OTOMATİK VİTESLİ OTOMOBİLLER İÇİN BULANIK MANTIK DENETLEYİCİNİN GELİŞTİRİLMESİ

Transkript

1 OTOMATİK VİTESLİ OTOMOBİLLER İÇİN BULANIK MANTIK DENETLEYİCİNİN GELİŞTİRİLMESİ R. Ufuk Erdoğan Y. Samim Ünlüsoy Makina Mühendisliği Bölümü, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 653 Ankara, Turkey. Yazışmalar için Prof. Dr. Y. Samim Ünlüsoy Makina Mühendisliği Bölümü Orta Doğu Teknik Üniversitesi 653 Ankara Tel. : (32) , Fax. : (32) unlusoy@metu.edu.tr

2 OTOMATİK VİTESLİ OTOMOBİLLER İÇİN BULANIK MANTIK DENETLEYİCİNİN GELİŞTİR RİLMESİİ R. Ufuk Erdoğan, Y. Samim Ünlüsoy Makina Mühendisliği i Bölümü, 653 ODTÜ, Ankara. Anahtar Kelimeler: Otomatik Vites Kutusu, Otomobil, Bulanık Mantık Denetleyici ÖZET Bu bildiride, otomatik vitesli bir otomobilde vites değişimlerinii sağlayacak olan bulanık mantık denetleyicinin tasarlanması sunulmaktadır. Bu tasarım yapılırken, vites değişimleri için normal sürüşte yakıt tasarrufu, sportif sürüşte ise maksimumm performanss göz önüne alınmıştır. -GİRİŞ Otomatik vites kutusu, sürüş kolaylığı ve kullanım basitliğindenn dolayı günümüz otomobillerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Düz vitesli otomobillerde vites değişimleri, özellikle yoğun şehir trafiğinde, sürücünün fiziksel olarak yorulmasına ve konsantrasyonun azalmasına neden olmaktadır. Otomatik vites kutusu bulunan araçlarda ise, sürücünün vites değişimi içinn sağ el ve sol bacağını kullanmasını gerektiren hareketler ortadan kalkmaktadır. Böylece sürücünün fiziksel olarak yorulması ve konsantrasyon bozukluğu en az düzeye indirgenmiş, sürüş kalitesi ve sürüş güvenliği arttırılmıştır. Geleneksel otomatik vites kutularında, hidrolik kavramalı dişli sistemi, bir vites değişim zamanlama şablonu aracılığı ile kontrol edilmektedir. Bu zamanlama programında, araç hızı ve gaz kelebeği açıklığına göre vites değişim sınırlarını gösteren eğriler yer almaktadır. Şekil- de tipik bir otomatik vites değişim şablonu gösterilmektedir. Bu şekilde, düz çizgiler değişik araç hızı ve gaz kelebeği açıklıklarına göre vites yükseltme sınırlarını, noktalı çizgiler ise vites düşürme sınırlarını göstermektedir. Genellikle gelenekse otomatik vites kutularında üç veya daha fazla değişik vites değişim şablonu (ekonomi, kış, sportif kullanım, vb.) kullanılmaktadır. Ancak bu hazır şablonlarla, değişik sürüş koşullarında en uygun sürüş performansının veya ekonominin sağlanması çok zordur. Bunun nedeni, şablonların daha önceden belirli koşullara göre hazırlanmasıı ve o anki sürüş şartlarına göre otomatik olarak kendini adapte edememesidir. Ayrıca, sadecee araç hızı ve gaz kelebeğinin açıklığı sürüş şartlarını tanımlamadaa her zaman yeterli olmamaktadır. Şekil- Vites değişim şablonu [] 2-BULANIK MANTIK Bulanık mantık son yıllarda giderek artan bir şekildee kontrol uygulamalarına girmeye başlamıştır. Hemen hemen tüm uygulamalarda, bulanık mantığın sağladığıı performans, basitlik, verimlilik gibi yararlar eldee edilebilmektedir. Bulanık mantık, karmaşık ve kesin olmayan bilgilerden ve gerçeklerden, basit bir şekildee kesin sonuçlar elde edebilmeyi sağlamaktadır. Bir anlamda insan beyninin karmaşık durumlara karşıı gösterdiği mantıksal yaklaşım ve sonuçlandırmaa yöntemleri örneklenmektedir. Birçok mühendislik uygulamasında önemli olan bir sonuç eldee etmektir ve bu b sonucun kesin olması gerekmektedir. Gerçek hayatta var v olan sistemleri modellemek ve bu sistemler için kontrol sistemleri oluşturmanın pek çok zorlukları vardır. Bu gibi durumlarda, geleneksel kontrol sistemleri için, kesin k denklemlerin bulunması ve kesin değerlerin bilinmesi, bir sonuca ulaşılabilmesi için gereklidir. Ancakk bulanık mantık bu gibi karmaşıkk sistemler için farklı yaklaşım göstermekte ve daha çok insann bilgi ve tecrübesini kul anarak oluşturduğu soyut bilgileri kullanmaktadır. Bu sonuçlar rakamsal olarak değil, daha çok sayısal dizilerce tanımlanan kavramlarr (hızlı, yavaş, uzun, u kısa, az, çok, vb.) ile ifade edilmektedir.

