專利名稱：基于工況與駕駛意圖識(shí)別的自動(dòng)變速器智能匹配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛自變速器的一種匹配方法，具體為基于工況與駕駛意圖識(shí)別的自動(dòng)變速器智能匹配方法。
背景技術(shù)：
自動(dòng)變速器控制器(TCU)核心控制技術(shù)的重要部分，是建立在一定技術(shù)基礎(chǔ)之上的，是在構(gòu)建了 TCU控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上對(duì)動(dòng)力總成的匹配方法的創(chuàng)新。簡(jiǎn)單的說(shuō)，對(duì)于自動(dòng)變速器的匹配，除了考慮整車的經(jīng)濟(jì)性與動(dòng)力性外，還需要考慮整車的適應(yīng)性與可駕駛性， 有關(guān)基于工況與駕駛意圖識(shí)別的自動(dòng)變速器智能匹配理論與方法研究的文獻(xiàn)未見(jiàn)相關(guān)的專利及文獻(xiàn)報(bào)道。對(duì)路況、駕駛意圖的研究也較少見(jiàn)。目前的自動(dòng)變速器均只提供固定的駕駛模式，不能夠根據(jù)駕駛員的駕駛行為及工況進(jìn)行判斷并變速，這會(huì)導(dǎo)致有些人反應(yīng)“這輛車有空油門”的感覺(jué)，或者說(shuō)“這車輛加速不行”，本發(fā)明能夠?qū)崟r(shí)識(shí)別工況與駕駛習(xí)慣，自動(dòng)變速器的控制器根據(jù)識(shí)別的結(jié)果，自動(dòng)選的擇最優(yōu)的換檔策略，能夠滿足不同人的的駕駛行為及各種工況，并能達(dá)到最佳的燃油消
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供基于工況與駕駛意圖識(shí)別的自動(dòng)變速器智能匹配方法，以解決上述背景技術(shù)中的缺點(diǎn)。結(jié)合電子控制技術(shù)，本發(fā)明提供一套基于人-車-環(huán)境的自動(dòng)變速器智能匹配方法，提供駕駛習(xí)慣識(shí)別方法與建立駕駛習(xí)慣識(shí)別數(shù)據(jù)模型，使車輛能夠?qū)崟r(shí)識(shí)別駕駛員的駕駛習(xí)慣，智能選擇最適合駕駛員的控制模式；本發(fā)明提供工況識(shí)別方法與建立工況識(shí)別庫(kù)，使車輛能夠準(zhǔn)確識(shí)別各種工況，例如平地、下坡、緩坡、陡坡、不同負(fù)載，根據(jù)工況選擇最適合的控制模式；同時(shí)，綜合考慮油耗與車輛的可駕駛性，本發(fā)明提供能滿足駕駛員要求的換檔規(guī)律。總之，目的就是使車輛在不同工況與駕駛習(xí)慣下都能具有較好的可駕駛性與燃油經(jīng)濟(jì)性。本發(fā)明提供駕駛習(xí)慣識(shí)別方法。不同的駕駛員具有不同的駕駛習(xí)慣，甚至同一駕駛員在不同的時(shí)候也具有不同的駕駛行為，這些習(xí)慣與行為都需要通過(guò)一定的方法識(shí)別出來(lái)。汽車的經(jīng)濟(jì)性與動(dòng)力性是互相制約的，如果需獲得好的動(dòng)力性能，經(jīng)濟(jì)性能就會(huì)稍差， 反之，同樣成立，各個(gè)駕駛員的喜好不一樣，有些偏動(dòng)力性，有些偏經(jīng)濟(jì)性。在識(shí)別人的駕駛習(xí)慣的基礎(chǔ)，電子控制單元能為不同的駕駛習(xí)慣與駕駛行為選擇不同的控制方法，滿足不同人的需要。根據(jù)識(shí)別駕駛習(xí)慣的方法，對(duì)不同的駕駛習(xí)慣建立相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)模型，電子控制單元根據(jù)這些原始數(shù)據(jù)模型，與實(shí)時(shí)采集的駕駛習(xí)慣識(shí)別參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，識(shí)別出駕駛員當(dāng)時(shí)的駕駛行為。本發(fā)明提供工況識(shí)別方法。由于駕駛的外部環(huán)境都是不斷變化的，如平地、下坡、 緩坡、陡坡、裝載重量等，如果使用單一的控制模式，就會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，在平地上駕駛性與經(jīng)濟(jì)性都比較好的車輛，在坡道上加速時(shí)不能跟隨駕駛員的意圖。在坡道上駕駛性與經(jīng)濟(jì)性都比較好的車輛，平地上就特別費(fèi)油。這就需要研究工況識(shí)別方法，并根據(jù)識(shí)別方法建立工況標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型，電子控制單元根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型與采集到的參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，選擇合適的控制方法。本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)
