一種基于重型amt車輛道路負載估計的檔位決策方法
【專利摘要】一種基于重型AMT車輛道路負載估計的檔位決策方法，該方法在車輛換檔的動力中斷過程中估計出當前路況下車輛的道路負載，AMT換檔控制器根據(jù)此道路負載進行合理檔位的選擇，進而完成車輛在不同道路負載下的換檔控制。
【專利說明】一種基于重型AMT車輛道路負載估計的檔位決策方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種裝用AMT (機械式自動變速器)的重型車輛道路負載估計和檔位決策方法。該方法在車輛換檔的動力中斷過程中估計出當前路況下車輛的道路負載，AMT換檔控制器根據(jù)此道路負載進行合理檔位的選擇，進而完成車輛在不同道路負載下的換檔控制。
【背景技術(shù)】
[0002]AMT是在手動變速器的基礎(chǔ)上加裝自動變速操縱系統(tǒng)組成的，在AMT的換檔過程中需要對離合器分離和接合過程，以及變速器檔位的選擇進行協(xié)調(diào)控制。AMT換檔過程中，從離合器分離到離合器再次接合期間，發(fā)動機傳遞至傳動系統(tǒng)的動力被切斷，因此AMT本身的結(jié)構(gòu)特性決定了其在換檔過程中，隨著離合器的分離與接合過程必然伴隨著動力中斷和動力恢復。
[0003]現(xiàn)有的自動變速操縱系統(tǒng)主要采用兩參數(shù)換檔規(guī)律，即以車速和油門開度作為選擇不同檔位的依據(jù)。但是，目前換檔規(guī)律換檔點的確定都是假設(shè)車輛換檔過程耗時很短，且忽略換檔時行駛阻力對車輛的影響，因此認為換檔過程中沒有車速變化。然而，實際車輛在換檔過程中必然受到行駛阻力的影響，加上AMT在換檔過程中有動力中斷，不可能保證車速在換檔前后不變。特別的，例如重型AMT車輛在上坡?lián)Q檔過程中，由于動力中斷時間較長，在坡道阻力的影響下導致車速顯著下降，進而使得換檔完成后，初始目標檔位無法與換檔后的車速獲得良好的匹配，降低車輛的動力性能。在復雜路況下，由于車輛外部阻力的變化導致的檔位與車速匹配不合理現(xiàn)象更加明顯。因此，在復雜工況下分析車輛行駛環(huán)境因素，尤其是估計車輛道路負載對車輛運行狀態(tài)的影響十分必要，通過估計道路負載進行合理的檔位決策以提升重型AMT車輛的動力性能具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的是為了解決重型AMT車輛換檔后動力性能不佳的問題，提供一種基于重型AMT車輛道路負載估計的檔位決策方法，能夠利用現(xiàn)有AMT重型車輛換檔過程的動力中斷特性，計算出動力中斷期間的道路負載，從而選擇出適合于當前道路負載的目標檔位，解決車輛在復雜工況下檔位與車速匹配不合理的問題。
[0005]由車輛動力學可知，車輛的道路負載F_load可理解為車輛行駛過程中的滾動阻力F_roll、空氣阻力F_air和坡度阻力F_grad的總和，即F_load = F_roll + F_air + F_grad,那么行駛方程可表述為車輛的驅(qū)動力Ft等于道路負載F_load和車輛慣性力F_iner之和，即 Ft = F_load + F_iner,進而有 F_load = Ft-F_iner = Ft- δ *m*a,其中 δ 為車輛當前檔位下的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量轉(zhuǎn)換系數(shù)，用S *m可以表達車輛平移質(zhì)量和轉(zhuǎn)動元件質(zhì)量之和。表達式為δ = I + (Iw + If*ig*ig*i0*i0* n)/(m*r*r), Iw為所有車輪的轉(zhuǎn)動慣量，If為發(fā)動機飛輪轉(zhuǎn)動慣量，ig為變速器當前檔位速比，i0為主傳動比，η為傳動系統(tǒng)機械效率，m為當前車輛的質(zhì)量，r為車輪滾動半徑，a為當前車輛的加速度。由于換檔過程動力中斷期間Ft = O，因此，動力中斷期間的道路負載可以表示為:F_load = - 6 *m*a。
