CN108223779B - 变速器最高挡速比的确定方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种变速器最高挡速比的确定方法和装置。一种变速器最高挡速比的确定方法，包括：基于发动机万有特性数据，确定车辆以多个车速等速行驶时分别对应的最低发动机燃油消耗率，以及与最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速；针对每个最低发动机燃油消耗率，确定与该最低发动机燃油消耗率相对应的速比；获取车辆在每个速比下，以各个车速等速行驶时所对应的发动机燃油消耗率的加权平均值；将获取到的发动机燃油消耗率的加权平均值中的最小者所对应的速比确定为变速器最高挡速比。本发明得到基于燃油经济性考虑的变速器最高挡速比，用时少，投入成本低，总体效率高。

Description

变速器最高挡速比的确定方法和装置
技术领域
本发明涉及车辆速比确定技术领域，特别涉及一种变速器最高挡速比的确定方法和装置。
背景技术
车辆的燃油经济性是指车辆以尽量少的燃油消耗量经济行驶的能力，主要评价指标有综合油耗和等速油耗，综合油耗主要评价整车发动机、变速器各挡速比及整车参数匹配的合理性，等速油耗主要评价整车发动机和变速器某一挡位匹配的合理性。
随着变速器速比范围的不断加大，挡位的不断增多，为了提高车辆的性能，需要确定各挡位的速比，考虑到车辆驱动形式、轴荷分布及变速器各挡位扭矩的限制影响，变速器1挡速比的确定方法相对简单，而变速器高挡位主要追求经济性，同时还要考虑使用范围和频率。
目前市场中暂无变速器最高挡速比的确定流程和方法，因此无法在项目前期对车辆的发动机、变速器最高挡及整车的匹配情况进行评估，也就无法及时发现问题，而如果在项目后期才发现变速器最高挡速比存在燃油经济性或使用频率的问题，由于整车设计已基本冻结，部分模具及设备已经采购到位，更改空间相对较小，且用时较长，投入成本相对较大，不但效率低下，而且也不能达到预期效果，影响驾驶者体验。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种变速器最高挡速比的确定方法，以解决确定变速器最高挡速比用时长，投入成本高，总体效率低的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种变速器最高挡速比的确定方法，包括：
基于发动机万有特性数据，确定车辆以多个车速等速行驶时分别对应的最低发动机燃油消耗率，以及与所述最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速，所述多个车速为从变速器最高挡对应的车速范围内选取的；
针对每个所述最低发动机燃油消耗率，确定与该最低发动机燃油消耗率相对应的速比，其中，所述速比为与该最低发动机燃油消耗率相对应的发动机转速和车速之比；
获取车辆在每个所述速比下，以各个所述车速等速行驶时所对应的发动机燃油消耗率的加权平均值；
将获取到的发动机燃油消耗率的加权平均值中的最小者所对应的速比确定为所述变速器最高挡速比。
进一步的，所述基于发动机万有特性数据，确定车辆以多个车速等速行驶时分别对应的最低发动机燃油消耗率，以及与所述最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速，包括：
针对所述多个车速，分别计算车辆以每个所述车速等速行驶时的发动机功率；
基于所述发动机万有特性数据，确定在每个所述发动机功率下的最低发动机燃油消耗率，以及与所述最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速。
进一步的，所述基于所述发动机万有特性数据，确定在每个所述发动机功率下的最低发动机燃油消耗率，以及与所述最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速，包括：
基于发动机万有特性数据生成发动机万有特性图；
根据所述发动机万有特性图，确定在每个所述发动机功率下的最低发动机燃油消耗率，以及与所述最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速。
进一步的，所述基于所述发动机万有特性数据，确定在每个所述发动机功率下的最低发动机燃油消耗率，以及与所述最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速，包括：
