基于gps信號的amt車型擋位預(yù)判系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于GPS信號的AMT車型擋位預(yù)判系統(tǒng)，包括AMT、電控發(fā)動(dòng)機(jī)ECU、具有CAN通信功能的GPS設(shè)備、ABS和GPS設(shè)備。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過變速器控制單元將此處的GPS位置信號及采集到的路況信息一一對應(yīng)記錄和存儲下來，則當(dāng)AMT再次行駛在該路段時(shí)，會根據(jù)此前存儲的路況信息擋位預(yù)判，并切換到合適的擋位。通過此方法，AMT具備了擋位預(yù)判功能，從而使車輛保持了良好的動(dòng)力性，并降低了燃油消耗，對那些定線運(yùn)輸?shù)能囕v，效益更加明顯。
【專利說明】基于GPS信號的AMT車型擋位預(yù)判系統(tǒng)及方法
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及AMT車輛，特別涉及一種基于GPS信號的AMT車型擋位預(yù)判系統(tǒng)及方法。
[0003]

【背景技術(shù)】
[0004]對重型商用車手自一體AMT變速器來講，在自動(dòng)模式下應(yīng)能夠根據(jù)當(dāng)前路況和車況信息代替駕駛員自動(dòng)選擇和掛入合適擋位。但AMT沒有眼睛，不能像駕駛員那樣了解到前方的路況信息，從而對擋位做出預(yù)判，而只能被動(dòng)適應(yīng)路況的變化，因而造成車輛動(dòng)力連續(xù)性差，燃油經(jīng)濟(jì)性下降。
[0005]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了能夠了解車輛前方的道路狀況，提前對擋位做出預(yù)判，提高車輛動(dòng)力的連續(xù)性，降低燃油消耗，本發(fā)明提供了一種基于GPS信號的AMT車型擋位預(yù)判系統(tǒng)及方法。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種基于GPS信號的AMT車型擋位預(yù)判系統(tǒng)，其中，包括AMT、電控發(fā)動(dòng)機(jī)ECU、具有CAN通信功能的GPS設(shè)備、ABS和GPS設(shè)備；
AMT包括變速器和連接有坡度傳感器的變速器ECU，所述變速器ECU用于采集、計(jì)算和保存當(dāng)前道路信息和車輛信息，并控制變速器切換檔位；所述變速器ECU還存儲變速器各擋位發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩值、速比信息以及發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速經(jīng)濟(jì)區(qū)；
電控發(fā)動(dòng)機(jī)ECU:用于向變速器ECU發(fā)出當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和實(shí)時(shí)產(chǎn)生的扭矩值、轉(zhuǎn)速值；
ABS:用于向變速器ECU發(fā)出車速信息；
GPS設(shè)備:用于接收位置信息并通過CAN總線發(fā)送給所述變速器ECU。
[0008]所述道路信息包括當(dāng)前位置信息和道路坡度值；所述車輛信息包括車速和車重。
[0009]其中，上述基于GPS信號的AMT車型檔位預(yù)判系統(tǒng)的工作方法，包括以下步驟:
(1)GPS設(shè)備接收到位置信號之后，通過CAN總線以每100ms/次的頻率向變速器E⑶發(fā)送當(dāng)前位置信息，變速器ECU將其與存儲的位置信息進(jìn)行對比，判斷出以前是否經(jīng)過此處，若結(jié)果為是，則執(zhí)行步驟(2)，若結(jié)果為否，則執(zhí)行步驟(5);
(2)變速器ECU從數(shù)據(jù)存儲器中調(diào)出以前存儲的道路信息；
(3)變速器ECU根據(jù)道路信息和當(dāng)前車輛信息預(yù)判出下一步所需的擋位，如需換擋，則執(zhí)行步驟(4)，如不需換擋，則執(zhí)行步驟(6)；
(4)變速器ECU控制離合器助力缸，實(shí)現(xiàn)離合器的分開與結(jié)合，并激發(fā)電磁閥，完成選換擋動(dòng)作，切換到合適的擋位，然后執(zhí)行步驟(3); (5 )變速器ECU采集、計(jì)算和保存出當(dāng)前道路信息，然后執(zhí)行步驟(6 );
(6) AMT接收下一個(gè)GPS信號，然后循環(huán)此流程。
[0010]其中，所述道路信息包括當(dāng)前位置信息和道路坡度值；所述車輛信息包括車速和車重。
[0011]其中，所述步驟(3)中，變速器E⑶根據(jù)實(shí)時(shí)接收ABS發(fā)送的車速值和坡度傳感器測量的坡度值，計(jì)算出車輛的瞬時(shí)加速度，然后根據(jù)電控發(fā)動(dòng)機(jī)ECU發(fā)送的當(dāng)前實(shí)際扭矩值，由如下公式:
