车辆的负载识别控制方法技术

本发明专利技术公开了一种车辆的负载识别控制方法，其包括信号采集和处理、输出轴转速斜率计算、变速器输出扭矩计算、负载因子计算、负载因子归一化处理、负载因子滤波、目标挡位计算等步骤。本发明专利技术的车辆的负载识别功能是结合车辆的动态性、环境条件和道路状况，运用汽车动力学知识，根据驾驶员踩油门大小、变速器输出扭矩以及车速三个输入信号，运用模糊控制理论识别车辆的负载并对坡道上的换挡参考车速进行调整，并计算出车辆在坡道上行驶的最佳挡位。

【技术实现步骤摘要】
车辆的负载识别控制方法
本专利技术涉及车辆的负载识别控制领域，具体涉及一种车辆的负载识别控制方法。
技术介绍
自DCT(DoubleClutchTransmission，双离合变速器)问世以来，双离合变速器越来越成熟，特别是最近几年，各大汽车或变速器零部件供应商都在加大双离合变速器的研发工作。双离合变速器基于手动变速器而又有别于自动变速器，除了拥有手动变速器的灵活性及自动变速器的舒适性外，还能提供无间断的动力输出。双离合变速器与传统的手动变速器相比，由于使用了双离合变速器的新技术，使得手动变速器具备自动性能，大大改善了汽车的燃油经济性，双离合变速器消除了手动变速器在换挡时的扭矩中断感，比手动变速器换挡更快速、顺畅，动力输出不间断，使驾驶更灵敏，它能带给驾驶者更愉悦的驾驶感觉。车辆在坡道上行驶时，额外会受到车辆重力沿坡道平行方向的分力，上坡时，车辆需要输出更多的动力来克服车辆重力沿坡道平行方向的分力，如果按照车速和油门二参数决定的换挡线获得的换挡参考车速来执行上坡换挡会导致车辆动力输出不足，无法维持车辆正常行驶；下坡时，车辆受到的车辆重力沿坡道平行方向的分力变为了驱动力，需要利用发动机制动能力来克服车辆重力沿坡道平行方向的分力，如果按照车速和油门二参数决定的换挡线获得的换挡参考车速来决定换挡会导致车辆不能有效利用发动机制动效果，无法保证车辆正常行驶。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术对应的不足，提供一种车辆的负载识别功能的控制方法，旨在解决坡道换挡的问题，本专利技术的车辆的负载识别功能是结合车辆的动态性、环境条件和道路状况，运用汽车动力学知识，根据驾驶员踩踏油门大小、变速器输出扭矩以及车速三个输入，运用模糊控制理论识别车辆的负载来对坡道上的换挡参考车速进行更正，并计算出车辆在坡道上行驶的最佳挡位。本专利技术的目的是采用下述方案实现的：一种车辆的负载识别功能的控制方法，包括如下步骤：S1)信号采集和处理：变速器控制单元TCU实时获取发动机扭矩、发动机转速、油门、脚刹和车速信号以及手柄位置信号和钥匙开关信号；S2)输出轴转速斜率计算：变速器控制单元TCU根据输出轴转速与车速的关系计算获得输出轴转速，并对输出轴转速取微分得到输出轴转速斜率；S3)变速器输出扭矩计算：变速器控制单元TCU利用发动机扭矩、拖拽扭矩和整车惯量的关系计算出变速器输出扭矩；S4)负载因子计算，包括以下步骤：S41)负载识别模糊控制系统进入条件识别：变速器控制单元TCU根据发动机转速、车速、钥匙开关信号和手柄位置信号判断当前车辆状态是否满足进入负载识别模糊控制系统的条件，若满足所有负载识别模糊控制系统进入条件，则变速器控制单元TCU进入到负载识别模糊控制系统执行步骤S42)，若负载识别模糊控制系统进入条件中有任意一条不满足的情况下，则变速器控制单元TCU退出负载识别模糊控制系统，输出负载因子为平路，执行步骤S43)。本步骤是负载识别模糊控制系统进入条件的识别，这些条件中任一条件不满足情况下，计算出来的负载因子是不准的。S42)通过负载识别模糊控制系统计算负载因子：变速器控制单元TCU获取变速器输出扭矩、油门和车速信号作为负载因子模糊控制系统的输入变量，根据负载识别模糊控制系统的模糊规则计算得到计算负载因子；S43)变速器控制单元TCU根据实时的脚刹信号，判断刹车是否踩下，当变速器控制单元TCU识别到刹车踩下情况下，则冻结输出的负载因子(即负载因子保持不变，不更新负载因子)，当变速器控制单元TCU识别到刹车松开的情况下，则更新输出的负载因子。