Online-Optimale Steuerung des Schaltkommandos für Mehrgang-Elektrofahrzeuge

Eine Entwurfsmethode für die Schaltstrategie in Antriebssystemen wird vorgeschlagen, um das Energieeinsparpotenzial eines Elektrofahrzeugs (EV) mit einem automatisierten Mehrgang-Schaltgetriebe (AMT) zu erkunden. Der optimale Schaltzeitplan wird durch die Lösung eines nichtlinearen, zeitvariablen Optimalproblems im Rahmen der modellprädiktiven Regelung gewonnen, in dem die Fahrbarkeit des Fahrzeugs, dargestellt durch die Zufriedenheit mit der Leistungsanforderung des Fahrers, und die Batterieeffizienz berücksichtigt werden. Der Lösungsansatz wird auf der Kombination von Pontryagins Minimalprinzip und numerischen Methoden sowie den Echtzeitanwendungen entwickelt. Simulationsergebnisse für ein Passagier-EV mit vierrädrigem AMT unter verschiedenen Fahrzyklen zeigen, dass im Vergleich zum Fall einer Standard-Schaltstrategie eine zusätzliche Kraftstoffeinsparung von 3-5% und sogar mehr erreicht werden kann, wenn man straßenabhängige Merkmale wie die Straßenneigung berücksichtigt. Darüber hinaus wird in diesem Papier auch eine Hardware-in-the-Loop-Simulation zur experimentellen Validierung gegeben. Die Ergebnisse zeigen, dass sowohl die Energieeffizienz als auch die Rechengeschwindigkeit verbessert werden.