CN114370498B - 一种车辆换挡控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆换挡控制方法，包括：从TCM获取车辆在当前车速下由当前档位换挡至下一高档位对应的发动机转速；根据下一高档位的发动机转速，由ECM确定出下一高档位对应的最大增压；根据当前大气压以及进气温度，由ECM确定出涡轮增压器的增压上限；将下一高档位对应的最大增压与增压上限进行比较，以判断得到推断最大增压；根据推断最大增压，进一步确定出下一高档位对应的最大填充效率、最大扭矩及最大驱动力；将下一高档位对应的最大驱动力与目标驱动力进行比较，以判断得到换挡控制信号，并由ECM将换挡控制信号输出给TCM，完成换挡控制。与现有技术相比，本发明能够防止巡航驾驶过程中发生频繁换挡操作，避免影响乘客的乘车体验。

Description

一种车辆换挡控制方法

技术领域

本发明涉及车辆巡航控制技术领域，尤其是涉及一种车辆换挡控制方法。

背景技术

近年来，汽车为了追随前方行驶的车辆，或者是为了维持预设的车速，应用了汽车的速度控制，即所谓的巡航控制系统。巡航控制系统是一种汽车辅助驾驶系统，可以在40～200km/h的车速范围内启动该系统，人为设定一个车速，巡航控制系统就会根据行驶阻力的变化，自动增减节气门开度，使车保持一定速度，驾驶员将不需再操控油门，只需要把握住方向盘即可，大大减轻了驾驶员的疲劳强度、节省了燃油消耗。

在运用巡航控制系统进行速度控制时，由于无需考虑驾驶员对车速的操作意图，目前一般采用将自动变速箱的档位尽可能设置为高档、降低油耗、以及降低发动机噪音的方法。然而，如果为了降低油耗和降低发动机噪音而频繁地使用自动变速箱换档会导致乘客的不适。特别是在具有涡轮增压器的发动机中，由于涡轮增压器的上限值会随着大气压和进气温度等驾驶环境而变动，若单纯基于油耗率进行升档，会因换档后增压不足而导致无法获得汽车的速度控制所需的驱动力，必须马上降档。在这种情况下，升档和降档会不断重复切换，必然会给乘客带来不好的乘车体验。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种车辆换挡控制方法，以防止巡航驾驶过程中发生频繁换挡操作。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种车辆换挡控制方法，包括以下步骤：

S1、从TCM(Transmission Control Module，变速箱控制模块)获取车辆在当前车速下由当前档位换挡至下一高档位对应的发动机转速；

S2、根据获取的下一高档位对应的发动机转速，由ECM(Engine Control Module，引擎控制模块)确定出下一高档位对应的最大增压；

S3、根据当前大气压以及进气温度，由ECM确定出涡轮增压器的增压上限；

S4、将步骤S2确定的下一高档位对应的最大增压与步骤S3确定的增压上限进行比较，以判断得到涡轮增压器推断能够增压的最大增压，即推断最大增压；

S5、根据推断最大增压，进一步确定出下一高档位对应的最大填充效率、最大扭矩及最大驱动力；

S6、将步骤S5确定出的下一高档位对应的最大驱动力与目标驱动力进行比较，以判断得到换挡控制信号，并由ECM将换挡控制信号输出给TCM，完成换挡控制。

进一步地，所述步骤S1中下一高档位的发动机转速具体是根据当前车速与下一高档位的减速比计算得到。

进一步地，所述步骤S2中ECM具体是根据预先设定的涡轮增压器最大增压图，以查找得到与下一高档位对应的发动机转速相对应的最大增压。

进一步地，所述涡轮增压器最大增压图预先存储于存储器中。

进一步地，所述步骤S3中涡轮增压器的增压上限具体是为了防止压缩机以及涡轮的过度旋转、防止喘振所设定的数值，是基于当前大气压以及近期温度计算得到的。

进一步地，所述步骤S4具体包括以下步骤：

S41、若步骤S2确定的下一高档位对应的最大增压大于步骤S3确定的增压上限，则执行步骤S42，否则执行步骤S43；

S42、将步骤S3确定的增压上限数值设定为推断最大增压；

S43、将步骤S2确定的下一高档位对应的最大增压数值设定为推断最大增压。

进一步地，所述步骤S5具体包括以下步骤：

S51、根据推断最大增压，结合预先设定的发动机转速、增压以及填充效率关系图，由ECM查找得到与下一高档位发动机转速、推断最大增压相对应的填充效率，即为推断最大填充效率；

