基于地形预测的变速箱控制方法、终端设备及存储介质与流程

1.本发明涉及车辆控制领域，尤其涉及一种基于地形预测的变速箱控制方法、终端设备及存储介质。


背景技术：

2.amt技术实现了变速箱自动换档以方便司机驾驶，但用于商用车时由于商用车变速箱挡位较多，往往有十几到几十个挡位，需要解决换挡频率过高的问题。换档频率过高往往是因为商用车多用于货物运输，自重过大，在外界地形稍有变化的情况下，坡度加上较大的车辆自重因素，就会对车辆动力造成较大影响，传统的amt换挡策略，需要逐挡换档，因此容易出现连续不断升挡或连续不断降档的现象，造成换挡过于频繁，影响司机的驾驶体验和车辆能耗的经济性。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本发明提出了一种基于地形预测的变速箱控制方法、终端设备及存储介质。
4.具体方案如下：
5.一种基于地形预测的变速箱控制方法，包括以下步骤：
6.s1：采集当前车辆状态数据、车辆当前位置的道路坡度值和车辆前方额定位置的道路坡度值；
7.车辆状态数据包括车辆的整车质量、主减速器的速比、驱动轮的半径、传动效率、发动机的输出扭矩、变速箱的当前档位和变速箱的速比；
8.s2：根据当前车辆状态数据、车辆当前位置的道路坡度值和车辆前方额定位置的道路坡度值，通过下式计算当前变速箱的速比变化量δig：
[0009][0010]
其中，r表示驱动轮的半径，ig0表示主减速器的速比，η表示传动效率，m表示车辆的整车质量，g表示重力加速度，i表示前方位置的坡度值，k表示当前位置的坡度值，t表示发动机的输出扭矩；
[0011]
s3：根据当前变速箱的速比变化量δig和变速箱的速比ig，计算车辆前方额定位置对应的目标速比ig：
[0012]
ig＝ig+δig
[0013]
s4：根据目标速比ig提取与目标速比ig最接近的变速箱速比对应的变速箱档位，将提取的变速箱档位作为目标档位；
[0014]
s5：控制变速箱档位切换为目标档位。
[0015]
进一步的，还包括步骤s6：当目标档位切换成功后，控制变速箱的档位进行保持，直至根据车辆的油门踏板深度和车速从换挡控制曲线中获得的当前理论档位与目标档位
相同后，取消变速箱的档位的保持。
[0016]
进一步的，控制变速箱的档位是否保持还包括：实时监控当前理论档位，如果当前理论档位不是随时间连续增大或减小，或当前理论档位不在当前档位与目标档位之间时，立即取消变速箱的档位的保持，恢复默认换挡策略。
[0017]
进一步的，还包括步骤s7：实时采集当前车辆状态数据、车辆当前位置的道路坡度值和车辆前方额定位置的道路坡度值，当车辆前方额定位置的道路坡度值发生变化后，返回s2。
[0018]
进一步的，发动机的输出扭矩根据车辆当前的油门踏板深度从车辆对应的油门踏板深度与发动机扭矩的控制曲线中获取。
[0019]
进一步的，道路坡度值通过电子地平线设备获取。
[0020]
一种基于地形预测的变速箱控制终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例上述的方法的步骤。
[0021]
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例上述的方法的步骤。
[0022]
本发明采用如上技术方案，在地形变化时，通过计算地形对车辆动力的影响，自动预测在前方近距离地形中最适合的挡位，进行直接的挡位切换，从而改变了现有技术中需要连续逐挡换档的缺点，降低了换挡频率，提高了司机的驾驶体验和车辆能耗的经济性。
附图说明
[0023]
图1所示为本发明实施例一的流程图。
具体实施方式
[0024]
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。
[0025]
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
[0026]
实施例一：
[0027]
本发明实施例提供了一种基于地形预测的变速箱控制方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤：
[0028]
s1：采集当前车辆状态数据、车辆当前位置的道路坡度值和车辆前方额定位置的道路坡度值。
[0029]
车辆状态数据至少包括车辆的整车质量、主减速器的速比、驱动轮的半径、传动效率、发动机的输出扭矩、变速箱的当前档位和变速箱的速比。
[0030]
其中，发动机的输出扭矩根据车辆当前的油门踏板深度从车辆对应的油门踏板深度与发动机扭矩的控制曲线中获取。
[0031]
车辆当前位置的道路坡度值和车辆前方额定位置的道路坡度值可以通过电子地平线设备获取。电子地平线设备内含有道路地图，道路上具有坡度信息，通过gnss定位系统，得到车辆前方的道路地形。坡度信息在道路上一般以d米一个点离散表示，d一般5～30
米。车辆前方额定位置本领域技术人员可以根据需求自行设定，该实施例中设定为车辆前方10米。
