[发明专利]车辆制动能量回收控制方法、装置、车辆及存储介质

说明书

本发明提供一种车辆制动能量回收控制方法、装置、车辆及存储介质，该方法包括当整车控制器接收到制动信号时，根据车辆当前状态计算车辆所需制动力，得到前轮摩擦制动力矩、后轮摩擦制动力矩和电机再生制动力矩三个控制变量，基于预测模型的改进遗传算法计算所述三个控制变量；在所述模型预测控制的框架下执行遗传算法；采用多种群组合迭代和平均分布方法；输出所述最优控制序列后在下一时刻根据车辆状态重新计算所述最优控制序列的三个控制变量值；根据计算的每一时刻的最优控制序列的电机再生制动力矩，所述整车控制器向所述电机及其控制器发送控制信号。本发明实现在紧急制动工况下保证整车安全性，同时在常规制动工况下，提升制动回收能量。

技术领域

本发明涉及车辆制动能量回收控制方法，特别是装备同轴并联机电耦合系统与电控气压机械制动系统的混合动力客车的制动能量回收控制方法。

背景技术

近年来，随着汽车保有量的持续增长，环境污染和能源短缺问题日益加剧，车辆电动化成为汽车工业发展的必然趋势。混合动力汽车作为汽车电动化的代表性技术，已逐渐成为汽车行业竞相研究的热点。制动能量回收技术作为混合动力汽车实现节能的关键技术之一，能够将制动过程中的动能转化为电能，从而大幅度提升整车的燃油经济性。目前，混合动力汽车的制动系统主要分为两种构型，一种是并联构型，该构型对汽车原有的机械系统不做改动，只是将制动能量回收转矩附加于原有系统提供的机械制动力之上共同完成制动功能。另一种是串联构型，该构型中制动踏板与原有机械制动系统已经解耦，总的制动力由机械制动系统与制动能量回收系统依照控制方法分配完成，例如Liang Li,YuanboZhang,Chao Yang,et al.Model Predictive Control-based Efficient EnergyRecovery Control Strategy for Regenerative Braking System of Hybrid ElectricBus[J].Energy Conversion and Management,2016,111:299-314的文章所述。当电机介入制动系统时，如何在多种复杂市区、郊区甚至极限工况下，通过对整车需求制动转矩在制动能量回收系统和机械制动系统之间的合理分配保证整车稳定性和经济性均衡最优，成为亟待解决的难题。

针对电动汽车，李亮等人提出了基于滑模控制理论的电机补偿制动控制方法，利用电机响应速度快的特点，在ABS系统触发的情况下，通过电机转矩快速补偿驱动轮的液压机械制动转矩变化需求，提升了系统的稳定性(LI Liang,LI Xujian,WANG Xiangyu etal.Transient switching control strategy from regenerative braking to anti-lock braking with a semi-brake-by-wire system[J].Veh Syst Dyn.2016,54(2):231-257)。

针对混合动力汽车，杨阳等人设计了一种基于防抱死控制系统硬件的制动能量回收与液压制动协调控制系统，并通过仿真验证了该方案的有效性和可行性。针对电动汽车，TKBera提出了基于滑膜控制理论的防抱死制动系统和制动能量回收系统协调控制器，在紧急刹车制动时，保证了车轮滑移率保持在其最优滑移率；针对前轮驱动电动汽车的制动控制问题，Kanarachos设计了基于状态Riccati方程的集成控制方法。

基于装备轮毂电机的电动汽车，王俊敏提出了非线性模型预测制动能量回收控制方法。基于电动汽车的混合制动系统，基于不确定性模型预测控制理论，刘威等也提出一种不确定性模型预测混合制动控制方法，提升了整车的经济性和鲁棒性。

为了在满足整车稳定性的同时尽可能的提高制动回收能量，Kim运用基于常规遗传算法的优化控制方法来求取制动能量回收力与液压机械制动力之间转矩分配的最优问题，设计了制动能量回收控制方法并验证了其有效性。