CN112228549A - 主动发声系统虚拟发动机转速控制方法及主动发声系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动汽车主动发声系统技术领域，公开了一种电动汽车的主动发声系统虚拟发动机转速控制方法及主动发声系统；控制方法包括：确定虚拟发动机转速控制策略，其包括：获取各个挡位下虚拟发动机转速与车速的线性回归方程；各个换挡点的车速增量；确定各个挡位下，车速与虚拟发动机转速的线性回归方程；对虚拟发动机转速进行控制，其包括：当车速增加，且虚拟发动机转速小于等于当前加速踏板开度区间的换挡点的虚拟发动机转速时，则按照换挡控制策略执行虚拟发动机转速控制；当车速增加，且虚拟发动机转速大于当前加速踏板开度区间的换挡点的虚拟发动机转速时，则保持当前的挡位不变；当车速减小时，保持当前挡位不变。

Description

主动发声系统虚拟发动机转速控制方法及主动发声系统

技术领域

本发明涉及电动汽车主动发声系统技术领域，尤其涉及一种电动汽车的主动发声系统虚拟发动机转速控制方法及主动发声系统。

背景技术

在传统内燃机汽车动态行驶过程中，变速器整个升挡过程引发的车内发动机阶次声音在相邻挡位之间的切换是体现汽车品牌标志的重要特征之一，经过百年的发展迭代与不断的技术创新，不同汽车品牌的汽车的声音已成为各自的一个特色，成为影响消费者购车意愿的重要因素之一。

现有电动汽车主动发声系统采用单一挡位的控制策略或者采用固定的发动机转速和车速换挡点的控制策略，会使得虚拟发动机转速出现跳变。虚拟发动机转速的跳变会引起主动发声系统声音频率的跳变现象。上述两种转速控制策略车速覆盖范围有限，驾乘人员的换挡感觉不真实，驾驶体验感较差。

因此，亟需一种电动汽车的主动发声系统虚拟发动机转速控制方法及主动发声系统，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电动汽车的主动发声系统虚拟发动机转速控制方法及主动发声系统，其能够避免因虚拟转速的跳变导致主动发声系统声音频率的跳变现象。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，提供一种主动发声系统虚拟发动机转速控制方法，包括如下步骤：

S1、确定虚拟发动机转速控制策略，其包括：

S11、获取各个挡位下虚拟发动机转速与车速的线性回归方程；

S12、获取各个换挡点的车速增量；

S13、根据步骤S11确定各个挡位下，车速与虚拟发动机转速的线性回归方程；

S14、将加速踏板开度划分为多个区间，获取各个加速踏板开度区间内，换挡点的虚拟发动机转速；

S2、对虚拟发动机转速进行控制，其包括：

S21、当车速v增加，且虚拟发动机转速小于等于当前加速踏板开度区间的换挡点的虚拟发动机转速时，则按照换挡控制策略执行虚拟发动机转速控制；

S22、当车速v增加，且虚拟发动机转速大于当前加速踏板开度区间的换挡点的虚拟发动机转速时，则保持当前的挡位不变；

S23、当车速v减小时，保持当前挡位不变。

作为一种主动发声系统虚拟发动机转速控制方法的优选技术方案，还包括步骤S01，确定内燃机汽车的发动机转速、车速和加速踏板开度的关系，其包括：

S011、获取不同加速踏板开度区间内，变速器升挡过程换挡点发动机转速与加速踏板开度的线性回归方程；

S012、获取各个挡位下发动机转速与车速的线性回归方程；

S013、获取换挡过程速度增量与挡位之间回归方程；

S014、获取不同加速踏板开度区间内，各个挡位下车速与换挡点发动机转速的线性回归方程。

作为一种主动发声系统虚拟发动机转速控制方法的优选技术方案，步骤S01中在步骤S011之前还包括步骤：获得不同加速踏板开度和变速器挡位下，发动机转速随车速的变化曲线。

作为一种主动发声系统虚拟发动机转速控制方法的优选技术方案，在步骤S11中，根据步骤S012，获取各个挡位下虚拟发动机转速与车速的线性回归方程。

作为一种主动发声系统虚拟发动机转速控制方法的优选技术方案，在步骤S12中，根据步骤S013，获取各个换挡点的车速增量。

作为一种主动发声系统虚拟发动机转速控制方法的优选技术方案，在步骤S14中，根据步骤S011，获取各个加速踏板开度区间内，换挡点的虚拟发动机转速。

作为一种主动发声系统虚拟发动机转速控制方法的优选技术方案，加速踏板开度均匀划分有5个区间，车辆设置有6个虚拟挡位，步骤S21中，按照换挡控制策略执行虚拟发动机转速控制包括：

