[发明专利]一种车辆有限变速巡航方法

摘要

本发明提供一种车辆有限变速巡航方法，利用车联网采集车辆在定速巡航时的速度、功率数据，将功率数据高斯化为以负载系数为数学期望的高斯分布数据，从高斯分布数据中聚类出不同负载系数；接着从不同负载系数所属的转速与功率历史数据中采用三次多项式拟合出“速度—功率”特性曲线；实时采样本车的速度与功率数据上传至车联网中心，并与联网中心拟合出的特性曲线进行匹配，得到当前匹配后的特性曲线；利用匹配后的特性曲线规律预测有限区间内以各速度巡航的油耗，根据预测结果将巡航速度在有限区间上往发动机经济区间微调，达到提高车辆巡航时的油耗经济性的目标。本发明在整个巡航过程中都能保证车辆节油性，自动完成节油功能。

主权项

1.一种车辆有限变速巡航方法，其特征在于：所述方法为：利用车联网采集车辆在定速巡航时的速度、功率数据，将功率数据高斯化为以负载系数为数学期望的高斯分布数据，从高斯分布数据中聚类出不同负载系数；接着从不同负载系数所属的转速与功率历史数据中采用三次多项式拟合出“速度—功率”特性曲线；在开启有限区域变速巡航功能后，实时采样本车的速度与功率数据上传至车联网中心，并与车联网中心拟合出的特性曲线进行匹配，得到当前匹配后的特性曲线；利用匹配后的特性曲线规律预测有限区间内以各速度巡航的油耗，根据预测结果将巡航速度在有限区间上往发动机经济区间微调，达到提高车辆巡航时的油耗经济性的目标；利用车联网对一车型需要先期采集该车型的定速巡航特征，采用车载终端通过车辆CAN总线以一时间间隔不断采集车辆在定速巡航时的车辆实时速度u、档位n、车辆实时输出功率P，组成数据帧Di{ui,ni,Pi}，i＝1,2,3,....,I，上传到车联网中心；对车联网中心中得到的车辆实时输出功率P进行负载系数聚类挖掘，将功率数据高斯化为以负载系数为数学期望的高斯分布数据，从高斯分布数据中聚类出不同负载系数；具体为：步骤21、对每一个采样数据Di{ui,ni,Pi}，其中，由车辆负载引起的道路摩擦阻力所消耗功率为：其中G为载重质量，f为道路摩擦系数，u为车辆实时速度；车辆负载引起坡度阻力消耗的功率为：其中θ为道路坡度上面两式中的η_T为车辆传动效率，同一车型传动效率相同为已知量，将负载摩擦阻力与坡度阻力因素统一归为负载系数a，则由负载引起的发动机功率消耗表示为P_g＝au；负载系数a随道路条件和载重不同而改变，对于定速度巡航采样的数据D_i{u_i,n_i,P_i}，i＝1,2,3,...,I进行处理；在每一个数据帧中P_i均是由负载功率消耗与风阻功率消耗P_wi组成，即：Pi＝aiui+Pwi    (1)其中ai为未知量，将由后续聚类得到；风阻消耗功率Pwi由运动风阻消耗功率Psi与自然风阻消耗功率Pni组成：Pwi＝Psi+Pni    (2)其中运动风阻即是由车辆运动速度产生的逆向风引起的，计算方法为：其中ui即为车辆速度，A为车辆的迎风面积由车外型决定，同一车型A值相同，CD为空气阻力系数取为近似恒定常量，Psi是根据车速度和迎风面积计算出来的已知量；自然风阻消耗功率在长时间采样的大数据中其符合零均值正态分布，Pni～μ(0,σ2)；利用其车辆实时速度ui根据公式(3)计算其对应的运动风阻消耗功率；步骤22、将所有定速度巡航采样数据的Pi进行高斯化处理，转化为符合高斯分布的数据Gi，处理方法为将Pi减去运动风阻消耗功率Psi并除以速度ui：由公式(1)和(2)可知，公式(4)也表述为由于P_ni为零均值方差为σ²的高斯分布，因此即G_i为服从均值为a_i，方差为的高斯分布，通过公式(4)的转化将定速巡航采样数据转化为高斯分布数据；按公式(4)减去步骤21算出的运动风阻消耗功率，并除以车辆实时速度u_i，最终转化符合为高斯分布的数据G_i，则采样数据扩展为步骤23、采用K均值聚类方法对所有的Gi进行聚类，得到的聚类中心即为不同的负载系数值ak(k＝1,2,3,...,K)，对于每一个ak建立一个负载数据集Ck；步骤24、对于计算其中G_i与每一个a_k(k＝1,2,3,...,K)的距离，取距离最小的a_k为G_i所属类别，将G_i所属的中的D_i{u_i,n_i,P_i}加入a_k对应的负载数据集C_k中；重复步骤24，直到所有的处理完毕，归入到相应的负载数据集中。