中间轴转速估计与换挡控制方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及amt换挡控制，尤其涉及一种中间轴转速估计与换挡控制方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、中重型电控机械式自动变速器(automated mechanical transmission，amt)换挡控制技术中，因成本和维修优势，主箱无同步器换挡逐渐成为行业趋势，无同步器换挡执行控制过程基本按下述阶段划分：

2、(1)摘挡

3、(2)副箱换挡/同步器调节中间轴转速

4、(3)主箱调速/挂挡顶齿转速估计

5、(4)挂挡

6、换挡控制的关键在于主箱调速和挂挡时机控制，即挂挡顶齿时刻的转速估计；目前业内关于制动器调速的方法已有很多，应用比较成熟；关于自然降速调速，特别是离合器二次分离后中间轴转速估计，多数仍然需要根据经验来标定，在此基础上选择合适的挂挡时机并执行挂挡作业。

7、对于制动器不作业的中间轴自然降速或离合器二次分离后的中间轴自然降速，由于变速器拖曳扭矩受油温、道路坡度、中间轴转速及油液润滑效果等因素影响，在100ms这样的时间尺度上，中间轴转速的时间序列不能稳定保持线性关系，依靠经验估计的补偿转速往往反复标定也不能取得让人满意的稳定控制效果，常发挂挡冲击过大或者换挡噪声过大故障；对-20℃以下的低温换挡工况，由于低油温油液粘度增大，导致拖曳扭矩增大、中间轴自然降速速率增大，经验估计偏差可能引起严重的打齿故障。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种中间轴转速估计与换挡控制方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有技术中换挡执行控制过程的中间轴转速的时间序列不能稳定保持线性关系，容易造成挂挡冲击过大或者换挡噪声过大，导致故障的技术问题。

2、第一方面，本发明提供一种中间轴转速估计与换挡控制方法，所述中间轴转速估计与换挡控制方法包括以下步骤：

3、获取待测车辆的输入信号，根据所述输入信号判断所述待测车辆是否进入中间轴转速估计程序；

4、在所述待测车辆进入所述中间轴转速估计程序时，估计挂挡顶齿时刻的中间轴转速，确定挂挡时机，在所述挂挡时机执行挂挡作业；

5、在所述待测车辆未进入所述中间轴转速估计程序时，判断前一周期换挡执行状态是否为中间轴制动，根据判断结果执行挂挡作业。

6、可选地，所述获取待测车辆的输入信号，根据所述输入信号判断所述待测车辆是否进入中间轴转速估计程序，包括：

7、获取待测车辆的变速器油温、换挡执行状态、中间轴转速、主轴转速和目标挡位主箱速比，将所述变速器油温、所述换挡执行状态、所述中间轴转速、所述主轴转速和所述目标挡位主箱速比作为输入信号；

8、根据所述输入信号中的所述变速器油温和所述换挡执行状态判断所述待测车辆是否进入中间轴转速估计程序。

9、可选地，所述根据所述输入信号中的所述变速器油温和所述换挡执行状态判断所述待测车辆是否进入中间轴转速估计程序，包括：

10、判断所述变速器油温是否低于预设油温标定阈值，并获取所述换挡执行状态；

11、在所述变速器油温低于预设油温标定阈值，所述换挡执行状态为等待同步，且前一周期换挡执行状态为离合器结合提速状态时，判定所述待测车辆进入中间轴转速估计程序；

12、在所述变速器油温低于所述预设油温标定阈值，所述换挡执行状态为等待同步，且前一周期换挡执行状态不是中间轴制动状态时，判定所述待测车辆进入中间轴转速估计程序；

13、在所述变速器油温不低于预设油温标定阈值，和/或所述换挡执行状态不为等待同步，和/或前一周期换挡执行状态不为离合器结合提速状态，和/或前一周期换挡执行状态中间轴制动状态时，判定所述待测车辆未进入中间轴转速估计程序。

14、可选地，所述在所述待测车辆进入所述中间轴转速估计程序时，估计挂挡顶齿时刻的中间轴转速，确定挂挡时机，在所述挂挡时机执行挂挡作业，包括：

15、在所述待测车辆进入所述中间轴转速估计程序时，获取转速估计原始数据对应的原始数据序列；

16、使用灰度预测模型对所述原始数据序列进行累加，获得紧邻均值序列；

17、根据所述原始数据序列和所述紧邻均值序列通过下式获得参数估计值：

18、

19、

20、y＝[x(0)(2) x(0)(3) x(0)(4) x(0)(5) x(0)(6) x(0)(7) x(0)(8) x(0)(9) x(0)(10)]t

21、其中，为参数估计值，a为发展系数，b为灰色作用量，j表示序列x(0)，x(2)中第j个数据，t表示矩阵转置，b为与所述紧邻均值序列相关的系数矩阵，y为原始数据序列，为发展系数的估计值，为灰色作用量的估计值；

22、x(0)＝[x(0)(1),x(0)(2),x(0)(3),x(0)(4),x(0)(5),x(0)(6),x(0)(7),x(0)(8),x(0)(9),x(0)(10)]，x(0)为所述原始数据序列，x(1)为对所述原始数据序列进行累加后的累加数据序列；

23、x(1)＝[x(1)(1),x(1)(2),x(1)(3),x(1)(4),x(1)(5),x(1)(6),x(1)(7),x(1)(8),x(1)(9),x(1)(10)]

