一種實現汽車自動變速的道路試驗方法與系統的製作方法

2023-07-02 19:32:31

專利名稱：一種實現汽車自動變速的道路試驗方法與系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及自動控制領域，特別是涉及一種實現汽車自動變速的道路試驗方法與系統。
背景技術：
節能、環保與安全是現代汽車發展的主題，隨著能源問題的日趨嚴峻，國家對傳統汽車的燃料消耗提出了更高的要求，而相關的試驗法規也日益嚴格。按照國內現有的試驗條件，很難精確地按照法規規定的試驗方法開展實車燃料消耗試驗，特別是2011年發布的推薦性國家標準GB/T27840-2011《重型商用車輛燃料消耗量測量方法》，其中規定的全新的C-WTVC試驗工況循環非常複雜，道路試驗難以實現精確的工況循環模擬試驗，而工況循環模擬試驗的精確性對燃料消耗量的測量精度有很大的影響，所以要提高工況循環模擬的精確度，因為工況循環是時間與車速的關係，要實現工況循環模擬的精確度，必然的要實現汽車速度變化的精確度。現有技術中，有一種在道路試驗中實現汽車變速的方法，具體為用戶在汽車行駛過程中，所述用戶自己判斷是否需要變速，然後所述用戶在控制行駛方向的同時操縱加速或制動踏板，實現汽車的加速或者減速，直到車速達到模擬工況循環所需目標車速；整個汽車變速的過程均由用戶本身主觀完成的，在所述汽車需要變速的時候，因所述用戶要兼顧汽車行駛方向和踏板的控制，所以在需要加速時存在所述用戶自身的動作反映時間，另一方面，當模擬工況中速度的變化頻率較大時，所述用戶很難實現頻率較大的去改變汽車的實際行駛速度，不可避免的會造成工況循環模擬的不精確的問題。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是實現汽車變速的自動控制，提供一種實現汽車自動變速的道路試驗方法與系統，以解決現有技術中因用戶主觀實現汽車變速使工況循環模擬不精確的技術問題。為解決上述技術問題，本發明提供一種實現汽車自動變速的道路試驗方法與系統，本發明提供如下技術方案一種實現汽車自動變速的道路試驗方法，該方法包括接收採集到的機動車在當前時刻的實際車速；依據所述當前時刻的實際車速和模擬試驗工況循環中在所述當前時刻的下一個時刻要求的目標車速，判斷所述機動車是否需變速，如果是，則計算變速度控制量；依據所述變速度控制量實現所述機動車的自動變速。優選的，所述依據所述當前時刻的實際車速和模擬試驗工況循環中在所述當前時刻的下一個時刻要求的目標車速，判斷所述機動車是否需變速，包括計算所述當前實際車速與所述目標車速的差值；判斷所述差值是否滿足加速條件或減速條件。
優選的，在所述機動車滿足加速條件時，所述依據所述變速度控制量實現所述機動車的自動變速，包括依據所述變速度控制量計算所述機動車加速所需的電壓；依據所述電壓實現所述機動車的加速。優選的，在所述機動車滿足加速條件時，所述依據所述變速度控制量實現所述機動車的自動變速，包括
依據所述變速度控制量實現所述機動車的加速。優選的，在所述機動車滿足減速條件時，所述依據所述變速度控制量實現所述機動車的自動變速，包括若減速度大小位於零和發動機制動能達到的最大減速度之間，選擇發動機制動方式來實現所述機動車的自動減速；或者，若減速度大小位於所述發動機制動能達到的最大減速度和發動機排氣制動能達到的最大減速度之間，選擇發動機排氣制動方式來實現所述機動車的自動減速；或者，若減速度大小位於所述發動機排氣制動能達到的最大減速度和踏板制動能達到的最大減速度之間，選擇行車制動方式來實現所述機動車的自動減速。一種實現汽車自動變速的道路試驗系統，該系統包括信號處理單元和電子執行控制單兀；所述信號處理單元包括接收單元、判斷單元和計算單元，所述接收單元用於接收採集到的機動車當前時刻的實際車速；判斷單元用於依據所述機動車當前時刻的實際車速和模擬試驗工況循環中在所述當前時刻的下一個時刻要求的目標車速，判斷所述機動車是否需變速，如果是，則計算單元用於計算變速度控制量；電子執行控制單元，用於依據所述變速度控制量實現所述機動車的自動變速。優選的，所述判斷單元包括計算子單元，用於計算所述機動車當前時刻的實際車速與所述目標車速的差值；判斷子單元，用於判斷所述差值是否滿足加速條件或減速條件。