一种手动挡车辆的自适应巡航控制系统及方法与流程

1.本发明涉及一种手动挡车辆的自适应巡航控制系统及方法，属于自适应巡航技术领域。


背景技术：

2.自适应巡航系统能够根据与前方车辆的相对车距和相对车速自动控制本车以安全车距和安全车速行驶，这样有效减轻了驾驶员驾驶的疲劳强度，提高了车辆驾驶舒适性和安全性。
3.现有的自适应巡航系统在自动挡乘用车上得到了广泛的应用，而对于以手动档为变速操纵控制的车辆由于变速操纵系统的限制，只实现了基础的定速巡航功能，并且每当车辆进行换挡操作后，需要再次设置重新进入自适应巡航状态，并且巡航车速只能在进入巡航状态时的档位限制的车速范围内，所以现有的自适应巡航系统并不适用于手动挡汽车。
4.现有的自适应巡航系统框架如图1所示。驾驶员通过人机交互模块开启或关闭巡航功能，并设定巡航车速、跟车距离等；控制器处理由传感器获得的与前方车辆(如果检测到存在)的相对车距和相对车速等数据，并自动控制执行机构模块做出相应的反应。


技术实现要素：

5.本发明为解决手动挡车辆定速巡航操作不便、自适应巡航功能受限问题，提出了一种手动挡车辆的自适应巡航控制系统及方法，在现有自适应巡航系统的基础上，通过手动挡的自动离合模块与自动换挡模块，实现了手动挡车辆的自动换挡功能，解决了换挡时退出自适应巡航模式的问题，使手动挡车辆在自适应巡航模式下可以根据实时路面情况完成不同档位的自动切换；通过自适应巡航模式，有效减缓了驾驶员的疲劳驾驶，提升车辆的行驶安全性能。
6.一种手动挡车辆的自适应巡航控制系统，所述系统包括检测模块、人机交互模块、驾驶员操作感应模块、自巡航控制器及执行机构；
7.所述检测模块用于检测车辆档位信息及车况信息；
8.所述人机交互模块用于将实时将巡航仪表盘显示当前信息反馈给驾驶员；
9.所述驾驶员操作感应模块用于检测驾驶员的操作动作，判断驾驶员操作是否满足自巡航控制系统设定的条件；
10.所述执行机构用于根据驾驶员操作感应模块判断结果进行自动换挡；
11.所述自巡航控制器用于接收、处理并传递检测模块、人机交互模块、驾驶员操作感应模块及执行机构的信号。
12.进一步地，所述检测模块包括档位检测模块和传感器，所述档位检测模块用于检测车辆实时的档位信息，所述传感器用于实时检测前方、后方或侧方车辆的距离与车速，以上信息在巡航模式开启时实时检测并反馈到自巡航控制器。
13.进一步地，所述人机交互模块包括巡航提示语音和巡航开关，所述巡航提示语音实时将巡航信息反馈给驾驶员，驾驶员通过巡航开关开启或关闭自适应巡航系统。
14.进一步地，所述执行机构包括自动换挡模块和自动离合模块，所述自动换挡模块根据自巡航控制器传递的控制信号实现档位的自动换挡；所述自动离合模块用于在档位信息变化并需要换挡时实现自动离合功能。
15.进一步地，所述自动换挡模块包括自动换挡结构，所述自动换挡结构包括气缸一、气缸二、选档摆臂和换档摆臂；所述气缸一的活塞杆与选档摆臂连接，所述气缸二的活塞杆与换档摆臂连接，所述气缸一和气缸二的另一端采用球头铰接与变速操纵装置壳体连接，所述选档摆臂连接有拉索一，所述换档摆臂连接有拉索二。
16.一种手动挡车辆的自适应巡航控制方法，所述方法包括：
17.车辆行驶时，通过检测模块自动检测车辆档位信息及车况信息；
18.将车辆档位信息及车况信息发送至自巡航控制器，并自动匹配最佳的巡航档位，并根据目前的档位确定是否执行换挡指令，若执行换挡指令，通过人机交互模块提醒驾驶员进行手动操作换挡至最佳档位。
19.进一步地，所述方法还包括：
