CN116624588A - 一种车辆自动换挡方法、装置、电子设备及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆控制技术领域，公开了一种车辆自动换挡方法、装置、电子设备及车辆，方法包括：获取初始换挡曲线，并识别当前车重和当前坡度；当当前车重和当前坡度识别成功时，根据当前车重和当前坡度计算在换挡时间间隔内产生的车辆速度参数变化量；利用车辆速度参数变化量更新初始换挡曲线中挡位发生变化时对应的车辆速度参数，得到修正换挡曲线；按照修正换挡曲线进行换挡；当当前车重和当前坡度识别失败时，按照初始换挡曲线进行换挡。本发明在车重坡度识别失败时，可以正常行驶，保证车辆的安全换挡，在车重坡度识别成功时，可以修正原始换挡策略，按照爬坡能力更强的换挡策略行驶，兼顾了车辆的爬坡能力和安全行驶能力。

Description

一种车辆自动换挡方法、装置、电子设备及车辆

技术领域

本发明涉及车辆控制技术领域，具体涉及一种车辆自动换挡方法、装置、电子设备及车辆。

背景技术

目前，为了提高车辆的爬坡性能、降低车辆能源消耗，基于油门、车速、重量、坡度等多参数的换挡策略应运而生。主流换挡策略包括两种，一是基于电机转速和加速踏板开度的双参数换挡策略，二是基于电机转速、加速度和加速踏板开度的三参数换挡策略，但是对于重型载货汽车来说，车辆的行驶工况以及车辆的载重会随着车辆的运行时间而发生较大变化，这其中涉及到路面坡度的变化和车辆总质量的变化，而换挡策略并未考虑到路面坡度和车辆总质量的变化，这会导致车辆变速箱的换挡点与车辆实际的换挡需求不匹配，使车辆出现重载爬坡动力不足等问题。

基于此，文件CN114233843A公开了一种根据道路坡度和车辆重量进行四种换挡策略的控制方法，虽然在一定程度上提高了车辆的爬坡性能，但是目前的方法均是直接根据道路坡度、车辆重量以及其他参数计算出关于转速、扭矩、油门和车速等参数的换挡曲线，然后按照计算出的曲线进行换挡操作。但是这类方法安全冗余性不高，一旦车重和坡度识别失败就会导致换挡曲线无法计算，进而影响车辆的正常行驶，可靠性较低。所以，亟需一种新的换挡方法，在提升车辆爬坡性能的同时还能兼顾车辆换挡的可靠性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种车辆自动换挡方法、装置、电子设备及车辆，以解决目前用于优化爬坡能力的自动换挡策略可靠性低的问题。

第一方面，本发明提供了一种车辆自动换挡方法，方法包括：获取初始换挡曲线，并识别当前车重和当前坡度，初始换挡曲线是关于车辆速度参数和油门开度的挡位切换曲线；当当前车重和当前坡度识别成功时，根据当前车重和当前坡度计算在换挡时间间隔内产生的车辆速度参数变化量；利用车辆速度参数变化量更新初始换挡曲线中挡位发生变化时对应的车辆速度参数，得到修正换挡曲线；按照修正换挡曲线进行换挡；当当前车重和当前坡度识别失败时，按照初始换挡曲线进行换挡。

在一种可选地实施方式中，识别当前车重和当前坡度，包括：预创建车重真值表和坡度真值表，车重真值表记录了预设的多个车重范围和不同车重范围对应的车重理论计算值，坡度真值表记录了预设的多个坡度范围和不同坡度范围对应的坡度理论计算值；识别当前车重实际值和当前坡度实际值；根据当前车重实际值落入的车重范围从车重真值表中查询对应的当前车重理论计算值，并根据当前坡度实际值落入的坡度范围从坡度真值表中查询对应的当前坡度理论计算值；将当前车重理论计算值和当前坡度理论计算值分别作为当前车重和当前坡度。

在一种可选地实施方式中，车重真值表中记录的对应关系包括：车重范围在17吨～30吨时对应车重理论计算值为20吨，车重范围在30吨～65吨时对应车重理论计算值为55吨，车重范围在65吨～100吨时对应车重理论计算值为85吨；坡度真值表中记录的对应关系包括：当坡度范围＜3％时对应坡度理论计算值为2％，当3％≤坡度范围＜6％时对应坡度理论计算值为5％，当6％≤坡度范围＜15％时对应坡度理论计算值为14％，当坡度范围≥15％时对应坡度理论计算值为20％。

