，按下SET/-键则在当前时速下减少速度，每次按下微调标定值1km/h，按键弹起确认；当按键持续时间超过1S后，每0.5s钟以等差数列形式速度累加，设置最高限制为6次；

6)车辆巡航中驾驶员取消(暂停)与恢复定速巡航操作；

恢复定速巡航的具体操作：

a)定速巡航暂停后，车辆将处于正常行驶状态，如果车速高于标定值，按下RES/+键，车辆将恢复暂停前的速度继续巡航，按下SET/-键，车辆将以当前速度巡航；

b)如果车辆在定速巡航状态下踩下油门踏板加速，并且油门扭矩请求大于当前巡航扭矩，则根据油门踏板开度进行正常加速，松开油门踏板后，若无任何按键，车辆将慢慢恢复到巡航速度；

c)关闭定速巡航功能操作：第二次按巡航总开/总关键MAN ON/OFF关闭巡航功能，此时仪表单元中的巡航指示灯熄灭。

实施例1

一种纯电动环卫车定速巡航控制方法，包括以下步骤：

1)整车控制器VCU 8上电后，通过自检与对来自电机控制器MCU 1、电池管理系统BMS7的信息进行处理与诊断，包括SOC、SOH、工作模式、故障状态等信息判断，且诊断整车档位状态是否为前进挡，制动踏板是否有效，ABS/EBS等系统是否正常工作无故障，整车控制器VCU 8判断这些整车信息是否满足开启巡航功能的条件，并将电机控制器MCU 1发送给整车控制器VCU 8的电机转速信号，经过整车控制器VCU 8内部函数运算模块经数据链运算得到整车速度变量；

2)当满足巡航条件后，整车控制器VCU 8内部触发巡航允许状态，进入定速巡航功能操作：首次按巡航总开/总关键激活巡航功能，此时输出信号给仪表单元ICU 6中，巡航指示灯常亮；

3)定速巡航后，加速到驾驶员需求速度(需介于规定车速内，默认5km/h-80km/)，按设定当前速度/巡航减速SET/-键，此时整车控制器VCU 8将加速踏板扭矩控制模式切换成巡航扭矩控制模式，此时可松开油门，车辆将以当前速度巡航；

4)车辆巡航状态下，操作巡航开关，按下恢复设定速度/巡航加速键4(RES/+)，整车控制器VCU 8输出扭矩请求给电机控制器MCU 1控制车辆以1公里/小时的步长加速，以满足环卫车5km/h-10km/h作业速度；若按下恢复设定速度/巡航加速键4(RES/+)，并保持1s，之后每0.5S加速度将按等差数列累加，及1.5s增加2km/h，2s增加4km/h，2.5s增加7km/h，并设置最高限制，通过整车控制器VCU 8的积分分离式PID算法将处理后的扭矩请求发送给电机控制器MCU 1，电机控制器MCU 1控制车速实现预定目标值；

5)临时需要加速时，踩油门车辆暂时退出巡航实现车辆加速，然后松开油门，车辆会继续以上次巡航车速保持巡航；

6)当巡航系统出现故障时，整车控制器VCU 8进行判断是否还满足巡航条件，不满足则退出巡航，并将故障显示在仪表单元ICU 6上，方便驾驶员检修；

7)车辆巡航中驾驶员可按巡航取消(暂停)键5暂停巡航功能，若恢复退出前设定速度则按恢复设定速度/巡航加速键4(RES/+)，若想保持当前速度则按设定当前速度/巡航减速键3(SET/-)；

8)关闭定速巡航功能操作：第二次按巡航总开/总关键2关闭巡航功能，此时仪表单元ICU 6中的巡航指示灯熄灭。

本发明的定速巡航控制系统，功能全面，操作简单，节省按键与仪表空间，减轻了驾驶员的工作强度，满足舒适性要求，满足对于不同种类环卫作业车的定速需求，降低车辆的能耗。

本发明的定速巡航控制系统中，由于车速信号、故障信号等信号通过CAN线传输，成本低且满足整车不同控制器的需求，并解决了硬线PWM车速信号易受干扰和易丢失导致巡航工作异常的问题。

本发明的定速巡航控制系统中，巡航故障信息通过仪表显示，方便检修。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。