3 Bir bulanık mantık denetleyici tasarlanırken, ilk yapılması gereken işlem kontrol edilecek değişkenlerin belirlenmesidir. İkinci olarak, her değişkeni tanımlayabilecek kavramlar ve değişkenin kesinliğine göre kullanılacak kavram sayıları belirlenir. Daha sonra kontrol edilecek değişkenler ve alacağı değerler kullanılarak bir bilgi tabanı hazırlanır. Bu bilgi tabanı, denetleyicinin alacağı mantıksal kararları belirleyen bir dizi kuralları (fuzzy rules) ve üyelik (membership) fonksiyonlarını içermektedir. Şekil-2 de bulanık mantık denetleyicinin temel mimarisi görülmektedir. Temel olarak bulanık mantık denetleyici dört modülden oluşmaktadır. Bunlar bulanıklaştırma (fuzzification), sonuçlandırma mekanizması (fuzzy inference mechanism), bulanık kurallar tabanı (fuzzy rule base) ve kesinleştirme (defuzzification). Bulanıklaştırma modülünde girdi değerleri, tanımlanmış üyelik fonksiyonları kullanılarak üyelik derecelerine (membership grades) dönüştürülür. Bu üyelik dereceleri, sonuçlandırma mekanizmasının kuralları kullanarak işleyebileceği sayısal değerlerdir. Sonuçlandırma mekanizmasında, üyelik derecelerinin hangi kurallarla ile ilgili olduğu ve bu kurallara göre hangi kontrol hareketlerinin uygulanacağı belirlenir ve bu sonuçlar yine üyelik dereceleri aracılığı ile kesinleştirme modülüne iletilir. Kesinleştirme modülünde ise üyelik dereceleri olarak belirlenen çıktılar, bazı yöntemler yardımı ile modellenen sistemin anlayabileceği sayısal değerler elde edilir. 3- BULANIK MANTIK DENETLEYİCİSİNİN VİTES KUTULARINDAKİ UYGULAMALARI Günümüzde birçok otomatik vites kutusunda uygulanmasına karşın, kaynaklarda bu konuyla ilgili az sayıda makale yer almaktadır. Tanaka ve Wada [2] otomatik vites kutularında kullanılan mekanik debriyajın bulanık mantık ile kontrolünü incelemişler ve bu sistemin değişik vites kutularında uygulanmasını tartışmışlardır. Bastian [3] bulanık mantık denetleyicinin birkaç farklı otomatik vites kutusundaki uygulamalarını incelemiştir. Bu makalede ayrıca, örneğin bir viraja yaklaşırken yapılması gereken vites değişikliği gibi bazı özel durumlar incelenmiştir. Yamaguchi, Narita, Takahashi, ve Katou [4] tarafından hazırlanan makalede üretimdeki bir otomobilin otomatik vites kutusunun bulanık mantık ile denetlenmesi tartışılmış; yokuş inerken ve çıkarken görülen sık vites değiştirme rejiminin iyileştirilmesi ve bu sıklığın uygun şekilde azaltılması ile ilgili öneriler sunulmuştur. Usuki, Fujita ve Hatta [5] tarafından hazırlanan araştırmada INVECS olarak anılan bulanık mantık denetleyicili otomatik vites kutusu incelenmiştir. Bu denetleyici için toplam girdi kullanılmış ve özellikle rampalarda karşılaşılan sorunların azaltılmasına çalışılmıştır. Saito, Yoshida, Watanabe ve Innami tarafından hazırlanan otomatik vites kutusunda [6], bulanık mantık denetleyicinin görevleri değişik bir açıdan ele alınmıştır. Burada rampa çıkarken bulanık mantık denetleyici kullanarak vites değişim şablonunun, yolun eğimine ve sürücüye göre sürekli olarak değişimi amaçlanmıştır. Bunun için araçla ilgili altı değişken