【正文】 β =N then I=Z if β =B and dβ =Z then I=M if β =B and dβ =P then I=B 對于某一時刻采樣獲得的 β ， dβ 的數(shù)值 ， 經(jīng)過模糊推理后的 I值表示了此時駕駛意圖 。 這些意圖通過駕駛員油門踏板大小及其變化率體現(xiàn)出來 。 網(wǎng)絡(luò)的輸入信號采用與訓(xùn)練是相同的歸一化處理 ， 網(wǎng)絡(luò)輸出值 ， ， ， 中最大值對應(yīng)的檔位最佳檔位 。由于換檔數(shù)據(jù)可視為輸入?yún)?shù)空間（如車速、油門開度）到輸出空間（檔位）的非線性映射分類，因此網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練中允許存在一定程度的誤差，只要滿足網(wǎng)絡(luò)輸出值 ， ， ， ， 中最大值與樣本中對應(yīng)檔位一致。 但無論采用這兩種方法中的哪一種 ， 所獲得的換檔規(guī)律都是包含換檔控制參數(shù)與對應(yīng)最佳檔位的一組組離散的數(shù)據(jù) ， 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 檔位模型 駕駛員 意圖推理 綜 合 車 速 v 油門開度 lastg1?igIdtd/圖 車輛檔位模糊 ——神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)決策方法 2023/3/2 23 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 即由換檔參數(shù) ， ， ? ， 至檔位 g的對應(yīng)關(guān)系 ， 因此可以看作由輸入?yún)?shù)空間 （ 如車速 、 油門 ） 到輸出空間 （ 檔位 ） 的非線性映射分類 。 如以上算法所示 ， 通過不斷對換檔點(diǎn)參數(shù)的判佳和修正 ， 達(dá)到逼近最佳換檔規(guī)律和自學(xué)習(xí)目的 。 否則 ， 令 1i? ai1ia aae ??? ?? ?)k(i)k(i(k)i v, ? ? ?i1ia( k )i1ki aaLaa ?? ??）（ ? ?i1iaii(k)i1)(ki aaLa dt/davv ?? ??? ? ?i1i)k(i)1k(i aa ?? ?? ???（ ） 這就是對最佳動力換檔點(diǎn)的第ｋ +1次學(xué)習(xí)值 ， 加以記憶 ， 作為下一次換檔點(diǎn)參數(shù)的預(yù)測值 ， 迭代初始 值為 ， 自學(xué)習(xí)的目標(biāo)是使 。為此，令 ai?? 0vi?1i? ai1ia aa ?? ?? ?0a?? ? ?i1ia(0)i(1)i aaLaa ??? ? ? ?i1iaii( 0 )i( 1 )i aaLa/dtdavv ???? ? ?i1i)0(i)1(i aa ??? ??? 式中： ，稱為加速度學(xué)習(xí)速率； ，稱為油門開度控制學(xué)習(xí)率。于是，根據(jù)迭代自學(xué)習(xí)控制思想，提出一種最佳動力性換檔規(guī)律的自學(xué)習(xí)逼近算法。即 )t(Fa ii ?和 )t(Fa 1i1i ?? ?2023/3/2 19 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 按照定義，最佳動力性換檔點(diǎn)應(yīng)為式 ()和式 ()所表示的兩條曲線的交點(diǎn)。這種算法的應(yīng)用前提是控制過程必須具有重復(fù)性。 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。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(jī)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)邏輯電路根據(jù)車輛的運(yùn)行狀況和道路條件輸出最佳檔位，從而進(jìn)行最優(yōu)控制。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 。 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 。采用這種技術(shù)后可以節(jié)省燃油 12%17%。 其工作原理是采集系統(tǒng)采集車輛運(yùn)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。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 。 （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(jì)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 。 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(diǎn)是：當(dāng)油門開度較小、發(fā)動機(jī)負(fù)荷較小時，換檔點(diǎn)的車速較低；而油門開度增大、發(fā)動機(jī)負(fù)荷較大時，換檔點(diǎn)的車速也較大。 3） 收斂型 其降擋延遲隨油門開度增大而減小 ， 呈收斂狀分布 ， 特點(diǎn)是：在大油門換檔延遲最小 ，小 ， 所以升檔時有較好的功率利用 ， 動力性好 。 （２） 二參數(shù)換擋規(guī)律 二參數(shù)換擋規(guī)律克服了單參數(shù)換擋規(guī)律的缺點(diǎn) ,其控制參數(shù)類型有車速與油門開度 、 液力變矩器泵輪轉(zhuǎn)速與渦輪轉(zhuǎn)速 、 車速與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩等 ,但當(dāng)前采用最多的形式仍為車速與油門開度 。 