مدل سازي كلاچ پنوماتيكي و بهينه سازي ضرايب دندۀ سيستم انتقال قدرت دستي اتومات در يك اتوبوس هيبريد هيدروليكي موازي

Pneumatic clutch modeling and gear ratios optimization for an automated manual transmission in a parallel hydraulic hybrid Bus

در اين مقاله، طراحي و بهينه سازي ضرايب دنده در يك خودروي هيبريد هيدروليكي موازي با جعبه دنده دستي اتوماتيك شده (AMT) ارائده شده است. به اين منظور، مدل ديناميكي سيستم جعبه دنده دستي اتوماتيك شده به همراه مدل كلاچ، تهيده شده است. مدلسازي كلاچ به عنوان پيچيده ترين عضو سيستم انتقال قدرت خودرو، به لحاظ رفتار ديناميكي آن، در نرم افزاار MATLAB/Simulink انجدام گرفته است. كلاچ مورد استفاده داراي سيستم فعال سازي پنوماتيك است كه در آن فرمان عملكرد كلاچ از طريق قطع يا وصل نمودن شيرهاي پنوماتيك اعمال مي گردد. در ادامه جهت تدوين يك ابزار جامع شبيه سازي عملكرد خودرو، مدل ديناميكي جعبه دنده و كلاچ، به مدل يك خودروي هيبريد هيدروليك موازي برپايۀ اتوبوس شهري O457 ، افزوده شده است. بهينه سازي ضرايب دنده نيز با استفاده از الگوريتم ژنتيك و با تدابع هدف ميزان مصرف سوخت اتوبوس، انجام يافته است. در انتها و به عنوان جمع بندي، ميزان مصرف سوخت خودروي هيبريد هيدورليكي مورد نظر در حالت استفاده از ضرايب دنده بهينه با حالتي كه مدل جعبه دنده اتوبوس مقادير ضرايب اصلي جعبه دنده را دارا باشد، مقايسه شده است. اين مقايسه با استفاده از شبيه سدازي مدل اتوبوس در چهار سيكل رانندگي مرجع انجام شده است. نتايج شبيه سازي حاكي از تأثير بهينه سازي انجام يافته بر كاهش مصرف سوخت بده ميداان 2 درصد مي باشد. همچنين پيروي مطلوب حركتي خودرو در سيكل هاي مورد نظر عملكرد بهينه سازي را تأييد مي كند.

This paper presents the design and optimization of the gearbox gear ratios for a parallel hydraulic hybrid vehicle, equipped with automated manual transmission (AMT). For this purpose, an AMT model with the clutch model is initially provided and integrated into a parallel hydraulic hybrid vehicle model, based on the conventional O457 city bus. This is for developing a comprehensive simulation tool for vehicle powertrain performance evaluation. At the beginning, the pneumatic actuated clutch model has been generated in SIMULINK and integrated into the bus model with other AMT components. Then by implementing a Genetic algorithm (GA), an optimization problem is formulated based on minimizing the vehicle fuel consumption while sustaining the vehicle performance. The optimization goal is to find the best optimum gear ratios for the AMT model. GA optimization process is performed for traffic conditions of four of the reference driving cycles. Finally, a simulation is performed to evaluate the effectiveness of the determined optimum gear ratios. The results show that the approach is effective and improvement is achieved in vehicle fuel consumption and vehicle performance.