因为在刹车踩下的情况下，计算出的负载因子是不准确的，所以在刹车踩下的情况下就使负载因子保持不变，不更新负载因子。设置本步骤可以保证输出的负载因子的准确性。通过负载因子模糊控制系统计算负载因子的具体步骤为：S51)变速器控制单元获取车速v、油门x、变速器输出扭矩y作为负载因子模糊控制系统的输入变量；S52)将油门x、车速v和变速器输出扭矩y对应输入到隶属度函数A(x)、B(v)、C(v)、D(y)、E(y)中，分别得到相应的输出值Ax、Bv、Cv、Dy、Ey，其中，A(x)＝表示模糊集“小油门”的隶属函数，B(v)＝表示模糊集“车速不高”的隶属函数，C(v)＝表示模糊集“车速不低”的隶属函数，D(y)＝表示模糊集“变速器输出扭矩是正的”的隶属函数，E(y)＝表示模糊集“变速器输出扭矩是负的”的隶属函数；S53)将隶属度函数A(x)、B(v)、C(v)、D(y)、E(y)的输出值Ax、Bv、Cv、Dy、Ey输入到模糊控制规则，分别得到模糊控制规则的输出值即负载因子原始值A1、A2、A3、A4，其中，第1个模糊控制规则为：如果变速器输出扭矩是正的且车速不低，那么负载因子原始值为上坡，负载因子原始值A1为Cv与Dy中取小值；第2个模糊控制规则为：如果变速器输出扭矩是正的，那么负载因子原始值为上坡，负载因子原始值A2为Dy；第3个模糊控制规则为：如果变速器输出扭矩是负的且车速不高且油门小，那么负载因子原始值为下坡，负载因子原始值A3为Ax、Bv、Ey三者中取最小值；第4个模糊控制规则为：其他情况下，负载因子原始值为平路，负载因子原始值A4为0；S54)将得到的负载因子原始值A1、A2、A3、A4按照如下累加平均公式进行精确化处理得到最终需要的负载因子，累加平均公式为：其中Ai为第i个模糊控制规则输出的负载因子原始值，Knj为规则分子系数，Kdj为规则分母系数。所述负载识别模糊控制系统进入条件包括钥匙上电、手柄位置为“D”、发动机转速大于预设转速阈值、车速大于预设车速阈值。根据需要本专利技术还可以增加其他负载识别模糊控制系统进入条件。根据汽车动力学知识，变速器输出扭矩与发动机扭矩、拖拽扭矩、整车惯量之间存在如下关系：其中，igear为车辆当前行驶的挡位的传动比，TConstant为整车惯量常数，nosg为变速器输出轴转速斜率，Tgbx为变速器输出扭矩，Teng为发动机扭矩，Tdrag为拖拽扭矩，Tita为整车惯量。根据汽车动力学知识，车速和输出轴转速存在如下关系：其中，R为车轮滚动半径，nos为输出轴转速，V为车速。步骤S6)后还包括步骤S7)，步骤S7)为：在变速器控制单元TCU内预先设置经济换挡线和负载换挡线，变速器控制单元TCU根据当前车速与油门查经济换挡线和负载换挡线得到经济换挡参考车速和负载换挡参考车速，并将经济换挡参考车速、负载换挡参考车速以及滤波后的负载因子带入换挡参考车速计算公式计算出换挡参考车速即换挡参考车速，根据滤波后的负载因子对换挡参考车速进行实时更正，并按照更正后的换挡参考车速来执行换挡，保证车辆上下坡时在最佳的挡位上运行，换挡参考车速计算公式为：其中，Vref为换挡参考车速，Fload为滤波后的负载因子，Veco为经济换参考车速，Vload为负载换参考车速。步骤S6)与步骤S7)之间包括如下步骤：变速器控制单元TCU对负载因子进行归一化和滤波处理。本专利技术具有的优点是：本专利技术结合车辆的动态性和驾驶员的操作，本专利技术设计了4个模糊规则来反应坡道状态，其中2个上坡规则，1个下坡规则，1个平路规则，这4个模糊规则分别如下：规则1上坡驾驶，如果变速器输出扭矩是正的且车速不低，那么输出的负载因子为上坡本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆的负载识别控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1)信号采集和处理：变速器控制单元TCU实时获取发动机扭矩、发动机转速、油门、脚刹和车速信号以及手柄位置信号和钥匙开关信号；S2)输出轴转速斜率计算：变速器控制单元TCU根据输出轴转速与车速的关系计算获得输出轴转速，并对输出轴转速取微分得到输出轴转速斜率；S3)