基于工況與駕駛意圖識(shí)別的自動(dòng)變速器智能匹配方法，包括以下步驟 第一步駕駛習(xí)慣與工況的數(shù)據(jù)采集定義出識(shí)別駕駛習(xí)慣與工況時(shí)需要的參數(shù)，這些參數(shù)除自動(dòng)變速器控制器(TCU)自身采集之外，還需通過(guò)CAN通信從發(fā)動(dòng)機(jī)的ECU上讀取，試驗(yàn)時(shí)，選擇固定的路段，分情況進(jìn)行實(shí)車路試，采集到的數(shù)據(jù)分類別存儲(chǔ)，便于分析對(duì)比；
第二步數(shù)據(jù)分析、建模與仿真分析采集的數(shù)據(jù)，對(duì)比各個(gè)參數(shù)，比較其不同點(diǎn)，識(shí)別出不同的駕駛習(xí)慣與不同工況的識(shí)別方法，在駕駛習(xí)慣識(shí)別中，采用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與扭矩、車速、油門開(kāi)度、油門開(kāi)度變化率、制動(dòng)、時(shí)間等參數(shù)，對(duì)比不同的駕駛習(xí)慣下的數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)出能識(shí)別駕駛習(xí)慣的參數(shù)，根據(jù)識(shí)別方法中定義的參數(shù)，按參數(shù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)模型，另外，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的萬(wàn)有特性、整車的性能要求、整車參數(shù)，通過(guò)理論分析與駕駛經(jīng)驗(yàn)建立不同的換檔規(guī)律模型，原始的數(shù)據(jù)模型建立后，集成在simulink模型中，該仿真模型重點(diǎn)包括識(shí)別算法、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型、換檔規(guī)律模型，通過(guò)simulink模型對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真， 計(jì)算出識(shí)別的正確率、油耗指標(biāo)值、動(dòng)力指標(biāo)值，通過(guò)仿真不斷修正識(shí)別算法與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型及換檔規(guī)律模型；
第三步識(shí)別算法、數(shù)據(jù)模型與換檔規(guī)律集成識(shí)別算法與數(shù)據(jù)模型通過(guò)simulink模型驗(yàn)證后，把其集成到無(wú)級(jí)變速器TCU的控制程序中，結(jié)合不同的換檔規(guī)律，對(duì)自動(dòng)變速器的換檔進(jìn)行控制；
第四步實(shí)車驗(yàn)證把集成好的自動(dòng)變速器控制器(TCU)裝車進(jìn)行試驗(yàn)，與安裝原來(lái)的 TCU樣車按相同工況進(jìn)行對(duì)比，試驗(yàn)中記錄油耗、駕駛感覺(jué)等參數(shù)，試驗(yàn)有兩個(gè)目的，驗(yàn)證識(shí)別算法與數(shù)據(jù)模型的有效性，即能夠識(shí)別出駕駛習(xí)慣以及規(guī)定的工況，在此基礎(chǔ)上，再檢驗(yàn)換檔規(guī)律有效性，即對(duì)比發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況、兩車的油耗、駕駛感覺(jué)等，如果實(shí)車驗(yàn)證時(shí)發(fā)現(xiàn)效果不好，則返回去重新采集、分析、集成與試驗(yàn)。有益效果
本發(fā)明中，車輛能自動(dòng)適應(yīng)不同的駕駛習(xí)慣與工況，在不同工況下都能具有較好的可駕駛性與較低的綜合油耗。本發(fā)明提供能同時(shí)滿足可駕駛性、經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性的換檔規(guī)律。 在研究發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器本身技術(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同的駕駛習(xí)慣與行駛工況，提供相應(yīng)的換檔策略。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。實(shí)施例1
