CN113357357A - 汽车速比控制方法、装置、变速箱控制器、系统及汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车速比控制方法、装置、变速箱控制器、系统及汽车，通过计算出变速箱输出轴端的实际需求扭矩值和变速箱的输出轴端的预期需求扭矩值后，对实际需求扭矩值和预期需求扭矩值作差，在作差得到的扭矩差值超出预设值后，能够控制变速箱的实际速比的变化率降低至目标值，避免了变速箱的实际速比过快上升到目标速比时，导致变速箱传递扭矩过多和车辆加速过快的问题，同时，在扭矩差值过大时，说明用户此时期望汽车加速变化率保持在较低值，本发明能通过控制变速箱的实际速比的变化率降低至目标值，达到满足用户的需求以及用户预期的加速要求的目的，提升了用户的体验。

Description

汽车速比控制方法、装置、变速箱控制器、系统及汽车
技术领域
本发明涉及车辆领域，尤其涉及一种汽车速比控制方法、装置、变速箱控制器、系统及汽车。
背景技术
随着汽车工业的飞速发展，汽车新技术的不断使用，在汽车传动系统中一项新技术得到了车界的关注，那就是无级变速器技术(Continuously Variable Transmission，CVT)，CVT可以称为最理想的汽车变速器，CVT的控制策略是通过连续改变速比使发动机始终沿着最佳经济线运行，从而提高车辆经济性。其中，对于CVT变速箱而言，变速箱的速比控制是主要的控制参数之一，变速箱的速比过快上升到目标速比时，很有可能导致变速箱传递扭矩过多，导致车辆加速过快，造成安全隐患。同时也无法满足用户的需求以及用户预期的加速要求，如何将变速箱的目标速比以及用户的实际预期的加速需求结合，以提升用户的体验是本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的变速箱的速比过快上升到目标速比导致的车辆加速过快的问题，同时变速箱的速比过快达到目标速比时无法满足用户的实际预期的加速需求而导致的用户体验低的问题。因此，本发明提供一种汽车速比控制方法、装置、变速箱控制器、系统及汽车，能够对变速箱的速比进行控制，使得变速箱的目标速比与用户的实际预期的加速需求相适应，提升用户的体验感。
为解决上述问题，本发明的实施方式公开了一种汽车速比控制方法，包括；
采集变速箱的实际速比和目标速比、发动机的实际输出扭矩以及所述发动机的实际转速；
计算所述实际速比与所述实际输出扭矩的乘积，得到所述变速箱的输出轴端的实际需求扭矩值；
计算所述实际转速和所述目标速比的乘积与所述实际速比的比值，得到所述发动机的预期转速；
利用所述发动机的预期转速计算所述发动机的预期输出扭矩；
计算所述预期输出扭矩与所述目标速比的乘积，得到所述变速箱的输出轴端的预期需求扭矩值；
对所述实际扭矩加速值和所述预期扭矩加速值作差，得到扭矩差值；
判断所述扭矩差值是否超出预设值；
若是，则控制所述变速箱的实际速比的变化率降低至目标值。
进一步，在本发明的一些实施例中，若所述扭矩差值未超出所述预设值，则所述汽车速比控制方法还包括：
控制所述变速箱以当前实际速比输出，以使所述发动机以所述实际转速和所述实际输出扭矩输出。
进一步，在本发明的一些实施例中，所述发动机的预期输出扭矩的计算包括：
采集所述发动机的输出功率；
计算所述输出功率与所述发动机的预期转速的比值与目标常数的乘积，得到所述预期输出扭矩。
进一步地，本发明的实施方式公开了一种汽车速比控制装置，包括：
采集模块，用于采集变速箱的实际速比和目标速比、发动机的实际输出扭矩以及所述发动机的实际转速；
第一计算模块，用于计算所述实际速比与所述实际输出扭矩的乘积，得到所述变速箱的输出轴端的实际需求扭矩值；
第二计算模块，用于计算所述实际转速和所述目标速比的乘积与所述实际速比的比值，得到发动机的预期转速；
第三计算模块，用于利用所述发动机的预期转速计算所述发动机的预期输出扭矩；
第四计算模块，用于计算所述预期输出扭矩与所述目标速比的乘积，得到所述变速箱的输出轴端的预期需求扭矩值；
作差模块，用于对所述实际需求扭矩值和所述预期需求扭矩值作差，得到扭矩差值；
判断模块，用于判断所述扭矩差值是否超出预设值，若是，则进入第一控制模块；
所述第一控制模块，用于控制所述变速箱的实际速比的变化率降低至目标值。
进一步，在本发明的一些实施例中，还包括：
