[發(fā)明專利]一種越野車輛自動(dòng)變速器動(dòng)力性換擋控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010423045.5
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號(hào): CN111577882B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李春明;吳維;李慎龍;郭智薔;苑士華
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F16H59/02
• 分類號(hào): F16H59/02;F16H59/48;F16H59/24;F16H61/18
• 代理公司: 北京正陽理工知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11639
• 代理人: 鄔曉楠

1.一種越野車輛自動(dòng)變速器動(dòng)力性換擋控制方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一、以最大加速度為目標(biāo)，通過參數(shù)計(jì)算出雙參數(shù)升擋規(guī)律；

所述的越野車輛變速器動(dòng)力性控制策略以越野車輛的加速度作為核心控制參數(shù)，以越野車輛達(dá)到約束條件下的車輛最大加速度作為控制目標(biāo)，具體技術(shù)方案如下：

基于良好的平直路面條件下車輛的行駛參數(shù)，包括動(dòng)力裝置特性、傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比參數(shù)、道路的滾動(dòng)阻力系數(shù)、整車質(zhì)量，對不同油門開度下變速器各擋位下的加速度進(jìn)行計(jì)算，對相鄰兩擋加速度曲線的交點(diǎn)對應(yīng)的車速進(jìn)行提取，作為換擋點(diǎn)對應(yīng)車速，若相鄰擋位的加速度曲線沒有交點(diǎn)，取低擋位能夠達(dá)到的最大車速作為換擋點(diǎn)對應(yīng)車速，得到以加速度最大為動(dòng)力性目標(biāo)的雙參數(shù)升擋規(guī)律，將由i擋位升入i+1擋位的換擋點(diǎn)車速記為v_{i_up}(α,β₀,f₀)，其中，α為油門開度，α∈(0,1]；β₀為平直道路坡度，即β₀＝0；f₀為良好路面的滾動(dòng)阻力系數(shù)；

步驟二、分別改變道路的滾動(dòng)阻力系數(shù)和坡度，得到新的動(dòng)力性升擋規(guī)律；

分別改變道路的滾動(dòng)阻力系數(shù)和坡度，計(jì)算新的動(dòng)力性雙參數(shù)升擋規(guī)律，得到由道路滾動(dòng)阻力系數(shù)改變引起的換擋點(diǎn)車速偏移，將由i擋位升入i+1擋位的考慮滾動(dòng)阻力系數(shù)變化的換擋點(diǎn)車速記為v_{i_up_f}(α,β₀,f)，其中，f為變化的滾動(dòng)阻力系數(shù)，f∈Ω_f，f取集合Ω_f中的任意值；同理，得到由坡度改變引起的換擋點(diǎn)車速偏移，將由i擋位升入i+1擋位的考慮坡度變化的換擋點(diǎn)車速記為v_{i_up_β}(α,β,f₀)，其中，β為變化的道路坡度，β∈Ω_β，β取集合Ω_β中的任意值；當(dāng)滾動(dòng)阻力系數(shù)與坡度同時(shí)改變時(shí)，相應(yīng)由i擋位升入i+1擋位的換擋點(diǎn)車速記為v_{i_up_con}(α,β,f)；

步驟三、降檔

為了減少車輛行駛過程中的換擋次數(shù)，適當(dāng)避免循環(huán)換擋，對于降擋規(guī)律的設(shè)計(jì)，在升擋規(guī)律的基礎(chǔ)上設(shè)定換擋延遲Δv_{j_ud}，將由j擋位降入j-1擋位的換擋點(diǎn)車速記為v_{j-1_down_t}，則v_{j-1_down_t}＝v_{i_up}-Δv_{j_ud}；因此，當(dāng)車輛減速至降入低擋時(shí)，其車速小于對應(yīng)擋位升擋時(shí)的車速；升擋車速v_{i_up}是滿足加速度最大的條件的，則在車輛減速至降擋點(diǎn)的過程中，車輛的加速度小于車輛能夠達(dá)到的最大加速度，則此過程損失了一部分車輛動(dòng)力性；

步驟四、對最大檔位進(jìn)行預(yù)測

在計(jì)算車輛的加速度曲線時(shí)，對越野車輛的最大擋位進(jìn)行預(yù)設(shè)，根據(jù)任一油門開度α₁、滾動(dòng)阻力系數(shù)f₁和坡度β₁計(jì)算該行駛條件下越野車輛的最大車速及對應(yīng)擋位i_{max_t}(α₁,β₁,f₁)，得到此擋位下車輛能夠達(dá)到的最大加速度a_{max_t}(α₁,β₁,f₁)，設(shè)置a_{d_min}為加速度閾值；當(dāng)i_{max_t}(α₁,β₁,f₁)＞1時(shí)進(jìn)行如下判斷：若a_{max_t}(α₁,β₁,f₁)≥a_{d_min}，則該行駛條件下越野車輛的預(yù)設(shè)最大擋位為i_{max_d}(α₁,β₁,f₁)＝i_{max_t}(α₁,β₁,f₁)；若a_{max_t}(α₁,β₁,f₁)＜a_{d_min}，則說明當(dāng)越野車輛升入最高擋時(shí)，越野車輛難以維持加速條件，由于越野路面變化復(fù)雜，車輛減速進(jìn)而降擋的概率大大提升，為了減少換擋次數(shù)，避免換擋過程中由于動(dòng)力中斷引起的動(dòng)力損失，禁止車輛升入i_{max_t}擋，預(yù)設(shè)越野車輛的最大擋位為i_{max_d}(α₁,β₁,f₁)＝max{1,i_{max_t}(α₁,β₁,f₁)-1}；