基于发动机万有特性数据进行插值运算，得到在每个所述发动机功率下的最低发动机燃油消耗率，以及与所述最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速。
进一步的，所述获取车辆在每个所述速比下，以各个所述车速等速行驶时所对应的发动机燃油消耗率的加权平均值，包括：
获取车辆在每个所述速比下，以各个所述车速等速行驶时的发动机燃油消耗率；
将每个所述速比下、各个所述车速所对应的发动机燃油消耗率进行加权平均，得出在每个所述速比下的发动机燃油消耗率的加权平均值，其中，各个所述车速所对应的发动机燃油消耗率的权值根据该车速的使用频率设定。
相对于现有技术，本发明所述的变速器最高挡速比的确定方法具有以下优势：
从整车最高挡对应的车速范围及车速使用频率出发，利用各车速对应的发动机功率下的最低发动机燃油消耗率得到各速比，再根据各速比下的发动机燃油消耗率加权平均值的大小，将发动机燃油消耗率的加权平均值中的最小者所对应的速比确定为变速器最高挡速比，得到基于燃油经济性考虑的变速器最高挡速比，用时少，投入成本低，总体效率高。
本发明的另一目的在于提出一种变速器最高挡速比的确定装置，以解决确定变速器最高挡速比用时长，投入成本高，总体效率低的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
变速器最高挡速比的确定装置，包括：
油耗确定模块，用于基于发动机万有特性数据，确定车辆以多个车速等速行驶时分别对应的最低发动机燃油消耗率，以及与所述最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速，所述多个车速为从变速器最高挡对应的车速范围内选取的；
速比计算模块，用于针对每个所述最低发动机燃油消耗率，确定与该最低发动机燃油消耗率相对应的速比，其中，所述速比为与该最低发动机燃油消耗率相对应的发动机转速和车速之比；
获取模块，用于获取车辆在每个所述速比下，以各个所述车速等速行驶时所对应的发动机燃油消耗率的加权平均值；
速比确定模块，用于将获取到的发动机燃油消耗率的加权平均值中的最小者所对应的速比确定为所述变速器最高挡速比。
进一步的，所述油耗确定模块包括：
功率计算单元，用于针对所述多个车速，分别计算车辆以每个所述车速等速行驶时的发动机功率；
油耗获取单元，用于基于所述发动机万有特性数据，确定在每个所述发动机功率下的最低发动机燃油消耗率，以及与所述最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速。
进一步的，所述油耗获取单元，具体用于基于发动机万有特性数据生成发动机万有特性图；根据所述发动机万有特性图，确定在每个所述发动机功率下的最低发动机燃油消耗率，以及与所述最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速。
进一步的，所述油耗获取单元，具体用于基于发动机万有特性数据进行插值运算，得到在每个所述发动机功率下的最低发动机燃油消耗率，以及与所述最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速。
进一步的，所述获取模块，具体用于获取车辆在每个所述速比下，以各个所述车速等速行驶时的发动机燃油消耗率；将每个所述速比下、各个所述车速所对应的发动机燃油消耗率进行加权平均，得出在每个所述速比下的发动机燃油消耗率的加权平均值，其中，各个所述车速所对应的发动机燃油消耗率的权值根据该车速的使用频率设定。
所述变速器最高挡速比的确定装置与上述变速器最高挡速比的确定方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据一示例性实施例示出的一种变速器最高挡速比的确定方法的流程图。
图2是根据一示例性实施例示出的一种变速器最高挡速比的确定装置框图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种变速器最高挡速比的确定装置框图。
附图标记说明：
11-油耗确定模块，12-速比计算模块，13-获取模块，14-速比确定模块，111-功率计算单元，112-油耗获取单元。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图1是根据一示例性实施例示出的一种变速器最高挡速比的确定方法的流程图，如图1所示，变速器最高挡速比的确定方法用于变速器最高挡速比的确定装置中。变速器最高挡速比的确定方法包括以下步骤。