T*ig*i0* ηt/r=G*f+Cd*A/21.15*ua*ua+Gi+ δ*m*du/dt
計(jì)算出整車質(zhì)量；其中:T為發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，ig為當(dāng)前擋位變速器速比，?0為主減速器速t匕，為機(jī)械傳動(dòng)系傳動(dòng)效率，r為輪胎半徑，G為整車重力，f為滾動(dòng)阻力系數(shù)，Cd為空氣阻力系數(shù)，A為迎風(fēng)面積，ua為車速值，i為坡度值，δ為汽車質(zhì)量換算系數(shù)，m為整車質(zhì)量，du/dt為瞬時(shí)加速度；對于某一具體車輛來說，當(dāng)前擋位及速比ig、主減速器速比1、機(jī)械傳動(dòng)系傳動(dòng)效率H t、輪胎半徑r、滾動(dòng)阻力系數(shù)f、迎風(fēng)面積A、汽車質(zhì)量換算系數(shù)δ、空氣阻力系數(shù)Cd等都為已知量，瞬時(shí)加速度du/dt則由ABS發(fā)出的車速信號計(jì)算得出，當(dāng)前實(shí)際扭矩值則由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU實(shí)時(shí)發(fā)送到CAN總線上，并由AMT接收到，因此可根據(jù)公式計(jì)算出整車質(zhì)量；
然后，預(yù)先判斷是否換擋包括以下兩個(gè)條件:
a、預(yù)先判斷換擋后的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩是否能夠驅(qū)動(dòng)車輛前行:
將存儲的變速器各擋位發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩值和速比信息及上述公式得到的整車質(zhì)量，代入上述公式中，若左邊預(yù)算結(jié)果大于右邊當(dāng)前計(jì)算結(jié)果，則說明若換擋后發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩能夠驅(qū)動(dòng)車輛前行，若左邊預(yù)算結(jié)果小于右邊計(jì)算結(jié)果，則說明若換擋后發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩不能驅(qū)動(dòng)車輛前行；
b、預(yù)先判斷存儲的換擋后發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是否仍工作在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速區(qū)；其中，所述經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速區(qū)為發(fā)動(dòng)機(jī)的屬性，為800-3000rpm，重型商用車經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速為1000_1500rpm ；
若不滿足上述兩個(gè)條件任意一個(gè)，則不換擋，執(zhí)行步驟(6 );若同時(shí)滿足上述兩個(gè)條件，則換擋，執(zhí)行步驟(4)。
[0012]所述步驟(4)中，切換到合適擋位包括如下步驟:
a、變速器ECU控制離合器助力缸動(dòng)作，分開離合器，然后通過CAN總線向電控發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶發(fā)送TSCl消息(包括扭矩值和轉(zhuǎn)速值)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和轉(zhuǎn)速，使其快速達(dá)到換擋的同步轉(zhuǎn)速要求；
b、控制選換氣缸開啟，由整車的高壓氣體推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使變速器掛入所選擋位；
C、變速器ECU控制離合器助力缸，逐步結(jié)合離合器，并通過CAN總線向電控發(fā)動(dòng)機(jī)ECU發(fā)送TSCl消息(包括扭矩值和轉(zhuǎn)速值)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩逐步上升，最終解除對發(fā)動(dòng)機(jī)控制，完成換擋過程。
[0013]所述步驟(5)中，所述當(dāng)前道路信息中的道路坡度值是通過坡度傳感器采集得到，并存儲在變速器ECU中。
[0014]本發(fā)明還提供了一種基于GPS信號的AMT車型擋位預(yù)判方法，所述預(yù)判方法包括以下步驟:
(I)GPS設(shè)備接收到位置信號之后，通過CAN總線以每100ms/次的頻率向變速器E⑶發(fā)送當(dāng)前位置信息，變速器ECU將其與存儲的位置信息進(jìn)行對比，判斷出以前是否經(jīng)過此處，若結(jié)果為是，則執(zhí)行步驟(2)，若結(jié)果為否，則執(zhí)行步驟(5)；
(2)變速器ECU從數(shù)據(jù)存儲器中調(diào)出以前存儲的道路信息；
