[發明專利]改進車輛制動能量回收控制方法、裝置、車輛及存儲介質

有效

• 申請號: 201911307566.8
• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN111332125B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 王偉達;張淵博;王利輝;倪俊;韓立金;項昌樂
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B60L7/10
• 分類號: B60L7/10
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產權代理有限公司 11473
• 代理人: 吳航

本發明提供一種改進車輛制動能量回收控制方法、裝置、車輛及存儲介質，該方法包括當整車控制器接收到制動信號時，根據車輛當前狀態計算車輛所需制動力得到三個控制變量，基于預測模型的改進遺傳算法計算所述三個控制變量；在所述模型預測控制框架下執行遺傳算法；采用多種群組合迭代和平均分布法；根據車輛歷史信息計算最優控制序列的所述三個控制變量值，生成基于輸入集的多維點陣，車輛制動時通過選擇點陣中離當前狀態最近點的控制變量；根據所述最優控制變量的電機再生制動力矩，所述整車控制器向電機及其控制器發送控制信號用于控制電機輸出相應制動力矩。本發明實現在緊急制動工況下保證整車安全性，且在常規制動工況下，提升制動回收能量。

技術領域

本發明涉及車輛制動能量回收控制方法，特別是裝備同軸并聯機電耦合系統與電控氣壓機械制動系統的混合動力客車的制動能量回收控制方法。

背景技術

近年來，隨著汽車保有量的持續增長，環境污染和能源短缺問題日益加劇，車輛電動化成為汽車工業發展的必然趨勢。混合動力汽車作為汽車電動化的代表性技術，已逐漸成為汽車行業競相研究的熱點。制動能量回收技術作為混合動力汽車實現節能的關鍵技術之一，能夠將制動過程中的動能轉化為電能，從而大幅度提升整車的燃油經濟性。目前，混合動力汽車的制動系統主要分為兩種構型，一種是并聯構型，該構型對汽車原有的機械系統不做改動，只是將制動能量回收力矩附加于原有系統提供的機械制動力之上共同完成制動功能。另一種是串聯構型，該構型中制動踏板與原有機械制動系統已經解耦，總的制動力由機械制動系統與制動能量回收系統依照控制方法分配完成，例如Liang Li,YuanboZhang,ChaoYang,et al.ModelPredictive Control-basedEfficientEnergyRecoveryControl Strategy for Regenerative Braking System of Hybrid Electric Bus[J].Energy ConversionandManagement,2016,111:299-314的文章所述。當電機介入制動系統時，如何在多種復雜市區、郊區甚至極限工況下，通過對整車需求制動力矩在制動能量回收系統和機械制動系統之間的合理分配保證整車穩定性和經濟性均衡最優，成為亟待解決的難題。

針對電動汽車，李亮等人提出了基于滑模控制理論的電機補償制動控制方法，利用電機響應速度快的特點，在ABS系統觸發的情況下，通過電機力矩快速補償驅動輪的液壓機械制動力矩變化需求，提升了系統的穩定性(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)。

針對混合動力汽車，楊陽等人設計了一種基于防抱死控制系統硬件的制動能量回收與液壓制動協調控制系統，并通過仿真驗證了該方案的有效性和可行性。針對電動汽車，TKBera提出了基于滑膜控制理論的防抱死制動系統和制動能量回收系統協調控制器，在緊急剎車制動時，保證了車輪滑移率保持在其最優滑移率；針對前輪驅動電動汽車的制動控制問題，Kanarachos設計了基于狀態Riccati方程的集成控制方法。

基于裝備輪轂電機的電動汽車，王俊敏提出了非線性模型預測制動能量回收控制方法。基于電動汽車的混合制動系統，基于不確定性模型預測控制理論，劉威等也提出一種不確定性模型預測混合制動控制方法，提升了整車的經濟性和魯棒性。

為了在滿足整車穩定性的同時盡可能的提高制動回收能量，Kim運用基于常規遺傳算法的優化控制方法來求取制動能量回收力與液壓機械制動力之間力矩分配的最優問題，設計了制動能量回收控制方法并驗證了其有效性。