基于人工神经网络的驾驶行为控制系统通过调节空燃比来提高驾驶舒适性

IF 0.6 Q3 ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY IIUM Engineering Journal Pub Date : 2023-07-04 DOI:10.31436/iiumej.v24i2.2781
A. Triwiyatno, S. Munahar, M. Munadi, J. Setiawan
{"title":"基于人工神经网络的驾驶行为控制系统通过调节空燃比来提高驾驶舒适性","authors":"A. Triwiyatno, S. Munahar, M. Munadi, J. Setiawan","doi":"10.31436/iiumej.v24i2.2781","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Energy-efficient engines were introduced due to limited amount of global energy and the need for engine power to carry vehicle loads. It was discovered that the power factor of these engines was essential in developing automotive technology with subsequent significant effect on driving comfort. Moreover, it was possible to control the power and energy savings of vehicle engines by adjusting the Air to Fuel Ratio (AFR). Therefore, this study focused on achieving AFR values in the stoichiometric range of 14.7 in order to produce good emissions. The technology applied was observed to have some drawbacks, specifically in fulfilling engine power when the vehicle operates with a large load. This led to the development of a new method by designing an AFR control system with due consideration for driving behavior using an Artificial Neural Network (ANN). The aim was to overcome the problem of meeting engine power and ensuring better efficiency. The driving behavior was classified into through categories including the sporty, standard, and eco schemes. The eco scheme was the smooth behavior of a driver during the movement of the vehicle in a busy urban area, the sporty scheme was the responsive driving behavior when the vehicle operates on the highway at speeds above 80 km/h, and the standard scheme was the behavior between the eco and sporty schemes. Furthermore, the driving behavior in a sporty scheme required the addition of fuel to increase engine power while eco-scheme focused on reducing fuel to increase fuel economy. The findings showed that control system designed was able to improve driving comfort in terms of fuel economy during the eco scheme with an average AFR value of 15.68. The system further reduced the value to 13.66 during the sporty scheme. Furthermore, the AFR under stoichiometry was discovered to have produced the maximum engine power. The system was expected to be incorporated into electric, gas-fired and fuel cell vehicles in the future.\nABSTRAK: Faktor kuasa enjin dan enjin cekap tenaga adalah penting dalam membangunkan teknologi automotif. Mesin penjimat tenaga diperlukan kerana jumlah tenaga global yang terhad. Manakala kuasa enjin digunakan bagi membawa muatan kenderaan. Kedua-dua faktor ini sangat mempengaruhi keselesaan pemanduan. Penjimatan kuasa dan tenaga dalam enjin kenderaan boleh dipenuhi dengan mengawal Nisbah Angin kepada Minyak (AFR). Tumpuan kajian semasa adalah berorientasikan ke arah mencapai nilai AFR dalam julat stoikiometri (14.7) atas sebab ingin mencapai pelepasan terbaik. Namun begitu, teknologi ini mempunyai kelemahan terutama dalam memenuhi kuasa enjin apabila kenderaan beroperasi dengan muatan besar. Oleh itu, kajian ini adalah berkaitan kaedah baharu bagi mengatasi masalah memenuhi kuasa enjin dan mencapai enjin cekap tenaga dengan mereka bentuk sistem kawalan AFR yang mempertimbangkan tingkah laku pemanduan menggunakan Rangkaian Neural Buatan (ANN). Tingkah laku pemanduan direka bentuk kepada tiga skim: sporty, standard dan eko. Skim eko adalah kelancaran tingkah laku pemandu apabila kenderaan bergerak di kawasan bandar yang sibuk. Skim sporty ialah tingkah laku pemanduan responsif apabila kenderaan beroperasi di lebuh raya pada kelajuan melebihi 80 km/j, dan skema standard ialah tingkah laku antara skim eko dan sporty. Tingkah laku pemanduan dalam skema sporty memerlukan penambahan bahan api bagi meningkatkan kuasa enjin. Sementara itu, tingkah laku pemanduan dalam skim eko memerlukan pengurangan bahan api bagi meningkatkan penjimatan bahan api. Hasil kajian menyatakan sistem kawalan yang direka mampu meningkatkan keselesaan pemanduan dari