CN111457083A - 一种自动换挡控制方法、***及汽车 - Google Patents

一种自动换挡控制方法、***及汽车 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自动换挡控制方法、***及汽车，所述控制方法包括：获取车辆下一时段的路况信息；获取车辆当前时段车速值；根据所述下一时段的路况信息预判车辆下一时段的车况信息，所述下一时段的车况信息至少包括车辆下一时段车速值；根据所述下一时段的车况信息和所述当前时段车速值判断是否满足换挡需求；当满足换挡需求时，获取换挡指令；根据所述下一时段的车况信息和所述下一时段的路况信息计算最佳换挡时间；根据所述换挡指令和所述最佳换挡时间控制换挡机构执行换挡。采用本发明能够提前获取车辆下一时段车况信息，以便及时换挡，将发动机转速控制在低能耗的范围，提高了车辆的燃油经济性能和行驶性能及车辆安全性能。

Description

一种自动换挡控制方法、***及汽车
技术领域
本发明涉及车辆管理技术领域，尤其涉及一种自动换挡控制方法、***及汽车。
背景技术
为了跟随世界汽车技术，发展我国汽车工业，"九五"期间，汽车电子控制技术被列为科技攻关项目。车辆自动变速是汽车电控技术的一个重要组成部分。采用计算机和电力电子驱动技术实现车辆自动变速，能消除驾驶员换挡技术的差异，减轻驾驶员的劳动强度，提高行车安全性，提高车辆的动力性和经济性。变速器换挡原理与车速相关，当车速传感器将即时车速反馈给TCU(Transmission Control Unit)自动变速箱控制单元，TCU再根据接收到的车速进行换挡控制。
车辆在实际运行时，只有在加速时发动机的油门开度才较大，而大多数情况下车辆只是匀速运动，此时发动机的功率并不大，因此，发动机油门开度较小。而由发动机的万有特性可知，在油门开度较小的情况下，发动机的耗油量较大，这不仅降低了车辆的燃油经济性，而且使发动机排放的废气增多。因此可以通过改变档位来提高负荷率，使发动机尽量在低油耗区内工作，从而达到节油的目的。加速过急时，因未及时变换成合适的档位，会导致发动机转速过高，油耗过高。那么就需要找到使汽车正常行驶的条件下能够降低燃油消耗量的换挡规律。
发明内容
为了解决上述技术问题，针对以上问题点，本发明针对现有技术方案中通过车速传感器获取车速较慢，加速或减速过急时因未及时变换成合适的档位，会导致发动机转速过高，油耗过高的情况，提供一种自动换挡控制方法、***及汽车，结合智能驾驶单元的预判***提前获取路况信息和下一时段车速信息来提前换挡，尤其是上下坡路段能掌握最佳换挡时机换挡。
为了达到上述发明目的，本发明提供了一种自动换挡控制方法，所述方法包括：
获取车辆下一时段的路况信息；
获取车辆当前时段车速值；
根据所述下一时段的路况信息预判车辆下一时段的车况信息，所述下一时段的车况信息至少包括车辆下一时段车速值；
根据所述下一时段的车况信息和所述当前时段车速值判断是否满足换挡需求；
当满足换挡需求时，获取换挡指令；
根据所述下一时段的车况信息和所述下一时段的路况信息计算最佳换挡时间；
根据所述换挡指令和所述最佳换挡时间控制换挡机构执行换挡。
进一步地，所述获取车辆下一时段的路况信息包括至少获取车辆下一时段的路面类型、行车距离和坡度的路况信息。
进一步地，所述判断是否满足换挡需求包括：
判断车辆所述当前时段车速值与所述下一时段车速值是否处于同一档位；
若是，则维持车辆当前档位；
若否，则根据所述当前时段车速值与所述下一时段车速值判断升档或降档；
当所述当前时段车速值所处档位低于车辆所述下一时段车速值所处档位时，为升档；
当所述当前时段车速值所处档位高于车辆所述下一时段车速值所处档位时，为降档。
4.根据权利要求3所述的一种自动换挡控制方法，其特征在于，进一步地，根据油耗或车辆动力性能设置车辆不同档位对应的最佳车速区间，并控制并且所述档位不能调整、输入或选择为超出最佳车速区间的限制范围。
进一步地，所述计算最佳换挡时间包括：
当前道路处于下坡，速度为上升状态并满足换挡需求时，需要提前T1时间进行换挡，计算最佳换挡时间为T-T1；
当前道路处于下坡，速度为降速状态并满足换挡需求时,计算最佳换挡时间为T+T1；
当前道路处于上坡，速度为上升状态并满足换挡需求时，需要延迟T2时间进行换挡，计算最佳换挡时间为T+T2；
当前道路处于上坡，速度为降速状态并满足换挡需求时,计算最佳换挡时间为T-T2。
进一步地，T为预设的自动换挡时间，T1为预设的第一换挡差值时间，T2为预设的第二换挡差值时间。
进一步地，所述获取车辆下一时段的路况信息还包括获取气候信息，当获取气候信息为雨天、雪天或大雾时结合气候信息在所述预设的自动换挡时间上提前或延迟一定时间，以找到最佳换挡时间。