kullanılmıştır. Kaynaklarda bulanık mantık kullanılan birçok uygulama görmek mümkündür. Genel olarak, girdi sayısı ve her girdinin üyelik fonksiyon sayısı arttıkça, vites değiştirme işleminin daha akıcı olduğu, ancak sistemin karmaşıklığı ve maliyetinin arttığı söylenebilir. Anılan yayınların ve uygulamaların tümünde ortak olan değişkenler araç hızı, motor devri ve gaz kelebeği açıklığıdır. Bunlara ek olarak, yolla ilgili bilgilerin de bir şekilde formülasyona katılmasıyla vites değiştirme performansının yükseltilebileceği gözlenmektedir. Bu durumda yol bilgisinin, motor yükü olarak, kullanılması öngörülen değişkenlere eklenmesi gereği ortaya çıkmaktadır. Girdiler Bulanıklaştırma Sonuçlandırma Mekanizması Bulanık Kural Tabanı Kesinleştirme Çıktılar Şekil-2 Bulanık mantık denetleyicinin ana yapısı

4 4-ARAÇ MODELİ Araç modeli temelde tahrik sistemi vee aracın hareketini etkileyen dirençlerden oluşmaktadır. Bulanık mantık denetleyici bu modele uygulanmıştır. Denetleyiciye girdi olarak dört değişken kullanılmaktadır. Değişkenler aracın hızı, motor devri, gaz kelebeği açıklığı ve motor yükü olarak seçilmiştir. Bu değişkenler kullanılarak, uygun vites seçimi yapılır. Şekil-3 de kullanılacak araç modeli ve uygulanann bulanık mantık denetleyici şematik olarak görülmektedir. fonksiyonları görülmektedir. Kaynaklardakii araştırmalar, konforlu ve ekonomik sürüşş tercih eden sürücülerin genellikle gaz pedalına p az ve yumuşak bastıklarınıı göstermektedir. Bu B kaynaklardaki istatistiksel sonuçlarınn ışığında gaz kelebeği açıklığının az olduğuu durumlarda, vites değişimi düşük motor devirlerindee gerçekleştirilmiştir. Şekil-4 tenn de görüleceği gibi, gaz kelebeği açıklığının az olduğu durumlarda yakıt sarfiyatıı düşük olmaktadır. Ayrıca sabit gazda motor devri arttıkça, motordann elde edilenn tork değeri de düşmekte, böylece motorunn verimi azalmaktadır. Gaz kelebeği açıklığının az olduğu değerlerde, vites değişiminin en uygun olacağı motor m devirlerinin 2 dev/dakika ile 3 devir/dakika arasında olduğuu sonucuna varılmaktadır. Şekil-3 Araç modeli Bulanık mantık denetleyicinin tasarımında en önemli kısım, kurallar tabanı ile girdi ve çıktı değişkenlerinin üyelik fonksiyonlarınınn oluşturulmasıdır. Üyelik fonksiyonlarını ve kuralları belirlemek için çeşitli yöntemler kullanılmaktadır. Bu çalışmada deneme yanılma yöntemi kullanılmıştır. İlk olarak, her beş (dört girdi, bir çıktı) değişkenin üyelik fonksiyonları f için referans olarak beşer adet kavram kümeleri belirlenmiştir. Her küme ilgili değişkenin alabileceği değerler dizisini eşit olarak bölmektedir. Bu hazırlık, deneme yanılma yöntemi için bir temel oluşturmaktadır. Yine temel olarak kullanılmak üzere kurallar tabanı oluşturulmuştur. Kurallar tabanı oluşturulurken, kuralların tamamlığı, tutarlılığı ve birbirleriyle olan etkileşimi kontrol edilmiştir. Bu özelliklerin kontrolü ile kuralların birbiriyle çakışmaması ve sistem kontrolü gerçekleşirken gerekli kuralların eksik olmaması sağlanmıştır. Değişkenlerden ilk olarak ele alınacak olan araç hızının üyelik fonksiyonları