CN117345858A - 重卡空挡滑行起停控制方法、变速箱控制器和重型卡车 - Google Patents

重卡空挡滑行起停控制方法、变速箱控制器和重型卡车 Download PDF

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CN117345858A CN202311385389.1A CN202311385389A CN117345858A CN 117345858 A CN117345858 A CN 117345858A CN 202311385389 A CN202311385389 A CN 202311385389A CN 117345858 A CN117345858 A CN 117345858A
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Abstract

本发明公开了重卡空挡滑行起停控制方法、变速箱控制器和重型卡车，所述重卡空挡滑行起停的控制方法包括：获取车载地图盒子的地图信息和车速，所述地图信息包括目标道路阻力；根据所述地图信息和所述车速获得当前道路阻力；根据所述目标道路阻力和所述当前道路阻力确定车辆是否满足滑行起停条件；若所述车辆满足滑行起停条件，则控制车辆进行滑行起停。采用该方法可以通过对地形和车速信息，判断车辆是否满足空挡滑行条件，空挡滑行时可以充分利用车辆动能，减少发动机牵引力损耗，有效降低油耗。

Description

重卡空挡滑行起停控制方法、变速箱控制器和重型卡车
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种重卡空挡滑行起停控制方法、变速箱控制器、重型卡车和存储介质。
背景技术
相关技术中，随着重卡燃油消耗法规越来越严苛，为了降低车辆燃油消耗，满足油耗法规要求，需要寻求更低成本的节油方案。在一些路况下，例如车辆下长坡时，势能转换为动能，车辆即使不提供牵引力也可前行，若车辆仍然提供牵引力，造成牵引力的浪费，增加了油耗。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明第一个目的在于提出了一种重卡空挡滑行起停的控制方法，采用该方法可以利用车辆动能，减少发动机牵引力损耗，有效降低油耗。
本发明的目的之二在于提出一种变速箱控制器。
本发明的目的之三在于提出一种重型卡车。
本发明的目的之四在于提出一种计算机可读存储介质。
为了解决上述问题，本发明第一方面实施例提供一种重卡空挡滑行起停的控制方法，其特征在于，用于车辆变速箱控制器，所述控制方法包括：获取车载地图盒子的地图信息和车速，所述地图信息包括目标道路阻力；根据所述地图信息和所述车速获得当前道路阻力；根据所述目标道路阻力和所述当前道路阻力确定车辆是否满足滑行起停条件；若所述车辆满足滑行起停条件，则控制车辆进行滑行起停。
根据本发明实施例的重卡空挡滑行起停的控制方法，在传统的AMT(AutomatedMechanical transmission，自动机械式变速器)产品功能的基础上，开发一种预见性空挡起停装置，获取车辆在行驶过程中的地图信息和车速，判断车辆是否满足滑行起停条件，根据地图信息计算出车辆当前道路阻力，以及前方道路的目标道路阻力，通过车辆当前道路阻力与目标道路阻力的比较判断车辆是否满足空挡滑行条件，当车辆满足条件空挡滑行时，充分利用车辆动能，减少发动机牵引力损耗，能够将整车降低油耗0.5-1％。
在一些实施例中，所述地图信息还包括目标坡度的角度；根据所述地图信息和所述车速获得当前道路阻力，包括：根据所述目标坡度的角度和第一车辆特征参数获得滚动阻力和空气阻力；根据所述车速和第二车辆特征参数获得坡道阻力；根据所述滚动阻力、所述空气阻力和所述坡道阻力获得所述当前道路阻力。
在一些实施例中，所述第一车辆特征参数包括车辆的总质量和滚动阻力系数；通过以下公式获得所述滚动阻力：Ff＝fW；W＝mgCosα；其中，Ff为所述滚动阻力，f为所述滚动阻力系数，W为车辆垂直路面的正压力，m为车辆的总质量，g为重力加速度，α为所述目标坡度的角度。
