CN113983162B - 一种液力机械传动装置静止状态挡位切换控制品质评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液力机械传动装置静止状态挡位切换控制品质评价方法，涉及车辆控制技术领域。该方法的具体实施方式包括：采集静止状态挡位切换过程中的加速度信号、转速信号和挡位信号；根据加速度信号、转速信号和挡位信号，确定多个评价指标参数；根据标准数据库，确定评价指标参数的评价分值和权重值；其中，标准数据库是根据历史评价指标参数得到的；根据评价指标参数的评价分值和权重值，确定静止状态挡位切换控制品质的评价分值。该实施方式能够明确液力机械传动装置静止状态挡位切换过程的控制品质，优化车辆的挡位切换控制过程，进而为实车标定提供参考，提升车辆驾乘舒适度、传动装置使用寿命，提升自动变速车辆的性能。

Description

一种液力机械传动装置静止状态挡位切换控制品质评价方法

技术领域

本发明属于车辆控制技术领域，具体涉及一种液力机械传动装置静止状态挡位切换控制品质评价方法，可应用于任何形式的液力机械传动装置，如综合传动装置、AT变速器等传动装置控制品质评价系统设计中。

背景技术

液力机械传动装置静止状态挡位切换是指车辆在静止状态，控制器根据接收到的指令调整车辆起步挡位，进而控制车辆运行的过程。其中，指令是驾驶员根据车辆行驶需求确定的。

现有的静止状态挡位切换过程中，由于没有明确的评价指标对车辆的换挡控制品质是否良好进行评判，因此，无法为实车标定提供参考，使得现有的标定过程缺乏客观性指导，延长了标定时间，提高了标定难度；也降低了车辆驾乘舒适度、传动装置的使用寿命等。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种液力机械传动装置静止状态挡位切换控制品质评价方法，能够明确液力机械传动装置静止状态挡位切换控制品质，优化车辆的挡位切换控制过程，进而为实车标定提供参考，提升车辆驾乘舒适度、传动装置使用寿命，提升自动变速车辆的性能。

实现本发明的技术方案如下：

采集静止状态挡位切换过程中的加速度信号、转速信号和挡位信号；

根据所述加速度信号、所述转速信号和所述挡位信号，确定多个评价指标参数；其中，所述评价指标参数包括换挡所需时间、换挡响应时间、加速度峰值、涡轮转速变化率、输出轴转速波动量和输出轴转速变化率；

根据标准数据库，确定所述评价指标参数的评价分值和权重值；其中，所述标准数据库是根据历史评价指标参数得到的；

根据所述评价指标参数的评价分值和权重值，确定所述静止状态挡位切换控制品质的评价分值。

可选地，所述根据所述加速度信号、所述转速信号和所述挡位信号，确定评价指标参数，包括：

根据所述加速度信号、所述转速信号和所述挡位信号，确定所述挡位切换过程中的加速度变化时间和加速度变化值、转速变化时间和转速变化值、以及挡位变化时间；

根据所述加速度变化时间和加速度变化值、所述转速变化时间和转速变化值、以及所述挡位变化时间，确定所述评价指标参数。

可选地，所述加速度信号为车辆的加速度信号；所述转速信号包括：液力变矩器的涡轮转速信号和输出轴转速信号；所述挡位信号包括：车辆的目标挡位信号和实际挡位信号；所述根据所述加速度信号、所述转速信号和所述挡位信号，确定所述挡位切换过程中的加速度变化时间和加速度变化值、转速变化时间和转速变化值、以及挡位变化时间，包括：

根据所述加速度信号、所述涡轮转速信号和所述输出轴转速信号，确定所述挡位切换过程中所述加速度的加速度变化时间和加速度变化值、所述涡轮转速的涡轮转速变化时间和涡轮转速变化值、以及所述输出轴转速的输出轴转速变化时间和输出轴转速变化值；

根据所述目标挡位信号和所述实际挡位信号，确定目标挡位变化时间和实际挡位变化时间。

可选地，所述根据所述加速度变化时间和加速度变化值、所述转速变化时间和转速变化值、以及所述挡位变化时间，确定所述评价指标参数，包括：

根据所述目标挡位变化时间和所述实际挡位变化时间，确定所述换挡所需时间；

根据所述加速度变化时间、所述涡轮转速变化时间和所述输出轴转速变化时间中的一项或多项、以及所述目标挡位变化时间，确定所述换挡响应时间；

根据所述实际挡位变化时间、所述加速度变化时间和所述加速度变化值、所述涡轮转速变化时间和所述涡轮转速变化值、以及所述输出轴转速变化时间和所述输出轴转速变化值，确定所述加速度峰值、所述涡轮转速变化率峰值、所述输出轴转速波动量和所述输出轴转速变化率峰值。

