自动变速器换档规则的粒子群优化提取方法
自动变速器换挡规律
自动变速器换挡规律的研究现状与展望摘要：分析了自动变速器换挡规律的原理、发展过程以及国内外的研究现状，预测智能控制将成为未来的研究热点。
关键词：车辆工程换挡规律控制随着汽车技术的发展，人们对汽车的操纵的方便性和舒适性提出了更高的要求，车辆实现传动系统的自动化可以使操纵简单省力、提高安全性、减轻驾驶员的疲劳强度、提高汽车的动力性和经济性、降低传到系的动载荷、消除驾驶员换挡技术的差异性、改善汽车的排放性能等多方面优点。
自动变速器总体上可分为液力自动变速器(AT)、电控机械式自动变速器(AMT)、无级自动变速器(CVT)。
换挡和起步控制是自动变速器控制功能的关键。
其中换挡规律是自动变速器的核心问题,它将直接影响车辆的动力性、燃油经济性、通过性及对环境的适应。
换挡规律是挡位随控制参数变化的规律, 也就是换挡时刻挡位与控制参数之间的关系。
换挡规律的研究方法一般是从车辆作业状况参数(如车速、牵引力、发动机油门开度及转速、扭矩、制动力等) 中找到影响其挡位变化的主要因素, 建立一包含各主要因素的数学模型,优化后确定最佳换挡点。
现代自动变速器多按照油门开度和行驶速度两个参数控制换挡。
当油门开度及行驶速度变化到某一数值时，就自动换入新的档位。
变换档位时，油门开度a和速度v的关系成为换挡规律。
（见图1）。
一．自动变速器换挡规律的发展选档控制参数是指在对自动变速器进行档位决策时起决定性作用的参数，即根据这些参数可以通过逻辑判断得到当前最佳档位状态。
自动变速器换挡规律的发展经历了单参数、两参数、动态三参数换挡规律3个阶段。
1．单参数换挡规律汽车用单参数换挡规律一般选择相对稳定的车速v作为控制参数。
如图2所示, 当车速达到v2 时升入2 挡；反之, 当车速降至v1 时换回到1 挡。
v 1 和v 2 之间是两挡均可能出现的工作区,视车辆原来的行驶状况而定。
这种升、降档之间的交错现象称为换挡延迟或换挡重叠。
其作用是: ①换入新挡后, 不会因油门的振动或车速引起的轻度变化, 而重新换回原来挡位, 保证换挡过程的稳定性。
汽车机械式自动变速器换档规律的动态评价方法研究
V ol121 N o13公 路 交 通 科 技2004年3月JOURNA L OF HIGHWAY AND TRANSPORT ATION RESEARCH AND DEVE LOPMENT文章编号:1002Ο0268(2004)03Ο0117Ο04汽车机械式自动变速器换档规律的动态评价方法研究任传祥1,程秀生2,范跃祖1,张吉国3(11北京航空航天大学,北京 100083;21吉林大学,吉林 长春 130025;31内蒙古交通职业技术学院,内蒙古 赤峰 024000)摘要:本文根据机械式自动变速器的换档特性,应用计算机仿真技术,通过建立换档规律的动态评价系统,分析了不同换档规律对AMT车辆燃料经济性的影响,其分析结果与试验结果有很好的一致性。
所建立的动态评价系统和相应的分析方法对进一步研究机械式自动变速器换档规律的动态特性及其对汽车性能的影响有一定的参考价值。
关键词:机械式自动变速器;换档规律;动态评价;计算机仿真中图分类号:U4631212 文献标识码:ARe search on Dynamic Evaluating Method for Shift Scheduleof Automated Mechanical TransmissionREN ChuanΟxiang1,CHENG XiuΟsheng2,F AN YueΟzu1,ZH ANG JiΟguo3(11Beijing University of Aeronautics and Astronautics,Beijing 100083,China;21Jilin University,Jilin Changchun 130025,China;31Inner M ong ol Institute of T raffic V ocational T echnology,Nei M ong ol Chifeng 024000,China)Abstract:This paper sets up shift schedule dynamic evaluating system using emulation of computer based on shift properties of automat2 ed mechanical transmission,then analyzes the in fluences of different shift schedule on AMT vehicle fuel economy and power which con2 sist with the results of the real car testing1Dynamic evaluating system and corresponding analyzing methods have certain reference value for farther research on AMT shift schedule dynamic properties and in fluences on autom obile performance1K ey words:Automated mechanical transmission;Shift schedule;Dynamic evaluating;C omputer emulation0 概述汽车的自动变速技术是改善传动系统性能的重要方面之一,由于机械式自动变速器AMT(Automated Mechanical Transmission)具有传动效率高、成本低和操纵方便等优点,近年来已在国内外得以应用。