S52、基于推断最大填充效率，进一步确定得到下一高档位对应的最大扭矩及最大驱动力。

进一步地，所述步骤S52中下一高档位对应的最大扭矩具体是根据点火提前角Map，由ECM查找得到与下一高档位发动机转速、推断最大填充效率相对应的MBT(maximumbrake torque，最大制动扭矩)，即为下一高档位对应的最大扭矩。

进一步地，所述步骤S52中下一高档位对应的最大驱动力具体是根据下一高档位的最大扭矩与下一高档位的减速比计算得到。

进一步地，所述步骤S6具体包括以下步骤：

S61、根据设定的目标加速度以及下一高档位的减速比，计算得到下一高档位对应的目标驱动力；

S62、若下一高档位的最大驱动力大于或等于下一高档位的目标驱动力，则执行步骤S63，否则执行步骤S64；

S63、ECM输出换挡许可信号给TCM；

S64、ECM输出维持当前档位信号给TCM。

与现有技术相比，本发明根据换档后发动机转速与涡轮增压器的驾驶环境来推断换档后该档位中涡轮增压器的最大增压，基于该最大增压进一步推断最大扭矩，同时考虑进气温度与大气压等驾驶环境，正确推断换档后的最大增压，并根据该最大增压正确推断换档后获得的驱动力。由此，根据变速后的最大扭矩适当地判断所得的驱动力是否满足所需驱动力，能够切实地防止变速后由于增压不足而导致的驱动力不足、必须再次进行变速的情况发生，从而实现自动控制换挡、防止巡航驾驶中发生频繁换挡操作，避免影响到乘客的乘车体验。

附图说明

图1为本发明的方法流程示意图；

图2为实施例的应用过程示意图；

图3为实施例中换挡控制时序图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1所示，一种车辆换挡控制方法，包括以下步骤：

S1、从TCM获取车辆在当前车速下由当前档位换挡至下一高档位对应的发动机转速，具体是根据当前车速与下一高档位的减速比计算得到；

S2、根据获取的下一高档位对应的发动机转速，由ECM确定出下一高档位对应的最大增压，具体是根据预先设定的涡轮增压器最大增压图(预先存储于存储器中)，ECM查找得到与下一高档位对应的发动机转速相对应的最大增压；

S3、根据当前大气压以及进气温度，由ECM确定出涡轮增压器的增压上限，其中，涡轮增压器的增压上限是为了防止压缩机以及涡轮的过度旋转、防止喘振所设定的数值，是基于当前大气压以及近期温度计算得到的；

S4、将步骤S2确定的下一高档位对应的最大增压与步骤S3确定的增压上限进行比较，以判断得到涡轮增压器推断能够增压的最大增压，即推断最大增压，具体的：

若步骤S2确定的下一高档位对应的最大增压大于步骤S3确定的增压上限，则将步骤S3确定的增压上限数值设定为推断最大增压；否则将步骤S2确定的下一高档位对应的最大增压数值设定为推断最大增压；

S5、根据推断最大增压，进一步确定出下一高档位对应的最大填充效率、最大扭矩及最大驱动力，具体的：

首先根据推断最大增压，结合预先设定的发动机转速、增压以及填充效率关系图(预先存储于存储器中)，由ECM查找得到与下一高档位发动机转速、推断最大增压相对应的填充效率，即为推断最大填充效率；

之后基于推断最大填充效率，进一步确定得到下一高档位对应的最大扭矩及最大驱动力，其中，下一高档位对应的最大扭矩是根据点火提前角Map，由ECM查找得到与下一高档位发动机转速、推断最大填充效率相对应的MBT，即为下一高档位对应的最大扭矩；

下一高档位对应的最大驱动力则是根据下一高档位的最大扭矩与下一高档位的减速比计算得到；

S6、将步骤S5确定出的下一高档位对应的最大驱动力与目标驱动力进行比较，以判断得到换挡控制信号，并由ECM将换挡控制信号输出给TCM，完成换挡控制，具体的：

首先根据设定的目标加速度以及下一高档位的减速比，计算得到下一高档位对应的目标驱动力；

若下一高档位的最大驱动力大于或等于下一高档位的目标驱动力，则ECM输出换挡许可信号给TCM；否则ECM输出维持当前档位信号给TCM。

本实施例应用上述方法，具体过程如图2所示：

在巡航驾驶过程中，首先，从TCM中获取当前车速下自动变速箱从当前档位换档至下一高档位后的发动机转速。该发动机转速根据当前车速与下一高档位的减速比求得。

接下来，ECM根据从TCM获取的下一高档位的发动机转速，获取换档后的档位中的涡轮增压器的最大增压。例如，ECM参照根据发动机转速涡轮增压器可达到的最大增压的最大增压图(存储在预先制作的存储器中)，取得与下一高档位发动机转速对应的最大增压。