在一种可选地实施方式中，车辆速度参数是车辆的发动机转速或电机转速，根据当前车重和当前坡度计算在换挡时间间隔内产生的车辆速度参数变化量，包括：

根据当前车重和当前坡度按照下式计算车辆在换挡时间间隔内的滑行加速度：

a＝(F_坡度阻力+F_滚动阻力+F_空气阻力)/m

F_坡度阻力＝mg*sinα

F_滚动阻力＝mgf*cosα

F_空气阻力＝C*A/21.15*v²

式中，a表示车辆在换挡时间间隔内的滑行加速度，m表示当前车重，g表示重力加速度，α表示坡道角度，由当前坡度通过反三角函数计算得到，f表示滚动阻力系数，C表示风阻系数，A表示迎风面积，v表示当前车速；

获取换挡时间间隔；

利用换挡时间间隔和滑行加速度的乘积确定车速下降值；

通过下式计算发动机转速变化量或电机转速变化量，并将发动机转速变化量或电机转速变化量作为车辆速度参数变化量：

Δn＝30·Δv·D/r/π

式中，Δn表示发动机/电机转速变化量，D表示当前挡位速比，r表示车轮半径，Δv表示车速下降值。

在一种可选地实施方式中，方法还包括：遍历车重真值表和坡度真值表中的每对车重理论计算值和坡度理论计算值，计算得到多个车辆速度参数变化量参考值；按照各个车辆速度参数变化量参考值分别与车重理论计算值和坡度理论计算值的对应关系，创建转速补偿值推理表，以使车辆速度参数变化量根据当前车重和当前坡度在转速补偿值推理表中查询的车辆速度参数变化量参考值确定。

在一种可选地实施方式中，利用车辆速度参数变化量更新初始换挡曲线中挡位发生变化时对应的车辆速度参数，得到修正换挡曲线，包括：根据当前的油门开度确定对应的补偿系数，补偿系数随油门开度的增加呈递增规律，补偿系数的取值范围是0～1；计算车辆速度参数变化量和补偿系数的乘积，得到优化车辆速度参数变化量；利用优化车辆速度参数变化量与初始换挡曲线中挡位发生变化时对应的车辆速度参数相加，得到修正换挡曲线。

在一种可选地实施方式中，油门开度和补偿系数的对应关系为：油门开度0％～40％对应补偿系数为0，油门开度45％～55％对应补偿系数为0.5，油门开度65％～75％对应补偿系数为0.8，油门开度85％～100％对应补偿系数为1；当油门开度大于40％小于45％时，补偿系数按照0～0.5的区间比例确定；当油门开度大于55％小于65％时，补偿系数按照0.5～0.8的区间比例确定；当油门开度大于75％小于85％时，补偿系数按照0.8～1的区间比例确定。

第二方面，本发明提供了一种车辆自动换挡装置，装置包括：数据获取模块，用于获取初始换挡曲线，并识别当前车重和当前坡度，初始换挡曲线是关于车辆速度参数和油门开度的挡位切换曲线；修正参数计算模块，用于当当前车重和当前坡度识别成功时，根据当前车重和当前坡度计算在换挡时间间隔内产生的车辆速度参数变化量；曲线修正模块，用于利用车辆速度参数变化量更新初始换挡曲线中挡位发生变化时对应的车辆速度参数，得到修正换挡曲线；第一换挡模块，用于按照修正换挡曲线进行换挡；第二换挡模块，用于当当前车重和当前坡度识别失败时，按照初始换挡曲线进行换挡。

第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的方法。

第四方面，本发明提供了一种车辆，车辆包括驱动单元和上述第三方面的电子设备，驱动单元和电子设备通信连接，驱动单元用于响应所述电子设备执行的上述第一方面或其对应的任一实施方式的方法计算机指令，从而执行相应的换挡操作。

本发明提供的技术方案，具有如下优点：

本发明实施例提供的换挡方法，首先使车辆获取初始换挡曲线，该初始换挡曲线是关于车辆速度参数和油门开度的挡位切换曲线，可以采用车辆平地行驶的传统换挡策略。然后，在车辆行驶的过程中，实时识别当前车重和当前坡度；当当前车重和当前坡度识别成功时，本实施例根据当前车重在当前坡度产生的加速度计算在换挡时间间隔内在没有动力的情况下车辆产生的车辆速度参数变化量；从而利用车辆速度参数变化量补偿初始换挡曲线中挡位发生变化时对应的车辆速度参数，更新原始的车辆速度参数，在初始换挡曲线的基础上得到爬坡能力更强的修正换挡曲线，从而使车辆按照修正换挡曲线进行换挡，提高爬坡能力。然而，当当前车重和当前坡度识别失败时，无法计算修正换挡曲线，车辆仍然可以按照初始换挡曲线进行换挡行驶，不会出现无法输出换挡控制结果的问题，解决了传统换挡方法可靠性较低的问题。在车重坡度识别失败时，可以正常行驶，保证车辆的安全换挡，在车重坡度识别成功时，可以按照爬坡能力更强的换挡策略行驶。从而，通过本实施例提供的换挡方法，兼顾了车辆的爬坡能力和安全行驶能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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他的附图。