汽车自动变速器换挡规律优化设计
ａｎｄ ｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈｌｙ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ａｎｄ ｔｉｍｅ — ｖａｒｙ ｉｎｇ ｃａｒｉｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｔｒａｄｉｔｉｏｎａ ｌ ｓｈｉｆ ｔｉｎｇ ｓｃｈｅｄｕｌｅ ｉｓ ｄｉｆｆ ｉｃｕｌｔ ｔｏ ｒｅ－ ｆｌｅｃｔ ｔｈｅ ｄｒｉｖｅｒ＇ｓ ｉｎｔｅｎｔｉｏｎｓ，ｗｈｉｃｈ ｍａｙ ｃａｕｓｅ￣ｅｑｕｅｎｔ ｓｈｉｆ ｔ ａｎｄ ｃｙｃｌｉｃ ｓｈｉｆ ｔ，ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅ’Ｓ ｆｕｅｌ ｅｃｏｎｏｍｙ．Ｆｏｒ ｔｈｉｓ ｒｅａｓｏｎ，ａ ｄｙｎａｍｉｃ ｐｒｏｇｒａｍｍ ｉｎｇ ａｌ ｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ ＡＭ Ｔ ｓｈｉｆ ｔｉｎｇ ｓｃｈｅｄｕｌｅ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｂｙ ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ｍ ｉｎｉｍｕｍ ｄｒ ｉｖｉｎｇ
Ｏｐｔｉｍ ｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｈｉｆｔｉｎｇ Ｓｃｈｅｄｕｌｅ ｆｏｒ Ｖｅｈｉｃｌｅ ｗｉｔｈ Ａｕｔｏｍ ａｔｅｄ Ｍ ｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｍ ｉｓｓｉｏｎ
ＣＨＥＮＧ Ｙｕｅ—ｈｕａ，ＬＩ Ｘｉａｎｇ— ｓｈｅｎｇ，ＬＵＯ Ｊｕｎ—ｙｏｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｃｈａｎｇｓｈａ Ｈｕｎａｎ ４１０００４，Ｃｈｉｎａ）
第３３卷 第ｏ４期
文章 编号 ：１００６—９３４８（２０１６）０４—０２２７—０５
SAE-C2009C123自动变速器换档规律优化研究
自动变速器换档规律优化研究赵弘志(1) 李骏(2) 程健(2) 杨云波(2)1.吉林大学动力机械及工程系2.第一汽车集团公司技术中心 【摘要】 本文对自动变速器换档规律的优化原则和方法进行了分析研究,并在试验的基础上进行了如何满足最佳动力性和经济性换档规律的阐述㊂结合发动机万有特性图确定最佳燃料经济性工作线和最佳经济工作区,以直观地评价换档规律优化结果㊂此外,还对自动变速器其他模式换档规律的优化方法进行了论述㊂ 【关键词】 自动变速器 换档规律 优化Study on Optimization of Shift Schedule for Automotive TransmissionZhao Hongzhi1,Li Jun2,Cheng Jian2,Yang Yunbo21.Jilin University Power Machinery and Engineering2.FAW R&D Center Abstract:An optimization methodology about shift schedule of AT has been introduced in this paper,and discuss how to get the shift schedule to reach best performance and fuel consumption basing on the actual test.In order to evaluate the optimization results of shift schedule in visual,combined with the engine universal performance characteristics map to determine working line and area about fuel economy.In addition,to introduce the optimization methodology refer to other mode shift schedule of AT. Key words:automotive transmission shift schedule optimization引 言 自动变速器的换档规律是汽车实现自动变速的核心之一,它决定了能否发挥发动机的最佳动力性和最佳经济性㊂所谓的换档规律是指各档位之间的自动换档时刻随换档参数变化的规律,是一个单值函数㊂根据换档参数可分为单参数换档规律㊁两参数换档规律和多参数换档规律三种类型,其中最常用的是静态两参数换档规律㊂根据优化的角度不同可分为动力性最佳换档规律和经济性最佳换档规律㊂根据满足车辆不同的行驶路况要求,可分为正常换档模式㊁坡路换档模式㊁热态换档模式㊁冷态换档模式㊁高原换档模式㊁弯道换档模式和雪地换档模式等㊂对于手自一体的变速器而言,还具备手动换档模式㊂虽然手动换档模式的采用是为了尽最大可能来满足驾驶员的操控意愿,但也要通过一定的换档规律加以限制来保护发动机和变速器㊂综上所述,这就要求针对各种不同换档模式制定相应的换档规律,以满足对各种工况的驾驶要求㊂本文只对其中部分常用模式的换档规律进行讨论㊂1 正常模式换档规律初始计算 