如果加速踏板开度∈(0,20％]时，车速v从0开始加速，虚拟转速按照1挡速比进行控制，直至当前加速踏板开度对应区间的换挡点位置虚拟转速r_{switch_20％}，同时根据步骤S014计算出换挡点位置对应的车速v_switch；

继续加速，将进行1→2换挡操作，2挡对应的车速为(v_switch+Δv₁₂)km/h，在此基础上，根据2挡速比计算出对应的虚拟转速大小，从1挡换挡点线性过渡至2挡最低点从而完成1→2换挡操作；

虚拟转速按照2挡速比进行控制，在此过程中系统实时更新换挡点虚拟转速，如果此时加速踏板开度∈(20,40％]时，换挡点位置虚拟转速为r_{switch_40％}r/min，系统以2挡速比加速行驶至该换挡点位置虚拟转速，同时根据步骤S014计算出换挡点位置对应的车速v_switch；

继续加速，将进行2→3换挡操作，3挡对应的车速为(v_switch+Δv₂₃)km/h，在此基础上，根据3挡速比计算出对应的虚拟转速大小，从2挡换挡点线性过渡至3挡最低点从而完成2→3换挡操作；

虚拟转速按照3挡速比进行控制，在此过程中系统实时更新换挡点虚拟转速，如果此时加速踏板开度∈(40,60％]时，换挡点位置虚拟转速为r_{switch_60％}r/min，系统以3挡速比加速行驶至该换挡点位置虚拟转速r_{switch_60％}，同时根据步骤S014计算出换挡点位置对应的车速v_switch；

继续加速，将进行3→4换挡操作，4挡对应的车速为(v_switch+Δv₃₄)km/h，在此基础上，根据4挡速比计算出对应的虚拟转速大小，从3挡换挡点线性过渡至4挡最低点从而完成3→4换挡操作；

虚拟转速按照4挡速比进行控制，在此过程中系统实时更新换挡点虚拟转速，如果此时加速踏板开度∈(60,80％]时，换挡点位置虚拟转速为r_{switch_80％}r/min，系统以4挡速比加速行驶至该换挡点位置虚拟转速r_{switch_80％}，同时根据步骤S014计算出换挡点位置对应的车速v_switch；

继续加速，将进行4→5换挡操作，5挡对应的车速为(v_switch+Δv₄₅)km/h，在此基础上，根据5挡速比计算出对应的虚拟转速大小，从4挡换挡点线性过渡至5挡最低点从而完成4→5换挡操作；

虚拟转速按照5挡速比进行控制，在此过程中系统实时更新换挡点虚拟转速，如果此时加速踏板开度∈(80,100％]时，换挡点位置虚拟转速为r_{switch_100％}r/min，系统以5挡速比加速行驶至该换挡点位置虚拟转速r_switch，同时根据步骤S014计算出换挡点位置对应的车速v_switch；

继续加速，将进行5→6换挡操作，6挡对应的车速为(v_switch+Δv₅₆)km/h，在此基础上，根据6挡速比计算出对应的虚拟转速大小，从5挡换挡点线性过渡至6挡最低点从而完成5→6换挡操作；

之后，虚拟转速按照6挡速比进行控制，直至最高车速。

作为一种主动发声系统虚拟发动机转速控制方法的优选技术方案，虚拟发动机转速控制策略中的车速和加速踏板开度从车辆的CAN总线获得。

第二方面，提供一种主动发声系统，其采用了如上所述的主动发声系统虚拟发动机转速控制方法。

作为一种主动发声系统的优选技术方案，主动发声系统依据虚拟发动机转速的控制实时产生与虚拟发动机转速相对应的合成声音。

本发明的有益效果：

当车速增加，且虚拟发动机转速小于等于当前加速踏板开度区间的换挡点的虚拟发动机转速时，按照换挡控制策略执行虚拟发动机转速控制；当车速增加，且虚拟发动机转速大于当前加速踏板开度区间的换挡点的虚拟发动机转速时，则保持当前的挡位不变；当车速v减小时，保持当前挡位不变。这三种不同工况下虚拟发动机转速的换挡控制方法，能够覆盖电动汽车所有运行工况，不仅能够在正常加速行驶工况下，实现虚拟发动机转速的换挡控制操作，同时还可以在极限加速行驶和减速行驶工况下，以锁定虚拟发动机与车速之间速比的方式，使得虚拟发动机转速以连续变化的方式缓慢加速或者减速，避免因虚拟转速的跳变导致主动发声系统声音频率的跳变现象，从而能够增强电动汽车主动发声系统换挡控制策略的驾驶体验。

