一种引入目标档位自适应巡航ACC的算法及装置的制作方法

一种引入目标档位自适应巡航acc的算法及装置
技术领域
1.本发明属于汽车辅助驾驶技术领域，尤其是涉及一种引入目标档位自适应巡航acc的算法及装置。


背景技术：

2.现阶段市面上的自适应巡航acc适配率很高，不少车辆的自适应巡航驾驶加速过程中，在变速箱的一些换档点时，会有一些顿挫感，有的甚至会出现冲击。
3.自动控制变速箱，分为液力自动变速箱at，无级变速箱cvt，电控机械自动变速箱amt，双离合器自动变速箱dct。四种变速箱中，只有无级变速箱的传动比是连续变化，其它的变速箱在换档时传动比都会有突变。
4.因需求及变速箱物理特性等不同，有部分变速箱换档速度快扭矩下降少，变速箱控制器tcu只在变速箱目标档位齿轮啮合前200ms左右tcu才请求降扭。此种情况下，自适应巡航在确认发动机扭矩下降后跟随扭矩下降，再换完档后恢复扭矩，由于时间短、扭矩上升速度也快，在升档前后传动比相差较大时，即使按专利cn202210588940.1的方法进行控制，acc控制器请求扭矩跟随下降，但由于下降时间短，下降扭矩有限，仍有可能出现顿挫感。
5.为了进一步减轻巡航中变速箱快速换档且前后传动比差值较大引起的顿挫感，本专利提出了一种引入变速箱预换档的目标档位作为输入控制量的自适应巡航acc控制算法及装置。本专利不仅针对加速时升档过程，也包括降档时的情况。