hazırlanırken, yukarıda da belirtildiği gibi beş temel fonksiyon elee alınmıştır. Ancak yapılan denemeler sonucu daha fazla sayıda bulanık kavramının kullanılması uygun görülmüş ve bu sayı sekize çıkartılmıştır. Üyelik fonksiyonları Şekil-5 te görülen biçimde dağıtılmıştır. Dikkat çekici bir nokta, düşük hızlarda özellikle 6km/h lik hızın altında bulanık kavramlarının yoğunluğunun daha fazlaa olmasıdır. İkinci olarak ele alınan motor devri için ise denemelerin ardından kavram sayısının dörde indirilmesinin uygun olacağı sonucuna varılmıştır. Böylece, sistemin kontrolünün doğruluğu ve kesinliğinden ödün vermeden, beşinci bulanık kavramın yaratacağı ek kurallar elimine edilmiştir. Şekil-5 te motor devri ile ilgili olan üyelik Şekil 4 Kelebek açıklıklarınaa göre yakıt tüketimi [4] Bulanık kurallar tabanında 47 adet kural yer almaktadır. Kullanılan kurallardan tipik örnekler aşağıdaa sunulmuştur. If Araç Hızı Çok Çok Yüksek then Vitess 5. If Gaz Kelebeği Az Açık and Araç Hızı Düşük then Vites 3. If Gaz Kelebeği Çok Açıkk and Araç Hızı Orta and Motor Yükü Çok Yüksek then vites 2. Araçtan yüksek performans istendiği takdirde, vites değişiminin yüksek y devirlerde gerçekleşmesi gerekmektedir. Genel G eğilim olarak, yüksek performans isteyen sürücü gaz pedalına sonuna kadar basmaktadır. Aracı üst limitlerinde kullanmak için, vites değişimlerinin n maksimum gücün elde edildiği devir etrafındaa gerçekleştirilmesii uygundur. Maksimum gücün eldee edildiği değer, benzinli b motorlarda maksimum torkun eldee edildiği değerin üzerinde yer almaktadır. Bu araştırma için kullanılan motorun maksimum güç ve maksimum tork devirleri d tam gaz kullanımında sırasıylaa 55 ve 4 dev/dakikadır. Bu nedenle, tam gaz durumunda, vites değişimininin gerçekleşeceği değerin 55 dev/dak etrafında olması bulanık mantık denetleyicii tarafından sağlanmalıdır. Vites değişiminin hemen

5 ardından motor devrinin düştüğü görülmektedir. Bu devirlerin ise genellikle maksimum tork devri olan 4 dev/dakika yakınında olması gerekmektedir. Üçüncü değişken olan motor yükü, otomobil üzerindeki dirençlerin yarattığı torkun, motor torkuna olan oranı ifade etmektedir. Bu nedenle, motor yükünün alacağı değerler aralığı ile,5 olarak belirlenmiştir. Bu oranın birden büyük olması, dirençlerin, motorun ürettiği torktan büyük olduğunu ifade etmektedir. Denemeler, dördüncü değişken olan gaz kelebeği açıklığı için seçilen temel bulanık kavramlarının üç taneyle sınırlandırılması durumunda dahi yeterli olduğunu göstermiştir. Çıktı olarak belirlenen vites değerleri için üyelik fonksiyonlarının tam sayıları (, 2, 3, 4, 5) ifade etmesi gerekmektedir. Ancak simülasyon için kullanılan paket programda tam sayı ifadesi mümkün olmadığından, bu fonksiyonlar tabanları çok dar, üçgen üyelik fonksiyonları tarafından ifade edilmektedir, (Şekil-5). 4.