阅读说明：本技术 一种转速预测方法、系统及车辆 (rotating speed prediction method and system and vehicle ) 是由 莫润波 叶腾平 于 2019-09-06 设计创作，主要内容包括：本发明提出一种转速预测方法、系统及车辆,该方法可用于汽车、轮船等转速控制领域,它包括以下几个步骤：在车辆(或其它设备,以下以汽车作为示例)上电后,采集车辆运转部件的多个转速采样值及运转部件的当前转速采样值；根据之前采集的多个转速采样值及当前转速采样值计算出一个采样周期内运转部件的转速增量值；根据转速增量值、当前转速采样值及输入的需要预测的采样周期个数,估算出预测转速。本发明能够有效识别当前转速的变化趋势,从而快速准确的预测出未来一段时间的转速,有利于提高PID的控制效果,进而改善车辆的平顺性。(The invention provides a rotating speed prediction method, a rotating speed prediction system and a vehicle, wherein the method can be used in the field of rotating speed control of automobiles, ships and the like, and comprises the following steps: after a vehicle (or other equipment, an automobile is taken as an example in the following) is powered on, collecting a plurality of rotating speed sampling values of a vehicle operating component and a current rotating speed sampling value of the operating component; calculating a rotating speed increment value of a running component in a sampling period according to a plurality of rotating speed sampling values acquired before and a current rotating speed sampling value; and estimating the predicted rotating speed according to the rotating speed increment value, the current rotating speed sampling value and the number of the input sampling periods needing to be predicted. The method can effectively identify the change trend of the current rotating speed, thereby quickly and accurately predicting the rotating speed in a future period of time, being beneficial to improving the control effect of PID and further improving the smoothness of the vehicle.)

一种转速预测方法、系统及车辆

技术领域

本发明涉及车辆、船舶等转速控制领域，特别涉及一种转速预测方法、系统及车辆，可应用于汽车等设备上的发动机转速及输入轴转速等转速预测。

背景技术

在汽车变速器开发过程中，离合扭矩控制往往通过PID(Proportion-Integral-Differential，比例-积分-微分)控制转速差(目标转速与实际转速的差值)，即扭矩等于PID的增益项与速差的乘积，因此转速差的大小直接影响了扭矩大小。但是当目标转速确定后，实际转速就直接决定了扭矩的趋势。然而现实控制中转速信号都是具有延迟性(尤其是发动机转速从ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)通过CAN(Controller AreaNetwork，控制器局域网络)网络传递到TCU(Transmission Control Unit，自动变速箱控制单元)的延迟较为明显，当实际转速远离目标转速时，若PID过大，则容易超调，若PID过小，则容易造成滑摩过大等风险。

目前相关PID控制策略通常采用实际转速进行计算，此方法控制的及时性较差，响应速度慢，导致PID控制效果不佳。因此，如何加快预判实际转速的变化趋势成为PID控制策略的难点之一。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种转速预测方法，该方法能够有效识别当前转速的变化趋势，从而快速准确的预测出未来一段时间的转速，有利于提高PID的控制效果，进而便于改善车辆的平顺性。

本发明的第二个目的在于提出一种转速预测系统。

本发明的第三个目的在于提出一种设置有转速预测系统的车辆。

为了实现上述目的，本发明第一方面的实施例提出了一种转速预测方法，包括以下步骤：在车辆上电后，采集车辆运转部件的多个转速采样值及运转部件的当前转速采样值；根据所述多个转速采样值及所述当前转速采样值计算出一个采样周期内运转部件的转速增量值；根据所述转速增量值、所述当前转速采样值及输入的需要预测的采样周期个数，估算出预测转速。

根据本发明实施例的转速预测方法，在车辆上电后，采集车辆运转部件的多个转速采样值及运转部件的当前转速采样值；根据多个转速采样值及当前转速采样值估算出一个采样周期内运转部件的转速增量值；根据转速增量值、当前转速采样值及输入的需要预测的采样周期个数，估算出预测转速。即能够有效识别当前转速的变化趋势，从而快速准确的预测出未来一段时间的转速，有利于提高PID的控制效果，进而便于改善车辆的平顺性。

另外，根据本发明上述实施例的转速预测方法还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述预测转速通过如下公式计算得到：