優選的，在所述的差值滿足加速條件時，所述的電子執行控制單元包括計算單元，用於計算機動車加速所需的電壓；油門踏板控制單元，用於實現機動車的加速；優選的，在所述的差值滿足加速條件時，所述的電子執行控制單元包括油門踏板控制單元，用於實現機動車的加速；優選的，在所述的差值滿足減速條件時，所述的電子執行控制單元包括比較單元，用於比較所述的變速度控制量與減速度閾值的大小；制動控制單元，用於實現機動車的減速。從上述的技術方案可以看出，本發明中，通過比較採集到的汽車當前時刻的實際車速與模擬工況循環要求的在所述當前時刻的下一時刻的目標車速，判斷汽車是否需要變速，若需要則計算汽車所需的變速度控制量，然後依據所述的變速度控制量去控制油門踏板和制動系統實現汽車的加速和減速，與現有技術相比，本發明實施例中，用戶不必操縱加速和制動踏板，另外判斷汽車是否需要變速以及控制汽車變速的過程都無需用戶參與，所以可以精確的實現加速與制動踏板的實時控制，使汽車完全按模擬工況循環行駛。


為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。 圖I為本發明一種實現汽車自動變速的道路試驗方法實施例I的流程圖；圖2為本發明一種實現汽車自動變速的道路試驗方法實施例2的流程圖；圖3為本發明一種實現汽車自動變速的道路試驗系統實施例3的結構示意圖；圖4為本發明一種實現汽車自動變速的道路試驗系統對應判斷單元結構示意圖；圖5為本發明一種實現汽車自動變速的道路試驗系統對應電子執行控制單元的結構示意圖；圖6為本發明一種實現汽車自動變速的道路試驗系統對應電子執行控制單元的另一種結構不意圖；圖7為本發明一種實現汽車自動變速的道路試驗系統的一種具體實現結構示意圖。
具體實施例方式為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。參考圖I所示，為本發明提供的一種實現汽車自動變速的道路試驗方法實施例I的流程圖，本實施例具體可以包括步驟101 :接收採集到的機動車在當前時刻的實際車速。在道路試驗過程中要實時的採集試驗車輛也就是所述的機動車的車速，在試驗過程中需要記錄試驗的時間，所以所述當前時刻指的就是採集所述機動車車速的這一時刻，其中所述的道路試驗是指車輛在試驗場道路上開展的各種試驗項目。步驟102 :判斷所述機動車是否需變速，如果是，則進入步驟103。本步驟在具體實現時，具體可以包括以下兩個子步驟子步驟Al :計算所述當前實際車速與模擬試驗工況循環中在所述當前時刻的下一個時刻要求的目標車速差值；其中所述差值為所述當前實際車速減去所述目標車速之差，及若記所述機動車車當前時刻實際車速為V1，模擬工況循環中的目標車速為V2，則所述當前實際車速與所述目標車速的差值為Λ V = V1-V2O子步驟Α2 :判斷所述差值是否滿足加速條件或減速條件。其中所述的判斷過程具體為比較所述差值與零的大小關係，若所述差值小於零，則滿足加速條件，若所述差值大於零，則滿足減速條件。試驗工況循環指的是汽車試驗領域為開發和檢驗整車及發動機性能而統一制定的汽車標準行駛工況，它體現時間與車速的關係，所述步驟102中所述的模擬工況循環實質上也是一個試驗工況循環，因為所述的試驗工況循環是本發明要模擬實現的，所以本發明將所述試驗工況循環稱為模擬工況循環。其中所述當前時刻的下一個時刻的取值取決於模擬工況循環中時間的單位間隔，如果記所述當前時刻為t，所述模擬工況循環中時間的單位間隔為ls，則所述當前時刻的下一個時刻為t+1。步驟103 :計算變速度控制量；在滿足加速條件時，計算加速度作為所述變速度控制量；或者，在滿足加速條件時，根據所述加速度計算對應電壓作為所述變速度控制量;
在滿足所述減速條件時，計算減速度作為所述變速度控制量。步驟104 :依據所述變速度控制量實現所述機動車的自動變速。在實際應用中，變速度控制量具體包括減速度控制量、加速度控制量和電壓，所述加速度控制量是在機動車需要加速時候的加速度，所述電壓是用來實現所述機動車加速的，減速度控制量是在機動車需要減速時候的減速度；具體的，在滿足所述加速條件時，若所述變速度控制量為所述電壓時，則可以直接實現所述機動車的加速；若所述變速度控制量為所述加速度時，本步驟具體可以包括以下子步驟子步驟BI :依據所述變速度控制量計算所述機動車加速所需的電壓；子步驟B2 :依據所述電壓實現所述機動車的加速。在所述機動車滿足減速條件時，所述依據所述變速度控制量實現所述機動車自動變速包括依據分析所述減速度的大小，若減速度大小位於零和發動機制動能達到的最大減速度之間，選擇發動機制動方式來實現所述機動車的自動減速；或者，若減速度大小位於所述發動機制動能達到的最大減速度和發動機排氣制動能達到的最大減速度之間，選擇發動機排氣制動方式來實現所述機動車的自動減速；或者，若減速度大小位於所述發動機排氣制動能達到的最大減速度和踏板制動能達到的最大減速度之間，選擇行車制動方式來實現所述機動車的自動減速。