segi penjimatan bahan api apabila tingkah laku pemandu memasuki skim eko. AFR dicapai pada nilai purata 15.68. Apabila tingkah laku pemandu memasuki skim pemanduan sporty, sistem kawalan boleh mengurangkan AFR dengan nilai purata 13.66. AFR di bawah stoikiometri menghasilkan kuasa enjin maksimum. Pada masa hadapan, sistem ini berpotensi untuk dibangunkan pada kenderaan elektrik, menggunakan gas dan sel bahan api.","PeriodicalId":13439,"journal":{"name":"IIUM Engineering Journal","volume":"171 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.6000,"publicationDate":"2023-07-04","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"1","resultStr":"{\"title\":\"APPLICATION OF DRIVING BEHAVIOR CONTROL SYSTEM USING ARTIFICIAL NEURAL NETWORK TO IMPROVE DRIVING COMFORT BY ADJUSTING AIR-TO-FUEL RATIO\",\"authors\":\"A. Triwiyatno, S. Munahar, M. Munadi, J. Setiawan\",\"doi\":\"10.31436/iiumej.v24i2.2781\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"Energy-efficient engines were introduced due to limited amount of global energy and the need for engine power to carry vehicle loads. It was discovered that the power factor of these engines was essential in developing automotive technology with subsequent significant effect on driving comfort. Moreover, it was possible to control the power and energy savings of vehicle engines by adjusting the Air to Fuel Ratio (AFR). Therefore, this study focused on achieving AFR values in the stoichiometric range of 14.7 in order to produce good emissions. The technology applied was observed to have some drawbacks, specifically in fulfilling engine power when the vehicle operates with a large load. This led to the development of a new method by designing an AFR control system with due consideration for driving behavior using an Artificial Neural Network (ANN). The aim was to overcome the problem of meeting engine power and ensuring better efficiency. The driving behavior was classified into through categories including the sporty, standard, and eco schemes. The eco scheme was the smooth behavior of a driver during the movement of the vehicle in a busy urban area, the sporty scheme was the responsive driving behavior when the vehicle operates on the highway at speeds above 80 km/h, and the standard scheme was the behavior between the eco and sporty schemes. Furthermore, the driving behavior in a sporty scheme required the addition of fuel to increase engine power while eco-scheme focused on reducing fuel to increase fuel economy. The findings showed that control system designed was able to improve driving comfort in terms of fuel economy during the eco scheme with an average AFR value of 15.68. The system further reduced the value to 13.66 during the sporty scheme. Furthermore, the AFR under stoichiometry was discovered to have produced the maximum engine power. The system was expected to be incorporated into electric, gas-fired and fuel cell vehicles in the future.\\nABSTRAK: Faktor kuasa enjin dan enjin cekap tenaga adalah penting dalam membangunkan teknologi automotif. Mesin penjimat tenaga diperlukan kerana jumlah tenaga global yang terhad. Manakala kuasa enjin digunakan bagi membawa muatan kenderaan. Kedua-dua faktor ini sangat mempengaruhi keselesaan pemanduan. Penjimatan kuasa dan tenaga dalam enjin kenderaan boleh dipenuhi dengan mengawal Nisbah Angin kepada Minyak (AFR). Tumpuan kajian semasa adalah berorientasikan ke arah mencapai nilai AFR dalam julat stoikiometri (14.7) atas sebab ingin mencapai pelepasan terbaik. Namun begitu, teknologi ini mempunyai kelemahan terutama dalam memenuhi kuasa enjin apabila kenderaan beroperasi dengan muatan besar. Oleh itu, kajian ini adalah berkaitan kaedah baharu bagi mengatasi masalah memenuhi kuasa enjin dan mencapai enjin cekap tenaga dengan mereka bentuk sistem kawalan AFR yang mempertimbangkan tingkah laku pemanduan menggunakan Rangkaian Neural Buatan (ANN). Tingkah laku pemanduan direka bentuk kepada tiga skim: sporty, standard dan eko. Skim eko adalah kelancaran tingkah laku pemandu apabila kenderaan bergerak di