(3)變速器ECU根據(jù)道路信息和當(dāng)前車輛信息預(yù)判出下一步所需的擋位，如需換擋，則執(zhí)行步驟(4)，如不需換擋，則執(zhí)行步驟(6)；
(4)變速器ECU控制離合器助力缸，實(shí)現(xiàn)離合器的分開與結(jié)合，并激發(fā)電磁閥，完成選換擋動(dòng)作，切換到合適的擋位，然后執(zhí)行步驟(3)；
(5 )變速器ECU采集、計(jì)算和保存出當(dāng)前道路信息，然后執(zhí)行步驟(6 );
(6) AMT接收下一個(gè)GPS信號，然后循環(huán)此流程。
[0015]其中，所述道路信息包括當(dāng)前位置信息和道路坡度值；所述車輛信息包括車速和車重。
[0016]其中，所述步驟(3)中，變速器E⑶根據(jù)實(shí)時(shí)接收ABS發(fā)送的車速值和坡度傳感器測量的坡度值，計(jì)算出車輛的瞬時(shí)加速度，然后根據(jù)電控發(fā)動(dòng)機(jī)ECU發(fā)送的當(dāng)前實(shí)際扭矩值，由如下公式:
T*ig*i0* ηt/r=G*f+Cd*A/21.15*ua*ua+Gi+ δ*m*du/dt
計(jì)算出整車質(zhì)量；其中:T為發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，ig為當(dāng)前擋位變速器速比，1為主減速器速t匕，為機(jī)械傳動(dòng)系傳動(dòng)效率，r為輪胎半徑，G為整車重力，f為滾動(dòng)阻力系數(shù)，Cd為空氣阻力系數(shù)，A為迎風(fēng)面積，ua為車速值，i為坡度值，δ為汽車質(zhì)量換算系數(shù)，m為整車質(zhì)量，du/dt為瞬時(shí)加速度；對于某一具體車輛來說，當(dāng)前擋位及速比ig、主減速器速比1、機(jī)械傳動(dòng)系傳動(dòng)效率H t、輪胎半徑r、滾動(dòng)阻力系數(shù)f、迎風(fēng)面積A、汽車質(zhì)量換算系數(shù)δ、空氣阻力系數(shù)Cd等都為已知量，瞬時(shí)加速度du/dt則由ABS發(fā)出的車速信號計(jì)算得出，當(dāng)前實(shí)際扭矩值則由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU實(shí)時(shí)發(fā)送到CAN總線上，并由AMT接收到，因此可根據(jù)公式計(jì)算出整車質(zhì)量；
然后，預(yù)先判斷是否換擋包括以下兩個(gè)條件:
a、預(yù)先判斷換擋后的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩是否能夠驅(qū)動(dòng)車輛前行:
將存儲的變速器各擋位發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩值和速比信息及上述公式得到的整車質(zhì)量，代入上述公式中，若左邊預(yù)算結(jié)果大于右邊當(dāng)前計(jì)算結(jié)果，則說明若換擋后發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩能夠驅(qū)動(dòng)車輛前行，若左邊預(yù)算結(jié)果小于右邊計(jì)算結(jié)果，則說明若換擋后發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩不能驅(qū)動(dòng)車輛前行；
b、預(yù)先判斷存儲的換擋后發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是否仍工作在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速區(qū)；其中，所述經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速區(qū)為發(fā)動(dòng)機(jī)的屬性，范圍為:800-3000rpm，重型商用車經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速為1000-1500rpm ;
若不滿足上述兩個(gè)條件任意一個(gè)，則不換擋，執(zhí)行步驟(6 );若同時(shí)滿足上述兩個(gè)條件，則換擋，執(zhí)行步驟(4)。
[0017]所述步驟(4)中，切換到合適擋位包括如下步驟:
a、變速器ECU控制離合器助力缸動(dòng)作，分開離合器，然后通過CAN總線向電控發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶發(fā)送TSCl消息(包括扭矩值和轉(zhuǎn)速值)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和轉(zhuǎn)速，使其快速達(dá)到換擋的同步轉(zhuǎn)速要求；
b、控制選換氣缸開啟，由整車的高壓氣體推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使變速器掛入所選擋位；
