一种基于博弈算法的AMT变速器坡道起步控制方法

技术领域

本发明涉及一种AMT变速器坡道起步控制方法，具体涉及一种基于博弈算法的AMT变速器坡道起步控制方法，属于车辆控制技术领域。

背景技术

随着社会的不断发展，汽车行业技术的不断革新，现代人类对汽车的要求越来越高，不同的消费者对汽车的驾驶风格需求多样化。对某一款车型而言，其行车起步参数在产品量产后相对而言是固定的，因此，不同的客户在试驾同一款车时，因路面环境的差异性等因素，驾驶员在起步过程的决策行为直接影响客户感受到的起步动力响应及平顺性，某些客户会抱怨起步响应慢，有些客户会抱怨起步响应快，超出心理预期，起步动力响应带来突兀感，众口难调，甚至因为驾驶员的判断决策失误导致坡道起步出现大幅度溜车情况，带来一系列的驾驶安全问题。因此，坡道起步时的控制策略对驾驶车辆非常重要。

如申请号CN202110296042.4、名称为“一种坡道起步控制方法及车辆”的发明专利，申请号CN201911379193.5、名称为“车辆起步控制方法及坡道辅助系统”的发明专利，申请号CN201910411952.5、名称为“商用车车重自适应坡道起步控制方法”的发明专利，都涉及到车辆坡道起步时的控制，但其坡道起步控制方式中都没有考虑驾驶员的操作，而仅仅是车辆自动控制起步情况，因此，会与驾驶员的操作脱节，从而导致驾驶感受不佳。

发明内容

本发明针对当前车辆的坡道起步控制方法考虑不全面，导致驾驶员感受不佳的问题，提出了一种基于博弈算法的AMT变速器坡道起步控制方法，在某一时刻驾驶员与TCU同时操控整车坡道起步时，将博弈算法作为仲裁决策工具运用到AMT整车坡道起步控制过程中，从一定程度上能够有效避免因驾驶员决策失误，产生溜车等安全问题以及起步顿挫等性能问题。

本发明为解决上述问题所采用的技术手段为：一种基于博弈算法的AMT变速器坡道起步控制方法，将驾驶员起步操作和TCU起步控制分别归一化分类为驾驶员坡道起步过程操作策略集S

进一步地，坡道起步博弈过程等效为以下优化目标函数求最优解：

max J＝U(t)

其中：B

进一步地，驾驶员起步操作包括松制动速率B

进一步地，对松制动速率B

将驾驶员的实际起步操作进行离散简化处理，考虑到实际驾驶员起步过程操作正常，不会同时出现刹车和油门，故为了简化计算过程，驾驶员坡道起步过程操作策略集选用正常操作策略集S

进一步地，对离合器结合速率C

。将TCU控制策略也进行简化处理，简化计算过程。

进一步地，安全性收益U

其中：

上式中：n

进一步地，起步平顺性收益U

其中：

进一步地，整车响应收益U

其中：T

进一步地，安全性收益U

其中：

进一步地，起步平顺性收益U

其中：m为非负整数，此处t

进一步地，整车响应收益U

其中，t

本发明的有益效果是：

1.本发明基于无AutoHold功能只带纯机械手刹且配备AMT变速器的整车，将其坡道起步过程中驾驶员与TCU间的交互过程转化为不完全信息的两方动态博弈过程，根据坡道起步过程驾驶员与TCU的行为动作以及AMT控制系统特性，建立驾驶员与TCU的策略集S

2.本发明基于不完全信息动态博弈模型，将AMT变速器起步过程转化为驾驶员与TCU交互博弈问题，构建了驾驶员与TCU坡道起步策略集，策略集覆盖整个起步过程，每一个驾驶员的动作，必有一个TCU最优策略与之相对应，保证了起步过程每一个运算周期，TCU能采取最优策略，使整车坡道起步能达到较好的效果。

3.本发明基于整车纵向系统运动方程，结合离合器传扭特性以及制动力模型，让物理模型参与到坡道起步人机博弈纳什均衡的求解，综合TCU自身的反馈控制，实现了前馈-反馈共同控制的效果，比单一的反馈控制更加及时准确，达到的坡道起步效果更优。

附图说明

图1为AMT整车坡道起步人机博弈控制流程。

具体实施方式

实施例一

一种基于博弈算法的AMT变速器坡道起步控制方法，如图1所示，通过传感器及CAN总线采集整车相关信息，具体包括：制动行程信号D

假设整车进行坡道起步时车轮未发生转向，发动机及时准确响应扭矩请求，建立如下坡道起步整车纵向系统运动状态方程：

整车纵向加速度

纵向位移

然后以不完全信息动态博弈模型为基础，建立坡道起步场景下的人机交互博弈模型：G＝(N，S

松制动速率：

踩油门大小：

离合器结合速率：

扭矩请求大小：

其中：B

其中，以上驾驶员的起步操作策略以及TCU的起步控制策略均是在整车进入起步工况时参与起步决策博弈计算的。手刹信号S

根据整车坡道起步过程评价标准，将本次双方博弈过程收益函数U

其中：

起步平顺性收益U

其中：m为非负整数，按要求选取，一般取3；t

整车响应收益U

其中，t

由于U

/>

考虑到整车物理约束特性及起步控制策略，采用最大值化无量纲处理方式：

其中：

从而得到整车坡道起步博弈过程总收益函数表达式为：

因此，AMT变速器坡道起步博弈过程，可以看作驾驶员先采取正常操作策略a

因此，基于AMT控制系统约束条件，坡道起步博弈过程可以等效为以下优化目标函数求最优解：

max J＝U(t)

监控起步开始状态标志位，起步开始则进入坡道起步博弈控制，驾驶员与TCU进行博弈，通过博弈控制模型结合整车运动状态方程，每一个运行计算周期，TCU输出当前时刻基于驾驶员的操作(B

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的保护范围，本发明的保护范围应该由各权利要求限定。