图1是根据本发明实施例的一种车辆自动换挡方法的流程示意图；

图2是根据本发明实施例的原始升挡曲线示意图；

图3是根据本发明实施例的原始降挡曲线示意图；

图4是根据本发明实施例修正后的中坡度-小吨位降挡曲线示意图；

图5是根据本发明实施例的一种车辆自动换挡装置的结构示意图；

图6是本发明实施例的计算机设备的硬件结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，本领域技术人员在没有做出创造性劳动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。

根据本发明实施例，提供了一种车辆自动换挡方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

在本实施例中提供了一种车辆自动换挡方法，可用于上述的电子设备，图1是根据本发明实施例的一种车辆自动换挡方法的流程图，该流程包括如下步骤：

步骤S101，获取初始换挡曲线，并识别当前车重和当前坡度，初始换挡曲线是关于车辆速度参数和油门开度的挡位切换曲线。

具体地，本发明实施例在生成爬坡能力更强的换挡策略前，首先采集必要的计算数据，包括初始换挡曲线、当前车重和当前坡度。其中，初始换挡曲线是关于车辆速度参数和油门开度的挡位切换曲线，车辆速度参数包括但不限于车辆的行驶速度和发动机/电机转速，挡位切换曲线用于在不同的油门开度条件下，确定车辆速度参数达到某一特定的参数阈值时进行换挡。在本实施例中，初始换挡曲线指的是优化前的原始换挡策略，通常根据专家经验确定，且针对平坦路况设置而成，例如图2所示，是初始换挡曲线中的原始升挡曲线，例如当车辆的油门开度在0～30％区间时，均是当车辆发动机转速达到约2220r/min时车辆从3档切换为4档，图3所示的原始降挡曲线同理，除图2和图3这类换挡曲线之外，换挡曲线也可以是关于车辆行驶速度和油门开度的曲线，本实施例并不以此为限。在本实施例中，当车辆起步时，车速开始增加，最初变速箱的换挡策略先按照初始换挡曲线进行换挡，以四挡变速箱为例，其升挡曲线有3条，分别为1挡升2挡，2挡升3挡，3挡升4挡，同样，其降挡曲线也有3条，分别为4挡降3挡，3挡降2挡，2挡降1挡。

之后，在车辆在行驶的过程中，需实时采集车辆的当前车重和道路的当前坡度，在本实施例中，坡度＝(高程差/水平距离)×100％，通过坡度传感器采集得到，当前车重可以通过重力传感器采集得到。另外，在一个具体地实施例中，考虑到重量传感器需要接触式测量，传感器要作为车身承重结构的一部分，在车身上安装重量传感器不利于整车的结构强度，且安装重量传感器会增加车辆的成本，故本实施例通过一种理论计算法确定车身重量，具体过程如下：

首先确定车辆行驶过程中其驱动力与阻力的关系为

F_驱动力＝F_滚动阻力+F_空气阻力+F_坡度阻力+F_加速阻力

式中，F_驱动力＝P/v，P为电机输出功率，v为车辆速度；F_滚动阻力＝mgf*cosα，m为车辆总质量，g为重力加速度，f为滚动阻力系数，α为坡道角度；F_空气阻力＝C*A/21.15*v²，C为风阻系数，A为迎风面积；F_坡度阻力＝mg*sinα；F_加速阻力＝δma，δ为旋转质量换算系数，a为车辆行驶加速度。在以上各式中，电机输出功率P、车辆速度v、坡道角度α可通过传感器读取，滚动阻力系数f可根据经验公式给出，风阻系数C和迎风面积A为常量，旋转质量换算系数δ一般取定值，车辆行驶加速度a可通过车辆速度v求导得出，基于以上方程，反向推导即可得出车辆总重量m。利用车重识别算法，在不增加传感器的情况下计算出车辆的总重量，为换挡修正策略提供参考数据。

步骤S102，当当前车重和当前坡度识别成功时，根据当前车重和当前坡度计算在换挡时间间隔内产生的车辆速度参数变化量。

具体地，在当前车重和当前坡度识别成功时，本发明实施例考虑到车辆在换挡的过程中会有一个换挡时间间隔，在换挡时间间隔这一阶段，车辆处于空挡，从而车辆应当在坡度和自重的作用下产生沿下坡方向的加速度，导致车辆在爬坡时速度减小，降低了车辆的爬坡能力。基于此，本发明实施例根据当前车重和当前坡度计算出当前车辆自重产生的加速度，进而计算车辆自重在换挡时间间隔内导致的车辆速度参数变化量。