附图说明

图1是本发明提供的不同恒定加速踏板开度下D挡加速行驶发动机转速与车速的关系曲线图；

图2是本发明提供的不同恒定加速踏板开度下变速器升挡过程换挡点发动机转速与加速踏板开度的线性曲线图

图3是本发明提供的2挡发动机转速与车速的线性曲线图；

图4是本发明提供的3挡发动机转速与车速的线性曲线图；

图5是本发明提供的4挡发动机转速与车速的线性曲线图；

图6是本发明提供的5挡发动机转速与车速的线性曲线图；

图7是本发明提供的6挡发动机转速与车速的线性曲线图；

图8是本发明提供的7挡发动机转速与车速的线性曲线图；

图9是本发明提供的20％加速踏板开度下D挡加速行驶换挡过程车速增量示意图；

图10是本发明提供的D挡加速行驶换挡过程车速增量的曲线图；

图11是本发明提供的2挡换挡点车速与发动机转速的线性曲线图；

图12是本发明提供的3挡换挡点车速与发动机转速的线性曲线图；

图13是本发明提供的4挡换挡点车速与发动机转速的线性曲线图；

图14是本发明提供的5挡换挡点车速与发动机转速的线性曲线图；

图15是本发明提供的6挡换挡点车速与发动机转速的线性曲线图；

图16是本发明提供的7挡换挡点车速与发动机转速的线性曲线图。

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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例一

本实施例公开了一种主动发声系统的虚拟发动机转速控制方法，其包括如下步骤：

S1、确定虚拟发动机转速控制策略，其包括：

S11、获取各个挡位下虚拟发动机转速与车速的线性回归方程；

S12、获取各个换挡点的车速增量；

S13、根据步骤S11确定的各个挡位下，车速与虚拟发动机转速的线性回归方程；

S14、将加速踏板开度划分为多个区间，获取各个加速踏板开度区间内，换挡点的虚拟发动机转速；

S2、对虚拟发动机转速进行控制，其包括：

S21、当车速v增加，且虚拟发动机转速小于等于当前加速踏板开度区间的换挡点的虚拟发动机转速时，则按照换挡控制策略执行虚拟发动机转速控制；

S22、当车速v增加，且虚拟发动机转速大于当前加速踏板开度区间的换挡点的虚拟发动机转速时，则保持当前的挡位不变；

S23、当车速v减小时，保持当前挡位不变。

当车速增加，且虚拟发动机转速小于等于当前加速踏板开度区间的换挡点的虚拟发动机转速时，按照换挡控制策略执行虚拟发动机转速控制；当车速增加，且虚拟发动机转速大于当前加速踏板开度区间的换挡点的虚拟发动机转速时，则保持当前的挡位不变；当车速v减小时，保持当前挡位不变。这三种不同工况下虚拟发动机转速的换挡控制方法，能够覆盖电动汽车所有运行工况，不仅能够在正常加速行驶工况下，实现虚拟发动机转速的换挡控制操作，同时还可以在极限加速行驶和减速行驶工况下，以锁定虚拟发动机与车速之间速比的方式，使得虚拟发动机转速以连续变化的方式缓慢加速或者减速，避免因虚拟转速的跳变导致主动发声系统声音频率的跳变现象，从而能够增强电动汽车主动发声系统换挡控制策略的驾驶体验。

实施例二

本实施例公开了一种主动发声系统的虚拟发动机转速控制方法，其包括如下步骤：

S01、确定内燃机汽车的发动机转速、车速和加速踏板开度的关系，其包括：

S0011、不同恒定加速踏板开度下D挡加速行驶车辆主要参数测试准备。

针对待测传统内燃机试验样车，布置发动机转速传感器、车速传感器、加速踏板开度传感器分别用于测试试验样车的发动机转速、车速、加速踏板开度，并将上述测试信号接入到同一数据采集前端测试设备中，从而能够保证在测试过程中，这些测试信号的同步采集以及采样频率的设置。