[0006]本發(fā)明提出的一種重型AMT車輛道路負載估計方法和基于此道路負載的檔位決策方法，主要包括以下步驟:
[0007]A)換檔控制器接收轉(zhuǎn)速傳感器采集的變速器輸出軸轉(zhuǎn)速信號；
[0008]B)通過計算估計出換檔過程車輛道路負載；
[0009]C)根據(jù)預設(shè)的道路負載閾值和發(fā)動機穩(wěn)定工作轉(zhuǎn)速范圍來進行最佳檔位的選擇，并完成換檔操縱。
[0010]本發(fā)明采用現(xiàn)有的轉(zhuǎn)速傳感器獲取換檔過程中變速器輸出軸轉(zhuǎn)速信號N，經(jīng)過對所述轉(zhuǎn)速信號限幅均值濾波處理和數(shù)值微分計算，求出換檔過程動力中斷期間的平均加速度a，進而估計出車輛道路負載F_load。換檔控制器將估計出的道路負載與預設(shè)的不同檔位下道路負載閾值進行比較，選擇適合于當前道路負載的初始目標檔位，隨后判斷按照初始目標檔位進行換檔后是否能使發(fā)動機轉(zhuǎn)速在預定合理范圍內(nèi)，如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速在合理范圍內(nèi)，則按照初始目標檔位進行換檔，從而使得換檔后車速與檔位能夠良好匹配，避免重型AMT車輛因道路負載的變化出現(xiàn)頻繁換檔，提升車輛的動力性能。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點在于成本低，方法簡單易行，由于利用了 AMT車輛換檔過程出現(xiàn)動力中斷這一固有特性，不需要增加任何元器件，在現(xiàn)有AMT自動變速系統(tǒng)的基礎(chǔ)上就能完成對換檔過程中重型AMT車輛的道路負載估計，更新?lián)Q檔控制器程序后能夠使得AMT實現(xiàn)合理目標檔位的選擇和換檔操縱。
[0012]本發(fā)明的特征將通過實施例結(jié)合附圖進行詳細說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為換檔過程中車輛驅(qū)動力、道路負載變化示意圖；
[0014]圖2為根據(jù)本發(fā)明的基于道路負載估計的檔位決策流程圖；
[0015]圖3為根據(jù)本發(fā)明的換檔過程道路負載估計流程圖。
【具體實施方式】
[0016]為了更好地理解本發(fā)明，以下通過【具體實施方式】結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細的說明。
[0017]圖1是換檔過程車輛驅(qū)動力、道路負載變化示意圖，圖中橫坐標為時間，縱坐標為車輛驅(qū)動力Ft和道路負載F_load的大小(圖1中的F_load曲線為非下坡行駛時的道路負載)。其中，tl時刻離合器開始分離，車輛驅(qū)動力開始減小；t2時刻離合器處于分離半接合點，車輛驅(qū)動力與道路負載平衡，從t2時刻起開始對變速器輸出軸轉(zhuǎn)速信號進行采樣；t3時刻離合器完全分離并開始進行原檔位的摘檔，此時車輛驅(qū)動力降為零；t4時刻完成摘檔，同時開始進行目標檔位選位；t5時刻完成目標檔位選位，并開始進行目標檔位掛檔；t6時刻完成掛檔并開始接合離合器，驅(qū)動力開始恢復；t7時刻離合器處于接合半接合點，車輛驅(qū)動力再次與道路負載平衡；t8時刻離合器完全接合，驅(qū)動力完全恢復，換檔結(jié)束。另夕卜，At是t2時刻后換檔控制器對道路負載估計計算前的采樣時長，設(shè)置其閾值為e3，t_c是計算道路負載和根據(jù)道路負載進行檔位決策所需時間，需要保證在t4時刻之前完成對道路負載的計算，即e 3 + t_c<t4-t2,并且根據(jù)道路負載進行檔位決策。[0018]由于裝用AMT的車輛均采用單片機進行控制，無論是計算時間還是離合器分離和接合的時間均較短，因此為了能夠有效地估計出車輛換檔過程動力中斷期間的道路負載，可以做出如下修正:
[0019]I)從保證重型AMT車輛動力性能的角度考慮，為了提高車輛行駛時道路負載估計的可行性，不考慮離合器部分接合時所傳遞動力對車輛加速度的影響，認為在離合器的分離半接合點至完全分離之間、離合器接合半接合點至完全接合之間兩個階段車輛的驅(qū)動力也為零，則從換檔初期的離合器分離半接合點開始，到換檔后期離合器接合半接合點結(jié)束，整個過程視為車輛驅(qū)動力為零，均使用F_load = - δ *m*a來計算道路負載。
[0020]2)可以認為在換檔之前、換檔之后以及換檔過程中的道路負載F_load在一定程度上是保持恒定的，即認為在換檔過程中的動力中斷期間計算出的道路負載？_10&(1就等于車輛行駛時所在道路環(huán)境下的道路負載。由于已經(jīng)認為在所述的離合器分離半接合點與接合半接合點之間，整個過程車輛驅(qū)動力為零，因此，在這個過程中的加速度一定程度上是不變的。
[0021]圖2為根據(jù)本發(fā)明的基于道路負載估計的檔位決策流程圖，當車輛行駛速度達到升檔點或者降檔點時，即觸發(fā)該檔位決策程序，首先換檔控制器開始累計踩下制動踏板的時間，同時換檔控制器對換檔過程動力中斷期間的車輛道路負載進行估計(詳見圖3)，經(jīng)過一定時間后，根據(jù)所得的道路負載的正負，初步確定車輛是否在下坡行駛。如果道路負載不是正值，說明車輛在下坡行駛，則根據(jù)駕駛員意圖進一步判斷車輛是否需要升一個檔或降一個檔；如果道路負載為正值，說明車輛不是在下坡行駛，則比較道路負載與當前油門開度下各個檔位驅(qū)動力的大小關(guān)系，確定是否需要升一個檔或者直接降到某一個合適的檔位。為了保證所選擇的目標檔位能夠成功掛檔，在最終確定目標檔位之前，還需要預先判斷按照所選擇的初始目標檔位進行換檔后發(fā)動機是否工作在穩(wěn)定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，例如針對某型號為BF6M1015CP的電控柴油發(fā)動機，需要判斷換檔完成后發(fā)動機轉(zhuǎn)速是否在800?2100r/min范圍內(nèi)，如果換檔完成后發(fā)動機轉(zhuǎn)速合理，那么即可確定出適合當前道路負載的目標檔位，反之則應使車輛保持原檔位運行。
[0022]本發(fā)明采用現(xiàn)有的轉(zhuǎn)速傳感器獲取換檔過程中變速器輸出軸轉(zhuǎn)速信號N，經(jīng)過對所述轉(zhuǎn)速信號限幅均值濾波處理和數(shù)值微分計算(具體計算過程詳見說明書【具體實施方式】部分)，求出換檔過程動力中斷期間的平均加速度a，進而估計出車輛道路負載F_load，換檔控制器將估計出的道路負載與預設(shè)的不同檔位下道路負載閾值進行比較，初步選擇適合于當前道路負載的初始目標檔位，隨后判斷按照初始目標檔位進行換檔后是否能使發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne(t8)在預定合理范圍內(nèi)，如果Ne (t8)在合理范圍內(nèi)，則按照初始目標檔位進行換檔，從而使得換檔后車速與檔位能夠良好匹配，避免重型AMT車輛因道路負載的變化出現(xiàn)頻繁換檔，提升車輛的動力性能。
[0023]其中發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne (t8)的計算方法是:根據(jù)修正2)所述的動力中斷期間加速度不變，則有 a = Kl*dN/dt = Kl* [N(t7) _N(t2) ] / (t7_t2)，可得 N(t7) = a*(t7_t2)/Kl +N(t2)，其中Kl = Ji*r/(30*i0)，表示將輸出軸轉(zhuǎn)速變化率轉(zhuǎn)換為車輛加速度a的系數(shù)，dN/dt和a的獲取和處理將在后文中給出，參考圖l，t2和t7分別為換檔過程動力中斷的起始時刻和終止時刻，t8為完成換檔的時刻，N(t2)與N(t7)分別對應于t2和t7時刻變速器輸出軸轉(zhuǎn)速。