多维参数换挡规律的探测与分析

换挡规律的取值应该是一个具体的点，输入不同的控制参数组合时，唯一对应一个确定的换挡点，这个换挡点同时指示了换挡时刻、当前挡位和目标挡位。针对相邻挡位之间切换的换挡规律，换挡时刻与换挡控制参数的取值有关，目标挡位为当前挡的高一个或低一个挡位。总之，换挡规律的表现形式就是一种多个控制参数作为输入、一个换挡点作为输出的单向映射关系。除了时间和空间位移，把每一个控制参数作为换挡规律的一个维度，那么就可以把换挡规律表示为一个多维度的映射关系，也就是所谓的多维参数换挡规律，图4.1 给出了多维参数换挡规律元素组成。

图4.1　多维参数换挡规律元素组成

换挡规律主要有单参数、两参数和三参数换挡规律等。单参数换挡规律一般选取车速为换挡规律控制参数，目前已经很少采用；两参数换挡规律是目前最常用的换挡规律，其在单参数基础上增加了油门开度；而三参数换挡规律又考虑了车辆的加速度，有的混合动力车辆三参数换挡规律还考虑了电机和电池状态等；另外还有关于四参数换挡规律的研究。

图4.2所示为三种维度换挡规律示例。(www.xing528.com)

图4.2　三种维度换挡规律示例

（a）单参数；（b）两参数；（c）三参数

按照上文所述，单参数换挡规律就是一维参数的换挡规律，其换挡规律的表现形式是一条射线，两个挡位之间的升挡点和降挡点就是这条射线上的两个点；两参数换挡规律是二维参数换挡规律，其换挡规律表现形式是两条射线构成的平面，不同的升挡点和降挡点对应于不同的油门开度与速度，整体上看，在速度和油门构成的二维平面上，升挡点和降挡点构成了两条曲线，其中实线为n 挡至n+1 挡的升挡线，虚线为n+1 挡至n 挡的降挡线；同理，三参数换挡规律构成了一个三维换挡规律，换挡规律中每一个换挡点对应于不同的速度、油门开度和加速度值，所有换挡点构成了不同挡位之间的换挡曲面，不同挡位之间的控制参数范围由升挡曲面或降挡曲面来分隔。

综上可知，两参数换挡规律考虑了不同油门开度下换挡点的变化，从而构成了换挡规律曲线，三参数换挡规律又考虑了不同加速度下换挡曲线的变化，构成了换挡规律曲面。如果进一步引入另一个新参数x，考虑x 取不同值时换挡规律曲面在四维空间内的不同组成，理应可以得到四维参数换挡规律。因此可以认为，所有对车辆动态性能有影响的参数都可以作为换挡规律的控制参数，且考虑的控制参数越多，车辆运行状态被划分得越细致，在这样的情况下确定出的多维参数换挡规律越能全面地表达车辆不同状态下各个挡位对应控制参数的分布情况，对于换挡控制也越有利。