C、變速器ECU控制離合器助力缸，逐步結(jié)合離合器，并通過CAN總線向電控發(fā)動(dòng)機(jī)ECU發(fā)送TSCl消息(包括扭矩值和轉(zhuǎn)速值)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩逐步上升，最終解除對發(fā)動(dòng)機(jī)控制，完成換擋過程。
[0018]其中，所述步驟(5)中，所述步驟(5)中，所述當(dāng)前道路信息中的道路坡度值是通過坡度傳感器采集得到，并存儲在變速器ECU中。
[0019]其中，上述預(yù)判方法所采用的預(yù)判系統(tǒng):包括AMT、電控發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶、具有CAN通信功能的GPS設(shè)備、ABS和GPS設(shè)備；
AMT包括變速器和連接有坡度傳感器的變速器ECU，所述變速器ECU用于采集、計(jì)算和保存當(dāng)前道路信息和車輛信息，并控制變速器切換檔位；所述變速器ECU還存儲變速器各擋位發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩值、速比信息以及發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速經(jīng)濟(jì)區(qū)；
電控發(fā)動(dòng)機(jī)ECU:用于向變速器ECU發(fā)出當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和實(shí)時(shí)產(chǎn)生的扭矩值、轉(zhuǎn)速值；
ABS:用于向變速器ECU發(fā)出車速信息；
GPS設(shè)備:用于接收位置信息并通過CAN總線發(fā)送給所述變速器ECU ；
其中，道路信息包括當(dāng)前位置信息和道路坡度值；所述車輛信息包括車速和車重。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過變速器控制單元將此處的GPS位置信號及采集到的路況信息一一對應(yīng)記錄和存儲下來，則當(dāng)AMT再次行駛在該路段時(shí)，會根據(jù)此前存儲的路況信息擋位預(yù)判，并切換到合適的擋位。通過此方法，AMT具備了擋位預(yù)判功能，從而使車輛保持了良好的動(dòng)力性，并降低了燃油消耗，對那些定線運(yùn)輸?shù)能囕v，效益更加明顯。
[0021]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)框圖。
[0023]圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的流程圖。
[0024]

【具體實(shí)施方式】
[0025]實(shí)施例1
參見圖1和圖2，一種基于GPS信號的AMT車型擋位預(yù)判系統(tǒng)，其中，包括AMT、電控發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶、具有CAN通信功能的GPS設(shè)備、ABS和GPS設(shè)備；
AMT包括變速器和連接有坡度傳感器的變速器ECU，所述變速器ECU用于采集、計(jì)算和保存當(dāng)前道路信息和車輛信息，并控制變速器(即變速器換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu))切換檔位；所述變速器ECU還存儲變速器各擋位發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩值、速比信息以及發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速經(jīng)濟(jì)區(qū)；
電控發(fā)動(dòng)機(jī)ECU:用于向變速器ECU發(fā)出當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和實(shí)時(shí)產(chǎn)生的扭矩值、轉(zhuǎn)速值；
ABS:用于向變速器ECU發(fā)出車速信息；
GPS設(shè)備:用于接收位置信息并通過CAN總線發(fā)送給所述變速器ECU。
[0026]所述道路信息包括當(dāng)前位置信息和道路坡度值；所述車輛信息包括車速和車重。
[0027]其中，上述基于GPS信號的AMT車型檔位預(yù)判系統(tǒng)的工作方法，包括以下步驟:
(I)GPS設(shè)備接收到位置信號之后，通過CAN總線以每100ms/次的頻率向變速器E⑶發(fā)送當(dāng)前位置信息，變速器ECU將其與存儲的位置信息進(jìn)行對比，判斷出以前是否經(jīng)過此處，若結(jié)果為是，則執(zhí)行步驟(2)，若結(jié)果為否，則執(zhí)行步驟(5)；
(2)變速器ECU從數(shù)據(jù)存儲器中調(diào)出以前存儲的道路信息；
(3)變速器ECU根據(jù)道路信息和當(dāng)前車輛信息預(yù)判出下一步所需的擋位，如需換擋，則執(zhí)行步驟(4)，如不需換擋，則執(zhí)行步驟(6)；