变速器输出扭矩计算：变速器控制单元TCU利用发动机扭矩、拖拽扭矩和整车惯量的关系计算出变速器输出扭矩；S4)负载因子计算，包括以下步骤：S41)负载识别模糊控制系统进入条件识别：变速器控制单元TCU根据发动机转速、车速、钥匙开关信号和手柄位置信号判断当前车辆状态是否满足进入负载识别模糊控制系统的条件，若满足所有负载识别模糊控制系统进入条件，则变速器控制单元TCU进入到负载识别模糊控制系统执行步骤S42)，若负载识别模糊控制系统进入条件中有任意一条不满足的情况下，则变速器控制单元TCU退出负载识别模糊控制系统，输出负载因子为平路，执行步骤S43)；S42)通过负载识别模糊控制系统计算负载因子：变速器控制单元TCU获取变速器输出扭矩、油门和车速信号作为负载因子模糊控制系统的输入变量，根据负载识别模糊控制系统的模糊规则计算得到计算负载因子；S43)变速器控制单元TCU根据实时的脚刹信号，判断刹车是否踩下，当变速器控制单元TCU识别到刹车踩下情况下，则冻结输出的负载因子(即负载因子保持不变，不更新负载因子)，当变速器控制单元TCU识别到刹车松开的情况下，则更新输出的负载因子。...

【技术特征摘要】
1.一种车辆的负载识别控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1)信号采集和处理：变速器控制单元TCU实时获取发动机扭矩、发动机转速、油门、脚刹和车速信号以及手柄位置信号和钥匙开关信号；S2)输出轴转速斜率计算：变速器控制单元TCU根据输出轴转速与车速的关系计算获得输出轴转速，并对输出轴转速取微分得到输出轴转速斜率；S3)变速器输出扭矩计算：变速器控制单元TCU利用发动机扭矩、拖拽扭矩和整车惯量的关系计算出变速器输出扭矩；S4)负载因子计算，包括以下步骤：S41)负载识别模糊控制系统进入条件识别：变速器控制单元TCU根据发动机转速、车速、钥匙开关信号和手柄位置信号判断当前车辆状态是否满足进入负载识别模糊控制系统的条件，若满足所有负载识别模糊控制系统进入条件，则变速器控制单元TCU进入到负载识别模糊控制系统执行步骤S42)，若负载识别模糊控制系统进入条件中有任意一条不满足的情况下，则变速器控制单元TCU退出负载识别模糊控制系统，输出负载因子为平路，执行步骤S43)；S42)通过负载识别模糊控制系统计算负载因子：变速器控制单元TCU获取变速器输出扭矩、油门和车速信号作为负载因子模糊控制系统的输入变量，根据负载识别模糊控制系统的模糊规则计算得到计算负载因子；S43)变速器控制单元TCU根据实时的脚刹信号，判断刹车是否踩下，当变速器控制单元TCU识别到刹车踩下情况下，则冻结输出的负载因子(即负载因子保持不变，不更新负载因子)，当变速器控制单元TCU识别到刹车松开的情况下，则更新输出的负载因子。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：通过负载因子模糊控制系统计算负载因子的具体步骤为：S51)变速器控制单元获取车速v、油门x、变速器输出扭矩y作为负载因子模糊控制系统的输入变量；S52)将油门x、车速v和变速器输出扭矩y对应输入到隶属度函数A(x)、B(v)、C(v)、D(y)、E(y)中，分别得到相应的输出值Ax、Bv、Cv、Dy、Ey，其中，A(x)＝表示模糊集“小油门”的隶属函数，B(v)＝表示模糊集“车速不高”的隶属函数，C(v)＝表示模糊集“车速不低”的隶属函数，D(y)＝表示模糊集“变速器输出扭矩是正的”的隶属函数，E(y)＝表示模糊集“变速器输出扭矩是负的”的隶属函数；S53)将隶属度函数A(x)、B(v)、C(v)、D(y)、E(y)的输出值Ax、Bv、Cv、Dy、Ey输入到模糊控制规则，分别得到模糊控制规则的输出值即负载因子原始值...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓涛，斯红路，刘增玥，银联作，李益华，刘栓起，候圣栋，朱高华，曾开莲，
申请(专利权)人：重庆青山工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50