第二控制模块，用于控制所述变速箱以当前实际速比输出，以使所述发动机以所述实际转速和所述实际输出扭矩输出。
进一步，在本发明的一些实施例中，第三计算模块包括：
采集单元，用于采集所述发动机的输出功率；
计算单元，用于计算所述输出功率与所述发动机的预期转速的比值与目标常数的乘积，得到所述预期输出扭矩。
进一步地，本发明的实施方式公开了一种变速箱控制器，包括：
存储器，用于存储控制程序；
处理器，所述处理器执行所述控制程序时，实现如以上任意一种所述的汽车速比控制方法的步骤。
进一步地，本发明的实施方式公开了一种汽车速比控制系统，包括：
信息采集装置，所述信息采集装置用于采集汽车的变速箱的实际速比、目标速比和所述汽车的发动机的实际输出扭矩和实际转速；
变速箱控制器，所述变速箱控制器具有存储器和处理器，所述存储器用于存储控制程序；
所述处理器执行所述控制程序时，实现如以上任意一种所述的汽车速比控制方法的步骤。
进一步地，本发明的实施方式公开了一种汽车，包括：如以上所述的汽车速比控制系统。
本发明提供一种汽车速比控制方法、装置、变速箱控制器、系统及汽车，通过计算出变速箱输出轴端的实际需求扭矩值和变速箱的输出轴端的预期需求扭矩值后，对实际需求扭矩值和预期需求扭矩值作差，在作差得到的扭矩差值超出预设值后，能够控制变速箱的实际速比的变化率降低至目标值，避免了变速箱的实际速比过快上升到目标速比时，导致变速箱传递扭矩过多和车辆加速过快的问题，同时，在扭矩差值过大时，说明用户此时期望汽车加速变化率保持在较低值，本发明能通过控制变速箱的实际速比的变化率降低至目标值，达到满足用户的需求以及用户预期的加速要求的目的，提升了用户的体验。
本发明其他特征和相应的有益效果在说明书的后面部分进行阐述说明，且应当理解，至少部分有益效果从本发明说明书中的记载变的显而易见。
附图说明
图1为本发明实施例公开的一种汽车速比控制方法的流程示意图；
图2为本发明实施例公开的一种汽车速比控制装置的结构示意图；
图3为本发明实施例公开的一种变速箱控制器的结构示意图；
图4为本发明实施例公开的一种汽车速比控制系统的结构示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。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。
应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
下面结合图1对本发明实施例公开的一种汽车速比控制方法进行说明，图1为本发明实施例公开的一种汽车速比控制方法的流程示意图，图1所示的汽车速比控制方法包括：
S10：采集变速箱的实际速比和目标速比、发动机的实际输出扭矩以及发动机的实际转速；
S11：计算实际速比与实际输出扭矩的乘积，得到变速箱的输出轴端的实际需求扭矩值；
S12：计算实际转速和目标速比的乘积与实际速比的比值，得到发动机的预期转速。
S13：利用发动机的预期转速计算发动机的预期输出扭矩；
具体的，在本发明的一些实施例中，对于发动机的预期输出扭矩，其是针对汽车当前所处的工况的参数进行预期，如汽车的油门、汽车的车速以及汽车的实际速比等，这些反应的是发动机驾驶员需求加速度的瞬时响应，而变速箱的目标速比是以瞬时响应为基础，对驾驶员需求加速度的远期响应。
对于驾驶员的瞬时响应，其并不考虑变速箱速比变化的扭矩放大作用，仅仅考虑当前变速箱的实际速比。发动机的预期输出扭矩对应于瞬时响应，其根据变速箱的实际速比得到，代表汽车当前实际速比下的需求。
在本发明的一些实施例中，步骤S13包括：
对离线的发动机进行试验，得到汽车在定油门下的转速-扭矩特性曲线，将试验情况下得到的转速-扭矩曲线对应的数据进行记录，在通过步骤S12得到预期转速之后，从记录的转速-扭矩的曲线数据中查找与该预期转速对应的扭矩，将该扭矩作为步骤S13中的预期输出扭矩。
S14：计算预期输出扭矩与目标速比的乘积，得到变速箱的输出轴端的预期需求扭矩值。
具体的，在本发明的一些实施例中，变速箱为了通过扭矩放大作用响应驾驶员的加速需求，需要调节变速箱的实际速比实现扭矩放大作用，因此，驾驶员的远期的加速需求是基于变速箱的目标速比是变速箱的实际速比达到目标速比时，发动机的预期输出扭矩决定的，其代表了驾驶员最终的加速需求。