然后進一步估算出按照初始目標檔位完成換檔時變速器輸出軸轉(zhuǎn)速為N(t8)=K2*N(t7)，其中K2為估算換檔完成時變速器輸出軸轉(zhuǎn)速N(t8)所引入的系數(shù)，通過對重型車輛手動換檔過程離合器接合階段變速器輸出軸轉(zhuǎn)速的統(tǒng)計可獲得K2取值，即統(tǒng)計出N(t7)和N(t8)后根據(jù)K2=N(t8)/N(t7)確定K2的值。由于N(t7)與N(t8)差值很小，在此可將K2取為I。那么按照初始目標檔位完成換檔時發(fā)動機轉(zhuǎn)速為Ne (t8) = ig_init*N(t8)，ig_init為初始目標檔位的變速器傳動比。
[0024]依據(jù)本發(fā)明的一種基于重型AMT車輛道路負載估計的檔位決策方法，對換檔過程中動力中斷期間的道路負載F_load計算是以對所述采樣時長At內(nèi)變速器輸出軸轉(zhuǎn)速信號的采集為基礎(chǔ)的。本實施例采用的某種柴油發(fā)動機合理轉(zhuǎn)速在800~2100r/min之間，換檔過程將離合器分離至分離半接合點耗時(即圖1中tl到t2的時間)約100ms。參閱附圖1和3，在換檔過程初期，隨著離合器逐漸分離車輛的驅(qū)動力逐漸降低，當離合器處于分離半接合點時，開始對所述轉(zhuǎn)速信號進行采集，采樣周期為10ms，同時累計采樣時長，直到采樣時長At超過預先設(shè)定的時間閾值e3時，停止轉(zhuǎn)速信息的采集。
[0025]圖3是根據(jù)本發(fā)明的車輛換檔過程道路負載估計流程圖，在觸發(fā)了檔位決策程序的同時就開始了對換檔過程動力中斷期間的道路負載估計。隨后設(shè)定延時IOOms(對應于圖1中tl到t2的時間，針對不同換檔機構(gòu)，所設(shè)定的延時會有差異)，即從離合器開始分離算起，IOOms后離合器處于分離半接合點，此時才開始對所述轉(zhuǎn)速信號進行采集，之后以IOms為采樣周期采集變速器輸出軸轉(zhuǎn)速，同時對采樣時長At進行累計；當累計的采樣時長超過預設(shè)的時間閾值￡3時停止采樣，利用采集的轉(zhuǎn)速信號求出At內(nèi)車輛的平均加速度a，最后求出動力中斷期間道路負載并輸出。
[0026]在整個米樣時長At內(nèi)完成米集一系列離散的變速器輸出軸轉(zhuǎn)速信號后，采用限幅均值濾波方法對所述轉(zhuǎn)速信號進行濾波，其主要原理為設(shè)定一個所述轉(zhuǎn)速信號的允許差值e (N)，如果相鄰兩次采樣的轉(zhuǎn)速N(k-l)與N(k)之差的絕對值滿足
N(k)-N(k-1) |< e (N)，則認為N (k)有效，否則認為N (k)無效，且令N (k) = N(k_l);然后將每5個相鄰的采樣點轉(zhuǎn)速信號分為一組，求出這5個轉(zhuǎn)速值的平均值，即得出時間每隔50ms的較為平滑的變速器輸出軸轉(zhuǎn)速信號。完成對所述轉(zhuǎn)速信號的限幅均值濾波后，利用數(shù)值微分求出時間間隔At內(nèi)的平均加速度a。具體方法為先采用中心差商公式dN(k)/dt=[N (k+5) -N (k-5) ] / [t (k+5) -t (k-5)]求出所述轉(zhuǎn)速信號的變化率dN(k)/dt，然后在At內(nèi)求出各個dN(k)/dt的平均值dN/dt，最后求出車輛在動力中斷期間的平均加速度a =Kl*dN/dt。進而利用所述公式F_load = -6 *m*a計算出動力中斷期間的道路負載。在摘檔完成之前，利用估計出的動力中斷期間道路負載進行檔位決策，確定適合當前道路負載的新的目標檔位，并在完成摘檔后依照新的目標檔位進行選位和掛檔操作。
[0027]下面詳細說明本發(fā)明檔位決策的流程，本實施例估計道路負載并進行檔位決策的流程如圖2所示。開始檔位決策流程后具體步驟如下:
[0028]步驟Al，開始累計踩下制動踏板的時間T_bk，同時執(zhí)行步驟A2。
[0029]步驟A2，執(zhí)行圖3所示的車輛換檔過程道路負載估計程序，完成對動力中斷期間的道路負載估計，具體過程如下:
[0030]步驟A2.1，設(shè)定延時IOOms (即圖1中tl到t2的時間)；
[0031]步驟A2.2，以IOms為采樣周期采集所述變速器輸出軸轉(zhuǎn)速N，同時對采樣時長At進行累計；[0032]步驟A2.3，判斷累計的采樣時長At是否超過預設(shè)的時間閾值ε 3，如果Λ t> ε 3則停止采樣，執(zhí)行步驟Α2.4，否則返回步驟Α2.2 ；
[0033]步驟Α2.4，利用所述變速器輸出軸轉(zhuǎn)速信號求出所述采樣時長At內(nèi)車輛的平均加速度a ；
[0034]步驟A2.5，根據(jù)已知的車輛質(zhì)量m和旋轉(zhuǎn)質(zhì)量轉(zhuǎn)化系數(shù)δ，求出動力中斷期間道路負載F_load,F_load=_ δ *m*a,其中δ為車輛當前檔位下的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量轉(zhuǎn)換系數(shù)為當前車輛的質(zhì)量；
[0035]步驟A2.6，輸出F_load。完成所述道路負載估計后，執(zhí)行步驟A3。
[0036]步驟A3，換檔控制器判斷所述道路負載(F_load)的正負，初步確定車輛是否在下坡行駛，如果滿足F_load>0，則執(zhí)行步驟A4 ;如果F_load = O或者F_load〈0，說明車輛在下坡行駛，則執(zhí)行步驟BI。
[0037]步驟A4，所述換檔控制器對比所述道路負載(F_load)與當前油門開度下當前檔位i檔下車輛驅(qū)動力Ft (i)的大小關(guān)系，如果滿足F_load〈Ft (i)，說明車輛以i檔運行時能夠使車輛加速行駛，此時執(zhí)行步驟A5，否則執(zhí)行步驟El。
[0038]步驟A5，所述換檔控制器對比所述道路負載(F_load)與當前油門開度下升一個檔位，即(i+1)檔下的車輛驅(qū)動力Ft (i+1)的大小關(guān)系，如果滿足F_load〈Ft (i+1)，則說明車輛以(i+Ι)檔運行時能夠使車輛加速行駛，此時執(zhí)行步驟A6，否則執(zhí)行步驟F。
[0039]步驟A6，所述換檔控制器判斷此時油門開度大小，如果油門開度不大于零，則執(zhí)行步驟F ;如果油門開度大于零，說明駕駛員有加速意圖，則執(zhí)行步驟A7。
[0040]步驟A7，所述換檔控制器將上述(i+Ι)檔設(shè)為所述初始目標檔位，然后判斷換至所述初始目標檔位后發(fā)動機轉(zhuǎn)速是否在預定合理范圍內(nèi)，本實施例中，如果換至(i+1)檔后發(fā)動機轉(zhuǎn)速在合理轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，即換檔后發(fā)動機轉(zhuǎn)速在800?2100r/min范圍內(nèi)，則執(zhí)行步驟AS，否則執(zhí)行步驟F。
[0041 ] 步驟AS，所述變速器按照初始目標檔位完成升至(i+Ι)檔操作。
[0042]步驟BI，所述換檔控制器對比累計制動時間T_bk與預設(shè)值ε I大小，本實施例中，預設(shè)值ε I可取為0，若累計制動時間超過ε 1，說明駕駛員有控制車速的意圖，則執(zhí)行步驟Β2，否則認為駕駛員沒有控制車速的意圖，則執(zhí)行步驟Cl。
[0043]步驟Β2，所述換檔控制器進一步判斷當前發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne是否超過轉(zhuǎn)速閾值ε 2，對于本實施例的某柴油發(fā)動機ε 2取值2000r/min，如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速超過ε 2，則執(zhí)行步驟Β3，否則執(zhí)行步驟D。