步骤S103，利用车辆速度参数变化量更新初始换挡曲线中挡位发生变化时对应的车辆速度参数，得到修正换挡曲线。

步骤S104，按照修正换挡曲线进行换挡。

具体地，当车辆速度参数变化量计算完成后，本实施例在初始换挡曲线的基础上，将车辆速度参数变化量作为补偿参数，和初始换挡曲线中挡位发生变化时对应的车辆速度参数进行相加，从而更新初始换挡曲线中挡位发生变化时对应的车辆速度参数，得到修正换挡曲线，使车辆按照修正后的修正换挡曲线进行换挡，当车辆爬坡从低挡位升挡时，转速提升到换挡转速时间更长，延长车辆换挡的时机，当车辆爬坡从高挡位降挡时，转速降低到换挡转速时间更短，提前车辆换挡的时机。从而，通过修正后的换挡曲线使车辆根据自身重量在坡道利用更低挡位行驶，保持车辆动力，避免车辆不能保持当前速度的情况出现，能够显著提高车辆的爬坡能力。

步骤S105，当当前车重和当前坡度识别失败时，按照初始换挡曲线进行换挡。

具体地，当当前车重和当前坡度识别失败时，本实施例依然能够按照初始换挡曲线进行换挡，虽然车辆动力有所减弱，但是能够保证车辆的安全行驶。基于本实施例提供的技术方案，在车重坡度识别失败时，可以正常行驶，保证车辆的安全换挡，在车重坡度识别成功时，可以更新初始换挡曲线，从而根据实时变化的车重将初始换挡曲线中换挡的时机改变，随着车辆越重，低挡位的保持时间越长，按照爬坡能力更强的修正换挡曲线行驶，有利于提升车辆重载情况下的爬坡性能，使得车辆行驶兼顾了爬坡能力和安全行驶能力，不会出现车重或坡度识别失败导致换挡失效的问题，解决了传统换挡方法可靠性较低的问题。

在一些可选地实施方式中，上述步骤S101包括：

步骤a1，预创建车重真值表和坡度真值表，车重真值表记录了预设的多个车重范围和不同车重范围对应的车重理论计算值，坡度真值表记录了预设的多个坡度范围和不同坡度范围对应的坡度理论计算值。

步骤a2，识别当前车重实际值和当前坡度实际值。

步骤a3，根据当前车重实际值落入的车重范围从车重真值表中查询对应的当前车重理论计算值，并根据当前坡度实际值落入的坡度范围从坡度真值表中查询对应的当前坡度理论计算值。

步骤a4，将当前车重理论计算值和当前坡度理论计算值分别作为当前车重和当前坡度。

具体地，由于在行车过程中坡度实时变化，车重也因计算误差而实时变化，这一情况会令根据当前实际车重和当前实际坡度计算得到的车辆速度参数变化量变化过于频繁，通常每秒都有较大的振荡，从而对系统稳定性造成影响。基于此，本发明实施例对坡度和车重进行了离散化处理，分别建立坡度和车重的离散化车重真值表和坡度真值表，从而按照当前车重实际值和当前坡度实际值在车重真值表和坡度真值表中进行查表，在落入一定车重范围和坡度范围时，确定相对唯一当前车重理论计算值和当前坡度理论计算值，然后按照查表得到的数据计算后续的车辆速度参数变化量，使得车辆速度参数变化量不会在短时间内振荡过大，使修正换挡曲线尽量保持稳定，在小范围内实时微调，保证车辆的换挡控制信号不会频繁波动，提高系统的稳定性。

具体地，在一个具体地实施例中，车重真值表中记录的对应关系如下表1所示，包括：车重范围在17吨～30吨时对应车重理论计算值为20吨，车重范围在30吨～65吨时对应车重理论计算值为55吨，车重范围在65吨～100吨时对应车重理论计算值为85吨。

坡度真值表中记录的对应关系如下表2所示，包括：当坡度范围＜3％时对应坡度理论计算值为2％，当3％≤坡度范围＜6％时对应坡度理论计算值为5％，当6％≤坡度范围＜15％时对应坡度理论计算值为14％，当坡度范围≥15％时对应坡度理论计算值为20％。

表1车重真值表

表2坡度真值表

通过本发明实施例预创建的车重真值表和坡度真值表中的数值，更加匹配装卸车等大重量车型的重量条件和坡度条件，以使大重量车型按照上述车重理论计算值和坡度理论计算值计算的修正换挡曲线能够进一步提高大重量车型的爬坡能力。

在一些可选地实施方式中，车辆速度参数限定为车辆的发动机转速或电机转速，上述步骤S102，包括：

步骤b1，根据当前车重和当前坡度按照下式计算车辆在换挡时间间隔内的滑行加速度：

a＝(F_坡度阻力+F_滚动阻力+F_空气阻力)/m

F_坡度阻力＝mg*sinα

F_滚动阻力＝mgf*cosα

F_空气阻力＝C*A/21.15*v²

式中，a表示车辆在换挡时间间隔内的滑行加速度，m表示当前车重，g表示重力加速度，α表示坡道角度，由当前坡度通过反三角函数计算得到，f表示滚动阻力系数，C表示风阻系数，A表示迎风面积，v表示当前车速；