在一些实施例中，通过以下公式获得所述空气阻力：Fi＝mgsinα；其中，Fi为所述空气阻力，m为车辆的总质量，g为重力加速度，α为所述目标坡度的角度。
在一些实施例中，所述第二车辆特征参数包括空气阻力系数和车辆迎风面积；根据所述车速和第二车辆特征参数获得坡道阻力，包括：通过以下公式获得所述坡道阻力：A＝BD×HD；其中，Fw为所述坡道阻力，v1为所述车速，CD为所述空气阻力系数，A为所述车辆迎风面积，BD为车辆的前轮距，HD为车辆总高度。
在一些实施例中，根据所述滚动阻力、所述空气阻力和所述坡道阻力获得所述当前道路阻力，包括：计算所述滚动阻力、所述空气阻力和所述坡道阻力的和值，以作为所述当前道路阻力。
在一些实施例中，根据所述目标道路阻力和所述当前道路阻力确定车辆是否满足滑行起停条件，包括：计算所述当前道路阻力与所述目标道路阻力的阻力差值；若所述阻力差值小于零，则确定车辆具有滑行的动力，满足发动机停机条件；若所述阻力差值大于零，则确定车辆滑行动力不足，满足发动机起机条件。
本发明第二方面实施例提供一种变速箱控制器，包括：处理器；与所述处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例的重卡滑行起停的控制方法。
根据本发明实施例的变速箱控制器，可以根据车辆行驶数据判断车辆是否满足空挡滑行条件，当控制车辆空挡滑行时充分利用车辆动能，减少发动机牵引力损耗并节约燃油。
本发明第三方面实施例提供一种重型卡车，包括：地图盒子、发动机和发动机控制器，发动机控制器与所述发动机连接；变速箱控制器，所述变速箱控制器与所述地图盒子和所述发动机控制器分别通信连接，用于执行上述实施例的重卡空挡滑行起停的控制方法。
根据本发明实施例的重型卡车，在行驶过程中获取地图信息和车速，判断车辆是否满足滑行起停条件，当车辆满足条件空挡滑行时，充分利用车辆动能，减少发动机牵引力损耗并节约燃油。
本发明第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被执行时实现权上述实施例的重卡空挡滑行起停的控制方法。
本发明的附加方面和优点将在的下面的描述中部分给出，部分将从的下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合的下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的重卡空挡滑行起停的示意图；
图2是根据本发明一个实施例的重卡空挡滑行起停的控制方法的流程图；
图3是根据本发明一个实施例的重卡空挡滑行起停的流程图；
图4是根据本发明一个实施例的变速箱控制器的结构框图；
图5是根据本发明一个实施例的重型卡车的结构框图。
附图标记：
变速箱控制器10；重型卡车20；
处理器1；存储器2；地图盒子3；变速箱控制器4；发动机控制器5；发动机6。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。
为了方便技术方案的说明，下面先对本发明实施例的重卡空挡滑行起停进行说明。
图1是根据本发明的一个实施例的重卡空挡滑行起停的示意图，如图1所示，车辆在传统的AMT产品功能的基础上，开发一种预见性空挡起停装置，充分利用AMT变速器获取地图坡度α，目标坡度高度h，滑行距离S，停机滑行当前车速V1和停机滑行目标车速V2，在较长的下坡路况下，进行停机滑行，优化下坡的车辆势能转化成车辆运行的动能，车辆滑行的动能转化成滑行距离做的功，智能判断地图盒子的预见性阻力和当前AMT的实时的阻力差值来判断当前起停状态，实现车辆空挡停滑行功能，通过空挡滑行功能充分利用车辆动能，减少发动机牵引力损耗并节约燃油。
下面参考图2描述根据本发明第一方面实施例的重卡空挡滑行起停的控制方法。如图2所示，该方法至少包括步骤S1至步骤S4。
步骤S1，获取车载地图盒子的地图信息和车速，地图信息包括目标道路阻力。
具体地，车辆在行驶过程中，通过车载地图盒子，实时获取当前地图信息和车速，