自动变速器换档规律初始计算是下一步标定工作的基础,所有其他模式的实际标定工作也围绕着此计算结果展开㊂换档规律的计算首先要符合用户界定的车辆 品牌”特征,是希望车辆燃油经济性更好一些,还是追求驾驶的运动特性㊂除此之外,还要满足驾驶循环的排放法规和NVH 等要求,如图1所示㊂这取决于很多车辆的硬件配置和特性,诸如发动机的万有特性㊁发动机加速踏板转矩输出特性㊁变速器速比㊁液力变矩器特性㊁主减速比㊁传动效率㊁车重㊁迎风面积㊁轮胎滚动半径等㊂图1 动力总成概念评估和优化 关于换档规律计算,目前世界上很多公司都已经开发出自己的计算软件,其中最典型的就是英国里卡多公司开发的SMB工具(Shift Map Builder)㊂利用该工具可以根据动力性㊁经济性㊁驾驶性和排放循环的要求进行优化模拟计算,从而创建初始的换档策略脉谱㊂用这种方法进行换档策略优化可以节约时间20%~30%㊂图2是针对第一汽车集团公司自主开发的一款顶级豪华车型的自动变速器换档策略的模拟计算结果,是两输入变量控制策略㊂基于此计算结果,将在整车图2 利用SMB工具进行模拟计算的换档策略结果上进行实际的换档策略优化㊂2 各种模式下换档规律优化 通常来讲,用自动变速器TCU(Transmission Control U⁃nit)中的一张脉谱来完全表述所有情况下的换档规律是不现实的,必须根据不同的驾驶需求和不同的驾驶环境来设置多种换档模式控制策略㊂如动力性模式㊁经济性模式㊁雪地模式㊁坡路模式等多张换档脉谱来一一对应,每一种模式都有不同优化原则和方法㊂在该豪华车型中存在正常模式㊁坡路模式㊁冷态模式㊁热态模式以及手动模式㊂本文随后对这些模式的换档规律优化进行逐一介绍㊂2.1 正常模式换档规律的优化 正常模式通常是指在标准环境下,车辆行驶在平路上的模式㊂这种模式在日常驾驶中应用得最多,因此其换档规律的优化就显得非常重要㊂如图2所示,在大节气门开度区域意味着驾驶员有加速意愿(如超车),因此应该采用动力性换档规律,最大限度地发挥发动机的动力性㊂动力性升档规律优化原则是在某一节气门开度下为获得最短的加速时间,以该工况下相邻两档加速度的交点为动力性最佳升档点㊂若没有交点,就在发动机最大转速点升档,也就是在发动机高怠速之前进行升档㊂同时,还应考虑所有工况点的液力变矩器和变速器的承受能力,保证变速器工作在耐久性要求范围之内㊂图3所示为实际的动力性升档过程,应反复测试,确保在任何时候换档平滑㊁安全和重复性好,避免存在发动机转速过冲现象㊂对于采用VVT技术的发动机,一般外特性曲线存在两个 山峰’,这就要注意规避在凹坑处换档,应在后一个 主峰’处换档㊂图3 动力性升档过程 在中小节气门开度区域采用经济性换档规律并兼顾排放驾驶循环约束,使发动机常用稳态工况点和瞬态工况点尽量覆盖发动机万有特性的低油耗区,达到较好的整车经济性㊂并需要在实车上通过精确优化保证良好的驾驶感觉㊂ 降档规律优化要与升档规律之间有一定的换档延迟,防止不必要的频繁换档发生㊂在加速降档过程中通过优化保持良好的驾驶感觉㊂当然降档规律还要严格按照发动机转速限制,避免发动机转速过低而产生拖档和耸车㊂ 为了获得更高的传递效率㊁改善燃油经济性,理想情况下是希望液力变矩器在所有的情况下均闭锁㊂但根据液力变矩器自身特性限制这是不可能的㊂主要是因为在低档位㊁低车速情况下进行闭锁,会发出 轰隆隆’的噪声,这显然对NVH性能不利㊂因此,应通过优化确定每个档位㊁每个节气门开度下的最低闭锁转速㊂在中㊁低节气门开度,要选择在合适的发动机转速点闭锁,确保液力变矩器闭锁后发动机转速无明显跌落,而且闭锁后整车行驶性和加速性无明显减弱㊂否则,就应该提高闭锁点㊂如果条件允许,可以将闭锁曲线与降档曲线设置重合,这样只要升档就肯定立即进入闭锁状态,最大限度地拓展了闭锁区域㊂液力变矩器解锁规律优化原则是要与闭锁规律保持一定的延迟,防止不必要的频繁解闭锁㊂当然最重要的是确保液力变矩器和变速器在所有工况点的可靠性和耐久性,必要的话牺牲一些性能以提高产品的生命周期㊂ 由于换档控制过程需要一定的时间,因此实际换档时刻往往要比目标要求的换档时刻要迟一些,这就要求根据实际情况来优化升档一致性,以改善驾驶性能㊂升档一致性可以通过控制发动机ECU的节气门开度来进行优化,针对每一恒定节气门开度进行升档一致性检查㊂比较实际换档发动机转速和目标换档发动机转速的差异,据此进行升档发动机转速的调整,直到互相吻合㊂目标换档发动机转速有时也需要重新评估,这主要是受液力变矩器特性㊁发动机节气门脉谱特性㊁速比选择和速比间距等因素的影响㊂应保证升档或变矩器闭锁后发动机转速保持平滑没有上升突变,在恒定节气门下的升档发动机转速始终保持一致㊂2.2 换档规律优化与发动机万有特性的关系 为了能在一张图上较全面地表示发动机各种性能参数的变化,经常应用多参数的特性曲线来表示,即所谓的发动机万有特性㊂万有特性曲线一般是以发动机转速为横坐标,以负荷(平均有效压力p me或转矩T tq)为纵坐标,在图上绘出若干条等油耗率曲线和等功率线㊂在发动机的万有特性图上,可以推测出汽车实际运行时的最经济区域㊂ 沿各等功率线与等油耗率线的切点连线,定义为100%最佳经济线,如图4所示㊂并求出上下两条105%最经济线,将100%最佳经济线和105%最经济线之间的范围称为经济区㊂等燃油消耗率曲线的最内层为发动机运转的最经济区域,越向外经济性越差㊂图4 发动机万有特性上车辆最佳工作区域 为了更直观地观察所确定的换档规律在车辆上的表现,在图4上做出实际测得的恒车速稳态工作点和各节气门瞬态工作点㊂从图中可以看出,大节气门时车辆的工作点基本落在发动机外特性的 