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传统汽车离散变速比的最优换档策略

2018-08-27 17:47:59·  来源：洞云书屋  
　
对于配备离散比例变速器的常规车辆，例如自动、双离合器、自动（手动）变速器等，选择双齿轮的决定导致发动机工作点由于变速比的阶跃变化而突然改变。
对于配备离散比例变速器的常规车辆，例如自动、双离合器、自动（手动）变速器等，选择双齿轮的决定导致发动机工作点由于变速比的阶跃变化而突然改变。由于发动机燃料消耗和最大扭矩的高度非线性特性，由于换档引起的发动机工作点的变化可导致燃料运行状态和/或此后车辆的低驱动性条件。因此，离散变速比的最优换档策略对实现车辆的高性能起着重要的作用。在文献中，没有一个系统的方法来定量研究相对于最佳换档策略燃料经济性和可驾驶性之间的权衡。因此，在本章中，提出了各种方法，考虑到可驾驶性，提出了优化换档策略的设计。他们在燃料经济性和可驾驶性方面进行了比较分析，以实现最理想的方法。

研究目标

对于离散比变速器，可以观察到，改善燃料经济性而不影响可驾驶性仍然是一个具有挑战性的研究问题。缺乏一个合适的方法来分析相关性，因此不能通过最优换档策略得到燃料经济性和可驾驶性之间的最优权衡。因此，在本章中，将开发一个系统的方法：I）设计一个燃料最优换档策略，II）将可驾驶性纳入燃料最优换档问题，和III）在提出的换档策略中定量评估和比较燃料经济性和驾驶性。

首先，制定了燃料优化换档控制问题，并通过使用DP来获得基线燃油经济性解决方案。其次，用三种方法解决了在车辆最优换档问题中，以加速能力和动力储备为目标的车辆可驾驶性问题。在RST方法中，通过权重因子将功率储备纳入目标函数中。在第二种方法中，通过对功率储备施加不等式约束来保证可驱动性，该功率储备等于或大于恒定阈值。在第三种方法中，可变的功率储备概念，作为车辆速度的函数被预置在较宽范围的驾驶场景中，由不等式约束构造，以确保可接受的驾驶性能。通过对三种方法的比较分析，得出了燃料经济性与驾驶性能之间的最优折衷。

基于DP的换档算法要求整个驾驶循环先验已知。通过在给定的驱动周期中确定最佳的换档规律，它优化了动力传动系的运行性能。因此，所获得的换档策略不能实时实现。针对变速器问题的在线求解，提出了一种基于随机动态规划（SDP）的设计方法。SDP算法在多个驱动周期而不是单个驱动循环的功率请求的概率分布上制定并解决了一个实数时域优化问题。车辆速度也被视为一个状态变量。因此，所获得的换档策略，以一组换档图的形式，是相对于状态变量（档位和车速）的时间不变量和反馈，使得它可以实时地实现。SDP优化问题，受多个驱动周期的功率要求，使得随机换挡策略具有驾驶性能满意度。

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