技术实现要素：

6.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出了一种引入目标档位自适应巡航acc的算法及装置。
7.根据本发明第一方面实施例的一种引入目标档位自适应巡航acc的算法，包括：步骤一、变速箱控制器tcu根据当前时刻的车速及转速，查表后在对应点进行升降档；步骤二、升降档时，先向发动机发送降低发动机的扭矩的请求，同步目标档位齿轮组的扭矩及转速，然后换档，最后恢复发动机需求扭矩。
8.由以上方案可以看出，通过设置目标档位，变速箱控制器tcu能够根据算法得出升降档时扭矩的变化量，根据该变化量有步骤地控制发动机进行换挡操作，避免了扭矩短时间内下降出现的顿挫感，提高了用户体验感。
9.进一步地方案是，所述步骤一包括在整个换档过程中，变速箱控制器tcu，会将整个过程中的信息变化，发送到can网络或以太网络。
10.进一步地方案是，所述查表后在对应点进行升降档包括在tcu查表后，需要换档时，首先会将目标档位信号置位，置位的同时开始控制目标档位齿轮组同步变速箱输入轴的扭矩及转速，在扭矩及转速即将完成同步时，开始请求发动机降低扭矩，在发动机达到目标转速及扭矩时，当前档位齿轮组脱开，目标档位齿轮组啮合，实际档位信号置位，最后将
扭矩及转速请求恢复，随后不再向发动机请求。
11.由以上方案可以看出，换挡操作过程中的扭矩及转速变化，在设置目标档位后，通过一定的算法，变成了可量化的数据，变速箱控制器通过与发动机的网络沟通，有序的对该量化数据进行同步和控制发动机实现目标扭矩和目标转速，最终实现换档，使得换挡操作平滑的过渡，发动机转矩和转速实现平稳的转变，提升了用户驾驶的舒适性和安全性，提高了车辆的机械寿命。
12.进一步地方案是，所述将目标档位信号置位包括acc控制器将请求扭矩值设置等于当前动力系统的输出扭矩，随后以一个算法减小请求扭矩；同时根据换档前后的传动比比值，及此时发动机的扭矩，计算出换完档后所需要的扭矩值，并作为在变速箱换完档后的目标扭矩值，以完成换档后实际档位信号跳变时刻的扭矩值及目标扭矩值的差值，作为换完档后一定时间内的输入控制量。
13.进一步地方案是，所述一定时间是1秒，该时间也可以是2秒，具体结合车型进行设定。
14.由以上方案可以看出，通过一定的算法，对发动机的转矩和转速，在换档前后，进行差值的计算，能够使得该转矩和转速的变化得到有序的控制和实现。
15.进一步地方案是，上述方法包括算法一：采用pid算法，以车辆加速度、发动机转速、档位传动比比值为输入，输出为扭矩变化量；车辆当前加速度取负后，通过pid算法，影响输出；在目标档位信号跳变时，通过实际档位的传动比及目标档位的传动比，通过当前的发动机转速，估算换档时所需的目标发动机转速；在算法中，将当前的发动机转速，减去目标发动机转速，以该差值取负后，通过pid算法，影响输出；将两个因子算出的值相加，作为扭矩的变化量，即当前扭矩加上扭矩变化量，作为下一次请求的扭矩值；将两个p因子的系数，作为可标定量，根据实际换档过程中不同动作的所需时间、车速等各种情况进行实车标定。
16.由以上方案可以看出，在设定目标档位后，通过pid算法，对车辆加速度、发动机转速、档位传动比等参数进行计算，从而确定扭矩变化量，在档位信号切换时，控制发动机扭矩实现目标扭矩，该算法运行效率高，方便实现发动机的扭矩变化，获取参数和计算效率高。
17.进一步地方案是，上述方法还包括算法二：按换档前档位及换档后档位的传动比比值，以tcu目标档位信号跳变时刻的扭矩值为基础，结合换档完成后实际档位跳变的当前车速，计算出完成换档后，acc控制器所需要的目标扭矩。在tcu的当前档位信号跳变时，开始计算当前扭矩与目标扭矩的差值，并将该差值作为pid算法因子引入至acc所需的扭矩值中，作为一定时间内的acc计算扭矩的输入；同样将pid算法因子的系数、影响时间，做成可标定量，根据实际的加速性能、换档、发动机能力进行实车标定。
18.由以上方案可以看出，通过一定的算法，在车辆完成换档后，恢复发动机的需求扭矩，避免车辆的顿挫感，进一步提升了用户体验。
19.此处需要说明的是，实际acc的请求扭矩，并非只有本算法，本算法是在原有的算法上，增加本算法，并非是完全取代原有扭矩算法。
20.根据本发明的第二方面实施例，提供一种作为自适应巡航acc的装置，包括：升降档模块，根据前时刻的车速及转速，查表后在对应点进行升降档；
发送同步模块，升降档时，向发动机发送降低发动机的扭矩的请求，同步目标档位齿轮组的扭矩及转速，然后转档；恢复模块，恢复发动机需求扭矩。
21.进一步的方案是，所述升降档模块还包括置位模块，用于目标档位信号的置位。
22.进一步的方案是，所述升降档模块还包括控制模块，用于置位的同时开始控制目标档位齿轮组同步变速箱输入轴的扭矩及转速，在扭矩及转速即将完成同步时，开始请求发动机降低扭矩，在发动机达到目标转速及扭矩时，当前档位齿轮组脱开，目标档位齿轮组啮合，实际档位信号置位。
23.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为acc控制器引入目标档位的逻辑示意图；图2为acc控制器收到目标档位跳变后减小请求扭矩的算法流程示意图；图3为acc控制器计算换完档位后所需要输出的扭矩值的算法流程示意图。
具体实施方式
26.下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
27.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
28.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
29.如图1所示，变速箱控制器根据tcu车速与转速，查表后需要进行升降档时，首先会将目标档位信号置位，置位的同时开始控制目标档位齿轮组同步变速箱输入轴的扭矩及转速，在扭矩及转速即将完成同步时，开始请求发动机降低扭矩，在发动机达到目标转速及扭矩时，当前档位齿轮组脱开目标档位齿轮组啮合完成换档，实际档位信号置位，最后请求扭矩恢复到一定值。当变速箱控制器tcu将目标档位信号置位时，acc控制器将请求扭矩值设置等于当前动力系统的输出扭矩，随后根据当前车辆加速度及发动机转速，以一个算法减小请求扭矩；同时根据换档前后的传动比比值，及此时发动机的扭矩，计算出换完档后所需要的扭矩值，并作为在变速箱换完档后的目标扭矩值，以完成换档后实际档位信号跳变时刻的扭矩值及目标扭矩值的差值，作为换完档后一定时间内，如1秒的输入控制量，具体时间根据车型进行设定。