本實施例中，通過比較採集到的汽車當前時刻的實際車速與模擬工況循環的目標車速，判斷汽車是否需要變速，若需要則計算汽車所需的變速度控制量，然後依據所述的變速度控制量去控制油門踏板和制動系統實現汽車的自動加速和自動減速。本發明實施例可以實現自動控制，所以可以精確的實現加速與制動踏板的實時控制，使汽車完全按模擬工況循環行駛。參考圖2所示，本發明提供一種實現汽車自動變速的道路試驗方法實施例2，本實施例可以認為是本發明在實際應用中的一個具體例子，本實施例具體可以包括步驟201 :輸入試驗所需的參數。其中所述參數包括汽車參數、模擬工況循環參數和試驗環境參數。步驟202 :信號處理單元依據所述參數預算全程試驗工況。所述預算具體包括所述信號處理單元根據試驗場道路條件與模擬工況循環需求，規劃實車道路試驗時的車況，利用GPS定位單元採集汽車的位置與汽車車速信息，確定試驗最佳的觸發和結束時間。步驟203 :採集汽車運行狀態信息發送給信號處理單元。
所述採集過程為採集單元採集汽車運行狀態信息，所述信息包括GPS (GlobalPositioning System,全球定位系統)定位單元採集的汽車的位置和車速信息、汽車CAN(ControIIer Area Network,控制器區域網路)總線採集的發動機轉速、輸出轉矩、油門開度、制動踏板行程及變速箱檔位等車況信息；汽車運行狀態採集單元將採集到的汽車信息發送至車況顯示單元實時顯示汽車運行狀態，同時將採集到的所述汽車運行狀態信息發送至信號處理單元。步驟204 :信號處理單元依據所述採集的信息判斷汽車是否超出試驗場範圍。所述判斷具體可以為所述信號處理單元首先根據接收的所述汽車運行狀態信息判斷汽車是否超出試驗場範圍，若超出，則返回步驟203採集汽車運行狀態信息。步驟205 :若汽車在試驗場範圍內，觸發計時，進步步驟206。本發明中若所述汽車在試驗場範圍內，則開始記錄試驗時間，記時間為t，(t ≥O) 記試驗結束時間為tmax，其中tmax為模擬工況循環中的最大時間。步驟206 :判斷所述汽車是否需加速，如果是，進入步驟207，如果否，進入步驟208。所述步驟206的具體實現可以為信號處理單元根據汽車參數與模擬工況循環，對比汽車當前時刻實際車速與模擬工況循環在所述當前時刻的下一時刻要求的目標車速，假設汽車當前時刻實際車速為V1，模擬工況循環中的目標車速為V2，汽車當前時刻實際車速與模擬工況循環中的目標車速之差為Λ V，所述信號處理單元根據Λ V作如下控制邏輯判斷若Δ ν0,即所述汽車當前時刻的實際車速大於模擬工況循環中目標車速，則應控制汽車減速，信號處理單元將計算得到的減速度作為控制量輸出至電子執行控制單元，進入步驟208。需要說明的是，若所述汽車當前時刻的實際車速等於模擬工況循環中目標車速，則可以認為是需要控制汽車減速，此時減速度為零，信號處理單元將所述為零的減速度作為控制量輸出至電子執行控制單元。步驟207 :電子執行控制單元根據接收到的所述加速度計算出所需的加速踏板開度，並根據所述加速踏板開度計算所需的電壓實現所述汽車的加速，進入步驟209 ；步驟208 :電子執行控制單元根據接收到的減速度，選擇並操縱制動系統實現汽車減速。所述步驟208的具體實現可以為電子執行控制單元根據接收到的減速度的大小確定製動模式，若O < a < a1;則通過發動機輔助制動實現汽車減速；若B1 < a tmax，則試驗結束，反之則進入步驟203。本實施例的步驟203中所述的汽車車速還可以通過車速儀測量得到，或者還可以直接由汽車CAN總線採集得到；其中所述的汽車運行狀態採集單元還可以將採集到的汽車信息直接發送至信號處理單元，然後由信號處理單元將接收到的汽車運行狀態信息發送到車況顯示單元實時顯示汽車運行狀態。另外，本實施例中步驟206中的加速度和減速度的計算方式具體為記所述當前 時刻和模擬工況循環中所述當前時刻的下一時刻的差值為Λ t，根據所述汽車當前時刻實際車速和模擬工況循環中的目標車速的差值Λ V，得所述汽車加速度或減速度為a =Δ ν/ Λ t0其中步驟206中信號處理單元將計算得到的加速度直接作為變速度控制量輸出，在本實施例中，步驟206還可以在計算得到加速度以後，根據所述加速度計算加速所需的加速踏板開度，根據所述的加速踏板開度計算所需電壓，將所述電壓作為變速度控制量輸出至電子執行控制單元，所述電子執行控制單元根據所述電壓實現所述汽車加速。