V_n＝V₀+△V*n

其中，V_n为对应于需要预测的采样周期个数之后的所述预测转速，V₀为所述当前转速采样值，△V为所述转速增量值，n为需要预测的采样周期个数。

在一些示例中，所述多个转速采样值至少包括24个转速采样值。

在一些示例中，所述转速增量值通如下公式计算得到：

△V＝△₁*W₁+△₂*W₂+△₃*W₃+△₄*W₄+△₅*W₅

其中，△₁为当前转速采样值与前一个转速采样值的差值，△₂为当前转速采样值与前三个转速采样值的平均值的差值，△₃为前三个转速采样值的平均值与前六个转速采样值的平均值的差值，△₄为前六个转速采样值的平均值与前十二个转速采样值的平均值的差值，△₄为前十二个转速采样值的平均值与前24个转速采样值的平均值的差值，W₁为第一预设权重，W₂为第一预设权重，W₃为第一预设权重，W₄为第一预设权重，W₅为第一预设权重。

在一些示例中，第一至第五预设权重具有如下计算关系：

W₁+W₂+W₃+W₄+W₅＝100％。

为了实现上述目的，本发明第二方面的实施例提出了一种转速预测系统，包括：采样模块，用于在车辆上电后，采集车辆运转部件的多个转速采样值及运转部件的当前转速采样值；第一计算模块，用于根据所述多个转速采样值及所述当前转速采样值计算出一个采样周期内运转部件的转速增量值；第二计算模块，用于根据所述转速增量值、所述当前转速采样值及输入的需要预测的采样周期个数，估算出预测转速。

根据本发明实施例的转速预测系统，在车辆上电后，采集车辆运转部件的多个转速采样值及运转部件的当前转速采样值；根据多个转速采样值及当前转速采样值计算出一个采样周期内运转部件的转速增量值；根据转速增量值、当前转速采样值及输入的需要预测的采样周期个数，估算出预测转速。即能够有效识别当前转速的变化趋势，从而快速准确的预测出未来一段时间的转速，有利于提高PID的控制效果，进而便于改善车辆的平顺性。

另外，根据本发明上述实施例的转速预测系统还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述第二计算模块用于通过如下公式计算得到所述预测转速：

V_n＝V₀+△V*n

其中，V_n为对应于需要预测的采样周期个数之后的所述预测转速，V₀为所述当前转速采样值，△V为所述转速增量值，n为需要预测的采样周期个数。

在一些示例中，所述多个转速采样值至少包括24个转速采样值。

在一些示例中，所述第一计算模块用于通过如下公式计算得到所述转速增量值：

△V＝△₁*W₁+△₂*W₂+△₃*W₃+△₄*W₄+△₅*W₅

其中，△₁为当前转速采样值与前一个转速采样值的差值，△₂为当前转速采样值与前三个转速采样值的平均值的差值，△₃为前三个转速采样值的平均值与前六个转速采样值的平均值的差值，△₄为前六个转速采样值的平均值与前十二个转速采样值的平均值的差值，△₅为前十二个转速采样值的平均值与前24个转速采样值的平均值的差值，W₁为第一预设权重，W₂为第一预设权重，W₃为第一预设权重，W₄为第一预设权重，W₅为第一预设权重。

为了实现上述目的，本发明第三方面的实施例提出了一种车辆，设置有本发明上述实施例所述的转速预测系统。

根据本发明实施例的车辆，在上电后，采集车辆运转部件的多个转速采样值及运转部件的当前转速采样值；根据多个转速采样值及当前转速采样值计算出一个采样周期内运转部件的转速增量值；根据转速增量值、当前转速采样值及输入的需要预测的采样周期个数，估算出预测转速。即能够有效识别当前转速的变化趋势，从而快速准确的预测出未来一段时间的转速，有利于提高PID的控制效果，进而便于改善车辆的平顺性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的转速预测方法的流程图；

图2是根据本发明一个实施例的转速预测系统的结构框图。

具体实施方式

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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。

以下结合附图描述根据本发明实施例的转速预测方法、系统及车辆。

图1是根据本发明一个实施例的转速预测方法的流程图。可以理解的是，该方法可以适用于多种车辆转速的预测，如发动机转速、变速器输入轴转速等，可有效应用于汽车变速器等研发及汽车新产品的开发中。该方法也可以适用于可用于船舶等其它设备的转速预测。如图1所示，该转速预测方法，包括以下步骤：