地图信息包括目标道路阻力，目标道路阻力为车载地图盒子根据坡度信息计算得到，车辆通过坡道时可能会产生的阻力。
步骤S2，根据地图信息和车速获得当前道路阻力。
具体地，车辆在行驶过程中，获取地图信息和车速，根据获取的车辆信息计算车辆当前滚动阻力、空气阻力以及坡道阻力，通过滚动阻力值、空气阻力值和坡道阻力值，计算出车辆当前道路阻力。
步骤S3，根据目标道路阻力和当前道路阻力确定车辆是否满足滑行起停条件。
具体地，车辆在计算出当前道路阻力后，与获取的目标道路阻力进行比较；若当前道路阻力小于或等于目标道路阻力，此时可以判定为车辆具有滑行的动力，满足AMT控制器停机条件，AMT控制器给发动机控制器发送停机指令，控制发动机停机；若当前道路阻力大于目标道路阻力，此时可以判定为车辆滑行动力不足，AMT控制器给发动机控制器发送起机指令进行起机，为车辆提供动力。
步骤S4，若车辆满足滑行起停条件，则控制车辆进行滑行起停。
具体地，当车辆满足滑行条件时，发动机停机，车辆进行滑行以降低油耗；当车辆不满足滑行条件时，发动机启动为车辆提供动力，保证车辆正常行驶。
根据本发明实施例的重卡空挡滑行起停的控制方法，在传统的AMT(AutomatedMechanical transmission，自动机械式变速器)产品功能的基础上，开发一种预见性空挡起停装置，获取车辆在行驶过程中的地图信息和车速，判断车辆是否满足滑行起停条件，根据地图信息计算出车辆当前道路阻力，以及前方道路的目标道路阻力，通过车辆当前道路阻力与目标道路阻力的比较判断车辆是否满足空挡滑行条件，当车辆满足条件空挡滑行时，充分利用车辆动能，减少发动机牵引力损耗，能够将整车降低油耗0.5-1％。
在一些实施例中，地图信息还包括目标坡度的角度；根据地图信息和车速获得当前道路阻力，包括：根据目标坡度的角度和第一车辆特征参数获得滚动阻力和空气阻力；根据车速和第二车辆特征参数获得坡道阻力；根据滚动阻力、空气阻力和坡道阻力获得当前道路阻力。
具体地，车辆行驶中获得的地图信息包括目标坡度的角度，如图1，目标目标坡度的角度为α；第一车辆特征参数包括车辆的总质量和滚动阻力系数，通过车辆设置的传感获取当前车辆的总质量和滚动阻力系数，根据目标坡度的角度和第一车辆特征参数计算获取车辆滚动阻力和空气阻力；第二车辆特征参数包括空气阻力系数和车辆迎风面积，根据车速和第二车辆特征参数计算获得坡道阻力；再根据获取到的车辆滚动阻力、空气阻力和坡道阻力获取车辆当前道路阻力，当前道路阻力可以理解为，车辆行驶过程中实际需要克服的阻力。
在一些实施例中，第一车辆特征参数包括车辆的总质量和滚动阻力系数；通过以下公式获得滚动阻力：Ff＝fW；W＝mgCosα；其中，Ff为滚动阻力，f为滚动阻力系数，W为车辆垂直路面的正压力，m为车辆的总质量，g为重力加速度，α为目标坡度的角度。
具体地，为了获取车辆行驶过程中的当前道路阻力，要根据第一车辆特征参数获取车辆滚动阻力，第一车辆特征参数包括车辆的总质量和滚动阻力系数，滚动阻力公式为：Ff＝fW，其中，Ff为滚动阻力，f为滚动阻力系数，W为车辆垂直路面的正压力；车辆垂直路面的正压力的公式为W＝mgCosα，其中，m为车辆的总质量，g为重力加速度，α为目标坡度的角度，根据车辆垂直路面的正压力的公式可知，车辆在下坡路段行驶时，车辆垂直路面的正压力变小，车辆一部分重量转换为重力势能。
在一些实施例中，通过以下公式获得空气阻力：Fi＝mgsinα；其中，Fi为空气阻力，m为车辆的总质量，g为重力加速度，α为目标坡度的角度。
具体地，为了获取车辆行驶过程中的当前道路阻力，要根据第一车辆特征参数获取车辆空气阻力，空气阻力公式为：Fi＝mgsinα；其中，Fi为空气阻力，m为车辆的总质量，g为重力加速度，α为目标坡度的角度；车辆车辆的总质m与重力加速度g一定时可以根据空气阻力公式得出，车辆的空气阻力与目标坡度的角度α有关，目标坡度角度α越接近90°，车辆的空气阻力越大。
在一些实施例中，第二车辆特征参数包括空气阻力系数和车辆迎风面积；根据车速和第二车辆特征参数获得坡道阻力，包括：通过以下公式获得坡道阻力：A＝BD╳HD；其中，Fw为坡道阻力，v1为车速，CD为空气阻力系数，A为车辆迎风面积，BD为车辆的前轮距，HD为车辆总高度。