-Araç Tahrik Sistemi Yukarıda açıklanan bulanık mantık denetleyiciyi uygulayabilmek için aracın aktarma organlarının ayrıntılı bir modelinin hazırlanması gerekmektedir. Bu çalışmada motor, hidrolik kavrama, otomatik vites kutusu, diferansiyel ve tekerleklerden oluşan bir tahrik sistemi modeli kullanılmıştır. Model Şekil-6 da gösterilmektedir. Modelin kullanılabilmesi için öncelikle, aracın hareketine karşı oluşacak dirençlerin hesaplanması gereklidir. Bu dirençler lastik yuvarlanma, yokuş, hava ve atalet dirençleridir. Bu dirençlerin tanımları ve formülasyonları ile ilgili detaylı bilgi [7] nolu kaynakta verilmektedir. Aktarma organları modeli dört ana kısımda incelenecektir. Birinci kısım diferansiyel ve tekerlekleri kapsamaktadır. Bu kısım için araç üzerindeki dirençler kullanılarak aşağıdaki eşitlik elde edilmiştir. Ttr id ed TBR FR rw w dt JT ÜYELİK DERECESİ ÜYELİK ÜYELİK Aşırı Düşük 2. ÇokÇok Düşük 3. Çok Düşük 4. Düşük 5. Orta 6. Yüksek7. Çok Yüksek 8. Çok Çok Yüksek ARAÇ HIZI Çok Düşük Düşük Orta Yüksek Çok Yüksek MOTOR YÜKÜ Az Açık Orta Çok Açık GAZ KELEBEĞİ.2 Çok Düşük Düşük Orta Yüksek ÜYELİK DERECESİ ÜYELİK MOTOR DEVRİ VİTES NO Şekil-5 Değişkenlerin üyelik fonksiyonları

6 Hidrolik Kavrama Otomatik Dişli Kutusu Diferansiyel ve tekerleklerr Şekill 6 Aracın aktarma organlarının modellenmesi Aracın lineer hızı da aşağıdaki bağıntıdan elde edilmektedir. V r w w Eşitliklerde T tork, i hız oranı, r w lastik yarıçapı, J kütle atalet momenti, F direnç kuvveti, e mekanik verim, ve dönme hızı olarak kullanılmışş ve Şekil 6 da tanımlanmıştır. İki numaralı kısım otomatik vites kutusunu içermektedir. Buradaki değerler dişli kutusuna giren ve çıkan şaftların hızları, tork değerleri ve dişli oranlarıdır. Eşitlikler biraraya getirilerek bu kısım için aşağıdaki bağıntılar yazılmıştır. T i t e t tr T out Nout N tr i t Üçüncü kısım hidrolik kavrama ünitesini içermektedir. Hidrolik kavrama ünitesi bir sonraki alt bölümde incelenmiştir. Dördüncü kısımda ise motor modeli yer almaktadır. Motor çıkış şaftı üzerinde herhangi bir yükün (klima, kompresör sistemleri, vb.) olmadığı varsayılmış ve motor çıkışı ile hidrolik kavrama girişindeki şaft hızı ve torkunun aynı olduğu kabul edilmiştir. Aşağıdaa bu kısımla ilgili eşitlik verilmiştir. Je N e Te (Ne,a k ) Tp (Ne, N out ) Bu eşitlikteki motor torkunun, gaz kelebeği açıklığıı (a k ) ve motor devri cinsinden tanımlanmış değerlerini bulmak için motorun özelliklerini veren Şekil-7 deki motor karakteristiğii kullanılmıştır. Bu grafik sayesinde, motorun belli birr devir ve belli bir gaz kelebeği açıklığındaa üreteceği motor torku elde edilmektedir. 4.2-Hidrolik Kavrama Otomobillerde genellikle trilok moment değiştiricii adı verilen tek kademe üç parçalı hidrolik kavrama kullanılmaktadır. Trilok moment değiştiricisinin kullanıldığı bir araçta,, tork oranı araç hareket etmeye başladığı yani ivmenin maksimum olması gerekenn zamanda maksimumm değerindedir. Aracın hızı arttıkça tork oranı azalır. Böylece aracın rahat bir şekildee hızlanması sağlanır. s Trilok moment değiştiricinin d üç özelliği bulunmaktadır. Bunlar hız oranı (SR), tork oranı (TR) ve tork katsayısıı (K p ) olup son iki özellik hız oranına bağlı değişkenlerdir. Şekil-7 Aracın motor r karakteristiğii [4] Bu özellikleri tanımlayan eşitlikler aşağıda verilmiştir. Nout SR Ne N TR out Tout N e Te N N K out e p N e Te Bu değerler kaynakçalarda genellikle tork oranının ve tork katsayısınınn hız oranı cinsinden hazırlanmışş grafikleri ile tanımlanmaktadırlar. Genellikle binek arabaları için tork oranı maksimumm değeri 2,2 ile 2,66 arasında seçilmektedir. Daha yüksekk

