CN111810624B - 一种换挡规律的确定方法及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种换挡规律的确定方法及车辆，所述确定方法包括：确定升挡车速基准加速踏板开度；确定基准加速踏板开度的升挡车速确定原则；根据升挡车速确定原则计算升挡发动机转速；拟合升挡时发动机转速曲线，并计算各个加速踏板开度对应的升挡发动机转速；根据升挡发动机转速和车辆参数，计算升挡车速点并获得升挡车速曲线；根据加速踏板开度和挡位，获得固定时间长度；根据固定时间长度和升挡线车速计算降挡车速点，并获得降挡车速线根据设定的固定加速踏板开度值调整降挡车速线；将升挡车速线和降档车速线组成换挡规律。本发明综合考虑经济性、动力性和用户驾驶习惯等多种因素确定换挡规律，综合提升了整车的性能水平。

Description

一种换挡规律的确定方法及车辆
技术领域
本发明属于乘用车自动变速器控制技术领域，具体涉及一种换挡规律的确定方法及车辆。
背景技术
随着汽车的自动化程度越来越高，自动变速器的应用越来越广泛。
汽车用有级自动变速器主要有液力自动变速器(AT)、电控机械式自动变速器(AMT)及双离合器自动变速器(DCT)三种。
换挡规律是自动变速器核心的控制因素之一，与整车的性能有很大的关联性。换挡规律是指：车辆运行过程中相邻两挡自动换挡时刻随控制参数变化的规律，即换挡时刻挡位与控制参数之间的关系，在现代汽车工业中广泛应用的是车速和加速踏板开度的二参数控制方法，即自动变速器根据车速和加速踏板开度的情况选择相应的挡位。
现有公开的技术中，对于换挡规律确定方法的研究主要有二种，一种是根据发动机的油耗或电机的效率的变化规律，寻找整车效率最优点作为换挡点，着重于经济性的考虑；另一种是根据车辆的加速时间和发动机的油耗之间的关联关系，寻找两者的综合优化点，着重于经济性和动力性的综合考虑。
现有技术中，换挡规律确定过程中，缺少对于用户的驾驶习惯的因素考虑，故阻碍整车性能水平的提升，因此，亟需一种综合考虑经济性、动力性和用户驾驶习惯等多因素的换挡规律确定方法。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明公开了一种换挡规律的确定方法及车辆，所述换挡规律的确定方法综合考虑经济性、动力性和用户驾驶习惯等多种因素，综合提升了整车的性能水平。结合说明书附图，本发明的技术方案如下：
一种换挡规律的确定方法，所述确定方法具体如下：
S1：确定升挡车速基准加速踏板开度；
S2：查询第一信息关联表，确定基准加速踏板开度的升挡车速确定原则；
S3：根据升挡车速确定原则计算升挡发动机转速；
S4：拟合升挡时发动机转速曲线，并计算各个加速踏板开度对应的升挡发动机转速；
S5：根据升挡发动机转速和车辆参数，计算升挡车速点并获得升挡车速曲线；
S6：根据加速踏板开度和挡位，查询第二信息关联表获得固定时间长度；
S7：根据固定时间长度和升挡线车速计算降挡车速点，并获得降挡车速线
S8：根据设定的固定加速踏板开度值调整降挡车速线；
S9：将升挡车速线和降档车速线组成换挡规律。
进一步地，所述步骤S1中，确定升挡车速基准加速踏板开度的具体过程是指：将加速踏板开度分为小、中、大三个区域，在每个区域中选择一个加速踏板开度作为基准加速踏板开度。
进一步地，所述步骤S2中，第一信息关联表是换挡模式和基准加速踏板开度与升挡车速确定原则之间的对应关系，所述升挡车速确定原则包括：动力性原则和经济性原则；
所述步骤S3中，各个基准加速踏板开度对应的升挡发动机转速包括：根据经济性原则确定各个基准加速踏板开度对应的升挡发动机转速，以及根据动力性原则确定各个基准加速踏板开度对应的升挡发动机转速；
所述根据经济性原则确定各个基准加速踏板开度对应的升挡发动机转速的具体过程如下：