主峰”上,因此能够发挥出发动机的最佳动力性㊂由于汽车在实际行驶过程中大部分是加㊁减速的瞬态工况,中节气门大部分瞬态工作点均落在105%最经济区内㊂小节气门瞬态工况点和恒车速稳态工作点也非常靠近105%经济区㊂所以在优化正常模式的升档规律时,当发动机转速升到接近经济区右边缘时就升档,使各节气门发动机瞬态工作点始终工作在经济区内,可以很大地改善整车经济性㊂由图4可见,该豪华车型正常模式的换档规律很好地发挥了发动机的动力性和经济性㊂2.3 上坡模式换档规律优化 当车辆行驶在上坡时,由于上坡阻力的作用,在相同节气门开度下与正常模式工况行驶时相比,整车加速度减小㊂如果仍用正常模式换档规律,极有可能在升档后由于牵引力不足以克服上坡阻力而使车速减小㊂当减小到降档车速时发生降档,降档后由于牵引力大于上坡行驶阻力而使车速又继续增加,当增加到升档车速时进行升档㊂如此产生循环换档现象,上坡驾驶性极差,这是驾驶员所不希望的㊂ 因此,上坡模式升档规律的优化原则是为了避免循环换档现象的发生㊂需要较正常模式推迟升档,使升档后车速仍保持增加或至少维持车速不减小㊂上坡模式降档规律的优化原则是与上坡模式升档规律保持足够的延迟,防止频繁换档(图5)㊂除此之外,上坡模式换档规律应保证液力变矩器和变速器在所有工况点的可靠性和耐久性要求㊂图5 优化前后的上坡模式换档规律比较2.4 下坡模式换档规律优化 当车辆行驶在下坡时,由于车辆重力的作用,车速会增加㊂如果仍用正常模式换档规律,则随着车速的增加而进行升档,使车速越来越快,非常危险,加大了驾驶员踩制动踏板进行制动的工作负荷㊂因此下坡模式换档规律的优化原则是禁止升档并提前降档,尽可能多地利用发动机制动来降低车速,延长制动器寿命㊂同时,为了保证良好的驾驶感觉和不损坏发动机,降档后需保证发动机转速不要过高㊂2.5 冷态模式换档规律优化 当车辆在低温环境下行驶时,一方面由于温度过低引起变速器油粘度增大,不易流动㊂因此油压响应变慢,导致换档过程变长㊂与正常模式相比,当达到同一换档点车速时,所对应的发动机转速升高,驾驶感觉变差㊂因此,冷态模式换档规律的优化需保证在各节气门开度下换档时,所对应的发动机转速应该和正常模式相同节气门开度换档的发动机转速相同㊂ 另一方面为了满足排放法规的要求,低温情况下应该加快发动机的暖机速度和触媒起燃时间,以降低发动机低温排放㊂因此需推迟升档,尽量保持在低档位,以使发动机保持工作在相对较高的转速㊂与此同时,令液力变矩器处于解锁状态,并尽可能地推迟闭锁㊂以此达到快速升高发动机冷却液温度㊁机油温度和变速器油温度的目的,进而加快暖机速度㊂2.6 热模式换档规律优化 当车辆行驶在大负荷工况下(如爬坡或拖车),发动机和变速器很容易过热,改变档位来降低发动机转速,因此也就降低了热量的产生㊂然而高负荷条件通常发生在低档位,发动机转速㊁发动机输出转矩和节气门开度是比较高的,因此需要进行单独优化㊂热模式换档规律的优化原则是根据变速器油温高于某一阀值后,来激活热模式㊂这时应通过热模式换档策略的优化来降低换档频率,以减少动力总成的热负荷㊂同时为了阻止由于液力变矩器的滑摩而使得变速器油温的上升,液力变矩器也应尽可能早地闭锁,而且此时变速器允许闭锁的档位也比正常模式允许闭锁的档位要低(如3档)㊂因此尽早使用可闭锁的档位来降低变速器油温,保护变速器不受损坏㊂另一方面,TCU也通过CAN信息请求冷却风扇以最高转速工作,以最大限度地冷却变速器油㊂2.7 手动模式换档规律优化 为了弥补在主观操控性上的不足,自动变速器一般都具备手动模式㊂驾驶员可以通过手动模式进行主动换档,以模拟手动变速器,提高操控性和驾驶乐趣㊂通过变速杆位置的变化,实现从自动模式切换到手动模式过程㊂手动模式换档策略的优化原则是在变速器允许的情况下,尽量满足驾驶员意愿㊂但出于保护发动机和变速器的目的,仍需对其进行限制(图6)㊂其中比较重要的是自动强制升档优化和自动强制降档优化㊂如果驾驶员以手动模式驾驶车辆,当发动机转速接近高怠速而不升档时,TCU会根据手动模式换档策略进行强制升档,以保证发动机转速不超过最大转速㊂同理,如果驾驶员以手动模式驾驶车辆,当发动机转速接近拖档转速而不降档时,TCU会根据手动模式换档策略进行强制降档,以保证发动机不会因为拖档而损坏㊂应该在各种工况下反复进行验证确保变速器可靠性和耐久性要求㊂图6 手动模式强制换档线3 结论 本文对各种模式换档规律的优化原则进行分析,并结合正常模式在发动机万有特性图上的恒车速稳态工作点,尤其是各节气门开度下的瞬态工作点,可以更直观地观察所确定的换档规律在实车上的优劣㊂通过实验测得的结果表明,此换档规律可以使大部分稳态工况点和瞬态工况点落在经济区,改善了中小节气门开度的经济性;大节气门开度可以发挥出发动机的最大动力性能㊂如图7所示,在NEDC驾驶循环测试中,档位利用分配合理㊂由于4档的液力变矩器可以闭锁,因此其利用程度要高于3档,对降低燃油消耗率有利㊂同时可以看出,各档位利用基本落在了发动机万有特性的经济区㊂另一方面,通过对换档规律的优化,各节气门开度均有良好的驾驶感觉,在其他各模式行驶时也均满足要求㊂对该车型换档规律的优化结果由第一汽车集团公司的专业评价工程师和里卡多公司有关专家按照国际评价标准进行了主观驾驶评价,综合结果获得了8分以上的高分㊂图7 正常模式在NEDC驾驶循环中的档位利用情况4 鸣谢 在本工作进行过程中,英国里卡多公司的Clint Walter 先生㊁Clive M Crewe先生和方海平先生给予了大力的支持和帮助,在此表示衷心的感谢㊂参考文献[1] 黄宗益.现代轿车自动变速器原理和设计[M].上海.同济大学出版社,2006:288.[2] 林学东.现代汽车动力传动装置得控制技术[M].北京:北京理工大学出版社,2003:10.。
粒子群优化方法