可选地，所述根据所述评价指标参数的评价分值和权重值，确定所述静止状态挡位切换控制品质的评价分值，包括：

根据所述加速度峰值的第一评价分值和第一权重值、所述涡轮转速变化率峰值的第二评价分值和第二权重值、所述输出轴转速波动量的第三评价分值和第三权重值、所述输出轴转速变化率峰值的第四评价分值和第四权重值、所述换挡所需时间的第五评价分值和第五权重值、以及所述换挡响应时间的第六评价分值和第六权重值，确定所述静止状态挡位切换控制品质的评价分值。

可选地，所述挡位切换过程为以下挡位切换过程中的一个或多个：N-D挡挡位切换、D-N挡挡位切换、N-R挡挡位切换、R-N挡挡位切换、R-D挡挡位切换、D-R挡挡位切换。

有益效果：

因为采用根据车辆的加速度信号、转速信号和挡位信号，确定车辆的各个速度的变化值和变化时间、以及挡位的变化时间，进而根据加速度峰值、涡轮转速变化率峰值、输出轴转速波动量和输出轴转速变化率峰值、以及换挡所需时间和换挡响应时间的评价分值和权重值，确定液力机械传动装置静止状态挡位切换控制品质的评价分值的技术手段，所以克服了现有的挡位切换过程中没有明确指标对液力机械传动装置静止状态挡位切换控制品质进行评判，无法为实车标定提供参考，使得车辆换挡过程中振动较大，降低了车辆驾乘舒适度、传动装置的使用寿命等的技术问题，进而达到能够明确液力机械传动装置静止状态挡位切换控制品质，优化车辆的挡位切换控制过程，进而为实车标定提供参考，提升车辆驾乘舒适度、传动装置使用寿命，提升自动变速车辆的性能的技术效果。

附图说明

图1是根据本发明实施例的液力机械传动装置静止状态挡位切换控制品质评价方法的主要流程的示意图；

图2是根据本发明实施例的评价指标参数的确定方法的主要流程的示意图；

图3是根据本发明实施例的信号曲线的示意图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

图1是根据本发明实施例的液力机械传动装置静止状态挡位切换控制品质评价方法的主要流程的示意图，如图1所示，本发明的液力机械传动装置静止状态挡位切换控制品质评价方法包括如下步骤：

静止状态挡位切换过程包括N-D挡挡位切换、D-N挡挡位切换、N-R挡挡位切换、R-N挡挡位切换、R-D挡挡位切换、D-R挡挡位切换。静止状态挡位切换过程可以包括：车辆起步时，车辆由静止状态切换成前进挡位或者倒退挡位，挡位切换完成后车辆开始运行；或者，车辆停车时，由前进挡位或者倒退挡位切换成空挡等。

在本发明实施例中，N挡、D挡、R挡是自动挡车型中的常用挡位，N挡即空挡，用于短暂驻车；D挡属于前进挡，用于车辆行驶过程中的挡位匹配；R挡即倒车档，用于车辆倒退。

步骤101，采集挡位切换过程中的加速度信号、转速信号和挡位信号。

在本发明实施例中，以N-D挡挡位切换为例，在N-D挡的挡位切换过程中，采集车辆的加速度信号、转速信号和挡位信号。其中，加速度信号为车辆的加速度信号，转速信号包括液力变矩器的涡轮转速信号和输出轴转速信号；挡位信号包括车辆的目标档位信号和实际档位信号。

进一步地，转速信号还包括车辆的发动机转速信号。

在本发明实施例中，通过采集传感器的信号获得加速度信号和转速信号，相应地，传感器包括车辆加速度传感器、发动机转速传感器、涡轮转速传感器和输出轴转速传感器，并将频率信号进行滤波处理，转化为标准单位(也即，工程单位)的加速度和转速；通过采集总线信号获得档位信号。

步骤102，根据所述加速度信号、所述转速信号和所述挡位信号，确定多个评价指标参数。

在本发明实施例中，评价指标参数包括加速度峰值a_max、涡轮转速变化率峰值R_Tmax、输出轴转速波动量Δn_outmax和输出轴转速变化率峰值R_outmax、换挡所需时间T和换挡响应时间T_delay。

