基于GPS信号的AMT车型挡位预判系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于GPS信号的AMT车型挡位预判系统，包括AMT、电控发动机ECU、具有CAN通信功能的GPS设备、ABS和GPS设备。本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术通过变速器控制单元将此处的GPS位置信号及采集到的路况信息一一对应记录和存储下来，则当AMT再次行驶在该路段时，会根据此前存储的路况信息挡位预判，并切换到合适的挡位。通过此方法，AMT具备了挡位预判功能，从而使车辆保持了良好的动力性，并降低了燃油消耗，对那些定线运输的车辆，效益更加明显。

【技术实现步骤摘要】
基于GPS信号的AMT车型挡位预判系统及方法
本专利技术涉及AMT车辆，特别涉及一种基于GPS信号的AMT车型挡位预判系统及方法。
技术介绍
对重型商用车手自一体AMT变速器来讲，在自动模式下应能够根据当前路况和车况信息代替驾驶员自动选择和挂入合适挡位。但AMT没有眼睛，不能像驾驶员那样了解到前方的路况信息，从而对挡位做出预判，而只能被动适应路况的变化，因而造成车辆动力连续性差，燃油经济性下降。
技术实现思路
为了能够了解车辆前方的道路状况，提前对挡位做出预判，提高车辆动力的连续性，降低燃油消耗，本专利技术提供了一种基于GPS信号的AMT车型挡位预判系统及方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种基于GPS信号的AMT车型挡位预判系统，其中，包括AMT、电控发动机ECU、具有CAN通信功能的GPS设备和ABS；AMT包括变速器和连接有坡度传感器的变速器ECU，所述变速器ECU用于采集、计算和保存当前道路信息和车辆信息，并控制变速器切换挡位；所述变速器ECU还存储变速器各挡位发动机扭矩值、速比信息以及发动机的转速经济区；电控发动机ECU：用于向变速器ECU发出当前发动机的功率和实时产生的扭矩值、转速值；ABS：用于向变速器ECU发出车速信息；GPS设备：用于接收位置信息并通过CAN总线发送给所述变速器ECU。所述道路信息包括当前位置信息和道路坡度值；所述车辆信息包括车速和车重。其中，上述基于GPS信号的AMT车型挡位预判系统的工作方法，包括以下步骤：（1）GPS设备接收到位置信号之后，通过CAN总线以每1000ms/次的频率向变速器ECU发送当前位置信息，变速器ECU将其与存储的位置信息进行对比，判断出以前是否经过此处，若结果为是，则执行步骤（2），若结果为否，则执行步骤（5）；（2）变速器ECU从数据存储器中调出以前存储的道路信息；（3）变速器ECU根据道路信息和当前车辆信息预判出下一步所需的挡位，如需换挡，则执行步骤（4），如不需换挡，则执行步骤（6）；（4）变速器ECU控制离合器助力缸，实现离合器的分开与结合，并激发电磁阀，完成选换挡动作，切换到合适的挡位，然后执行步骤（3）；（5）变速器ECU采集、计算和保存出当前道路信息，然后执行步骤（6）；（6）AMT接收下一个GPS信号，然后循环此流程。其中，所述道路信息包括当前位置信息和道路坡度值；所述车辆信息包括车速和车重。