粒子群优化方法（原创版3篇）目录（篇1）一、粒子群优化算法的概念和原理二、粒子群优化算法的参数设置三、粒子群优化算法的应用实例四、粒子群优化算法的优缺点正文（篇1）一、粒子群优化算法的概念和原理粒子群优化算法（Particle Swarm Optimization，简称 PSO）是一种基于群体搜索的优化算法，它建立在模拟鸟群社会的基础上。
在粒子群优化中，被称为粒子”（particle）的个体通过超维搜索空间流动。
粒子在搜索空间中的位置变化是以个体成功地超过其他个体的社会心理意向为基础的，因此，群中粒子的变化是受其邻近粒子（个体）的经验或知识影响。
二、粒子群优化算法的参数设置在应用粒子群优化算法时，需要设置以下几个关键参数：1.粒子群规模：粒子群规模是指优化过程中粒子的数量。
对种群规模要求不高，一般取 20-40 就可以达到很好的求解效果，不过对于比较难的问题或者特定类别的问题，粒子数可以取到 100 或 200。
2.粒子的长度：粒子的长度由优化问题本身决定，就是问题解的长度。
粒子的范围由优化问题本身决定，每一维可以设定不同的范围。
3.惯性权重：惯性权重是粒子群优化算法中的一个重要参数，它影响了粒子在搜索空间中的移动方式。
惯性权重的取值范围为 0-1，当惯性权重接近 1 时，粒子移动方式更接近于粒子群优化算法的原始模型，当惯性权重接近 0 时，粒子移动方式更接近于随机搜索。
4.学习因子：学习因子是粒子群优化算法中另一个重要参数，它影响了粒子在搜索空间中的搜索方式。
学习因子的取值范围为 0-1，当学习因子接近 1 时，粒子搜索方式更偏向于全局搜索，当学习因子接近 0 时，粒子搜索方式更偏向于局部搜索。
三、粒子群优化算法的应用实例粒子群优化算法广泛应用于各种优化问题中，如函数优化、机器学习、信号处理、控制系统等。
下面以函数优化为例，介绍粒子群优化算法的应用过程。
假设我们要求解函数 f(x)=x^2-6x+5 的最小值，可以通过粒子群优化算法来实现。
自动变速器换档控制原理
第十二章 自动变速器电子控制系统
第五节 自动变速器电子控制系统的控制内容与过程
1、换档控制 汽车最佳换挡车速主要取决于汽车行驶时的节气门开度。不同节气 门开度下的最佳换挡车速可以用自动换挡图来表示，如图12-32所示。
第五节 自动变速器电子控制 系统的控制内容与过程
如图12-33所示为操纵手柄在 “S”位时换挡规律。此时无 超速挡，2挡使用车速达 110km/h以上，且2挡升3挡 及3挡降2挡与节气门无关，若 使用动力模式换挡规律，则只 能在1挡工作，没有升挡。
将车速V 和节气门开度α的组合 分成一定数量的区域，每个区域 有不同的节气门开启速率程序值。 当实际值大于它时，为动力性规 律，反之为经济性规律。
升档 降档
节 气 门 开
度
3－4 4－3
车速
常规换档特性曲线
两档位之间的换档是由ECU根据换档特性曲线控制的。它考虑了车速和节气门开度等因素。 相同车速情况下，升档曲线和降档曲线之间存在一个延迟，即两曲线所对应的节气门开度值 不同，因此挂入高档时所需的节气门开度较大，而挂入低档时节气门开度较小。其作用是： 不会因油门踏板的振动或车速稍有降低而重新回到原来的档位，保证了换档过程的稳定性。 有利于减少换档循环，防止控制系统元件的加速磨损与降低乘坐舒适性。
带强制低档的增延迟型
Δn
Hale Waihona Puke Δαα100% 3－ 2
50% 2－ 3
0
n
2档 3档
v 2' v 3'
v2 v3
v
Δn′
带强制低档的增延迟型
增延迟型的改进， 目的是能在大节气 门开度时迅速挂入 低档，以充分发挥 发动机大功率的潜 力，满足超车、爬 坡等需要。
机械自动变速器(AMT)换档规律的研究
Hale Waihona Puke 湖北汽车工业学院学报:’, ; %3
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机械自动变速器!"#$%换档规律的研究
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摘
樱 ! 陶健民 ! 罗永革
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图# 为汽车在不同工况下的试验结果 ! 将试验结果与控制策略相比较 "发现换档规律与驾驶员换档过程较 为统一 !
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汽车平地起步换档曲线 #########
### % 汽车坡道动力起步换档曲线
&
汽车爬长坡行驶换档曲线 ###
#######’
汽车全减速行驶换档曲线
!$# 汽车车速 ()*+,-./ $ " # 油门开度 %010*&$ 水平线 ’ 档位 !
4-4
中等油门下采用双参数经济性换档规律 中等油门是指油门大于456而小于!’6的工况 # 由于发动机油门开度在456"!’6区间任意变化 $ 从发
动机 123图可知 $ 随着油门开度的变化 $最低燃油消耗点在变化 # 油门加大 $最低燃油消耗点的转速增加 # 由于机械式变速器的档位是阶跃变化的 $ 若在最低油耗点升档 $ 升档后发动机的转速降低较多 $ 会进入高 油耗区工作 # 为使汽车获得良好的经济性 $应将发动机的转速限定在低油耗区工作 # 低油耗区确定方法如 下 % 如图 . 所示 $ !7为某一油门下发动机的经济转速 $ 令经济转速范围为 !%"!4$ 则 !% ,!78’ "!4,!7&’$!"和 !4 意 义同上 $’为转速增量 # 图中横坐标为发动机转速 $ 纵坐标为车速和发动机燃油消耗率 # 由于 % !4 , "$"
基于Matlab的自动变速器换档规律的神经网络模型设计
