CN109237011A - 一种含有驾驶行为预测模型的自动变速箱换挡控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含有驾驶行为预测模型的自动变速箱换挡控制方法。该方法包括：车辆起步阶段，根据车辆当前行驶状态初选基本档位；再由高清摄像头、激光雷达和超声波雷达组成的交通环境采集平台对当前道路环境、前车行驶参数进行测量，建立前车驾驶行为预测模型；配合该模型及当前交通环境，建立本车驾驶行为预测模型，并依据该模型对初选基本档位进行修正，将最终档位发送至换挡执行机构。本发明能够基于交通环境实时预测本车的驾驶行为，提前做好换挡准备，即时输出最佳档位，提升车辆的换挡平顺性，可应用于智能汽车等领域。

Description

一种含有驾驶行为预测模型的自动变速箱换挡控制方法

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种车辆自动换挡控制方法。

背景技术

合理的换挡逻辑是决定车辆自动变速器性能优劣的关键，换挡逻辑决定了车辆何时进行换挡操作，直接影响着车辆的动力性、经济性及乘坐舒适性。目前，广泛采用的换挡逻辑主要有单参数换挡规律和双参数换挡规律。单参数换挡规律以车速为控制参数，虽然结构简单，但对油门踏板变化不敏感。双参数换挡规律为了解决这一问题，引入了油门踏板开度作为控制参数，极大提高了车辆的动力性和燃油经济性。但上述两种换挡规律均以车辆当前的行驶参数作为唯一依据，在交通环境较复杂的工况下，存在频繁升降档位的情况，不仅造成乘坐舒适性的恶化，也进一步降低了车辆的燃油经济性和动力性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含有驾驶行为预测模型的自动变速箱换挡控制方法，以能够预测驾驶员驾驶行为从而提前预判最匹配目标档位，实现对车辆自动变速器换挡控制。

为解决上述技术问题，本发明通过交通环境信息采集平台采集当前车道前车实时速度、加速度、前车距本车距离、左右相邻车道前车实时速度、加速度、变道灯信号，基于隐马尔可夫模型分别建立当前车道与相邻车道前车驾驶员驾驶行为预测模型，以所述前车的加速、制动和变道为预测对象，对所述前车驾驶行为进行预测。再基于预测的前车驾驶行为、前后车距以及本车实时状态信息，建立基于隐马尔可夫模型的本车驾驶行为预测模型。根据预测的本车驾驶行为对自动变速箱基础档位进行修正，具体的技术方案如下：

一种含有驾驶行为预测模型的自动变速箱换挡控制方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1，车辆起步阶段，根据当前车辆油门踏板开度、制动踏板开度及车速初选基础档位；

步骤2，通过交通环境采集平台确定实时的本车周围交通环境相关参数；所述相关参数包括前车距本车距、前车当前速度、前车当前加速度、相邻车道车辆速度、加速度和变道灯是否亮起；

步骤3，基于隐马尔可夫理论建立周围车辆驾驶行为预测模型，预测得下一阶段周围车辆驾驶行为；

步骤4，以实时的本车周围交通环境相关参数、预测得到下一阶段周围车辆驾驶行为、本车实时状态信息为系统输入，基于隐马尔可夫理论，建立本车驾驶行为预测模型；

步骤5，根据本车驾驶行为预测模型预测本车驾驶行为，对初选基础档位进行修正，得到当前最佳目标档位；

步骤6，将当前最佳目标档位传送至换挡执行机构。

所述的初选基础档位的具体方法为：采集车辆当前车速和油门开度信号，换挡控制系统判断当前车速是否超过当前油门开度下的换挡点车速；若车速超过当前油门踏板开度下的换挡车速阈值，则将初选基础档位上升一档；若车速未超过当前油门踏板开度下的换挡车速阈值，则维持当前档位为初选的基础档位。