S0012、不同恒定加速踏板开度下D挡加速行驶车辆主要参数测试。

在室外水平光滑的沥青路面上，将试验样车的变速器挡位置于D挡，分别将加速踏板开度固定在20％、40％、60％、80％、100％等开度下进行加速行驶操作，在道路允许行驶的限制车速下，使得各个工况下整个加速过程能够尽量覆盖变速器所有发动机转速换挡点，在上述测试过程中，同步采集发动机转速、车速、加速踏板开度、变速器挡位信号。

S0013、不同恒定加速踏板开度下D挡加速行驶发动机转速变化分析。

根据测试得到的发动机转速、车速、加速踏板开度、变速器挡位数据，分析并绘制出在不同加速踏板开度和变速器挡位下，发动机转速随车速的变化曲线，如图1所示。

S011、获取不同加速踏板开度区间内，变速器升挡过程换挡点发动机转速与加速踏板开度的线性回归方程；具体地，不同恒定加速踏板开度下变速器升挡过程发动机转速换挡位置分析。将不同恒定加速踏板开度下变速器升挡过程中的发动机转速换挡时的发动机转速和加速踏板开度数据进行统计汇总，如图2所示，并针对所有换挡点的数据进行线性回归分析，得到变速器升挡过程换挡点发动机转速与加速踏板开度的线性回归方程：r_switch＝a×P+b,其中，P代表加速踏板开度，r_switch代表换挡点位置发动机转速。判定系数R²＝0.97，说明发动机转速换挡点与加速踏板开度存在强相关的线性关系，也就是说在相同的加速踏板开度下D挡加速行驶，变速器升挡过程将在相同的发动机转速位置附近进行换挡，同时换挡位置的发动机转速与加速踏板开度呈线性关系。根据加速踏板开度大小以及回归方程公式即可计算出当前加速踏板开度下对应的换挡点位置发动机转速大小。

S012、获取各个挡位下发动机转速与车速的线性回归方程；具体地，相同挡位下发动机转速与车速变化关系分析。由图1可知，在相同的变速器挡位下，发动机转速与车速呈线性关系，与加速踏板开度没有关系。根据所采集的各个挡位下的发动机转速和车速数据，通过回归分析方法确定各个挡位下发动机转速和车速之间的线性关系，得到固定挡位下发动机转速与车速的线性回归方程，2挡、3挡、4挡、5挡、6挡、7挡发动机转速与车速回归方程分别为：r₂＝a₂ν₂+b₂,r₃＝a₃ν₃+b₃,r₄＝a₄ν₄+b₄,r₅＝a₅ν₅+b₅,r₆＝a₆ν₆+b₆,r₇＝a₇ν₇+b₇，其中ν_i代表第i挡车速，r_i代表第i挡发动机转速，a_i表示第i挡线性回归方程的斜率，b_i表示回归曲线的与横坐标轴的截距。判定系数R²均为1.00，表明在某一固定挡位下，变速器速比固定不变，发动机转速与车速呈线性关系，与加速踏板开度无关。

S013、获取换挡过程速度增量与挡位之间回归方程；具体地，升挡过程中发动机转速切换前后车速增量变化分析。试验样车在D挡某一加速踏板开度下加速行驶过程中，当变速器挡位从某一挡位切换至下一个挡位时，发动机转速较大幅度地迅速衰减至某一值，同时车速出现了小幅度的增加，如图9所示，根据各个加速踏板开度下D挡加速行驶测试结果，统计出不同加速踏板开度和不同挡位之间切换的车速增量，如表1所示，将表格1中的速度增量和挡位数据绘制成散点图，并进行回归分析，得到如图10所示的换挡过程速度增量与挡位之间的回归曲线和回归方程：Δν＝cg^-d，其中Δν为该挡位下换挡前后车速增量，g为换挡前变速器挡位，c为幂函数的幅值系数，d为幂数的绝对值。由判定系数为R²＝0.98可知，该回归方程具有高置信度，表明各个挡位下对应的发动机转速切换前后车速的增量Δν可根据该幂函数回归方程计算出，与加速踏板开度大小无关。