步骤101，基于发动机万有特性数据，确定车辆以多个车速等速行驶时分别对应的最低发动机燃油消耗率，以及与所述最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速，所述多个车速为从变速器最高挡对应的车速范围内选取的；
发动机万有特性数据是发动机的所有负荷特性和速度特性数据的合成，可以表示发动机在整个工作范围内主要参数的变化关系，通过发动机万有特性数据可以确定发动机最经济的工作区域。在发动机参数匹配过程中，通过匹配发动机万有特性数据中的参数，可以使得最佳性能区域落在最常用的工况范围内。例如，当发动机向车辆输出某一功率时，可以找出该功率对应的等功率线上对应的最低发动机燃油油耗率对应的发动机转速。另外，在项目前期，通常会对车辆变速器的挡位、车速等有一个初步的规划，例如，变速器有6个挡位，最高挡(即6挡)的车速范围为70km/h～180km/h。为了确定变速器最高挡速比，可以从变速器最高挡对应的车速范围内选取多个车速，然后根据这多个车速对应的油耗信息确定出适用于变速器最高挡的速比，该速比可以实现车辆在最高挡的经济性行驶。
本实施例，先分别计算车辆以每个上述车速等速行驶时的发动机功率，然后基于发动机万有特性数据，确定在每个发动机功率下的最低发动机燃油消耗率，以及与最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速。车辆以不同的车速等速行驶时，发动机产生的功率是各不相同的，而发动机在不同的转速、扭矩时，相同的发动机功率对应的发动机燃油消耗率也各有不同，因此需要确定出车辆以各个车速等速行驶时，分别对应的发动机功率下的最低发动机燃油消耗率，以及与最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速。
可选的，车速的选取可以从变速器最高挡对应的车速范围内选取10km/h的整倍数，例如，最高挡(即6挡)的车速范围为70km/h～180km/h，选取出来的车速分别为70km/h，80km/h，90km/h，100km/h，110km/h，120km/h，130km/h，140km/h，150km/h，160km/h，170km/h，180km/h。
可选的，在基于发动机万有特性数据，确定在每个发动机功率下的最低发动机燃油消耗率，以及与最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速时，可以基于发动机万有特性数据生成发动机万有特性图，根据发动机万有特性图，确定在每个发动机功率下的最低发动机燃油消耗率，以及与所述最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速；还可以基于发动机万有特性数据进行插值运算，得到在每个发动机功率下的最低发动机燃油消耗率，以及与所述最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速。本实施例中，可以利用MATLAB或者UNIPLOT软件，将发动机万有特性数据导入到软件中，然后由MATLAB或者UNIPLOT软件生成发动机万有特性图或者进行插值运算，从而得到在每个发动机功率下的最低发动机燃油消耗率，以及与所述最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速。
步骤102，针对每个所述最低发动机燃油消耗率，确定与该最低发动机燃油消耗率相对应的速比，其中，所述速比为与该最低发动机燃油消耗率相对应的发动机转速和车速之比；
通过步骤101可以确定出车辆以上述各个车速等速行驶时分别对应的最低发动机燃油消耗率，以及与最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速，由于速比为与最低发动机燃油消耗率相对应的发动机转速和车速之比，因此可以确定出每个最低发动机燃油消耗率所对应的速比，该速比与车速也是一一对应的。
步骤103，获取车辆在每个所述速比下，以各个所述车速等速行驶时所对应的发动机燃油消耗率的加权平均值；
该步骤中，车辆在上述每个速比下，以上述各个车速等速行驶，获取到各个车速分别对应的发动机燃油消耗率，再将每个速比下、各个车速所对应的发动机燃油消耗率进行加权平均，得出在每个速比下的发动机燃油消耗率的加权平均值，其中，各个车速所对应的发动机燃油消耗率的权值根据该车速的使用频率设定。