所述的交通环境采集平台包含传感器、高清夜视摄像头、64线激光雷达；所述的传感器分别为安装在车辆前部的四个超声波雷达以及安装在车辆两侧的四个超声波雷达，分别用于测量当前车道前车距本车的距离、车速和加速度和相邻车道距本车的距离、车速和加速度；所述高清夜视摄像头安装在车辆前挡风玻璃上，用于识别前方车辆并确定目标车辆，对超声波雷达测量的目标车辆距本车间距、车速、加速度信号进行修正，采集相邻车道目标车辆变道灯信号；所述64线激光雷达安装在车辆顶部，用于识别周围道路环境。

所述基于隐马尔可夫模型建立的周围车辆驾驶行为预测模型为：λ＝{A,B,Π}；

A＝[a_ij]_N×N为状态转移概率矩阵，a_ij为状态转移概率；B为观测时间概率分布矩阵，用于描述前车驾驶员不同驾驶行为的出现概率；Π为隐藏状态初始概率分布，由A和B共同决定。S为前车观测驾驶行为状态，S＝{S₁,S₂,…,S_N}，N＝4，S₁为加速行为，S₂为制动行为，S₃为左变道灯亮起，S₄为右变道灯亮起。

所述本车实时状态信息的获取是由本车原有传感器获取，并通过CAN总线传送至换挡控制器。

所述本车驾驶行为预测模型为μ＝{C,D,Η}；

C＝[c_ij]_N×N为状态转移概率矩阵，c_ij为状态转移概率；D为观测时间概率分布矩阵，用于描述前车驾驶员不同驾驶行为的出现概率；Η为隐藏状态初始概率分布，由C和D共同决定。O为本车观测驾驶行为状态，O＝{O₁,O₂,…,O_M}，M＝8，O₁为前车加速行为，O₂为前车制动行为，O₃为前车左变道灯亮起，O₄为前车右变道灯亮起，O₅为本车加速行为，O₆为本车制动行为，O₇为本车左变道灯亮起，O₈为本车右变道灯亮起。

本发明具有有益效果。本发明依据交通环境参数采集平台采集实时交通环境，建立周围车辆驾驶行为预测模型，进一步依据预测结果建立本车驾驶行为预测模型。本发明根据预测驾驶行为能够对初选的基础档位进行修正，提前做好了换挡准备，提高了车辆在复杂道路交通环境工况下的燃油经济性、动力性及乘坐舒适性。

附图说明

图1为本发明系统结构示意图。

图2为本发明系统工作具体流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明。

如图1所示，本发明提及的车辆自动换挡控制系统包括初选基本档位模块、交通环境采集模块、本车数据采集模块，当前车道前车驾驶行为预测模型，相邻车道车辆驾驶行为预测模型，以及本车驾驶行为预测模型。

本发明系统工作具体流程如图2所示：本车参数采集模块采集车辆当前车速、油门踏板开度、制动踏板开度数据，初选当前基础档位；交通环境采集模块以高清摄像头、激光雷达、超声波雷达等多种高精度传感器采集周围道路及车辆信息；基于隐马尔克服理论分别建立当前车道前车、相邻车道前车驾驶行驶预测模型；当前车道前车驾驶行为预测模型以交通信号灯信号、前车速度、加速度方向盘转向角为辨识主因子，以前车驾驶员加速行为、制动行为、变道行为发生概率为输出，实现对当前车道前车驾驶员驾驶行为进行预测；相邻车道前车驾驶行为预测模型以车辆速度、加速度、交通信号灯信号、方向盘转向角及其变化率、车辆变道灯信号为主辨识因子，以车辆左、右变道行为概率作为预测模型输出，对相邻车道车辆驾驶行为进行预测；将预测得到所有前车驾驶行为通过车辆网发送至本车，以上述预测驾驶行为和本车车速、加速度为主辨识因子，以本车加速和制动行为概率为预测模型输出，对本车驾驶行为进行预测。依据预测的驾驶行为修正初选的基础档位，如此重复上述过程。

Claims (6)

