【正文】 增大 ， 避免了過多換檔 ， 且發(fā)動機可在較低轉(zhuǎn)速下工作 ， 燃料經(jīng)濟性好 ， 噪聲低 ， 行駛平穩(wěn)舒適 ， 常用于貨車上 。 4） 組合型 它由兩段或多段不同類型的變化規(guī)律組合而成 ,優(yōu)點是便于在不同油門下獲得不同的車輛性能 ， 小油門時舒適 、 穩(wěn)定 、 污染少；中油門時經(jīng)濟性好；大油門時動力性好 。 實際車輛一般用組 max0nax02023/3/2 9 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 合型。 a/% V, 1??hkm(a) 等延遲型 a/% V, 1??hkm(c) 發(fā)散型 a/% V, 1??hkm(b) 收斂型 a/% V, 1??hkm(d) 組合型 圖 兩參數(shù)換檔規(guī)律 2023/3/2 10 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 兩參數(shù)換檔規(guī)律的特點是：當(dāng)油門開度較小、發(fā)動機負荷較小時，換檔點的車速較低；而油門開度增大、發(fā)動機負荷較大時，換檔點的車速也較大。這種換檔規(guī)律提供了駕駛員干預(yù)換檔的可能性，可提前實現(xiàn)升檔和換檔，以此來反映駕駛員的意圖。在車輛穩(wěn)定行駛的前提下，能夠按照預(yù)先設(shè)定的動力型或經(jīng)濟型換檔規(guī)律進行換檔，能夠滿足對車輛最佳動力性或最佳經(jīng)濟性的要求。二參數(shù)換擋規(guī)律已被廣泛應(yīng)用于轎車、貨車等車輛上。 （３）動態(tài)三參數(shù)換擋規(guī)律 根據(jù)優(yōu)化計算時所選取得目標(biāo)函數(shù)的不同分為最佳動力性動態(tài)三參數(shù)換擋規(guī)律和最佳燃油經(jīng)濟性動態(tài)三參數(shù)換擋規(guī)律兩種基本類型 : ① 最佳動力性換檔規(guī)律 。由汽車?yán)碚撝?，汽車的行駛方程式? 或 jwrit FFFFF ???? dt AC)a(fcosM)a(sinMriiT 2DDigigT0ge ?? ???? 由汽車?yán)碚撝?，發(fā)動機扭矩 ，可用二次曲線擬合，則 )n(fT ee ? ?riiT T0ge ? 2nnn VAVBC ??（ ） 另外 ， 滾動阻力系數(shù)為： 因此 ， 由汽車行駛方程 （ ） 式得： f=f(V) 2023/3/2 11 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 M1dtdV )n()n( ?? )VAVB[(C 2nnn ?? )]VAVBC( 2fff ??? )]VAVBC()VAVBC[(M1dt dV 2fff21)(n1)(n)1n()1n()1n( ?????? ????? ?（ ） （ ） 最佳動力性換檔應(yīng)該是在同一油門開度下相鄰兩檔加速曲線的交點處換檔，即 )1n(ndtdVdtdV ??（ ） 根據(jù) （ ） 、 （ ） 以及 （ ） 的三式 ， 可得 )VAVBC]([)VAVBC( 2fff)n()1n(2nnn)1n( ?????? ?? ??? ]VAVBC[ 21)(n1)(n1)(n)( ??? ??? ? 上式的解中 為正值，且 之根即為最佳換檔時刻所對應(yīng)的車速。 nV maxnn VV ? ② 最佳燃油經(jīng)濟性換檔規(guī)律 它的目標(biāo)函數(shù)是在某一油門開度下 ， 汽車從原地起步連續(xù)換 I檔加速至某一要求車速 T時 ， 總的油耗Q應(yīng)最小 。 由汽車?yán)碚撝? ? ??? i 1n V0 ntn dt)(Q2023/3/2 12 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 考慮到 )FF(FFF writj ??? dtdVMj ?? 于是 ? ? ?? ? ?? ??????? i 1n V0 wfi1)t(n )1n()1n(twfim nmn dV)FF(FF MQdV)FFF(F MQ[Q ?? 根據(jù)汽車?yán)碚撝l(fā)動機的動態(tài)小時油耗是發(fā)動機轉(zhuǎn)速的函數(shù)，一般可擬合為三次多項式，即： 3q2qqq30020230et VAVBVCDnAnBnCDQ ???????? 欲使加速油耗 Q為最小，這是一個求極值的問題。