1V2V1 2 1 2 1V2降檔 升檔 V a a 油門開度 n 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 v 車速 圖 單參數(shù)換檔規(guī)律 2023/3/2 8 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 單參數(shù)換擋規(guī)律結(jié)構(gòu)簡單 ,但無論油門開度如何變化 ,換擋點(diǎn) 、 換擋延遲大小都不變 ,不能實現(xiàn)駕駛員干預(yù)換擋 。 如圖 ,當(dāng)車速達(dá)到 時升入 2擋；反之 ， 當(dāng)車速降至?xí)r換回到 1擋 。 高檔 低檔 50% 100% 車速 加速時的升檔規(guī)律 加速時的降檔規(guī)律 節(jié)氣門開度 圖 自動換檔圖 2023/3/2 5 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 （４）自動變速的控制原理 1）自動換檔的決策模型：如圖 ，汽車換檔的主要決定因素是節(jié)氣門開度和汽車行駛速度，當(dāng)汽車在某一節(jié)氣門開度下，車速上升達(dá)到升檔規(guī)律線時，則自動變速器電腦發(fā)出升檔指令使自動變速器實現(xiàn)升檔操作；反之，車速下降達(dá)到降檔規(guī)律線時，則自動變速器電腦發(fā)出降檔指令使自動變速器實現(xiàn)降檔操作，該模型也稱為自動換檔圖。 電子控制系統(tǒng)由反應(yīng)汽車工況的傳感器、自動變速器控制電腦、變速電磁閥及換檔離合器等執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，其主要功用是由自動變速器控制電腦根據(jù)傳感器反應(yīng)的車況信息進(jìn)行自動運(yùn)算和判斷，發(fā)出科學(xué)的換檔指令到換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)以實現(xiàn)自動換檔變速。在已有智能控制理論與車輛工程相結(jié)合的基礎(chǔ)上，運(yùn)用最新的智能控制理論修正傳統(tǒng)的二參數(shù)、三參數(shù)換擋規(guī)律，使車輛換擋更加經(jīng)濟(jì)、可靠；將模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)及混沌理論等新學(xué)科單獨(dú)或者結(jié)合使用，以擴(kuò)大處理信息的范圍和能力，進(jìn)行綜合控制，形成綜合智能控制換擋規(guī)律。其中，吉林大學(xué)率先將智能控制理論應(yīng)用到工程機(jī)械中，對工程機(jī)械模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檔位控制進(jìn)行了試驗研究，研制出推土機(jī)的模糊換擋系統(tǒng)并進(jìn)行了室內(nèi)試驗；對輪式裝載機(jī)的模糊換擋策略也進(jìn)行了研究。 三菱公司新的自動變速車 “ Fuzzy Shift 4AT”在自動變速系統(tǒng)中加入了 “ 模糊控制 ” 的概念 。第三章 智能電控自動變速器換檔策略研究 一 . 簡介 １． 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 在國外 ， 自動變速器的研究始于汽車 。 由于自動換擋和起步時都受到環(huán)境 、 駕駛員駕駛水平和車況等因素的影響 ， 日本的五十鈴(ISUZU)、 尼桑 (NISSAN)等開始采用模糊推理的智能化方法進(jìn)行此方面的研究 ， 包括模糊換擋策略和離合器接合速度的模糊控制 。 在國內(nèi)，吉林大學(xué)、北京理工大學(xué)、重慶醫(yī)療機(jī)械工業(yè)公司等多家單位均在自動變速器的研究方面取得了科研成果。 2023/3/2 1 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 ２． 自動換擋規(guī)律研究展望 隨著自動變速器換擋規(guī)律在使用中出現(xiàn)的問題和智能控制理論的迅速發(fā)展以及人們對車輛性能要求的提高，各種最新的監(jiān)測、控制技術(shù)將不斷引入車輛領(lǐng)域，以改善自動變速器的性能，使檔位決策、換擋控制與車輛、環(huán)境和駕駛員意圖相適應(yīng)。行星輪變速器是由一系列的行星齒輪系、液壓離合器與制動器組成的有級式的變速器，該變速器易于通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)自動換檔，并且與液力變矩器配合可在更大范圍內(nèi)實現(xiàn)無級變速 。 （２）傳感器監(jiān)測的主要信息 1） 節(jié)氣門位置傳感器反應(yīng)節(jié)氣門的開度大小的比例 ， 該信息與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速汽車行駛速度等參數(shù)配合提供電腦換檔的決策依據(jù)； 2） 車速傳感器反應(yīng)汽車的行駛速度； 3） 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器反應(yīng)發(fā)動機(jī)實際運(yùn)轉(zhuǎn)速度； 4） 冷卻水溫傳感器反應(yīng)發(fā)動機(jī)熱平衡狀況信息 ， 水溫較低時不適宜加檔 ， 應(yīng)在低負(fù)荷下繼續(xù)預(yù)熱； 5） 變速器油溫傳感器反應(yīng)變速器潤滑油熱平衡狀況 ， 其是控制散熱器的散熱強(qiáng)度的依據(jù)； 6） 檔位開關(guān)反應(yīng)駕駛?cè)藛T的意圖并間接反應(yīng)出道路情況 ， 自動變速器仍然需要將變速手柄置于某一確定的位置 （ 至少分為前進(jìn) 、 倒退 、 空位等