基于Matlab的自动变速器换档规律的神经网络模型设计作者：廖燕辉来源：《山东工业技术》2015年第07期摘要：本文运用一种具有强大的数学分析能力的Matlab工具，建立由节气门开度和车速这两个主要参数控制的汽车自动变速器换档规律的神经网络模型。
该神经网络模型对汽车自动变速器的换档规律有很好的分析判断能力，学习能力强，解决了普通工具很难识别节气门开度和车速之间的内在联系的问题。
关键词：Matlab；自动变速器；换档规律；神经网络1 引言汽车自动变速器的换档规律主要有三参数控制的换档规律和两参数控制的换档规律[1]，本文研究的对象是两参数控制的换档规律，即由节气门开度和车速这两个主要参数控制的两参数换档规律。
因为汽车在行驶的过程中，路况非常复杂、再加上每位驾驶员的驾驶习惯不同，所以节气门开度和车速经常频繁地呈非线性的变化。
对于这种非线性关系的数据变化，采用普通的工具很难分析出它们之间的内在联系[2]。
而Matlab具有强大的数学分析能力，使用Matlab对非线性的数据进行分析是很好的选择。
本文把数据训练样本输入Matlab工具箱中建立神经网络模型，训练之后建立的神经网络模型可以整合到在LabVIEW环境下编写的汽车自动变速器换档规律的测试系统中，使该系统能够直接调用神经网络模型实时对当前采集到的数据信号进行处理[3]。
2 采集训练样本数据本文的具体研究对象是广汽本田2006款思迪轿车，选取该款车的节气门位置传感器电压输出信号和自动变速器中间轴车速传感器电压输出信号作为神经网络的输入向量，每个档位40组训练样本数据，5个前进档位，共200组神经网络的训练样本数据。
其中1档和2档的样本数据是路试测得的，3档、4档和5档的样本数据是从广汽本田思迪轿车维修资料中找到的。
从理论上讲，在不同的工况下、不同的路况下采集的训练样本数据越多，覆盖的面越广，网络训练完成之后建立的神经网络模型的性能就更加稳定、识别能力和学习能力也越高[4]。
汽车自动变速器换挡规律的优化设计方法
汽车自动变速器换挡规律的优化设计方法摘要：汽车运行的过程中，在进行加速或者减速的操作时，属于一个动态的换挡过程。
在此过程中，如果操作换挡频繁就会产生一定的耗油量，对于汽车运行的经济性性带来严重影响。
我国每在汽车换挡操作中就会产生大量的燃油能源浪费，为了改善这种局面，就必须对汽车自动变速器的换挡规律进行分析，并且对其展开优化设计，降低换挡操作时所产生的流量消耗。
文中在对汽车换挡规律的原理进行分析之后，又对其动态规划算法的换挡规律优化进行阐述。
关键词：汽车性能；自动变速器；换挡规律在科学技术快速发展的基础上，自动化技术获得了全面的发展，在多个领域中均表现出良好的有一种效果。
汽车运行中所使用的自动变速器就是在此基础上发展起来的，对原有的手动变速器进行升级与改装，应用电子控制系统，实现变速器的自动化发展，这样不仅能够提升燃油的利用率，使其经济效益更大得到更好发挥，还能够在一定程度上节省制造成本。
燃油的经济性属于评价汽车性能的一项重点内容，不仅会对车辆的驾驶成本造成影响，还关乎大气环境。
一、汽车换挡规律的原理1、换挡规律原理规律指的是事物在运行过程中的规律变化。
就汽车的换挡规律而言，主要指的是汽车在行驶的过程中，利用变速器的挡位，对汽车行驶状态和速度进行调节时所产生的变化值。
我们将处于不同行驶速度下的参数变化值进行分析之后，找出参数变化的关系，这便是对换挡规律的确定。
在实际运行的过程中，可以根据汽车行驶状态下，所进行的换挡操作来确定换挡规律。
一般而言，根据控制参数的不同，我们可以将其分成单参数、两参数和三参数。
其中的单参数指的是，车辆的运行速度，但是由于换挡操作属于驾驶员的自主行为，自动变速器无法实现对驾驶人自身行为的有效干预。
为此，该项参数并不能作为优化动力和经济性能的主要参数。
在当前的汽车系统中，很少采用单参数的换挡规律。
而三参数的换挡规律是在两参数的换档规律基础上，增加了加速度参数，而发展起来的换档规律。
汽车自动变速器换档品质改进的研究
汽车自动变速器换档品质改进的研究
万茂松
【期刊名称】《郑州航空工业管理学院学报》
【年(卷),期】2002(020)003
【摘要】分析了电液控制自动变速器的控制原理,研究了影响换档品质的主要因素,介绍了新的控制方法--自学习控制法.
【总页数】3页(P45-47)
【作者】万茂松
【作者单位】南京林业大学,机电工程学院,江苏,南京,210037
【正文语种】中文
【中图分类】U463.212
【相关文献】
1.基于汽车导航信息的自动变速器换档控制研究 [J], 张金柱;关怀
2.纯电动汽车两档自动变速器换档品质研究 [J], 唐永琪
3.电控机械式自动变速器换档品质的研究 [J], 陈永东;钟绍华
4.液力自动变速器换档品质控制的研究 [J], 洪涛;刘钊
5.浅谈汽车电控机械式自动变速器换档品质的研究 [J], 于海
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基于元胞粒子群算法的干式DCT换挡品质优化