令 ，則 0/ ?dVdQ ? ? ? ????? ? ??n 1n 1nnVV VV wfi1)t(n )1n(1)t(nwfit(n) nm ]dV)FF(FF MQdV)FF(FF MQ[dVd ??? ?? ? ??????? ? ??n 1n n 1nVV VV wfi1)t(n )1n(1)t(nwfit(n) nm 0]dV)FF(FF MQdV)FF(FF MQ[dVd ?? )]FF(FF[Q)]FF(FF[Q wfit(n ))1n(1)t(nwfi1)t(nnt(n ) ????? ??? ?? 再由式（ ）和（ ）可知： nnwfit dtdVM)FF(FF ???? )]VABC()VABC[( 2fff2nnn ?????? VV2023/3/2 13 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 )]VAVBC()VAVBC[(dtdVM)FF(FF2fff21)(n1)(n1)(n1)(n)1n(wfi1)t(n??????????????? ? 可得 0fVeVdVcVbVa qq2q3q4q5q ?????? 式中 、 、 、 、 、 為轉(zhuǎn)換系數(shù) ， 由移項 、 并項后求得 。 解出上式的根 ， 即為加速時保證車輛最佳燃料經(jīng)濟性的相鄰兩檔 n 與 （ n+1） 之間的最佳換檔點車速 。 同理 ， 可求出其它油門開度及換檔點車速 。 2. 基于模糊邏輯和專家知識的檔位決策方法 隨著智能控制理論的發(fā)展 ,出現(xiàn)了綜合利用道路環(huán)境 、 駕駛員的操作特點 、 車輛的運行狀況等信息的模糊邏輯檔位決策方法 ,其結(jié)構(gòu)原理如圖 。 其工作原理是采集系統(tǒng)采集車輛運行狀況和駕駛員的操作信息 ,由模糊推理 Ⅰ 判斷出駕駛員的操作意圖，如加速、超車、制動減速等。模糊推理 Ⅱ 判斷出路面狀況 ,如坡道、彎道等。模糊推理 Ⅲ 根據(jù)上述的推理結(jié)論和專家經(jīng)驗知識輸出一個相應(yīng)檔位，是否換檔由約束條件來決定。三菱公司研制的模糊換檔系統(tǒng)，可以模仿優(yōu)秀駕駛員的駕駛經(jīng)驗，在下坡或彎道行駛時，謹(jǐn)慎降速換檔，并且在彎道上或當(dāng)駕駛員踩加速踏板時，還避免了汽車不恰當(dāng)?shù)募铀贀Q檔。采用這種技術(shù)后可以節(jié)省燃油 12%17%。在特定的路面上 (如彎道、坡道等 ),模糊邏輯的檔位決策方法能夠充分體現(xiàn)出駕駛員的意圖，符合在同一路面條件下駕駛員的實際操作過程，有效解決了頻繁和意外換檔問題。但在良好路面上 ,其給出的檔位就不是最佳的。再有 ,這種檔位決策方法是基于統(tǒng)計和分析意義上的，模糊換檔規(guī)則庫和知識庫的建立要咨詢大量有經(jīng)驗的駕駛員和專家，所形成的換檔規(guī)律不可能覆蓋車輛使用過程中的所有工況。 因此，這種方法在解決傳統(tǒng)換檔規(guī)律存在的問題時也喪失了傳統(tǒng)換檔規(guī)律的一些優(yōu)勢 。 qabqcqdeqf nV2023/3/2 14 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 車 輛 采 集 系 統(tǒng) 車速 檔位 油門 制動器 方向盤 駕駛員意圖 模糊推理 I 模糊推理 II 專家知識 模糊推理 約束條件 檔位 圖 模糊邏輯檔位決策系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意圖 2023/3/2 15 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 四 . 智能化檔位決策方法綜述 智能檔位決策主要有兩種：一是基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論 ， 二是基于模糊邏輯的綜合能力 。 1. 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能檔位決策方法 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有自適應(yīng)性 ， 它可以被訓(xùn)練 ， 網(wǎng)絡(luò)在訓(xùn)練過程中學(xué)習(xí)并記住經(jīng)驗 。 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)本身就決定了它是大規(guī)模并行機制 ， 以數(shù)據(jù)作為驅(qū)動 ， 擅長通過大量復(fù)雜的數(shù)據(jù)進行分類和發(fā)現(xiàn)模式或規(guī)律 。