具体地，为了获取车辆行驶过程中的当前道路阻力，要根据第二车辆特征参数获取车辆坡道阻力，第二车辆特征参数包括空气阻力系数和车辆迎风面积；坡道阻力公式为：其中，Fw为坡道阻力，v1为车速，CD为空气阻力系数；车辆迎风面积公式为：A＝BD╳HD，其中，A为车辆迎风面积，BD为车辆的前轮距，HD为车辆总高度；首先根据车辆前轮距和车辆总高度计算车辆迎风面积，再根据车速、空气阻力系数和车辆迎风面积通过坡道阻力公式计算坡道阻力。
在一些实施例中，根据滚动阻力、空气阻力和坡道阻力获得当前道路阻力，包括：计算滚动阻力、空气阻力和坡道阻力的和值，以作为当前道路阻力。
具体地，车辆在行驶中所只受到滚动阻力、空气阻力和坡道阻力三种阻力，因此，将滚动阻力、空气阻力和坡道阻力的值累计相加，计算得到当前道路阻力。
在一些实施例中，根据目标道路阻力和当前道路阻力确定车辆是否满足滑行起停条件，包括：计算当前道路阻力与目标道路阻力的阻力差值；若阻力差值小于零，则确定车辆具有滑行的动力，满足发动机停机条件；若阻力差值大于零，则确定车辆滑行动力不足，满足发动机起机条件。
具体地，当计算得到当前道路阻力值后，和获取到的目标路阻力值进行计算比较，判断车辆是否满足滑行起停条件；若当前道路阻力与目标道路阻力的阻力差值小于零，说明当前道路阻力小于目标道路阻力，确定车辆具有滑行的动力，满足发动机停机条件，此时，AMT控制器给发动机控制器发送停机指令，发动机控制器控制发动机停机；若当前道路阻力与目标道路阻力的阻力差值阻力差值大于零，说明当前道路阻力大于目标道路阻力，确定车辆滑行动力不足，满足发动机起机条件，此时，AMT控制器给发动机控制器发送启机指令，发动机控制器控制发动机启机。
下面参考图3所示对本发明实施例的重卡空挡滑行起停步骤进行举例说明，具体内容如下。
步骤S5，开始。
步骤S6，AMT是否进入空挡滑行，若是，执行步骤S7，反之执行步骤S14。
步骤S7，AMT判定是否进入预计性空挡滑行停机，若是，执行步骤S8，反之执行步骤S14。
步骤S8，AMT发送停机指令。
步骤S9，发动机是否停机，若是，执行步骤S10，反之执行步骤S14。
步骤S10，车辆进行滑行。
步骤S11，AMT判定滑行过程是否启机，若是，执行步骤S12，反之执行步骤S14。
步骤S12，发动机启机。
步骤S13，AMT依据当前车速，发动机转速和坡度，进行换挡。
步骤S14，结束。
本发明第二方面实施例提供一种变速箱控制器，如图4所示，变速箱控制器10包括：处理器1和存储器2。
其中，存储器2存储有可被处理器1执行的计算机程序，处理器1执行计算机程序时实现上述实施例的重卡空挡滑行起停的控制方法。
根据本发明实施例的变速箱控制器，可以根据车辆行驶数据判断车辆是否满足空挡滑行条件，当控制车辆空挡滑行时充分利用车辆动能，减少发动机牵引力损耗并节约燃油。
本发明第三方面实施例提供一种重型卡车，如图5所示，该重型卡车20包括：地图盒子3、变速箱控制器4、发动机控制器5和发动机6。
其中，发动机控制器与发动机连接，变速箱控制器与地图盒子和发动机控制器分别通信连接；地图盒子将获取到的线路长度、坡度和目标道路阻力发送到变速箱控制器；变速箱控制器根据地图盒子发送的信息计算当前道路阻力，根据计算得出当前道路阻力与目标道路阻力进行比较，若当前道路阻力小于目标道路阻力，变速箱控制器发送停机指令到发动机控制器，发动机控制器控制发动机停机；若当前道路阻力大于于目标道路阻力，变速箱控制器发送启机指令到发动机控制器，发动机控制器控制发动机启机。
根据本发明实施例的重型卡车，在行驶过程中获取地图信息和车速，判断车辆是否满足滑行起停条件，当车辆满足条件空挡滑行时，充分利用车辆动能，减少发动机牵引力损耗并节约燃油。
本发明第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，计算机程序被执行时实现权上述实施例的重卡空挡滑行起停的控制方法。