步骤b2，获取换挡时间间隔；

步骤b3，利用换挡时间间隔和滑行加速度的乘积确定车速下降值；

步骤b4，通过下式计算转速变化量或电机转速变化量，并将转速变化量或电机转速变化量作为车辆速度参数变化量：

Δn＝30·Δv·D/r/π

式中，Δn表示发动机/电机转速变化量，D表示当前挡位速比，r表示车轮半径，Δv表示车速下降值。

具体地，本发明实施例除了考虑坡度产生的坡度阻力令车身自重产生沿下坡方向的加速度，还考虑车辆在坡道上由摩擦产生的滚动阻力和风挡产生的空气阻力，从而按照(F_坡度阻力+F_滚动阻力+F_空气阻力)/m计算由车辆自身重量导致的滑行加速度，提高滑行加速的准确率(即车辆在上坡和下坡过程中，不考虑驱动系统提供的动力，仅仅由车身带来的沿下坡方向的加速度，当空挡时，车辆会按照滑行加速度产生向下滑行的趋势)。之后，根据当前车重从变速箱换挡性能数据中读取换挡时间间隔，其中，在相同坡度下，不同车重的车变速箱换挡时间不同，本实施例根据车重真值表中的车重理论计算值来确定当前车重下的换挡时间间隔t，例如小吨位、中吨位、大吨位的变速箱换挡时间分别为t1、t2、t3，具体的换挡时间间隔t1、t2、t3与变速箱的换挡性能有关，是直接根据变速箱的换挡性能数据确定的，是变速箱的出厂参数。之后，利用换挡时间间隔和滑行加速度的乘积确定车速下降值Δv，由于本发明实施例限定车辆速度参数是发动机/电机转速，不是行驶速度，还需根据车速下降值Δv计算车辆速度参数变化量为Δn＝30·Δv·D/r/π。通过本实施例提供的方法，即可确定更为准确的车辆速度参数变化量，为避免车辆按照初始换挡曲线换挡导致转速下降，车辆在坡道上的速度保持能力降低，从而按照计算的车辆速度参数变化量与初始换挡曲线相加，提高换挡的转速，使车辆在升挡时延迟升挡，降挡时提前降挡，进一步提高了车辆的爬坡能力。

在一些可选地实施方式中，本发明提供的一种车辆自动换挡方法还包括：

步骤c1，通过步骤b1～步骤b4，遍历车重真值表和坡度真值表中的每对车重理论计算值和坡度理论计算值，计算得到多个车辆速度参数变化量参考值；

步骤c2，按照各个车辆速度参数变化量参考值分别与车重理论计算值和坡度理论计算值的对应关系，创建转速补偿值推理表，以使车辆速度参数变化量根据当前车重和当前坡度在转速补偿值推理表中查询的车辆速度参数变化量参考值确定。

具体地，本发明实施例预先通过车重真值表和坡度真值表中的车重理论计算值和坡度理论计算值两两配对，按照步骤b1～步骤b4的方法计算车辆速度参数变化量参考值，然后将车辆速度参数变化量参考值填入创建的转速补偿值推理表，假设以前述车重真值表和坡度真值表为基础，在本实施例中，转速补偿值推理表例如下表3所示(仅以此举例，不以此为限)，其中的x1…x5…xn表示计算的车辆速度参数变化量参考值。通过下表3，使车辆在识别当前车重和当前坡度后，能够通过转速补偿值推理表快速查表得到车辆速度参数变化量，无需每次在优化换挡策略时执行车辆速度参数变化量的计算步骤，显著提高了挡位曲线的修正效率，提高了车辆在上坡下坡时优化挡位调整策略的响应时间，减少顿挫感，提高用户的驾乘体验。

