CN109826950B

CN109826950B - 车辆挡位的计算方法

Info

Publication number: CN109826950B
Application number: CN201811641726.8A
Authority: CN
Inventors: 龚剑云; 申振华; 李福军; 陈学东; 林安
Original assignee: Weichai Power Co Ltd
Current assignee: Weichai Power Co Ltd
Priority date: 2018-12-29
Filing date: 2018-12-29
Publication date: 2021-01-19
Anticipated expiration: 2038-12-29
Also published as: CN109826950A

Abstract

本实施例中的车辆挡位的计算方法包括以下步骤：预存车辆参数信息和道路配置信息，采集车速，将采集到的车速发送至数据管理模块，根据车速计算车辆的加速度，并判断车辆的挡位，计算车辆的发动机转速计算值，计算发动机扭矩计算值，并判断挡位是否满足发动机转速计算值和发动机扭矩计算值的需求，设定经济挡位，确定最终挡位，确定换挡点。通过使用本发明所述的车辆挡位的计算方法，能够根据车辆的行驶状态，本着车辆平顺行驶，挡位连续过渡的原则，确定各个数据点的最终挡位，提高计算结果可信度，从而显著的降低车辆的油耗。

Description

车辆挡位的计算方法

技术领域

本发明属于车辆控制技术领域，具体涉及一种车辆挡位的计算方法。

背景技术

近年来，汽车成为人们不可或缺的交通工具，然而汽车在带给人们交通便利的同时，也带来了巨大的能源消耗及污染物的排放。随着当前油价的高涨，节能减排和低碳生活已在国内外受到广泛的关注，其中汽车的油耗与排放则成为城市最重要的燃油消耗与污染来源之一。除了鼓励人们更多采用公共交通工具以外，如何降低车辆油耗成为了一项重大问题。

发明内容

本发明的目的是解决上述缺陷和不足，该目的是通过以下技术方案实现的。

本技术方案中的车辆挡位的计算方法包括以下步骤：

预存车辆参数信息和道路配置信息；

采集所述车辆运行时的车辆运行信息，所述车辆运行信息包括运行时间和车速；

将采集到的所述运行时间内的所述车速发送至数据管理模块；

根据所述运行时间和所述车速计算所述车辆的加速度，并判断所述车辆在所述运行时间内的挡位；

根据所述车辆参数信息及所述运行时间内的所述车速计算所述车辆的发动机转速计算值，根据所述道路配置信息及所述发动机转速计算值计算发动机扭矩计算值；

判断所述运行时间内的挡位是否满足所述发动机转速计算值和所述发动机扭矩计算值的需求；

若所述运行时间内的挡位满足所述发动机转速计算值和所述发动机扭矩计算值的需求时，将所述车辆的当前行驶状态对应的挡位设为经济挡位；

根据所述运行时间内的挡位及所述车辆的当前行驶状态确定所述运行时间内的各车速值对应的最终挡位；

将所述最终挡位中相邻的两个不同的最终挡位的前一个最终挡位对应的车速值作为换挡点。

通过使用本发明所述的车辆挡位的计算方法，能够根据车辆的行驶状态，本着车辆平顺行驶，挡位连续过渡的原则，确定各个数据点的最终挡位，提高计算结果可信度，从而显著的降低车辆的油耗。

根据本发明提供的上述车辆挡位的计算方法，还可以具有以下附加技术特征：

所述道路配置信息包括风阻系数、迎风面积、地面附着系数和坡度。

所述车辆参数信息包括发动机万有特性数据、变速箱速比、主减速比和轮胎滚动半径。

根据下述公式计算所述发动机转速计算值n_e：

其中，所述i_gd为所述主减速比；

所述i_o为所述变速箱速比；

所述u_a为所述运行时间内的所述车速；

所述r_k为所述轮胎滚动半径。

根据下述公式计算所述发动机扭矩计算值T：

T＝9549P_r/n_e，

其中，所述n_e为所述发动机转速计算值；

所述P_r为阻力功率，所述阻力功率P_r＝P_k+P_g+P_p+P_a，其中P_k为空气阻力功率，P_g为滚动阻力功率，P_p为坡道阻力功率，P_a为加速阻力功率。