1.一种含有驾驶行为预测模型的自动变速箱换挡控制方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1，车辆起步阶段，根据当前车辆油门踏板开度、制动踏板开度及车速初选基础档位；

步骤2，通过交通环境采集平台确定实时的本车周围交通环境相关参数；所述相关参数包括前车距本车距、前车当前速度、前车当前加速度、相邻车道车辆速度、加速度和变道灯是否亮起；

步骤3，基于隐马尔可夫理论建立周围车辆驾驶行为预测模型，预测得下一阶段周围车辆驾驶行为；

步骤4，以实时的本车周围交通环境相关参数、预测得到下一阶段周围车辆驾驶行为、本车实时状态信息为系统输入，基于隐马尔可夫理论，建立本车驾驶行为预测模型；

步骤5，根据本车驾驶行为预测模型预测本车驾驶行为，对初选基础档位进行修正，得到当前最佳目标档位；

步骤6，将当前最佳目标档位传送至换挡执行机构。

2.根据权利要求1所述的一种含有驾驶行为预测模型的自动变速箱换挡控制方法，其特征在于：所述的初选基础档位的具体方法为：采集车辆当前车速和油门开度信号，换挡控制系统判断当前车速是否超过当前油门开度下的换挡点车速；若车速超过当前油门踏板开度下的换挡车速阈值，则将初选基础档位上升一档；若车速未超过当前油门踏板开度下的换挡车速阈值，则维持当前档位为初选的基础档位。

3.根据权利要求1所述的一种含有驾驶行为预测模型的自动变速箱换挡控制方法，其特征在于：所述的交通环境采集平台包含传感器、高清夜视摄像头、64线激光雷达；所述的传感器分别为安装在车辆前部的四个超声波雷达以及安装在车辆两侧的四个超声波雷达，分别用于测量当前车道前车距本车的距离、车速和加速度和相邻车道距本车的距离、车速和加速度；所述高清夜视摄像头安装在车辆前挡风玻璃上，用于识别前方车辆并确定目标车辆，对超声波雷达测量的目标车辆距本车间距、车速、加速度信号进行修正，采集相邻车道目标车辆变道灯信号；所述64线激光雷达安装在车辆顶部，用于识别周围道路环境。

4.根据权利要求1所述的一种含有驾驶行为预测模型的自动变速箱换挡控制方法，其特征在于：所述基于隐马尔可夫模型建立的周围车辆驾驶行为预测模型为：λ＝{A,B,Π}；

A＝[a_ij]_N×N为状态转移概率矩阵，a_ij为状态转移概率；B为观测时间概率分布矩阵，用于描述前车驾驶员不同驾驶行为的出现概率；Π为隐藏状态初始概率分布，由A和B共同决定。S为前车观测驾驶行为状态，S＝{S₁,S₂,…,S_N}，N＝4，S₁为加速行为，S₂为制动行为，S₃为左变道灯亮起，S₄为右变道灯亮起。

5.根据权利要求1所述的一种含有驾驶行为预测模型的自动变速箱换挡控制方法，其特征在于：所述本车实时状态信息的获取是由本车原有传感器获取，并通过CAN总线传送至换挡控制器。

6.根据权利要求1所述的一种含有驾驶行为预测模型的自动变速箱换挡控制方法，其特征在于：所述本车驾驶行为预测模型为μ＝{C,D,Η}；

C＝[c_ij]_N×N为状态转移概率矩阵，c_ij为状态转移概率；D为观测时间概率分布矩阵，用于描述前车驾驶员不同驾驶行为的出现概率；Η为隐藏状态初始概率分布，由C和D共同决定。O为本车观测驾驶行为状态，O＝{O₁,O₂,…,O_M}，M＝8，O₁为前车加速行为，O₂为前车制动行为，O₃为前车左变道灯亮起，O₄为前车右变道灯亮起，O₅为本车加速行为，O₆为本车制动行为，O₇为本车左变道灯亮起，O₈为本车右变道灯亮起。