[0044]步驟Β3，為了避免因為降多個檔位后出現(xiàn)車速明顯下降的現(xiàn)象，從而保證車輛的行駛速度，所述換檔控制器將比當前檔位i檔低一檔的(1-1)檔設(shè)為初始目標檔位，所述變速器按照初始目標檔位完成降檔操作。
[0045]步驟Cl，所述換檔控制器判斷此時油門開度大小，如果所述油門開度大于零，說明駕駛員有加速意圖，則執(zhí)行步驟C2，否則執(zhí)行步驟D。
[0046]步驟C2，為了避免下坡過程升多個檔位后車速上升過快而帶來安全隱患，所述換檔控制器將比當前檔位i檔高一檔的(i+Ι)檔設(shè)為初始目標檔位，所述變速器按照初始目標檔位完成升檔操作。
[0047]步驟D，所述換檔控制器將當前檔位i檔設(shè)為所述初始目標檔位，即所述變速器不進行換檔操作，維持原檔位行駛。
[0048]步驟E1，所述換檔控制器對比所述道路負載(F_load)與當前油門開度下降一個檔位后的驅(qū)動力Ft (1-1)的大小關(guān)系，如果滿足F_load〈Ft (1-1)，說明車輛以(i_l)檔運行時能夠使車輛加速行駛，此時執(zhí)行步驟E2，否則執(zhí)行步驟Gl。
[0049]步驟E2，所述換檔控制器將上述(1-1)檔設(shè)為所述初始目標檔位，然后判斷換至所述初始目標檔位后發(fā)動機轉(zhuǎn)速是否在預定合理范圍內(nèi)，如果換至(1-1)檔后發(fā)動機轉(zhuǎn)速在800~2100r/min，則執(zhí)行步驟E3，否則執(zhí)行步驟G2。
[0050]步驟E3，所述變速器按照初始目標檔位完成降至(1-1)檔操作。
[0051]步驟F，所述換檔控制器將當前檔位i檔設(shè)為所述初始目標檔位，即所述變速器不進行換檔操作，維持原檔位行駛。
[0052]步驟G1，所述換檔控制器對比所述道路負載(F_load)與當前油門開度下降兩個檔位后的驅(qū)動力Ft(1-2)的大小關(guān)系，如果滿足F_load〈Ft(1-2)，說明車輛以(i_2)檔運行時能夠使車輛加速行駛，此時執(zhí)行步驟G2，否則依次類推，參照步驟El到E3或Gl到G3執(zhí)行，進一步判斷所得道路負載(F_load)與當前油門開度下降j個檔位后的車輛驅(qū)動力Ft (1-j) (j=3,4,…，1-1)的大小關(guān)系。
[0053]步驟G2，所述換檔控制器將上述(1-2)檔設(shè)為所述初始目標檔位，然后判斷換至所述初始目標檔位后發(fā)動機轉(zhuǎn)速是否在預定合理范圍內(nèi)，如果換至(1-2)檔后發(fā)動機轉(zhuǎn)速在800~2100r/min，則執(zhí)行步驟 G3，否則依次類推，判斷換至(1-j) (j=3，4，…，i_l)檔后發(fā)動機轉(zhuǎn)速是否在預定合理范圍內(nèi)。
[0054]步驟G3，所述變速器按照初始目標檔位完成降至(1-2)檔操作。
[0055]......[0056]步驟H1，所述換檔控制器對比所述道路負載(F_load)與當前油門開度下降至I檔后的驅(qū)動力Ft (I)的大小關(guān)系，如果滿足F_load〈Ft (I)，說明車輛以I檔運行時能夠使車輛加速行駛，此時執(zhí)行步驟H2，否則執(zhí)行步驟I。
[0057]步驟H2，所述換檔控制器將I檔設(shè)為所述初始目標檔位，然后判斷換至所述初始目標檔位后發(fā)動機轉(zhuǎn)速是否在預定合理范圍內(nèi)，如果換至I檔后發(fā)動機轉(zhuǎn)速在800~2100r/min,則執(zhí)行步驟H3，否則執(zhí)行步驟I。
[0058]步驟H3，所述變速器按照初始目標檔位完成降至I檔操作。