在本发明实施例中，如图2所示，本发明实施例的评价指标参数的确定方法，包括如下步骤：

步骤201，根据所述加速度信号、所述转速信号和所述挡位信号，确定所述挡位切换过程中的加速度变化时间和加速度变化值、转速变化时间和转速变化值、以及挡位变化时间。

在本发明实施例中，根据加速度信号、涡轮转速信号和输出轴转速信号，确定挡位切换过程中加速度的加速度变化时间和加速度变化值、涡轮转速的涡轮转速变化时间和涡轮转速变化值、以及输出轴转速的输出轴转速变化时间和输出轴转速变化值。

进一步地，根据发动机转速信号，确定挡位切换过程中发动机转速的发动机转速变化时间。

在本发明实施例中，根据目标挡位信号和实际挡位信号，确定目标挡位变化时间和实际挡位变化时间。

步骤202，根据所述加速度变化时间和加速度变化值、所述转速变化时间和转速变化值、以及所述挡位变化时间，确定所述评价指标参数。

评价指标参数——换挡所需时间T：

在本发明实施例中，根据目标挡位变化时间和实际挡位变化时间，确定换挡所需时间T。

比如，目标挡位变化时间包括目标挡位起始时间，即控制器接收到挡位切换指令的时间；实际挡位变化时间包括实际挡位结束时间，即根据总线信号确定实际挡位到达目标挡位的时间。根据目标挡位起始时间和实际挡位结束时间，确定换挡所需时间T为实际挡位结束时间与目标挡位起始时间的差值。

评价指标参数——换挡响应时间T_delay：

在本发明实施例中，根据加速度变化时间、涡轮转速变化时间和输出轴转速变化时间中的一项或多项、以及目标挡位变化时间，确定换挡响应时间。比如，根据加速度变化时间和目标挡位变化时间，确定换挡响应时间；或者，根据涡轮转速变化时间和目标挡位变化时间，确定换挡响应时间；或者，根据输出轴转速变化时间和目标挡位变化时间，确定换挡响应时间。

比如，加速度变化时间包括加速度起始时间，即根据加速度传感器接收到的加速度信号确定的加速度开始变化的时间；涡轮转速变化时间包括涡轮转速起始时间，即根据涡轮转速传感器接收到的涡轮转速信号确定的涡轮转速开始变化的时间；输出轴转速变化时间包括输出轴转速起始时间，即根据输出轴转速传感器接收到的输出轴转速信号确定的输出轴转速开始变化的时间。根据目标挡位起始时间和加速度起始时间，确定换挡响应时间T_delay为加速度起始时间与目标挡位起始时间的差值；或者，根据目标挡位起始时间和涡轮转速起始时间，确定换挡响应时间T_delay为涡轮转速起始时间与目标挡位起始时间的差值；或者，根据目标挡位起始时间和输出轴转速起始时间，确定换挡响应时间T_delay为输出轴转速起始时间与目标挡位起始时间的差值。

进一步地，还可以根据发动机转速变化时间以及目标挡位变化时间，确定换挡响应时间T_delay。

又比如，发动机转速变化时间包括发动机转速起始时间，即根据发动机转速传感器接收到的发动机转速信号确定的发动机转速开始变化的时间。根据目标挡位起始时间和发动机转速起始时间，确定换挡响应时间T_delay为发动机转速起始时间与目标挡位起始时间的差值。

在本发明实施例中，根据加速度变化值、涡轮转速变化时间和涡轮转速变化值、以及输出轴转速变化时间和输出轴转速变化值，确定加速度峰值a_max、涡轮转速变化率峰值R_Tmax、输出轴转速波动量Δn_outmax和输出轴转速变化率峰值R_outmax。

评价指标参数——加速度峰值a_max：

在本发明实施例中，a_max为N-D挡挡位切换过程中加速度a的最大值，根据实际挡位变化时间、加速度变化时间和加速度变化值，确定加速度峰值a_max。比如，根据加速度起始时间至实际挡位结束时间内的加速度a的最大值确定加速度峰值a_max。

