CN109455182B - 一种轻型车国六标准下换挡点计算的Simulink实现方法 - Google Patents
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Abstract
一种轻型车国六标准下换挡点计算的Simulink实现方法，数据输入包括：输入车型车辆数据信息和路谱信息；数据处理包括：计算出每个路况点的需要功率和每个档位在所述路况点下的提供功率；档位计算包括：经相比较确定目标功率和所述目标功率对应的目标档位；档位修正包括：根据所述路谱信息划分加速区间和减速区间；基于所述加速区间和所述减速区间对所述目标档位进行修正并得到修正档位，该方法使用时导入车型车辆数据信息与路谱信息，即可计算出合乎法规要求的最适宜档位数据。
Description
技术领域
本发明关于一种轻型车国六标准下换挡点计算的Simulink实现方法。
背景技术
随着汽车行业日益壮大，车辆品种越来越来多。随着国六排放法规的实施，整车排放达标压力越来越大，从传统角度上进行催化器选型、整车排放标定控制难度将逐渐加大。同时国六标准中对路谱、挡位的限制也对匹配技术研究开发提出了更高的要求，需要以系统性的角度加以考虑。
根据WLTC循环测试法规要求，其对不同机型与不同车型的挡位匹配没有固定统一，需要依据其标准进行逐项条件判断与分析，其存在计算约束条件较多，计算过程复杂，时间长，校验工作负荷大等问题。现通过对标准的研究与分析，依托Matlab/Simulink工具，逐条对标准中规定的挡位选择、功率需求、转速需求、修正条件等进行程序命令编制与调试，以完成挡位计算模型的开发。
发明内容
本发明的目的是本发明专利提供了一种应对国六排放法规进行汽车行驶挡位计算的Simulink模型实现方法，以使得使用时导入车型车辆数据信息与路谱信息，即可计算出合乎法规要求的最适宜挡位数据。
为实现上述技术目的，本发明提供一种轻型车国六标准下换挡点计算的Simulink实现方法，其步骤包括：数据输入，数据处理，挡位计算和挡位修正，其中：所述数据输入包括：输入车型车辆数据信息和路谱信息；所述数据处理包括：依据所述车辆数据信息和所述路谱信息计算出每个路况点的需要功率(PR)和每个挡位在所述路况点下的提供功率(PAi)；所述挡位计算包括：将每个挡位的所述提供功率(PAi)分别与所述需要功率(PR)相比较，以确定目标功率(Pi)和所述目标功率(Pi)对应的目标挡位；所述挡位修正包括：根据所述路谱信息划分加速区间和减速区间；基于所述加速区间和所述减速区间对所述目标挡位进行修正并得到修正挡位。
本发明专利提供了一种应对国六排放法规进行汽车行驶挡位计算的Simulink模型实现方法。使用时导入车型车辆数据信息与路谱信息，即可计算出合乎法规要求的最适宜挡位数据。
作为进一步的改进，所述输入车型车辆数据信息包括：车辆质量、变速箱各挡速比、主减速比、轮胎滚动半径、整车阻力、发动机转速数据、换挡转速限制、后备功率、发动机外特性；且所述路谱信息包括：车辆运行的时间和车速。
作为进一步的改进，所述加速区间和所述减速区间的划分基于判断前后时刻的车速。
作为进一步的改进，所述数据输入包括还包括对所述路谱信息包括中的所述时间和所述车速的预处理步骤，以获得加速度信息。
作为进一步的改进，所述目标功率(Pi)的确定步骤是：步骤一：选择那些数值应大于等于所述需要功率(PR)的所述提供功率(PAi)；步骤二：选择满足所述步骤一中最小值的所述提供功率(PAi)为所述目标功率(Pi)。
作为进一步的改进，在车辆加速过程中，所述目标挡位的修正为：对每个所述加速区间内的挡位数据进行逆序依次对比，并取较低值的所述目标挡位作为所述修正挡位，以满足加速过程中，如果车辆在更高的车速下使用低挡位，则之前选择的高挡位应修改为低挡位的标准要求。
作为进一步的改进，在车辆加速过程中，所述目标挡位的修正为：对每个所述加速区间的所述目标挡位进行判断，如果比上一秒的所述目标挡位高，则下2秒的所述目标挡位等于本时刻的所述目标挡位加1，依次遍历，以满足加速过程中选用的挡位应至少保持2秒，加速过程中不应越级换挡的标准要求。