S311：车辆原地起步，固定挡位，固定加速踏板开度为选定的基准加速踏板开度，测量出各个车速点的比油耗；
S312：变换挡位，并重复上述步骤S311，得到选定的基准加速踏板开度下不同挡位的各个车速点的比油耗；
S313：根据步骤S312中得到的不同挡位的各个车速点，获得不用挡位下的车速-比油耗曲线图，并在图中取相邻挡位的车速-比油耗曲线的交点作为理想的经济性换挡车速点，无交叉点取相邻挡位中高挡位车速最小点作为理想的经济性换挡车速点；
S314：计算出各个升挡发动机转速，升挡发动机转速计算公式如下：
Figure BDA0002561258870000031
上述升挡发动机转速计算公式中：
Speedengine为发动机转速；
Vs为步骤S313中确定的经济性换挡车速点所对应的车速；
rtire为轮胎半径；
imain为主减速比；
igear为挡位速比；
S315：将上述步骤S314中得到的各个升挡发动机转速取平均值，作为根据经济性原则确定的设定基准加速踏板开度对应的升挡发动机转速；
S316：重复上述步骤S311-S315，确定出根据经济性原则得到各个基准加速踏板开度对应的升挡时发动机转速；
所述根据动力性原则确定各个基准加速踏板开度对应的升挡发动机转速的具体过程如下：
S321：车辆原地起步，固定挡位，固定加速踏板开度为选定的基准加速踏板开度，测量出各个车速点的加速度；
S322：变换挡位，并重复上述步骤S321，得到选定的基准加速踏板开度下不同挡位的各个车速点的加速度；
S323：根据步骤S322中得到的不同挡位的各个车速点，获得不同挡位下的车速-加速度曲线图，并在图中取相邻挡位的车速-加速度曲线的交点作为理想的动力性换挡车速点，无交叉点取相邻挡位中低挡位车速最大点作为理想的动力性换挡车速点；
S324：计算出各个升挡发动机转速，升挡发动机转速计算公式如下：
Figure BDA0002561258870000041
上述升挡发动机转速计算公式中：
Speedengine为发动机转速；
Vs为步骤S313中确定的动力性换挡车速点所对应的车速；
rtire为轮胎半径；
imain为主减速比；
igear为挡位速比；
S325：将上述步骤S324中得到的各个升挡发动机转速取平均值，作为根据动力性原则确定的设定基准加速踏板开度对应的升挡发动机转速；
S326：重复上述步骤S321-S325，确定出根据动力性原则得到各个基准加速踏板开度对应的升挡时发动机转速。
进一步地，所述步骤S4中，首先，基于基准加速踏板开度对应的升挡时发动机转速拟合升挡时发动机转速曲线，然后，根据拟合出的升挡发动机转速曲线，计算出各个加速踏板开度升挡时的发动机转速。
进一步地，所述步骤S5中，升挡车速点计算公式如下：
Figure BDA0002561258870000051
上述升挡车速点计算公式中：
Speedengine为发动机转速；
Vs为车速；
rtire为轮胎半径；
imain为主减速比；
igear为各个挡位速比。
进一步地，所述步骤S6中，根据加速踏板开度和挡位，通过查找预先设定并存储的第二信息关联表，获得固定时间长度；
所述固定时间长度的单位为秒，表征的是两条换挡线之间的加速时长。
进一步地，本步骤S7中，根据固定时间长度和升挡线车速计算降挡车速点，所述降挡车速点计算公式如下：
Vsdownshift＝Vsupshfit-avehicle×tconstant
所述降挡车速点计算公式中：
Vsdownshift为降挡车速点；
Vsupshift为对应的升挡车速点；
avehicle为降挡车速点对应的油门和挡位的加速度；
tconstant为上述步骤S6中所获得的固定时间长度；
重复上述计算过程，计算各个加速踏板开度和各个挡位的降挡车速点，并将降挡车速点连成线则形成降挡车速线.