表3转速补偿值推理表

在一些可选地实施方式中，上述步骤S103包括：

步骤d1，根据当前的油门开度确定对应的补偿系数，补偿系数随油门开度的增加呈递增规律，补偿系数的取值范围是0～1；

步骤d2，计算车辆速度参数变化量和补偿系数的乘积，得到优化车辆速度参数变化量；

步骤d3，利用优化车辆速度参数变化量与初始换挡曲线中挡位发生变化时对应的车辆速度参数相加，得到修正换挡曲线。

具体地，在对初始换挡曲线进行修正时，由于不同的油门开度意味着用户对动力性的需求不同，因而对换挡点的转速补偿需求也不同，在油门开度较小时，用户对动力性的需求也较小，故换挡点的调整与不调整对用户的感知影响不大，实际无需对换挡点进行补偿，而油门开度越大，意味着用户对车辆动力性的需求也越大，因而当转速调整越大时用户对车辆爬坡性能的提升感知越明显。基于此，本发明实施例还根据油门开度和当前挡位将车辆速度参数变化量乘以不同的补偿系数，得到优化车辆速度参数变化量。在油门开度较小时所乘的系数较小，在油门开度较大时所乘的系数也较大，在本实施例中，补偿系数的取值范围是0～1，所乘的系数可以根据不同挡位和不同油门开度进行调节，例如：随着油门开度增加，每增加1％油门开度，则增加0.01补偿系数。最后，利用优化车辆速度参数变化量与初始换挡曲线中挡位发生变化时对应的车辆速度参数相加，得到修正换挡曲线，使生成的修正换挡曲线与用户的动力需求更加匹配，在用户动力需求小时，换挡转速微调，降低车辆的能耗，在用户动力需求大时，换挡转速多调，有效提高车辆的爬坡性能。如图4所示，是基于本发明实施例提出的补偿系数修正后的中坡度-小吨位降挡曲线，可见，在油门开度较小时，更新的转速变化程度小，曲线右偏少，在油门开度较大时，更新的转速变化程度大，曲线右偏大。

在一些可选地实施方式中，油门开度和补偿系数的对应关系为：油门开度0％～40％对应补偿系数为0，油门开度45％～55％对应补偿系数为0.5，油门开度65％～75％对应补偿系数为0.8，油门开度85％～100％对应补偿系数为1；当油门开度大于40％小于45％时，补偿系数按照0～0.5的区间比例确定；当油门开度大于55％小于65％时，补偿系数按照0.5～0.8的区间比例确定；当油门开度大于75％小于85％时，补偿系数按照0.8～1的区间比例确定。

具体地，在本实施例中，该油门开度和补偿系数的对应关系如下表4所示，本实施例将油门开度0％～40％视为小开度，从而不需要调整换挡曲线，计算的优化车辆速度参数变化量＝车辆速度参数变化量*0＝0，将油门开度45％～55％视为中小开度，计算的优化车辆速度参数变化量＝车辆速度参数变化量*0.5，油门开度在65％～75％、85％～100％时同理。需要注意的是，本实施例针对油门开度大于40％小于45％、大于55％小于65％、大于75％小于85％的情况，按照区间比例计算得到，从而使保证补偿系数的连续性。例如：40％～45％区间间隔为5％，补偿系数变化区间为0～0.5，故油门开度每变化1％，对应的补偿系数变化量为0.5/5＝0.1，例如油门开度为41％时，补偿系数为0+0.1＝0.1，大于55％小于65％和大于75％小于85％的区间同理。通过本发明实施例提供的补偿系数关系，使修正后的换挡曲线与用户对动力的需求匹配程度更高，尤其当用户的油门开度在0％～40％时，不需要对换挡曲线修正，即油门开度接近一半之前都不用对换挡曲线进行修正，这种方案不会使用户的挡位突然降低，避免用户还未提速就出现“卡挡”而导致提速失败的问题。

表4补偿系数表

油门开度	补偿系数
		0％	0
5％	0
		10％	0
15％	0
		20％	0
25％	0
		30％	0
35％	0
		40％	0
45％	0.5
		55％	0.5
65％	0.8
		75％	0.8
85％	1
		95％	1
100％	1

根据本发明实施例提供的技术方案，利用车重识别算法，在不增加传感器的情况下计算出车辆的总重量，为换挡修正策略提供参考数据；通过车重和坡度的不同来对初始换挡曲线进行修正，使得车辆的换挡更加符合实际需求，有利于提升车辆重载情况下的爬坡性能；在重载和上坡时提前对变速箱进行降挡，可以提高车辆爬坡时的动力性能；采用对初始换挡曲线进行修正的方法，即使车重和坡度识别失败仍可以按照原有默认的换挡曲线来进行换挡，不影响车辆的正常行驶，可靠性较高。

本发明实施例还提供了一种车辆自动换挡装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

本实施例提供一种车辆自动换挡装置，如图5所示，包括：

数据获取模块501，用于获取初始换挡曲线，并识别当前车重和当前坡度，初始换挡曲线是关于车辆速度参数和油门开度的挡位切换曲线。详细内容参见上述方法实施例中步骤S101的相关描述，在此不再进行赘述。

修正参数计算模块502，用于当当前车重和当前坡度识别成功时，根据当前车重和当前坡度计算在换挡时间间隔内产生的车辆速度参数变化量。详细内容参见上述方法实施例中步骤S102的相关描述，在此不再进行赘述。

曲线修正模块503，用于利用车辆速度参数变化量更新初始换挡曲线中挡位发生变化时对应的车辆速度参数，得到修正换挡曲线。详细内容参见上述方法实施例中步骤S103的相关描述，在此不再进行赘述。