根据所述发动机万有特性数据判断所述运行时间内的挡位是否满足所述发动机转速计算值和所述发动机扭矩计算值的需求。

本技术方案中的车辆挡位的计算方法还包括以下步骤：

在所述车辆运行信息包括发动机转速的情况下时，根据所述发动机转速、所述轮胎滚动半径、所述车速以及所述主减速比计算所述运行时间内的变速箱速比计算值；

将所述变速箱速比计算值与所述变速箱速比相比较，判断所述运行时间内的挡位计算值；

若所述挡位计算值能够满足所述发动机转速计算值和所述发动机扭矩计算值的需求时，将所述挡位计算值设为经济挡位。

本技术方案中的车辆挡位的计算方法还包括以下步骤：

将所述车辆运行信息和所述最终挡位发送至数据显示面板。

本发明还提出了一种车辆挡位的计算系统，其中包括：车辆数据采集器、数据管理模块、计算分析模块和数据显示面板，所述车辆采集器通过车速传感器采集车辆的运行时间、车速、发动机转速、发动机扭矩并传到所述数据管理模块中保存，所述数据管理模块预先设置和存储道路信息、风阻系数、迎风面积、地面附着系数和坡度，所述数据显示面板显示车辆运行信息和最终挡位，所述计算分析模块用于实施上述所述的车辆挡位的计算方法。

本发明实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明实施例中的车辆挡位的计算方法的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

本发明还提出了一种车辆挡位的计算系统，其中包括：车辆数据采集器、数据管理模块、计算分析模块和数据显示面板。车辆采集器通过车速传感器采集车辆的运行时间、车速、发动机转速、发动机扭矩，并将采集信息传到数据管理模块中保存。数据管理模块预先设置和存储道路信息、风阻系数、迎风面积、地面附着系数和坡度。数据显示面板显示车辆运行信息和最终挡位，计算分析模块用于实施车辆挡位的计算方法。

图1为本发明实施例中的车辆挡位的计算方法的流程图。如图1所示，本实施例中的车辆挡位的计算方法包括以下步骤：

预存车辆参数信息和道路配置信息。

采集车辆运行时的车辆运行信息，车辆运行信息包括运行时间和车速。

将采集到的运行时间内的车速发送至数据管理模块。

根据运行时间和车速计算车辆的加速度，并判断车辆在运行时间内的挡位。

根据车辆参数信息及运行时间内的车速计算车辆的发动机转速计算值，根据道路配置信息及发动机转速计算值计算发动机扭矩计算值。

判断运行时间内的挡位是否满足发动机转速计算值和发动机扭矩计算值的需求。

当运行时间内的挡位满足发动机转速计算值和发动机扭矩计算值的需求时，将车辆的当前行驶状态对应的挡位设为经济挡位。

根据运行时间内的挡位及车辆的当前行驶状态确定述运行时间内的各车速值对应的最终挡位。

将最终挡位中相邻的两个不同的最终挡位的前一个最终挡位对应的车速值作为换挡点。

通过使用本发明所述的车辆挡位的计算方法，能够根据车辆的行驶状态，本着车辆平顺行驶，挡位连续过渡的原则，确定各个数据点的最终挡位，如果采集数据点出现奇异点，能够消除奇异数据点造成的跳挡脱挡现象，使得挡位信息更真实可靠，提高计算结果可信度，从而显著的降低车辆的油耗。

本实施例中的道路配置信息包括风阻系数、迎风面积、地面附着系数和坡度。车辆参数信息包括发动机万有特性数据、变速箱速比、主减速比和轮胎滚动半径。

其中，发动机转速计算值n_e的计算公式如下：

其中，i_gd为主减速比，i_o为变速箱速比，u_a为运行时间内的车速，r_k为轮胎滚动半径。

发动机扭矩计算值T的计算公式如下：

T＝9549P_r/n_e (2)。

其中，n_e为发动机转速计算值，阻力功率P_r＝P_k+P_g+P_p+P_a，其中P_k为空气阻力功率，P_g为滚动阻力功率，P_p为坡道阻力功率，P_a为加速阻力功率。