例如，根据上述举例选出来12个车速，12个车速对应了12个速比，在其中某一速比下，车辆分别以12个车速等速行驶，基于发动机万有特性数据可以获取到这12个车速分别对应的发动机燃油消耗率，此前已经根据12个车速的使用频率设定了各个车速的权值，例如，若12个车速使用频率相等，则各个车速的权值均为0.083；若80km/h，90km/h，100km/h这3个车速的使用频率较高，则给这3个车速设定较高的权值，而对其他车速设定的权值则相对较低。所有车速的权值相加总和为1。在前述的某一速比下，对12个车速的发动机燃油消耗率进行加权平均即可得到该速比下的发动机燃油消耗率的加权平均值。
步骤104，将获取到的发动机燃油消耗率的加权平均值中的最小者所对应的速比确定为所述变速器最高挡速比。
将步骤103中获取到的各个速比对应的发动机燃油消耗率的加权平均值中的最小者所对应的速比确定为所述变速器最高挡速比，该最小者表明在其对应的速比下，车辆以各个车速等速行驶可以对应于加权平均后最小的发动机燃油消耗率，将该速比确定为变速器最高挡速比，符合最高挡经济性行驶的需求。
本实施例，从整车最高挡对应的车速范围及车速使用频率出发，利用各车速对应的发动机功率下的最低发动机燃油消耗率得到各速比，再根据各速比下的发动机燃油消耗率加权平均值的大小，将发动机燃油消耗率的加权平均值中的最小者所对应的速比确定为变速器最高挡速比，得到基于燃油经济性考虑的变速器最高挡速比，用时少，投入成本低，总体效率高。
图2是根据一示例性实施例示出的一种变速器最高挡速比的确定装置框图，如图2所示，变速器最高挡速比的确定装置包括：油耗确定模块11、速比计算模块12、获取模块13以及速比确定模块14。
油耗确定模块11，用于基于发动机万有特性数据，确定车辆以多个车速等速行驶时分别对应的最低发动机燃油消耗率，以及与所述最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速，所述多个车速为从变速器最高挡对应的车速范围内选取的；
速比计算模块12，用于针对每个所述最低发动机燃油消耗率，确定与该最低发动机燃油消耗率相对应的速比，其中，所述速比为与该最低发动机燃油消耗率相对应的发动机转速和车速之比；
获取模块13，用于获取车辆在每个所述速比下，以各个所述车速等速行驶时所对应的发动机燃油消耗率的加权平均值；
速比确定模块14，用于将获取到的发动机燃油消耗率的加权平均值中的最小者所对应的速比确定为所述变速器最高挡速比。
图3是根据一示例性实施例示出的一种变速器最高挡速比的确定装置框图，如图3所示，在图2所示框图基础上，油耗确定模块11包括：功率计算单元111和油耗获取单元112。
功率计算单元111，用于针对所述多个车速，分别计算车辆以每个所述车速等速行驶时的发动机功率；
油耗获取单元112，用于基于所述发动机万有特性数据，确定在每个所述发动机功率下的最低发动机燃油消耗率，以及与所述最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速。
进一步的，所述油耗获取单元112，具体用于基于发动机万有特性数据生成发动机万有特性图；根据所述发动机万有特性图，确定在每个所述发动机功率下的最低发动机燃油消耗率，以及与所述最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速。
进一步的，所述油耗获取单元112，具体用于基于发动机万有特性数据进行插值运算，得到在每个所述发动机功率下的最低发动机燃油消耗率，以及与所述最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速。
进一步的，所述获取模块13，具体用于获取车辆在每个所述速比下，以各个所述车速等速行驶时的发动机燃油消耗率；将每个所述速比下、各个所述车速所对应的发动机燃油消耗率进行加权平均，得出在每个所述速比下的发动机燃油消耗率的加权平均值，其中，各个所述车速所对应的发动机燃油消耗率的权值根据该车速的使用频率设定。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变速器最高挡速比的确定方法，其特征在于，包括：
基于发动机万有特性数据，确定车辆以多个车速等速行驶时分别对应的最低发动机燃油消耗率，以及与所述最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速，所述多个车速为从变速器最高挡对应的车速范围内选取的；
针对每个所述最低发动机燃油消耗率，确定与该最低发动机燃油消耗率相对应的速比，其中，所述速比为与该最低发动机燃油消耗率相对应的发动机转速和车速之比；
获取车辆在每个所述速比下，以各个所述车速等速行驶时所对应的发动机燃油消耗率的加权平均值；
