车辆弯道的换挡控制方法及系统.pdf

一种汽车自动变速器换挡控制领域的车辆弯道的换挡控制方法及系统，通过CAN信号中解析获得左方向灯信号、右方向灯信号、方向盘转角信号、左前轮轮速信号、右前轮轮速信号、左后轮轮速信号与右后轮轮速信号并综合逻辑判断得出车辆将进入入弯意图、弯道过程、出弯过程或直线行驶状态中的任一工况后，预先对换挡MAP图的升挡信号进行选择性屏蔽，实现对车辆动力性与行驶安全性的提升；本发明能够使车辆在出弯时能够迅速出弯，在多弯道路况时，避免离合器过快发热，进一步提升车辆动力性、安全性与驾驶体验。

权利要求书
1.  一种车辆弯道的换挡控制方法，其特征在于，通过采集一对转向灯信号、方向盘转角信号、一对前轮轮速信号与一对后轮轮速信号并综合逻辑判断得出车辆将进入入弯意图、弯道过程、出弯过程或直线行驶状态中的任一工况后，预先对换挡MAP图的升挡信号进行选择性屏蔽，实现对车辆动力性与行驶安全性的提升；
所述的采集是指：通过CAN信号中解析获得左方向灯信号、右方向灯信号、方向盘转角信号、左前轮轮速信号、右前轮轮速信号、左后轮轮速信号与右后轮轮速信号。

2.  根据权利要求1所述的车辆弯道的换挡控制方法，其特征是，所述的逻辑判断是指：
1)在直线行驶状态下，当满足入弯意图工况的条件时，则进入入弯意图工况；

1.  1)在入弯意图工况下，当满足出弯过程工况的条件时，则进入直线行驶工况；

1.  2)在入弯意图工况下，当满足弯道过程工况的条件时，则进入弯道过程工况；

1.  2.1)在弯道过程工况下，当满足出弯过程工况的条件时，则进入出弯过程工况；

1.  2.1.1)在出弯过程工况下，当满足直线行驶状态的条件时，则进入直线行驶工况；

1.  2.1.2)在出弯过程工况下，当满足弯道过程工况的条件时，则进入弯道过程工况。

3.  根据权利要求1或2所述的车辆弯道的换挡控制方法，其特征是，所述的入弯意图工况的条件是指：满足以下两个条件之一
a)在判断周期内，当转向灯信号为高电平且前轮轮速变化率大于弯道轮速变化率阈值时；
b)在判断周期内，当方向盘转角信号大于方向盘转角阈值且前轮轮速变化率大于弯道轮速变化率阈值时。

4.  根据权利要求1或2所述的车辆弯道的换挡控制方法，其特征是，所述的弯道过程工况的条件是指：在判断周期内，当通过后轮轮速信号计算得到的车辆的转弯半径小于弯内半径阈值时，判断为弯道过程中工况。

5.  根据权利要求1或2所述的车辆弯道的换挡控制方法，其特征是，所述的出弯过程工况的条件是指：在判断周期内，当通过后轮轮速信号计算得到的车辆的转弯半径大于出弯半径阈值时，判断为出弯过程中工况。

6.  根据权利要求1或2所述的车辆弯道的换挡控制方法，其特征是，所述的直线行驶状 态是指：在判断周期内，当通过后轮轮速信号计算得到的车辆的转弯半径大于直线行驶阈值且前轮轮速变化率小于直线轮速变化率阈值时，判断为直线行驶工况。

7.  根据权利要求4或5或6所述的车辆弯道的换挡控制方法，其特征是，所述的车辆的转弯半径通过以下方式计算得到：其中：R为转弯半径，V为当前车速，VL为左后车轮轮速，VR为右后车轮轮速，L为左右车轮轮距。

8.  根据权利要求1所述的车辆弯道的换挡控制方法，其特征是，所述的屏蔽是指：不输出由换挡MAP图产生的升挡信号。

9.  根据权利要求1所述的车辆弯道的换挡控制方法，其特征是，所述的选择性是指：当判断工况为入弯意图时，屏蔽升挡信号；当判断工况为弯道过程中时，屏蔽升挡信号；当判断工况为出弯过程中时，不屏蔽升挡信号；当判断工况为正常驾驶时，不屏蔽升挡信号。

10.  一种实现上述任一权利要求所述方法的系统，其特征在于，包括：转弯半径计算模块、前轮轮速变化率计算模块、入弯意图条件判断模块、弯道过程条件判断模块、出弯过程条件判断模块、直线行驶条件判断模块与禁止升挡条件判断模块，其中：转弯半径计算模块分别与弯道过程模块、出弯过程模块、直线行驶模块相连并传输转弯半径信息；前轮轮速变化率计算模块分别与入弯意图条件判断模块、直线行驶条件判断模块相连并传输前轮轮速变化率信息；入弯意图条件判断模块、弯道过程条件判断模块、出弯过程条件判断模块、直线行驶条件判断模块与禁止升挡条件判断模块相连并传输状态转换信息；禁止升挡条件判断模块模块与外部系统相连并传输禁止升挡信息。

