CN104154223B - 基于amt车辆广义阻力系数阈值计算的上坡档位决策方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于AMT车辆广义阻力系数阈值计算的上坡档位决策方法，包括：预先计算不同油门开度下的不同档位对应的广义阻力系数阈值并存储；计算车辆非换档过程中当前油门开度下当前档位的广义阻力系数，并通过比较当前实际油门开度下当前档位的广义阻力系数与对应的广义阻力系数阈值来确定合适的目标档位。本发明充分利用AMT车辆自动变速系统中的传感器和车辆行驶过程中的基本信息，不需要额外增加任何元器件，在现有AMT自动变速系统的基础上就能实现对广义阻力系数的识别，只需要预先根据发动机扭矩特性计算出广义阻力系数阈值并更新换档控制策略，即可优化自动变速系统的档位决策和换档操纵。

Description

基于AMT车辆广义阻力系数阈值计算的上坡档位决策方法

技术领域

本发明涉及车辆工程技术领域，尤其涉及一种基于AMT车辆广义阻力系数阈值计算的上坡档位决策方法。

背景技术

AMT是在手动变速器的基础上加装自动变速操纵系统组成的自动机械变速器，其单离合器的结构特性决定了在换档过程中存在动力中断和动力恢复。在换档的动力中断过程中，车辆性能会受到显著影响。

现有的研究成果表明，车辆行驶环境的外部阻力对于车辆自动换档过程的动力性和经济性有明显的影响。因此，在车辆运行时获取车辆的外部阻力并进行合理的档位决策意义重大，对于提升自动变速车辆的动力性能有积极作用。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种基于AMT车辆广义阻力系数阈值计算的上坡档位决策方法，用以解决合理档位决策的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种基于AMT车辆广义阻力系数阈值计算的上坡档位决策方法，包括：

预先计算固定油门开度下的不同档位对应的广义阻力系数阈值并存储；

计算车辆非换档过程中当前实际油门开度下当前档位的广义阻力系数；

根据预先存储的固定油门开度下的不同档位对应的广义阻力系数阈值并进行插值计算，得到当前实际油门开度下当前档位的广义阻力系数阈值；

通过比较当前实际油门开度下当前档位的广义阻力系数与对应的广义阻力系数阈值来确定合适的目标档位。

进一步地，计算广义阻力系数阈值的过程具体包括：

针对不同固定油门开度，基于发动机扭矩特性计算出不同固定油门开度下不同档位所对应的广义阻力系数阈值；

将不同固定油门开度下不同档位对应的广义阻力系数阈值计算结果以数组的形式进行存储。

进一步地，基于发动机扭矩特性计算出不同固定油门开度下不同档位所对应的广义阻力系数阈值的过程具体包括：

分离出不同固定油门开度下发动机扭矩特性关系，即扭矩随发动机转速变化的关系；

利用一次分段函数拟合发动机扭矩特性，确定在各个固定油门开度下各个转速范围的一次分段拟合函数；

通过联立车辆行驶方程、发动机扭矩一次分段拟合函数、离合器转速方程以及离合器转速下降量方程，计算得到不同固定油门开度下各个不同转速范围内的广义阻力系数临界值β_th；

对于每一固定油门开度，验算各个不同转速范围内的广义阻力系数临界值的有效性，并对验证有效的广义阻力系数临界值进行修正，作为该固定油门开度下不同档位对应的广义阻力系数阈值。

进一步地，经过对换档后离合器转速的验算，如果同一个油门开度下针对同样的换档操纵具有多个合理的广义阻力系数临界值，那么需要进一步分析合理的转速范围，即升档操纵时选择较小的广义阻力系数临界值作为所述阈值，降档操纵时选择较大的广义阻力系数临界值作为所述阈值；如果计算出的不同换档操纵所对应的广义阻力系数阈值出现了交叉，则应该对降一个档位的广义阻力系数阈值β_down1和降两个档位的广义阻力系数阈值β_down2进行修正，保证在相同的油门开度下始终满足β_down1<β_down2。

