基于導(dǎo)航信息和預(yù)測(cè)算法的優(yōu)化換擋策略改善汽車燃油經(jīng)濟(jì)性

基于導(dǎo)航信息和預(yù)測(cè)算法的優(yōu)化換擋策略改善汽車燃油經(jīng)濟(jì)性

商用車排放的CO2量占全球總排放量的很大一部分。一直以來，研究人員采用新材料、先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和控制策略以及利用新燃料和優(yōu)化動(dòng)力系統(tǒng)等措施，改善汽車燃油經(jīng)濟(jì)性和降低CO2排放。隨著車聯(lián)網(wǎng)和汽車通信技術(shù)的發(fā)展，采用信息化的方法改善汽車燃油經(jīng)濟(jì)性和降低CO2排放引起了各國(guó)研究人員的注意。該方法主要采用預(yù)測(cè)控制策略，利用全球定位系統(tǒng)、智能交通信息系統(tǒng)等提供的信息，實(shí)現(xiàn)道路交通管理、汽車最優(yōu)路徑選擇、汽車主動(dòng)制動(dòng)和預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)。通過利用導(dǎo)航信息和預(yù)測(cè)算法，對(duì)汽車的換擋策略進(jìn)行優(yōu)化，改善汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性，并采用重型載貨車模型對(duì)該方法進(jìn)行模擬，以驗(yàn)證該方法的有效性。

在利用基于導(dǎo)航信息和預(yù)測(cè)算法的優(yōu)化換擋策略時(shí)，需要對(duì)汽車行駛的路面等級(jí)進(jìn)行確定。確定路面等級(jí)時(shí)，主要參數(shù)為路面高度，并借助全球定位系統(tǒng)提供的路面信息。為提高路面信息的精度，使用車載相機(jī)、雷達(dá)等，同時(shí)將這些路面根據(jù)路面高度進(jìn)行分段（圖1）。針對(duì)每一段路面定義與之相對(duì)應(yīng)的換擋策略。汽車行駛時(shí)，車載全球定位系統(tǒng)提供的路面信息作為換擋預(yù)測(cè)控制器的輸入。換擋預(yù)測(cè)控制器按預(yù)定的指令處理獲得的路面信息后給出最佳的換擋策略，并將其傳輸?shù)诫娮涌刂茊卧瑥亩刂破嚀Q擋。對(duì)該優(yōu)化策略進(jìn)行模擬時(shí)，汽車的仿真參數(shù)分別設(shè)定為：質(zhì)量40000kg、發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩2200Nm、最大功率330kW、變速器為12擋手自一體變速器。行駛公路設(shè)定為高速公路，行駛758.6km，并將巡航速度設(shè)定為85km/h（約有±6%的誤差）。結(jié)果顯示，采用優(yōu)化策略后，百公里汽車燃油經(jīng)濟(jì)性約改善了0.35%。此外，由于不需要進(jìn)行頻繁且多余的換擋，因此使得駕駛性能得到提高，離合器的使用壽命也得到延長(zhǎng)。

圖1 路面分段示意圖

Sreenath K.Reghunath et al.SAE2014-01-1743.

編譯：王祥