20.当车辆油门有动作时，巡航模式仍保持开启状态，检测并预测车辆踩油门后的车辆速度，并将其与当前路面巡航系统匹配的车速范围[vmin，vmax]进行比较，当预测车速在巡航系统匹配车速范围[vmin，vmax]内，则保持实时车速；当预测车速大于最大匹配车速时，则车辆仅保持最大匹配车速vmax行驶。
[0021]
进一步地，所述方法还包括：
[0022]
检测有刹车动作时，巡航模式保持开启状态，首先检测并预测刹车后的车辆速度，并将刹车后的车辆速度与当前路面巡航系统匹配的车速范围[vmin，vmax]进行比较，当预测车速在巡航系统匹配车速范围[vmin，vmax]内，则车辆保持实时车速；当预测车速小于最小匹配车速时，则系统自动退出巡航模式；
[0023]
检测有离合换挡动作时，巡航模式保持开启状态，通过档位检测模块检测当前档位并发送信号至自巡航控制器，车辆继续保持巡航模式；当驾驶员手动通过人机交互巡航仪表盘关闭巡航开关，则车辆退出巡航模式。
[0024]
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
[0025]
1、实现了在自巡航状态下手动挡汽车的自动换挡，解决了手动挡车辆只能在进入巡航状态中档位限制的速度范围内巡航的缺点；
[0026]
2、在自适应巡航的基础上，实现了手动挡汽车自动跟车、车距保持等自适应巡航功能；
[0027]
3、巡航模式下的换挡操作，可以通过语音提示由驾驶员完成，也可以通过自动离合-换挡模块完成。本发明中的换挡模式可使车辆的动力装置工作在高效率区间。通过语音提示完成换挡动作，可以减少自动换挡模块的能量消耗，进一步达到车辆的节能效果。
[0028]
4、巡航模式匹配条件内，当驾驶员操作车辆时，不会退出自巡航模式，车辆行驶的安全性提高。
附图说明
[0029]
图1为现有的自巡航系统基本结构；
[0030]
图2为本发明自适应巡航系统框图；
[0031]
图3为本发明自动换挡结构示意图；
[0032]
图4为本发明自巡航控制逻辑流程图。
具体实施方式
[0033]
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
[0034]
如图2所示，公开了一种手动挡车辆的自适应巡航控制系统，所述系统包括检测模块、人机交互模块、驾驶员操作感应模块、自巡航控制器及执行机构；
[0035]
检测模块、人机交互模块、执行机构及驾驶员操作感应模块与自巡航控制器连接，本发明的自巡航控制系统的结构框图如图2所示。
[0036]
检测模块包含档位检测模块及传感器；
[0037]
人机交互模块包含巡航提示语音及巡航开关；
[0038]
执行机构包含自动换挡模块及自动离合模块；
[0039]
驾驶员操作感应模块包含离合操作、油门操作及刹车操作。
[0040]
档位检测模块用于检测车辆实时的档位信息；
[0041]
传感器用于实时检测前方、后方或侧方车辆的距离与车速，以上信息在巡航模式开启时实时检测并反馈到自巡航控制器。
[0042]
人机交互模块中通过巡航仪表盘显示当前信息，巡航提示语音开启后将实时将巡航信息反馈给驾驶员，驾驶员可进行巡航设置，开启或关闭自适应巡航系统，驾驶员设定的信息传递到自巡航控制器。
[0043]
执行机构中自动换挡模块根据自巡航控制器传递的控制信号实现档位的自动换挡；自动离合模块用于在档位信息变化并需要换挡时实现自动离合功能。
[0044]
驾驶员操作感应模块用于检测驾驶员的操作动作，当驾驶员操作时的车辆信息满足自巡航控制系统设定的条件时，车辆仍处于自巡航模式中，当不满足条件则自动退出巡航模式。
[0045]
自巡航控制器用于接收、处理并传递检测模块、人机交互模块、驾驶员操作感应模块及执行机构的信号。
[0046]
