顺德登高车出租， 增城登高车出租， 三水登高车出租   登高车AT变速器的换挡规律设计与优化    经济性换挡规律是ＡＴ变速器在满足车辆动力性需求的同时，根据选取的控制参数自动调整换挡时机，使车辆达到最佳燃油经济性的换挡规律。由于登高车一般面临着重载荷爬坡山路的路况，只选用车速和油门开度等乘用车常选取参数往往不能反映重载矿车的运动状态。因此，根据前述搭建的动力学模型，设计二参数经济性换挡规律，应用车辆载重和道路坡度信息对换挡规律进行修正，采用动态规划算法求解登高车在某典型矿山的己知工况下全局最优换挡规律。

   １经济性二参数换挡规律标定： 最佳燃油经济性换挡规律是指在选择换挡时机时，车辆应以保证最小燃油消耗为目的。根据厂商给出的ＩＳＧｅ５型柴油发动机试验数据，绘制出的发动机燃油特性曲线，由发动机转速和转矩可得发动机的燃油消耗率。因此，在车辆非制动的情况下，不考虑道路坡度和载重变化，则发动机输出功率是车辆速度和加速度的函数：，车辆在单位时间内的燃油消耗量是车辆速度与加速度的函数，车辆燃油消耗量０为单位小时燃油消耗量对时间的积分，将车辆每个挡位所对应的单位时间内燃油消耗率绘制到同一坐标系下，则曲线下方所围的面积即为燃油消耗量：相邻两挡的单位小时燃油消耗量曲线的交点处，保证了所围面积最小，即为最佳燃油经济性换挡点（若无交点则取两曲线在同一车速下的最小位置。综合不同油门开度下的换挡点，最后可以得到整车在平直道路满载工况下的最佳燃油经济性换挡曲线。

    ２基于车辆载重和道路坡度的修正：  由于登高车具有载重大的特点，其自重系数（车辆自重／车辆标定载重）远小于普通乘用车，往往能达到０．７左右。在不改变其他换挡参数的条件下，通过前述的经济性换挡规律解析法，求解出满载和空载工况下所分别对应的车速和油门开度，即基于车辆载重的换挡点。为了得到不同车辆负载下的燃油最佳经济性换挡规律，同时减少计算量满足实时性要求，本文以满载作为上界、空载作为下界，选择线性插值法进行求解。零坡度时，基于车辆载重修正的三挡升四挡换挡规律。在相同油门踏板开度下，为保证车辆的动力性和经济性要求，随着其载重的增加，车辆会在更高的车速进行换挡。坡度一般大于城市道路坡度，且变化频繁，本文所研究的矿山最大道路坡度为ａｍａｘ＝７％。采用前述解析法同样可求得该道路坡度所对应的最佳经济性换挡规律，但是实际道路坡度是连续变化的随机变量，因此无法针对每个道路坡度进行换挡规律设计。本文仍采用插值法获得任意坡度角ａ下对应的换挡车速：仍以三挡升四挡为例，车辆满载时。受道路坡度的影响，在相同油门踏板开度下，随坡度角增大换挡点对应的换挡车速提高。

    ３基于ＤＰ算法的换挡规律优化  动态规划理论是一种解决多阶段决策优化控制问题的数学优化方法，通过递归方式将复杂问题分解为更简单的子问题，再通过决策逐步对子问题进行求解，完成全部子问题后，进而得到全局最优解。在完成基于登高车的道路坡度与车辆载重信息修正ＡＴ变速器经济性换挡规律后，下面将采用ＤＰ算法对登高车已知工况下的换挡规律进行全局优化。

    将当前变速器所处的挡位作为系统的状态变量，选取ＴＣＵ发出的换挡命令作为系统的控制变量。由于登高车六速ＡＴ变速器一般不采用跳挡的换挡方式，因此选择作为换挡指令，以“＋１”为变速器上升一个挡位的指令；以“０”为变速器保持当前挡位不变；以－１”为变速器下降一个挡位的指令。由于本文所研究的ＡＴ变速器为有级变速器，齿比离散，因此需要对ＡＴ变速器挡位进行离散化处理：由于车速变化的滞后性，当行驶道路坡度连续大范围波动，驾驶员不停改变油门和制动信息，往往会使装配ＡＴ变速器的车辆产生换挡循环现象。换挡循环现象不仅增加了车辆燃油消耗，影响驾驶舒适性，还会加快变速器和离合器摩擦片等部件的损耗，降低变速器的使用寿命。在已知工况下，采样步长时间以秒为单位将时间分为Ｎ阶段。从最后一秒第Ｎ阶段工况开始，按照步长时间自底向上计算至第一阶段工况，从而获取每个阶段挡位的经济性最优解。下文具体介绍在某一时间点时，状态变量取值为的车辆燃油经济性最优解的计算步骤。

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    根据已知工况，将所采样的步长时间以以秒为单位划分为Ｎ阶段。按照步长时间从最后一秒的第Ｎ段工况开始向上计算至第一阶段，求解出每个阶段经济性最优解的换挡命令和对应的挡位。在某一时刻，选取变速器最优挡位的步骤如下：

（１）根据状态转移方程，取某一具体时刻的不同换挡指令分别为控制变量，可得到下一时刻的挡位状态变量＋三个取值。

（２）在给定的工况下，由于某一具体时刻的车速和加速度是己知的，控制变量升挡、降挡与保持不变这三种情况所对应的燃油消耗量、可根据前述的车辆纵向动力学方程，发动机功率方程和单位时间内燃油消耗方程计算得出。

（３）计算相应换挡次数惩罚函数的值，并利用最终目标函数计算得到Ａ时刻所处具体挡位在燃油消耗最优解。

（４）重复以上三步求出其他状态变量在某一具体时刻的最优解，并最终得到整个给定工况下的最小燃油消耗的挡位序列最优解。

   ４基于ＤＰ算法的仿真结果分析： 根据某矿山道路实际地形绘制的矿用自卸车。矿用自卸车工作状态一般分为四段：ａ－ｂ段为等待装载，ｂ－ｃ段为满载爬坡，ｃ－ｄ段为等待卸载，和最终ｄ－ｅ段的空载下坡。该仿真路况总长为ｌ〇ｋｍ，车辆限速为４５ｋｍ／ｈ，最大道路坡度为７％。本文仿真步长设定为ｌｓ，整个仿真时长２０００ｓ，空载旅量，满载质量为＝７２０００转。基于ＤＰ算法优化的登高车仿真结果，限制换挡次数因子取Ａ＝０．４。通过ＡＴ变速器挡位的调控，发动机转速和输出转矩均保持在较为稳定的高效工作区间。根据车速、油门开度、车辆载重和道路坡度的不同，优化后的挡位选取妥当，没有出现换挡循环现象，总计换挡４６次（对比二参数换挡规律减少３７．０％）。展示了车辆燃油消耗量增长曲线，最终燃油消耗量为１７．６ｋｇ，相比二参数换挡规律减少了８．８％。对比了优化前后的发动机工作点，可以明显看到经过ＤＰ优化的发动机工作点更加集中在高效区间。在同等发动机输出功率下，优化后的换挡规律可以良好的规避附近的低效区间，从而达到最佳燃油经济性。综上所述，ＤＰ优化前后以及道路和坡度修正对换挡规律的仿真结果对比。

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