进一步地，所述步骤S8中，以升挡车速线为基准，调整降挡车速线，调整原则为检查某一挡位相同车速的升挡车速线和降档车速线之间的偏差是否大于所设定的加速踏板固定开度值；
如果某一挡位相同车速的升挡车速线和降档车速线之间的偏差小于固定值，则减小降挡车速线，使升挡车速线和降档车速线之间的偏差不小于固定值；
如果某一挡位相同车速的升挡车速线和降档车速线之间的偏差不小于设定的加速踏板固定开度值，则无需调整。
一种车辆，所述车辆的变速系统中包含有变速器控制器，所述变速器控制器存储有如权利要求1-8中任意一项所述换挡规律的确定方法所确定的换挡规律，所述变速器控制器控制车辆执行变速过程时，按照所述换挡规律实现挡位切换。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明所述换挡规律的确定方法以提升整车的性能水平为目的，在考虑车辆经济性和动力性的基础上，还将用户的驾驶习惯和驾驶性考虑其中，综合提升了整车的性能水平。
附图说明
图1为本发明所述换挡规律的确定方法的流程框图；
图2为本发明所述换挡规律的确定方法中，经济性原则确定的升挡车速点示意图；
图3为本发明所述换挡规律的确定方法中，动力性原则确定的升挡车速点示意图；
图4为本发明所述换挡规律的确定方法中，升挡发动机转速拟合示意图；
图5为本发明所述换挡规律的确定方法中，升挡车速曲线示意图；
图6为本发明所述换挡规律的确定方法中，降挡车速点计算示意图；
图7为本发明所述换挡规律的确定方法中，降挡车速线检查示意图；
图8为本发明所述换挡规律的确定方法中，换挡规律示意图；
具体实施方式
为清楚、完整地描述本发明所述技术方案及其具体工作过程，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：
实施例一：
如图1所示，本实施例一公开了一种换挡规律的确定方法，具体步骤如下：
S1：确定升挡车速基准加速踏板开度；
本步骤S1中，确定升挡车速基准加速踏板开度的具体过程是指：将加速踏板开度分为小、中、大三个区域，例如：0％～35％、35％～70％、70％～100％，在每个区域中选择一个加速踏板开度作为基准加速踏板开度，例如：20％、40％、100％；
S2：查询第一信息关联表，确定基准加速踏板开度的升挡车速确定原则；
本步骤S2中，通过查找预先设定并存储的第一信息关联表，确定各个换挡模式所对应的上述步骤S1选取确定的升挡车速基准加速踏板开度的升挡车速确定原则；
所述第一信息关联表是换挡模式和基准加速踏板开度与升挡车速确定原则之间的对应关系，所述升挡车速确定原则包括：动力性原则和经济性原则；典型的所述第一信息关联表详见下表一：
表一
Figure BDA0002561258870000081
S3：根据升挡车速确定原则计算升挡发动机转速；
本步骤S3中，根据上述步骤S2中所确定的基准加速踏板开度的挡车速确定原则，计算各个基准加速踏板开度对应的升挡发动机转速包括：根据经济性原则确定各个基准加速踏板开度对应的升挡发动机转速，以及根据动力性原则确定各个基准加速踏板开度对应的升挡发动机转速；
以某一基准加速踏板开度为例，所述根据经济性原则确定各个基准加速踏板开度对应的升挡发动机转速的具体过程如下：
S311：车辆原地起步，固定挡位，固定加速踏板开度为选定的基准加速踏板开度，测量出各个车速点的比油耗；
S312：变换挡位，并重复上述步骤S311，得到选定的基准加速踏板开度下不同挡位的各个车速点的比油耗；
S313：将上述步骤S312中得到的不同挡位的各个车速点的比油耗作在一张图上，得到不用挡位下的车速-比油耗曲线图，并在图中取相邻挡位的车速-比油耗曲线的交点作为理想的经济性换挡车速点，无交叉点取相邻挡位中较高挡位车速最小点作为理想的经济性换挡车速点；
以2挡和3挡为例，以经济性原则确定的升挡车速点，如图2所示；
S314：根据上述步骤S313中确定的经济性换挡车速点以及车辆的参数，
计算出各个升挡发动机转速，升挡发动机转速计算公式如下：
