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CN102887142A - 自动变速汽车意外换挡控制方法 - Google Patents

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CN102887142A CN2012103982417A CN201210398241A CN102887142A CN 102887142 A CN102887142 A CN 102887142A CN 2012103982417 A CN2012103982417 A CN 2012103982417A CN 201210398241 A CN201210398241 A CN 201210398241A CN 102887142 A CN102887142 A CN 102887142A
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陈黎
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张宽宽
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Abstract

本发明公开一种自动变速汽车意外换挡控制方法，利用车辆行驶状态及换挡控制参数间的内在联系，基于制定的换挡规律，以车速及油门开度作为横纵坐标在换挡规律曲线图上建立动态局部坐标系，当θ沿着坐标系的第一象限变化作为正常升挡过程处理；当θ沿着第三象限变化作为正常降挡过程处理；当θ沿着第四象限变化作为意外升挡过程处理；当θ沿着第二象限变化先通过油门开度变化率判断驾驶意图是否为急加速，若是急加速则进行正常降挡处理，否则作为意外降挡处理。本发明的优点是仅需要判断油门开度与车速组成的坐标点沿着所建立的动态局部坐标系的变化轨迹就能识别出是正常换挡还是意外换挡，易于软硬件实现，且便于实车应用。

Description

自动变速汽车意外换挡控制方法
技术领域
本发明涉及一种自动变速汽车意外换挡控制方法，根据汽车换挡控制参数的内在联系消除自动变速汽车意外换挡现象的控制方法。
背景技术
针对消除自动变速汽车意外换挡现象控制方法的研究主要集中在借助不同的智能控制方法通过分析驾驶员意图对换挡规律进行修正来消除意外换挡现象，而缺乏对驾驶员意图及车辆行驶状态的综合考虑。同时，由于受硬件的限制，目前的这些研究成果不易应用于实车。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是要提供一种易于实现且便于实车应用的自动变速汽车意外换挡控制方法。
为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种自动变速汽车意外换挡控制方法，该控制方法利用车辆行驶状态及换挡控制参数间的内在联系，并基于制定的换挡规律，以车速及油门开度作为横纵坐标在换挡规律曲线图上建立动态局部坐标系，该坐标系随车辆的车速与油门开度的变化轨迹动态变化，在车辆行驶过程中，当油门开度与车速组成的坐标点，即当前坐标点与下一坐标点组成的向量与车速方向的夹角                                                
Figure 2012103982417100002DEST_PATH_IMAGE001
沿着坐标系的第一象限变化时，作为正常升挡过程处理，并按正常升挡操作进行换挡控制；当前坐标点与下一坐标点组成的向量与车速方向的夹角沿着坐标系的第三象限变化时，作为正常降挡过程处理，按正常降挡操作进行换挡控制；当前坐标点与下一坐标点组成的向量与车速方向的夹角
Figure 201881DEST_PATH_IMAGE001
沿着坐标系第四象限变化时，作为意外升挡过程处理，进入意外升挡处理流程；当前坐标点与下一坐标点组成的向量与车速方向的夹角
Figure 607717DEST_PATH_IMAGE001
沿着坐标系第二象限变化时，先通过油门开度变化率
Figure 2926DEST_PATH_IMAGE002
判断驾驶意图I是否为急加速，若是急加速，则进行正常降挡处理，否则作为意外降挡处理流程。
所述以车速及油门开度作为横纵坐标在换挡规律曲线图上建立动态局部坐标系，车辆当前行驶状态坐标点为O1，下一个采样点的车辆行驶状态坐标点为O2，向量
Figure 2012103982417100002DEST_PATH_IMAGE003
与车速方向的夹角设为，由向量端点坐标的三角关系可得：
      