将获取到的发动机燃油消耗率的加权平均值中的最小者所对应的速比确定为所述变速器最高挡速比。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于发动机万有特性数据，确定车辆以多个车速等速行驶时分别对应的最低发动机燃油消耗率，以及与所述最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速，包括：
针对所述多个车速，分别计算车辆以每个所述车速等速行驶时的发动机功率；
基于所述发动机万有特性数据，确定在每个所述发动机功率下的最低发动机燃油消耗率，以及与所述最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述发动机万有特性数据，确定在每个所述发动机功率下的最低发动机燃油消耗率，以及与所述最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速，包括：
基于发动机万有特性数据生成发动机万有特性图；
根据所述发动机万有特性图，确定在每个所述发动机功率下的最低发动机燃油消耗率，以及与所述最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述发动机万有特性数据，确定在每个所述发动机功率下的最低发动机燃油消耗率，以及与所述最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速，包括：
基于发动机万有特性数据进行插值运算，得到在每个所述发动机功率下的最低发动机燃油消耗率，以及与所述最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于，所述获取车辆在每个所述速比下，以各个所述车速等速行驶时所对应的发动机燃油消耗率的加权平均值，包括：
获取车辆在每个所述速比下，以各个所述车速等速行驶时的发动机燃油消耗率；
将每个所述速比下、各个所述车速所对应的发动机燃油消耗率进行加权平均，得出在每个所述速比下的发动机燃油消耗率的加权平均值，其中，各个所述车速所对应的发动机燃油消耗率的权值根据该车速的使用频率设定。
6.一种变速器最高挡速比的确定装置，其特征在于，包括：
油耗确定模块，用于基于发动机万有特性数据，确定车辆以多个车速等速行驶时分别对应的最低发动机燃油消耗率，以及与所述最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速，所述多个车速为从变速器最高挡对应的车速范围内选取的；
速比计算模块，用于针对每个所述最低发动机燃油消耗率，确定与该最低发动机燃油消耗率相对应的速比，其中，所述速比为与该最低发动机燃油消耗率相对应的发动机转速和车速之比；
获取模块，用于获取车辆在每个所述速比下，以各个所述车速等速行驶时所对应的发动机燃油消耗率的加权平均值；
速比确定模块，用于将获取到的发动机燃油消耗率的加权平均值中的最小者所对应的速比确定为所述变速器最高挡速比。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述油耗确定模块包括：
功率计算单元，用于针对所述多个车速，分别计算车辆以每个所述车速等速行驶时的发动机功率；
油耗获取单元，用于基于所述发动机万有特性数据，确定在每个所述发动机功率下的最低发动机燃油消耗率，以及与所述最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述油耗获取单元，具体用于基于发动机万有特性数据生成发动机万有特性图；根据所述发动机万有特性图，确定在每个所述发动机功率下的最低发动机燃油消耗率，以及与所述最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述油耗获取单元，具体用于基于发动机万有特性数据进行插值运算，得到在每个所述发动机功率下的最低发动机燃油消耗率，以及与所述最低发动机燃油消耗率对应的发动机转速。
10.根据权利要求6～9中任一项所述的装置，其特征在于，所述获取模块，具体用于获取车辆在每个所述速比下，以各个所述车速等速行驶时的发动机燃油消耗率；将每个所述速比下、各个所述车速所对应的发动机燃油消耗率进行加权平均，得出在每个所述速比下的发动机燃油消耗率的加权平均值，其中，各个所述车速所对应的发动机燃油消耗率的权值根据该车速的使用频率设定。
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