表1升挡过程发动机转速前后前后车速增量统计表

升挡前原始挡位	20％	40％	60％	80％	100％
						2	Δν<sub>2_20％</sub>	Δν<sub>2_40％</sub>	Δν<sub>2_60％</sub>	Δν<sub>2_80％</sub>	Δν<sub>2_100％</sub>
3	Δν<sub>3_20％</sub>	Δν<sub>3_40％</sub>	Δν<sub>3_60％</sub>	Δν<sub>3_80％</sub>	Δν<sub>3_100％</sub>
						4	Δν<sub>4_20％</sub>	Δν<sub>4_40％</sub>	Δν<sub>4_60％</sub>	Δν<sub>4_80％</sub>	Δν<sub>4_100％</sub>
5	Δν<sub>5_20％</sub>	Δν<sub>5_40％</sub>	Δν<sub>5_60％</sub>	Δν<sub>5_80％</sub>	Δν<sub>5_100％</sub>
						6	Δν<sub>6_20％</sub>	Δν<sub>6_40％</sub>	Δν<sub>6_60％</sub>	Δν<sub>6_80％</sub>	Δν<sub>6_100％</sub>

S014、获取不同加速踏板开度区间内，各个挡位下车速与换挡点发动机转速的线性回归方程。换挡点位置车速与发动机转速的关系分析。根据步骤S011所述，换挡点位置发动机转速与加速踏板开度呈线性关系，即换挡点位置发动机转速可表示为r_switch＝a×P+b,根据所采集的各个挡位下的发动机转速和车速数据，通过回归分析方法确定各个挡位下车速和发动机转速之间的线性关系，得到固定挡位下车速与发动机转速的线性回归方程，2挡、3挡、4挡、5挡、6挡、7挡发动机转速与车速回归方程分别为：ν₂₂＝c₂r_switch+d₂,ν₃₂＝c₃r_switch+d₃,ν₄₂＝c₄r_switch+d₄,ν₅₂＝c₅r_switch+d₅,ν₆₂＝c₆r_switch+d₆,ν₇₂＝c₇r_switch+d₇，其中r_switch代表换挡点位置发动机转速，ν_i2代表第i挡换挡点位置对应的车速，c_i表示第i挡线性回归方程的斜率，d_i表示回归曲线的与横坐标轴的截距。各个挡位换挡点位置车速与发动机转速的回归分析结果如图11-16所示。

S1、确定虚拟发动机转速控制策略，其包括：

S10、虚拟发动机转速控制策略中的车速v和加速踏板开度P从车辆的CAN总线获得。虚拟发动机转速r由车速v和挡位g确定；本实施例中的虚拟挡位g具有6个挡位，g＝1，2，3，4，5，6。

S11、获取各个挡位下虚拟发动机转速与车速的线性回归方程；具体地，在步骤S11中，根据步骤S012中的内燃机车辆的各个挡位下发动机转速与车速的线性回归方程，获取各个挡位下虚拟发动机转速与车速的线性回归方程。各虚拟挡位下虚拟发动机转速与车速的关系：

g＝1时，r＝a₁×v+b₁；

g＝2时，r＝a₂×v+b₂；

g＝3时，r＝a₃×v+b₃；

g＝4时，r＝a₄×v+b₄；

g＝5时，r＝a₅×v+b₅；

g＝6时，r＝a₆×v+b₆。

S12、获取各个换挡点的车速增量；在步骤S12中，根据步骤S013中的分析结果，获取各个换挡点的车速增量。根据步骤S013中的分析结果设置相邻挡位之间换挡过程中车速增量大小，当1→2时，Δv_1→2＝Δv₁₂ km/h；当2→3时，Δv_2→3＝Δv₂₃ km/h；当3→4时，Δv_3→4＝Δv₃₄ km/h；当4→5时，Δv_4→5＝Δv₄₅ km/h；5→6时，Δv_5→6＝Δv₅₆ km/h。

S13、根据步骤S11确定的各个挡位下，车速与虚拟发动机转速的线性回归方程；

g＝1时，v＝(r-b₁)/a₁；

g＝2时，v＝(r-b₂)/a₂；

g＝3时，v＝(r-b₃)/a₃；

g＝4时，v＝(r-b₄)/a₄；

g＝5时，v＝(r-b₅)/a₅；

g＝6时，v＝(r-b₆)/a₆。

S14、将加速踏板开度划分为多个区间，获取各个加速踏板开度区间内，换挡点的虚拟发动机转速；优选地，本实施例中，划分为五个加速踏板开度区间，分别为(0,20％]、(20,40％]、(40,60％]、(60,80％]、(80,100％]，换挡点位置虚拟转速大小r_switch与所处于的加速踏板开度区间的最大值P之间的关系如下：

