Optimization of Parameters of Automated Manual Transmission in Heavy Vehicles Using K-Means Algorithm and Researching of Their Effects on Fuel Consumption

Duran Arif Göçer; İbrahim Yıldız

Makale detayları

Optimization of Parameters of Automated Manual Transmission in Heavy Vehicles Using K-Means Algorithm and Researching of Their Effects on Fuel Consumption

Yazarlar:

Duran Arif Göçer | İbrahim Yıldız

Yayıncı:

Dokuz Eylul University

Ana Başlıklar:

Mühendislik

Dergi:

Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi Vol.25 Issue 74, pp.371-380

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

5/2023

Belge Dili:

Türkçe

Document ID (Org No.):

2001289558

pISSN:

1302-9304

Anahtar kelimeler:

Özet:

 Abstract The gearbox is a critical component that transfers torque from the engine to the vehicles wheels. Fuel usage varies depending on the type of transmission. Different types of gearbox have been tested and used on vehicles in recent years to improve fuel efficiency, decrease emissions and, improve driving performance. Although there are different types of transmissions available today, manual and automatic transmissions are the most often used. These transmission types have advantages and disadvantages when compared to one another, and a search for a better one has evolved that considers these differences. The features of manual and automatic transmissions, as well as shifting components and robotized transmission automated manual, were developed in the study. Gear shift components integrated into the manual transmission system are used to automate the transmission. Gear shift parameters are determined to provide control for the automated manual transmission that has been robotized. On-vehicle test studies and dynamic test drives were performed to determine the best values for the gear shift settings. Although manual transmissions are more economical than automatic transmissions, gear changing in automatic transmissions is changed automatically based on the gear shift parameters, rather than leaving it up to the driver. The study used a gear shifting algorithm to regulate gear changing independently of the driver. Fuel consumption is determined using a dynamic test drive, with the driver and gear shifting algorithm under control. The value ranges of optimum shifting parameters were calculated using the K-means method. The vehicle spent an average of 6.79 L100 km of fuel according to the optimal shifting settings. As a consequence of using the vehicle independently of the algorithm, the driver spends an average of 8.62 L100 km of fuel. Fuel savings improved 27 with gear shift characteristics.

 Abstract The gearbox is a critical component that transfers torque from the engine to the vehicles wheels. Fuel usage varies depending on the type of transmission. Different types of gearbox have been tested and used on vehicles in recent years to improve fuel efficiency, decrease emissions and, improve driving performance. Although there are different types of transmissions available today, manual and automatic transmissions are the most often used. These transmission types have advantages and disadvantages when compared to one another, and a search for a better one has evolved that considers these differences. The features of manual and automatic transmissions, as well as shifting components and robotized transmission automated manual, were developed in the study. Gear shift components integrated into the manual transmission system are used to automate the transmission. Gear shift parameters are determined to provide control for the automated manual transmission that has been robotized. On-vehicle test studies and dynamic test drives were performed to determine the best values for the gear shift settings. Although manual transmissions are more economical than automatic transmissions, gear changing in automatic transmissions is changed automatically based on the gear shift parameters, rather than leaving it up to the driver. The study used a gear shifting algorithm to regulate gear changing independently of the driver. Fuel consumption is determined using a dynamic test drive, with the driver and gear shifting algorithm under control. The value ranges of optimum shifting parameters were calculated using the K-means method. The vehicle spent an average of 6.79 L100 km of fuel according to the optimal shifting settings. As a consequence of using the vehicle independently of the algorithm, the driver spends an average of 8.62 L100 km of fuel. Fuel savings improved 27 with gear shift characteristics.

 Abstract The gearbox is a critical component that transfers torque from the engine to the vehicles wheels. Fuel usage varies depending on the type of transmission. Different types of gearbox have been tested and used on vehicles in recent years to improve fuel efficiency, decrease emissions and, improve driving performance. Although there are different types of transmissions available today, manual and automatic transmissions are the most often used. These transmission types have advantages and disadvantages when compared to one another, and a search for a better one has evolved that considers these differences. The features of manual and automatic transmissions, as well as shifting components and robotized transmission automated manual, were developed in the study. Gear shift components integrated into the manual transmission system are used to automate the transmission. Gear shift parameters are determined to provide control for the automated manual transmission that has been robotized. On-vehicle test studies and dynamic test drives were performed to determine the best values for the gear shift settings. Although manual transmissions are more economical than automatic transmissions, gear changing in automatic transmissions is changed automatically based on the gear shift parameters, rather than leaving it up to the driver. The study used a gear shifting algorithm to regulate gear changing independently of the driver. Fuel consumption is determined using a dynamic test drive, with the driver and gear shifting algorithm under control. The value ranges of optimum shifting parameters were calculated using the K-means method. The vehicle spent an average of 6.79 L100 km of fuel according to the optimal shifting settings. As a consequence of using the vehicle independently of the algorithm, the driver spends an average of 8.62 L100 km of fuel. Fuel savings improved 27 with gear shift characteristics.