Figure 577444DEST_PATH_IMAGE004
                          （1）
通过读取当前采样点车辆行驶状态和下一个采样点车辆行驶状态利用式（1）计算出，并把相关信息保存到有向图节点中；
其中：
Figure 2012103982417100002DEST_PATH_IMAGE005
为当前采样点的油门开度，
Figure 168011DEST_PATH_IMAGE006
为当前采样点的车速，
Figure 2012103982417100002DEST_PATH_IMAGE007
为下一个采样点的油门开度，
Figure 836890DEST_PATH_IMAGE008
为下一个采样点的车速。
所述意外升挡处理流程，是维持当前挡位不变，直到车辆在某一稳定行驶状态附近保持一定的时间后，重新进行换挡判断。
所述意外降挡处理流程，首先判断驾驶意图是否为正常的急加速，是则作为正常降挡过程处理；不是则为意外降挡，进行意外降挡控制，维持当前挡位不变，进行预瞄控制直到车辆状态在某一稳定状态附近保持一定的时间后，重新进行换挡判断。
本发明的优越功效之处：仅需要判断油门开度与车速组成的坐标点沿着所建立的动态局部坐标系的变化轨迹就能识别出是正常换挡还是意外换挡，该控制方法易于软硬件实现，且便于实车应用。
附图说明
 图1为本发明的正常换挡过程示意图；
图2为本发明的意外升挡过程示意图；
图3为本发明的消除意外换挡现象控制方法判断过程示意图；
图4为本发明的动态局部坐标系；
图5为本发明的消除意外换挡现象控制方法实现流程。
具体实施方式
请参阅附图所示，对本发明作进一步的描述。
图1是基于有向图表示常规换挡过程。利用有向图对换挡过程进行抽象表示，既清晰地描述了车辆行驶过程中的挡位变化过程，也有利于换挡控制策略的制定，其中，换挡过程中车辆的挡位信息由有向图的节点表示，节点中保存车辆行驶状态变量，如油门开度、车速、挡位及其他与换挡控制相关的信息，升挡与降挡过程的切换由节点间的有向边的方向表示。
图2是基于有向图表示的意外升挡过程。车辆以正常状态行驶到4挡，然后油门踏板快速松开。与图1常规换挡过程不同的是，由于油门开度迅速减小，而车速反应滞后，导致意外穿过4挡升5挡的升挡线，发生了4挡到5挡的意外升挡现象，随着油门开度的再次减小，导致穿过5挡升6挡的升挡线，又发生了5挡升6挡的意外升挡现象。随着车速的不断减小，车辆由6挡顺序降到1挡，直到最后停车。
图3是消除意外换挡现象控制方法判断过程示意图。首先，基于常规换挡规律，以车速与油门开度作为横、纵坐标建立动态局部坐标系（如图4所示），该坐标系随车速与油门开度的变化轨迹动态变化，图3虚线框中的状态为车辆当前行驶状态，当油门开度与车速组成的坐标点沿着坐标系的第一象限变化时，属于正常升挡过程，按正常升挡操作进行换挡控制；当油门开度与车速组成的坐标点沿着第三象限变化时，属于正常降挡过程，按正常降挡操作进行换挡控制。当油门开度与车速组成的坐标点沿着坐标系第四象限变化时，属于意外升挡过程（如油门开度减小，但车速却增大的下坡工况及制动工况等），进入意外升挡处理流程，此时，首先维持当前挡位不变，直到车辆在某一稳定行驶状态附近保持一定的时间（如选取100ms）后，重新进行换挡判断；当油门开度与车速组成的坐标点沿着第二象限变化时，属于意外降挡过程（如油门增大，但车速却减少的上坡工况等），此时，判断过程如意外升挡处理流程，首先维持当前挡位不变，进行预瞄控制直到车辆状态在某一稳定状态附近保持一定的时间后，重新进行换挡判断，当驾驶意图为急加速时，按照正常降挡过程处理，以便及时降挡使车辆获得更大的加速度，使车辆加速行驶。
图4是针对消除意外换挡控制方法建立的动态局部坐标系。车辆当前行驶状态坐标点为O1，下一个采样点的车辆行驶状态坐标点为O2，向量与车速方向的夹角设为
Figure 264210DEST_PATH_IMAGE001
，由向量端点坐标的三角关系可得：
      
