CN115370743B - 一种带有缓速器的自动挡车辆降挡控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于车辆换挡控制技术领域，具体涉及一种带有缓速器的自动挡车辆降挡控制方法，包括以下步骤：步骤S1：根据降挡条件判断车辆当前是否需要降挡的步骤，该步骤中，如果车辆符合降挡条件则进入降挡策略的选择，如果车辆不符合降挡条件则不干预换挡；步骤S2：进入降挡策略后进行风扇转速的控制及降挡点的选择，所述降挡点的选择根据驾驶员需求缓速器扭矩和缓速器真实扭矩进行调整。

Description

一种带有缓速器的自动挡车辆降挡控制方法
技术领域
本发明属于车辆换挡控制技术领域，具体涉及一种带有缓速器的自动挡车辆降挡控制方法。
背景技术
随着科学技术的发展，人们对车辆的性能越来越关注，尤其在汽车运输行业蓬勃发展的今天，对车辆的经济性、动力性和安全性提出了更高的要求。
液力缓速器作为一种有效的车用制动辅助装置，常应用于重型卡车中，由于其质量轻，力矩范围宽，因此备受重卡车辆的青睐。在装配液力缓速器的自动挡AMT车辆中，变速器挡位的选择直接影响整车动力性、经济性与安全性等，现有技术中，车辆的降挡根据减速度进行计算，在平路开缓速器的时候会降多个挡，路越平减速度越大，降挡越多。但是在大部分的情况下，驾驶员平路开缓速仅希望减速，并不希望降挡。另外，在下长坡的情况下，易出现水温超温、发动机功率受限、缓速器制动能力减弱、油耗升高及非驾驶意图的降挡的问题。此为现有技术的不足之处。
有鉴于此，本发明提供一种带有缓速器的自动挡车辆降挡控制方法，以解决现有技术中存在的上述技术问题，是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术存在的缺陷，提供设计一种带有缓速器的自动挡车辆降挡控制方法，以解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明给出以下技术方案：
一种带有缓速器的自动挡车辆降挡控制方法，包括以下步骤：
步骤S1：根据降挡条件判断车辆当前是否需要降挡的步骤，该步骤中，如果车辆符合降挡条件则进入降挡策略的选择，如果车辆不符合降挡条件则不干预换挡；
步骤S2：进入降挡策略后进行风扇转速的控制及降挡点的选择，所述降挡点的选择根据驾驶员需求缓速器扭矩和缓速器真实扭矩进行调整；
所述步骤S1中，降挡条件的判断步骤包括：
步骤S11：确认缓速器是否开启的步骤，如果缓速器处于开启状态，则转到步骤S12继续执行，否则转到步骤S16执行；
步骤S12，获取缓速器真实扭矩值的步骤，判断缓速器真实扭矩值是否小于或者等于预设阈值，如果满足则执行步骤S13，否则则执行步骤S16；
步骤S13，获取坡道值及坡道长度的步骤，该步骤中坡道值及坡道长度的获取包括三种渠道，分别是：理论计算值i理、传感器采集计算值i传以及地图信号获得值i地；
其中：理论计算值i理，是通过车速，质量，加速度，重力加速度，滚动阻力，滚动阻力系数，坡道阻力，牵引力等参数，采用现有技术已经公开的理论计算公式计算出来的；传感器采集计算值i传，是通过车辆上的传感器采集数值，采用卡尔曼滤波计算出来的结果，在现有的专利中，已经公布一些坡度算法，都可以使用；地图信号获得值i地，是通过现有的地图获得相关数据，例如驾驶辅助地图，卫星导航系统等等，现有的智能驾驶模块都有这些地图相关类信息，可以通过智能驾驶控制器Adas直接获取，也可以获得Gps坐标，根据坐标进行计算。
将理论计算值i理分别与传感器采集计算值i传、地图信号获得值i地进行对比，若对比结果误差在预设阈值范围内，则使用传感器采集计算值i传作为坡道值及坡道长度的取值；若对比结果误差超出预设阈值范围，则传感器进行故障自查，并采用理论计算值i理和地图信号获得值i地同时作为坡道值及坡道长度的取值，即理论计算值i理和地图信号获得值i地均符合相应条件时，才认定坡道值及坡道长度的取值符合该相应条件；
判断坡道值和坡道长度是否大于门限值，若大于门限值则执行步骤S14；否则执行步骤S16；
步骤S14，获得缓速器出口水温值的步骤，判断缓速器出口水温是否大于门限值，若大于门限值则进入到降挡策略中，若不大于门限值则执行步骤S15；
步骤S15，根据缓速器出口水温值计算温升斜率值的步骤，若温升斜率大于门限值则进入到降挡策略中，否则执行步骤S16；
步骤S16，直接退出。
作为优选，所述步骤S13中，判断坡道值和坡道长度的门限值可根据不同车辆类型及不同路况进行调整。
作为优选，所述步骤S14中，判断缓速器出口水温的门限值可根据不同缓速器类型进行调整。
作为优选，所述步骤S2中，降挡策略包含风扇转速的控制及降挡点的选择；所述风扇转速控制如下：