[0032]
s2：根据当前车辆状态数据、车辆当前位置的道路坡度值和车辆前方额定位置的道路坡度值，通过下式计算当前变速箱的速比变化量δig：
[0033][0034]
其中，r表示驱动轮的半径，ig0表示主减速器的速比，η表示传动效率，m表示车辆的整车质量，g表示重力加速度，i表示前方位置的坡度值，k表示当前位置的坡度值，t表示发动机的输出扭矩。
[0035]
上式由下式转换得到：
[0036][0037]
其中，等式左边表示变速箱速比变化δig时对驱动力产生的变化量。由于车辆前方额定位置与当前位置的距离间隔较近，因此可以认为期间车辆状态不会发生较大的改变，评估速比的变化量可以抵销未来坡度变化对驱动力的影响。
[0038]
s3：根据当前变速箱的速比变化量δig和变速箱的速比ig，计算车辆前方额定位置对应的目标速比ig：
[0039]
ig＝ig+δig
[0040]
s4：根据目标速比ig提取与目标速比ig最接近的变速箱速比对应的变速箱档位，将提取的变速箱档位作为目标档位。
[0041]
由于变速箱的档位速比为离散固定的，目标速比ig一般不会刚好等于变速箱的某个档位速比，因此此处取最接近的速比对应的档位。
[0042]
s5：控制变速箱档位切换为目标档位。
[0043]
由于按照油门踏板深度与车速的换挡控制曲线，当前时刻不满足切换到目标档位的条件，即在切换为目标档位后，车辆又会按照换挡控制曲线重新切换为当前档位，为了避免该情况的发生，该实施例中还包括步骤s6：当目标档位切换成功后，控制变速箱的档位进行保持，直至根据车辆的油门踏板深度和车速从换挡控制曲线中获得的当前理论档位与目标档位相同后，取消变速箱的档位的保持。
[0044]
控制变速箱的档位是否保持还包括：实时监控当前理论档位，如果当前理论档位不是随时间连续增大或减小，或当前理论档位不在当前档位与目标档位之间时，立即取消变速箱的档位的保持，恢复默认换挡策略。
[0045]
为了能够持续进行判断，该实施例中还包括步骤s7：实时采集当前车辆状态数据、车辆当前位置的道路坡度值和车辆前方额定位置的道路坡度值，当车辆前方额定位置的道路坡度值发生变化后，返回s2。
[0046]
本发明实施例在地形变化时，通过计算地形对车辆动力的影响，自动预测在前方近距离地形中最适合的挡位，进行直接的挡位切换，从而改变了现有技术中需要连续逐挡换档的缺点，降低了换挡频率，提高了司机的驾驶体验和车辆能耗的经济性。
[0047]
实施例二：
[0048]
本发明还提供一种基于地形预测的变速箱控制终端设备，包括存储器、处理器以
及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例一的上述方法实施例中的步骤。
[0049]
进一步地，作为一个可执行方案，所述基于地形预测的变速箱控制终端设备可以是车载电脑、云端服务器等计算设备。所述基于地形预测的变速箱控制终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，上述基于地形预测的变速箱控制终端设备的组成结构仅仅是基于地形预测的变速箱控制终端设备的示例，并不构成对基于地形预测的变速箱控制终端设备的限定，可以包括比上述更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述基于地形预测的变速箱控制终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等，本发明实施例对此不做限定。
[0050]
进一步地，作为一个可执行方案，所称处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述基于地形预测的变速箱控制终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个基于地形预测的变速箱控制终端设备的各个部分。
[0051]
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述基于地形预测的变速箱控制终端设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪存卡(flash card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
[0052]
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例上述方法的步骤。
[0053]
所述基于地形预测的变速箱控制终端设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)以及软件分发介质等。
[0054]
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。