[0059]步驟I，一般情況下，以最低檔位行駛時重型車輛所能提供的驅(qū)動力很大，道路負載？_10&(1總是小于Ft⑴的，如果還是出現(xiàn)了在I檔下仍然不滿MF_load〈Ft(l)的情況，或是出現(xiàn)了降至I檔后發(fā)動機轉(zhuǎn)速不在合理范圍內(nèi)的情況，那么提示駕駛員停車，由駕駛員操縱車輛直接制動并將檔位換至空檔，隨后駐車制動。
[0060]完成執(zhí)行以上各個步驟后，即可結(jié)束檔位決策流程。
[0061]綜上所述，本發(fā)明不需要增加任何元器件，便可以估計車輛換檔過程動力中斷期間的道路負載，基于此道路負載進行檔位決策能夠選擇出適合于當前道路負載的目標檔位，解決復雜工況下檔位與車速匹配不合理的問題，進而提升車輛的動力性能。
[0062]盡管本發(fā)明是通過上述的優(yōu)選實施例進行描述的，但是其實現(xiàn)形式并不局限于上述的實施方式。應該認識到在不脫離本發(fā)明主旨的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明做出不同的變化和修改。
【權(quán)利要求】
1.一種基于車輛道路負載估計的檔位決策方法，其特征在于包括如下步驟: 步驟一、換檔控制器接收轉(zhuǎn)速傳感器采集的變速器輸出軸轉(zhuǎn)速信號； 步驟二、根據(jù)所述變速器輸出軸轉(zhuǎn)速信號，估計車輛換檔過程動力中斷期間的道路負載(F_load)； 步驟三，換檔控制器判斷所述道路負載(F_load)是否大于O，以確定車輛是否在下坡行駛，如果所述道路負載(F_load)大于O，則執(zhí)行步驟四； 步驟四、所述換檔控制器將所述道路負載(F_load)與預設(shè)不同檔位下道路負載閾值進行比較，選擇適合所述道路負載(F_load)的初始目標檔位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檔位決策方法，其中按照如下步驟估計車輛換檔過程動力中斷期間的道路負載(F_load): 步驟A2.1，設(shè)定延時，所述延時為從離合器開始分離到離合器處于分離半接合點所需的時間； 步驟A2.2，以預定采樣周期采集所述變速器輸出軸轉(zhuǎn)速信號，同時對采樣時長At進行累計； 步驟A2.3，判斷累計的采樣時長At是否超過預設(shè)的時間閾值ε3，如果Λ t> ε 3則停止采樣，執(zhí)行步驟Α2.4，否則返回步驟Α2.2 ； 步驟Α2.4，利用所述變速器輸出軸轉(zhuǎn)速信號求出所述采樣時長At內(nèi)的車輛平均加速度a ; 步驟A2.5，根據(jù)已知的車輛質(zhì)量m和旋轉(zhuǎn)質(zhì)量轉(zhuǎn)化系數(shù)δ，求出動力中斷期間道路負載？_1(^(1,?_103(1=-δ *m*a,其中δ為車輛當前檔位下的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量轉(zhuǎn)換系數(shù)為當前車輛的質(zhì)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檔位決策方法，其特征在于還包括如下步驟:如果所述道路負載(F_load)不大于O，則說明車輛在下坡行駛，則執(zhí)行步驟BI ； 步驟BI，所述換檔控制器對比累計制動時間T_bk與預設(shè)值ε I大小，若累計制動時間超過ε 1，說明駕駛員有控制車速的意圖，則執(zhí)行步驟Β2，否則執(zhí)行步驟Cl ； 步驟Β2，所述換檔控制器進一步判斷當前發(fā)動機轉(zhuǎn)速是否超過轉(zhuǎn)速閾值ε 2，如果所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速超過所述轉(zhuǎn)速閾值ε 2，則所述換檔控制器將比當前檔位i檔低一檔的(1-1)檔設(shè)為初始目標檔位，所述變速器按照初始目標檔位完成降檔操作；否則將當前檔位i檔設(shè)為所述初始目標檔位，即所述變速器不進行換檔操作，維持原檔位行駛； 