[發(fā)明專(zhuān)利]一種巡航模式下商用車(chē)前瞻換擋控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911079437.8
• 申請(qǐng)日: 2019-11-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110792762B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 付堯;雷雨龍;李興忠;王林波
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F16H59/66
• 分類(lèi)號(hào): F16H59/66;F16H61/02
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)大卓悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11369
• 代理人: 許小東

1.一種巡航模式下商用車(chē)前瞻換擋控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：獲取車(chē)輛當(dāng)前行駛位置、坡道信息，并根據(jù)行駛目的地獲取車(chē)輛行駛路徑中的道路坡道信息，將其按距離長(zhǎng)度h離散為N段；

步驟2：從初始狀態(tài)和/或結(jié)束狀態(tài)方向上進(jìn)行動(dòng)態(tài)規(guī)劃，并獲取最優(yōu)換擋控制序列，其包括：

從初始階段0和/或結(jié)束階段N出發(fā)，根據(jù)該階段車(chē)輛所有可能狀態(tài)及換擋控制指令獲取各對(duì)應(yīng)階段指標(biāo)函數(shù)值，并確定該階段最優(yōu)擋位及對(duì)應(yīng)換擋控制指令；

依次遞增和/或遞減，根據(jù)各個(gè)階段滿(mǎn)足狀態(tài)轉(zhuǎn)移關(guān)系的車(chē)輛狀態(tài)，獲取不同控制指令時(shí)對(duì)應(yīng)的階段指標(biāo)函數(shù)，根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移關(guān)系分別累加當(dāng)前階段和已經(jīng)獲得的所有階段指標(biāo)函數(shù)值得到過(guò)程指標(biāo)函數(shù)，并確定最優(yōu)換擋指令；

直至結(jié)束階段N和/或初始階段0，確定最優(yōu)換擋控制序列；

其中，所述車(chē)輛狀態(tài)為：

x(k)＝[g(k),v(k)]^T；

其中，1≤g(k)≤12；

0≤v(k)≤v_sikmax；

g(k)為擋位；v(k)為車(chē)速；u(k)為換擋指令，為0時(shí)代表不換擋，為1時(shí)代表升檔，為-1時(shí)代表降檔；為車(chē)輛起始和終端狀態(tài)約束，v_sikmax是最優(yōu)速度軌跡中階段k的車(chē)速軌跡中的最大值；

所述車(chē)速為：

其中，T_e為發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，i_g為當(dāng)前擋位傳動(dòng)比，i₀為主減速比，η_T為整個(gè)系統(tǒng)傳動(dòng)效率，m為汽車(chē)質(zhì)量，g為重力加速度，f為滾動(dòng)阻力系數(shù)，i為坡道系數(shù)，C_D為迎風(fēng)阻力系數(shù)，A為迎風(fēng)面積，ρ為空氣密度，r為車(chē)輪滾動(dòng)半徑，J_w為車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，J_e為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；

階段指標(biāo)函數(shù)為：

和/或

過(guò)程指標(biāo)函數(shù)J_k為：

J_k＝J_k-1+Δm_f(x(k),u(k))；和/或

J_k＝J_k+1+Δm_f(x(k),u(k))；

其中，是發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬時(shí)燃油消耗率，v是車(chē)速，J_k是到達(dá)階段k時(shí)的過(guò)程指標(biāo)函數(shù)，Δm_f(x(k),u(k))是階段k的階段指標(biāo)函數(shù)，α是過(guò)程中行駛時(shí)間的權(quán)重；β過(guò)程中耗油量的權(quán)重，ds是路段的離散長(zhǎng)度，x(k)為車(chē)輛狀態(tài)，u(k)是換擋控制指令；

其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬時(shí)燃油消耗率為：

其中，P_e為發(fā)動(dòng)機(jī)瞬時(shí)功率；α₁、α₂、α₃是系數(shù)；

步驟3：結(jié)合車(chē)輛初始狀態(tài)及所述最優(yōu)換擋控制序列，確定車(chē)輛最優(yōu)狀態(tài)軌跡，得到循環(huán)工況下最佳換擋點(diǎn)。

2.如權(quán)利要求1所述的巡航模式下商用車(chē)前瞻換擋控制方法，其特征在于，在所述步驟2和所述步驟1之間，還包括對(duì)全局進(jìn)行車(chē)速規(guī)劃，采用離散規(guī)劃獲取全局最優(yōu)速度軌跡。

3.如權(quán)利要求2所述的巡航模式下商用車(chē)前瞻換擋控制方法，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩為：

其中，a為油門(mén)開(kāi)度；k_(p,q)為系數(shù)；ω_e為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。

4.如權(quán)利要求1、2或3所述的巡航模式下商用車(chē)前瞻換擋控制方法，其特征在于，所述步驟2中，從初始狀態(tài)和結(jié)束狀態(tài)兩個(gè)方向上進(jìn)行動(dòng)態(tài)規(guī)劃，并獲取最優(yōu)換擋控制序列。

5.如權(quán)利要求4所述的巡航模式下商用車(chē)前瞻換擋控制方法，其特征在于，所述步驟3中，所述車(chē)輛最優(yōu)狀態(tài)軌跡采用順序遞推方法確定。

6.如權(quán)利要求5所述的巡航模式下商用車(chē)前瞻換擋控制方法，其特征在于，根據(jù)所述最優(yōu)換擋控制序列和車(chē)輛初始狀態(tài)，順序遞推一次確定對(duì)應(yīng)換擋時(shí)刻對(duì)應(yīng)的車(chē)速及節(jié)氣門(mén)開(kāi)度信息，獲得整個(gè)循環(huán)工況對(duì)應(yīng)的最優(yōu)換擋序列。