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专利号: 2021107116742
申请人: 浙江理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般车辆
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于区间二型模糊逻辑的汽车制动防抱死控制系统,其特征在于:包括传感器单元、车轮滑移率计算单元、路面最佳滑移率识别单元、区间二型模糊逻辑ABS控制器、电子控制单元ECU、电子液压制动系统EHB、四个车轮的制动轮缸和四个车轮的制动盘,所述传感器单元分别与车轮滑移率计算单元和电子控制单元ECU连接,所述车轮滑移率计算单元分别与路面最佳滑移率识别单元和区间二型模糊逻辑ABS控制器连接,所述路面最佳滑移率识别单元与区间二型模糊逻辑ABS控制器连接,所述区间二型模糊逻辑ABS控制器与电子控制单元ECU连接,所述电子控制单元ECU与电子液压制动系统EHB连接;每个车轮的制动轮缸分别通过进液电磁阀与电子液压制动系统EHB连接,并且每个车轮的制动轮缸分别通过出液电磁阀与电子控制单元ECU连接,每个车轮的制动轮缸还通过制动钳与相应的制动盘连接;

所述传感器单元包括用于测量制动踏板位移的制动踏板位移传感器、用于测量车轮转速的轮速传感器、用于测量汽车速度的车速传感器和用于测量制动轮缸压力的制动轮缸压力传感器;

所述区间二型模糊逻辑ABS控制器包括模糊器单元、推理机单元、规则库单元、降型器单元和解模糊单元,所述车轮滑移率计算单元、路面最佳滑移率识别单元均与模糊器单元连接,模糊器单元与推理机单元连接,所述规则库单元也与推理机单元连接,所述推理机单元与降型器单元连接,所述降型器单元与解模糊单元连接,所述解模糊单元与电子控制单元ECU连接;

传感器单元将采集到的数据输入电子控制单元ECU,电子控制单元ECU确定驾驶员所需制动力矩Tb,输出电信号控制电子液压制动系统EHB电机工作建立制动主缸压力P和控制制动轮缸进液电磁阀打开,制动轮缸进液产生制动轮缸压力pi(i=1,2,3,4;其中1表示左前轮,2表示右前轮,3表示左后轮,4表示右后轮),制动钳挤压制动盘产生所需制动力矩Tb和各轮制动力Fbi(i=1,2,3,4;其中1表示左前轮,2表示右前轮,3表示左后轮,4表示右后轮);

传感器单元将车轮轮速ωri(i=1,2,3,4;其中1表示左前轮,2表示右前轮,3表示左后轮,4表示右后轮)、汽车速度v输入到车轮滑移率计算单元,将制动轮缸压力pi输入到电子控制单元ECU,车轮滑移率计算单元输出此时此刻的车轮实际滑移率λi(i=1,2,3,4;其中1表示左前轮,2表示右前轮,3表示左后轮,4表示右后轮)到路面最佳滑移率识别单元,路面最佳滑移率识别单元输出当前路面最佳滑移率λd,区间二型模糊逻辑ABS控制器接收车轮实际滑移率λi和路面最佳滑移率λd信号,输出制动防抱死轮缸压力pbi(i=1,2,3,4;其中1表示左前轮,2表示右前轮,3表示左后轮,4表示右后轮)到电子控制单元ECU,电子控制单元ECU通过电流信号控制制动轮缸出液电磁阀打开、保持或关闭操作,实现制动防抱死功能。

2.一种基于区间二型模糊逻辑的汽车制动防抱死控制方法,其特征在于:所述控制方法包括以下步骤:

传感器单元采集制动踏板位移信号d,并输入到电子控制单元ECU,电子控制单元ECU计算得到驾驶员所需制动力矩Tb,并发送电信号控制电子液压制动系统EHB电机工作建立主缸压力P,发送电信号控制制动轮缸进液电磁阀打开,制动轮缸进液产生制动轮缸压力pi(i=1,2,3,4;其中1表示左前轮,2表示右前轮,3表示左后轮,4表示右后轮),制动钳挤压制动盘产生所需制动力矩Tb和各轮制动力Fbi(i=1,2,3,4;其中1表示左前轮,2表示右前轮,3表示左后轮,4表示右后轮);同时电子控制单元ECU根据车速信号v、踏板位移信号d及其变化率 判断是否是紧急制动工况,若是紧急制动工况,则传感器单元输出车速信号v和轮速信号ωri(i=1,2,3,4;其中1表示左前轮,2表示右前轮,3表示左后轮,4表示右后轮)到车轮滑移率计算单元,车轮滑移率计算单元计算出每个车轮的车轮实际滑移率λi并将结果输入到路面最佳滑移率识别单元,路面最佳滑移率识别单元输出当前路面最佳滑移率λd,车轮滑移率计算单元和路面最佳滑移率识别单元分别输出车轮实际滑移率λi(i=1,2,3,4;其中1表示左前轮,2表示右前轮,3表示左后轮,4表示右后轮)和路面最佳滑移率λd到区间二型模糊逻辑ABS控制器,区间二型模糊逻辑ABS控制器经过输入量模糊化、模糊推理、模糊降型、解模糊化四个步骤得到制动防抱死轮缸压力pbi(i=1,2,3,4;其中1表示左前轮,2表示右前轮,3表示左后轮,4表示右后轮),并将结果发送到电子控制单元ECU,电子控制单元ECU根据制动轮缸压力pi和制动防抱死轮缸压力pbi的差值调整制动轮缸出液电磁阀电流大小,其中直至汽车减速停止;

若不是紧急制动工况,则保持制动轮缸压力pi不变直至汽车减速停止。

3.如权利要求2所述一种基于区间二型模糊逻辑的汽车制动防抱死控制方法,其特征在于:所述区间二型模糊逻辑ABS控制器的设计过程包括以下步骤:

1)确定模糊控制器类型

采用Mamdani型二型模糊逻辑控制器;

2)确定输入变量和输出变量及其基本论域、模糊集数和隶属度函数所述区间二型模糊逻辑ABS控制器的输入为车轮实际滑移率λi与路面最佳滑移率λd的差值s=λi‑λd及其变化率 输出为制动防抱死轮缸压力pbi;模糊控制器中s的论域为[‑

0.2,0.2],量化因子为kei(i=1,2,3,4;其中1表示左前轮,2表示右前轮,3表示左后轮,4表示右后轮),其中ke1=50,ke2=50,ke3=10,ke4=10;的论域为[‑0.2,0.2],量化因子为keci(i=1,2,3,4;其中1表示左前轮,2表示右前轮,3表示左后轮,4表示右后轮),其中kec1=50,kec2=50,kec3=10,kec4=10;制动防抱死轮缸压力pbi的论域为[‑10,10],比例因子为1;

s的模糊集为 其中NB代表负大,NM代表负中,NS代表负小,ZE代表零,PS代表正小,PM代表正中,PB代表正大; 的模糊集为其中NB代表负大,NM代表负中,NS代表负小,ZE代表零,PS代表正小,PM代表正中,PB代表正大;单个车轮的制动防抱死轮缸压力pb的模糊集为 其中NB代表负大,NM代表负中,NS代表负小,ZE代表零,PS代表正小,PM代表正中,PB代表正大;

输入输出变量的隶属度函数均采用高斯型隶属度函数;

3)确定模糊控制规则

当车轮实际滑移率λi与路面最佳滑移率λd的差值s=λi‑λd为负值时且绝对值较大时,需要增大制动防抱死轮缸压力pbi使车轮制动力矩增大导致路面制动力增大,从而使车轮滑移率增大接近路面最佳滑移率;车轮实际滑移率λi与路面最佳滑移率λd的差值s=λi‑λd为正值时且绝对值较大时,需要减小制动防抱死轮缸压力pbi使车轮制动力矩增大导致路面制动力减小,从而使车轮滑移率减小接近路面最佳滑移率;采用规则为:如果车轮实际滑移率λi与路面最佳滑移率λd的差值s的模糊集是 并且车轮实际滑移率与路面最佳滑移率的差值变化率 的模糊集是 那么单个车轮的制动防抱死轮缸压力pb的模糊集是

4)模糊降型

对模糊推理的二型模糊集合输出进行降型,降型方法采用Karnic‑Mendel(KM)算法;

5)解模糊

对模糊降型的得到的输出[pbl,pbr]采用均值法进行解模糊化得到单个车轮的制动防抱死轮缸压力pb,其中pbl表示区间二型模糊集合输出左端点,pbr表示区间二型模糊集合输出右端点。