本发明的自动换挡结构示意如图3所示，其实现原理如下：在原有手动变速操纵系统不变的情况下，在手动变速装置下的选档摆臂3和换档摆臂4前分别连接气缸一1和气缸二2的活塞杆，选档摆臂3和换档摆臂4分别连接拉索一5和拉索二6，气缸一1和气缸二2的另一端采用球头铰接形式与变速操纵装置壳体连接，气缸二2连接的换档摆臂4在换挡时存在左右偏摆动作，球绞连接使气缸二2可以随变速操纵装置的换档摆臂4偏移完成动作。
[0047]
当自巡航系统判定需要进行自动换挡时，控制器会发出信号，自动离合动作完成后，控制气缸一1和气缸二2先后进行动作，活塞杆伸出或缩回到档位的对应位置，完成自动换挡动作。
[0048]
如图4所示，本发明还公开了一种手动挡车辆的自适应巡航控制方法，所述方法包
括：
[0049]
当驾驶员驾驶车辆进行打火启动发动机，巡航开关默认为开启状态，巡航指示灯自动亮，巡航语音默认为关闭状态(根据驾驶员需要开启巡航语音)，车辆自动进入巡航模式。
[0050]
当驾驶员驾驶车辆在路面上时，自巡航系统中的检测模块会自动检测路面和周围车辆情况，为车辆匹配最佳的安全距离l，控制系统(自巡航控制器)计算最佳的车速范围[vmin，vmax]，自巡航控制系统自动匹配最佳的巡航档位，并根据目前的档位确定是否执行换挡指令，若执行换挡指令，当语音提示开启时，车辆巡航提示语音会提醒驾驶员进行手动操作换挡至最佳档位；若语音提示关闭，则系统自动离合模块动作(离合模块在原手动离合结构不变的基础上，增加电控离合模块)，随后自动换挡模块动作至目标档位；若不执行换挡指令，则车辆继续保持自巡航模式。在巡航语音关闭状态的自巡航模式中，驾驶员的双脚无需进行操作，减缓了驾驶员的疲劳强度。
[0051]
在车辆巡航模式行驶过程中，当驾驶员有油门动作时，巡航模式仍保持开启状态，系统首先会检测并预测驾驶员踩油门后的车辆速度，并将其与当前路面巡航系统匹配的车速范围[vmin，vmax]进行比较，当预测车速在巡航系统匹配车速范围[vmin，vmax]内，则保持驾驶员操作下的实时车速；当预测车速大于最大匹配车速时，则车辆在驾驶员操作下仅保持最大匹配车速vmax行驶。当驾驶员有刹车动作时，巡航模式保持开启状态，系统首先会检测并预测驾驶员踩刹车后的车辆速度，并将其与当前路面巡航系统匹配的车速范围[vmin，vmax]进行比较，当预测车速在巡航系统匹配车速范围[vmin，vmax]内，则车辆保持驾驶员操作下的实时车速；当预测车速小于最小匹配车速时，则系统自动退出巡航模式，巡航指示灯熄灭。当驾驶员有离合换挡动作时，巡航模式保持开启状态，通过档位检测模块检测当前档位并发送信号至自巡航控制器，车辆继续保持巡航模式。当驾驶员手动通过人机交互巡航仪表盘关闭巡航开关，则车辆退出巡航模式，巡航指示灯熄灭。
[0052]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种手动挡车辆的自适应巡航控制系统，其特征在于，所述系统包括检测模块、人机交互模块、驾驶员操作感应模块、自巡航控制器及执行机构；所述检测模块用于检测车辆档位信息及车况信息；所述人机交互模块用于将实时将巡航仪表盘显示当前信息反馈给驾驶员；所述驾驶员操作感应模块用于检测驾驶员的操作动作，判断驾驶员操作是否满足自巡航控制系统设定的条件；所述执行机构用于根据驾驶员操作感应模块判断结果进行自动换挡；所述自巡航控制器用于接收、处理并传递检测模块、人机交互模块、驾驶员操作感应模块及执行机构的信号。2.根据权利要求1所述的手动挡车辆的自适应巡航控制系统，其特征在于，所述检测模块包括档位检测模块和传感器，所述档位检测模块用于检测车辆实时的档位信息，所述传感器用于实时检测前方、后方或侧方车辆的距离与车速，以上信息在巡航模式开启时实时检测并反馈到自巡航控制器。