[发明专利]一种巡航模式下商用车前瞻换挡控制方法

说明书

本发明公开一种巡航模式下商用车前瞻换挡控制方法包括步骤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未来一段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；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。本发明设计开发的巡航模式下商用车前瞻换挡控制方法，能够根据车辆预计行驶路段的坡道信息，以总油耗和总行驶时间作为综合性能指标优化获得预计行驶路段的最优换挡控制序列，并确定车辆最优状态轨迹。

技术领域

本发明涉及换挡控制技术领域，更具体的是，本发明涉及一种巡航模式下商用车前瞻换挡控制方法。

背景技术

商用车在我国的经济建设事业中发挥着重大作用，是公路交通的重要组成部分。由于载荷大，燃油消耗量是乘用车的数倍，在使用成本上，燃油消耗成本约占使用周期内各项成本支出的1/3。因而，减小燃油消耗对于实现节能减排目标，降低运输成本具有现实意义。自动变速器可根据人-车-路环境需求自动切换挡位，调节发动机运行工况点，将动力高效、平稳传递，是实现汽车节能的关键总成，在商用车领域应用广泛。

以长途运输为主的商用车多行驶在高速路况，在法规限速范围内驾驶员操纵车辆以一定车速巡航，搭载有巡航控制装置的车辆可在驾驶员设定操作下自动控制油门和制动从而实现车速控制。对于商用车而言巡航行驶状态占其车辆行驶状态比例较高，改善该状态下的燃油经济性对实现经济运输目标尤为重要。在巡航模式下，自动变速器挡位的改变仍基于换挡规律MAP。换挡控制策略(挡位决策)作为影响整车经济性水平的重要因素，经历了由单参数(车速或节气门开度)、两参数(车速、节气门开度)、动态三参数(车速、节气门开度、加速度)到智能化的过渡。智能化挡位决策是在两参数或三参数换挡规律基础上通过行驶环境识别、驾驶员意图识别、车辆状态参数辨识对换挡点进行修正，可将人-车-路系统作为一个整体，实现满足驾驶员动力需求和当前行驶环境、兼顾车辆状态的换挡。

尽管智能化换挡控制策略在一定程度上提高了变速器的控制性能，但在某些特殊行驶工况或状态下与经验型驾驶员相比仍有一定差距，其中一个重要原因是系统不具有人的前瞻道路、交通状况等扰动因素并基于知识进行决策的能力，仅以当前行驶环境信息作为挡位决策输入无法保证换挡对未来短时行驶环境变化的适应性。随着全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)在汽车领域的广泛应用以及ITS、智能网联汽车环境感知技术的发展，可为包括变速器在内的动力总成提供更加精确的行驶环境与交通信息，使得基于前瞻道路信息进行挡位决策成为可能。

道路坡度变化是影响商用车巡航状态下燃油经济性的主要因素，有经验的驾驶员往往基于预见性坡度信息主动调节挡位及车速，避免发动机低效运行和制动导致的动能耗费。

发明内容

本发明设计开发了一种巡航模式下商用车前瞻换挡控制方法，能够根据车辆预计行驶路段的坡道信息，以总油耗和总行驶时间作为综合性能指标优化获得预计行驶路段的最优换挡控制序列，并确定车辆最优状态轨迹。

本发明提供的技术方案为：

一种巡航模式下商用车前瞻换挡控制方法，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值，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值，并确定最优换挡指令；