说明书车辆弯道的换挡控制方法及系统
技术领域
本发明涉及的是一种汽车自动变速器换挡控制领域的技术，具体涉及一种装载双离合自动变速器的汽车在弯道工况下的换挡控制方法及系统，在驾驶员操纵车辆进行转弯时，自动变速器将会禁止升挡。
背景技术
双离合自动变速器(Double Clutch Transmission)是在AMT的基础上增加一个离合器，两个离合器分别对应奇偶挡位。在换挡过程中，目标挡位可以预先挂挡，然后通过两个离合器的交互及发动机转矩与转速挡位控制实现无动力无冲击的换挡。从成本上来看，DCT高于AMT与MT，但是低于AT与钢带式CVT；从传动效率上来看，DCT继承了MT与AMT的高效率；从换挡品质上来说，DCT可以实现无冲击与无动力中断的换挡。总体来看，DCT具有传动效率高、成本适中与换挡品质好的优点。另外，DCT的控制技术可以从成熟的AMT控制技术上接续与发展，是一款适合我国国情的自动变速器。
在进入弯道的过程中，按照一般的驾驶习惯，驾驶员会松油门、踩刹车，使得车速下降以便安全的通过弯道。但是在车辆减速的过程中，如果依据换挡MAP图进行升挡，在车辆出弯的过程中必然会导致动力性不足的情况。另外，在多弯道的道路上行驶时，频繁的升降挡操作会使得离合器发热过快，影响驾驶的安全性。
经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN103939599A，公开(公告)日2014.07.23，公开了一种自动变速器换挡控制方法、装置及系统，涉及汽车控制技术领域，为解决汽车的安全性能的问题。所述自动变速器换挡控制方法包括：根据获取的两个前车轮的转速和两个后车轮的转速获得两个前车轮之间的转速差和两个后车轮之间的转速差，当两个前车轮之间的转速差和两个后车轮之间的转速差分别大于相应的设定值时，输出车辆发生真实转弯信号；计算获得整车转速差和整车转弯角速度，获取整车车速和整车转弯持续时间；当整车车速、整车转弯持续时间和整车转弯角速度分别大于相应的设定值时，输出禁止变速器升挡的控制信息，使变速器进入禁止升挡模式。
但该技术无法解决的技术问题包括：
1)无法预判驾驶员的入弯意图，这将会导致在车辆轮速出现轮速差之前，自动变速器就已经完成升挡操作。
2)现有的技术获取到的转速差与车速的大小相关，在确定使变速器禁止升挡信息的轮速 差阈值时，得到的必然是关于车速的一系列插值。这样会导致在每一个车速点，标定工作人员要相应的标出一个对应的轮速差阈值；且车速点选择的越多，阈值的控制精准度就会越高，车速点选择的越少，阈值的控制精度就会越低。
日本专利文献号JP2004116752A，公开(公告)日2004.4.15，公开了一种自动变速器换挡控制方法、装置及系统，涉及汽车控制技术领域。所述自动变速器换挡控制方法包括：采集到车轮四个车轮的轮速，计算得到均值轮速，并用后轮轮速与均值轮速的差值作为禁止升挡的控制条件。利用方向盘转角信号计算得到禁止升挡的转速差阈值。当后轮轮速与均值轮速的差值大于阈值时，得到禁止升挡信号。但由于后车轮轮速产生差值的时刻会比车辆开始转弯的时刻要晚，加之车辆开始转弯的时刻比方向盘开始动作的时刻有机械上的延迟，因此该技术控制方式会有一定的滞后性，即不能够在车轮出现转速差之前就预判为车辆即将转弯。现有的控制方法可能会在车辆已经升挡之后，才会发挥其控制作用。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种车辆弯道的换挡控制方法及系统，使车辆在进入弯道前(轮速差出现之前)，就能够禁止自动变速器进行升档；在车辆进入弯道后(车轮出现差值)，利用三个弯道半径的阈值就可以判断自动变速器是否需要禁止升挡；能够区分弯道行驶工况与直线行驶工况。本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种车辆弯道的换挡控制方法，通过采集一对转向灯信号、方向盘转角信号、一对前轮轮速信号与一对后轮轮速信号并综合逻辑判断得出车辆将进入入弯意图、弯道过程、出弯过程或直线行驶中的任一工况后，预先对换挡MAP图的升挡信号进行选择性屏蔽，实现对车辆动力性与行驶安全性的提升。
所述的采集是指：通过CAN信号中解析获得左方向灯信号、右方向灯信号、方向盘转角信号、左前轮轮速信号、右前轮轮速信号、左后轮轮速信号与右后轮轮速信号。
所述的逻辑判断是指：
1)在直线行驶状态下，当满足入弯意图工况的条件时，则进入入弯意图工况；
1.1)在入弯意图工况下，当满足出弯过程工况的条件时，则进入直线行驶工况；
1.2)在入弯意图工况下，当满足弯道过程工况的条件时，则进入弯道过程工况；