作为进一步的改进，对每个所述减速区间顺序查找速度为0的点，找到该点后，前两秒的挡位置2，后续全部置0。
作为进一步的改进，对全部所述加速区间和所述减速区间进行查找，依次判断设定的3、4、5、6、7个时刻内的挡位顺序情况，保证5秒内变化平稳。
本发明在计算完成初步的挡位后，需要对挡位进行修正。本发明针对国标中的修正要求，设计了4条修正逻辑，达成修正效果。
具体实施方式
本发明提供一种轻型车国六标准下换挡点计算的Simulink实现方法，其步骤包括：数据输入，数据处理，挡位计算和挡位修正，其中：所述数据输入包括：输入车型车辆数据信息和路谱信息；所述数据处理包括：依据所述车辆数据信息和所述路谱信息计算出每个路况点的需要功率(PR)和每个挡位在所述路况点下的提供功率(PAi)；所述挡位计算包括：将每个挡位的所述提供功率(PAi)分别与所述需要功率(PR)相比较，以确定目标功率(Pi)和所述目标功率(Pi)对应的目标挡位；所述挡位修正包括：根据所述路谱信息划分加速区间和减速区间；基于所述加速区间和所述减速区间对所述目标挡位进行修正并得到修正挡位。
本发明专利提供了一种应对国六排放法规进行汽车行驶挡位计算的Simulink模型实现方法。使用时导入车型车辆数据信息与路谱信息，即可计算出合乎法规要求的最适宜挡位数据。
作为进一步的改进，所述输入车型车辆数据信息包括：车辆质量、变速箱各挡速比、主减速比、轮胎滚动半径、整车阻力、发动机转速数据、换挡转速限制、后备功率、发动机外特性；且所述路谱信息包括：车辆运行的时间和车速。
作为进一步的改进，所述加速区间和所述减速区间的划分基于判断前后时刻的车速。
作为进一步的改进，所述数据输入包括还包括对所述路谱信息包括中的所述时间和所述车速的预处理步骤，以获得加速度信息。
作为进一步的改进，所述目标功率(Pi)的确定步骤是：步骤一：选择那些数值应大于等于所述需要功率(PR)的所述提供功率(PAi)；步骤二：选择满足所述步骤一中最小值的所述提供功率(PAi)为所述目标功率(Pi)。
作为进一步的改进，在车辆加速过程中，所述目标挡位的修正为：对每个所述加速区间内的挡位数据进行逆序依次对比，并取较低值的所述目标挡位作为所述修正挡位，以满足加速过程中，如果车辆在更高的车速下使用低挡位，则之前选择的高挡位应修改为低挡位的标准要求。
作为进一步的改进，在车辆加速过程中，所述目标挡位的修正为：对每个所述加速区间的所述目标挡位进行判断，如果比上一秒的所述目标挡位高，则下2秒的所述目标挡位等于本时刻的所述目标挡位加1，依次遍历，以满足加速过程中选用的挡位应至少保持2秒，加速过程中不应越级换挡的标准要求。
作为进一步的改进，对每个所述减速区间顺序查找速度为0的点，找到该点后，前两秒的挡位置2，后续全部置0。
作为进一步的改进，对全部所述加速区间和所述减速区间进行查找，依次判断设定的3、4、5、6、7个时刻内的挡位顺序情况，保证5秒内变化平稳。
本发明在计算完成初步的挡位后，需要对挡位进行修正。本发明针对国标中的修正要求，设计了4条修正逻辑，达成修正效果。
本发明中计算模型需要完成包括数据处理，计算方法执行，过程逻辑判断等过程。其中数据处理、过程逻辑判断作为系统运行的必要成分，由功能需求引申设计而出，计算方法则由国标《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》中《手动挡汽车的换挡选择及换挡点的计算方法》(以下简称《标准》)给出。
在挡位修正中，依据《标准》中《CB4修正/修改实际挡位的附加要求》。需要对前面计算所得挡位进行后续修正。识别出可行修正要求共计四条(国标内容)：
a.加速过程中，如果车辆在更高的车速下使用低挡位，则之前选择的高挡位应修改为低挡位；
b.加速过程中选用的挡位应至少保持2秒，加速过程中不应越级换挡；
c.如果减速过程是短行程的最后一部分，接下来是停车，那么2挡的持续时间最多为2秒，挡位应设置为空挡，离合器分离，或变速箱处于空挡位置，离合器结合，这些减速过程中不允许使用1挡。
d.如果1到5秒的时间内采用i挡，且之前的挡位顺序更低，之后的挡位顺序小于之前的挡位顺序，那么挡位顺序应修正为之前的挡位顺序。