kawasan bandar yang sibuk. Skim sporty ialah tingkah laku pemanduan responsif apabila kenderaan beroperasi di lebuh raya pada kelajuan melebihi 80 km/j, dan skema standard ialah tingkah laku antara skim eko dan sporty. Tingkah laku pemanduan dalam skema sporty memerlukan penambahan bahan api bagi meningkatkan kuasa enjin. Sementara itu, tingkah laku pemanduan dalam skim eko memerlukan pengurangan bahan api bagi meningkatkan penjimatan bahan api. Hasil kajian menyatakan sistem kawalan yang direka mampu meningkatkan keselesaan pemanduan dari segi penjimatan bahan api apabila tingkah laku pemandu memasuki skim eko. AFR dicapai pada nilai purata 15.68. Apabila tingkah laku pemandu memasuki skim pemanduan sporty, sistem kawalan boleh mengurangkan AFR dengan nilai purata 13.66. AFR di bawah stoikiometri menghasilkan kuasa enjin maksimum. Pada masa hadapan, sistem ini berpotensi untuk dibangunkan pada kenderaan elektrik, menggunakan gas dan sel bahan api.\",\"PeriodicalId\":13439,\"journal\":{\"name\":\"IIUM Engineering Journal\",\"volume\":\"171 1\",\"pages\":\"\"},\"PeriodicalIF\":0.6000,\"publicationDate\":\"2023-07-04\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"1\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"IIUM Engineering Journal\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.31436/iiumej.v24i2.2781\",\"RegionNum\":0,\"RegionCategory\":null,\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"Q3\",\"JCRName\":\"ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"IIUM Engineering Journal","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.31436/iiumej.v24i2.2781","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"Q3","JCRName":"ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY","Score":null,"Total":0}
引用次数: 1

摘要

由于全球能源有限,并且需要发动机动力来承载车辆负载,因此引入了节能发动机。人们发现,这些发动机的功率因数对汽车技术的发展至关重要,并对驾驶舒适性产生重大影响。此外,还可以通过调节空气燃料比(AFR)来控制汽车发动机的功率和节能。因此,本研究的重点是实现AFR值在14.7的化学计量范围内,以产生良好的排放。应用的技术被观察到有一些缺点,特别是当车辆在大负载下运行时,在满足发动机功率方面。这导致了一种新方法的发展,即利用人工神经网络(ANN)设计一个充分考虑驾驶行为的AFR控制系统。其目的是克服满足发动机功率和确保更好的效率的问题。驾驶行为分为运动、标准、环保等类别。其中,生态方案是车辆在繁忙的城市区域行驶时的平稳行为,运动方案是车辆在高速公路上以80 km/h以上的速度行驶时的响应行为,标准方案是介于生态方案和运动方案之间的行为。此外,运动方案中的驾驶行为需要增加燃料以增加发动机功率,而生态方案则侧重于减少燃料以提高燃料经济性。研究结果表明,所设计的控制系统能够在经济性方面提高驾驶舒适性,平均AFR值为15.68。在运动方案中,系统进一步将该值降至13.66。此外,在化学计量下发现AFR产生了最大的发动机功率。该系统预计将在未来被整合到电动、燃气和燃料电池汽车中。摘要:中国汽车工业发展有限公司(kuasa enjin - danjin - cekap - tenaga - adalah - penalam - manbangunkan)。Mesin penjimat tenaga diperlukan kerana jumlah tenaga global yang terhad。Manakala kuasa enjin digunakan bagi membawa muatan kenderaan。Kedua-dua - fakto - ini sangat mempengaruhi, keselesan和pemanduan。Penjimatan kuasa dan tenaga dalam enjin kenderaan boleh dipenuhi denan mengawal Nisbah Angin kepada Minyak (AFR)。Tumpuan kajian semasa adalah berorientasikan ke arah menapai nilai AFR dalam julat stoikiometri(14.7),在menapai pelepasan terbaik。Namun begit, technology ini mempunyai kelemahan terutama dalam memuhi, kuasa enjin能力,kenderaan和berberi denan和muatan besar。(3)神经网络(Neural Buatan, ANN),神经网络(Neural Buatan, ANN)。Tingkah laku pemanduan direka bentuk kepaada tiga skim:运动的,标准的丹。略读eko adalah kelancaran tingkah laku pemandu apabila kenderaan bergerak di kawasan bandar yang sibuk。略读运动的能力是:滑行速度为80公里/小时,滑行速度为80公里/小时。略读运动的能力是:滑行速度为80公里/小时。Tingkah laku pemanduan dalam skema运动成员,lukan penambahan bahan, api bagi meningkatkan kuasa enjin。我的意思是,我的意思是,我的意思是我的意思是我的意思是我的意思是我的意思是我的意思是我的意思。Hasil kajian menyatakan系统kawalan yang direka mampu meningkatkan keselesaan pemanduan dari segi penjimatan bahan apabila tingkah laku pemandu memasuki skim eko。AFR dicapai pada nilai purata 15.68。Apabila tingkah laku pemandu memasuki skim pemanduan sport,系统kawalan boleh mengurangkan AFR dengan nilai purata 13.66。中国农业科学院,中国科学院,中国科学院,中国科学院。Pada masa haapan, system ini berpotensi untuk dibangunkan Pada kenderaan elektrik, menggunakan gas dan sel bahan api。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
查看原文
分享 分享
微信好友 朋友圈 QQ好友 复制链接
本刊更多论文
APPLICATION OF DRIVING BEHAVIOR CONTROL SYSTEM USING ARTIFICIAL NEURAL NETWORK TO IMPROVE DRIVING COMFORT BY ADJUSTING AIR-TO-FUEL RATIO