S15：对实际需求扭矩值和预期需求扭矩值作差，得到扭矩差值；
S16：判断扭矩差值是否超出预设值；若是，则进入S17。
S17：控制变速箱的实际速比的变化率降低至目标值。
具体的，在本发明的一些实施例中，变速箱轴端的预期需求扭矩值(远期响应)与发动机的预期需求扭矩值(瞬时响应)之间的差值体现了汽车动力系统当前能达到的加速能力与驾驶员预期的车辆加速能力之间的差距。如果扭矩差值大于预设值，则需要控制变速箱的实际速比的变化率降低至目标值(如无法保证汽车产生0.2g的非预期加速度)，则需要限制变速箱的速比变化率，避免过快的达到该目标速比，导致车辆加速过快超出驾驶员的预期，提升了用户的体验感，目标值和预设值可以根据驾驶员的实际需求或者自定义设置，本发明实施例对于目标值和预设值的具体大小并不作限定。
值得注意的是，如果仅通过瞬时响应就能满足驾驶员的最终驾驶需求，则无需变化目标速比就能达到加速能力，目标速比的正常变化使得最终车辆加速度变化量为0，如果目标速比出现错误(使得汽车加速过快)，则会在扭矩差值上体现，如此，可以由扭矩差值监控非预期的加速。
如果瞬时响应无法满足驾驶员最终需求，需要通过远期响应调节目标速比，驾驶员在速比变化过程中以瞬时响应作为暂时的加速需求值，如果瞬时响应增加过快，会导致非预期的车辆加速，通过扭矩差值依旧可以监控非预期的加速。
具体的，在本发明的一些实施例中，若扭矩差值未超出预设值，如图1所示的，则汽车速比控制方法还包括：
S18：控制变速箱以当前实际速比输出，以使发动机以实际转速和实际输出扭矩输出。
下面结合图2对本发明实施例公开的一种汽车速比控制装置进行说明，图2为本发明实施例公开的一种汽车速比控制装置的结构示意图，汽车速比控制装置包括：
采集模块20，用于采集变速箱的实际速比和目标速比、发动机的实际输出扭矩以及发动机的实际转速；
第一计算模块21，用于计算实际速比与实际输出扭矩的乘积，得到变速箱的输出轴端的实际需求扭矩值；
第二计算模块22，用于计算实际转速和目标速比的乘积与实际速比的比值，得到发动机的预期转速；
第三计算模块23，用于利用发动机的预期转速计算发动机的预期输出扭矩；
具体的，在本发明的一些实施例中，第三计算模块23包括：
采集单元，用于采集发动机的输出功率；
计算单元，用于计算输出功率与发动机的预期转速的比值与目标常数的乘积，得到预期输出扭矩。
第四计算模块24，用于计算预期输出扭矩与目标速比的乘积，得到变速箱的输出轴端的预期需求扭矩值；
作差模块25，用于对实际需求扭矩值和预期需求扭矩值作差，得到扭矩差值；
判断模块26，用于判断扭矩差值是否超出预设值，若是，则进入第一控制模块；
第一控制模块27，用于控制变速箱的实际速比的变化率降低至目标值。
具体的，在本发明的一些实施例中，如图2所示的，图2为本发明实施例公开的一种汽车速比控制装置的结构示意图，汽车速比控制装置还包括：
第二控制模块28，用于控制变速箱以当前实际速比输出，以使发动机以实际转速和实际输出扭矩输出。
进一步的，在本发明的一些实施例中，还公开了一种变速箱控制器，如图3所示的，图3为本发明实施例公开的一种变速箱控制器的结构示意图，变速箱控制器30包括：
存储器300，存储器300中存储有访问程序，处理器301，处理器301执行访问程序时，使得处理器301执行如图1所示的汽车速比控制方法。
变速箱控制器30包括：电源302、至少一个有线网络接口或无线网络接口303、至少一个数据输入输出接口304。
电源302分别与存储器300和处理器301连接，用于供电。有线网络接口或无线网络接口303和数据输入输出接口304均用于对接外部设备用于进行数据通讯及传输。存储器300可以是短暂存储或持久存储。
进一步的，在本发明的一些实施例中，还公开了一种汽车速比控制系统，如图4所示的，图4为本发明实施例公开的一种汽车速比控制系统的结构示意图，汽车速比控制系统包括：
信息采集装置40，信息采集装置用于采集汽车的变速箱的实际速比、目标速比和汽车的发动机的实际输出扭矩和实际转速；
变速箱控制器41，变速箱控制器具有存储器410和处理器411，存储器410用于存储控制程序；
处理器411执行控制程序时，实现如图1所示的汽车速比控制方法。
具体的，在本发明的一些实施例中，信息采集装置40包括：分别安装于变速箱的输出轴端和发动机输出轴端的转速传感器。