Figure BDA0002561258870000091
上述升挡发动机转速计算公式中：
Speedengine为发动机转速；
Vs为步骤S313中确定的经济性换挡车速点所对应的车速；
rtire为轮胎半径；
imain为主减速比；
igear为挡位速比；
S315：将上述步骤S314中得到的各个升挡发动机转速取平均值，作为根据经济性原则确定的设定基准加速踏板开度对应的升挡发动机转速；
S316：重复上述步骤S311-S315，确定出根据经济性原则得到各个基准加速踏板开度对应的升挡时发动机转速；
以某一基准加速踏板开度为例，所述根据动力性原则确定各个基准加速踏板开度对应的升挡发动机转速的具体过程如下：
S321：车辆原地起步，固定挡位，固定加速踏板开度为选定的基准加速踏板开度，测量出各个车速点的加速度；
S322：变换挡位，并重复上述步骤S321，得到选定的基准加速踏板开度下不同挡位的各个车速点的加速度；
S323：将上述步骤S322中得到的不同挡位的各个车速点的加速度作在一张图上，得到不同挡位下的车速-加速度曲线图，并在图中取相邻挡位的车速-加速度曲线的交点作为理想的动力性换挡车速点，无交叉点取相邻挡位中较低挡位车速最大点作为理想的动力性换挡车速点；
以2挡和3挡为例，以动力性原则确定的升挡车速点，如图3所示；
S324：根据上述步骤S323中确定的动力性换挡车速点以及车辆的参数，
计算出各个升挡发动机转速，升挡发动机转速计算公式如下：
Figure BDA0002561258870000101
上述升挡发动机转速计算公式中：
Speedengine为发动机转速；
Vs为步骤S313中确定的动力性换挡车速点所对应的车速；
rtire为轮胎半径；
imain为主减速比；
igear为挡位速比；
S325：将上述步骤S324中得到的各个升挡发动机转速取平均值，作为根据动力性原则确定的设定基准加速踏板开度对应的升挡发动机转速；
S326：重复上述步骤S321-S325，确定出根据动力性原则得到各个基准加速踏板开度对应的升挡时发动机转速；
S4：拟合升挡时发动机转速曲线，并计算各个加速踏板开度对应的升挡发动机转速；
在本步骤S4中，基于上述步骤S3计算获得的基准加速踏板开度对应的升挡时发动机转速，采用曲线拟合的方式，拟合出升挡时发动机转速曲线，所述的曲线拟合方式，可选的，可以是多项式拟合，如图4所示；
在本步骤S4中，根据拟合出的升挡发动机转速曲线，通过利用拟合曲线的算式或者查询信息关联表的方式计算出各个加速踏板开度升挡时的发动机转速；
S5：根据升挡发动机转速和车辆参数，计算升挡车速点并获得升挡车速曲线；
在本步骤S5中，将上述步骤S4中得到的各个加速踏板开度对应的升挡时发动机转速，根据车辆参数计算升挡车速点，升挡车速点计算公式如下：
Figure BDA0002561258870000111
上述升挡车速点计算公式中：
Speedengine为发动机转速；
Vs为车速；
rtire为轮胎半径；
imain为主减速比；
igear为各个挡位速比；
如图5所示，根据转换计算的车速点，将车速点连成线即获得不同挡位升挡切换下，各个加速踏板开度对应的升挡车速曲线；
S6：根据加速踏板开度和挡位，查询第二信息关联表获得固定时间长度；
本步骤S6中，根据加速踏板开度和挡位，通过查找预先设定并存储的第二信息关联表，获得固定时间长度；
所述固定时间长度的单位为秒，表征的是两条换挡线之间的加速时长；
典型的所述第二信息关联表详见下表二：
表二
Figure BDA0002561258870000112
Figure BDA0002561258870000121
S7：根据固定时间长度和升挡线车速计算降挡车速点，并获得降挡车速线；
本步骤S7中，首先根据固定时间长度和升挡线车速计算降挡车速点，所述降挡车速点计算公式如下：
Vsdownshift＝Vsupshfit-avehicle×tconstant
所述降挡车速点计算公式中：
Vsdownshift为降挡车速点；
Vsupshift为对应的升挡车速点；