(4)變速器ECU控制離合器助力缸，實(shí)現(xiàn)離合器的分開與結(jié)合，并激發(fā)電磁閥，完成選換擋動(dòng)作，切換到合適的擋位，然后執(zhí)行步驟(3)；
(5 )變速器ECU采集、計(jì)算和保存出當(dāng)前道路信息，然后執(zhí)行步驟(6 );
(6) AMT接收下一個(gè)GPS信號，然后循環(huán)此流程。
[0028]其中，所述道路信息包括當(dāng)前位置信息和道路坡度值；所述車輛信息包括車速和車重。
[0029]其中，所述步驟(3)中，變速器E⑶根據(jù)實(shí)時(shí)接收ABS發(fā)送的車速值和坡度傳感器測量的坡度值，計(jì)算出車輛的瞬時(shí)加速度，然后根據(jù)電控發(fā)動(dòng)機(jī)ECU發(fā)送的當(dāng)前實(shí)際扭矩值，由如下公式:
T*ig*i0* ηt/r=G*f+Cd*A/21.15*ua*ua+Gi+ δ*m*du/dt
計(jì)算出整車質(zhì)量；其中:T為發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，ig為當(dāng)前擋位變速器速比，1為主減速器速t匕，為機(jī)械傳動(dòng)系傳動(dòng)效率，r為輪胎半徑，G為整車重力，f為滾動(dòng)阻力系數(shù)，Cd為空氣阻力系數(shù)，A為迎風(fēng)面積，ua為車速值，i為坡度值，δ為汽車質(zhì)量換算系數(shù)，m為整車質(zhì)量，du/dt為瞬時(shí)加速度；對于某一具體車輛來說，當(dāng)前擋位及速比ig、主減速器速比1、機(jī)械傳動(dòng)系傳動(dòng)效率H t、輪胎半徑r、滾動(dòng)阻力系數(shù)f、迎風(fēng)面積A、汽車質(zhì)量換算系數(shù)δ、空氣阻力系數(shù)Cd等都為已知量，瞬時(shí)加速度du/dt則由ABS發(fā)出的車速信號計(jì)算得出，當(dāng)前實(shí)際扭矩值則由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU實(shí)時(shí)發(fā)送到CAN總線上，并由AMT接收到，因此可根據(jù)公式計(jì)算出整車質(zhì)量；
然后，預(yù)先判斷是否換擋包括以下兩個(gè)條件:
a、預(yù)先判斷換擋后的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩是否能夠驅(qū)動(dòng)車輛前行:
將存儲的變速器各擋位發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩值和速比信息及上述公式得到的整車質(zhì)量，代入上述公式中，若左邊預(yù)算結(jié)果大于右邊當(dāng)前計(jì)算結(jié)果，則說明若換擋后發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩能夠驅(qū)動(dòng)車輛前行，若左邊預(yù)算結(jié)果小于右邊計(jì)算結(jié)果，則說明若換擋后發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩不能驅(qū)動(dòng)車輛前行；
b、預(yù)先判斷存儲的換擋后發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是否仍工作在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速區(qū)；其中，所述經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速區(qū)為 1000-1500rpm ；
若不滿足上述兩個(gè)條件任意一個(gè)，則不換擋，執(zhí)行步驟(6 );若同時(shí)滿足上述兩個(gè)條件，則換擋，執(zhí)行步驟(4)。
[0030]所述步驟(4)中，切換到合適擋位包括如下步驟:
a、變速器ECU控制離合器助力缸動(dòng)作，分開離合器，然后通過CAN總線向電控發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶發(fā)送TSCl消息(包括扭矩值和轉(zhuǎn)速值)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和轉(zhuǎn)速，使其快速達(dá)到換擋的同步轉(zhuǎn)速要求；
b、控制選換氣缸開啟，由整車的高壓氣體推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使變速器掛入所選擋位；
C、變速器ECU控制離合器助力缸，逐步結(jié)合離合器，并通過CAN總線向電控發(fā)動(dòng)機(jī)ECU發(fā)送TSCl消息(包括扭矩值和轉(zhuǎn)速值)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩逐步上升，最終解除對發(fā)動(dòng)機(jī)控制，完成換擋過程。