基于元胞粒子群算法的干式DCT换挡品质优化张松;吴光强;郑松林【摘要】For improving the shift quality of dry type dual clutch transmission (DCT) , an optimization model for DCT shifting process is established. In view of the defects of local convergence and premature in single optimization algorithm, and by using cellular automata combined with particle swarm optimization, a hybrid algorithm of cellular particle swarm optimization is developed and applied to the optimization of dry DCT shift quality. The results show that the better shift quality of DCT can be achieved by optimizing the clamping force of clutches.%为提高于式双离合器自动变速器(DCT)的换挡品质,建立了DCT换挡过程优化模型；针对单一优化算法易于局部收敛和早熟的缺陷,将元胞自动机和粒子群算法相结合,开发了元胞粒子群混合优化算法,并将其应用于干式DCT换挡品质优化.仿真结果表明,通过优化离合器的压紧力能获得较好的换挡品质.【期刊名称】《汽车工程》【年(卷),期】2011(033)009【总页数】5页(P809-813)【关键词】双离合器自动变速器;换挡品质;元胞自动机;粒子群算法【作者】张松;吴光强;郑松林【作者单位】同济大学汽车学院,上海201804;广西大学机械工程学院,南宁530004;同济大学汽车学院,上海201804;东京大学生产技术研究所,东京153 -8505;上海理工大学机械工程学院,上海200093【正文语种】中文前言双离合器式自动变速器(dual clutch transmission，DCT)综合了液力机械式自动变速器和电控机械式自动变速器的优点，不仅传递转矩大、效率高，而且换挡时能够实现动力不中断，已成为国内外汽车制造企业、科研机构和高校的研究热点。
自动变速器换挡规律研究_李莹
（ 4） 4 挡升 5 挡时，车速和挡位已经很高，综合考虑动力 经济性 后，调 整 为 20% 油 门 开 度 及 以 下 1 600 r / min 升 挡， 60% 油门开度及以上 4 000 r / min （ 外特性最大扭矩点） 升挡， 70% 油门开度及以上 7 800 r / min 升挡 （ 约最高车速的 125% ， 在 4 挡 4 000 r / min 时车速已经 130 km / h 以上，此时还大油门 表明驾驶员只考虑动力性，因此在此设置一个不可能达到的车 速，保证 60% 油门开度及以上基本不升挡） ，各点中间部分用 直线连接。
实际计算过程中为简化起见，用
Fj
=
δm
du dt
来计算加速阻
图 3 动力性升挡规律
2. 2 经济性升挡规律 制定经济性升挡规律，也要用到 Pedal Map。此外，还需
要发动机燃油经济性曲线，如图 4 所示。
图 4 4A92 发动机燃油经济性曲线
建立坐标系，划分网格以及确定网格对应的发动机工况的 过程与动力性升挡规律相同［2］。由发动机转速和转矩，对照图 4，可求得每个格子对应的燃油消耗率。在 5 个挡位下，分别 计算出每个格子对应的燃油消耗率，取最小值对应的挡位，根 据挡位将格子涂成不同颜色，可得到经济性升挡规律，如图 5 所示，颜色从暖到冷代表从 1 挡到 5 挡。不同颜色的区域代经济 性升挡线。
Abstract： The basic method for making a shift map in normal mode of certain AT saloon car was described． The mathematical models of whole set of vehicle were established based on dynamic analysis． The basic power and economic shift map were drawn up according to the curve of universal characteristics of engine and the design goals． The map was modified with experience，and made perfect finally through practical driving feeling of the vehicle． The process of shift map research not only will provide theoretical basis for making of the shift map in AT vehicle，but also there is helpful reference for the research on matching of automatic transmission vehicle．
论自动变速器档位动力传递的规律
论自动变速器档位动力传递的规律作者：郭能强来源：《职业·中旬》2009年第06期行星齿轮机构各档位的动力传递是十分晦涩的知识点。
笔者查阅大量参考书籍，并结合自己十几年的教学经验，对此进行了总结。
一、齿轮基础1. 转速与传动比转速为单位时间内齿轮或轴的旋转速度，用r/min表示。
传动比D=从动齿轮齿数／主动齿轮齿数＝主动齿轮转速/从动齿轮转速（式1）由式1可知，齿轮齿数与其转速成反比。
简记为：大轮带小轮，输出高速（实现高速档）；小轮带大轮，输出低速（实现低速档）。
2. 旋转方向外啮合方式：两个外齿轮互相啮合进行旋转，转向相反，见图1a。
内啮合方式：一外齿轮和一内齿轮互相啮合进行旋转，转向相同，见图1b。
3. 中间齿轮中间齿轮也称过渡齿轮或惰轮，是在主动和从动齿轮之间加入另一齿轮，与主、从动齿轮啮合。
如图1c所示，惰轮只是改变主、从动齿轮的旋转方向，丝毫不影响传动比。
在行星齿轮机构中，行星齿轮就等同于惰轮。