本发明还提供一种自动换挡控制***，包括：
参数获取模块，用于获取车辆下一时段的路况信息和获取车辆当前时段车速值；
预测模块，用于预判车辆下一时段的车况信息；
判断模块，用于根据所述下一时段的车况信息和当前时段车速值判断是否满足换挡需求；
指令获取模块，用于获取换挡指令；
计算模块，用于根据所述下一时段车况信息和路况信息计算最佳换挡时间；
控制模块，根据所述换挡指令和所述最佳换挡时间控制换挡机构执行换挡。
进一步地，所述控制模块采用液压自动控制或电子自动控制控制所述换挡机构实现自动换挡。
本发明还提供一种汽车，包括所述自动换挡控制***，所述控制***应用所述自动换挡控制方法。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
(1)本发明能提前预判下一时段车辆车速信息，及时换挡，将发动机转速控制在低能耗的范围，防止了油耗过高的问题。
(2)本发明将坡度问题与自动换挡进行融合提供了在坡度路段的最佳换挡时间的计算方法，结合实际路况，对换挡时间进行适度的提前与延迟，在最佳换挡时间换挡。
(3)本发明提前获取车速信息提高了变速器档位响应时间，提高了车辆的燃油经济性能和行驶性能及车辆安全性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明所述的车辆仪表显示移动终端电量的方法及装置，下面将对实施例所需要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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1为本发明实施例提供的一种自动换挡控制方法的流程示意图；
图2为本发明实施例中判断是否满足换挡需求的流程示意图；
图3为本发明实施例中提供的车辆换挡规律示意图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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的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。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例
本发明实施例提供了一种自动换挡控制方法，如图1所示，所述方法包括：
S001获取车辆下一时段的路况信息。
具体地，在一些实施例中，所述路况信息至少包括车辆下一时段的路面类型、行车距离和坡度的路况信息。还可以包括车辆行驶中的气候、位置信息、是否转弯等信息。在一些实施例中，也可以通过车辆的智能驾驶***来获取这些信息，即与智能驾驶***相结合快速获取路况信息。
S002获取车辆当前时段车速值。
具体地，所述获取车辆当前时段的车速值包括在车辆行驶过程中通过车辆的测速***实时获取车辆当前路段车速值和档位信息，在一些实施例中，还可以通过当前油门开度和车速值确定当前档位。
S003根据所述下一时段的路况信息预判车辆下一时段的车况信息，所述下一时段的车况信息至少包括车辆下一时段车速值。
具体地，在本发明实施例中，根据所述路况信息即预先获取的车辆下一时段的路面、行车距离、位置信息、坡度、转弯等信息预判车辆下一时段的车况信息，所述车况信息至少包括车辆下一时段车速值，在一些实施例中还包括车辆的加速度值。
S004根据所述下一时段的车况信息和所述当前时段车速值判断是否满足换挡需求。
具体地，如图2所示，所述判断是否满足换挡需求包括：
S041判断车辆所述当前时段车速值与所述下一时段车速值是否处于同一档位；
S042若是，则维持车辆当前档位；
S043若否，则根据所述当前时段车速值与所述下一时段车速值判断升档或降档；
S044当所述当前时段车速值所处档位低于车辆所述下一时段车速值所处档位时，为升档；
S045当所述当前时段车速值所处档位高于车辆所述下一时段车速值所处档位时，为降档；
具体地，在一些实施例中，仅用车速作为换挡控制参数比较简单，例如，当车速达到v2时升入2挡；反之，当车速降至v1时换回到1挡，v1小于v2。其中v1、v2为根据车辆动力性、经济性等提前设定的换挡规律的换挡车速值。由此设定的换挡规律无论油门开度如何变化，换挡点、换挡延迟大小都不变，不能实现驾驶员干预换挡，而且噪声大，而且为了保证动力性，升档点多设计在发动机最大转速。这就造成中小油门开度也要早发动机最大转速才换挡，导致燃油的经济性大大降低。