第一换挡模块504，用于按照修正换挡曲线进行换挡。详细内容参见上述方法实施例中步骤S104的相关描述，在此不再进行赘述。

第二换挡模块505，用于当当前车重和当前坡度识别失败时，按照初始换挡曲线进行换挡。详细内容参见上述方法实施例中步骤S105的相关描述，在此不再进行赘述。

上述各个模块和单元的更进一步的功能描述与上述对应实施例相同，在此不再赘述。

本实施例中的一种车辆自动换挡装置是以功能单元的形式来呈现，这里的单元是指ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)电路，执行一个或多个软件或固定程序的处理器和存储器，和/或其他可以提供上述功能的器件。

本发明实施例还提供一种电子设备，具有上述图5所示的一种车辆自动换挡装置。

请参阅图6，图6是本发明可选实施例提供的一种电子设备的结构示意图，如图6所示，该电子设备包括：一个或多个处理器10、存储器20，以及用于连接各部件的接口，包括高速接口和低速接口。各个部件利用不同的总线互相通信连接，并且可以被安装在公共主板上或者根据需要以其它方式安装。处理器可以对在电子设备内执行的指令进行处理，包括存储在存储器中或者存储器上以在外部输入/输出装置(诸如，耦合至接口的显示设备)上显示GUI的图形信息的指令。在一些可选的实施方式中，若需要，可以将多个处理器和/或多条总线与多个存储器和多个存储器一起使用。同样，可以连接多个电子设备，各个设备提供部分必要的操作(例如，作为服务器阵列、一组刀片式服务器、或者多处理器系统)。图6中以一个处理器10为例。

处理器10可以是中央处理器，网络处理器或其组合。其中，处理器10还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路，可编程逻辑器件或其组合。上述可编程逻辑器件可以是复杂可编程逻辑器件，现场可编程逻辑门阵列，通用阵列逻辑或其任意组合。

其中，存储器20存储有可由至少一个处理器10执行的指令，以使至少一个处理器10执行实现上述实施例示出的方法。

存储器20可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据电子设备的使用所创建的数据等。此外，存储器20可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非瞬时存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非瞬时固态存储器件。在一些可选的实施方式中，存储器20可选包括相对于处理器10远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

存储器20可以包括易失性存储器，例如，随机存取存储器；存储器也可以包括非易失性存储器，例如，快闪存储器，硬盘或固态硬盘；存储器20还可以包括上述种类的存储器的组合。

该电子设备还包括通信接口30，用于该电子设备与其他设备或通信网络通信。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，上述根据本发明实施例的方法可在硬件、固件中实现，或者被实现为可记录在存储介质，或者被实现通过网络下载的原始存储在远程存储介质或非暂时机器可读存储介质中并将被存储在本地存储介质中的计算机代码，从而在此描述的方法可被存储在使用通用计算机、专用处理器或者可编程或专用硬件的存储介质上的这样的软件处理。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体、随机存储记忆体、快闪存储器、硬盘或固态硬盘等；进一步地，存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。可以理解，计算机、处理器、微处理器控制器或可编程硬件包括可存储或接收软件或计算机代码的存储组件，当软件或计算机代码被计算机、处理器或硬件访问且执行时，实现上述实施例示出的方法。

本发明实施例还提供了一种车辆，该车辆包括驱动单元和前述实施例提供的电子设备，所述驱动单元是由发动机或电机组成的驱动设备，该驱动单元和电子设备通信连接。其中，驱动单元用于响应电子设备执行的车辆自动换挡方法的计算机指令，从而执行相应的换挡操作。本发明实施例中关于电子设备更进一步的功能描述与上述对应实施例相同，在此不再赘述。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆自动换挡方法，其特征在于，所述方法包括：

获取初始换挡曲线，并识别当前车重和当前坡度，所述初始换挡曲线是关于车辆速度参数和油门开度的挡位切换曲线；

当所述当前车重和所述当前坡度识别成功时，根据所述当前车重和所述当前坡度计算在换挡时间间隔内产生的车辆速度参数变化量；

利用所述车辆速度参数变化量更新所述初始换挡曲线中挡位发生变化时对应的车辆速度参数，得到修正换挡曲线；

按照所述修正换挡曲线进行换挡；

当所述当前车重和所述当前坡度识别失败时，按照所述初始换挡曲线进行换挡。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述识别当前车重和当前坡度，包括：

预创建车重真值表和坡度真值表，所述车重真值表记录了预设的多个车重范围和不同车重范围对应的车重理论计算值，所述坡度真值表记录了预设的多个坡度范围和不同坡度范围对应的坡度理论计算值；

识别当前车重实际值和当前坡度实际值；

根据所述当前车重实际值落入的当前车重范围从所述车重真值表中查询对应的当前车重理论计算值，并根据所述当前坡度实际值落入的当前坡度范围从所述坡度真值表中查询对应的当前坡度理论计算值；