在本说明书的描述中，流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。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。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、基板、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种重卡空挡滑行起停的控制方法，其特征在于，用于车辆变速箱控制器，所述控制方法包括：
获取车载地图盒子的地图信息和车速，所述地图信息包括目标道路阻力；
根据所述地图信息和所述车速获得当前道路阻力；
根据所述目标道路阻力和所述当前道路阻力确定车辆是否满足滑行起停条件；
若所述车辆满足滑行起停条件，则控制车辆进行滑行起停。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，
所述地图信息还包括目标坡度的角度；
根据所述地图信息和所述车速获得当前道路阻力，包括：
根据所述目标坡度的角度和第一车辆特征参数获得滚动阻力和空气阻力；
根据所述车速和第二车辆特征参数获得坡道阻力；
根据所述滚动阻力、所述空气阻力和所述坡道阻力获得所述当前道路阻力。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，
所述第一车辆特征参数包括车辆的总质量和滚动阻力系数；
通过以下公式获得所述滚动阻力：
Ff＝fW；
W＝mgCosα；
其中，Ff为所述滚动阻力，f为所述滚动阻力系数，W为车辆垂直路面的正压力，m为车辆的总质量，g为重力加速度，α为所述目标坡度的角度。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，通过以下公式获得所述空气阻力：
Fi＝mgsinα；
其中，Fi为所述空气阻力，m为车辆的总质量，g为重力加速度，α为所述目标坡度的角度。
5.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，
所述第二车辆特征参数包括空气阻力系数和车辆迎风面积；
根据所述车速和第二车辆特征参数获得坡道阻力，包括：
通过以下公式获得所述坡道阻力：
A＝BD╳HD；
其中，Fw为所述坡道阻力，v1为所述车速，CD为所述空气阻力系数，A为所述车辆迎风面积，BD为车辆的前轮距，HD为车辆总高度。
6.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，根据所述滚动阻力、所述空气阻力和所述坡道阻力获得所述当前道路阻力，包括：
计算所述滚动阻力、所述空气阻力和所述坡道阻力的和值，以作为所述当前道路阻力。
7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，根据所述目标道路阻力和所述当前道路阻力确定车辆是否满足滑行起停条件，包括：
计算所述当前道路阻力与所述目标道路阻力的阻力差值；
若所述阻力差值小于零，则确定车辆具有滑行的动力，满足发动机停机条件；
若所述阻力差值大于零，则确定车辆滑行动力不足，满足发动机起机条件。
8.一种变速箱控制器，其特征在于，包括：
处理器；
与所述处理器通信连接的存储器；
其中，所述存储器存储有可被所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-7任一项所述的重卡空挡滑行起停的控制方法。
9.一种重型卡车，其特征在于，包括：
地图盒子、发动机和发动机控制器，发动机控制器与所述发动机连接；
变速箱控制器，所述变速箱控制器与所述地图盒子和所述发动机控制器分别通信连接，用于执行权利要求1-7任一项所述的重卡空挡滑行起停的控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时实现权利要求1-7任一项所述的重卡空挡滑行起停的控制方法。
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