接着，ECM根据当前的大气压以及进气温度获取涡轮增压器所容许的增压的上限值。该增压上限值是指，从保护涡轮增压器的构成部件的观点出发，为了防止压缩机以及涡轮的过度旋转与防止喘振所设定的值，是基于当前大气压以及进气温度计算得出的。

之后，ECM判定获取的最大增压是否大于获取的增压上限值。其结果是，若最大增压大于增压上限值，ECM将增压上限值设定为自动变速箱换档后的档位中根据涡轮增压器推断能够增压的最大增压(推断最大增压)。

另一方面，若最大增压小于增压上限值，ECM则将最大增压设定为推断最大增压。ECM基于设定的推断最大增压，取得在下一高档位中的推断最大增压下推断可能实现的最大填充效率(推断最大填充效率)。例如，ECM参照规定了发动机转速以及增压和填充效率的关系图(存储在预先制作的存储器中)，将下一高档位发动机转速以及与推断最大增压对应的填充效率，作为推断最大填充效率获取。

接着ECM基于获取的推断最大填充效率，推断下一变速段发动机能够输出的最大扭矩。例如，ECM参照点火提前角Map中下一高档位发动机转速以及与推断最大填充效率对应的点火提前角，在不发生爆震的范围内尽可能接近MBT的点火时期的情况下获得的扭矩，即可推断为下一变速阶段发动机可输出的最大扭矩。接下来，判断由推断最大扭矩获得的加速度(即下一高档位获取的最大加速度)是否大于发动机控制处理决定的目标加速度(所需加速度)。

具体而言，ECM根据推断的最大扭矩与下一高档位的减速比，推断下一高档位中获得的最大驱动力，并基于目标加速度与下一高档位的减速比，计算得出下一高档位所需的驱动力。然后，若推断最大驱动力大于所需驱动力，则判定下一高档位中获得的最大加速度在所需加速度以上。

通过以上的控制流程，若下一高档位中取得的最大加速度大于所需加速度(即下一高档位所得的最大驱动力大于所需驱动力)，ECM则将自动变速箱的换档许可信号输出至TCM。另一方面，若下一高档位中所得的最大加速度小于所需加速度(即下一高档位中获得的最大驱动力小于所需驱动力)，ECM则向TCM输出不进行换档控制并保持当前档位的信号。

由此，能够实现图3的时序图所示的换档控制。在图3中，纵坐标参数从上往下依次是车速、档位、加速度。车速的时序图中虚线表示设定的目标车速，实线表示车速传感器检测出的汽车的车速。另外，加速度的时序图中虚线表示达到目标车速的所需加速度，实线以及点划线表示自动变速箱的档位为7档时所获得的最大加速度。

该示例展示了为了维持目标车速而进行车速控制，自动变速器的档位被设置为7档时的情况。在该状况下，车辆由于进入上坡等原因，维持目标车速所需的加速度上升，若想在档位为7档的时刻a提升获得的最大加速度，则需将档位降为6档，以得到所需的加速度。

此后，如加速度的时序图的实线所示，在时刻b，若档位为7档时获得的最大加速度足够超过所需加速度，则将档位设置为7档。这种情况下，由于档位在换档为7档后所得的驱动力大于所需驱动力，因此不会出现变速后由于增压不足等所导致的驱动力不足，档位重新变为6档的情况，也就防止了频繁换档。

另外，如加速度的时序图的点划线所示，在时刻b，当档位为7档，得到的最大加速度小于所需加速度时，档位则保持在6档。在这种情况下，由于档位换为7档后所得的驱动力不足所需的驱动力，即使将档位换为7档，由于驱动力不足档位还是会变回6档，但是通过上述将档位保持在6档的方法，可以防止频繁地换档。