基于上述国标准则，本发明的相应的实现方法：
首先判断出当前路谱、挡位数据中加速、减速区间，通过判断前后时刻速度，将加减速区间划分；
对于a修正条目：对每个加速区间内的挡位数据逆序依次对比，取较低值即可实现；
对于b修正条目：对每个加速段内的挡位进行判断，如果比上一秒的挡位高，则下2秒的挡位等于本时刻加1，依次遍历；
对于c修正条目：对每个减速段内顺序查找速度为0的点，找到该点后，前两秒的挡位置2，后续全部置0；
对于d修正条目：对全部区间进行查找，依次判断3、4、5、6、7个时刻内的挡位顺序情况，保证5秒内不出现峰值。
本发明满足国六性能排放计算需要的挡位计算及修正效果。解决计算过程复杂，时间长，校验工作负荷大等问题。
应了解本发明所要保护的范围不限于非限制性实施方案，应了解非限制性实施方案仅仅作为实例进行说明。本申请所要要求的实质的保护范围更体现于独立权利要求提供的范围，以及其从属权利要求。
Claims (9)
1.一种轻型车国六标准下换挡点计算的Simulink实现方法，其步骤包括：数据输入，数据处理，挡位计算和挡位修正，其特征在于：
所述数据输入包括：输入车型车辆数据信息和路谱信息；
所述数据处理包括：依据所述车辆数据信息和所述路谱信息计算出每个路况点的需要功率(PR)和每个挡位在所述路况点下的提供功率(PAi)；
所述挡位计算包括：将每个挡位的所述提供功率(PAi)分别与所述需要功率(PR)相比较，以确定目标功率(Pi)和所述目标功率(Pi)对应的目标挡位；
所述挡位修正包括：根据所述路谱信息划分加速区间和减速区间；基于所述加速区间和所述减速区间对所述目标挡位进行修正并得到修正挡位。
2.如权利要求1所述的一种轻型车国六标准下换挡点计算的Simulink实现方法，其特征在于：
所述输入车型车辆数据信息包括：车辆质量、变速箱各挡速比、主减速比、轮胎滚动半径、整车阻力、发动机转速数据、换挡转速限制、后备功率、发动机外特性；且
所述路谱信息包括：车辆运行的时间和车速。
3.如权利要求2所述的一种轻型车国六标准下换挡点计算的Simulink实现方法，其特征在于：所述加速区间和所述减速区间的划分基于判断前后时刻的车速。
4.如权利要求2所述的一种轻型车国六标准下换挡点计算的Simulink实现方法，其特征在于：所述数据输入包括还包括对所述路谱信息包括中的所述时间和所述车速的预处理步骤，以获得加速度信息。
5.如权利要求2所述的一种轻型车国六标准下换挡点计算的Simulink实现方法，其特征在于：所述目标功率(Pi)的确定步骤是：
步骤一：选择那些数值应大于等于所述需要功率(PR)的所述提供功率(PAi)；
步骤二：选择满足所述步骤一中最小值的所述提供功率(PAi)为所述目标功率(Pi)。
6.如权利要求2所述的一种轻型车国六标准下换挡点计算的Simulink实现方法，其特征在于：在车辆加速过程中，所述目标挡位的修正为：对每个所述加速区间内的挡位数据进行逆序依次对比，并取较低值的所述目标挡位作为所述修正挡位，以满足加速过程中，如果车辆在更高的车速下使用低挡位，则之前选择的高挡位应修改为低挡位的标准要求。
7.如权利要求2所述的一种轻型车国六标准下换挡点计算的Simulink实现方法，其特征在于：在车辆加速过程中，所述目标挡位的修正为：对每个所述加速区间的所述目标挡位进行判断，如果比上一秒的所述目标挡位高，则下2秒的所述目标挡位等于本时刻的所述目标挡位加1，依次遍历，以满足加速过程中选用的挡位应至少保持2秒，加速过程中不应越级换挡的标准要求。
8.如权利要求2所述的一种轻型车国六标准下换挡点计算的Simulink实现方法，其特征在于：对每个所述减速区间顺序查找速度为0的点，找到该点后，前两秒的挡位置2，后续全部置0。
9.如权利要求2所述的一种轻型车国六标准下换挡点计算的Simulink实现方法，其特征在于：对全部所述加速区间和所述减速区间进行查找，依次判断设定的3、4、5、6、7个时刻内的挡位顺序情况，保证5秒内变化平稳。
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