1.2.1)在弯道过程工况下，当满足出弯过程工况的条件时，则进入出弯过程工况；
1.2.1.1)在出弯过程工况下，当满足直线行驶状态的条件时，则进入直线行驶工况；
1.2.1.2)在出弯过程工况下，当满足弯道过程工况的条件时，则进入弯道过程工况。
所述的入弯意图工况的条件，是指满足以下两个条件之一：
a)在判断周期内，当转向灯信号为高电平且前轮轮速变化率大于弯道轮速变化率阈值；
b)在判断周期内，当方向盘转角信号大于方向盘转角阈值且前轮轮速变化率大于弯道轮速变化率阈值时。
所述的弯道过程工况的条件是指：在判断周期内，当通过后轮轮速信号计算得到的车辆的转弯半径小于弯内半径阈值时，判断为弯道过程中工况；
所述的车辆的转弯半径通过以下方式计算得到：其中：R为转弯半径，V为当前车速，VL为左后车轮轮速，VR为右后车轮轮速，L为左右车轮轮距。
所述的出弯过程工况的条件是指：在判断周期内，当通过后轮轮速信号计算得到的车辆的转弯半径大于出弯半径阈值时，判断为出弯过程中工况。
所述的直线行驶状态是指：在判断周期内，当通过后轮轮速信号计算得到的车辆的转弯半径大于直线行驶阈值且前轮轮速变化率大于直线轮速变化率阈值时，判断为直线行驶工况。
所述的屏蔽是指：不输出由换挡MAP图产生的升挡信号。
所述的选择性是指：当判断工况为入弯意图时，屏蔽升挡信号；当判断工况为弯道过程中时，屏蔽升挡信号；当判断工况为出弯过程中时，不屏蔽升挡信号；当判断工况为正常驾驶时，不屏蔽升挡信号。
本发明涉及一种实现上述方法的系统，包括：转弯半径计算模块、前轮轮速变化率计算模块、入弯意图条件判断模块、弯道过程条件判断模块、出弯过程条件判断模块、直线行驶条件判断模块与禁止升挡条件判断模块，其中：转弯半径计算模块分别与弯道过程模块、出弯过程模块、直线行驶模块相连并传输转弯半径信息；前轮轮速变化率计算模块分别与入弯意图条件判断模块、直线行驶条件判断模块相连并传输前轮轮速变化率信息；入弯意图条件判断模块、弯道过程条件判断模块、出弯过程条件判断模块、直线行驶条件判断模块与禁止升挡条件判断模块相连并传输状态转换信息；禁止升挡条件判断模块模块与外部系统相连并传输禁止升挡信息。
技术效果
与现有技术相比，本发明能够将后轮轮速信号转化为与后轮轮速差及当前车速密切相关的转弯半径；能够依据转向灯及方向盘转角信号判断入弯意图；能够依据转弯半径区分弯道过程、出弯过程；能够依据转弯半径及前轮轮速变化率区分直线行驶工况及出弯工况；能够依据前轮轮速变化率忽略忘记关闭转向灯导致的入弯意图工况的判断。
附图说明
图1为本发明原理示意图；
图2为本发明方法流程示意图；
图3为实施例1流程示意图；
图4为实施例1信号时序图；
图5为实施例1转弯半径信号时序图；
图6为实施例1入弯判断时序图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
本实施例根据实车采集的方向盘转角信号及前后轮轮速信号、SIMULINK仿真环境。基于上述环境，如图2和图3所示，本实施例包括以下步骤：
1、入弯意图的判断
由于每个人的驾驶习惯不同，为保证一般性的驾驶情况，本发明不采用转向灯，而采用方向盘转角与前轮轮速进行判断入弯意图。在0.1秒内，当有转向灯信号且前轮轮速变化率大于3时，屏蔽升挡信号；在一段时间0.1秒内，当方向盘转角大于35且前轮轮速波动大于3时，屏蔽升挡信号。
2、弯道过程的判断
车辆在弯道过程时，后轮左右车速必然不同，通过轮速差计算车辆的转弯半径。在一段时间0.03秒内，当转弯半径小于80时，判断车辆处于弯道过程，屏蔽升挡信号。
3、出弯过程的判断
在一段时间内0.3秒，当转弯半径大于85时，判断车辆处于出弯过程，不屏蔽升挡信号。
4、正常驾驶的判断
在一段时间0.03秒内，当转弯半径大于100且前轮轮速变化率小于2，判断车辆处于正常驾驶过程，不屏蔽升挡信号。
与现有技术相比，本实施例的性能指标、技术效果具体体现如下图：
如图4所示，图中Figure 1为车辆前轮轮速；Figure 2为车辆后轮轮速；Figure 3为转向盘转角；Figure 4为禁止升挡信号。由图中可以看出，在车辆前后轮产生轮速差之前，禁止升挡信号已经使能，表明本发明具有弯道预判功能；能够以转向盘信号预判入弯意图。
如图6所示，图中Curves Case＝0，表明车辆处于直线行驶；Curves Case＝1，表明车辆处于入弯意图；Curves Case＝2，表明车辆处于弯道过程；Curves Case＝3，表明车辆处于出弯过程。图5与图6表明，本方法能够依据转弯半径区分弯道过程、出弯过程；能够依据转弯半径及前轮轮速变化率区分直线行驶工况及出弯工况。