在不同駕駛意圖的工況下，采取不同的換檔規(guī)，滿足整車性能的需要。例如，車輛在 5%的坡度的工況下行駛，節(jié)氣門開(kāi)充為20%時(shí)，目標(biāo)速比為0. 5，目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為MOOr/min,目標(biāo)車速為90km/h，此時(shí)，采集當(dāng)前速比、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車速與目標(biāo)值對(duì)比，就能驗(yàn)證換檔識(shí)別與換檔規(guī)律是否正確。采用不同的駕駛員與駕駛習(xí)慣、不同的路面、不同的負(fù)載、不同排量的車輛等進(jìn)行試驗(yàn)，采集車速、車輛加速度、發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、變速器速比、油門開(kāi)度、油門開(kāi)度變化率、節(jié)氣門開(kāi)度、節(jié)氣門開(kāi)度變化率、制動(dòng)信號(hào)等信號(hào)。每次試驗(yàn)時(shí)只變化其中一個(gè)參數(shù)， 例如測(cè)試不同路面這種情況時(shí)，選用同一個(gè)駕駛員采用固定的駕駛習(xí)慣，使用同一輛車，在不同坡度的路面進(jìn)行試驗(yàn)，采集這些工況的數(shù)據(jù)。以在不同坡度的條件下測(cè)試為例，例如0%、5%、10%, 一直到30% (車輛的最大爬坡度)。節(jié)氣門開(kāi)度從0%突變至20%，在不同的坡度下采集車速與速比的變化規(guī)律。在坡度 10%這種工況下，當(dāng)節(jié)氣門開(kāi)度從0%突變至20%時(shí)，速比變化范圍是2. 4至2. 1，車速變化范圍是Okm/h到15km/h。在不同坡度的條件下測(cè)試完成后，可以使用不同的的油門開(kāi)度進(jìn)行測(cè)試，同樣采集速比與車速的變化規(guī)律。在進(jìn)行工況識(shí)別時(shí)，對(duì)車速、速比、節(jié)氣門開(kāi)度進(jìn)行求導(dǎo)，這些值與車速、速比、節(jié)氣門開(kāi)度等綜合在一起，組成了工況的特征值，使用這些特征值，就能建立工況的模型。以識(shí)別10%的開(kāi)度的坡度為例，在0%至20%急節(jié)氣門開(kāi)度的狀態(tài)下，速比變化率從-0. 4變化至-0. 05，車速的變化率會(huì)從1變化至0，節(jié)氣門開(kāi)度變化率約150，除了這些值之外，還需參考發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等。使用這些值就建立了識(shí)別10%開(kāi)度的數(shù)據(jù)庫(kù)，反復(fù)試驗(yàn)，完成路況與負(fù)載數(shù)據(jù)庫(kù)的建立。同理，可以構(gòu)建識(shí)別駕駛員意圖的數(shù)據(jù)庫(kù)。不同的工況與駕駛意圖，會(huì)對(duì)應(yīng)不同的換檔規(guī)律。例如，5%、10%、25%坡度對(duì)應(yīng)的換檔規(guī)律為A、B、C，如果電子控制器根據(jù)事先建立的數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)時(shí)進(jìn)行識(shí)別，如果識(shí)到當(dāng)前工況為10%的坡度，控制器就會(huì)選擇換檔規(guī)律B。同理，對(duì)于不同的駕駛習(xí)慣，也會(huì)有相應(yīng)換檔規(guī)律與之對(duì)應(yīng)。TCU采集不同的數(shù)據(jù)，例如，車速、車輛加速度、發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、油門開(kāi)度、油門開(kāi)度變化率、節(jié)氣門開(kāi)度、節(jié)氣門開(kāi)度變化率、制動(dòng)信號(hào)等，這些數(shù)據(jù)與駕駛意圖識(shí)別數(shù)據(jù)以及路況數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，識(shí)別出駕駛意圖與工況等信息后，通過(guò)換檔策略，選取不同的換策略，進(jìn)行換檔，達(dá)到車輛在不同工況與駕駛習(xí)慣下都能具有較好的可駕駛性與燃油經(jīng)濟(jì)性的目標(biāo)。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.