将所述当前车重理论计算值和所述当前坡度理论计算值分别作为所述当前车重和当前坡度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述车重真值表中记录的对应关系包括：所述车重范围在17吨～30吨时对应的所述车重理论计算值为20吨，所述车重范围在30吨～65吨时对应的所述车重理论计算值为55吨，所述车重范围在65吨～100吨时对应的所述车重理论计算值为85吨；所述坡度真值表中记录的对应关系包括：当所述坡度范围＜3％时对应的所述坡度理论计算值为2％，当3％≤所述坡度范围＜6％时对应的所述坡度理论计算值为5％，当6％≤所述坡度范围＜15％时对应的所述坡度理论计算值为14％，当所述坡度范围≥15％时对应的所述坡度理论计算值为20％。

4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述车辆速度参数是车辆的发动机转速或电机转速，所述根据所述当前车重和所述当前坡度计算在换挡时间间隔内产生的车辆速度参数变化量，包括：

根据所述当前车重和所述当前坡度按照下式计算车辆在换挡时间间隔内的滑行加速度：

a＝(F_坡度阻力+F_滚动阻力+F_空气阻力)/m

F_坡度阻力＝mg*sinα

F_滚动阻力＝mgf*cosα

F_空气阻力＝C*A/21.15*v²

式中，a表示车辆在换挡时间间隔内的滑行加速度，m表示当前车重，g表示重力加速度，α表示坡道角度，由所述当前坡度通过反三角函数计算得到，f表示滚动阻力系数，C表示风阻系数，A表示迎风面积，v表示当前车速；

获取所述换挡时间间隔；

利用所述换挡时间间隔和所述滑行加速度的乘积确定车速下降值；

通过下式计算发动机转速变化量或电机转速变化量，并将所述发动机转速变化量或所述电机转速变化量作为所述车辆速度参数变化量：

Δn＝30·Δv·D/r/π

式中，Δn表示所述发动机/电机转速变化量，D表示当前挡位速比，r表示车轮半径，Δv表示所述车速下降值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

遍历所述车重真值表和所述坡度真值表中的每对车重理论计算值和坡度理论计算值，计算得到多个车辆速度参数变化量参考值；

按照各个所述车辆速度参数变化量参考值分别与所述车重理论计算值和所述坡度理论计算值的对应关系，创建转速补偿值推理表，以使所述车辆速度参数变化量根据所述当前车重和所述当前坡度在所述转速补偿值推理表中查询的所述车辆速度参数变化量参考值确定。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述利用所述车辆速度参数变化量更新所述初始换挡曲线中挡位发生变化时对应的车辆速度参数，得到修正换挡曲线，包括：

根据当前的油门开度确定对应的补偿系数，所述补偿系数随所述油门开度的增加呈递增规律，所述补偿系数的取值范围是0～1；

计算所述车辆速度参数变化量和所述补偿系数的乘积，得到优化车辆速度参数变化量；

利用所述优化车辆速度参数变化量与所述初始换挡曲线中挡位发生变化时对应的车辆速度参数相加，得到所述修正换挡曲线。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述油门开度和所述补偿系数的对应关系为：

所述油门开度0％～40％对应的所述补偿系数为0，所述油门开度45％～55％对应的所述补偿系数为0.5，所述油门开度65％～75％对应的所述补偿系数为0.8，所述油门开度85％～100％对应的所述补偿系数为1；

当所述油门开度大于40％小于45％时，所述补偿系数按照0～0.5的区间比例确定；

当所述油门开度大于55％小于65％时，所述补偿系数按照0.5～0.8的区间比例确定；

当所述油门开度大于75％小于85％时，所述补偿系数按照0.8～1的区间比例确定。

8.一种车辆自动换挡装置，其特征在于，所述装置包括：

数据获取模块，用于获取初始换挡曲线，并识别当前车重和当前坡度，所述初始换挡曲线是关于车辆速度参数和油门开度的挡位切换曲线；

修正参数计算模块，用于当所述当前车重和所述当前坡度识别成功时，根据所述当前车重和所述当前坡度计算在换挡时间间隔内产生的车辆速度参数变化量；

曲线修正模块，用于利用所述车辆速度参数变化量更新所述初始换挡曲线中挡位发生变化时对应的车辆速度参数，得到修正换挡曲线；

第一换挡模块，用于按照所述修正换挡曲线进行换挡；

第二换挡模块，用于当所述当前车重和所述当前坡度识别失败时，按照所述初始换挡曲线进行换挡。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1至7中任一项所述的方法。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括驱动单元和如权利要求9所述的电子设备，所述驱动单元和所述电子设备通信连接，所述驱动单元用于响应所述电子设备执行的计算机指令，而执行相应的换挡操作。