在本實施例中，通過比較採集到的汽車當前時刻的實際車速與模擬工況循環的目標車速，判斷汽車是否需要變速，若需要則計算汽車所需的變速度控制量，然後依據所述的變速度控制量去控制油門踏板和制動系統實現汽車的自動加速和自動減速，可以精確的實現加速與制動踏板的實時控制，使汽車完全按模擬工況循環行駛。相應的，本發明實施例還提供一種實現汽車自動變速的道路試驗系統，該系統結構示意圖如圖3所示，該系統包括信號處理單元310和電子執行控制單元320。所述信號處理單元310包括接收單元311、判斷單元312和計算單元313，所述接收單元311用於接收採集到的機動車當前時刻的實際車速；所述判斷單元312用於依據所述機動車當前時刻的實際車速和模擬試驗工況循環中在所述當前時刻的下一個時刻要求的目標車速，判斷所述機動車是否需變速，如果是，則所述計算單元313用於計算變速度控制量。所述電子執行控制單元320，用於依據所述變速度控制量實現所述機動車的自動變速。參考圖4，其中所述判斷單元312進一步可以包括計算子單元401，用於計算所述機動車當前時刻的實際車速與所述目標車速的差值。判斷子單元402，用於判斷所述差值是否滿足加速條件或減速條件。另外在滿足加速條件時，參考圖5，電子執行控制單元320進一步可以包括計算子單元501，用於計算機動車加速所需的電壓；油門踏板控制子單元502，用於實現機動車的加速。在滿足減速條件時，參考圖6，電子執行控制單元320進一步可以包括比較子單元601，用於比較所述的變速度控制量與減速度閾值的大小；
制動控制子單元602，用於實現機動車的減速。在實際應用中，本發明實施例的具體實現可以通過圖7所示的結構來完成，包括汽車運行狀態信息採集單元700、車況顯示單元710、信號處理單元720和電子執行控制單元 730。所述汽車運行狀態信息採集單元700用於採集汽車運行狀態信息，具體包括CAN總線採集單元701和GPS定位單元702，所述CAN總線採集單元701用於採集的發動機轉速、輸出轉矩、油門開度、制動踏板行程及變速箱檔位等車況信息；所述GPS定位單元702用於採集所述汽車的位置和車速信息。所述車況顯示單元710用於實時顯示所述汽車的運行狀態信息。所述信號處理單元720和電子執行控制單元730與本發明實施例3中所述的信號處理單元310和電子執行控制單元320功能相同，此處不再贅述。本實施例中，通過比較採集到的汽車當前時刻的實際車速與模擬工況循環的目標車速，判斷汽車是否需要變速，若需要則計算汽車所需的變速度控制量，然後依據所述的變速度控制量去控制油門踏板和制動系統實現汽車的自動加速和自動減速，所以可以精確的實現加速與制動踏板的實時控制，使汽車完全按模擬工況循環行駛。汽車產品的開發最終均需要通過實際道路試驗驗證，本發明提出的汽車自動變速道路試驗系統能實現汽車加速與制動的全自動控制，僅需用戶控制汽車行駛的方向，而不必操縱加速和制動踏板，可精確的實現加速與制動踏板的實時控制，使汽車按模擬工況循環行駛，該系統步進適用於簡單的試驗工況循環，還可實現國家法規規定的複雜試驗工況循環下的實車道路試驗。需要說明的是，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個……」限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。對於系統實施例而言，由於其基本對應於方法實施例，所以相關之處參見方法實施例的部分說明即可。以上所描述的系統實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件 說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位於一個地方，或者也可以分布到多個網絡單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現本實施例方案的目的。本領域普通技術人員在不付出創造性勞動的情況下，即可以理解並實施。以上所述僅是本發明的具體實施方式