Figure 1221DEST_PATH_IMAGE004
                          （1）
通过读取当前采样点车辆行驶状态和下一个采样点车辆行驶状态利用式（1）计算出
Figure 524607DEST_PATH_IMAGE001
，并把相关信息保存到有向图节点中，然后根据动态局部坐标系，对换挡过程进行判断，基于此可以快速判断出是正常换挡还是意外换挡，并进行相关的处理，
Figure 892134DEST_PATH_IMAGE001
的象限划分如式（2）所示。
Figure 2012103982417100002DEST_PATH_IMAGE009
            （2）
式中，
Figure 133760DEST_PATH_IMAGE005
为当前采样点的油门开度，
Figure 595834DEST_PATH_IMAGE006
为当前采样点的车速，
Figure 239305DEST_PATH_IMAGE007
为下一个采样点的油门开度，
Figure 574471DEST_PATH_IMAGE008
为 下一个采样点的车速。
图5是消除意外换挡现象控制方法的实现流程图。车辆行驶过程中，变速器电控系统连续读取当前和下一采样点的车辆行驶状态数据包括油门开度、车速等，由上述公式（1）计算
Figure 241076DEST_PATH_IMAGE001
值，然后，判断其满足第几象限条件，当满足第一象限条件时，属于正常升挡，进行升挡过程控制，完成后，继续换挡逻辑的判断；若值满足第三象限条件，属于正常降挡，进行降挡过程控制，完成后，继续换挡逻辑的判断。若
Figure 817868DEST_PATH_IMAGE001
值满足第二象限条件，此时根据急加速工况正常降挡控制策略，判断是否是正常的急加速降挡工况，满足急加速条件时进行正常降挡控制，而当是意外降挡时，进行意外降挡控制，先维持当前挡位不变并读取车辆状态数据，与前一状态比较从而判断车辆是否处于稳定状态，不满足稳定状态条件时，继续读取车辆状态数据和进行稳定状态的判断，当车辆处于稳定状态时，开始计算稳定状态的持续时间，当持续时间大于等于所设定的时间阈值时，重新进行换挡判断；若
Figure 277930DEST_PATH_IMAGE001
值满足第四象限条件，属于意外升挡，进行意外升挡过程控制，先维持当前挡位不变并读取车辆状态数据，与前一状态比较从而判断车辆是否处于稳定状态，不满足稳定状态条件时，继续读取车辆状态数据和进行稳定状态的判断，当车辆处于稳定状态时，开始计算稳定状态的持续时间，当持续时间大于等于所设定的时间阈值时，重新进行换挡判断。 

Claims (4)

1.一种自动变速汽车意外换挡控制方法，该控制方法利用车辆行驶状态及换挡控制参数间的内在联系，并基于制定的换挡规律，以车速及油门开度作为横纵坐标在换挡规律曲线图上建立动态局部坐标系，该坐标系随车辆的车速与油门开度的变化轨迹动态变化，在车辆行驶过程中，当油门开度与车速组成的坐标点，即当前坐标点与下一坐标点组成的向量与车速方向的夹角                                               
Figure 2012103982417100001DEST_PATH_IMAGE002
沿着坐标系的第一象限变化时，作为正常升挡过程处理，并按正常升挡操作进行换挡控制；当
Figure 744045DEST_PATH_IMAGE002
沿着坐标系的第三象限变化时，作为正常降挡过程处理，按正常降挡操作进行换挡控制；当
Figure 598869DEST_PATH_IMAGE002
沿着坐标系第四象限变化时，作为意外升挡过程处理，进入意外升挡处理流程；当
Figure 378606DEST_PATH_IMAGE002
沿着坐标系第二象限变化时，先通过油门开度变化率
Figure 2012103982417100001DEST_PATH_IMAGE004
判断驾驶意图I是否为急加速，若是急加速，则进行正常降挡处理，否则作为意外降挡处理流程。
2.根据权利要求1所述的自动变速汽车意外换挡控制方法，所述以车速及油门开度作为横纵坐标在换挡规律曲线图上建立动态局部坐标系，车辆当前行驶状态坐标点为O1，下一个采样点的车辆行驶状态坐标点为O2，向量与车速方向的夹角设为
Figure 960766DEST_PATH_IMAGE002
，由向量端点坐标的三角关系可得：
       
Figure DEST_PATH_IMAGE008
                          （1）
通过读取当前采样点车辆行驶状态和下一个采样点车辆行驶状态利用式（1）计算出
Figure 712821DEST_PATH_IMAGE002
，并把相关信息保存到有向图节点中；
其中：
Figure DEST_PATH_IMAGE010
为当前采样点的油门开度，
Figure DEST_PATH_IMAGE012
为当前采样点的车速，
Figure DEST_PATH_IMAGE014
为下一个采样点的油门开度，
Figure DEST_PATH_IMAGE016
为下一个采样点的车速。
3.根据权利要求1所述的自动变速汽车意外换挡控制方法，所述意外升挡处理流程，是维持当前挡位不变，直到车辆在某一稳定行驶状态附近保持一定的时间后，重新进行换挡判断。
4.根据权利要求1所述的自动变速汽车意外换挡控制方法，所述意外降挡处理流程，首先判断驾驶意图是否为正常的急加速，是则作为正常降挡过程处理；不是则为意外降挡，进行意外降挡控制，维持当前挡位不变，进行预瞄控制直到车辆状态在某一稳定状态附近保持一定的时间后，重新进行换挡判断。
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