进一步地，计算广义阻力系数的过程具体包括：

在确定完成起步操纵后车辆即进入在档运行，判断|Ne(k)-N(k)*ig|<ε1是否成立，其中k代表离散的时间点，Ne(k)表示k时刻发动机转速信号，N(k)表示k时刻变速器输出轴转速信号，ε1表示预设的速差阈值，如果成立则完成起步操纵后，对采样时长t进行累计；

当累计的采样时长t超过预设的时间阈值ε2时，利用采集的转速信号计算Δt内车辆在非换档过程的平均加速度a；

求出所述平均加速度a后，按照所述公式F_eq＝Te*ig*i0*η/r-δ*m*a即可求出广义阻力值；

根据广义阻力值进一步计算，得到广义阻力系数，即β＝(Te*ig*i0*η/r-δ*m*a)/(m*g)；

其中，Te表示发动机扭矩，ig为变速器档位的速比，i0为主减速比，η为传动系统机械效率，r为车轮滚动半径，δ为车辆当前档位下的旋转质量转换系数，m为当前车辆的质量，g为当地重力加速度。

进一步地，上述计算平均加速度a的过程具体包括：

在车辆行驶过程中，始终对离散的变速器输出轴转速信号N进行采集，采集完成后对采集的多个转速信号进行限幅均值滤波处理；

完成对所述转速信号的限幅均值滤波后，利用数值微分求出时间间隔Δt内的平均加速度a。

进一步地，比较并确定目标档位的过程具体包括：

实时计算当前实际油门开度下当前档位当前时刻前一段时间内识别出的广义阻力系数值的平均值avg.(β)；

根据广义阻力系数值的平均值avg.(β)与当前油门开度下当前档位对应的广义阻力系数阈值的大小进行判断，进行升档或降档操作，或者维持当前档位。

进一步地，对于初始目标档位为升档，对比广义阻力系数识别值的平均值avg.(β)与升一个档的广义阻力系数阈值β_up的大小关系，如果满足avg.(β)≤β_up，则按照初始目标档位进行升一个档的换档操纵，否则维持当前档位继续行驶，不进行换档操作；

对于初始目标档位为降档，对比广义阻力系数识别值的平均值avg.(β)与降一个档对应的广义阻力系数阈值β_down1的大小关系，如果满足avg.(β)≤β_down1，则按照初始目标档位进行降一个档的换档操作，否则进一步对比广义阻力系数识别值的平均值avg.(β)与降两个档对应的广义阻力系数阈值β_down2的大小关系，如果满足avg.(β)≤β_down2，则进行降两个档的换档操纵，否则进行降三个档的换档操纵。

本发明有益效果如下：

本发明的优点在于成本低，方法简单易行，充分利用AMT车辆自动变速系统中的传感器和车辆行驶过程中的基本信息，不需要额外增加任何元器件，在现有AMT自动变速系统的基础上就能实现对广义阻力系数的识别，只需要预先根据发动机扭矩特性计算出广义阻力系数阈值并更新换挡控制策略，即可优化自动变速系统的档位决策和换档操纵。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本发明实施例所述方法的整体流程示意图；

图2为本发明实施例所述方法中，广义阻力系数阈值计算流程示意图；

图3为本发明实施例所述方法中，100％油门开度下某电控柴油发动机输出扭矩随发动机转速变化的关系曲线；

图4为本发明实施例所述方法中，根据图3进行一次函数分段拟合后绘制的发动机输出扭矩随发动机转速变化关系曲线；

图5为本发明实施例所述方法中，基于车辆动力学分析的实际车辆广义阻力系数计算流程示意图；

图6为本发明实施例所述方法中，基于比较广义阻力系数识别值和阈值的档位决策流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。

为了更好地理解本发明，以下通过具体实施方式结合附图对本发明进行详细的说明。

如图1所示，图1为本发明实施所述方法的整体流程示意图，具体可以包括如下步骤：

步骤101：预先基于发动机扭矩特性计算出不同固定油门开度下不同档位所对应的车辆广义阻力系数阈值；

步骤102将上述不同固定油门开度下不同档位对应的广义阻力系数阈值计算结果以数组的形式存放在电脑换档控制器的存储空间中；

步骤103：车辆行驶过程中，实时采集车辆行驶相关参数，即换档控制器通过读取CAN总线上的发动机转速Ne、油门开度thro，以及通过传感器采集变速器输出轴转速信号N等信息，采样周期均为10ms；