r_switch＝a×P+b

其中，P代表加速踏板开度区间的最大值，r_switch代表换挡点位置虚拟转速，各个加速踏板开度区间对应的换挡点位置的虚拟转速分别为：

1)(0,20％]加速踏板开度区间，换挡点位置的虚拟发动机转速为r_{switch_20％}；

2)(20,40％]加速踏板开度区间，换挡点位置的虚拟发动机转速为r_{switch_40％}；

3)(40,60％]加速踏板开度区间，换挡点位置的虚拟发动机转速为r_{switch_60％}；

4)(60,80％]加速踏板开度区间，换挡点位置的虚拟发动机转速为r_{switch_80％}；

5)(80,100％]加速踏板开度区间，换挡点位置的虚拟发动机转速为r_{switch_100％}。

S2、对虚拟发动机转速进行控制，根据车速v和虚拟发动机转速r的变化，主动发声系统按照以下三种工况进行虚拟发动机转速控制，其包括：

S21、当车速v增加，且虚拟发动机转速小于等于当前加速踏板开度区间的换挡点的虚拟发动机转速时，则按照换挡控制策略执行虚拟发动机转速控制；具体地：

1)如果加速踏板开度∈(0,20％]，车速v从0开始加速，虚拟转速按照1挡速比进行控制，即g＝1，r＝a₁×v+b₁，直至当前加速踏板开度对应区间的换挡点位置虚拟转速达到r_{switch_20％}，同时根据步骤S014中的公式计算出换挡点位置对应的车速v_switch＝[(r_{switch_20％}-b₁)/a₁]km/h；

2)继续加速，将进行1→2换挡操作，2挡对应的车速为(v_switch+Δv₁₂)km/h，在此基础上，根据2挡速比计算出对应的虚拟转速大小，从1挡换挡点线性过渡至2挡最低点从而完成1→2换挡操作；

3)虚拟转速按照2挡速比进行控制，即g＝2，r＝a₂×v+b₂，在此过程中系统实时更新换挡点虚拟转速，如果此时加速踏板开度∈(20,40％]，换挡点位置虚拟转速为r_{switch_40％}r/min，系统以2挡速比加速行驶至该换挡点位置虚拟转速，同时根据步骤S014中的公式计算出换挡点位置对应的车速v_switch＝[(r_{switch_40％}-b₂)/a₂]km/h；

4)继续加速，将进行2→3换挡操作，3挡对应的车速为(v_switch+Δv₂₃)km/h，在此基础上，根据3挡速比计算出对应的虚拟转速大小，从2挡换挡点线性过渡至3挡最低点从而完成2→3换挡操作；

5)虚拟转速按照3挡速比进行控制，即g＝3，r＝a₃×v+b₃，在此过程中系统实时更新换挡点虚拟转速，如果此时加速踏板开度∈(40,60％]，换挡点位置虚拟转速为r_{switch_60％}r/min，系统以3挡速比加速行驶至该换挡点位置虚拟转速r_{switch_60％}，同时根据步骤S014中的公式计算出换挡点位置对应的车速v_switch＝[(r_{switch_60％}-b₃)/a₃]km/h；

6)继续加速，将进行3→4换挡操作，4挡对应的车速为(v_switch+Δv₃₄)km/h，在此基础上，根据4挡速比计算出对应的虚拟转速大小，从3挡换挡点线性过渡至4挡最低点从而完成3→4换挡操作；

7)虚拟转速按照4挡速比进行控制，即g＝4，r＝a₄×v+b₄，在此过程中系统实时更新换挡点虚拟转速，如果此时加速踏板开度∈(60,80％]，换挡点位置虚拟转速为r_{switch_80％}r/min，系统以4挡速比加速行驶至该换挡点位置虚拟转速r_{switch_80％}，同时根据步骤S014中的公式计算出换挡点位置对应的车速v_switch＝[(r_{switch_80％}-b₄)/a₄]km/h；

8)继续加速，将进行4→5换挡操作，5挡对应的车速为(v_switch+Δv₄₅)km/h，在此基础上，根据5挡速比计算出对应的虚拟转速大小，从4挡换挡点线性过渡至5挡最低点从而完成4→5换挡操作；

