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CN112172780B - 一种车辆仪表显示虚拟发动机转速控制系统及方法 - Google Patents

一种车辆仪表显示虚拟发动机转速控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种车辆仪表显示虚拟发动机转速控制方法，发动机管理系统控制器根据变速器控制器的升、降挡情况，发出虚拟转速信号到CAN总线上，仪表控制器从CAN总线接收虚拟转速信号并通过仪表指针显示。本发明还提供一种车辆仪表显示虚拟发动机转速控制系统。该方法及系统，车辆在动力升、降挡过程中，发动机管理系统控制器输出更运动虚拟的转速用于仪表指针显示，达到仪表运动化的视觉效果。

Description

一种车辆仪表显示虚拟发动机转速控制系统及方法
技术领域
本发明涉及发动机控制技术领域，尤其涉及一种车辆仪表显示虚拟发动机转速控制系统及方法。
背景技术
目前车辆仪表显示的发动机转速都是通过硬线或总线接收的，真实地显示实时的发动机转速，驾驶人在驾驶车辆过程中，存在加速、减速以及对应的降挡、升挡的操作，仪表上显示的是真实的发动机转速的变化。然而，对于追求愉悦驾驶的人来说，仪表转速显示指针实时显示真实的转速过于死板，希望随着动力升挡、动力降挡事件的发生，发动机转速分别出现降速、升速的拐点，仪表上转速显示指针如对该拐点稍微夸张的显示，让驾驶人通过视觉感受换挡过程，达到运动化的、愉悦的效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种车辆仪表显示虚拟发动机转速控制系统及方法，车辆在动力升、降挡过程中，发动机管理系统控制器输出更运动虚拟的转速用于仪表指针显示，达到仪表运动化的视觉效果。
为实现上述目的，本发明提供了一种车辆仪表显示虚拟发动机转速控制方法，包括以下步骤：
(S1)发动机管理系统控制器实时获取车辆状态数据，车辆状态数据包括油门踏板开度、目标挡位、实际挡位、换挡标志位状态、变速器的扭矩请求、发动机转速速率变化状态、变速器涡轮转速和发动机转速；
(S2)发动机管理系统控制器根据车辆状态数据，判断是否满足动力升挡或动力降挡进入条件，若满足动力升挡，则执行步骤(S3)，若满足动力降挡，则执行步骤(S5)；若既不满足动力升挡也不满足动力降挡，则重复执行步骤(S2)；
(S3)发动机管理系统控制器计算并输出虚拟转速，虚拟转速随着实际转速的增大而增大，且虚拟转速大于或等于实际转速，仪表控制器接收虚拟转速并控制仪表指针显示，并执行步骤(S4)；
(S4)发动机管理系统控制器根据车辆状态数据，判断是否满足动力升挡退出条件，若满足，在实际转速拐点处，虚拟转速在预设延时时间段内保持原增长趋势，仪表指针按照虚拟转速显示，待延时时间到达后，控制虚拟转速逐渐减小至等于实际转速，退出动力升挡虚拟转速的计算，发动机管理系统控制器输出实际转速，仪表控制器接收实际转速并控制仪表指针显示，流程结束；否则，则重复执行步骤(S4)；
(S5)发动机管理系统控制器计算并输出虚拟转速，虚拟转速随着实际转速的减小而减小，且虚拟转速小于或等于实际转速，仪表控制器接收虚拟转速并控制仪表指针显示，并执行步骤(S6)；
(S6)发动机管理系统控制器根据车辆状态数据，判断是否满足动力降挡退出条件，若满足，在实际转速拐点处，虚拟转速在预设延时时间段内仍保持原减小趋势，仪表指针按照虚拟转速显示，待延时时间到达后，控制虚拟转速逐渐增大至等于实际转速，退出动力降挡虚拟转速的计算，发动机管理系统控制器输出实际转速，仪表控制器接收实际转速并控制仪表指针显示，流程结束；否则，则重复执行步骤(S6)。
进一步，若满足动力升挡进入条件，车辆状态数据需同时满足以下条件：油门踏板开度大于第一油门踏板开度标定值；目标挡位大于实际挡位；发动机转速下降速率大于第一转速标定值；变速器控制器扭矩请求为降扭；变速器处于换挡期间，换挡位标志激活。