7 değerler kavramanın verimini düşürmekte ve aşırı ısınmaya neden olmaktadır. Tork oranı, olduğu zaman giren tork ile çıkan tork birbirine eşitlenmiş ve kavrama noktasına ulaşılmış olunur. Kavrama noktasının ulaşıldığı motor devri de bir kavramayı tanımlayan özelliklerden biridir. Bir araç için Trilok moment değiştirici seçilirken motor özellikleri ile uyumuna dikkat edilmelidir. Şekil 7 de verilen motor karakteristiğine uygun olarak seçilenn bir trilok moment değiştiricinin karakteristik özellikleri Şekil-8 ve 9 da verilmiştir. 5-SİMÜLASYON Yukarıda özellikleri verilen araç için hazırlanan bulanık mantık denetleyicinin performansını görebilmek için, çalışma koşullarının simülasyonu yapılmıştır. Bu amaçla aracın modeli Matlab programının 5.3 sürümü içine entegre edilmiş olan Simulink kullanılarak hazırlanmıştır. Kullanılan değerler EK te verilmiştir. Bulanık mantık denetleyicinin modele eklenmesi için de, yine Matlab içine entegre edilmiş olan Fuzzy Logic Toolbox kullanılmıştır. Kesinleştirme modülünde centroid yöntemi seçilmiş, çözüm için ODE45 kullanılmıştır. Şekil- da Simulink içinde hazırlanmış olan sistem işlem şemasıı görülmektedir. Burada, değerleri dışarıdan girilmesi gereken tek girdi gaz kelebeği açıklığıdır. Programa gaz kelebeği açıklıklarının zaman cinsinden değişimleri girilmektedir. Diğer değişkenlerin değerleri program içinde oluşmakta ve gerekli yerlerde kullanılmaktadır. Tork Oranı Kp Şekil-8 Hızz oranı cinsinden tork oran grafiği Hızz Oranı.5 Hızz Oranı Şekil-9 Hız oranı o cinsindenn tork katsayısı grafiği Şekil- Araç modelinin simülasyon şeması

8 5.-Simülasyon Sonuçları Yukarıda belirtildiği gibi hazırlanan simülasyon ortamında çalışma koşullarını görmek için bazı senaryolar yaratılmış ve elde edilen sonuçlar incelenmiştir [8]. Bu bildiride senaryolardan ikisi sunulmaktadır. Simülasyon : Aracın düz yolda hareketsiz durumdan başlayarak tam gaz hızlanma simülasyonu. Klasik - km/saat hızlanma eğrisi elde edilmiş ve Şekil de sunulmuştur. Aracın - km/saat hızlanma süresinin saniye civarında olduğu görülmektedir. Bu değer aracın sınıfı için oldukça iyidir. Hızlanma sırasında vites değişimleri ise Şekil 2 de verilmektedir. Motor Devri [dev/dak] Kelebek Açıklığı [%] Araç Hızı [km/sa] Şekil- Otomobilin hızlanma eğrisi Zaman [s] Zaman [s] Şekil-2 Hızlanma sırasında vites değişimi Simülasyon 2 : Bulanık mantık kontrollü otomatik vitesli aracın hızlanarak önündeki aracı geçmesi. Yol koşulları eğimsiz ve kuru olarak belirlenmiştir. Araç teste durgun halden, % 6 kelebek açıklığı ile başlamış ve sabit bir azalma ile gaz açıklığı 2 nci saniyede % a düşmüştür. Bu anda araç km/h hıza ulaşmış ve bu andan itibaren sabit hızla yol almaya başlamıştır. Sürücü 5nci saniyede önündeki aracı geçmeye karar