评价指标参数——涡轮转速变化率峰值R_Tmax：

在本发明实施例中，涡轮转速变化率R_T为N-D挡挡位切换过程中单位时间内涡轮转速n_T的变化量，根据实际挡位变化时间、涡轮转速变化时间和涡轮转速变化值，确定涡轮转速变化率R_T。比如，根据涡轮转速起始时间至实际挡位结束时间内的涡轮转速n_T的单位时间的绝对变化量，确定涡轮转速变化率R_T。其中，涡轮转速变化率R_T为：

R_T＝d|n_T|/dt

涡轮转速变化率峰值R_Tmax为N-D挡挡位切换过程中涡轮转速变化率R_T的最大值。比如，根据涡轮转速起始时间至实际挡位结束时间内的涡轮转速变化率R_T的最大值，确定涡轮转速变化率峰值R_Tmax。其中，涡轮转速变化率峰值R_Tmax为：

R_Tmax＝max{R_T1、R_T2、R_T3、……}

评价指标参数——输出轴转速波动量Δn_outmax：

在本发明实施例中，输出轴转速波动量Δn_outmax为N-D挡挡位切换过程中输出轴转速n_out的波动量，根据实际挡位变化时间、输出轴转速变化时间和输出轴转速变化值，确定输出轴转速波动量Δn_outmax。比如，根据输出轴转速起始时间至实际挡位结束时间内的输出轴转速n_out的绝对波动量，确定输出轴转速波动量Δn_outmax。其中，输出轴转速波动量Δn_outmax为：

Δn_outmax＝|n_oa-n_oe|

其中，n_oa为输出轴转速峰值；

n_oe为目标输出轴转速；其中，目标输出轴转速可以根据控制器的实际挡位指令确定。

评价指标参数——输出轴转速变化率峰值R_outmax：

在本发明实施例中，输出轴转速变化率R_out为N-D挡挡位切换过程中单位时间内输出轴转速n_out的变化量，根据实际挡位变化时间、输出轴转速变化时间和输出轴转速变化值，确定输出轴转速变化率R_out。比如，根据输出轴转速起始时间至实际挡位结束时间内的输出轴转速n_out的单位时间的绝对变化量，确定输出轴转速变化率R_out。其中，输出轴转速变化率R_out为：

R_T＝d|n_out|/dt

输出轴转速变化率峰值R_outmax为N-D挡挡位切换过程中输出轴转速变化率R_out的最大值。比如，根据输出轴转速起始时间至实际挡位结束时间内的输出轴转速变化率R_out的最大值，确定输出轴转速变化率峰值R_outmax。其中，输出轴转速变化率峰值R_outmax为：

R_outmax＝max{R_out1、R_out2、R_out3、……}

在本发明实施例中，本发明的信号曲线如图3所示，可以绘制加速度、发动机转速、涡轮转速、输出轴转速、目标挡位和实际挡位的变化曲线，进而根据信号曲线确定评价指标参数。

步骤103，根据标准数据库，确定所述评价指标参数参数的评价分值和权重值；其中，所述标准数据库是根据历史评价指标参数得到的。

在本发明实施例中，根据标准数据库，查询根据步骤202-203确定的评价指标参数的评价分值和权重值，比如，换挡所需时间T的评价分值为V_T、换挡响应时间T_delay的评价分值为V_T_delay、加速度峰值a_max的评价分值为V_a_max、涡轮转速变化率峰值R_Tmax的评价分值为V_R_Tmax、输出轴转速波动量Δn_outmax的评价分值为V_Δn_outmax，输出轴转速变化率峰值R_outmax的评价分值为V_R_outmax；换挡所需时间T的权重值为w₁、换挡响应时间T_delay的权重值为w₂、加速度峰值a_max的权重值为w₃、涡轮转速变化率峰值R_Tmax的权重值为w₄、输出轴转速波动量Δn_outmax的权重值为w₅，输出轴转速变化率峰值R_outmax的权重值为w₆。

在本发明实施例中，标准数据库包括各个评价指标参数的取值范围以及对应的评价分值和权重值。各个评价指标参数的取值范围以及评价分值与车型相关，不同车型的发动机功率以及扭矩(比如，小型轿车、重型卡车发动机功率不同)、车重不同，对应的指标参数的取值范围以及评价分值也不同；各个评价指标参数的取值范围以及权重与车辆用途相关，不同用途的车辆侧重点不同(比如，小型轿车的加速度峰值对其驾乘舒适度影响最明显，故而小型轿车的加速度峰值权重较大；重型卡车换挡所需时间对其驾乘舒适度影响最明显，故而重型卡车的换挡所需时间权重较大；还包括越野车、工程车等，可以根据驾乘舒适度的影响因素确定各个指标参数的权重)。

