[发明专利]一种巡航模式下商用车前瞻换挡控制方法

权利要求书

1.一种巡航模式下商用车前瞻换挡控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：获取车辆当前行驶位置、坡道信息，并根据行驶目的地获取车辆行驶路径中的道路坡道信息，将其按距离长度h离散为N段；

步骤2：从初始状态和/或结束状态方向上进行动态规划，并获取最优换挡控制序列，其包括：

从初始阶段0和/或结束阶段N出发，根据该阶段车辆所有可能状态及换挡控制指令获取各对应阶段指标函数值，并确定该阶段最优挡位及对应换挡控制指令；

依次递增和/或递减，根据各个阶段满足状态转移关系的车辆状态，获取不同控制指令时对应的阶段指标函数，根据状态转移关系分别累加当前阶段和已经获得的所有阶段指标函数值得到过程指标函数，并确定最优换挡指令；

直至结束阶段N和/或初始阶段0，确定最优换挡控制序列；

其中，所述车辆状态为：

x(k)＝[g(k),v(k)]^T；

其中，1≤g(k)≤12；

0≤v(k)≤v_sikmax；

g(k)为挡位；v(k)为车速；u(k)为换挡指令，为0时代表不换挡，为1时代表升档，为-1时代表降档；为车辆起始和终端状态约束，v_sikmax是最优速度轨迹中阶段k的车速轨迹中的最大值；

所述车速为：

其中，T_e为发动机扭矩，i_g为当前挡位传动比，i₀为主减速比，η_T为整个系统传动效率，m为汽车质量，g为重力加速度，f为滚动阻力系数，i为坡道系数，C_D为迎风阻力系数，A为迎风面积，ρ为空气密度，r为车轮滚动半径，J_w为车轮的转动惯量，J_e为发动机转动惯量；

阶段指标函数为：

和/或

过程指标函数J_k为：

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，是发动机的瞬时燃油消耗率，v是车速，J_k是到达阶段k时的过程指标函数，Δm_f(x(k),u(k))是阶段k的阶段指标函数，α是过程中行驶时间的权重；β过程中耗油量的权重，ds是路段的离散长度，x(k)为车辆状态，u(k)是换挡控制指令；

其中，所述发动机的瞬时燃油消耗率为：

其中，P_e为发动机瞬时功率；α₁、α₂、α₃是系数；

步骤3：结合车辆初始状态及所述最优换挡控制序列，确定车辆最优状态轨迹，得到循环工况下最佳换挡点。

2.如权利要求1所述的巡航模式下商用车前瞻换挡控制方法，其特征在于，在所述步骤2和所述步骤1之间，还包括对全局进行车速规划，采用离散规划获取全局最优速度轨迹。

3.如权利要求2所述的巡航模式下商用车前瞻换挡控制方法，其特征在于，所述发动机扭矩为：

其中，a为油门开度；k_(p,q)为系数；ω_e为发动机转速。

4.如权利要求1、2或3所述的巡航模式下商用车前瞻换挡控制方法，其特征在于，所述步骤2中，从初始状态和结束状态两个方向上进行动态规划，并获取最优换挡控制序列。

5.如权利要求4所述的巡航模式下商用车前瞻换挡控制方法，其特征在于，所述步骤3中，所述车辆最优状态轨迹采用顺序递推方法确定。

6.如权利要求5所述的巡航模式下商用车前瞻换挡控制方法，其特征在于，根据所述最优换挡控制序列和车辆初始状态，顺序递推一次确定对应换挡时刻对应的车速及节气门开度信息，获得整个循环工况对应的最优换挡序列。