风扇转速百分比N扇(Requested Percent Fan Speed)根据缓速器出口水温(Retarder Coolant Outlet Temperature)和温升斜率进行控制，采用公式如下：
N扇 = a*NT + b*NK
NT = c*T温
NK =d*K2 + e*K
其中：T温为缓速器出口水温；K为温升斜率；N扇为风扇转速百分比；a和c为常数，是水温影响系数；NT为水温影响下的风扇转速百分比；b、d、e为常数，是温升斜率影响系数；NK为温升斜率影响下的风扇转速百分比。
出口水温T越高，水温影响系数a越大，水温影响下的风扇转速百分比NT越大；温升斜率K越大，温升斜率影响系数b越大，温升斜率影响下的风扇转速百分比NK越大；当a=0时，b=1，风扇转速百分比完全由温升斜率控制，当b=0时，a=1，风扇转速百分比完全由水温控制，a、b、c、d、e的值不是固定唯一的，可以根据具体车辆进行标定。
作为优选，所述步骤S2中，降挡点的选择方式如下：
降挡点的选择根据驾驶员需求缓速器扭矩百分比T需(Drivers Demand RetarderPercent Torque)和缓速器真实扭矩百分比T真（Actual Retarder Percent Torque）进行调整，首先在驾驶员需求缓速器扭矩百分比和缓速器真实扭矩百分比间取最大值，然后根据最大值选择降挡点，采用公式如下：
T扭=max（T需，T真）
N降 = N- N基- Ni
其中：T扭为扭矩百分比；T需为驾驶员需求缓速器扭矩百分比；T真为缓速器真实扭矩百分比；N降为降挡点，单位为r/min；N为此款发动机的额定转速，单位为r/min；N基为基础转速点，一般采取经验值即可，不同发动机可以根据情况对其进行标定，单位为r/min；Ni为各个扭矩段的降挡点，针对同一款发动机不同扭矩段的降挡点需要根据实车情况进行标定，单位为r/min，i为正整数，可以将0至-100%内的扭矩分成若干段。例如将扭矩分成5段，则降挡点如下表：
扭矩百分比T扭 0--20% -20%--40% -40%--60% -60%--80% -80%--100%
降挡点N降 N - N 基- N1 N - N 基- N2 N - N 基- N3 N - N 基- N4 N - N 基- N5
作为优选，所述步骤S2中，缓速器需对发动机冷却系统进行温度判断，当判断发动机冷却负载较高时，即Engine Coolant Load Increase=1时，无论扭矩百分比为多少，Ni都为0，提高降挡点，增加散热量。
本发明的有益效果在于，根据缓速器扭矩和发动机的自身性能动态选择降挡点，更好的发挥发动机的性能，解决在平路开缓速器降挡的问题，同时解决了在下长坡情况下的水温超温、发动机功率受限及缓速器制动能力减弱等问题。有效避免出现非驾驶意图的降挡和超温问题，更符合驾驶员意图，提高了车辆的经济性与安全性。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的一种带有缓速器的自动挡车辆降挡控制方法的流程图。
图2是图1中步骤S1的流程图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明进行详细阐述，以下实施例是对本发明的解释，而本发明并不局限于以下实施方式。
首先，解释本发明出现的术语。
发动机额定转速N：Engine Speed，用于确定降挡点；
驾驶员需求缓速器扭矩百分比T需：Drivers Demand Retarder Percent Torque，即驾驶员需要的缓速器的扭矩值，用于确定降挡点；
缓速器真实扭矩百分比T真：Actual Retarder Percent Torque，即缓速器当前的真实扭矩百分比值，用于确定降挡点；
缓速器出口水温T温：Retarder Coolant Outlet Temperature，即缓速器的出口的水温温度，用于确定降挡激发条件；
坡道值：Pitch Angle，即当前的坡度大小值，用于确定降挡激发条件；
坡道长度：Pitch Length，即当前坡道的长度，用于确定降挡激发条件；
风扇转速百分比N扇：Requested Percent Fan Speed，即当前风扇的转速百分比值；
发动机冷却负载：Engine Coolant Load Increase，即发动机的当前冷却负载情况，当冷却负载较高时，此值为1，用于用于确定降挡点。
如图1和2所示，本实施例提供的一种带有缓速器的自动挡车辆降挡控制方法，包括以下步骤：
步骤S1：根据降挡条件判断车辆当前是否需要降挡的步骤，该步骤中，如果车辆符合降挡条件则进入降挡策略的选择，如果车辆不符合降挡条件则不干预换挡；