avehicle为降挡车速点对应的油门和挡位的加速度；
tconstant为上述步骤S6中所获得的固定时间长度；
以40％加速踏板开度，3挡降2挡线为例，降挡车速点的计算如图6所示；
重复上述计算过程，计算各个加速踏板开度和各个挡位的降挡车速点，并将降挡车速点连成线则形成降挡车速线，如图7所示；
S8：根据设定的固定加速踏板开度值调整降挡车速线；
本步骤S8中，以上述步骤S5中获得的升挡车速线为基准，调整上述步骤S7中获得的降挡车速线，调整的原则是检查某一挡位相同车速的升挡车速线和降档车速线之间的偏差是否大于所设定的加速踏板固定开度值，所述设定的加速踏板固定开度值根据实车经验中总结获得的，例如8％；
如果某一挡位相同车速的升挡车速线和降档车速线之间的偏差小于固定值，则减小降挡车速线，使升挡车速线和降档车速线之间的偏差不小于固定值；
如果某一挡位相同车速的升挡车速线和降档车速线之间的偏差不小于设定的加速踏板固定开度值，则无需调整；
以2挡升3挡的升挡车速线和3挡降2挡的降挡车速线为例，降档车速线检查如图7所示；
S9：如图8所示，将升挡车速线和降档车速线组成的换挡规律写入变速器控制器并执行；
根据上述方法确定的换挡规律充分考虑用户驾驶习惯，例如：
1、每个加速踏板开度在各个挡位升挡时，发动机转速都是相同的，用户对于每次升挡都有预期；
2、降挡车速线和升挡车速线在加速时间上的间隔，不会出现降完挡很快又升挡，发动机转速频繁变化引起的驾驶感抱怨；
3、降挡车速线和升挡车速线在加速踏板开度维度的间隔，有的驾驶员小幅度变化加速踏板开度的习惯，设置一定的间隔，不会出现换挡引起的发动机转速频繁变化。
实施例二：
本实施例二公开了一种车辆，所述车辆的变速系统中包含有变速器控制器，所述变速器控制器存储有实施例一中所述的换挡规律，所述变速器控制器控制车辆执行变速过程时，按照前述实施例一中所述的换挡规律的确定方法所确定的换挡规律控制变速器中的机械液压系统，实现挡位的适时切换。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (2)

1.一种换挡规律的确定方法，其特征在于：
所述确定方法具体如下：
S1：确定升挡车速基准加速踏板开度；
将加速踏板开度分为小、中、大三个区域，在每个区域中选择一个加速踏板开度作为基准加速踏板开度；
S2：查询第一信息关联表，确定基准加速踏板开度的升挡车速确定原则；
所述步骤S2中，第一信息关联表是换挡模式和基准加速踏板开度与升挡车速确定原则之间的对应关系，所述升挡车速确定原则包括：动力性原则和经济性原则；
S3：根据升挡车速确定原则计算升挡发动机转速；
所述步骤S3中，各个基准加速踏板开度对应的升挡发动机转速包括：根据经济性原则确定各个基准加速踏板开度对应的升挡发动机转速，以及根据动力性原则确定各个基准加速踏板开度对应的升挡发动机转速；
所述根据经济性原则确定各个基准加速踏板开度对应的升挡发动机转速的具体过程如下：
S311：车辆原地起步，固定挡位，固定加速踏板开度为选定的基准加速踏板开度，测量出各个车速点的比油耗；
S312：变换挡位，并重复上述步骤S311，得到选定的基准加速踏板开度下不同挡位的各个车速点的比油耗；
S313：根据步骤S312中得到的不同挡位的各个车速点，获得不同挡位下的车速-比油耗曲线图，并在图中取相邻挡位的车速-比油耗曲线的交点作为理想的经济性换挡车速点，无交叉点取相邻挡位中高挡位车速最小点作为理想的经济性换挡车速点；
S314：计算出各个升挡发动机转速，升挡发动机转速计算公式如下：
Figure FDA0003355132620000021
上述升挡发动机转速计算公式中：
Speedengine为发动机转速；
Vs为步骤S313中确定的经济性换挡车速点所对应的车速；
rtire为轮胎半径；
imain为主减速比；
igear为挡位速比；
S315：将上述步骤S314中得到的各个升挡发动机转速取平均值，作为根据经济性原则确定的设定基准加速踏板开度对应的升挡发动机转速；
