一例客车巡航故障问题分析

2021-06-04王俊红谭福伦黄苏杭李青川费帮生黄宇刚

汽车电器 2021年5期

王俊红，谭福伦，黄苏杭，李青川，费帮生，黄宇刚

（金龙联合汽车工业（苏州）有限公司，江苏苏州 215026）

随着客车欧盟法规的实施，巡航系统应用越来越普遍，其应用也极大提升了客户体验，此系统为整车ADAS应用先进性成果的体现。巡航系统分为定速巡航CC（Cruise Control）、自适应巡航系统ACC（Adaptive Cruise Control），本文讲述客车巡航控制工作的相关控制策略，并列举一例CC退出工作的案例，以便电器设计人员进行设计。

1 CC系统与ACC系统简介

1.1 CC系统简介

定速巡航控制（CC）的基本功能是使车辆实现按照需求的车速自动稳定行驶。发动机ECU接收来自车速传感器和各种开关的信号，对所需目标车速与实际车速进行比较，按照既定的控制策略实时计算出驱动车辆稳定行驶所需的驱动扭矩，以达到车辆自动稳定行驶和减小驾驶员疲劳的目的。其控制流程如图1所示。

图1 定速巡航控制（CC）控制流程

安装定速巡航系统时，整车还需要给发动机ECU提供制动信号、离合器开关信号、手制动开关信号、巡航开关信号以及车速信号等。

1.2 ACC系统简介

ACC是在传统巡航控制的基础上，增加车辆环境感知单元，一般安装前部毫米波雷达，用以探测前方车辆车速、车距等，从而控制车辆以保持稳定的跟车距离的一种升级系统。类似于传统的巡航控制，ACC系统可以由驾驶员选择ACC关闭或激活，并可由驾驶员选择相应的跟车距离。ACC系统在CC系统基础上需要与发动机ECU交互较多信息，且大部分车辆采用CAN总线控制。

2 巡航控制策略

2.1 巡航工作相关条件

不管是CC系统还是ACC系统，首先需要驾驶员打开多功能方向盘的巡航开关，多功能方向盘发送开关状态，ECU接收到开关信号后，当满足图1条件时，控制CC系统，发动机根据巡航运行状态，反馈相应的状态信息。相关报文如图2所示，此表参照J1939附录PGN 2560CCVS2的解释，在控制中需要注意以下几点。

1）多功能方向盘巡航按键，主要有巡航控制开启开关（SPN 596）、巡航恢复按键（SPN 601）、巡航控制开关（SPN 599）、巡航减速开关（SPN 600）、巡航加速开关（SPN 602）。如果有ACC系统，需要有ACC开关（SPN 5023）、ACC模式开关（SPN 1799）。实际车辆设计时，需要根据发动机控制需求，选择相匹配的开关。

2）发动机识别巡航开关状态过程。发动机ECU判断巡航开关是否打开，首先判断巡航开启开关（SPN 596）的状态，若SPN 596的值为00b，则默认为巡航开启开关关闭操作，只有值为01b时，才能进入巡航准备状态。发动机进入巡航准备后，如果驾驶员按下巡航设置按键（SPN 599），则发动机进入巡航。也有部分发动机采用巡航加速（+）开关（SPN 602）或者巡航减速（-）开关（SPN 600）按键进行判断是否进入巡航系统，不管采用何种方式，需要注意至少发送一帧巡航开关有效的状态请求发动机ECU进入巡航，比如驾驶员按下巡航+或者巡航设置按键，则SPN 599或者SPN 600为01b，松开开关后，值为00b。

3）进入巡航准备状态后，发动机还要关注其他系统，如AEBS的巡航未允许请求（SPN 5603）的状态，若其值为01b，则AEBS反馈发动机当前状态不可以进入巡航，则巡航退出；当AEBS的巡航未允许请求值从01b更改为00b，且AEBS的巡航恢复请求（SPN 5604）的值为01b时，请求发动机恢复巡航，则发动机会恢复到原来的巡航状态，车速为之前设定车速。AEBS请求巡航暂停请求（SPN 5605）工作原理同上。

2.2 发动机巡航状态

发动机是否进入巡航状态，通过发动机发送的CCVS1巡航激活状态信号信息（SPN 595）或巡航状态（SPN 527）进行确认；巡航激活状态信号信息（SPN 595）显示是否激活巡航系统，巡航状态（SPN 527）会显示具体的巡航工作形式，如巡航暂停、巡航恢复、巡航+或者巡航-状态等。

2.3 ACC系统与发动机的通信需求

针对安装ACC系统的车辆，一般采用前方雷达进行距离探测，并与发动机进行交互，ACC系统需要获取发动机的一些信息，如发动机转速、油门踏板、扭矩特性等；还需要获取发动机发送的巡航车速设置报文CCSS PGN65261以及巡航控制CCVS3 PGN64732报文等；同时根据车辆状态发送CCVS2信号以及发送TSC1限扭请求等。

车辆进入ACC系统，和CC系统类似，首先需要相应开关信号如［ACC开关（SPN 5023），ACC模式开关（SPN 1799）］，开关反映驾驶员的需求。进入ACC系统后，首先需要实时检测前方车辆，按照设定速度行驶，当检测到前方车辆时，自动控制车距；若前方车辆减速，根据两车距离进行判断，若判断车距过小，则发送外部制动请求报文XBR请求制动系统制动，请求发动机限制功率输出，调整车距；若前方车辆加速，车距过大，则根据当前车速与设定车速对比，根据需要进行发动机功率控制，调整当前控制车距，如果前方车辆变道行驶，则自动更换跟车目标自动巡航。

3 一例巡航控制报文丢失引起的巡航故障

3.1 故障现象

一辆大巴车配置菲亚特发动机、ZF变速器、克诺尔制动系统，具有ACC巡航功能。车辆在行驶中偶发巡航退出，不能实现巡航功能。

3.2 故障分析与排除

该车巡航开关集成在多功能方向盘，驾驶员操纵巡航加速或者巡航减速开关，车辆未踩制动、未拉手制动等状态下，车辆可以进入定速巡航CC状态，自适应巡航ACC默认开通。所以进入定速巡航CC状态下，默认可以进入ACC状态。如图3所示，红色为巡航开关状态，驾驶员按下按钮，车身系统获取信号后，发送巡航开关报文，巡航开关状态从00b转变为01b，此时发动机进入巡航，发动机ECU的巡航激活状态信号信息［Cruise Control active（SPN 595）］紫色信号由00b转变为01b，车辆正常行驶。