基于工況與駕駛意圖識(shí)別的自動(dòng)變速器智能匹配方法，其特征在于，包括以下步驟第一步駕駛習(xí)慣與工況的數(shù)據(jù)采集定義出識(shí)別駕駛習(xí)慣與工況時(shí)需要的參數(shù)，這些參數(shù)除自動(dòng)變速器控制器(TCU)自身采集之外，還需通過(guò)CAN通信從發(fā)動(dòng)機(jī)的ECU上讀取，試驗(yàn)時(shí)，選擇固定的路段，分情況進(jìn)行實(shí)車路試，采集到的數(shù)據(jù)分類別存儲(chǔ)，便于分析對(duì)比；第二步數(shù)據(jù)分析、建模與仿真分析采集的數(shù)據(jù)，對(duì)比各個(gè)參數(shù)，比較其不同點(diǎn)，識(shí)別出不同的駕駛習(xí)慣與不同工況的識(shí)別方法，在駕駛習(xí)慣識(shí)別中，采用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與扭矩、車速、油門開(kāi)度、油門開(kāi)度變化率、制動(dòng)、時(shí)間等參數(shù)，對(duì)比不同的駕駛習(xí)慣下的數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)出能識(shí)別駕駛習(xí)慣的參數(shù)，根據(jù)識(shí)別方法中定義的參數(shù)，按參數(shù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)模型，另外，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的萬(wàn)有特性、整車的性能要求、整車參數(shù)，通過(guò)理論分析與駕駛經(jīng)驗(yàn)建立不同的換檔規(guī)律模型，原始的數(shù)據(jù)模型建立后，集成在simulink模型中，該仿真模型重點(diǎn)包括識(shí)別算法、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型、換檔規(guī)律模型，通過(guò)simulink模型對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真， 計(jì)算出識(shí)別的正確率、油耗指標(biāo)值、動(dòng)力指標(biāo)值，通過(guò)仿真不斷修正識(shí)別算法與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型及換檔規(guī)律模型；第三步識(shí)別算法、數(shù)據(jù)模型與換檔規(guī)律集成識(shí)別算法與數(shù)據(jù)模型通過(guò)simulink模型驗(yàn)證后，把其集成到無(wú)級(jí)變速器TCU的控制程序中，結(jié)合不同的換檔規(guī)律，對(duì)自動(dòng)變速器的換檔進(jìn)行控制；第四步實(shí)車驗(yàn)證把集成好的自動(dòng)變速器控制器(TCU)裝車進(jìn)行試驗(yàn)，與安裝原來(lái)的 TCU樣車按相同工況進(jìn)行對(duì)比，試驗(yàn)中記錄油耗、駕駛感覺(jué)等參數(shù)，試驗(yàn)有兩個(gè)目的，驗(yàn)證識(shí)別算法與數(shù)據(jù)模型的有效性，即能夠識(shí)別出駕駛習(xí)慣以及規(guī)定的工況，在此基礎(chǔ)上，再檢驗(yàn)換檔規(guī)律有效性，即對(duì)比發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況、兩車的油耗、駕駛感覺(jué)等，如果實(shí)車驗(yàn)證時(shí)發(fā)現(xiàn)效果不好，則返回去重新采集、分析、集成與試驗(yàn)。
全文摘要
基于工況與駕駛意圖識(shí)別的自動(dòng)變速器智能匹配方法，包括以下步驟駕駛習(xí)慣與工況的數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)分析、建模與仿真識(shí)別算法、數(shù)據(jù)模型與換檔規(guī)律集成實(shí)車驗(yàn)證本發(fā)明中，車輛能自動(dòng)適應(yīng)不同的駕駛習(xí)慣與工況，在不同工況下都能具有較好的可駕駛性與較低的綜合油耗，本發(fā)明提供能同時(shí)滿足可駕駛性、經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性的換檔規(guī)律。在研究發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器本身技術(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同的駕駛習(xí)慣與行駛工況，提供相應(yīng)的換檔策略。
文檔編號(hào)F16H61/02GK102563036SQ20121004672
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者周云山, 張軍, 張飛鐵, 蔡源春 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)