 Şanzıman, motordan aldığı torku aracın tekerleklerine ileten güç aktarım organlarından kritik öneme sahip olan bir mekanizmadır. Araçlarda ise şanzıman tipine göre yakıt tüketimi farklılık göstermektedir. Yakıt ekonomisini iyileştirmek, emisyonu azaltmak ve sürüş performansını artırmak için son yıllarda şanzıman alanında birçok çalışmalar yapılmış olup araçlar üzerinde uygulanmıştır. Günümüzde birçok şanzıman çeşidi olmasına rağmen yaygın olarak kullanılan manuel ve otomatik şanzımanlardır. Bu şanzıman tiplerinin birbirine göre avantaj ve dezavantajları bulunmakta olup farklılıklar göz önünde bulundurularak yeni bir şanzıman arayışı ortaya çıkmıştır. Çalışmada manuel ve otomatik şanzımanın özellikleri birleştirilerek vites değiştirme bileşenleri ile robotizeotomatikleştirilmiş manuel şanzıman geliştirilmiştir. Manuel şanzıman sistemine entegre edilen vites değiştirme bileşenleri şanzımanın otomatikleştirilmesinde kullanılmıştır. Robotize hale getirilen otomatikleştirilmiş manuel şanzıman için kontrolü sağlanacak vites değişim parametreleri belirlenmiştir. Vites değiştirme parametrelerine ait optimum değerlerin bulunması için araç üzeri test çalışmaları yapılarak dinamik test sürüşleri gerçekleştirilmiştir. Bilindiği üzere manuel şanzımanlar otomatik şanzımanlardan daha verimli olmasına rağmen otomatik şanzımanda vites değişimi sürücüye bırakılmaksızın vites değişim parametrelerine göre otomatik olarak değişmektedir. Yapılan çalışmada ise vites değişimi sürücüden bağımsız halde bir vites değiştirme algoritmasına bağlı olarak kontrol edilmiştir. Sürücü ve vites değiştirme algoritması kontrolüne bağlı olarak yakıt tüketimleri dinamik test sürüşü ile ölçülmüştür. K-means algoritması kullanılarak optimum vites değiştirme parametrelerine ait değer aralıkları belirlenmiştir. Optimum vites değiştirme parametrelerine göre araç ortalama 6,79 L100km yakıt tüketmiştir. Sürücü algoritmadan bağımsız şekilde aracı kullanması sonucu ortalama 8,62 L100km yakıt tükettiği gözlemlenmiştir. Vites değiştirme parametrelerinin optimize edilmesi ile 27 oranında yakıt tasarrufu sağlanmıştır.

Makale detayları

Optimization of Parameters of Automated Manual Transmission in Heavy Vehicles Using K-Means Algorithm and Researching of Their Effects on Fuel Consumption

Yazarlar:

Duran Arif Göçer | İbrahim Yıldız

Yayıncı:

Dokuz Eylul University

Ana Başlıklar:

Mühendislik

Dergi:

Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi Vol.25 Issue 74, pp.371-380

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

5/2023

Belge Dili:

Türkçe

Document ID (Org No.):

2001289558

pISSN:

1302-9304

On-vehicle testing

transfers torque

k-means method

manual transmission

automatic transmission

robotized gearbox

gear shift parameter

fuel economyAraç üzeri test

güç aktarım organı

k-means algoritması

manuel şanzıman

otomatik şanzıman

robotize şanzıman

vites değişim parametresi

yakıt ekonomisi

Sayı

Makale detayları

Yazarlar: Duran Arif Göçer | İbrahim Yıldız

Yayıncı: Dokuz Eylul University

Ana Başlıklar: Mühendislik

Dergi: Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi Vol.25 Issue 74, pp.371-380

Belge Tipi: Makale

Yayın Tarihi: 5/2023

Belge Dili: Türkçe

Document ID (Org No.): 2001289558

pISSN: 1302-9304

Sayı

Yazarlar:

Duran Arif Göçer | İbrahim Yıldız

Yayıncı:

Dokuz Eylul University

Ana Başlıklar:

Mühendislik

Dergi:

Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi Vol.25 Issue 74, pp.371-380

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

5/2023

Belge Dili:

Türkçe

Document ID (Org No.):

2001289558

pISSN:

1302-9304