步驟Cl，所述換檔控制器判斷此時油門開度大小，如果所述油門開度大于O，說明駕駛員有加速意圖，則執(zhí)行步驟C2，否則將當前檔位i檔設(shè)為所述初始目標檔位，即所述變速器不進行換檔操作，維持原檔位行駛； 步驟C2，所述換檔控制器將比當前檔位i檔高一檔的(i+1)檔設(shè)為初始目標檔位，所述變速器按照初始目標檔位完成升檔操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檔位決策方法，其中按照如下步驟將所述道路負載(F_load)與預設(shè)不同檔位下道路負載閾值進行比較: 步驟A4，所述換檔控制器對比所述道路負載(F_load)與當前油門開度下當前檔位i檔下車輛驅(qū)動力Ft (i)的大小關(guān)系，如果滿足F_load〈Ft(i)，則執(zhí)行步驟A5，否則執(zhí)行步驟El ；步驟A5，所述換檔控制器對比所述道路負載(F_load)與當前油門開度下升一個檔位，即(i+1)檔下的車輛驅(qū)動力Ft (i+1)的大小關(guān)系，如果滿足F_load〈Ft (i+1)，則執(zhí)行步驟A6，否則將當前檔位i檔設(shè)為所述初始目標檔位，即所述變速器不進行換檔操作，維持原檔位行駛； 步驟A6，所述換檔控制器判斷此時油門開度大小，如果油門開度不大于O，則將當前檔位i檔設(shè)為所述初始目標檔位，即所述變速器不進行換檔操作，維持原檔位行駛；如果油門開度大于O，則將上述(i+1)檔設(shè)為所述初始目標檔位，然后所述換檔控制器判斷換至所述初始目標檔位后發(fā)動機轉(zhuǎn)速是否在預定合理范圍內(nèi)，如果所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速在所述預定合理范圍內(nèi)，則按照所述初始目標檔位換檔，否則將當前檔位i檔設(shè)為所述初始目標檔位，即所述變速器不進行換檔操作，維持原檔位行駛； 步驟E1，所述換檔控制器對比所述道路負載(F_load)與當前油門開度下降j個檔位后的車輛驅(qū)動力Ft(1-j)的大小關(guān)系，其中j初始值為I ; 如果不滿足F_load〈Ft(1-j)，則j累加1，再次判斷是否滿足F_load〈Ft(1-j);直到1-j=l時,如果仍然不滿足F_load〈Ft (i_j),則執(zhí)行步驟I ; 如果滿足F_load〈Ft (1-j)，則說明車輛以(1-j)檔運行時能夠使車輛加速行駛，此時將上述(1-j)檔設(shè)為所述初始目標檔位，然后所述換檔控制器判斷換至所述初始目標檔位后發(fā)動機轉(zhuǎn)速是否在預定合理范圍內(nèi)，如果所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速在所述預定合理范圍內(nèi)，則按照所述初始目標檔位換檔；如果所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速不在所述預定合理范圍內(nèi)，則j累加1，將(1-j)檔設(shè)為所述初始目標檔位，再次判斷換至所述初始目標檔位后發(fā)動機轉(zhuǎn)速是否在預定合理范圍內(nèi)；依次類推，直到i_j=l時，如果換至所述初始目標檔位后發(fā)動機轉(zhuǎn)速仍然不在預定合理范圍內(nèi)，則執(zhí)行步驟I ; 步驟I，所述換檔控制器提示 駕駛員停車，車輛制動并將檔位換至空檔，隨后駐車制動。
【文檔編號】F16H59/40GK103527768SQ201310534810
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年11月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月1日
【發(fā)明者】劉海鷗, 晉磊, 陳慧巖, 趙亦農(nóng), 金亞英 申請人:北京理工大學