步骤104：根据上述步骤103中采集的参数，利用动力学分析计算出车辆在当前实际油门开度下当前档位下行驶时车辆的广义阻力系数；

步骤105：根据当前实际油门开度，从上述存储空间中查取与当前实际油门开度最相关的固定油门开度下当前档位对应的广义阻力系数阈值(一个档位对应3个阈值：1个升档阈值，2个降档阈值)进行计算，得到当前实际油门开度下当前档位的广义阻力系数阈值，通过对当前实际油门开度当前档位的广义阻力系数和广义阻力系数阈值进行比较，确定当前最合理的目标档位，并完成换档操纵。

上述所述计算广义阻力系数阈值主要是基于发动机的扭矩特性，所以计算之前需要能够获取发动机的扭矩特性，即不同油门开度和不同发动机转速下所对应的发动机输出扭矩，具体如图2所示，图2为本发明实施例所述方法中，不同固定油门开度下不同档位的广义阻力系数阈值计算流程示意图，具体可以包括如下步骤：

步骤201：分离出不同油门开度下不同档位的发动机扭矩特性关系；

具体的说就是，将油门开度设定为一个固定值，然后确定在该油门开度下发动机输出扭矩随发动机转速变化而变化的关系，例如针对某型号为BF6M1015CP的电控柴油发动机，发动机的正常工作转速在600～2300r/min之间，根据发动机厂家提供的发动机扭矩特性实验参数，在100％油门开度时，发动机输出扭矩随发动机转速变化的曲线如图3所示，①～④代表四段不同斜率的发动机扭矩曲线；

步骤202：利用一次分段函数拟合发动机扭矩特性，确定在每一个油门开度下不同档位各个转速范围的一次拟合数学表达式；

具体的说就是，分析可知发动机扭矩特性曲线不是简单的一次或二次函数曲线，因此无法用简单的数学表达式作为发动机扭矩特性。但是，在一定的转速范围内，发动机扭矩与转速变化的关系可以近似的用一次函数表达，所以采用分段函数分别表达不同转速范围内的发动机扭矩特性，不同转速范围内的发动机扭矩又采用一次函数拟合。图4为100％油门开度下采用一次分段函数拟合的所述发动机扭矩特性曲线，使用四个不同的一次函数分别拟合图3中①～④各段曲线，得到的近似发动机扭矩特性表达式为：

步骤203：在每一个固定油门开度下，分别计算出不同档位各个不同转速范围内的广义阻力系数临界值，在计算广义阻力系数临界值时，需要遵守一些基本的计算原则，具体的原则如下：

1)避免换档之后车辆的驱动力小于车辆的广义阻力。具体而言，AMT车辆在上坡换档过程中的动力中断导致了换档完成后车速降低，同时使得离合器转速降低。但是，发动机调速时目标转速是根据初始目标档位速比和换档点发动机转速共同决定的，因此换档后离合器完成接合时，发动机转速将会被拖低直到与离合器转速相同。这导致了即使在同一个油门开度下发动机输出扭矩也会相应发生变化。为了确保换档前后发动机均能提供足够的驱动力使车辆稳定行驶，计算的广义阻力系数临界值应该能使发动机提供的驱动力大于或者至少等于广义阻力。临界状态下，假设实际的广义阻力系数刚好等于计算出的广义阻力系数临界值，此时车辆受到的广义阻力刚好等于发动机所能提供的驱动力。