3.根据权利要求1所述的手动挡车辆的自适应巡航控制系统，其特征在于，所述人机交互模块包括巡航提示语音和巡航开关，所述巡航提示语音实时将巡航信息反馈给驾驶员，驾驶员通过巡航开关开启或关闭自适应巡航系统。4.根据权利要求1所述的手动挡车辆的自适应巡航控制系统，其特征在于，所述执行机构包括自动换挡模块和自动离合模块，所述自动换挡模块根据自巡航控制器传递的控制信号实现档位的自动换挡；所述自动离合模块用于在档位信息变化并需要换挡时实现自动离合功能。5.根据权利要求4所述的手动挡车辆的自适应巡航控制系统，其特征在于，所述自动换挡模块包括自动换挡结构，所述自动换挡结构包括气缸一、气缸二、选档摆臂和换档摆臂；所述气缸一的活塞杆与选档摆臂连接，所述气缸二的活塞杆与换档摆臂连接，所述气缸一和气缸二的另一端采用球头铰接与变速操纵装置壳体连接，所述选档摆臂连接有拉索一，所述换档摆臂连接有拉索二。6.一种包括权利要求1-5任一项所述手动挡车辆的自适应巡航控制系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括：车辆行驶时，通过检测模块自动检测车辆档位信息及车况信息；将车辆档位信息及车况信息发送至自巡航控制器，并自动匹配最佳的巡航档位，并根据当前的档位确定是否执行换挡指令，若执行换挡指令，通过人机交互模块提醒驾驶员进行手动操作换挡至最佳档位。7.根据权利要求6所述的手动挡车辆的自适应巡航控制方法，其特征在于，所述方法还包括：当车辆油门有动作时，巡航模式仍保持开启状态，检测并预测车辆踩油门后的车辆速度，并将其与当前路面巡航系统匹配的车速范围[vmin，vmax]进行比较，当预测车速在巡航系统匹配车速范围[vmin，vmax]内，则保持实时车速；当预测车速大于最大匹配车速时，则车辆仅保持最大匹配车速vmax行驶。8.根据权利要求6所述的手动挡车辆的自适应巡航控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
检测有刹车动作时，巡航模式保持开启状态，首先检测并预测刹车后的车辆速度，并将刹车后的车辆速度与当前路面巡航系统匹配的车速范围[vmin，vmax]进行比较，当预测车速在巡航系统匹配车速范围[vmin，vmax]内，则车辆保持实时车速；当预测车速小于最小匹配车速时，则系统自动退出巡航模式；检测有离合换挡动作时，巡航模式保持开启状态，通过档位检测模块检测当前档位并发送信号至自巡航控制器，车辆继续保持巡航模式；当驾驶员手动通过人机交互巡航仪表盘关闭巡航开关，则车辆退出巡航模式。

技术总结
本发明公开了一种手动挡车辆的自适应巡航控制系统，所述系统包括检测模块、人机交互模块、驾驶员操作感应模块、自巡航控制器及执行机构；所述检测模块用于检测车辆档位信息及车况信息；所述人机交互模块用于将实时将巡航仪表盘显示当前信息反馈给驾驶员；所述驾驶员操作感应模块用于检测驾驶员的操作动作，判断驾驶员操作是否满足自巡航控制系统设定的条件；所述执行机构用于根据驾驶员操作感应模块判断结果进行自动换挡；所述自巡航控制器用于接收、处理并传递检测模块、人机交互模块、驾驶员操作感应模块及执行机构的信号。本发明还公开了一种手动挡车辆的自适应巡航控制方法。开了一种手动挡车辆的自适应巡航控制方法。开了一种手动挡车辆的自适应巡航控制方法。


技术研发人员：曹希存 赵建国 王文庆 程伟 张加丽 李宁
受保护的技术使用者：徐州重型机械有限公司
技术研发日：2023.02.14
技术公布日：2023/7/12