汽車換檔智能輔助決策系統的設計

摘要：根據發動機工作特性及汽車換檔特性，利用單片機技術設計了汽車換檔智能決策輔助系統，該系統能夠根據實時獲得的車輛運行狀態幫助駕駛員正確地換檔，從而使車輛以最佳狀態運行，更好地發揮汽車的經濟性和動力性。

    關鍵詞：換檔規律 燃料經濟性 單片機 智能決策

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

１ 系統設計原理

１．１ 發動機最佳工作線計算

發動機最佳工作線包括發動機最佳動力性工作線和最佳經濟性工作線。

１．１．１ 發動機最佳動力性工作線的計算

發動機最佳動力性工作點為發動機的等功率曲線與發動機扭矩曲線的切點，也就是扭矩曲線上功率最大的點。

發動機功率為：Ｐｅ＝Ｍｅｎｅ／９５４９

發動機扭矩為：Ｍ＝ａ＋ｂｎ＋ｃｎ＋ｄｎ，其中系數ａ、ｂ、ｃ、ｄ可以由實驗數據擬合得到。

根據發動機最佳動力性工作點的定義，構造目標函數：

Ｐｅ＝Ｍｅｎｅ／９５４９＝?ａｎ＋ｂｎ＋ｃｎ＋ｄｎ?／９５４９

發動機轉速范圍為：ｎ≤ｎ≤ｎ

圖2 油耗特性曲線 圖3 Fcon1下的經濟性換檔點

    此為條件極值問題，即在給定的發動機轉速范圍內求目標函數的極大值點，

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