转矩转矩也称扭矩。
齿轮的转速改变，转矩也改变。
假设主动齿轮转速和转矩分别为N1和T1，从动齿轮转速和转矩为N2和T2，它们之间的关系如下：N1/N2＝D＝T2/T1（式2）由式2公可知，齿轮转速与转矩成反比。
简记为：减速增扭。
二、单排行星齿轮机构的运动规律1. 基本结构单排行星齿轮机构主要由一个太阳轮、一个带有3～6个行星齿轮的行星架和一个齿圈组成如图2所示。
太阳轮位于机构中心，为外齿轮；行星齿轮位于太阳轮和齿圈之间，为外齿轮，等同惰轮；齿圈位于机构最外面，为内齿轮。
行星齿轮机构传动比的计算不像两个相互啮合的齿轮那样简单。
与传动比有关的是行星架、齿圈、太阳轮的齿数。
其中，行星架的齿数是人们为方便计算而假想的，可用式3计算：Z3＝Z1＋Z2 （式3）式中，Z3、Z1、Z2分别为行星架、太阳轮、齿圈齿数。
其关系：Z3＞Z2＞Z1 （式4）为简化传动比的计算方法以及分析各齿轮的转向，可将式4等效成图3所示的齿数关系。
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１ 概述
目前 自动 变 速器 技 术 常 用 的有 ：机 械 式 自动 变速 箱 （ ＭＴ ， Ａ ） 无级 变速 式自动变速箱（ Ｖ ） 液力耦合 式 自动变速 Ｃ Ｔ，
箱（ ＭＴ等 。其 中，Ａ Ｈ ） ＭＴ是用当代先进的 电子计 算机技术 改 造传统的手动变速器 ，并使其实现 自动 化 ，保 留了原 有齿轮 变速器效率高、成本低的特点 ，适合我国国情 ，已成为国内
（． ｎ ｉｅｒ ｇＩｓｔｔ ｆ ｎｉｅｒ ｇｃ ｒｓＰ Ａ Ｕ ｉｅｓｙｏ Ｓ ｉｎｅ＆ Ｔ ｃｎ ｌｇ， ｎｉｇ２ ０ ０ ； １ Ｅ ｇｎｅ ｎ ｎ ｔｕｅｏ Ｅ ｇｎｅ ｎ ０ｐ， Ｌ ｉ ｉ ｉ ｎｖｒｉ ｆ ｃｅ ｃ ｔ ｅｈ ｏｏ ｙＮａｊ １０ ７ ｎ ２ＪａｇｕＩｓ ｔｔ ｏ ｃ ｎ ｍｉ Ｔａ ｅ ｅｈ ｏｏ ｙＮａｊ ｇ２ ０ ０ ） ．ｉｎ ｓ ｔｕｅ ｆ ｏ ｏ ｃ＆ ｒｄ ｃ ｎ ｌｇ， ｎｉ １０ ７ ｎｉ Ｅ Ｔ ｎ
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自动 变速 器换 档 规 则 的粒 子群 优 化 提 取 方 法
芮 挺 ，周 游 。 ，戎晓力 １ ｊ张金林
（． １ 解放军理工大学工程兵工程 学院，南京 ２００ ；２ 江苏经 贸职业技术学 院，南京 ２００） １０７ ． １０７ 摘 要： 针对神经 网络 “ 黑箱”模型的缺陷 ， 利用粒子群优化的换 档规则提取 算法 ， 将规 则编码 为粒子 的方法 ， 通过粒子群优化算法 的 “ 位
Ｔ ａ ｓ ｉｓｏ ｓＵｓｎ ｒ ｉｌ ｗａ ｍ ｔｍ ｉ ａ ｉ ｎ ｒ ｎ ｍ ｓ ｉ ｎ ｉ ｇＰａ ｔ ｅＳ ｒ Ｏｐ ｉ ｚ ｔｏ ｃ
ＲＵＩ ｎ ＺＨＯＵ ｕ ， ｇ， Ｔｉ Ｙｏ ＲＯＮＧ ａ － ＺＨＡＮＧ ｉ － ｎ Ｘｉｏ ｌ ， ｉ Ｊｎ ｌ ｉ
汽 车 领 域 的开 发 热 点 。 ・
类似 ，是一种基于群体的优化工具。系统初始化为一组随机 解 ，通过迭代搜寻最优值 。但是并没有遗 传算法用的交叉 以 及变 异操 作 ，而是粒子（ 潜在 的解 ） 在解空 间追随最优 的粒子 进行搜索 。与遗 传算法 比较 ，Ｐ Ｏ 的优势在于简单、容易实 Ｓ 现 ，同时又有深刻 的智能背景 ，既适合科 学研究 ，又ｌ ｒｌ ｅｔ ｃ ｏ ； ａ ｉ ｅ ｗ ｌ ｔ ｉ ｔ ｎ ｌ ｒ ｈ Ｋ ｙ ｒ ｓ ｅ － ｆｎ ｅ ｕ ｅ ｘ ａｔ ｎ ｐｒ ｃ ａ ｎ ｐ ｍ ｚ ｉ ｇ ｉ ｍ ｗ ｒ ｈｔ ｒ ； ｒ ｉ ｕ ｔｌｓ Ｔ ｏ ｉ ａｏ ａ ｏ ｔ
合工程应 用。
在 Ｐ Ｏ中， Ｓ 每个优化问题的潜在解都是搜索空 间中的一 个“ 粒子” 所有 的粒子都有一个 由被优化 的函数决定 的适应 。
这种 自 动变速器实现最佳动力性换档控制的关键在于寻 求最佳动力性换档规律 。换档规律指相邻两档 问自动换档时 刻随控制参数（ｎ ／速度 ｎ 油门开度 、 Ｊ 、 车速 ｖ 变化的规律， 等）
［ ｂ ｔ ｃ］Ａ ｍ ｎ “ ｌ ｋ ｏ ” ｆ ｅｒ ｔ ｔ ｓ ａｅ ｐ ｐ ｓ Ｐ ｒｃ ｗ ｒ ｐ ｍ ｚｔ ｎ ｓ ） ｌｏ ｔｍ ｔ ｅ ｔ ｃ ｇ ａ ｓｉ ｎ ｌ Ａ ｓ ａ ｔ ｉ ｉ ａ ｂ ｃ ｘ ｏ ｕａ ｎ ｓ ｈ ｐ ｒ ｒ ｏｅ ａ ａ ｉ ｅ ａ ０ ｔ ｉ ｉ （ ０ ａ ｒ ｈ ｒ ｔ ｅｒ ｈｆ ｇ ｕ ｓ ｒ ｇｔ ａ ｂ ｎ ｌ ｅ ， ｉｐ ｏ ｓ ｔ ｌＳ ｍ ｉ ａｏ Ｐ ｇｉ ｏ ｘａ － ｔ ｒｅ ｉ
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第 ３ 卷 第 ５ ４ 期
Ｖ１ ４ ｏ． ３
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机
工
程
２０ ０８年 ３月
Ｍａｃ ２ ８ ｒ ｈ ００
Ｃｏ ｐ ｔ ｒＥｎ ｉ ｅ ｒ ｎ ｍ ｕ ｅ ｇｎ ｅ ｉ ｇ
・ 开发研究与设计技术 ・
文 缩 ：０ －４ （００ ６ 一文 章 号 ｌ ３ ８０ ）— ２ — ２ ０ －２２ ８５ ３ ｌ
置一 度” 速 搜索模型 生成换档规则集 。 实验分析 了标 准粒子 群与惯性递减粒子群在最优 解搜索 过程 中的性能 差异 ， 并验证了该方法的有效性。
关健词 ：换档规则 ；规则提取 ；粒子群优化算法
Ｅｘ ｒ ｃ ｉｎ Ｍ ｅｈ ｄ０ ａ ．ｈ ｆｉ ｇＲｕ ｅｆ０ ｔ ｍ ａ ｉ ｔａ ｔｏ ｔ ｏ ｆＧｅ ｒｓ ｉｔｎ ｌ ｒ ｍ Ａｕ ｏ ｔｃ