一种助力集成装置及其模糊控制系统

本申请涉及新能源客车制造，具体涉及一种助力集成装置及其模糊控制系统。

背景技术：

1、制动系统和转向系统是新能源客车两个关键的子系统也是两个主要耗能部件之一。通过转向系统驾驶员可以按照意识控制方向盘实现车辆的运行轨迹变化，通过刹车系统驾驶员可以根据路面变化实现刹车或减速，这两个关键系统功能的好坏直接决定了车辆的转向轻便性、制动轻便性、节能性以及车辆操作的稳定性。目前，传统的燃油客车以及现役的大部分新能源电动客车转向助力系统和刹车助力系统都独立驱动，两套系统存在的问题是：重量大体积大、成本高、能源消耗高、安全性差、企业产品单一，且产品市场竞争力差。另外，传统的控制算法，智能程度较低，实现精确控制需要建立较多的模型以及其运动的动力模型，建模困难导致控制的难以实现。

2、综上所述，如何克服上述缺陷，是本领域技术人员急需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供一种助力集成装置及其模糊控制系统，以解决现有转向和刹车装置重量大体积大、成本高、能源消耗高、安全性差、企业产品单一，产品市场竞争力差的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种助力集成装置及其模糊控制系统，包括：转向助力泵、空压机和集成控制模块；

3、所述集成控制模块用于根据接收的智能分析模块发送的上位控制信号对所述转向助力泵和所述空压机进行集成驱动，并反馈传感信号至智能分析模块，还用于在高压断开的紧急情况下控制低压供电；

4、所述集成控制模块包括传感器、控制接口单元、高低压双源控制器和双源电机，所述传感器与所述控制接口单元电连接，进而传输采集的装置参数信息，所述高低压双源控制器通过can总线模块与所述智能分析模块电连接，所述高低压双源控制器用于接收上位控制信号，并根据所述上位控制信号控制双源电机工作，所述高低压双源控制器包括高压控制器和低压控制器。

5、进一步地，所述集成控制模块还包括电磁离合器和散热风扇；所述转向助力泵与所述双源电机相连接，所述双源电机通过所述电磁离合器与所述空压机的曲轴连接，所述散热风扇设置在所述空压机的侧面，所述散热风扇用于为所述空压机散热，所述散热风扇通过所述控制接口单元与所述智能分析模块相连接。

6、一种模糊控制系统，用于对上述的助力集成装置进行控制，包括数据获取模块和智能分析模块；

7、所述数据获取模块用于获取驾驶人员的驾驶参数信息，所述驾驶人员的驾驶参数信息包括刹车踏板开度、方向盘角度及变化率信息；

8、所述智能分析模块与所述数据获取模块相连接，所述智能分析模块用于基于模糊分析方法对驾驶人员的驾驶参数信息进行学习分析，根据分析结果得到优化控制参数，并将包含所述优化控制参数的上位控制信号发送至所述集成控制模块，对所述空压机和所述转向助力泵进行优化控制。

9、更进一步地，所述基于模糊分析方法对驾驶人员的驾驶参数信息进行学习分析包括：

10、输入刹车踏板开度、方向盘角度及变化率的参数信息，采用二维模糊控制算法将输入的参数信息模糊化，并通过模糊规则推断出驾驶人的转向和制动意图；

11、基于驾驶人的转向和制动意图、汽车实际减速与目标减速相对偏差、汽车实际转弯角度与目标转弯角度的相对偏差，采用三维模糊控制算法来计算双源电机实际转速和目标速度规律；

12、并采用仿人智能模糊控制算法来对控制参数进行调整修正。

13、更进一步地，所述采用二维模糊控制算法将输入的参数信息模糊化，并通过模糊规则推断出驾驶人的转向和制动意图包括：

14、建立驾驶员制动、转向意图ea和刹车踏板开度和方向盘角度e及变化率参数ec之间的二维模糊控制模型；

15、实时获取刹车踏板开度和方向盘角度e及变化率参数ec，对输入量进行模糊化处理，确定输入变量和输出变量对应的模糊集合的论域和模糊语言变量的词集，并为模糊语言变量赋值；

16、确定量化因子，设定模糊控制规则，根据模糊控制规则确定模糊关系和隶属度函数，并通过模糊关系和隶属度函数计算出驾驶员当前的意图ea。

17、更进一步地，所述采用三维模糊控制算法来计算双源电机实际转速和目标速度规律包括：

18、建立双源电机实际转速和目标速度规律信息u与驾驶人的转向和制动意图ea、汽车实际减速与目标减速相对偏差eb和汽车实际转弯角度与目标转弯角度的相对偏差ec之间的模糊关系模型；