在另一些实施例中，如图3所示两参数的车辆换挡规律示意图，在不同油门开度和车速下的换挡曲线，采用车速和油门开度两参数作为换挡控制参数，克服了单参数换挡规律动力性、经济性不匹配的难题，避免过多的换挡，且发动机可以在较低转速工作，燃油经济性好，噪声低，行驶平稳舒适。图中每一档位由低档位升到另一个档位之间的车速区间为车辆最佳车速区间，例如，20km/h-40km/h是车辆二挡行驶的最佳车速区间，大于40km/h应升入三挡行驶。具体地，根据油耗或车辆动力性能设置车辆不同档位对应的最佳车速区间，并且所述档位不能调整、输入或选择为超出最佳车速区间的限制范围。
S005当满足换挡需求时，获取换挡指令。
S006根据所述下一时段的车况信息和所述下一时段的路况信息计算最佳换挡时间。
具体地，所述计算最佳换挡时间包括：
S061当前道路处于下坡，速度为上升状态并满足换挡需求时，需要提前T1时间进行换挡，计算最佳换挡时间为T-T1；
S062当前道路处于下坡，速度为降速状态并满足换挡需求时,计算最佳换挡时间为T+T1；
S063当前道路处于上坡，速度为上升状态并满足换挡需求时，需要延迟T2时间进行换挡，计算最佳换挡时间为T+T2；
S064当前道路处于上坡，速度为降速状态并满足换挡需求时,计算最佳换挡时间为T-T2。
在本发明实施例中，所述T为预设的自动换挡时间，所述T1为预设的第一换挡差值时间，所述T2为预设的第二换挡差值时间。所述第一换挡差值时间和第二换挡差值时间是根据当前车辆上坡和下坡的坡度值和车辆行车安全系数等预先设定的换挡提前或延迟时间。例如，在一些实施例中，所述预设的自动换挡时间T为600ms，当车处于下坡状态，且速度为上升状态时需提前一定时间换挡，可以设定第一换挡差值时间T1为100ms，则计算出此时的最佳换挡时间为500ms。根据上述，在本发明实施例中，引入坡度的路况条件变化来计算车辆在坡路行驶的最佳换挡时间，从而保证车辆始终处于最佳档位行驶。
S007根据所述换挡指令和所述最佳换挡时间控制换挡机构执行换挡。
具体地，在满足所述换挡需求的条件下，车辆的TCU自动变速箱控制单元根据***发出的换挡指令和所述最佳换挡时间控制换挡机构执行换挡，在一些实施例中，所述换挡机构为自动变速箱。
所述自动换挡控制方法还包括当获取路况信息为雨天、雪天或大雾的情况，结合气候和实际路况信息在所述预设的自动换挡时间上进行提前或延迟，以找到最佳换挡时间。
本发明还提供一种自动换挡控制***，包括；
参数获取模块，用于获取车辆下一时段的路况信息和获取车辆当前时段的车速值。
具体地，所述参数获取模块包括：
第一参数获取单元，用于获取车辆下一时段的路况信息，包括至少获取车辆下一时段的路面类型、行车距离和坡度的路况信息；
第二参数获取单元，用于获取车辆当前时段车速值。
预测模块，用于预判车辆下一时段的车况信息。
具体地，所述下一时段的车况信息至少包括车辆下一时段车速值。
判断模块，用于根据所述下一时段的车况信息和所述当前时段车速值判断是否满足换挡需求。
具体地，所述判断模块包括：
第一判断单元，用于判断车辆所述当前时段车速值与所述下一时段车速值是否处于同一档位；
第二判断单元，用于判断车辆行驶到下一时段之前应该升档或降档。
指令获取模块，用于获取换挡指令。
计算模块，用于根据所述下一时段的车况信息和所述下一时段的路况信息计算最佳换挡时间。
控制模块，根据换挡指令和所述最佳换挡时间控制换挡机构执行换挡。
具体地，所述参数获取模块依次与预测模块、判断模块、指令获取模块、计算模块和控制模块连接，在满足所述换挡需求的条件下，控制模块根据***发出的换挡指令和所述最佳换挡时间控制换挡机构执行换挡。
具体地，所述控制模块采用液压自动控制或电子自动控制控制来控制所述换挡机构实现自动换挡。
本发明还提供一种汽车，包括所述自动换挡控制***，所述控制***应用所述自动换挡控制方法。
本发明自动换挡控制***通过CAN总线通讯获取来自智能驾驶***或车辆GPS定位***的车辆下一时段的路况信息包括行车距离、位置信息、坡度、路面信息等，驾驶员也可以通过移动终端来实现对车辆路况信息的实时监控和管理。同时还获取车辆当前时段的车速值、油门开度或发动机转速等信息，通过获取的车辆下一时段的路况信息来预判车辆下一时段的车速值，根据当前时段车辆速出档位和车辆下一时段车速所处档位判断是否满足换挡需求，如果在坡路和特殊天气时根据提前设置的计算方法计算最佳换挡时间，以保证车辆行驶安全和降低燃油消耗。
在一些实施例中，自动换挡控制***还可以提供报表的多条件查询和报表的导出功能。借助于报表功能，全面丰富业务信息内容，车辆信息更为丰富。包括报警统计(SOS报警、越界报警、超速报警、断电报警)、行车报表(开停车统计、历史轨迹)、油耗报表(每日油耗、加油统计)、里程统计、温度统计、短信息统计、图像统计。