2)避免换档之后离合器转速过低，致使离合器接合之后发动机工作不稳定。类似于原则1)，AMT车辆在上坡换档过程中存在动力中断，由于在挂档前后离合器转速均和车速成比例，离合器分离之后车速会出现下降，因此动力中断导致离合器转速相应降低。在坡度较大的坡道上换档时，可能出现离合器转速过低使得离合器接合之后发动机转速被拖低，甚至发动机被憋熄火。所以，换档过程中发动机转速的范围十分重要，这需要在计算出广义阻力系数临界值后，验算车辆行驶在具有该广义阻力系数临界值的道路时，离合器转速是否在合理范围内。如果换档后离合器转速低于发动机怠速，则认为计算出的广义阻力系数临界值不能够作为档位决策的辅助控制参数。

3)需要满足其它与AMT车辆相关的原则。例如为了避免换档后车辆的驱动力不足，限定每次升档仅能升至与当前档位相邻的一个较高档位，但是降档可以顺序降至与当前档位相邻的较低档位，也可以跳降至比当前档位低两个档的档位，甚至跳降更多个档的档位。

根据以上三条广义阻力系数阈值计算的原则，确定临界状态下广义阻力系数临界值的计算方法，即通过联立车辆行驶方程(下述公式(1))、发动机扭矩一次分段拟合函数(下述公式(2))、离合器转速方程(下述公式(3))以及离合器转速下降量方程(下述公式(4))来计算每一固定油门开度下不同档位的广义阻力系数临界值β_th。

具体方程如下：

Te_new*ig_new*i0*η/r＝m*g*β_th(1)

Te_new＝Te(Nc_new，thro)(2)

Nc_new＝Nc_old-ΔNc(3)

ΔNc＝30*g*β_th*t_intr*ig_new*i0/(π*r)(4)

其中，Te_new为换档后发动机提供的扭矩，ig_new为换档后变速器档位的速比，i0为主减速比，η为传动系统机械效率，r为车轮滚动半径，δ为车辆当前档位下的旋转质量转换系数，m为当前车辆的质量，g为当地重力加速度，Nc_new为换档后离合器转速，thro为换档前油门开度，Nc_old为换档前离合器转速，ΔNc为换档过程中离合器转速下降量，t_intr为换档过程动力中断时间，该动力中断时间可以通过统计车辆换档过程的实际时间来确定，对于某AMT越野车辆而言，换档过程动力中断时间约为1.4～1.6s，为了保证计算出的广义阻力系数阈值所对应的换档操作具有更好的动力性能，我们选择1.6s作为动力中断时间。

计算所述广义阻力系数临界值时，分别考虑升一个档对应的广义阻力系数阈值β_up，降一个档对应的广义阻力系数阈值β_down1和降两个档位对应的广义阻力系数阈值β_down2，不同换档操纵对应的Nc_old和ig_new取值不同。例如，计算从1档升至2档对应的广义阻力系数临界值β_1-2时，Nc_old等于换档规律中当前油门thro下对应的1档升至2档的换档点发动机转速，而ig_new等于2档的速比；而计算从4档降至2档对应的广义阻力系数临界值β_4-2时，Nc_old等于换档规律中当前油门thro下对应的4档降至3档的换档点发动机转速，而ig_new等于2档的速比。

步骤204：验算每一固定油门开度下不同档位各个不同转速范围内的广义阻力系数临界值的有效性；

具体的说就是，上述计算广义阻力系数临界值的公式(2)在不同的转速范围内具有不同的表达式，根据发动机扭矩特性的一次函数分段拟合中分段函数的段数，同一个换档操纵可以求出多个广义阻力系数临界值但是根据这些广义阻力系数临界值求出的换档后离合器转速不一定在对应的发动机转速范围内，因此需要根据所述公式(3)验算换档后离合器转速是否合理，对于不合理的广义阻力系数临界值进行剔除。

验算的具体方法示例如下：

在针对某个换档操纵时，根据图4中100％油门开度下拟合得到的近似发动机扭矩特性表达式，分别将①～④各段曲线的表达式代入上述公式(2)中，然后联立公式(1)至公式(4)，即可分别求出4个对应不同发动机转速范围的广义阻力系数临界值β_th1、β_th2、β_th3和β_th4。为了确定这4个临界值的合理性，需要分别将它们再次代入上述公式(4)的β_th中，求出ΔNc后利用公式(3)求出Nc_new。因为离合器接合之后发动机转速Ne等于离合器转速Nc，所以求出Nc_new后判断其值是否在对应的发动机转速范围内即可。例如，使用拟合的发动机扭矩特性表达式①求出的广义阻力系数临界值β_th1代入公式(3)和公式(4)后，算出的Nc_new如果不在600～1000r/min范围内，则说明β_th1不合理；同理对②至④转速范围内的临界值进行验算，最终确定合理的广义阻力系数临界值。