步骤S2：进入降挡策略后进行风扇转速的控制及降挡点的选择，所述降挡点的选择根据驾驶员需求缓速器扭矩和缓速器真实扭矩进行调整；
所述步骤S1中，降挡条件的判断步骤包括：
步骤S11：确认缓速器是否开启的步骤，如果缓速器处于开启状态，则转到步骤S12继续执行，否则转到步骤S16执行；
步骤S12，获取缓速器真实扭矩值的步骤，判断缓速器真实扭矩值是否小于或者等于预设阈值，如果满足则执行步骤S13，否则则执行步骤S16；
步骤S13，获取坡道值及坡道长度的步骤，该步骤中坡道值及坡道长度的获取包括三种渠道，分别是：理论计算值i理、传感器采集计算值i传以及地图信号获得值i地；
其中：理论计算值i理，是通过车速，质量，加速度，重力加速度，滚动阻力，滚动阻力系数，坡道阻力，牵引力等参数，采用现有技术已经公开的理论计算公式计算出来的；传感器采集计算值i传，是通过车辆上的传感器采集数值，采用卡尔曼滤波计算出来的结果，在现有的专利中，已经公布一些坡度算法，都可以使用；地图信号获得值i地，是通过现有的地图获得相关数据，例如驾驶辅助地图，卫星导航系统等等，现有的智能驾驶模块都有这些地图相关类信息，可以通过智能驾驶控制器Adas直接获取，也可以获得Gps坐标，根据坐标进行计算。
将理论计算值i理分别与传感器采集计算值i传、地图信号获得值i地进行对比，若对比结果误差在预设阈值范围内，则使用传感器采集计算值i传作为坡道值及坡道长度的取值；若对比结果误差超出预设阈值范围，则传感器进行故障自查，并采用理论计算值i理和地图信号获得值i地同时作为坡道值及坡道长度的取值，即理论计算值i理和地图信号获得值i地均符合相应条件时，才认定坡道值及坡道长度的取值符合该相应条件；
判断坡道值和坡道长度是否大于门限值，若大于门限值则执行步骤S14；否则执行步骤S16；所述步骤S13中，判断坡道值和坡道长度的门限值可根据不同车辆类型及不同路况进行调整。
步骤S14，获得缓速器出口水温值的步骤，判断缓速器出口水温是否大于门限值，若大于门限值则进入到降挡策略中，若不大于门限值则执行步骤S15；
所述步骤S14中，判断缓速器出口水温的门限值可根据不同缓速器类型进行调整。
步骤S15，根据缓速器出口水温值计算温升斜率值的步骤，若温升斜率大于门限值则进入到降挡策略中，否则执行步骤S16；
步骤S16，直接退出。
所述步骤S2中，降挡策略包含风扇转速的控制及降挡点的选择；所述风扇转速控制如下：
风扇转速百分比N扇(Requested Percent Fan Speed)根据缓速器出口水温(Retarder Coolant Outlet Temperature)和温升斜率进行控制，采用公式如下：
N扇 = a*NT + b*NK
NT = c*T温
NK =d*K2 + e*K
其中：T温为缓速器出口水温；K为温升斜率；N扇为风扇转速百分比；a和c为常数，是水温影响系数；NT为水温影响下的风扇转速百分比；b、d、e为常数，是温升斜率影响系数；NK为温升斜率影响下的风扇转速百分比。
出口水温T越高，水温影响系数a越大，水温影响下的风扇转速百分比NT越大；温升斜率K越大，温升斜率影响系数b越大，温升斜率影响下的风扇转速百分比NK越大；当a=0时，b=1，风扇转速百分比完全由温升斜率控制，当b=0时，a=1，风扇转速百分比完全由水温控制，a、b、c、d、e的值不是固定唯一的，可以根据具体车辆进行标定。
所述步骤S2中，降挡点的选择方式如下：
降挡点的选择根据驾驶员需求缓速器扭矩百分比T需(Drivers Demand RetarderPercent Torque)和缓速器真实扭矩百分比T真（Actual Retarder Percent Torque）进行调整，首先在驾驶员需求缓速器扭矩百分比和缓速器真实扭矩百分比间取最大值，然后根据最大值选择降挡点，采用公式如下：
T扭=max（T需，T真）
N降 = N- N基- Ni
其中：T扭为扭矩百分比；T需为驾驶员需求缓速器扭矩百分比；T真为缓速器真实扭矩百分比；N降为降挡点，单位为r/min；N为此款发动机的额定转速，单位为r/min；N基为基础转速点，一般采取经验值即可，不同发动机可以根据情况对其进行标定，单位为r/min；Ni为各个扭矩段的降挡点，针对同一款发动机不同扭矩段的降挡点需要根据实车情况进行标定，单位为r/min，i为正整数，可以将0至-100%内的扭矩分成若干段。例如将扭矩分成5段，则降挡点如下表：
扭矩百分比T扭 0--20% -20%--40% -40%--60% -60%--80% -80%--100%
降挡点N降 N - N 基- N1 N - N 基- N2 N - N 基- N3 N - N 基- N4 N - N 基- N5