在一些实施例中，自动换挡控制***还可以提供车辆实时车况信息(油耗信息、电瓶电压、进气管温度、当前车速、发动机水温、引擎转速)的实时查询，故障记录、保养管理以及行车报告等功能。
本发明能提前预判下一时段车辆车速信息，及时换挡，将发动机转速控制在低能耗的范围，防止了油耗过高的问题。本发明将坡度问题与自动换挡进行融合提供了在坡度路段的最佳换挡时间的计算方法，结合实际路况，对换挡时间进行适度的提前与延迟，在最佳换挡时间换挡。本发明提前获取车速信息提高了变速器档位响应时间，提高了车辆的燃油经济性能和行驶性能及车辆安全性能。
需要说明的是：上述本发明实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。且上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置和服务器实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也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，所述存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种自动换挡控制方法，其特征在于,所述方法包括：
获取车辆下一时段的路况信息；
获取车辆当前时段车速值；
根据所述下一时段的路况信息预判车辆下一时段的车况信息，所述下一时段的车况信息至少包括车辆下一时段车速值；
根据所述下一时段的车况信息和所述当前时段车速值判断是否满足换挡需求；
当满足换挡需求时，获取换挡指令；
根据所述下一时段的车况信息和所述下一时段的路况信息计算最佳换挡时间；
根据所述换挡指令和所述最佳换挡时间控制换挡机构执行换挡。
2.根据权利要求1所述的一种自动换挡控制方法，其特征在于，所述获取车辆下一时段的路况信息包括至少获取车辆下一时段的路面类型、行车距离或坡度的路况信息。
3.根据权利要求1所述的一种自动换挡控制方法，其特征在于，所述判断是否满足换挡需求包括：
判断车辆所述当前时段车速值与所述下一时段车速值是否处于同一档位；
若是，则维持车辆当前档位；
若否，则根据所述当前时段车速值与所述下一时段车速值判断升档或降档；
当所述当前时段车速值所处档位低于车辆所述下一时段车速值所处档位时，为升档；
当所述当前时段车速值所处档位高于车辆所述下一时段车速值所处档位时，为降档。
4.根据权利要求3所述的一种自动换挡控制方法，其特征在于，根据油耗或车辆动力性能设置车辆不同档位对应的最佳车速区间，并控制并且所述档位不能调整、输入或选择为超出最佳车速区间的限制范围。
5.根据权利要求1所述的一种自动换挡控制方法，其特征在于,所述计算最佳换挡时间包括：
当前道路处于下坡，速度为上升状态并满足换挡需求时，需要提前T1时间进行换挡，计算最佳换挡时间为T-T1；
当前道路处于下坡，速度为降速状态并满足换挡需求时,计算最佳换挡时间为T+T1；
当前道路处于上坡，速度为上升状态并满足换挡需求时，需要延迟T2时间进行换挡，计算最佳换挡时间为T+T2；
当前道路处于上坡，速度为降速状态并满足换挡需求时,计算最佳换挡时间为T-T2。
6.根据权利要求5所述的一种自动换挡控制方法，其特征在于,T为预设的自动换挡时间，T1为预设的第一换挡差值时间，T2为预设的第二换挡差值时间。
7.根据权利要求6所述的一种自动换挡控制方法，其特征在于，所述获取车辆下一时段的路况信息还包括获取气候信息，当获取气候信息为雨天、雪天或大雾时结合气候信息在所述预设的自动换挡时间上提前或延迟一定时间，以找到最佳换挡时间。
8.一种自动换挡控制***，其特征在于，包括：
参数获取模块，用于获取车辆下一时段的路况信息和获取车辆当前时段车速值；
预测模块，用于预判车辆下一时段的车况信息；
判断模块，用于根据所述下一时段的车况信息和当前时段车速值判断是否满足换挡需求；
指令获取模块，用于获取换挡指令；
计算模块，用于根据所述下一时段的车况信息和所述下一时段的路况信息计算最佳换挡时间；
控制模块，在满足所述换挡需求的条件下，根据所述换挡指令和所述最佳换挡时间控制换挡机构执行换挡。
9.根据权利要求8所述的一种自动换挡控制***，其特征在于，所述控制模块采用液压自动控制或电子自动控制控制所述换挡机构实现自动换挡。
10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求8-9任一项所述的自动换挡控制***，所述控制***应用所述自动换挡控制方法。
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