步骤205：对于上述经过验证合理的广义阻力系数临界值进行修正；

具体的说就是，经过对换档后离合器转速的验算后，如果同一个油门开度下针对同样的换档操纵具有多个合理的广义阻力系数临界值，则升档操纵时选择较小的广义阻力系数临界值作为所述升档阈值，降档操纵时选择较大的广义阻力系数临界值作为所述降档阈值；

如果计算出的不同换档操纵所对应的广义阻力系数阈值出现了交叉，则应该对降一个档位的广义阻力系数阈值β_down1和降两个档位的广义阻力系数阈值β_down2进行修正，保证在相同的油门开度下始终满足β_down1<β_down2。

以100％油门开度为例，此处给出某AMT越野车辆不同档位对应的广义阻力系数阈值数组示例。由于该AMT越野车共有8个档位，所以下列三个数组从左到右分别为初始档位1至8档的相应阈值。其中人为设定1档的β_down1、β_down2和2档的β_down2阈值为1，代表数值相当大；设定8档的β_up阈值为0，代表数值相当小。

β_up＝[0.161，0.175，0.180，0.095，0.078，0.051，0.043，0]；

β_down1＝[1.000，0.070，0.081，0.098，0.101，0.089，0.076，0.061]；

β_down2＝[1.000，1.000，0.086，0.100，0.108，0.101，0.089，0.076]；

注：由于阈值数组的数值大小和变化情况和车辆发动机扭矩特性以及换档规律有很大关系，因此上述示例是针对某重型车辆的，不具有普适性，仅能说明这几个阈值数值的组成。

获得某一油门开度下不同档位对应的广义阻力系数阈值后，重复步骤201至步骤205，对其他油门开度下的广义阻力系数阈值进行计算和选取。

如图5所示，图5为根据本发明实施例所述方法中，基于车辆动力学分析的实际车辆广义阻力系数计算流程示意图，具体可以包括如下步骤：

步骤501：开启AMT系统后，判断是否完成起步操纵，在确定完成起步操纵后车辆即进入在档运行，则发动机转速Ne与变速器输出轴转速N之间存在固定的比例关系，因此判断|Ne(k)-N(k)*ig|<ε1是否成立，其中k代表离散的时间点，ε1表示预设的速差阈值(可以根据经验值设定)，如果成立则执行步骤502，否则重复步骤501；

步骤502：完成起步操纵后，对采样时长t进行累计；

步骤503：当累计的采样时长t超过预设的时间阈值ε2(可以根据经验值设定)时，执行步骤504，否则重复步骤502；

步骤504：利用采集的转速信号计算车辆在非换档过程的平均加速度a；

在车辆行驶过程中，始终对离散的变速器输出轴转速信号N进行采集，采集的同时对采集的转速信号进行限幅均值滤波处理，其主要原理为设定一个所述转速信号的允许差值ε3(N)，如果相邻两次采样的转速信号N(k-1)(k＝2，3，…)与N(k)之差的绝对值满足|N(k)-N(k-1)|<ε3，则认为N(k)有效，否则认为N(k)无效，且令N(k)＝N(k-1)；然后将每5个相邻的采样点转速信号分为一组，求出这5个转速值的平均值，即得出时间每隔50ms的较为平滑的变速器输出轴转速信号。完成对所述转速信号的限幅均值滤波后，利用数值微分求出时间间隔Δt内的平均加速度a，具体方法为先采用中心差商公式dN(k)/dt＝[N(k+5)-N(k-5)]/[t(k+5)-t(k-5)](k＝6，7，…)求出所述转速信号的变化率dN(k)/dt，然后在Δt内求出各个dN(k)/dt的平均值dN/dt，最后求出车辆在某一档位下行驶时的平均加速度a＝K1*dN/dt，其中K1＝π*r/(30*i0)；

