基于模糊控制的液力缓速器恒速控制方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种基于模糊控制的液力缓速器恒速控制方 法及装置。
【背景技术】
[0002] 相关技术中，例如有级的分档控制策略：根据充液率的不同缓速器分为4个档位： 100%，75%，50%和25%，不同档位对应不同的制动力矩，驾驶员可以根据行驶路况选择所 需的档位进行制动；例如持续迭代的恒速控制策略：通过单位时间内增加或减少固定量的 充液率（10% )来维持车辆恒速行驶，当恒速开关打开时，控制器进行车速的判定：当实际 车速大于目标车速时，缓速器在单位时间内会自动增加10 %的充液率；当实际车速小于目 标车速时，缓速器在单位时间内会自动减少10 %的充液率。
[0003] 然而，有级的分档控制策略的缺点：没有恒速控制策略，制动力矩只能通过驾驶员 手动调节，下坡过程中液力缓速器虽然分担了行车制动一部分效能，但效果并不理想。持续 迭代的恒速控制策略的缺点：由于在恒速过程中控制器持续迭代，一旦驾驶员打开恒速开 关，车辆的实际速度就会一直在目标车速附近波动，并且处于连续调节的状态，控制器无法 给出一个理想的充液率，这会使得车辆在下坡过程中恒速时间较长，而且充液率的连续调 节对缓速器充液率控制阀的寿命要求很高，增加了使用成本。
【发明内容】
[0004] 本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。
[0005] 为此，本发明的一个目的在于提出一种基于模糊控制的液力缓速器恒速控制方 法，该方法可以实现液力缓速器恒速控制，更好地保证车辆行驶安全。
[0006] 本发明的另一个目的在于提出一种基于模糊控制的液力缓速器恒速控制装置。
[0007] 为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种基于模糊控制的液力缓速器恒 速控制方法，包括以下步骤：计算当前车速和目标车速之间的速度偏差和偏差的变化率； 如果所述速度偏差的绝对值小于第一阈值，则对缓速器工作腔内充液率、所述速度偏差和 偏差的变化率进行模糊化以得到模糊控制量；根据充液率、速度偏差和偏差的变化率的物 理论域和模糊控制量的模糊论域得到所述模糊控制量中的速度偏差和偏差的变化率的量 化因子和充液率的比例因子；选取所述模糊控制量的隶属函数，并根据所述模糊控制量的 隶属函数得到所述模糊控制量在模糊论域中的隶属度数值表；根据所述隶属度数值表建立 所述液力缓速器恒速模糊控制规则以得到模糊控制规则表；根据所述液力缓速器恒速模糊 控制规则得到模糊关系矩阵，并根据所述模糊关系矩阵对所述当前车速和目标车速进行模 糊化以得到所述充液率的模糊输出量；以及将所述充液率的模糊输出量转化为清晰量，从 而实现所述液力缓速器恒速控制。
[0008] 根据本发明实施例提出的基于模糊控制的液力缓速器恒速控制方法，首先通过对 充液率、速度偏差和偏差的变化率进行模糊化得到模糊控制量，从而建立液力缓速器恒速 模糊控制规则以得到模糊关系矩阵，其次根据模糊关系矩阵对当前车速和目标车速进行模 糊化以得到充液率的模糊输出量，最后将充液率的模糊输出量转化为清晰量，从而实现液 力缓速器恒速控制，在不依赖于被控对象的精确数学模型的前提下，在复杂行驶路况例如 长下坡路况下，使液力缓速器能自动输出所需的充液率和制动力矩，以达到车辆恒速行驶 的目的，更好地保证车辆行驶安全。
[0009] 另外，根据本发明上述实施例的基于模糊控制的液力缓速器恒速控制方法还可以 具有如下附加的技术特征：
[0010] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述充液率的物理论域为[0, 1]，所述速度 偏差的物理论域为[-1，+1]，所述偏差的变化率的物理论域为[-0. 4, +0. 4]。
[0011] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述隶属函数为高斯型隶属函数，所述高斯 型隶属函数的数学表达式为：
[0013] 其中，X为论域中的任意元素，c为决定函数中心的位置，σ为决定函数曲线的宽 度。
[0014] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述液力缓速器恒速模糊控制规则为：如果 所述当前车速小于或等于所述目标车速且车辆的加速度在减小时，则将降低所述充液率， 以减小所述车辆的制动力矩；如果所述当前车速大于或等于所述目标车速且所述车辆的加 速度在增加时，则提高所述充液率，以增加所述车辆的制动力矩。