进一步的，在本发明的一些实施例中，还公开了一种汽车，包括以上提到的汽车速比控制系统。
本发明提供一种汽车速比控制方法、装置、变速箱控制器、系统及汽车，通过计算出变速箱输出轴端的实际需求扭矩值和变速箱的输出轴端的预期需求扭矩值后，对实际需求扭矩值和预期需求扭矩值作差，在作差得到的扭矩差值超出预设值后，能够控制变速箱的实际速比的变化率降低至目标值，避免了变速箱的实际速比过快上升到目标速比时，导致变速箱传递扭矩过多和车辆加速过快的问题，同时，在扭矩差值过大时，说明用户此时期望汽车加速变化率保持在较低值，本发明能通过控制变速箱的实际速比的变化率降低至目标值，达到满足用户的需求以及用户预期的加速要求的目的，提升了用户的体验。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种汽车速比控制方法，其特征在于，包括：
采集变速箱的实际速比和目标速比、发动机的实际输出扭矩以及所述发动机的实际转速；
计算所述实际速比与所述实际输出扭矩的乘积，得到所述变速箱的输出轴端的实际需求扭矩值；
计算所述实际转速和所述目标速比的乘积与所述实际速比的比值，得到所述发动机的预期转速；
利用所述发动机的预期转速计算所述发动机的预期输出扭矩；
计算所述预期输出扭矩与所述目标速比的乘积，得到所述变速箱的输出轴端的预期需求扭矩值；
对所述实际需求扭矩值和所述预期需求扭矩值作差，得到扭矩差值；
判断所述扭矩差值是否超出预设值；
若是，则控制所述变速箱的实际速比的变化率降低至目标值。
2.如权利要求1所述的汽车速比控制方法，其特征在于，若所述扭矩差值未超出所述预设值，则所述汽车速比控制方法还包括：
控制所述变速箱以当前实际速比输出，以使所述发动机以所述实际转速和所述实际输出扭矩输出。
3.如权利要求1或2所述的汽车速比控制方法，其特征在于，所述发动机的预期输出扭矩的计算包括：
采集所述发动机的输出功率；
计算所述输出功率与所述发动机的预期转速的比值与目标常数的乘积，得到所述预期输出扭矩。
4.一种汽车速比控制装置，其特征在于，包括：
采集模块，用于采集变速箱的实际速比和目标速比、发动机的实际输出扭矩以及所述发动机的实际转速；
第一计算模块，用于计算所述实际速比与所述实际输出扭矩的乘积，得到所述变速箱的输出轴端的实际需求扭矩值；
第二计算模块，用于计算所述实际转速和所述目标速比的乘积与所述实际速比的比值，得到发动机的预期转速；
第三计算模块，用于利用所述发动机的预期转速计算所述发动机的预期输出扭矩；
第四计算模块，用于计算所述预期输出扭矩与所述目标速比的乘积，得到所述变速箱的输出轴端的预期需求扭矩值；
作差模块，用于对所述实际需求扭矩值和所述预期需求扭矩值作差，得到扭矩差值；
判断模块，用于判断所述扭矩差值是否超出预设值，若是，则进入第一控制模块；
所述第一控制模块，用于控制所述变速箱的实际速比的变化率降低至目标值。
5.如权利要求4所述的汽车速比控制装置，其特征在于，还包括：
第二控制模块，用于控制所述变速箱以当前实际速比输出，以使所述发动机以所述实际转速和所述实际输出扭矩输出。
6.如权利要求4所述的汽车速比控制装置，其特征在于，第三计算模块包括：
采集单元，用于采集所述发动机的输出功率；
计算单元，用于计算所述输出功率与所述发动机的预期转速的比值与目标常数的乘积，得到所述预期输出扭矩。
7.一种变速箱控制器，其特征在于，包括：
存储器，用于存储控制程序；
处理器，所述处理器执行所述控制程序时，实现如权利要求1-3任意一项所述的汽车速比控制方法的步骤。
8.一种汽车速比控制系统，其特征在于，包括：
信息采集装置，所述信息采集装置用于采集汽车的变速箱的实际速比、目标速比和所述汽车的发动机的实际输出扭矩和实际转速；
变速箱控制器，所述变速箱控制器具有存储器和处理器，所述存储器用于存储控制程序；
所述处理器执行所述控制程序时，实现如权利要求1-3任意一项所述的汽车速比控制方法的步骤。
9.如权利要求8所述的汽车速比控制系统，其特征在于，所述信息采集装置包括：
分别安装于所述变速箱的输出轴端和所述发动机输出轴端的转速传感器。
10.一种汽车，其特征在于，包括：如权利要求8或9所述的汽车速比控制系统。
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