Energy-efficient engines were introduced due to limited amount of global energy and the need for engine power to carry vehicle loads. It was discovered that the power factor of these engines was essential in developing automotive technology with subsequent significant effect on driving comfort. Moreover, it was possible to control the power and energy savings of vehicle engines by adjusting the Air to Fuel Ratio (AFR). Therefore, this study focused on achieving AFR values in the stoichiometric range of 14.7 in order to produce good emissions. The technology applied was observed to have some drawbacks, specifically in fulfilling engine power when the vehicle operates with a large load. This led to the development of a new method by designing an AFR control system with due consideration for driving behavior using an Artificial Neural Network (ANN). The aim was to overcome the problem of meeting engine power and ensuring better efficiency. The driving behavior was classified into through categories including the sporty, standard, and eco schemes. The eco scheme was the smooth behavior of a driver during the movement of the vehicle in a busy urban area, the sporty scheme was the responsive driving behavior when the vehicle operates on the highway at speeds above 80 km/h, and the standard scheme was the behavior between the eco and sporty schemes. Furthermore, the driving behavior in a sporty scheme required the addition of fuel to increase engine power while eco-scheme focused on reducing fuel to increase fuel economy. The findings showed that control system designed was able to improve driving comfort in terms of fuel economy during the eco scheme with an average AFR value of 15.68. The system further reduced the value to 13.66 during the sporty scheme. Furthermore, the AFR under stoichiometry was discovered to have produced the maximum engine power. The system was expected to be incorporated into electric, gas-fired and fuel cell vehicles in the future. ABSTRAK: Faktor kuasa enjin dan enjin cekap tenaga adalah penting dalam membangunkan teknologi automotif. Mesin penjimat tenaga diperlukan kerana jumlah tenaga global yang terhad. Manakala kuasa enjin digunakan bagi membawa muatan kenderaan. Kedua-dua faktor ini sangat mempengaruhi keselesaan pemanduan. Penjimatan kuasa dan tenaga dalam enjin kenderaan boleh dipenuhi dengan mengawal Nisbah Angin kepada Minyak (AFR). Tumpuan kajian semasa adalah berorientasikan ke arah mencapai nilai AFR dalam julat stoikiometri (14.7) atas sebab ingin mencapai pelepasan terbaik. Namun begitu, teknologi ini mempunyai kelemahan terutama dalam memenuhi kuasa enjin apabila kenderaan beroperasi dengan muatan besar. Oleh itu, kajian ini adalah berkaitan kaedah baharu bagi mengatasi masalah memenuhi kuasa enjin dan mencapai enjin cekap tenaga dengan mereka bentuk sistem kawalan AFR yang mempertimbangkan tingkah laku pemanduan menggunakan Rangkaian Neural Buatan (ANN). Tingkah laku pemanduan direka bentuk kepada tiga skim: sporty, standard dan eko. Skim eko adalah kelancaran tingkah laku pemandu apabila kenderaan bergerak di kawasan bandar yang sibuk. Skim sporty ialah tingkah laku pemanduan responsif apabila kenderaan beroperasi di lebuh raya pada kelajuan melebihi 80 km/j, dan skema standard ialah tingkah laku antara skim eko dan sporty. Tingkah laku pemanduan dalam skema sporty memerlukan penambahan bahan api bagi meningkatkan kuasa enjin. Sementara itu, tingkah laku pemanduan dalam skim eko memerlukan pengurangan bahan api bagi meningkatkan penjimatan bahan api. Hasil kajian menyatakan sistem kawalan yang direka mampu meningkatkan keselesaan pemanduan dari segi penjimatan bahan api apabila tingkah laku pemandu memasuki skim eko. AFR dicapai pada nilai purata 15.68. Apabila tingkah laku pemandu memasuki skim pemanduan sporty, sistem kawalan boleh mengurangkan AFR dengan nilai purata 13.66. AFR di bawah stoikiometri menghasilkan kuasa enjin maksimum. Pada masa hadapan, sistem ini berpotensi untuk dibangunkan pada kenderaan elektrik, menggunakan gas dan sel bahan api.