S316：重复上述步骤S311-S315，确定出根据经济性原则得到各个基准加速踏板开度对应的升挡发动机转速；
所述根据动力性原则确定各个基准加速踏板开度对应的升挡发动机转速的具体过程如下：
S321：车辆原地起步，固定挡位，固定加速踏板开度为选定的基准加速踏板开度，测量出各个车速点的加速度；
S322：变换挡位，并重复上述步骤S321，得到选定的基准加速踏板开度下不同挡位的各个车速点的加速度；
S323：根据步骤S322中得到的不同挡位的各个车速点，获得不同挡位下的车速-加速度曲线图，并在图中取相邻挡位的车速-加速度曲线的交点作为理想的动力性换挡车速点，无交叉点取相邻挡位中低挡位车速最大点作为理想的动力性换挡车速点；
S324：计算出各个升挡发动机转速，升挡发动机转速计算公式如下：
Figure FDA0003355132620000031
上述升挡发动机转速计算公式中：
Speedengine为发动机转速；
Vs为步骤S323中确定的动力性换挡车速点所对应的车速；
rtire为轮胎半径；
imain为主减速比；
igear为挡位速比；
S325：将上述步骤S324中得到的各个升挡发动机转速取平均值，作为根据动力性原则确定的设定基准加速踏板开度对应的升挡发动机转速；
S326：重复上述步骤S321-S325，确定出根据动力性原则得到各个基准加速踏板开度对应的升挡发动机转速；
S4：拟合升挡发动机转速曲线，并计算各个加速踏板开度对应的升挡发动机转速；
所述步骤S4中，首先，基于基准加速踏板开度对应的升挡发动机转速拟合升挡发动机转速曲线，然后，根据拟合出的升挡发动机转速曲线，计算出各个加速踏板开度升挡时的发动机转速；
S5：根据升挡发动机转速和车辆参数，计算升挡车速点并获得升挡车速曲线；
所述步骤S5中，升挡车速点计算公式如下：
Figure FDA0003355132620000041
上述升挡车速点计算公式中：
Speedengine为发动机转速；
Vs为车速；
rtire为轮胎半径；
imain为主减速比；
igear为各个挡位速比；
S6：根据加速踏板开度和挡位，查询第二信息关联表获得固定时间长度；
所述步骤S6中，根据加速踏板开度和挡位，通过查找预先设定并存储的第二信息关联表，获得固定时间长度；
所述固定时间长度的单位为秒，表征的是两条换挡线之间的加速时长；
S7：根据固定时间长度和升挡车速曲线车速计算降挡车速点，并获得降挡车速线；
本步骤S7中，根据固定时间长度和升挡车速曲线车速计算降挡车速点，所述降挡车速点计算公式如下：
Vsdownshift＝Vsupshfit-avehicle×tconstant
所述降挡车速点计算公式中：
Vsdownshift为降挡车速点；
Vsupshift为对应的升挡车速点；
avehicle为降挡车速点对应的油门和挡位的加速度；
tconstant为上述步骤S6中所获得的固定时间长度；
重复上述计算过程，计算各个加速踏板开度和各个挡位的降挡车速点，并将降挡车速点连成线则形成降挡车速线；
S8：根据设定的固定加速踏板开度值调整降挡车速线；
所述步骤S8中，以升挡车速线为基准，调整降挡车速线，调整原则为检查某一挡位相同车速的升挡车速线和降档车速线之间的偏差是否大于所设定的固定加速踏板开度值；
如果某一挡位相同车速的升挡车速线和降档车速线之间的偏差小于固定加速踏板开度值，则减小降挡车速线，使升挡车速线和降档车速线之间的偏差不小于固定加速踏板开度值；
如果某一挡位相同车速的升挡车速线和降档车速线之间的偏差不小于设定的固定加速踏板开度值，则无需调整；
S9：将升挡车速线和降档车速线组成换挡规律。
2.一种车辆，所述车辆的变速系统中包含有变速器控制器，其特征在于：
所述变速器控制器存储有如权利要求1中所述换挡规律的确定方法所确定的换挡规律，所述变速器控制器控制车辆执行变速过程时，按照所述换挡规律实现挡位切换。
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