19、对实时获取的驾驶人的转向和制动意图ea、汽车实际减速与目标减速相对偏差eb和汽车实际转弯角度与目标转弯角度的相对偏差ec对应的变量进行模糊化处理，确定各模糊集合的论域和模糊语言变量的词集，并为模糊语言变量赋值；

20、设定模糊控制规则，根据模糊控制规则确定模糊关系和隶属度函数，并通过模糊关系和隶属度函数推断出双源电机实际转速和目标速度规律信息u；

21、进行解模糊运算，将双源电机实际转速和目标速度规律信息u对应的模糊量转换成精确量u(k,i,j),k,i,j分别为输入量的量化等级。

22、更进一步地，所述并采用仿人智能模糊控制算法来对控制参数进行调整修正包括：

23、建立双源电机实际转速和目标速度规律信息u、规律变化率uc与双源电机控制参数之间的模糊关系模型，确定双源电机实际转速和目标速度规律信息u、规律变化率uc为输入量，确定双源电机控制参数变化量uec为输出量；

24、根据量化等级确定输入量和输出量对应的模糊集合的论域，模糊语言变量的词集，并为模糊语言变量赋值；

25、确定量化因子ke、kc、ku，设定模糊控制规则，根据模糊控制规则确定模糊关系和隶属度函数，并通过模糊关系和隶属度函数计算出双源电机控制参数变化量uec。

26、从上述的技术方案可以看出，本发明的优点是：

27、1.本申请可将刹车助力和转向助力进行集成，使得整车轻量化，且可根据不同驾驶人员的驾驶习惯调节刹车和转向助力参数，更加节能、环保。

28、2.本申请中设有集成控制模块，集成控制模块可对转向助力泵、空压机进行集成驱动，将其设置在一起组成助力集成装置，降低了制造成本、同时体积更小、能源消耗更低；且通过智能分析模块对驾驶人员的驾驶习惯参数采用三段模糊分析方法进行学习分析，并计算输出对应的电机控制参数，使得助力控制更加精确。

技术特征：

1.一种助力集成装置，其特征在于，包括:空压机(1)、转向助力泵(2)和集成控制模块；

2.根据权利要求1所述的助力集成装置，其特征在于，所述集成控制模块还包括电磁离合器(4)和散热风扇(5)；所述转向助力泵(2)与所述双源电机(3)相连接，所述双源电机(3)通过所述电磁离合器(4)与所述空压机(1)的曲轴(6)连接，所述散热风扇(5)设置在所述空压机(1)的侧面，所述散热风扇(5)用于为所述空压机(1)散热，所述散热风扇(5)通过所述控制接口单元(7)与所述智能分析模块相连接。

3.一种模糊控制系统，用于对上述权利要求1-2任一项所述的助力集成装置进行控制，其特征在于，包括数据获取模块和智能分析模块；

4.根据权利要求3所述的模糊控制系统，其特征在于，所述基于模糊分析方法对驾驶人员的驾驶参数信息进行学习分析包括：

5.根据权利要求4所述的模糊控制系统，其特征在于，所述采用二维模糊控制算法将输入的参数信息模糊化，并通过模糊规则推断出驾驶人的转向和制动意图包括：

6.根据权利要求5所述的模糊控制系统，其特征在于，所述采用三维模糊控制算法来计算双源电机(3)实际转速和目标速度规律包括：

7.根据权利要求6所述的模糊控制系统，其特征在于，所述并采用仿人智能模糊控制算法来对控制参数进行调整修正包括：

技术总结本申请公开了一种助力集成装置及其模糊控制系统，涉及新能源客车制造技术领域，包括包含有转向助力泵、空压机和集成控制模块的助力集成装置，以及对助力集成装置进行控制的模糊控制系统；集成控制模块用于根据智能分析模块发送的上位控制信号对转向助力泵和空压机进行集成驱动，还用于在高压断开的情况下控制低压供电；模糊控制系统包括数据获取模块和智能分析模块；数据获取模块用于获取驾驶参数信息，智能分析模块用于基于模糊分析方法对驾驶参数信息进行分析，根据分析结果得到优化控制参数，并将包含优化控制参数的上位控制信号发送至集成控制模块，本发明可将刹车助力和转向助力进行集成，使得整车轻量化，且可智能调节刹车和转向助力参数。技术研发人员：林潘忠,张洁,王迪受保护的技术使用者：温州职业技术学院技术研发日：技术公布日：2024/7/15