9)虚拟转速按照5挡速比进行控制，即g＝5，r＝a₅×v+b₅，在此过程中系统实时更新换挡点虚拟转速，如果此时加速踏板开度∈(80,100％]，换挡点位置虚拟转速为r_{switch_100％}r/min，系统以5挡速比加速行驶至该换挡点位置虚拟转速r_switch，同时根据步骤S014中的公式计算出换挡点位置对应的车速v_switch＝[(r_{switch_100％}-b₅)/a₅]km/h；

10)继续加速，将进行5→6换挡操作，6挡对应的车速为(v_switch+Δv₅₆)km/h，在此基础上，根据6挡速比计算出对应的虚拟转速大小，从5挡换挡点线性过渡至6挡最低点从而完成5→6换挡操作；

11)之后，虚拟转速按照6挡速比进行控制，即g＝6，r＝a₆×v+b₆，直至最高车速。

S22、当车速v增加，且虚拟发动机转速大于当前加速踏板开度区间的换挡点的虚拟发动机转速时，即当车速v增加，且虚拟转速r＞r_switch，即处于低加速踏板开度、高虚拟转速工况，则保持挡位g不变，即r与v的关系保持不变，使得r以连续变化的方式缓慢加速，避免出现虚拟转速的跳变。

S23、当车速v减小，则保持挡位g不变，即r与v的关系保持不变，使得r以连续变化的方式减速，避免出现虚拟转速的跳变。

当车速增加，且虚拟发动机转速小于等于当前加速踏板开度区间的换挡点的虚拟发动机转速时，按照换挡控制策略执行虚拟发动机转速控制；当车速增加，且虚拟发动机转速大于当前加速踏板开度区间的换挡点的虚拟发动机转速时，则保持当前的挡位不变；当车速v减小时，保持当前挡位不变。这三种不同工况下虚拟发动机转速的换挡控制方法，能够覆盖电动汽车所有运行工况，不仅能够在正常加速行驶工况下，实现虚拟发动机转速的换挡控制操作，同时还可以在极限加速行驶和减速行驶工况下，以锁定虚拟发动机与车速之间速比的方式，使得虚拟发动机转速以连续变化的方式缓慢加速或者减速，避免因虚拟转速的跳变导致主动发声系统声音频率的跳变现象，从而能够增强电动汽车主动发声系统换挡控制策略的驾驶体验。

本实施例还公开了一种主动发声系统，其上述的主动发声系统的虚拟发动机转速控制方法；主动发声系统依据虚拟发动机转速的控制实时产生与虚拟发动机转速相对应的合成声音。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种主动发声系统虚拟发动机转速控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、确定虚拟发动机转速控制策略，其包括：

S11、获取各个挡位下虚拟发动机转速与车速的线性回归方程；

S12、获取各个换挡点的车速增量；

S13、根据步骤S11确定各个挡位下，车速与虚拟发动机转速的线性回归方程；

S14、将加速踏板开度划分为多个区间，获取各个加速踏板开度区间内，换挡点的虚拟发动机转速；

S2、对虚拟发动机转速进行控制，其包括：

S21、当车速v增加，且虚拟发动机转速小于等于当前加速踏板开度区间的换挡点的虚拟发动机转速时，则按照换挡控制策略执行虚拟发动机转速控制；

S22、当车速v增加，且虚拟发动机转速大于当前加速踏板开度区间的换挡点的虚拟发动机转速时，则保持当前的挡位不变；

S23、当车速v减小时，保持当前挡位不变。

2.根据权利要求1所述的主动发声系统虚拟发动机转速控制方法，其特征在于，还包括步骤S01，确定内燃机汽车的发动机转速、车速和加速踏板开度的关系，其包括：

S011、获取不同加速踏板开度区间内，变速器升挡过程换挡点发动机转速与加速踏板开度的线性回归方程；

S012、获取各个挡位下发动机转速与车速的线性回归方程；

S013、获取换挡过程速度增量与挡位之间回归方程；

S014、获取不同加速踏板开度区间内，各个挡位下车速与换挡点发动机转速的线性回归方程。

3.根据权利要求2所述的主动发声系统虚拟发动机转速控制方法，其特征在于，步骤S01中在步骤S011之前还包括步骤：获得不同加速踏板开度和变速器挡位下，发动机转速随车速的变化曲线。