步骤S1：在车辆上电后，采集车辆运转部件的多个转速采样值及运转部件的当前转速采样值。

具体地，车辆运转部件例如为车辆的发动机、变速器等，相应的，转速采样值即为发动机转速采样值、变速器输入轴转速采样值等。

车辆上可设置转速传感器，通过转速传感器采集车辆运转部件的多个转速采样值及当前转速采样值。

步骤S2：根据之前采集的多个转速采样值及当前转速采样值计算出一个采样周期内运转部件的转速增量值。

步骤S3：根据转速增量值、当前转速采样值及输入的需要预测的采样周期个数，估算出预测转速。

具体地，在本发明的一个实施例中，预测转速通过如下公式计算得到：

V_n＝V₀+△V*n

其中，V_n为对应于需要预测的采样周期个数之后的预测转速，V₀为当前转速采样值，△V为转速增量值，n为需要预测的采样周期个数。举例而言，若需要预测的采样周期个数为3，即n＝3，则V_n即为3个采样周期之后的预测转速，V₀为当前转速采样值，△V为一个采样周期对应的转速增量值。其中，需要预测的采样周期个数n根据车辆试验需求进行标定。

在本发明的一个实施例中，多个转速采样值至少包括24个转速采样值。

则，转速增量值通如下公式计算得到：

△V＝△₁*W₁+△₂*W₂+△₃*W₃+△₄*W₄+△₅*W₅

其中，△₁为当前转速采样值与前一个转速采样值的差值，△₂为当前转速采样值与前三个转速采样值的平均值的差值，△₃为前三个转速采样值的平均值与前六个转速采样值的平均值的差值，△₄为前六个转速采样值的平均值与前十二个转速采样值的平均值的差值，△₅为前十二个转速采样值的平均值与前24个转速采样值的平均值的差值，W₁为第一预设权重，W₂为第一预设权重，W₃为第一预设权重，W₄为第一预设权重，W₅为第一预设权重。

其中，第一至第五预设权重具有如下计算关系：

W₁+W₂+W₃+W₄+W₅＝100％。

在具体实施例中，W₁至W₅可根据实际需求进行桌面标定，且W₁至W₅作为一个组合，包括32个取值组合，且这32个取值组合均满足上述计算关系。

也即是说，本发明实施例的方法，车辆上电后，开始记录转速信号，至少要记录24个转速采样值，利用前1个采样值、当前采样值、前3个采样值、前6个采样值、前12个采样值、前24个采样值的平均转速及平均转速变化规律作为转速变化趋势预测的依据，即通过计算平均转速，根据平均转速变化趋势推测未来转速的变化规律从而预测出相应转速。具体的，以上多个平均转速两两相比，会产生5个不同的转速差：△₁、△₂、△₃、△₄、△₅；根据平均转速变化规律显示单调性分为32情况进而计算最终的预测转速，预测转速V_n＝V₀+△V*n＝V₀+(△₁*W₁+△₂*W₃+△₃*W₃+△₄*W₄+△₅*W₅)*n。其中，V₀为当前转速采样值，W₁、W₂、W₃、W₄、W₅均为增量计算权重，并且W₁+W₂+W₃+W₄+W₅＝100％。

在具体实施例中，当转速信号延迟较明显时，该方法提高PID计算的响应速度比较明显；经实车试验验证，采用本发明实施例的转速预测方法可以有效提高DCT(Dual ClutchTransmission，双离合变速箱)离合扭矩响应的速度，从而大大改善了车辆的平顺性。

根据本发明实施例的转速预测方法，在车辆上电后，采集车辆运转部件的多个转速采样值及运转部件的当前转速采样值；根据之前采集的多个转速采样值及当前转速采样值计算出一个采样周期计算出运转部件的转速增量值；根据转速增量值、当前转速采样值及输入的需要预测的采样周期个数，估算出预测转速。即能够有效识别当前转速的变化，从而快速准确的预测出未来一段时间的转速，有利于提高PID的控制效果，进而便于改善车辆的平顺性。

本发明的进一步实施例提出了一种转速预测系统。

图2是根据本发明一个实施例的转速预测系统的结构框图。可以理解的是，该系统可以适用于多种车辆转速的预测，如发动机转速、变速器输入轴转速等，可有效应用于汽车变速器等研发及汽车新产品的开发中。该系统也可以适用于可用于船舶等其它设备的转速预测。如图2所示，该转速预测系统100包括：采样模块110、第一计算模块120和第二计算模块130。