其中，所述步骤（3）中，变速器ECU根据实时接收ABS发送的车速值和坡度传感器测量的坡度值，计算出车辆的瞬时加速度，然后根据电控发动机ECU发送的当前实际扭矩值，由如下公式：T*ig*i0*ηt/r=G*f+Cd*A/21.15*ua*ua+Gi+δ*m*du/dt计算出整车质量；其中：T为发动机扭矩，ig为当前挡位变速器速比，i0为主减速器速比，ηt为机械传动系传动效率，r为轮胎半径，G为整车重力，f为滚动阻力系数，Cd为空气阻力系数，A为迎风面积，ua为车速值，i为坡度值，δ为汽车质量换算系数，m为整车质量，du/dt为瞬时加速度；对于某一具体车辆来说，当前挡位及速比ig、主减速器速比i0、机械传动系传动效率ηt、轮胎半径r、滚动阻力系数f、迎风面积A、汽车质量换算系数δ、空气阻力系数Cd等都为已知量，瞬时加速度du/dt则由ABS发出的车速信号计算得出，当前实际扭矩值则由发动机ECU实时发送到CAN总线上，并由AMT接收到，因此可根据公式计算出整车质量；然后，预先判断是否换挡包括以下两个条件：a、预先判断换挡后的发动机扭矩是否能够驱动车辆前行：将存储的变速器各挡位发动机扭矩值和速比信息及上述公式得到的整车质量，代入上述公式中，若左边预算结果大于右边当前计算结果，则说明若换挡后发动机扭矩能够驱动车辆前行，若左边预算结果小于右边计算结果，则说明若换挡后发动机扭矩不能驱动车辆前行；b、预先判断存储的换挡后发动机转速是否仍工作在经济转速区；其中，所述经济转速区为发动机的属性，为800-3000rpm，重型商用车经济转速为1000-1500rpm；若不满足上述两个条件任意一个，则不换挡，执行步骤（6）；若同时满足上述两个条件，则换挡，执行步骤（4）。所述步骤（4）中，切换到合适挡位包括如下步骤：a、变速器ECU控制离合器助力缸动作，分开离合器，然后通过CAN总线向电控发动机ECU发送TSC1消息（包括扭矩值和转速值），控制发动机的扭矩和转速，使其快速达到换挡的同步转速要求；b、控制选换气缸开启，由整车的高压气体推动执行机构使变速器挂入所选挡位；c、变速器ECU控制离合器助力缸，逐步结合离合器，并通过CAN总线向电控发动机ECU发送TSC1消息（包括扭矩值和转速值），控制发动机扭矩逐步上升，最终解除对发动机控制，完成换挡过程。所述步骤（5）中，所述当前道路信息中的道路坡度值是通过坡度传感器采集得到，并存储在变速器ECU中。本专利技术还提供了一种基于GPS信号的AMT车型挡位预判方法，所述预判方法包括以下步骤：（1）GPS设备接收到位置信号之后，通过CAN总线以每1000ms/次的频率向变速器ECU发送当前位置信息，变速器ECU将其与存储的位置信息进行对比，判断出以前是否经过此处，若结果为是，则执行步骤（2），若结果为否，则执行步骤（5）；（2）变速器ECU从数据存储器中调出以前存储的道路信息；（3）变速器ECU根据道路信息和当前车辆信息预判出下一步所需的挡位，如需换挡，则执行步骤（4），如不需换挡，则执行步骤（6）；（4）变速器ECU控制离合器助力缸，实现离合器的分开与结合，并激发电磁阀，完成选换挡动作，切换到合适的挡位，然后执行步骤（3）；（5）变速器ECU采集、计算和保存出当前道路信息，然后执行步骤（6）；（6）AMT接收下一个GPS信号，然后循环此流程。其中，所述道路信息包括当前位置信息和道路坡度值；所述车辆信息包括车速和车重。其中，所述步骤（3）中，变速器ECU根据实时接收ABS发送的车速值和坡度传感器测量的坡度值，计算出车辆的瞬时加速度，然后根据电控发动机ECU发送的当前实际扭矩值，由如下公式：T*ig*i0*ηt/r=G*f+Cd*A/21.15*ua*ua+Gi+δ*m*du/dt计算出整车质量；其中：T为发动机扭矩，ig为当前挡位变速器速比，i0为主减速器速比，ηt为机械传动系传动效率，r为轮胎半径，G为整车重力，f为滚动阻力系数，Cd为空气阻力系数，A为迎风面积，ua为车速值，i为坡度值，δ为汽车质量换算系数，m为整车质量，du/dt为瞬时加速度；对于某一具体车辆来说，当前挡位及速比ig、主减速器速比i0、机械传动系传动效率ηt、轮胎半径r、滚动阻力系数f、迎风面积A