因此 ， 從神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的角度看 ， 車輛的最佳換檔問題 ， 是一個非線性映射分類問題 。 可以直接用駕駛員換檔時所獲得的數(shù)據(jù)對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行離線訓(xùn)練 ， 也可以如圖 ， 讓網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)駕駛員的最佳換檔點 ， 使自動變速系統(tǒng)具有自學(xué)習(xí)的能力 。 駕 駛 員 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 車速 油門開度 制動程度 轉(zhuǎn)向角度 1 2 3 4 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 檔 位 誤差 圖 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檔位決策原理圖 2023/3/2 16 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 在實際工程應(yīng)用方面，三菱汽車公司率先應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)邏輯電路成功開發(fā)了能最優(yōu)選擇變速檔位的ＩＮＶＥＣＳ Ⅱ 型軟件系統(tǒng) .該系統(tǒng)增加了坡道、彎道以及制動器操作等信息，可以對上坡、下坡、彎曲路段進行檢測，以適應(yīng)各種路況的變化。例如，當(dāng)車輛下坡時，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)能使車輛自動從 4檔降到 3檔、 2檔，逐漸向發(fā)動機制動狀態(tài)過渡；而在上坡或彎曲道路行駛時，避免了高、低檔間的循環(huán)換檔，提高了最佳變速操作和行駛的舒適性 .在該系統(tǒng)基礎(chǔ)上，又開發(fā)了最優(yōu)控制和學(xué)習(xí)控制兩大功能(如圖 )。最優(yōu)控制是以多數(shù)駕駛員在各種不同的道路條件下，手動變速操作信息 (油門開度、車速、制動程度、轉(zhuǎn)向角 )作為輸入，由微機和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)邏輯電路根據(jù)車輛的運行狀況和道路條件輸出最佳檔位，從而進行最優(yōu)控制。 道路條件 運行情況 多數(shù)駕駛員操縱特性 單個駕駛員操縱特性 車 速 油門開度 制動程度 轉(zhuǎn)向角度 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 最優(yōu)控制 學(xué)習(xí)控制 最佳檔位 適應(yīng)個性的檔位 圖 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能換檔系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意圖 不同的駕駛員具有不同駕駛風(fēng)格，這就要求自動變速系統(tǒng)應(yīng)對不同的駕駛員具有適應(yīng)性，即根據(jù)不同的駕駛風(fēng)格選擇不同的最佳換檔點。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)控制功能不但能完成上述任務(wù)，而且進一步擴大了自動變速器的使用范圍。它能根據(jù)行駛過程中輸入的信息，由微機和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)邏輯電路判斷每個駕駛員的駕駛風(fēng)格和習(xí)慣，自動修正變速時間和換檔點，所以不同類型的駕駛員都能對車輛進行良好的操縱。 2023/3/2 17 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 2. 模糊邏輯綜合智能檔位決策方法 自動變速車輛的檔位決策必須綜合考慮車輛的行駛狀況、道路環(huán)境以及駕駛員的操作意圖等 3方面的信息，即車輛必須具有模仿優(yōu)秀駕駛員的檔位決策能力。圖 策結(jié)構(gòu)原理圖。 車