汽車換檔智能輔助決策系統(tǒng)的設(shè)計

摘要：根據(jù)發(fā)動機(jī)工作特性及汽車換檔特性，利用單片機(jī)技術(shù)設(shè)計了汽車換檔智能決策輔助系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠根據(jù)實(shí)時獲得的車輛運(yùn)行狀態(tài)幫助駕駛員正確地?fù)Q檔，從而使車輛以最佳狀態(tài)運(yùn)行，更好地發(fā)揮汽車的經(jīng)濟(jì)性和動力性。

    關(guān)鍵詞：換檔規(guī)律 燃料經(jīng)濟(jì)性 單片機(jī) 智能決策

在不降低汽車動力性的條件下改善燃料經(jīng)濟(jì)性是汽車研究的一個主要方面，最佳經(jīng)濟(jì)性換檔規(guī)律能夠保證發(fā)動機(jī)工作在最佳經(jīng)濟(jì)性工作區(qū)，減少汽車的燃油消耗量，提高整車的燃油經(jīng)濟(jì)性?１～２?。對于手動換檔的汽車，如果在其行駛過程中實(shí)時地將發(fā)動機(jī)的最佳工作線和換檔時的發(fā)動機(jī)工作點(diǎn)清晰地顯示出來，同時根據(jù)該車的最佳換檔規(guī)律給出換檔提示，就可以使駕駛員了解車輛行駛中發(fā)動機(jī)的工作狀況從而進(jìn)行正確操作，也有利于駕駛員改正不良的操作習(xí)慣并糾正錯誤操作，以充分發(fā)揮汽車的經(jīng)濟(jì)性和動力性。本文根據(jù)汽車的發(fā)動機(jī)特性、換檔特性及車載電子設(shè)備的設(shè)計要求，利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了嵌入式汽車智能換檔輔助決策系統(tǒng)。

１ 系統(tǒng)設(shè)計原理

１．１ 發(fā)動機(jī)最佳工作線計算

發(fā)動機(jī)最佳工作線包括發(fā)動機(jī)最佳動力性工作線和最佳經(jīng)濟(jì)性工作線。

１．１．１ 發(fā)動機(jī)最佳動力性工作線的計算

發(fā)動機(jī)最佳動力性工作點(diǎn)為發(fā)動機(jī)的等功率曲線與發(fā)動機(jī)扭矩曲線的切點(diǎn)，也就是扭矩曲線上功率最大的點(diǎn)。

發(fā)動機(jī)功率為：Ｐｅ＝Ｍｅｎｅ／９５４９

發(fā)動機(jī)扭矩為：Ｍ＝ａ＋ｂｎ＋ｃｎ＋ｄｎ，其中系數(shù)ａ、ｂ、ｃ、ｄ可以由實(shí)驗數(shù)據(jù)擬合得到。

根據(jù)發(fā)動機(jī)最佳動力性工作點(diǎn)的定義，構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)：

Ｐｅ＝Ｍｅｎｅ／９５４９＝?ａｎ＋ｂｎ＋ｃｎ＋ｄｎ?／９５４９

發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為：ｎ≤ｎ≤ｎ

圖2 油耗特性曲線 圖3 Fcon1下的經(jīng)濟(jì)性換檔點(diǎn)

    此為條件極值問題，即在給定的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)求目標(biāo)函數(shù)的極大值點(diǎn)，

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