进一步，若满足动力升挡退出条件，车辆状态数据需满足以下任一条件：油门踏板开度小于等于第二油门踏板开度标定值；目标挡位等于实际挡位；虚拟转速与变速器涡轮转速之差小于第一转速差异标定值。
进一步，若满足动力降挡进入条件，车辆状态数据需同时满足以下条件：油门踏板开度大于第二油门踏板开度标定值；目标挡位小于实际挡位；变速器处于换挡期间，换挡标志位激活；变速器控制器扭矩请求为降扭。
进一步，若满足动力降挡退出条件，车辆状态数据需满足以下任一条件：油门踏板开度小于等于第三油门踏板开度标定值；目标挡位等于实际挡位；当前实际转速与上一采样周期转速之差在预设时间段内大于第二转速差异值。
进一步，虚拟转速等于实际转速乘以第一标定倍数，若为动力升挡，则第一标定倍数大于等于1，若为动力降挡，该第一标定倍数小于等于1。
本发明还提供一种车辆仪表显示虚拟发动机转速控制系统，执行所述的车辆仪表显示虚拟发动机转速控制方法，包括：
发动机管理系统控制器；
变速器控制器；
仪表控制器；
所述发动机管理系统控制器、变速器控制器和仪表控制器均与车辆CAN总线连接；发动机管理系统控制器根据变速器控制器的升、降挡情况，发出虚拟转速信号到CAN总线上，仪表控制器从CAN总线接收虚拟转速信号并通过仪表指针显示。
进一步，所述虚拟转速的范围为0～8000转/分钟。
本发明与现有技术相比较具有以下优点：
本发明的车辆仪表显示虚拟发动机转速控制系统及方法，驾驶车辆过程中，不管是手动变速器还是自动变速器，挡位的变化一般伴随发动机转速拐点性的变化，车辆在动力升、降挡过程中，虚化处理转速拐点的变化，以便实现仪表指针夸张地显示，达到运动化的视觉效果。
附图说明
图1为本发明车辆仪表显示虚拟发动机转速控制方法的结构示意图；
图2为踩油门动力升挡虚拟转速和实际转速运行曲线的结构示意图；
图3为踩油门动力降挡虚拟转速和实际转速运行曲线的结构示意图；
图4为本发明车辆仪表显示虚拟发动机转速控制系统的结构示意图。
图中：
1-发动机管理系统控制器；2-变速器控制器；3-仪表控制器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
参见图1至图3所示，本实施例公开了一种车辆仪表显示虚拟发动机转速控制方法，包括以下步骤：
(S1)发动机管理系统控制器1实时获取车辆状态数据，车辆状态数据包括油门踏板开度、目标挡位、实际挡位、换挡标志位状态、变速器的扭矩请求、发动机转速速率变化状态、变速器涡轮转速和发动机转速；
(S2)发动机管理系统控制器1根据车辆状态数据，判断是否满足动力升挡或动力降挡进入条件，若满足动力升挡，则执行步骤(S3)，若满足动力降挡，则执行步骤(S5)；若既不满足动力升挡也不满足动力降挡，则重复执行步骤(S2)；
(S3)发动机管理系统控制器1计算并输出虚拟转速，虚拟转速随着实际转速的增大而增大，且虚拟转速大于或等于实际转速，仪表控制器3接收虚拟转速并控制仪表指针按照虚拟转速显示，并执行步骤(S4)；
(S4)发动机管理系统控制器1根据车辆状态数据，判断是否满足动力升挡退出条件，若满足，在实际转速拐点处，虚拟转速在预设延时时间段内保持原增长趋势，仪表指针按照虚拟转速显示，待延时时间到达后，控制虚拟转速逐渐减小至等于实际转速，退出动力升挡虚拟转速的计算，发动机管理系统控制器1输出实际转速，仪表控制器3接收实际转速并控制仪表指针显示，流程结束；否则，则重复执行步骤(S4)；
(S5)发动机管理系统控制器1计算并输出虚拟转速，虚拟转速随着实际转速的减小而减小，且虚拟转速小于或等于实际转速，仪表控制器3接收虚拟转速并控制仪表指针显示，并执行步骤(S6)；
