[发明专利]一种基于组合双级模糊控制器的导流罩仰角控制系统

说明书

一种基于组合双级模糊控制器的导流罩仰角控制系统，包括传感检测装置、控制开关、模糊控制模块FC1和模糊控制模块FC2。传感检测装置包括车速传感器、坡度传感器和温度传感器。控制开关根据坡度信号判定道路为下坡且坡度≥3％时，控制开关切换至模糊控制模块FC2工作，控制量为仰角控制量αsubgt;2/subgt;；当控制开关根据坡度信号判定为其他工况，控制开关切换至模糊控制模块FC1工作，控制量为仰角控制量αsubgt;1/subgt;。本系统能对在平缓路段上高速行驶专用汽车的导流罩仰角进行基于车速变化的模糊控制，达到减少空气阻力、降低油耗的目的，同时在较大坡度长下坡路段，导流罩仰角可随后轮制动器温度变化进行模糊控制调节，实现气动增阻，减轻辅助制动装置或行车制动器的下坡能量负荷。

技术领域

本发明涉及智能控制领域，具体说的是一种基于组合双级模糊控制器的导流罩仰角控制系统。

背景技术

汽车导流罩，可以改善汽车的空气动力性、提高汽车的生产效率、降低燃料消耗、改善使用性能。对于在高速公路上行驶的汽车列车、厢式汽车等专用汽车来说，迎风面积大，行驶速度高、总体上流线性差的，一般大都装有导流罩。

导流罩是一个硬壳式的罩盖，装在牵引汽车驾驶室顶棚上，一般由薄钢板压制而成。导流罩有固定式和可调式两种，导流罩仰角α，如图1所示。固定式导流罩装在驾驶室顶棚上之后，其仰角是不可变的。可调式导流罩具有仰角调整杆件，可以通过调整导流罩的仰角，适应于不同的货物高度或车厢高度，以获得更小的空气阻力，而其仰角的调整，一般在停车时进行。

导流罩对专用汽车外流场气流有较大影响。若没有导流罩，汽车行驶中，气流来流不能顺畅的从驾驶室表面及顶部输运到货箱顶部表面，在货箱前端面高于驾驶室的迎风面区域形成直接冲击，正压较大，使空气阻力增大。在导流罩仰角不合适时也会产生类似的影响。同时，根据CFD数值模拟，无导流罩时，在驾驶室迎风面上缘和货箱前端面上缘也会出现气流分离，出现涡流结构流态，也导致局部表面压力降低，汽车空气阻力增大。

通过对现有文献综合分析并结合行驶工况，目前关于导流罩应用，存在两点需要进一步完善：首先各种不同较高行驶车速下，导流罩仰角应可相应有所调节，以利于减少驾驶室和货箱迎风面上缘处的气流分离，降低涡流对局部表面压力影响，减少空气阻力。但现有的导流罩尚未有能根据行驶中车速的变化，实现对导流罩仰角的动态控制调整。再者对于经常在山区高速公路行驶的专用汽车，若能在长下坡路段利用导流罩仰角变化进行气动增阻，一定程度可以减轻其它辅助制动装置或行车制动器的下坡能量负荷，以利于控速行驶和行车安全。

现有导流罩一般具有一定的优化几何外形(包括导流罩仰角)，以满足汽车在典型较高行驶车速附近范围内使空气阻力系数Cd较低、空气阻力降低的需要，以使汽车具有较好使用性能。这样的优化几何外形(包括导流罩仰角)，离不开流体物理理论指导和对导流罩气动阻力特性的研究，同时需借助试验或CFD计算手段才能获得。对于导流罩仰角，仅有优化的固定导流罩仰角，还不能更好地适应在更大车速范围仍保持相对低些Cd值的需要，也就导致相应地无法充分满足气动指标要求和整车减阻需要，故有必要通过对导流罩仰角进行适应性调节以实现对外流场气流的合理控制。

汽车在坡度较大的长下坡路段行驶时，更多需要利用辅助制动装置来稳定下坡车速，同时避免过多使用行车制动器进行下坡控速制动而导致制动器出现热衰退，确保行车安全。在山区高速公路长下坡路段，若利用仰角可调的导流罩进行气动增阻，一定程度可减少辅助制动装置或行车制动器控速制动的下坡能量负荷。

为了实现对不同行驶工况下气流的合理控制利用以实现整车气动减阻或气动增阻，有必要构建基于导流罩仰角适时调节的控制系统。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于组合双级模糊控制器的导流罩仰角控制系统。