求助全文
通过发布文献求助,成功后即可免费获取论文全文。 去求助
来源期刊
IIUM Engineering Journal
IIUM Engineering Journal ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY-
CiteScore
2.10
自引率
20.00%
发文量
57
审稿时长
40 weeks
期刊介绍: The IIUM Engineering Journal, published biannually (June and December), is a peer-reviewed open-access journal of the Faculty of Engineering, International Islamic University Malaysia (IIUM). The IIUM Engineering Journal publishes original research findings as regular papers, review papers (by invitation). The Journal provides a platform for Engineers, Researchers, Academicians, and Practitioners who are highly motivated in contributing to the Engineering disciplines, and Applied Sciences. It also welcomes contributions that address solutions to the specific challenges of the developing world, and address science and technology issues from an Islamic and multidisciplinary perspective. Subject areas suitable for publication are as follows: -Chemical and Biotechnology Engineering -Civil and Environmental Engineering -Computer Science and Information Technology -Electrical, Computer, and Communications Engineering -Engineering Mathematics and Applied Science -Materials and Manufacturing Engineering -Mechanical and Aerospace Engineering -Mechatronics and Automation Engineering
期刊最新文献
PHOTOVOLTAIC MODULE TEMPERATURE ESTIMATION MODEL FOR THE ONE-TIME-POINT DAILY ESTIMATION METHOD BIPHASIC CRUDE PALM OIL DECHLORINATION: EFFECT OF VOLUME RATIO AND CONCENTRATION OF SODIUM SILICATE TO HYDROXIDE ION DISTRIBUTION MIXING SEQUENCE EFFECT OF CEMENT COMPOSITES WITH CARBON FIBRES EFFECTS OF SOIL ERODIBILITY ON RIVERBANK EROSION AND FAILURES KEY SUCCESS FACTORS IN ROAD MAINTENANCE MANAGEMENT PROJECTS (A CASE STUDY OF MAYSAN PROVINCE, IRAQ)
×
引用
GB/T 7714-2015
复制
MLA
复制
APA
复制
导出至
BibTeX EndNote RefMan NoteFirst NoteExpress
×
×
提示
您的信息不完整,为了账户安全,请先补充。
现在去补充
×
提示
您因"违规操作"
具体请查看互助需知
我知道了
×
提示
现在去查看 取消
×
提示
确定
0
微信
客服QQ
Book学术公众号 扫码关注我们
反馈
×
意见反馈
请填写您的意见或建议
请填写您的手机或邮箱
已复制链接
已复制链接
快去分享给好友吧!
我知道了
×
扫码分享
扫码分享
Book学术官方微信
Book学术文献互助
Book学术文献互助群
群 号:481959085
Book学术
文献互助 智能选刊 最新文献 互助须知 联系我们:info@booksci.cn
Book学术提供免费学术资源搜索服务,方便国内外学者检索中英文文献。致力于提供最便捷和优质的服务体验。
Copyright © 2023 Book学术 All rights reserved.
ghs 京公网安备 11010802042870号 京ICP备2023020795号-1