所述步骤S2中，缓速器需对发动机冷却系统进行温度判断，当判断发动机冷却负载较高时，即Engine Coolant Load Increase=1时，无论扭矩百分比为多少，Ni都为0，提高降挡点，增加散热量。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，系统或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个单元中。
同理，在本发明各个实施例中的各处理单元可以集成在一个功能模块中，也可以是各个处理单元物理存在，也可以两个或两个以上处理单元集成在一个功能模块中。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种带有缓速器的自动挡车辆降挡控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：根据降挡条件判断车辆当前是否需要降挡的步骤，该步骤中，如果车辆符合降挡条件则进入降挡策略的选择，如果车辆不符合降挡条件则不干预换挡；
步骤S2：进入降挡策略后进行风扇转速的控制及降挡点的选择，所述降挡点的选择根据驾驶员需求缓速器扭矩和缓速器真实扭矩进行调整；
所述步骤S1中，降挡条件的判断步骤包括：
步骤S11：确认缓速器是否开启的步骤，如果缓速器处于开启状态，则转到步骤S12继续执行，否则转到步骤S16执行；
步骤S12，获取缓速器真实扭矩值的步骤，判断缓速器真实扭矩值是否小于或者等于预设阈值，如果满足则执行步骤S13，否则则执行步骤S16；
步骤S13，获取坡道值及坡道长度的步骤，该步骤中坡道值及坡道长度的获取包括三种渠道，分别是：理论计算值i理、传感器采集计算值i传以及地图信号获得值i地；
将理论计算值i理分别与传感器采集计算值i传、地图信号获得值i地进行对比，若对比结果误差在预设阈值范围内，则使用传感器采集计算值i传作为坡道值及坡道长度的取值；若对比结果误差超出预设阈值范围，则传感器进行故障自查，并采用理论计算值i理和地图信号获得值i地同时作为坡道值及坡道长度的取值，即理论计算值i理和地图信号获得值i地均符合相应条件时，才认定坡道值及坡道长度的取值符合该相应条件；
判断坡道值和坡道长度是否大于门限值，若大于门限值则执行步骤S14；否则执行步骤S16；
步骤S14，获得缓速器出口水温值的步骤，判断缓速器出口水温是否大于门限值，若大于门限值则进入到降挡策略中，若不大于门限值则执行步骤S15；
步骤S15，根据缓速器出口水温值计算温升斜率值的步骤，若温升斜率大于门限值则进入到降挡策略中，否则执行步骤S16；
步骤S16，直接退出。
2.根据权利要求1所述的一种带有缓速器的自动挡车辆降挡控制方法，其特征在于，所述步骤S13中，判断坡道值和坡道长度的门限值可根据不同车辆类型及不同路况进行调整。
3.根据权利要求2所述的一种带有缓速器的自动挡车辆降挡控制方法，其特征在于，所述步骤S14中，判断缓速器出口水温的门限值可根据不同缓速器类型进行调整。
4.根据权利要求3所述的一种带有缓速器的自动挡车辆降挡控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，降挡策略包含风扇转速的控制及降挡点的选择；所述风扇转速控制如下：
风扇转速百分比N扇根据缓速器出口水温和温升斜率进行控制，采用公式如下：
N扇 = a*NT + b*NK
NT = c*T温
NK =d*K2 + e*K
其中：T温为缓速器出口水温；K为温升斜率；N扇为风扇转速百分比；a和c为常数，是水温影响系数；NT为水温影响下的风扇转速百分比；b、d、e为常数，是温升斜率影响系数；Nk为温升斜率影响下的风扇转速百分比。
5.根据权利要求4所述的一种带有缓速器的自动挡车辆降挡控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，降挡点的选择方式如下：
降挡点的选择根据驾驶员需求缓速器扭矩百分比T需和缓速器真实扭矩百分比T真进行调整，首先在驾驶员需求缓速器扭矩百分比和缓速器真实扭矩百分比间取最大值，然后根据最大值选择降挡点，采用公式如下：
T扭=max（T需，T真）
N降 = N- N基- Ni
其中：T扭为扭矩百分比；T需为驾驶员需求缓速器扭矩百分比；T真为缓速器真实扭矩百分比；N降为降挡点，单位为r/min；N为此款发动机的额定转速，单位为r/min；N基为基础转速点，单位为r/min；Ni为各个扭矩段的降挡点，单位为r/min，i为正整数，将0至-100%内的扭矩分成若干段。
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