24、x(2)＝[x(2)(2),x(2)(3),x(2)(4),x(2)(5),x(2)(6),x(2)(7),x(2)(8),x(2)(9),x(2)(10)]

25、x(2)为所述累加数据序列的紧邻均值序列；

26、根据所述参数估计值通过下式确定第k+1周期的中间轴转速估计值：

27、

28、

29、其中，为第k+1周期的中间轴转速估计值，为第k+1个一次累加数据的估计值，为第k个一次累加数据的估计值，k＝1,2,3，取

30、通过下述公式获得后验差比值：

31、

32、

33、

34、

35、

36、

37、其中，c为后验差比值，s1为残差的标准差，s2为后验标准差，n为原始序列数据向量x(0)的维度，e(k)为残差，为残差均值，x(0)(k)为原始序列数据向量x(0)中的第k个数据，为第k周期的中间轴转速估计值，为后验均值；

38、将所述后验差比值与预设差比值阈值进行比较；

39、在所述后验差比值小于所述预设差比值阈值时，确定所述灰度预测模型的精度合格，通过下式获得中间轴转速估计值；

40、

41、其中，为第个中间轴转速估计值，为第个一次累加数据的估计值，为第个一次累加数据的估计值，ct为进入等待同步状态所经历的时间，tm为tcu从发出电磁阀动作指令到换挡顶齿所经历的时间；

42、在所述后验差比值不小于所述预设差比值阈值时，确定所述灰度预测模型的精度不合格。

43、可选地，所述根据所述中间轴转速估计值和预设转速标定阈值确定挂挡时机，在所述挂挡时机执行挂挡作业，包括：

44、在所述灰度预测模型的精度合格时，通过下式确定挂挡时机：

45、

46、其中，为第个中间轴转速估计值，ct为进入等待同步状态所经历的时间，tm为tcu从发出电磁阀动作指令到换挡顶齿所经历的时间，im为目标挡位主箱速比，nthres为挂挡转速差阈值上限，nmain为顶齿时刻的主轴转速；

47、在当前时刻的中间轴转速估计值满足上述公式时，确定所述当前时刻为挂挡时机，在所述挂挡时机执行挂挡作业；

48、在所述灰度预测模型的精度不合格时，通过下式确定挂挡时机：

49、x<＝im(nthres+nmain)+ncmp

50、其中，x为中间轴转速，im为目标挡位主箱速比，nthres为挂挡转速差阈值上限，nmain为顶齿时刻的主轴转速，ncmp为从预设表格查表确定顶齿时的中间轴转速补偿值；

51、在所述当前时刻的所述中间轴转速满足上述公式时，确定所述当前时刻为挂挡时机，在所述挂挡时机执行挂挡作业。

52、可选地，所述在所述待测车辆未进入所述中间轴转速估计程序时，判断前一周期换挡执行状态是否为中间轴制动，根据判断结果执行挂挡作业，包括：

53、在所述待测车辆未进入所述中间轴转速估计程序时，判断前一周期换挡执行状态是否为中间轴制动；

54、在所述前一周期换挡执行状态为中间轴制动，且中间轴转速达到制动器作业补偿转速时，执行挂挡作业；

55、在所述前一周期换挡执行状态不为中间轴制动，且所述中间轴转速达到挂挡窗口时，执行挂挡作业。

56、第二方面，为实现上述目的，本发明还提出一种中间轴转速估计与换挡控制装置，所述中间轴转速估计与换挡控制装置包括：

57、程序判断模块，用于获取待测车辆的输入信号，根据所述输入信号判断所述待测车辆是否进入中间轴转速估计程序；

58、挂挡时机确定模块，用于在所述待测车辆进入所述中间轴转速估计程序时，估计挂挡顶齿时刻的中间轴转速，确定挂挡时机，在所述挂挡时机执行挂挡作业；

59、挂挡作业模块，用于在所述待测车辆未进入所述中间轴转速估计程序时，判断前一周期换挡执行状态是否为中间轴制动，根据判断结果执行挂挡作业。

60、第三方面，为实现上述目的，本发明还提出一种中间轴转速估计与换挡控制设备，所述中间轴转速估计与换挡控制设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的中间轴转速估计与换挡控制程序，所述中间轴转速估计与换挡控制程序配置为实现如上文所述的中间轴转速估计与换挡控制方法的步骤。

61、第四方面，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有中间轴转速估计与换挡控制程序，所述中间轴转速估计与换挡控制程序被处理器执行时实现如上文所述的中间轴转速估计与换挡控制方法的步骤。

62、本发明提出的中间轴转速估计与换挡控制方法，通过获取待测车辆的输入信号，根据所述输入信号判断所述待测车辆是否进入中间轴转速估计程序；在所述待测车辆进入所述中间轴转速估计程序时，估计挂挡顶齿时刻的中间轴转速，确定挂挡时机，在所述挂挡时机执行挂挡作业；在所述待测车辆未进入所述中间轴转速估计程序时，判断前一周期换挡执行状态是否为中间轴制动，根据判断结果执行挂挡作业，能够避免补偿转速反复标定，提高了换挡执行控制策略的一致性与稳定性；降低了挂挡冲击或打齿故障率，提高了中间轴转速估计与换挡控制的精度。