[0015] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述将所述充液率的模糊输出量转化为清 晰量，从而实现所述液力缓速器恒速控制，进一步包括：通过加权平均法将所述充液率的模 糊输出量转化为所述清晰量，以得到所述充液率的控制量的模糊控制表；根据所述模糊控 制表控制所述液力缓速器，从而实现所述液力缓速器恒速控制。
[0016] 本发明另一方面实施例提出了一种基于模糊控制的液力缓速器恒速控制装置，包 括：计算模块，用于计算当前车速和目标车速之间的速度偏差和偏差的变化率；第一处理 模块，如果所述速度偏差的绝对值小于第一阈值，则用于对缓速器工作腔内充液率、所述速 度偏差和偏差的变化率进行模糊化以得到模糊控制量；第一获取模块，用于根据充液率、速 度偏差和偏差的变化率的物理论域和模糊控制量的模糊论域得到所述模糊控制量中的速 度偏差和偏差的变化率的量化因子和充液率的比例因子；第二获取模块，用于选取所述模 糊控制量的隶属函数，并根据所述模糊控制量的隶属函数得到所述模糊控制量在模糊论域 中的隶属度数值表；建立模块，用于根据所述隶属度数值表建立所述液力缓速器恒速模糊 控制规则以得到模糊控制规则表；第二处理模块，用于根据所述液力缓速器恒速模糊控制 规则得到模糊关系矩阵，并根据所述模糊关系矩阵对所述当前车速和目标车速进行模糊化 以得到所述充液率的模糊输出量；以及控制模块，用于将所述充液率的模糊输出量转化为 清晰量，从而实现所述液力缓速器恒速控制。
[0017] 根据本发明实施例提出的基于模糊控制的液力缓速器恒速控制装置，首先通过对 充液率、速度偏差和偏差的变化率进行模糊化得到模糊控制量，从而建立液力缓速器恒速 模糊控制规则以得到模糊关系矩阵，其次根据模糊关系矩阵对当前车速和目标车速进行模 糊化以得到充液率的模糊输出量，最后将充液率的模糊输出量转化为清晰量，从而实现液 力缓速器恒速控制，在不依赖于被控对象的精确数学模型的前提下，在复杂行驶路况例如 长下坡路况下，使液力缓速器能自动输出所需的充液率和制动力矩，以达到车辆恒速行驶 的目的，更好地保证车辆行驶安全。
[0018] 另外，根据本发明上述实施例的基于模糊控制的液力缓速器恒速控制装置还可以 具有如下附加的技术特征：
[0019] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述充液率的物理论域为[0, 1]，所述速度 偏差的物理论域为[-1，+1]，所述偏差的变化率的物理论域为[_0. 4, +0. 4]。
[0020] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述隶属函数为高斯型隶属函数，所述高斯 型隶属函数的数学表达式为：
[0022] 其中，X为论域中的任意元素，c为决定函数中心的位置，σ为决定函数曲线的宽 度。
[0023] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述液力缓速器恒速模糊控制规则为：如果 所述当前车速小于或等于所述目标车速且车辆的加速度在减小时，则将降低所述充液率， 以减小所述车辆的制动力矩；如果所述当前车速大于或等于所述目标车速且所述车辆的加 速度在增加时，则提高所述充液率，以增加所述车辆的制动力矩。
[0024] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述控制模块具体用于：通过加权平均法将 所述充液率的模糊输出量转化为所述清晰量，以得到所述充液率的控制量的模糊控制表； 和根据所述模糊控制表控制所述液力缓速器，从而实现所述液力缓速器恒速控制。
[0025] 本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0026] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中：
[0027] 图1为根据本发明实施例的基于模糊控制的液力缓速器恒速控制方法的流程图；
[0028] 图2为根据本发明一个实施例的液力缓速器工作时的车速变化示意图；
[0029] 图3为根据本发明一个实施例的车辆下坡时驱动力-行驶阻力平衡示意图；
[0030] 图4为根据本发明一个实施例的模糊控制的流程图；
[0031] 图5为根据本发明一个实施例的恒速模糊控制方法的流程图；
[0032] 图6为根据本发明一个实施例的模糊控制规则三维曲线示意图；
[0033] 图7为根据本发明一个实施例的仿真结果示意图；以及
[0034] 图8为根据本发明实施例的基于模糊控制的液力缓速器恒速控制装置的结构示 意图。
【具体实施方式】
[0035] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。