步骤104，根据所述评价指标参数的评价分值和权重值，确定所述静止状态挡位切换控制品质的评价分值。

在本发明实施例中，根据步骤103确定的N-D挡挡位切换过程中评价指标参数的评价分值和权重值，确定静止状态挡位切换控制品质的评价分值V。其中，静止状态挡位切换控制品质的评价分值V为：

根据本发明实施例的技术方案，能够明确液力机械传动装置静止状态挡位切换控制品质，优化车辆的挡位切换控制过程，进而为实车标定提供参考，提升车辆驾乘舒适度、传动装置使用寿命，提升自动变速车辆的性能。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (3)

1.一种液力机械传动装置静止状态挡位切换控制品质评价方法，其特征在于，包括：

采集静止状态挡位切换过程中的加速度信号、转速信号和挡位信号；

根据所述加速度信号、所述转速信号和所述挡位信号，确定多个评价指标参数；其中，所述评价指标参数包括换挡所需时间、换挡响应时间、加速度峰值、涡轮转速变化率、输出轴转速波动量和输出轴转速变化率；

根据标准数据库，确定所述评价指标参数的评价分值和权重值；其中，所述标准数据库是根据历史评价指标参数得到的；

根据所述评价指标参数的评价分值和权重值，确定所述静止状态挡位切换控制品质的评价分值；

所述根据所述加速度信号、所述转速信号和所述挡位信号，确定多个评价指标参数，包括：

根据所述加速度信号、所述转速信号和所述挡位信号，确定所述挡位切换过程中的加速度变化时间和加速度变化值、转速变化时间和转速变化值、以及挡位变化时间；

根据所述加速度变化时间和加速度变化值、所述转速变化时间和转速变化值、以及所述挡位变化时间，确定所述评价指标参数；

所述加速度信号为车辆的加速度信号；所述转速信号包括：液力变矩器的涡轮转速信号和输出轴转速信号；所述挡位信号包括：车辆的目标挡位信号和实际挡位信号；所述根据所述加速度信号、所述转速信号和所述挡位信号，确定所述挡位切换过程中的加速度变化时间和加速度变化值、转速变化时间和转速变化值、以及挡位变化时间，包括：

根据所述加速度信号、所述涡轮转速信号和所述输出轴转速信号，确定所述挡位切换过程中所述加速度的加速度变化时间和加速度变化值、所述涡轮转速的涡轮转速变化时间和涡轮转速变化值、以及所述输出轴转速的输出轴转速变化时间和输出轴转速变化值；

根据所述目标挡位信号和所述实际挡位信号，确定目标挡位变化时间和实际挡位变化时间；

所述根据所述加速度变化时间和加速度变化值、所述转速变化时间和转速变化值、以及所述挡位变化时间，确定所述评价指标参数，包括：

根据所述目标挡位变化时间和所述实际挡位变化时间，确定所述换挡所需时间；

根据所述加速度变化时间、所述涡轮转速变化时间和所述输出轴转速变化时间中的一项或多项、以及所述目标挡位变化时间，确定所述换挡响应时间；

根据所述实际挡位变化时间、所述加速度变化时间和所述加速度变化值、所述涡轮转速变化时间和所述涡轮转速变化值、以及所述输出轴转速变化时间和所述输出轴转速变化值，确定所述加速度峰值、涡轮转速变化率峰值、所述输出轴转速波动量和输出轴转速变化率峰值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述评价指标参数的评价分值和权重值，确定所述静止状态挡位切换控制品质的评价分值，包括：

根据所述加速度峰值的第一评价分值和第一权重值、所述涡轮转速变化率峰值的第二评价分值和第二权重值、所述输出轴转速波动量的第三评价分值和第三权重值、所述输出轴转速变化率峰值的第四评价分值和第四权重值、所述换挡所需时间的第五评价分值和第五权重值、以及所述换挡响应时间的第六评价分值和第六权重值，确定所述静止状态挡位切换控制品质的评价分值。

3.根据权利要求1至2中任一所述的方法，其特征在于，所述挡位切换过程为以下挡位切换过程中的一个或多个：N-D挡挡位切换、D-N挡挡位切换、N-R挡挡位切换、R-N挡挡位切换、R-D挡挡位切换、D-R挡挡位切换。

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