一种燃油车手动挡挡位匹配方法及装置制造方法及图纸

一种燃油车手动挡挡位匹配方法及装置，方法包括：周期性采集燃油车运行样本，所述运行样本包括发动机转速、车速以及对应的采集时间；筛选出非空挡状态的运行样本，根据运行样本中发动机转速与车速计算实际速比，并基于传动装置自身提供所有挡位的标定速比，计算样本所处挡位状态概率向量；将非空挡状态的运行样本按时间顺序排列，并计算相邻的两两运行样本之间的挡位切换概率矩阵；基于挡位状态概率向量和挡位切换概率矩阵确定当前时刻的最佳挡位状态。本发明专利技术，可大大提高挡位匹配的准确性，解决现有技术中燃油车没有部署挡位传感器，无法对车辆挡位进行识别，增加了挡位传感器成本增加的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种燃油车手动挡挡位匹配方法及装置
本专利技术涉及汽车试验验证中的传动符合性验证
，具体涉及一种燃油车手动挡挡位匹配方法及装置。
技术介绍
车辆研发过程中，研发人员需要基于试验车的实际运行情况来重点验证车辆的动力传动系统符合性，动力指的是发动机，提供车辆行驶的动力来源，表现出来的指标有发动机转速、发动机扭矩等；传动系统一般由离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速器和半轴等组成，其基本功用是将发动机发出的动力传给汽车的驱动车轮，产生驱动力，使汽车能在一定速度上行驶。根据车辆实际运行过程中采集的车速、发动机转速、离合开关等信号，研发人员需要计算车辆每个时刻的实际速比，进而与发动机标定速比进行匹配，识别当前时刻所处的最可能挡位，只有将每个时刻的车辆状态正确匹配到对应的挡位状态后，研发人员才能了解用户在实际用车过程中的不同挡位使用时长和里程占比等情况，为进一步优化车辆动力传动系统提供数据支撑。但是实际过程中，仅仅将实际速比与标定速比进行简单的相等匹配存在着误匹配问题，一方面发动机转速受到油门开度的影响而发生或加速、或减速的变换，导致车辆在低速（低档）运行时发动机转速与车速之比的变化情况极度复杂；另一方面，计算当前时刻的速比进行挡位匹配的时候，未考虑到上一时刻的速比或挡位情况，容易匹配出不合理的挡位切换情况，例如上一时刻匹配上的是5挡，但下一个时刻匹配到2挡，挡位跨度太大是不合理的。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的技术缺陷和技术弊端，本专利技术实施例提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种燃油车手动挡挡位匹配方法及装置，具体方案如下：作为本专利技术的第一方面，提供一种燃油车手动挡挡位匹配方法，所述方法包括：步骤1，周期性采集燃油车运行样本，所述运行样本包括发动机转速、车速以及对应的采集时间；步骤2，筛选出非空挡状态的运行样本，根据运行样本中发动机转速与车速计算实际速比，并基于传动装置自身提供所有挡位的标定速比，计算样本所处挡位状态概率向量；步骤3，将非空挡状态的运行样本按时间顺序排列，并根据速比值计算相邻的两两运行样本之间的挡位切换概率矩阵；步骤4，基于挡位状态概率向量和挡位切换概率矩阵确定当前时刻的最佳挡位状态。进一步地，步骤2具体包括：步骤2.1，筛选出非空挡状态的运行样本，根据运行样本中发动机转速与车速计算速比real_ratio，具体计算公式如下：；其中，u为发动机转速，v是车速，r为车轮半径，π为圆周率常数；步骤2.2，令车辆传动装置的非空挡位的个数为n，每个非空挡位都有对应的所述标定速比，表示为std_ratio(1...n)；将每个挡位视为车辆的一种状态，那么车辆行驶过程中，可以处于n个状态中的任一状态，在t时刻下车辆的挡位状态概率向量即实际速比与各个挡位对应标定速比的相似度向量，表示为s=[s1,...,si,...,sn]；其中，实际速比与挡位i的相似度计算公式如下：；其中，σ是标定挡位值的标准偏差。进一步地，步骤3中具体为：步骤3.1，将所有非空挡状态的运行样本按时间顺序升序排列；步骤3.2，计算t时刻的实际速比real_ratio(ut,vt)与t-1时刻的实际速比real_ratio(ut-1,vt-1)的比值，表示为dg=real_ratio(ut-1,vt-1)/real_ratio(ut,vt)；步骤3.3，对于标定挡位中的任意两个不同挡位i和j，计算这两个挡位之间的标定速比的比值，表示为dr=std_ratio(i)/std_ratio(j)，其中std_ratio(i)和std_ratio(j)分别为i和j挡位对应的标定速比；步骤3.4，计算t-1时刻的n个候选挡位向t时刻的n个候选挡位的对应的挡位切换概率矩阵，表示为An×n，其中所含元素aij表示车辆实际运行过程中从上一个挡位i切换到下一个挡位j的可能性，计算公式如下：；其中，参数k为尺度常量。