步骤505：求出加速度a后，根据发动机扭矩、档位信息等，按照所述公式F_eq＝Te*ig*i0*η/r-δ*m*a即可求出广义阻力值；Te表示发动机扭矩，ig为变速器档位的速比，i0为主减速比，η为传动系统机械效率，r为车轮滚动半径，δ为车辆当前档位下的旋转质量转换系数，m为当前车辆的质量，g为当地重力加速度；

步骤506：根据广义阻力值进一步计算，得到广义阻力系数，即β＝(Te*ig*i0*η/r-δ*m*a)/(m*g)，其中各参数含义同上；

步骤507：输出广义阻力系数β。

当确定了初始目标档位后，通过对比一定时间内的广义阻力系数识别值的平均值和预先计算好的当前实际油门开度下当前档位的广义阻力系数阈值，进行比较确定出合理的最终目标档位，具体如图6所示，图6为本发明实施例所述方法中，基于比较广义阻力系数识别值的平均值和阈值的档位决策流程图，具体可以包括如下步骤：

步骤601：实时计算当前时刻前一段时间(例如3s)内识别出的广义阻力系数值的平均值avg.(β)；

步骤602：根据当前实际油门开度查表确定不同档位对应的各个广义阻力系数阈值；

步骤603：判断初始目标档位是升档还是降档，如果初始目标档位为升档，执行步骤604，否则执行605；

步骤604：对比广义阻力系数识别值的平均值与所述升档广义阻力系数阈值的大小关系，如果满足avg.(β)≤β_up，说明当前道路的广义阻力系数识别值的平均值小于或等于允许的升一个档对应的广义阻力系数阈值，则执行步骤606，否则执行步骤607；

步骤605：对比广义阻力系数识别值的平均值与所述降一个档对应的广义阻力系数阈值的大小关系，如果满足avg.(β)≤β_down1，说明当前道路的广义阻力系数识别值的平均值小于或等于允许的降一个档对应的广义阻力系数阈值，则执行步骤608，否则执行步骤609；

步骤606：按照初始目标档位进行升一个档的换档操纵；

步骤607：此情况说明当前道路的广义阻力系数识别值的平均值大于允许的升一个档对应的广义阻力系数阈值，则维持当前档位继续行驶，不进行换档操作；

步骤608：按照初始目标档位进行降一个档的换档操作；

步骤609：进一步对比广义阻力系数识别值的平均值与所述降两个档对应的广义阻力系数阈值的大小关系，如果满足avg.(β)≤β_down2，说明当前道路的广义阻力系数识别值的平均值小于或等于允许的降两个档对应的广义阻力系数阈值，则执行步骤610，否则执行步骤611；

步骤610：按照β_down2所对应的换档操纵进行降两个档的换档操纵；

步骤611：说明即使降两个档位仍然不能满足换档后车辆驱动力大于或等于车辆广义阻力，因而进行降三个档的换档操纵。

综上所述，本发明实施例提供了一种基于AMT车辆广义阻力系数阈值计算的上坡档位决策方法，本发明根据车辆发动机的扭矩特性，通过提前计算出不同油门开度下不同档位所对应的广义阻力系数阈值，并基于对比广义阻力系数的计算值与阈值的大小关系，确定在某一个油门开度下适合当前道路条件的目标档位，解决了上坡行驶过程中出现的车辆动力不足的问题，提升了车辆的动力性能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于AMT车辆广义阻力系数阈值计算的上坡档位决策方法，其特征在于，包括：