[0031]步驟(5)中，所述當(dāng)前道路信息中的道路坡度值是通過坡度傳感器采集得到，并存儲在變速器E⑶中。
[0032]實(shí)施例2
參見圖2，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于GPS信號的AMT車型擋位預(yù)判方法，包括以下步驟:
(1)GPS設(shè)備接收到位置信號之后，通過CAN總線以每100ms/次的頻率向變速器E⑶發(fā)送當(dāng)前位置信息，變速器ECU將其與存儲的位置信息進(jìn)行對比，判斷出以前是否經(jīng)過此處，若結(jié)果為是，則執(zhí)行步驟(2)，若結(jié)果為否，則執(zhí)行步驟(5)；
(2)變速器ECU從數(shù)據(jù)存儲器中調(diào)出以前存儲的道路信息；
(3)變速器ECU根據(jù)道路信息和當(dāng)前車輛信息預(yù)判出下一步所需的擋位，如需換擋，則執(zhí)行步驟(4)，如不需換擋，則執(zhí)行步驟(6)；
(4)變速器ECU控制離合器助力缸，實(shí)現(xiàn)離合器的分開與結(jié)合，并激發(fā)電磁閥，完成選換擋動(dòng)作，切換到合適的擋位，然后執(zhí)行步驟(3)；
(5 )變速器ECU采集、計(jì)算和保存出當(dāng)前道路信息，然后執(zhí)行步驟(6 );
(6)AMT接收下一個(gè)GPS信號，然后循環(huán)此流程。
[0033]道路信息包括當(dāng)前位置信息和道路坡度值；所述車輛信息包括車速和車重。
[0034]其中，所述步驟(3)中，變速器E⑶根據(jù)實(shí)時(shí)接收ABS發(fā)送的車速值和坡度傳感器測量的坡度值，計(jì)算出車輛的瞬時(shí)加速度，然后根據(jù)電控發(fā)動(dòng)機(jī)ECU發(fā)送的當(dāng)前實(shí)際扭矩值，由如下公式:
T*ig*i0* ηt/r=G*f+Cd*A/21.15*ua*ua+Gi+ δ*m*du/dt
計(jì)算出整車質(zhì)量；其中:T為發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，ig為當(dāng)前擋位變速器速比，1為主減速器速t匕，為機(jī)械傳動(dòng)系傳動(dòng)效率，r為輪胎半徑，G為整車重力，f為滾動(dòng)阻力系數(shù)，Cd為空氣阻力系數(shù)，A為迎風(fēng)面積，ua為車速值，i為坡度值，δ為汽車質(zhì)量換算系數(shù)，m為整車質(zhì)量，du/dt為瞬時(shí)加速度；對于某一具體車輛來說，當(dāng)前擋位及速比ig、主減速器速比1、機(jī)械傳動(dòng)系傳動(dòng)效率H t、輪胎半徑r、滾動(dòng)阻力系數(shù)f、迎風(fēng)面積A、汽車質(zhì)量換算系數(shù)δ、空氣阻力系數(shù)Cd等都為已知量，瞬時(shí)加速度du/dt則由ABS發(fā)出的車速信號計(jì)算得出，當(dāng)前實(shí)際扭矩值則由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU實(shí)時(shí)發(fā)送到CAN總線上，并由AMT接收到，因此可根據(jù)公式計(jì)算出整車質(zhì)量；
然后，預(yù)先判斷是否換擋包括以下兩個(gè)條件:
a、預(yù)先判斷換擋后的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩是否能夠驅(qū)動(dòng)車輛前行:
將存儲的變速器各擋位發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩值和速比信息及上述公式得到的整車質(zhì)量，代入上述公式中，若左邊預(yù)算結(jié)果大于右邊當(dāng)前計(jì)算結(jié)果，則說明若換擋后發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩能夠驅(qū)動(dòng)車輛前行，若左邊預(yù)算結(jié)果小于右邊計(jì)算結(jié)果，則說明若換擋后發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩不能驅(qū)動(dòng)車輛前行；
b、預(yù)先判斷存儲的換擋后發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是否仍工作在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速區(qū)；其中，所述經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速區(qū)為 1000-1500ι.ρπι ；
若不滿足上述兩個(gè)條件任意一個(gè)，則不換擋，執(zhí)行步驟(6 );若同時(shí)滿足上述兩個(gè)條件，則換擋，執(zhí)行步驟(4)。
[0035]所述步驟(4)中，切換到合適擋位包括如下步驟:
a、變速器ECU控制離合器助力缸動(dòng)作，分開離合器，然后通過CAN總線向電控發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶發(fā)送TSCl消息(包括扭矩值和轉(zhuǎn)速值)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和轉(zhuǎn)速，使其快速達(dá)到換擋的同步轉(zhuǎn)速要求；
b、控制選換氣缸開啟，由整車的高壓氣體推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使變速器掛入所選擋位；
C、變速器ECU控制離合器助力缸，逐步結(jié)合離合器，并通過CAN總線向電控發(fā)動(dòng)機(jī)ECU發(fā)送TSCl消息(包括扭矩值和轉(zhuǎn)速值)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩逐步上升，最終解除對發(fā)動(dòng)機(jī)控制，完成換擋過程。
[0036]步驟(5)中，所述當(dāng)前道路信息中的道路坡度值是通過坡度傳感器采集得到，并存儲在變速器E⑶中。
[0037]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.基于GPS信號的AMT車型擋位預(yù)判系統(tǒng)，其特征在于，包括AMT、電控發(fā)動(dòng)機(jī)ECU、具有CAN通信功能的GPS設(shè)備、ABS和GPS設(shè)備； AMT包括變速器和連接有坡度傳感器的變速器ECU，所述變速器ECU用于采集、計(jì)算和保存當(dāng)前道路信息和車輛信息，并控制變速器切換檔位； 電控發(fā)動(dòng)機(jī)ECU:用于向變速器ECU發(fā)出當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和實(shí)時(shí)產(chǎn)生的扭矩值、轉(zhuǎn)速值； ABS:用于向變速器ECU發(fā)出車速信息； GPS設(shè)備:用于接收位置信息并通過CAN總線發(fā)送給所述變速器ECU。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPS信號的AMT車型擋位預(yù)判系統(tǒng)，其特征在于，所述道路信息包括當(dāng)前位置信息和道路坡度值；所述車輛信息包括車速和車重。
3.—種如權(quán)利要求1或2所述的基于GPS信號的AMT車型擋位預(yù)判系統(tǒng)的預(yù)判方法，其特征在于，所述預(yù)判方法包括以下步驟: (1)GPS設(shè)備接收到位置信號之后，通過CAN總線以每100ms/次的頻率向變速器E⑶發(fā)送當(dāng)前位置信息，變速器ECU將其與存儲的位置信息進(jìn)行對比，判斷出以前是否經(jīng)過此處，若結(jié)果為是，則執(zhí)行步驟(2)，若結(jié)果為否，則執(zhí)行步驟(5)； (2)變速器ECU從數(shù)據(jù)存儲器中調(diào)出以前存儲的道路信息； (3)變速器ECU根據(jù)道路信息和當(dāng)前車輛信息預(yù)判出下一步所需的擋位，如需換擋，則執(zhí)行步驟(4)，如不需換擋，則執(zhí)行步驟(6)； (4)變速器ECU控制離合器助力缸，實(shí)現(xiàn)離合器的分開與結(jié)合，并激發(fā)電磁閥，完成選換擋動(dòng)作，切換到合適的擋位，然后執(zhí)行步驟(3)； (5 )變速器ECU采集、計(jì)算和保存出當(dāng)前道路信息，然后執(zhí)行步驟(6 ); (6) AMT接收下一個(gè)GPS信號，然后循環(huán)此流程。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于GPS信號的AMT車型擋位預(yù)判方法，其特征在于，所述道路信息包括當(dāng)前位置信息和道路坡度值；所述車輛信息包括車速和車重。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的基于GPS信號的AMT車型擋位預(yù)判方法，其特征在于，所述步驟(3)中，變速器ECU根據(jù)實(shí)時(shí)接收ABS發(fā)送的車速值和坡度傳感器測量的坡度值，計(jì)算出車輛的瞬時(shí)加速度，然后根據(jù)電控發(fā)動(dòng)機(jī)ECU發(fā)送的當(dāng)前實(shí)際扭矩值，由如下公式:
T*ig*i0* ηt/r=G*f+Cd*A/21.15*ua*ua+G*i+ δ*m*du/dt 計(jì)算出整車質(zhì)量；其中:T為發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，ig為當(dāng)前擋位變速器速比，?0為主減速器速t匕，為機(jī)械傳動(dòng)系傳動(dòng)效率，r為輪胎半徑，G為整車重力，f為滾動(dòng)阻力系數(shù)，Cd為空氣阻力系數(shù)，A為迎風(fēng)面積，ua為車速值，i為坡度值，δ為汽車質(zhì)量換算系數(shù)，m為整車質(zhì)量，du/dt為瞬時(shí)加速度；對于某一具體車輛來說，當(dāng)前擋位及速比ig、主減速器速比1、機(jī)械傳動(dòng)系傳動(dòng)效率H t、輪胎半徑r、滾動(dòng)阻力系數(shù)f、迎風(fēng)面積A、汽車質(zhì)量換算系數(shù)δ、空氣阻力系數(shù)Cd等都為已知量，瞬時(shí)加速度du/dt則由ABS發(fā)出的車速信號計(jì)算得出，當(dāng)前實(shí)際扭矩值則由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU實(shí)時(shí)發(fā)送到CAN總線上，并由AMT接收到，因此可根據(jù)公式計(jì)算出整車質(zhì)量； 然后，預(yù)先判斷是否換擋包括以下兩個(gè)條件: a、預(yù)先判斷換擋后的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩是否能夠驅(qū)動(dòng)車輛前行: 將存儲的變速器各擋位發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩值和速比信息及上述公式得到的整車質(zhì)量，代入上述公式中，若左邊預(yù)算結(jié)果大于右邊當(dāng)前計(jì)算結(jié)果，則說明若換擋后發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩能夠驅(qū)動(dòng)車輛前行，若左邊預(yù)算結(jié)果小于右邊計(jì)算結(jié)果，則說明若換擋后發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩不能驅(qū)動(dòng)車輛前行； b、預(yù)先判斷存儲的換擋后發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是否仍工作在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速區(qū)； 若不滿足上述兩個(gè)條件任意一個(gè)，則不換擋，執(zhí)行步驟(6 );若同時(shí)滿足上述兩個(gè)條件，則換擋，執(zhí)行步驟(4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3-5任一項(xiàng)所述的基于GPS信號的AMT車型擋位預(yù)判方法，其特征在于，所述步驟(4)中，切換到合適擋位包括如下步驟: a、變速器ECU控制離合器助力缸動(dòng)作，分開離合器，然后通過CAN總線向電控發(fā)動(dòng)機(jī)ECU發(fā)送包括扭矩值和轉(zhuǎn)速值的TSCl消息，控制發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和轉(zhuǎn)速，使其快速達(dá)到換擋的同步轉(zhuǎn)速要求； b、控制選換氣缸開啟，由整車的高壓氣體推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使變速器掛入所選擋位； C、變速器ECU控制離合器助力缸，逐步結(jié)合離合器，并通過CAN總線向電控發(fā)動(dòng)機(jī)ECU發(fā)送包括扭矩值和轉(zhuǎn)速值的TSCl消息，控制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩逐步上升，最終解除對發(fā)動(dòng)機(jī)控制，完成換擋過程。
7.根據(jù)權(quán)利要求3-6任一項(xiàng)所述的基于GPS信號的AMT車型檔位預(yù)判方法，其特征在于，所述預(yù)判方法所采用的預(yù)判系統(tǒng):包括AMT、電控發(fā)動(dòng)機(jī)ECU、具有CAN通信功能的GPS設(shè)備、ABS和GPS設(shè)備； AMT包括變速器和連接有坡度傳感器的變速器ECU，所述變速器ECU用于采集、計(jì)算和保存當(dāng)前道路信息和車輛信息，并控制變速器切換檔位； 電控發(fā)動(dòng)機(jī)ECU:用于向變速器ECU發(fā)出當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和實(shí)時(shí)產(chǎn)生的扭矩值、轉(zhuǎn)速值； ABS:用于向變速器ECU發(fā)出車速信息； GPS設(shè)備:用于接收位置信息并通過CAN總線發(fā)送給所述變速器ECU。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于GPS信號的AMT車型擋位預(yù)判方法，其特征在于，所述道路信息包括當(dāng)前位置信息和道路坡度值；所述車輛信息包括車速和車重。
【文檔編號】B60W40/13GK104260719SQ201410480039
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月17日
【發(fā)明者】曹文斌, 吳立香, 王軍, 楊建偉, 李文超, 趙玉超, 劉洋, 張永剛, 李法友, 田磊, 周德剛, 任福臣 申請人:中國重汽集團(tuán)濟(jì)南動(dòng)力有限公司