其中，采样模块110用于在车辆上电后，采集车辆运转部件的多个转速采样值及运转部件的当前转速采样值。

具体地，车辆运转部件例如为车辆的发动机、变速器等，相应的，转速采样值即为发动机转速采样值、变速器输入轴转速采样值等。

采样模块110可包括转速传感器，通过转速传感器采集车辆运转部件的多个转速采样值及当前转速采样值。

第一计算模块120用于根据之前采集的多个转速采样值及当前转速采样值计算出一个采样周期内运转部件的转速增量值。

第二计算模块130用于根据转速增量值、当前转速采样值及输入的需要预测的采样周期个数，估算出预测转速。

具体地，在本发明的一个实施例中，第二计算模块130用于通过如下公式计算得到预测转速：

V_n＝V₀+△V*n

其中，V_n为对应于需要预测的采样周期个数之后的预测转速，V₀为当前转速采样值，△V为转速增量值，n为需要预测的采样周期个数。举例而言，若需要预测的采样周期个数为3，即n＝3，则V_n即为3个采样周期之后的预测转速，V₀为当前转速采样值，△V为一个采样周期对应的转速增量值。其中，需要预测的采样周期个数n根据车辆试验需求进行标定。

在本发明的一个实施例中，多个转速采样值至少包括24个转速采样值。

则，第一计算模块120用于通过如下公式计算得到转速增量值：

△V＝△₁*W₁+△₂*W₂+△₃*W₃+△₄*W₄+△₅*W₅

其中，△₁为当前转速采样值与前一个转速采样值的差值，△₂为当前转速采样值与前三个转速采样值的平均值的差值，△₃为前三个转速采样值的平均值与前六个转速采样值的平均值的差值，△₄为前六个转速采样值的平均值与前十二个转速采样值的平均值的差值，△₅为前十二个转速采样值的平均值与前24个转速采样值的平均值的差值，W₁为第一预设权重，W₂为第一预设权重，W₃为第一预设权重，W₄为第一预设权重，W₅为第一预设权重。

其中，第一至第五预设权重具有如下计算关系：

W₁+W₂+W₃+W₄+W₅＝100％。

在具体实施例中，W₁至W₅可根据实际需求进行桌面标定，且W₁至W₅作为一个组合，包括32个取值组合，且这32个取值组合均满足上述计算关系。

也即是说，本发明实施例的系统，车辆上电后，开始记录转速信号，至少要记录24个转速采样值，利用前1个采样值、当前采样值、前3个采样值、前6个采样值、前12个采样值、前24个采样值的平均转速及平均转速变化规律作为转速变化趋势预测的依据，即通过计算平均转速，根据平均转速变化趋势推测未来转速的变化规律从而预测出相应转速。具体的，以上多个平均转速两两相比，会产生5个不同的转速差：△₁、△₂、△₃、△₄、△₅；根据平均转速变化规律显示单调性分为32情况进而计算最终的预测转速，预测转速V_n＝V₀+△V*n＝V₀+(△₁*W₁+△₂*W₃+△₃*W₃+△₄*W₄+△₅*W₅)*n。其中，V₀为当前转速采样值，W₁、W₂、W₃、W₄、W₅均为增量计算权重，并且W₁+W₂+W₃+W₄+W₅＝100％。

在具体实施例中，当转速信号延迟较明显时，该系统提高PID计算的响应速度比较明显；经实车试验验证，采用本发明实施例的转速预测系统可以有效提高DCT(Dual ClutchTransmission，双离合变速箱)离合扭矩响应的速度，从而大大改善了车辆的平顺性。

根据本发明实施例的转速预测系统，在车辆上电后，采集车辆运转部件的多个转速采样值及运转部件的当前转速采样值；根据之前采集的多个转速采样值及当前转速采样值计算出一个采样周期内运转部件的转速增量值；根据转速增量值、当前转速采样值及输入的需要预测的采样周期个数，估算出预测转速。即能够有效识别当前转速的变化，从而快速准确的预测出未来一段时间的转速，有利于提高PID的控制效果，进而便于改善车辆的平顺性。

本发明的进一步实施例还提出了一种设置有上述转速预测系统的的车辆。即，该车辆包括本发明上述任意一个实施例所描述的转速预测系统。

根据本发明实施例的车辆，在上电后，采集车辆运转部件的多个转速采样值及运转部件的当前转速采样值；根据之前采集的多个转速采样值及当前转速采样值计算出一个采样周期内运转部件的转速增量值；根据转速增量值、当前转速采样值及输入的需要预测的采样周期个数，估算出预测转速。即能够有效识别当前转速的变化，从而快速准确的预测出未来一段时间的转速，有利于提高PID的控制效果，进而便于改善车辆的平顺性。

另外，根据本发明实施例的车辆的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。