此时，在时刻c档位为7档的情况下，所得的加速度超过所需的加速度，档位变为7档。

综上可知，本技术方案根据除油门踏板的操作之外的车辆行驶状态，以决定所需驱动力，并根据当前的驾驶状态来推断在自动变速箱变速后档位中发动机能够输出的最大扭矩，由此控制自动换档，防止巡航驾驶中频繁换挡对乘客产生违和感。

其中，在进行最大扭矩推断时，以换档后档位中发动机转速与涡轮增压器的驾驶环境为基础，推断换档后档位中涡轮增压器的最大增压，基于该最大增压推断最大扭矩，同时考虑进气温度与大气压等驾驶环境，以正确推断最大增压，若根据推断的最大扭矩得到的驱动力大于所需驱动力，自动变速箱就实行变速；若在换档后的档位下，根据上述方法推断的最大扭矩所得到的驱动力小于所需驱动力，则实施让自动变速箱保持当前档位的换档控制，以防止巡航驾驶中自动变速箱频繁换档，从而避免给乘客带来不适，由此实现的巡航驾驶换档控制，能够切实地防止变速后由于增压不足而导致的驱动力不足、避免再次进行变速的情况发生。

Claims (8)

1.一种车辆换挡控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、从TCM获取车辆在当前车速下由当前档位换挡至下一高档位对应的发动机转速；

S2、根据获取的下一高档位对应的发动机转速，由ECM确定出下一高档位对应的最大增压；

S3、根据当前大气压以及进气温度，由ECM确定出涡轮增压器的增压上限；

S4、将步骤S2确定的下一高档位对应的最大增压与步骤S3确定的增压上限进行比较，以判断得到涡轮增压器推断能够增压的最大增压，即推断最大增压；

S5、根据推断最大增压，进一步确定出下一高档位对应的最大填充效率、最大扭矩及最大驱动力；

S6、将步骤S5确定出的下一高档位对应的最大驱动力与目标驱动力进行比较，以判断得到换挡控制信号，并由ECM将换挡控制信号输出给TCM，完成换挡控制；

其中，所述步骤S5包括以下步骤：

S51，根据推断最大增压，结合预先设定的发动机转速、增压以及填充效率关系图，由ECM查找得到与下一高档位发动机转速、推断最大增压相对应的填充效率，即为所述下一高档位对应的最大填充效率；

S52，基于所述最大填充效率，进一步确定得到下一高档位对应的最大扭矩及最大驱动力；其中，所述最大扭矩是根据点火提前角Map，由ECM查找得到与下一高档位对应的发动机转速、所述最大填充效率相对应的最大制动扭矩MBT。

2.根据权利要求1所述的一种车辆换挡控制方法，其特征在于，所述步骤S1中下一高档位的发动机转速具体是根据当前车速与下一高档位的减速比计算得到。

3.根据权利要求1所述的一种车辆换挡控制方法，其特征在于，所述步骤S2中ECM具体是根据预先设定的涡轮增压器最大增压图，以查找得到与下一高档位对应的发动机转速相对应的最大增压。

4.根据权利要求3所述的一种车辆换挡控制方法，其特征在于，所述涡轮增压器最大增压图预先存储于存储器中。

5.根据权利要求1所述的一种车辆换挡控制方法，其特征在于，所述步骤S3中涡轮增压器的增压上限具体是为了防止压缩机以及涡轮的过度旋转、防止喘振所设定的数值，是基于当前大气压以及近期温度计算得到的。

6.根据权利要求1所述的一种车辆换挡控制方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括以下步骤：

S41、若步骤S2确定的下一高档位对应的最大增压大于步骤S3确定的增压上限，则执行步骤S42，否则执行步骤S43；

S42、将步骤S3确定的增压上限数值设定为推断最大增压；

S43、将步骤S2确定的下一高档位对应的最大增压数值设定为推断最大增压。

7.根据权利要求1所述的一种车辆换挡控制方法，其特征在于，所述步骤S52中下一高档位对应的最大驱动力具体是根据下一高档位的最大扭矩与下一高档位的减速比计算得到。

8.根据权利要求1所述的一种车辆换挡控制方法，其特征在于，所述步骤S6具体包括以下步骤：

S61、根据设定的目标加速度以及下一高档位的减速比，计算得到下一高档位对应的目标驱动力；

S62、若下一高档位的最大驱动力大于或等于下一高档位的目标驱动力，则执行步骤S63，否则执行步骤S64；

S63、ECM输出换挡许可信号给TCM；

S64、ECM输出维持当前档位信号给TCM。