(S6)发动机管理系统控制器1根据车辆状态数据，判断是否满足动力降挡退出条件，若满足，在实际转速拐点处，虚拟转速在预设延时时间段内仍保持原减小趋势，仪表指针按照虚拟转速显示，待延时时间到达后，控制虚拟转速逐渐增大至等于实际转速，退出动力降挡虚拟转速的计算，发动机管理系统控制器1输出实际转速，仪表控制器3接收实际转速并控制仪表指针显示，流程结束；否则，则重复执行步骤(S6)。车辆在启动和行驶过程中，虚拟转速的计算仅在动力升挡和动力降挡过程中即换挡标志位激活时起作用。
参见图2所示，动力升挡：驾驶人在驾驶车辆换挡过程中，当进入条件满足后，实际发动机转速按一定的斜率降低，虚拟转速跟随实际转速变化，在实际转速拐点处，虚拟转速适当迟滞跟随实际转速，退出条件满足后，虚拟转速按第二标定斜率增大至等于实际转速。
参见图3所示，动力降挡：驾驶人在驾驶车辆换挡过程中，当进入条件满足后，实际发动机转速按一定的斜率升高，虚拟转速跟随实际实际转速变化，在实际转速拐点处，虚拟转速适当迟滞跟随实际转速，退出条件满足后，虚拟转速按第三标定斜率减小至接近实际转速并最终等于实际转速。
在本实施例中，若满足动力升挡进入条件，车辆状态数据需同时满足以下条件：油门踏板开度大于第一油门踏板开度标定值；目标挡位大于实际挡位；发动机转速下降速率大于第一转速标定值；变速器控制器扭矩请求为降扭；变速器处于换挡期间，换挡位标志激活。
在本实施例中，若满足动力升挡退出条件，车辆状态数据需满足以下任一条件：油门踏板开度小于等于第二油门踏板开度标定值；目标挡位等于实际挡位；虚拟转速与变速器涡轮转速之差小于第一转速差异标定值。
在本实施例中，其特征在于，若满足动力降挡进入条件，车辆状态数据需同时满足以下条件：油门踏板开度大于第二油门踏板开度标定值；目标挡位小于实际挡位；变速器处于换挡期间，换挡标志位激活；变速器控制器扭矩请求为降扭。
在本实施例中，若满足动力降挡退出条件，车辆状态数据需满足以下任一条件：油门踏板开度小于等于第三油门踏板开度标定值；目标挡位等于实际挡位；当前实际转速与上一采样周期转速之差在预设时间段内大于第二转速差异值。
在本实施例中，虚拟转速等于实际转速乘以第一标定倍数，若为动力升挡，则第一标定倍数大于等于1，若为动力降挡，该第一标定倍数小于等于1。该第一标定倍数是通过目标挡位为输入的一维MAP计算的第一标定倍数。
参见图4所示，本实施例还公开一种车辆仪表显示虚拟发动机转速控制系统，执行上述的车辆仪表显示虚拟发动机转速控制方法，包括：
发动机管理系统控制器1；
变速器控制器2；
仪表控制器3；
所述发动机管理系统控制器1、变速器控制器2和仪表控制器3均与车辆CAN总线连接；发动机管理系统控制器1根据变速器控制器2的升、降挡情况，发出虚拟转速信号到CAN总线上，仪表控制器3从CAN总线接收虚拟转速信号并通过仪表指针显示。车辆打开点火开关至关闭点火开关之间，例如启动发动机，将通过发动机管理控制器输出发送转速信号至车辆CAN总线，该转速显示信号发送周期满足仪表显示要求即可，仪表控制器在接收到发动机管理系统发送的转速信号后，将转速信号转化为仪表指针的转化角度，以实时地显示发动机转速的变化情况。
在本实施例中，所述虚拟转速的范围为0～8000转/分钟。虚拟转速的范围严重依赖于发动机的实际转速和目标挡位。在其他实施例中，所述虚拟转速可以标定为其他转速范围值。
本发明的车辆仪表显示虚拟发动机转速控制系统及方法，驾驶车辆过程中，不管是手动变速器还是自动变速器，挡位的变化一般伴随发动机转速拐点性的变化，车辆在动力升、降挡过程中，虚化处理转速拐点的变化，以便实现仪表指针夸张地显示，达到运动化的视觉效果。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种车辆仪表显示虚拟发动机转速控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
(S1)发动机管理系统控制器(1)实时获取车辆状态数据，车辆状态数据包括油门踏板开度、目标挡位、实际挡位、换挡标志位状态、变速器的扭矩请求、发动机转速速率变化状态、变速器涡轮转速和发动机转速；