进一步地，步骤4具体包括：将挡位切换概率矩阵A与挡位状态概率向量s相乘，得到一个新的概率分布向量，新的概率分布向量的最大值所对应的下标即为当前运行样本匹配到的最佳挡位，计算公式如下：其中，A(i,:)表示取A的第i行向量，s表示t时刻下车辆的挡位状态概率向量，argmax表示取使得公式结果最大的下标。进一步地，所述运行样本还包括离合开关信号和空挡开关信号，所述方法还包括：基于所述运行样本中的离合开关信号和空挡开关信号，判断获取的运行样本对应的燃油车挡位状态为空挡状态或非空挡状态。作为本专利技术的第二方面，提供一种燃油车手动挡挡位匹配装置，所述装置包括数据采集模块、挡位状态概率向量计算模块、挡位切换概率矩阵计算模块以及最佳挡位状态计算模块；所述数据采集模块，用于周期性采集燃油车运行样本，所述运行样本包括发动机转速、车速以及对应的采集时间；所述挡位状态概率向量计算模块，用于筛选出非空挡状态的运行样本，根据运行样本中发动机转速与车速计算实际速比，并基于传动装置自身提供所有挡位的标定速比，计算样本所处挡位状态概率向量；所述挡位切换概率矩阵计算模块，用于将非空挡状态的运行样本按时间顺序排列，并根据速比值计算相邻的两两运行样本之间的挡位切换概率矩阵；所述最佳挡位状态计算模块，用于基于挡位状态概率向量和挡位切换概率矩阵确定当前时刻的最佳挡位状态。进一步地，所述挡位状态概率向量计算模块具体用于：筛选出非空挡状态的运行样本，根据运行样本中发动机转速与车速计算速比real_ratio，具体计算公式如下：；其中，u为发动机转速，v是车速，r为车轮半径，π为圆周率常数；令车辆的非空挡位的个数为n，每个空挡位都有对应的标定速比，表示为std_ratio(1...n)；将每个挡位视为车辆的一种状态，那么车辆行驶过程中，可以处于n个状态中的任一状态，在t时刻下车辆的挡位状态概率向量即实际速比与各个挡位的相似度向量，表示为s=[s1,...,si,...,sn]；其中，实际速比与挡位i的相似度计算公式如下：；其中，σ是标定挡位值的标准偏差。进一步地，所述挡位切换概率矩阵计算模块具体用于：将所有非空挡状态的运行样本按时间顺序升序排列；计算t时刻的实际速比real_ratio(ut,vt)与t-1时刻的实际速比real_ratio(ut-1,vt-1)的比值，表示为dg=real_ratio(ut-1,vt-1)/real_ratio(ut,vt)；对于标定挡位中的任意两个不同挡位i和j，计算这两个挡位之间的标定速比的比值，表示为dr=std_ratio(i)/std_ratio(j)，其中std_ratio(i)和std_ratio(j)分别为i和j挡位对应的标定速比，进而可以得到n个挡位两两之间的标定速比的比值；计算t-1时刻的n个候选挡位向t时刻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃油车手动挡挡位匹配方法，其特征在于，所述方法包括：/n步骤1，周期性采集燃油车运行样本，所述运行样本包括发动机转速、车速以及对应的采集时间；/n步骤2，筛选出非空挡状态的运行样本，根据运行样本中发动机转速与车速计算实际速比，并基于传动装置自身提供所有挡位的标定速比，计算样本所处挡位状态概率向量；/n步骤3，将非空挡状态的运行样本按时间顺序排列，并根据速比值计算相邻的两两运行样本之间的挡位切换概率矩阵；/n步骤4，基于挡位状态概率向量和挡位切换概率矩阵确定当前时刻的最佳挡位状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃油车手动挡挡位匹配方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1，周期性采集燃油车运行样本，所述运行样本包括发动机转速、车速以及对应的采集时间；
步骤2，筛选出非空挡状态的运行样本，根据运行样本中发动机转速与车速计算实际速比，并基于传动装置自身提供所有挡位的标定速比，计算样本所处挡位状态概率向量；
步骤3，将非空挡状态的运行样本按时间顺序排列，并根据速比值计算相邻的两两运行样本之间的挡位切换概率矩阵；
步骤4，基于挡位状态概率向量和挡位切换概率矩阵确定当前时刻的最佳挡位状态。