步驟五、動(dòng)力換擋方法

當(dāng)越野車輛加速時(shí)，車輛的油門開度為α_k，當(dāng)前擋位為ge，根據(jù)前方一段距離內(nèi)的道路條件，得到越野車輛行駛的滾動(dòng)阻力系數(shù)f_k和坡度β_k，滿足f_k∈Ω_f和β_k∈Ω_β；根據(jù)步驟二得到的換擋點(diǎn)車速v_{i_up_con}(α,β,f)，得到此時(shí)加速工況越野車輛的升擋車速v_{ge_up_con}(α_k,β_k,f_k)；進(jìn)一步根據(jù)步驟四的預(yù)測方法得到此時(shí)車輛的最大擋位i_{max_d}(α_k,β_k,f_k)，對越野車輛的當(dāng)前擋位ge進(jìn)行判斷：若ge≥i_{max_d}(α_k,β_k,f_k)，越野車輛將不進(jìn)行升擋操作；若ge＜i_{max_d}(α_k,β_k,f_k)，則對越野車輛速度進(jìn)行判斷，當(dāng)車速達(dá)到升擋點(diǎn)車速v_{ge_up_con}(α_k,β_k,f_k)時(shí)，車輛升擋；

當(dāng)越野車輛減速時(shí)，當(dāng)前擋位為ge，根據(jù)當(dāng)前速度、當(dāng)前減速度、升入當(dāng)前擋位所需的車速v_u，估算車輛由當(dāng)前車速v_d減速到升入當(dāng)前擋位的車速v_u所需的時(shí)間T_sd，以及這段時(shí)間內(nèi)車輛將行駛的距離L_sd；對前方一段距離內(nèi)的道路條件進(jìn)行觀測，將該段記為減速道路段長度，用L₁表示；

定義L_{d_max}為預(yù)設(shè)換擋延遲減速路段長度，對當(dāng)前減速道路段長度L₁進(jìn)行如下判斷：若L₁-L_sd＜0，即減速道路段長度小于L_sd，則越野車輛將維持在高擋位行駛，不進(jìn)行降擋操作；若0≤L₁-L_sd≤L_{d_max}，即減速道路段長度大于L_sd，但超出部分長度小于預(yù)設(shè)換擋延遲減速路段長度，則降擋點(diǎn)車速根據(jù)具有換擋延遲的換擋規(guī)律得到，即降擋點(diǎn)車速為v_{(ge-1)_down_d}＝v_{(ge-1)_down_t}；若L₁-L_sd＞L_{d_max}，即減速道路段長度大于預(yù)設(shè)換擋延遲減速路段長度，說明越野車輛前方道路持續(xù)惡劣，則將降擋點(diǎn)車速設(shè)置為對應(yīng)的升入該當(dāng)前擋位的升擋點(diǎn)車速，即v_{(ge-1)_down_d}＝v_{(ge-1)_up}，從而使越野車輛及時(shí)降入低擋位，并始終滿足加速度最大的目標(biāo)，避免了等待車輛減速至換擋延遲的降擋點(diǎn)車速的過程中車輛動(dòng)力性的損失。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：對于越野凹凸崎嶇道路條件下，越野車輛由于道路顛簸而發(fā)生的油門開度變化，為了避免意外的擋位變化，采用如下策略：取當(dāng)前一段穩(wěn)定道路的油門開度的統(tǒng)計(jì)平均值作為當(dāng)前油門開度α_dri，判斷未來油門開度變化的原因，以車輛垂向加速度變化劇烈程度作為判斷依據(jù)，若車輛垂向加速度不小于設(shè)定的閾值a_z0，且垂向加速度變化速率絕對值不小于且油門開度變化幅值Δα_dri小于設(shè)定值Δα_dri0則油門開度變化是由路面不平引起車輛顛簸產(chǎn)生的，取當(dāng)前油門開度α_dri定值作為控制參數(shù)進(jìn)行換擋控制；若車輛垂向加速度變化較為穩(wěn)定，即車輛垂向加速度低于設(shè)定的閾值a_z0，或垂向加速度變化速率絕對值低于則認(rèn)為油門開度變化是由駕駛員產(chǎn)生的，取實(shí)際油門開度作為控制參數(shù)進(jìn)行換擋擋位控制。