(S2)发动机管理系统控制器(1)根据车辆状态数据，判断是否满足动力升挡或动力降挡进入条件，若满足动力升挡，则执行步骤(S3)，若满足动力降挡，则执行步骤(S5)；若既不满足动力升挡也不满足动力降挡，则重复执行步骤(S2)；
(S3)发动机管理系统控制器(1)计算并输出虚拟转速，虚拟转速随着实际转速的增大而增大，且虚拟转速大于或等于实际转速，仪表控制器(3)接收虚拟转速并控制仪表指针按照虚拟转速显示，并执行步骤(S4)；
(S4)发动机管理系统控制器(1)根据车辆状态数据，判断是否满足动力升挡退出条件，若满足，在实际转速拐点处，虚拟转速在预设延时时间段内保持原增长趋势，仪表指针按照虚拟转速显示，待延时时间到达后，控制虚拟转速逐渐减小至等于实际转速，退出动力升挡虚拟转速的计算，发动机管理系统控制器(1)输出实际转速，仪表控制器(3)接收实际转速并控制仪表指针显示，流程结束；否则，则重复执行步骤(S4)；
(S5)发动机管理系统控制器(1)计算并输出虚拟转速，虚拟转速随着实际转速的减小而减小，且虚拟转速小于或等于实际转速，仪表控制器(3)接收虚拟转速并控制仪表指针显示，并执行步骤(S6)；
(S6)发动机管理系统控制器(1)根据车辆状态数据，判断是否满足动力降挡退出条件，若满足，在实际转速拐点处，虚拟转速在预设延时时间段内仍保持原减小趋势，仪表指针按照虚拟转速显示，待延时时间到达后，控制虚拟转速逐渐增大至等于实际转速，退出动力降挡虚拟转速的计算，发动机管理系统控制器(1)输出实际转速，仪表控制器(3)接收实际转速并控制仪表指针显示，流程结束；否则，则重复执行步骤(S6)。
2.根据权利要求1所述的车辆仪表显示虚拟发动机转速控制方法，其特征在于，若满足动力升挡进入条件，车辆状态数据需同时满足以下条件：油门踏板开度大于第一油门踏板开度标定值；目标挡位大于实际挡位；发动机转速下降速率大于第一转速标定值；变速器控制器扭矩请求为降扭；变速器处于换挡期间，换挡位标志激活。
3.根据权利要求2所述的车辆仪表显示虚拟发动机转速控制方法，其特征在于，若满足动力升挡退出条件，车辆状态数据需满足以下任一条件：油门踏板开度小于等于第二油门踏板开度标定值；目标挡位等于实际挡位；虚拟转速与变速器涡轮转速之差小于第一转速差异标定值。
4.根据权利要求1至3任一所述的车辆仪表显示虚拟发动机转速控制方法，其特征在于，若满足动力降挡进入条件，车辆状态数据需同时满足以下条件：油门踏板开度大于第二油门踏板开度标定值；目标挡位小于实际挡位；变速器处于换挡期间，换挡标志位激活；变速器控制器扭矩请求为降扭。
5.根据权利要求4所述的车辆仪表显示虚拟发动机转速控制方法，其特征在于，若满足动力降挡退出条件，车辆状态数据需满足以下任一条件：油门踏板开度小于等于第三油门踏板开度标定值；目标挡位等于实际挡位；当前实际转速与上一采样周期转速之差在预设时间段内大于第二转速差异值。
6.根据权利要求1或2或3或5所述的车辆仪表显示虚拟发动机转速控制方法，其特征在于，虚拟转速等于实际转速乘以第一标定倍数，若为动力升挡，则第一标定倍数大于等于1，若为动力降挡，该第一标定倍数小于等于1。
7.一种车辆仪表显示虚拟发动机转速控制系统，其特征在于，执行权利要求1至6任一所述的车辆仪表显示虚拟发动机转速控制方法，包括：
发动机管理系统控制器(1)；
变速器控制器(2)；
仪表控制器(3)；
所述发动机管理系统控制器(1)、变速器控制器(2)和仪表控制器(3)均与车辆CAN总线连接；发动机管理系统控制器(1)根据变速器控制器(2)的升、降挡情况，发出虚拟转速信号到CAN总线上，仪表控制器(3)从CAN总线接收虚拟转速信号并通过仪表指针显示。
8.根据权利要求7所述的车辆仪表显示虚拟发动机转速控制系统，其特征在于，所述虚拟转速的范围为0～8000转/分钟。
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