vermiş ve bu yüzden sürati arttırmak için gaz pedalına ani bir şekilde basmıştır. Şekilde gaz kelebeği açıklığındaki değişim görülmektedir. Aracı geçiş 6ncı saniyede sona ermiş ve aracın hızı 3 km/saate ulaştıktan sonra verilen gaz azaltılarak bu sürat düşürülmüştür. Şekil-3 te aracın test süresince gösterdiği hız ve kelebek açıklığının değişimi görülmektedir. Şekil 4 te ise bulanık mantık denetleyicisinin test koşullarına göre yaptığı vites değişimleri ve motor devrinin zamana göre değişimi görülmektedir. Şekilden görüleceği gibi araç 5nci dakikaya kadar hızlanmasını tamamlamış ve 5nci viteste ve sabit hızda yol almaya başlamıştır. 5nci saniyede aracın ani ivmelenmesi gerekmekte, bu yüzden kelebek açıklığı arttırılmıştır. Şekilden bu anda vitesin 3 e düşürüldüğü görülmektedir. Öndeki aracı geçme işlemi tamamlandıktan sonra kelebek açıklığı azaldıkça, 4ncü ve hemen sonra 5nci vites seçilmiştir Kelebek Açıklığı [%] Araç Hızı [km/sa] Zaman [s] Şekil-3 Zamana göre hız ve kelebek açıklığı değişimi Motor Devri [dev/dak] Zaman [s] Şekil-4 Zamana göre motor devrinin değişimi

9 Böylece sürücünün ani ivmelenme gibi değişik isteklerinde, bulanık mantık denetleyicinin uygun seçimleri yaptığı görülmüştür. Ayrıca ilk hızlanma sırasında vites değişimi orta devirlerde sağlanırken, kelebek açıklığı azaldıkça daha düşük devirlerde vites değişimi ile ekonomik kullanım prosedürüne uygun davranıldığı görülmüştür. 7-SONUÇ Bu araştırmada minimum sayıda sensör ve gereç kullanarak, optimum sayıda girdi ile vites değişimlerinin sağlanması ve böylece geliştirilen ekonomik sistemin performansının incelenmesi amaçlanmıştır. Sonuç olarak çevresel etkileri de içeren dört girdi kullanarak oluşturulmuş bir bulanık mantık denetleyicinin, belirlenen görevleri yeterli şekilde gerçekleştirdiği görülmüştür. KAYNAKÇA [] Graf F., Hauptmann W., Automotive Powertrain Control with Fuzzy Logic from Application of Fuzzy Logic by Jamshidi, Titli, Zadeh, Boverie, Prentice Hall, 997. [2] Tanaka H., Wada H., Fuzzy Control of Clutch Engagement for Automated Manual Transmission, Vehicle System Dynamics 24 (995), pp [3] Bastian A., Fuzzy Logic in Automatic Transmission Control, Vehicle System Dynamics 24 (995), pp [4] Yamaguchi H., Narita Y., Takahashi H., Katou Y., Automatic Transmission Shift Schedule Control Using Fuzzy Logic, SAE Paper [5] Usuki K., Fujita K., Hatta K., The INVECS-II Electronically Controlled Automatic Transaxles for FWD Passenger Cars SAE Paper 9642 [6] Saito M., Yoshida H., Hayafune K., Hatta K., Yoshida S., Introduction of New Domani, JSAE, 993 [7] Ünlüsoy Y. S., ME 425 Automotive Engineering Lecture Notes, METU, 999. [8] Erdoğan, R. U., Development of Fuzzy Logic Gear Shifting in Automatic Transmission for Automobiles, Yüksek Lisans Tezi, Makina Mühendisliği Bölümü, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Aralık 2. EK Araç kütlesi : 8 kg Maksimum güç / tork : 86 kw / 7 Nm Maksimum güç / tork devri : 55 / 4 dev/dak Hava direnci katsayısı :.3 Vites oranları : 3.875, 2.4,.384,.,.72 Diferansiyel oranı : Lastik yarıçapı :.3 m