，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種實現汽車自動變速的道路試驗方法，其特徵在於，包括 接收採集到的機動車在當前時刻的實際車速； 依據所述當前時刻的實際車速和模擬試驗工況循環中在所述當前時刻的下一個時刻要求的目標車速，判斷所述機動車是否需變速，如果是，則計算變速度控制量； 依據所述變速度控制量實現所述機動車的自動變速。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述依據所述當前時刻的實際車速和模擬試驗工況循環中在所述當前時刻的下一個時刻要求的目標車速，判斷所述機動車是否需變速，包括 計算所述當前實際車速與所述目標車速的差值； 判斷所述差值是否滿足加速條件或減速條件。
3.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，在所述機動車滿足加速條件時，所述依據所述變速度控制量實現所述機動車的自動變速，包括 依據所述變速度控制量計算所述機動車加速所需的電壓； 依據所述電壓實現所述機動車的加速。
4.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，在所述機動車滿足加速條件時，所述依據所述變速度控制量實現所述機動車的自動變速，包括 依據所述變速度控制量實現所述機動車的加速。
5.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，在所述機動車滿足減速條件時，所述依據所述變速度控制量實現所述機動車的自動變速，包括 若減速度大小位於零和發動機制動能達到的最大減速度之間，選擇發動機制動方式來實現所述機動車的自動減速； 或者,若減速度大小位於所述發動機制動能達到的最大減速度和發動機排氣制動能達到的最大減速度之間，選擇發動機排氣制動方式來實現所述機動車的自動減速； 或者,若減速度大小位於所述發動機排氣制動能達到的最大減速度和踏板制動能達到的最大減速度之間，選擇行車制動方式來實現所述機動車的自動減速。
6.一種實現汽車自動變速的道路試驗系統，其特徵在於，所述系統包括信號處理單元和電子執行控制單元； 所述信號處理單元包括接收單元、判斷單元和計算單元，所述接收單元用於接收採集到的機動車當前時刻的實際車速；判斷單元用於依據所述機動車當前時刻的實際車速和模擬試驗工況循環中在所述當前時刻的下一個時刻要求的目標車速，判斷所述機動車是否需變速，如果是，則計算單元用於計算變速度控制量； 電子執行控制單元，用於依據所述變速度控制量實現所述機動車的自動變速。
7.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述判斷單元包括 計算子單元，用於計算所述機動車當前時刻的實際車速與所述目標車速的差值； 判斷子單元，用於判斷所述差值是否滿足加速條件或減速條件。
8.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於，在所述的差值滿足加速條件時，所述的電子執行控制單元包括 計算單元，用於計算機動車加速所需的電壓； 油門踏板控制單元，用於實現機動車的加速；
9.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於，在所述的差值滿足加速條件時，所述的電子執行控制單元包括 油門踏板控制單元，用於實現機動車的加速；
10.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於，在所述的差值滿足減速條件時，所述的電子執行控制單元包括 比較單元，用於比較所述的變速度控制量與減速度閾值的大小； 制動控制單元，用於實現機動車的減速。
全文摘要
本發明公開了一種實現汽車自動變速的道路試驗方法，所述方法包括接收採集到的機動車在當前時刻的實際車速；依據所述當前時刻的實際車速和模擬試驗工況中在所述當前時刻的下一個時刻要求的目標車速，判斷所述機動車是否需變速，如果是，則計算變速度控制量；依據所述變速度控制量實現所述機動車的自動變速。相應的，本發明還公開了一種實現汽車自動變速的道路試驗系統。本發明通過判斷所述機動車是否變速，如果需要變速，則計算相應的變速度控制量，通過分析變速度控制量實現機動車的自動變速，減少機動車變速過程中用戶的參與，實現機動車車速的實時控制，從而保證了工況模擬的精確性。
文檔編號G01M17/007GK102749208SQ20121025890
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月24日 優先權日2012年7月24日
發明者杜志良, 楊明偉, 盛雲 申請人:濰柴動力股份有限公司