、汽车质量换算系数δ、空气阻力系数Cd等都为已知量，瞬时加速度du/dt则由ABS发出的车速信号计算得出，当前实际扭矩值则由发动机ECU实时发送到CAN总线上，并由AMT接收到，因此可根据公式计算出整车质量；然后，预先判断是否换挡包括以下两个条件：a、预先判断换挡后的发动机扭矩是否能够驱动车辆前行：将存储的变速器各挡位发动机扭矩值和速比信息及上述公式得到的整车质量，代入上述公式中，若左边预算结果大于右边当前计算结果，则说明若换挡后发动机扭矩能够驱动车辆前行，本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于GPS信号的AMT车型挡位预判系统，其特征在于，包括AMT、电控发动机ECU、具有CAN通信功能的GPS设备、ABS和GPS设备；AMT包括变速器和连接有坡度传感器的变速器ECU，所述变速器ECU用于采集、计算和保存当前道路信息和车辆信息，并控制变速器切换档位；电控发动机ECU：用于向变速器ECU发出当前发动机的功率和实时产生的扭矩值、转速值；ABS：用于向变速器ECU发出车速信息；GPS设备：用于接收位置信息并通过CAN总线发送给所述变速器ECU。

【技术特征摘要】
1.一种基于GPS信号的AMT车型挡位预判方法，其特征在于，所述预判方法包括以下步骤：（1）GPS设备接收到位置信号之后，通过CAN总线以每1000ms/次的频率向变速器ECU发送当前位置信息，变速器ECU将其与存储的位置信息进行对比，判断出以前是否经过此处，若结果为是，则执行步骤（2），若结果为否，则执行步骤（5）；（2）变速器ECU从数据存储器中调出以前存储的道路信息；（3）变速器ECU根据道路信息和当前车辆信息预判出下一步所需的挡位，如需换挡，则执行步骤（4），如不需换挡，则执行步骤（6）；（4）变速器ECU控制离合器助力缸，实现离合器的分开与结合，并激发电磁阀，完成选换挡动作，切换到所需的挡位，然后执行步骤（3）；（5）变速器ECU采集、计算和保存出当前道路信息，然后执行步骤（6）；（6）所述GPS设备接收下一个位置信号，然后循环此流程；其中，所述道路信息包括当前位置信息和道路坡度值；所述车辆信息包括车速和车重；所述步骤（3）中，变速器ECU根据实时接收ABS发送的车速值和坡度传感器测量的坡度值，计算出车辆的瞬时加速度，然后根据电控发动机ECU发送的当前实际扭矩值，由如下公式：T*ig*i0*ηt/r=G*f+Cd*A/21.15*ua*ua+G*i+δ*m*du/dt计算出整车质量；其中：T为发动机扭矩，ig为当前挡位变速器速比，i0为主减速器速比，ηt为机械传动系传动效率，r为轮胎半径，G为整车重力，f为滚动阻力系数，Cd为空气阻力系数，A为迎风面积，ua为车速值，i为坡度值，δ为汽车质量换算系数，m为整车质量，du/dt为瞬时加速度；对于某一具体车辆来说，当前挡位变速器速比ig、主减速器速比i0、机械传动系传动效率ηt、轮胎半径r、滚动阻力系数f、迎风面积A、汽车质量换算系数δ、空气阻力系数Cd都为已知量，瞬时加速度du/dt则由ABS发出的车速信号计算得出，当前实际扭矩值则由发动机ECU实时发送到CAN总线上，并由AMT接收到，因此可根据公式计算出整车质量；然后，预先判断是否换挡包括以下两个条件：a、预先...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹文斌，吴立香，王军，杨建伟，李文超，赵玉超，刘洋，张永刚，李法友，田磊，周德刚，任福臣，
申请(专利权)人：中国重汽集团济南动力有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37