30.如图2所示，acc控制器收到tcu的目标档位跳变后，立即将当前请求发动机的扭矩钳住不再上升，同时执行以车辆加速度、发动机转速、档位传动比比值为输入输出为扭矩变化量的算法。车辆当前加速度取负后，通过pid算法，影响输出。在目标档位信号跳变时，通过实际档位的传动比及目标档位的传动比，通过当前的发动机转速，估算换档时所需的目标发动机转速。在算法中，将当前的发动机转速，减去目标发动机转速，以该差值取负后，通过pid算法，影响输出。将两个因子算出的值相加，作为扭矩的变化量，即当前扭矩加上扭矩变化量，作为下一次请求的扭矩值。将两个p因子的系数，作为可标定量，根据实际换档过程中不同动作的所需时间、车速等各种情况进行实车标定。
31.如图3所示,在tcu的目标档位跳变时，记录此时acc向发动机的请求扭矩，同时记录实际档位信号跳变时的车速，并通过换档前后档位的传动比比值，预估得到目标扭矩值；计算实际档位跳变后的当前扭矩与扭矩的差值，并将该差值作为p算法因子引入至acc所需的扭矩值中，作为一定时间内的acc计算扭矩的输入。同样将p算法因子的系数、影响时间，做成可标定量，根据实际的加速性能、换档、发动机能力等进行实车标定。此处需要说明的是，实际acc的请求扭矩，并非只有本算法，本算法是在原有的算法上，增加本算法，并非是完全取代原有扭矩算法。
32.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。
33.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
34.显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或者特性可以包含在本实施例申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或是备选的实施例。本领域技术人员可以显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
35.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种引入目标档位自适应巡航acc的算法，包括：步骤一、变速箱控制器tcu根据当前时刻的车速及转速，查表后在对应点进行升降档；步骤二、升降档时，先向发动机发送降低发动机的扭矩的请求，同步目标档位齿轮组的扭矩及转速，然后换档，最后恢复发动机需求扭矩。2.根据权利要求1所述的一种引入目标档位自适应巡航acc的算法，其特征在于，所述步骤一包括在整个换档过程中，变速箱控制器tcu将整个过程中的信息变化发送到can网络或以太网络。3.根据权利要求2所述的一种引入目标档位自适应巡航acc的算法，其特征在于，所述查表后在对应点进行升降档包括在tcu查表后，需要换档时，首先会将目标档位信号置位，置位的同时开始控制目标档位齿轮组同步变速箱输入轴的扭矩及转速，在扭矩及转速即将完成同步时，开始请求发动机降低扭矩，在发动机达到目标转速及扭矩时，当前档位齿轮组脱开，目标档位齿轮组啮合，实际档位信号置位，最后将扭矩及转速请求恢复，随后不再向发动机请求。4.根据权利要求3所述的一种引入目标档位自适应巡航acc的算法，其特征在于，所述将目标档位信号置位包括acc控制器将请求扭矩值设置等于当前动力系统的输出扭矩，随后以一个算法减小请求扭矩；同时根据换档前后的传动比比值，及此时发动机的扭矩，计算出换完档后所需要的扭矩值，并作为在变速箱换完档后的目标扭矩值，以完成换档后实际档位信号跳变时刻的扭矩值及目标扭矩值的差值，作为换完档后一定时间内的输入控制量。5.根据权利要求4所述的一种引入目标档位自适应巡航acc的算法，其特征在于，所述一定时间是1秒。6.根据权利要求1所述的一种引入目标档位自适应巡航acc的算法，其特征在于，所述方法包括算法一：采用pid算法，以车辆加速度、发动机转速、档位传动比比值为输入，输出为扭矩变化量；车辆当前加速度取负后，通过pid算法，影响输出；在目标档位信号跳变时，通过实际档位的传动比及目标档位的传动比，通过当前的发动机转速，估算换档时所需的目标发动机转速；在算法中，将当前的发动机转速，减去目标发动机转速，以该差值取负后，通过pid算法，影响输出；将两个因子算出的值相加，作为扭矩的变化量，即当前扭矩加上扭矩变化量，作为下一次请求的扭矩值；将两个p因子的系数，作为可标定量，根据实际换档过程中包括不同动作的所需时间、车速进行实车标定。7.根据权利要求6所述的一种引入目标档位自适应巡航acc的算法，其特征在于，所述方法还包括算法二：按换档前档位及换档后档位的传动比比值，以tcu目标档位信号跳变时刻的扭矩值为基础，结合换档完成后实际档位跳变的当前车速，计算出完成换档后，acc控制器所需要的目标扭矩；在tcu的当前档位信号跳变时，开始计算当前扭矩与目标扭矩的差值，并将该差值作为pid算法因子引入至acc所需的扭矩值中，作为一定时间内的acc计算扭矩的输入；同样将pid算法因子的系数、影响时间，做成可标定量，根据实际的加速性能、换档、发动机能力进行实车标定。8.一种引入目标档位自适应巡航acc的装置，其特征在于，包括：升降档模块，根据当前时刻的车速及转速，查表后在对应点进行升降档；发送同步模块，升降档时，向发动机发送降低发动机的扭矩的请求，同步目标档位齿轮
组的扭矩及转速，然后转档；恢复模块，恢复发动机需求扭矩。9.如权利要求8所述的一种引入目标档位自适应巡航acc的装置，其特征在于，所述升降档模块还包括置位模块，用于目标档位信号的置位。10.如权利要求9所述的一种引入目标档位自适应巡航acc的装置，其特征在于，所述升降档模块还包括控制模块，用于置位的同时开始控制目标档位齿轮组同步变速箱输入轴的扭矩及转速，在扭矩及转速即将完成同步时，开始请求发动机降低扭矩，在发动机达到目标转速及扭矩时，当前档位齿轮组脱开，目标档位齿轮组啮合，实际档位信号置位。

技术总结
本发明公开了一种引入目标档位自适应巡航ACC的算法及装置，包括：步骤一、变速箱控制器TCU根据当前时刻的车速及转速，查表后在对应点进行升降档；步骤二、升降档时，先向发动机发送降低发动机的扭矩的请求，同步目标档位齿轮组的扭矩及转速，然后换档，最后恢复发动机需求扭矩。本发明的自适应巡航ACC的算法及装置引入了目标档位，减轻了巡航中变速箱快速换档且前后传动比差值较大引起的顿挫感，提升了用户体验。用户体验。用户体验。


技术研发人员：詹厚顺 罗华平 黄美玲 刘卫东 黄少堂
受保护的技术使用者：江铃汽车股份有限公司
技术研发日：2023.06.16
技术公布日：2023/8/1