4.根据权利要求3所述的主动发声系统虚拟发动机转速控制方法，其特征在于，在步骤S11中，根据步骤S012，获取各个挡位下虚拟发动机转速与车速的线性回归方程。

5.根据权利要求4所述的主动发声系统虚拟发动机转速控制方法，其特征在于，在步骤S12中，根据步骤S013，获取各个换挡点的车速增量。

6.根据权利要求5所述的主动发声系统虚拟发动机转速控制方法，其特征在于，在步骤S14中，根据步骤S011，获取各个加速踏板开度区间内，换挡点的虚拟发动机转速。

7.根据权利要求6所述的主动发声系统虚拟发动机转速控制方法，其特征在于，加速踏板开度均匀划分有5个区间，车辆设置有6个虚拟挡位，步骤S21中，按照换挡控制策略执行虚拟发动机转速控制包括：

如果加速踏板开度∈(0,20％]，车速v从0开始加速，虚拟转速按照1挡速比进行控制，直至当前加速踏板开度对应区间的换挡点位置虚拟转速r_{switch_20％}，同时根据步骤S014计算出换挡点位置对应的车速v_switch；

继续加速，将进行1→2换挡操作，2挡对应的车速为(v_switch+Δv₁₂)km/h，在此基础上，根据2挡速比计算出对应的虚拟转速大小，从1挡换挡点线性过渡至2挡最低点从而完成1→2换挡操作；

虚拟转速按照2挡速比进行控制，在此过程中系统实时更新换挡点虚拟转速，如果此时加速踏板开度∈(20,40％]，换挡点位置虚拟转速为r_{switch_40％}r/min，系统以2挡速比加速行驶至该换挡点位置虚拟转速，同时根据步骤S014计算出换挡点位置对应的车速v_switch；

继续加速，将进行2→3换挡操作，3挡对应的车速为(v_switch+Δv₂₃)km/h，在此基础上，根据3挡速比计算出对应的虚拟转速大小，从2挡换挡点线性过渡至3挡最低点从而完成2→3换挡操作；

虚拟转速按照3挡速比进行控制，在此过程中系统实时更新换挡点虚拟转速，如果此时加速踏板开度∈(40,60％]，换挡点位置虚拟转速为r_{switch_60％}r/min，系统以3挡速比加速行驶至该换挡点位置虚拟转速r_{switch_60％}，同时根据步骤S014计算出换挡点位置对应的车速v_switch；

继续加速，将进行3→4换挡操作，4挡对应的车速为(v_switch+Δv₃₄)km/h，在此基础上，根据4挡速比计算出对应的虚拟转速大小，从3挡换挡点线性过渡至4挡最低点从而完成3→4换挡操作；

虚拟转速按照4挡速比进行控制，在此过程中系统实时更新换挡点虚拟转速，如果此时加速踏板开度∈(60,80％]，换挡点位置虚拟转速为r_{switch_80％}r/min，系统以4挡速比加速行驶至该换挡点位置虚拟转速r_{switch_80％}，同时根据步骤S014计算出换挡点位置对应的车速v_switch；

继续加速，将进行4→5换挡操作，5挡对应的车速为(v_switch+Δv₄₅)km/h，在此基础上，根据5挡速比计算出对应的虚拟转速大小，从4挡换挡点线性过渡至5挡最低点从而完成4→5换挡操作；

虚拟转速按照5挡速比进行控制，在此过程中系统实时更新换挡点虚拟转速，如果此时加速踏板开度∈(80,100％]，换挡点位置虚拟转速为r_{switch_100％}r/min，系统以5挡速比加速行驶至该换挡点位置虚拟转速r_switch，同时根据步骤S014计算出换挡点位置对应的车速v_switch；

继续加速，将进行5→6换挡操作，6挡对应的车速为(v_switch+Δv₅₆)km/h，在此基础上，根据6挡速比计算出对应的虚拟转速大小，从5挡换挡点线性过渡至6挡最低点从而完成5→6换挡操作；

之后，虚拟转速按照6挡速比进行控制，直至最高车速。

8.根据权利要求7所述的主动发声系统虚拟发动机转速控制方法，其特征在于，虚拟发动机转速控制策略中的车速和加速踏板开度从车辆的CAN总线获得。

9.一种主动发声系统，其特征在于，其采用了如权利要求1-8中任一项所述的主动发声系统虚拟发动机转速控制方法。

10.根据权利要求9所述的主动发声系统，其特征在于，主动发声系统依据虚拟发动机转速的控制实时产生与虚拟发动机转速相对应的合成声音。

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