2.根据权利要求1所述的燃油车手动挡挡位匹配方法，其特征在于，步骤2具体包括：
步骤2.1，筛选出非空挡状态的运行样本，根据运行样本中发动机转速与车速计算速比real_ratio，具体计算公式如下：

；
其中，u为发动机转速，v是车速，r为车轮半径，π为圆周率常数；
步骤2.2，令车辆传动装置的非空挡位的个数为n，每个非空挡位都有对应的所述标定速比，表示为std_ratio(1...n)；将每个挡位视为车辆的一种状态，那么车辆行驶过程中可以处于n个状态中的任一状态，在t时刻下车辆的挡位状态概率向量即实际速比与各个挡位对应标定速比的相似度向量，表示为s=[s1,...,si,...,sn]；其中，实际速比与挡位i的相似度计算公式如下：

；
其中，σ是标定挡位值的标准偏差。


3.根据权利要求1所述的燃油车手动挡挡位匹配方法，其特征在于，步骤3中具体为：
步骤3.1，将所有非空挡状态的运行样本按时间顺序升序排列；
步骤3.2，计算t时刻的实际速比real_ratio(ut,vt)与t-1时刻的实际速比real_ratio(ut-1,vt-1)的比值，表示为dg=real_ratio(ut-1,vt-1)/real_ratio(ut,vt)；
步骤3.3，对于标定挡位中的任意两个不同挡位i和j，计算这两个挡位之间的标定速比的比值，表示为dr=std_ratio(i)/std_ratio(j)，其中std_ratio(i)和std_ratio(j)分别为i和j挡位对应的标定速比；
步骤3.4，计算t-1时刻的n个候选挡位向t时刻的n个候选挡位的对应的挡位切换概率矩阵，表示为An×n，其中所含元素aij表示车辆实际运行过程中从上一个挡位i切换到下一个挡位j的可能性，计算公式如下：

；
其中，参数k为尺度常量。


4.根据权利要求1所述的燃油车手动挡挡位匹配方法，其特征在于，步骤4具体包括：
将挡位切换概率矩阵A与挡位状态概率向量s相乘，得到一个新的概率分布向量，新的概率分布向量的最大值所对应的下标即为当前运行样本匹配到的最佳挡位，计算公式如下：



其中，A(i,:)表示取A的第i行向量，s表示t时刻下车辆的挡位状态概率向量，argmax表示取使得公式结果最大的下标。


5.根据权利要求1所述的燃油车手动挡挡位匹配方法，其特征在于，所述运行样本还包括离合开关信号和空挡开关信号，所述方法还包括：基于所述运行样本中的离合开关信号和空挡开关信号，判断获取的运行样本对应的燃油车挡位状态为空挡状态或非空挡状态。


6.一种燃油车手动挡挡位匹配装置，其特征在于，所述装置包括数据采集模块、挡位状态概率向量计算模块、挡...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆林，刘赤，吕程，雷腾，彭武凯，陈付，万龙，张宇，李晓聪，纪湘湘，
申请(专利权)人：南斗六星系统集成有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42