空气阻力功率、滚动阻力功率、坡道阻力功率、加速阻力功率均可由道路配置信息和车辆参数信息计算得出。

本实施例中将道路信息(如高速、公路、工地)、风阻系数、迎风面积、地面附着系数和坡度等影响因素纳入阻力功率计算，通过阻力功率计算发动机转速扭矩，通过判断发动机转速扭矩计算值是否在选装发动机的转速扭矩范围内，从而校验挡位是否满足条件，并根据采集的发动机转速和车速去获取经济挡位本技术方案综合考虑了车辆自身、行驶环境等因素影响，计算过程更接近真实情况，从而提高了计算结果的精确度。

本实施例中根据发动机万有特性数据判断运行时间内的挡位是否满足发动机转速计算值和发动机扭矩计算值的需求。若运行时间内的挡位满足发动机转速计算值和发动机扭矩计算值的需求时，则将车辆的当前行驶状态对应的挡位设为经济挡位。若不满足条件，则重新计算。

进一步地，当车辆运行信息中包括发动机转速时，根据发动机转速、轮胎滚动半径、车速以及主减速比计算运行时间内的变速箱速比计算值，例如通过上述公式(1)计算。

将变速箱速比计算值与变速箱速比相比较，从而判断运行时间内的挡位计算值。

当挡位计算值能够满足发动机转速计算值和发动机扭矩计算值的需求时，将挡位计算值设为经济挡位。

若车辆运行信息中不包括发动机转速时，且运行时间内的挡位满足发动机转速计算值和发动机扭矩计算值的需求时，则将车辆的当前行驶状态对应的挡位设为经济挡位。

进一步地，本实施例中的车辆挡位的计算方法还包括将车辆运行信息和最终挡位发送至数据显示面板，使操作人员通过数据显示面板观察辆运行信息和最终挡位。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种车辆挡位的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

预存车辆参数信息和道路配置信息；

若所述运行时间内的挡位满足所述发动机转速计算值和所述发动机扭矩计算值的需求，则将所述车辆的当前行驶状态对应的挡位设为经济挡位；

2.根据权利要求1所述的车辆挡位的计算方法，其特征在于，所述道路配置信息包括风阻系数、迎风面积、地面附着系数和坡度。

3.根据权利要求2所述的车辆挡位的计算方法，其特征在于，所述车辆参数信息包括发动机万有特性数据、变速箱速比、主减速比和轮胎滚动半径。

4.根据权利要求3所述的车辆挡位的计算方法，其特征在于，根据下述公式计算所述发动机转速计算值n_e：

其中，所述i_gd为所述主减速比；

所述i_o为所述变速箱速比；

所述u_a为所述运行时间内的所述车速；

所述r_k为所述轮胎滚动半径。

5.根据权利要求4所述的车辆挡位的计算方法，其特征在于，根据下述公式计算所述发动机扭矩计算值T：

T＝9549P_r/n_e，

其中，所述n_e为所述发动机转速计算值；

6.根据权利要求5所述的车辆挡位的计算方法，其特征在于，根据所述发动机万有特性数据判断所述运行时间内的挡位是否满足所述发动机转速计算值和所述发动机扭矩计算值的需求。

7.根据权利要求3所述的车辆挡位的计算方法，其特征在于，还包括以下步骤：

在所述车辆运行信息包括发动机转速的情况下，根据所述发动机转速、所述轮胎滚动半径、所述车速以及所述主减速比计算所述运行时间内的变速箱速比计算值；

若所述挡位计算值能够满足所述发动机转速计算值和所述发动机扭矩计算值的需求，则将所述挡位计算值设为经济挡位。

8.根据权利要求1所述的车辆挡位的计算方法，其特征在于，还包括以下步骤：

将所述车辆运行信息和所述最终挡位发送至数据显示面板。