预先计算固定油门开度下的不同档位对应的广义阻力系数阈值并存储；

计算车辆非换档过程中当前实际油门开度下当前档位的广义阻力系数；

根据预先存储的固定油门开度下的不同档位对应的广义阻力系数阈值并进行插值计算，得到当前实际油门开度下当前档位的广义阻力系数阈值；

通过比较当前实际油门开度下当前档位的广义阻力系数与对应的广义阻力系数阈值来确定合适的目标档位；

其中，计算广义阻力系数阈值的过程具体包括：

分离出不同固定油门开度下发动机扭矩特性关系，即扭矩随发动机转速变化的关系；

利用一次分段函数拟合发动机扭矩特性，确定在各个固定油门开度下各个转速范围的一次分段拟合函数；

通过联立车辆行驶方程、发动机扭矩一次分段拟合函数、离合器转速方程以及离合器转速下降量方程，计算得到不同固定油门开度下各个不同转速范围内的广义阻力系数临界值β_th；

对于每一固定油门开度，验算各个不同转速范围内的广义阻力系数临界值的有效性，并对验证有效的广义阻力系数临界值进行修正，作为该固定油门开度下不同档位对应的广义阻力系数阈值；将不同固定油门开度下不同档位对应的广义阻力系数阈值计算结果以数组的形式进行存储。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

经过对换档后离合器转速的验算，如果同一个油门开度下针对同样的换档操纵具有多个合理的广义阻力系数临界值，那么需要进一步分析合理的转速范围，即升档操纵时选择较小的广义阻力系数临界值作为所述阈值，降档操纵时选择较大的广义阻力系数临界值作为所述阈值；如果计算出的不同换档操纵所对应的广义阻力系数阈值出现了交叉，则应该对降一个档位的广义阻力系数阈值β_down1和降两个档位的广义阻力系数阈值β_down2进行修正，保证在相同的油门开度下始终满足β_down1<β_down2。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，计算广义阻力系数的过程具体包括：

在确定完成起步操纵后车辆即进入在档运行，判断|Ne(k)-N(k)*ig|<ε1是否成立，其中k代表离散的时间点，Ne(k)表示k时刻发动机转速信号，N(k)表示k时刻变速器输出轴转速信号，ε1表示预设的速差阈值，如果成立则完成起步操纵后，对采样时长t进行累计；

当累计的采样时长t超过预设的时间阈值ε2时，利用采集的转速信号计算Δt内车辆在非换档过程的平均加速度a；

求出所述平均加速度a后，按照公式F_eq＝Te*ig*i0*η/r-δ*m*a即可求出广义阻力值；

根据广义阻力值进一步计算，得到广义阻力系数，即β＝(Te*ig*i0*η/r-δ*m*a)/(m*g)；

其中，Te表示发动机扭矩，ig为变速器档位的速比，i0为主减速比，η为传动系统机械效率，r为车轮滚动半径，δ为车辆当前档位下的旋转质量转换系数，m为当前车辆的质量，g为当地重力加速度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，具体包括：

在车辆行驶过程中，始终对离散的变速器输出轴转速信号N进行采集，采集完成后对采集的多个转速信号进行限幅均值滤波处理；

完成对所述转速信号的限幅均值滤波后，利用数值微分求出时间间隔Δt内的平均加速度a。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，比较并确定目标档位的过程具体包括：

实时计算当前实际油门开度下当前档位当前时刻前一段时间内识别出的广义阻力系数值的平均值avg.(β)；

根据广义阻力系数值的平均值avg.(β)与当前油门开度下当前档位对应的广义阻力系数阈值的大小进行判断，进行升档或降档操作，或者维持当前档位。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

对于初始目标档位为升档，对比广义阻力系数识别值的平均值avg.(β)与升一个档的广义阻力系数阈值β_up的大小关系，如果满足avg.(β)≤β_up，则按照初始目标档位进行升一个档的换档操纵，否则维持当前档位继续行驶，不进行换档操作；

对于初始目标档位为降档，对比广义阻力系数识别值的平均值avg.(β)与降一个档对应的广义阻力系数阈值β_down1的大小关系，如果满足avg.(β)≤β_down1，则按照初始目标档位进行降一个档的换档操作，否则进一步对比广义阻力系数识别值的平均值avg.(β)与降两个档对应的广义阻力系数阈值β_down2的大小关系，如果满足avg.(β)≤β_down2，则进行降两个档的换档操纵，否则进行降三个档的换档操纵。