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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:林彥廷
研究生(外文):Lin Yang-Ting
論文名稱:小型節能環保車油耗經濟性最佳化 引擎管理系統之研究
論文名稱(外文):Optimization Control Study of Engine Management System for Small Energy Saving Contest Vehicle
指導教授:張一屏
指導教授(外文):Chang I-Ping
口試委員:蔡耀文盧昭暉
口試委員(外文):Tsai Yao-WenLu Jau-Huai
口試日期:2014-07-18
學位類別:碩士
校院名稱:大葉大學
系所名稱:機械與自動化工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2014
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:94
中文關鍵詞:行車型態引擎系統動態模型引擎最佳化控制
外文關鍵詞:Driving CycleSystem Dynamic ModelOptimized Control Settings
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本研究旨在整合模擬與引擎油耗實測之數據,建立小型節能環保車油耗經濟性最佳化引擎管理系統,預測之油耗與小型節能環保車實際測試驗證之研究。將引擎控制與輸出性能參數即時顯示之軟體,結合引擎控制參數多目標最佳化調校法則,完成小型節能環保車引擎管理模擬模組系統。
本研究藉由MATLAB/Simulink®建立小型節能環保車之行車型態,並與引擎輸出性能參數結合,得到小型節能環保車之引擎數學模型,以探討小型節能環保車對於引擎扭力、轉速與油耗之響應關係。探討小型節能環保車在不同的行車型態對應引擎扭力、轉速之關鍵點,隨車輛設計參數與操作行車型態之變化,改變關鍵點之點火及噴油控制參數,使其達到改變油耗、節能之目的。藉由搭配實驗設計法與多目標最佳化控制,以降低實驗次數與提高調校引擎參數之效率。本研究可協助小型節能環保車及引擎控制器改善設計,大幅提升小型節能環保車油耗經濟性並縮短實測時間。

The purpose of this study is to integrate the engine simulation and test data to establish the optimized settings for 125c.c gasoline Engine Management System, (EMS) used in the small-scale vehicle fuel saving contest. The fuel economy predicted by the simulation was validated with the field test fuel mileage data. The engine control and performance parameters were monitored and varied according to the multi-objective optimization search to build the EMS setting maps for engine ignition and fuel injection system parameters.
The vehicle road load module and driving cycle patterns was established by MATLAB/Simulink® to calculate the engine fuel mileage from the incorporated road load and vehicle parameters. The engine speed and torque corresponding to different vehicle speed and acceleration or decelerations were calculated, and the most-often operating key points can be resolved from the total driving patterns. The locations of these key operating points depend on the vehicle driving cycle patterns and the drive train parameters which can be varied in the design period before the vehicle is built. The fuel mileage can then be quickly improved by adjusting these key operating points’ EMS ignition and fuel injection parameters from the performance multi-objective optimization response surface of Design of Experiment, (DOE). The fuel mileage predicted can be evaluated and EMS control parameters effects can be compared to enhance the controller efficiency, save the engine tuning time and expanses, thus reducing the trial and error developing of the energy saving vehicle.

封面內頁
簽名頁
中文摘要 iii
ABSTRACT iv
誌謝 v
目錄 vi
圖目錄 ix
表目錄 xiii
符號說明 xv

第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2文獻回顧 2
1.2.1 引擎系統動態模型、行車型態相關文獻 2
1.2.2 汽油引擎點火供油多目標最佳化控制 6
1.3 本文架構 15
第二章 研究方法 16
2.1 實驗目的 16
2.2 實驗儀器設備 17
2.3 實驗平台架設方式 25
2.3.1 實驗平台之聯軸器設計 26
2.3.2 實驗平台之平台水平調整 27
2.3.3 實驗引擎架置實驗平台 28
2.4 引擎實驗量測 32
第三章 機車行車型態動態分析 36
3.1行車型態下引擎動態負荷模型之建立 37
3.1.1 行車型態(Driving Cycle) 38
3.1.2 車輛動態(Vehicle Dynamic) 39
3.1.3 引擎性能(Engine Performance) 41
3.2 模擬最佳化比對 43
3.2.1 車輛參數對引擎性能之影響 43
3.2.2 行車型態最佳化實驗設計分析 58
3.2.3 最佳化控制參數與行車型態模組比對討論 62
第四章 模擬及實驗結果討論與引擎點火噴油最佳化控制設計 68
4.1 模擬及實驗結果驗證討論 68
4.2 引擎點火噴油最佳化控制設計 69
4.3無動力計負載之實驗設計 75
第五章 點火噴油最佳化實驗驗證與討論 78
5.1 關鍵點最佳化設計討論 78
5.2 最佳化控制參數實驗驗證 86
第六章 結論與建議 89
6.1 結論 89
6.2 建議事項與未來研究項目 91
參考文獻 93

[1]黃景裕,“汽車動態模擬系統”,國立中央大學機械工程研究所碩士論文,2000。
[2]陳榮俊,“智慧型車輛動力系統之動態模擬與分析”,大葉大學機械與自動化工程學系碩士論文,2002。
[3]A.Fröberg and L.Nielsen, “Dynamic Vehicle Simulation Forward, Inverse and New Mixed Possibilities for Optimized Design and Control,” SAE Paper No.2004-01-1619.
[4]蕭重威,“車輛行車型態駕駛模擬”, 國立清華大學動力機械學系,1995。
[5]章文堯,“混合動力車輛反向性能模擬與分析”, 大葉大學機械與自動化工程學系碩士論文,2003。
[6]林秉彥,“高壓直噴共軌柴油引擎多次噴油性能最佳化之研究”,大葉大學機械與自動化工程學系碩士論文,2012。
[7]蘇筵壬,“直接噴射共軌式柴油引擎管理系統控制最佳化之研究”,大葉大學機械與自動化工程學系碩士論文,2011。
[8]閆俊龍,“電子噴射機車引擎單晶片實做與設計對引擎性能測試”,國立雲林科技大學機械工程系碩士班碩士論文,2005。
[9]尤鵬程,“單缸500c.c.機車缸內直噴引擎噴油點火驅動器研製與系統調校測試”,高苑科技大學電機工程研究所碩士論文,2010。 
[10]許文聰,“噴射機車引擎電子點火系統模擬分析之研究”, 大葉大學車輛工程學系碩士班碩士論文,2006。
[11]林信傳,“機車噴射引擎管理系統之設計與驗證”, 國立台北科技大學車輛工程系所碩士論文,2006。
[12]凌偉程,“機車引擎適應性噴油控制器設計”, 屏東科技大學車輛工程系所碩士論文,2008。
[13]陳敬和,“電子點火控制系統參數最佳化對引擎性能影響之研究”, 崑山科技大學電子工程研究所碩士論文,2011。
[14]林俊雄,“四行程機車噴油引擎燃燒特性研究”, 國立成功大學機械工程研究所碩士論文,1995。
[15]牛振虎,“單缸汽油引擎電子噴射測試發展系統”,中正理工學院兵器工程研究所碩士論文,1997。
[16]蔡協成,“四行程機車汽油引擎之動態系能模擬與分析”,大葉大學車輛工程研究所碩士論文,2002。
[17]熊湘明,“四行程機車噴油系統參數研究”,台北科技大學車輛工程研究所碩士論文,2003。
[18]黃廉雁,“單缸汽油引擎點火系統模擬與分析之研究”,大葉大學車輛工程研究所碩士論文,2006。

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