[發(fā)明專利]車輛制動能量回收控制方法、裝置、車輛及存儲介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911307578.0
• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN111332126B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發(fā)明（設計）人: 王偉達;張淵博;劉洋;劉輝;倪俊;項昌樂
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)代理有限公司 11473
• 代理人: 吳航

1.一種車輛制動能量回收控制方法，所述車輛包括空氣壓縮機、氣缸和制動閥組成的線控氣壓機械制動系統(tǒng)，和整車控制器、電機及其控制器、變速箱、電池及其管理單元、加速踏板位置傳感器、制動踏板位置傳感器、車速傳感器組成的制動能量回收控制系統(tǒng)，所述線控氣壓機械制動系統(tǒng)中針對每個車輪都裝有氣壓調(diào)節(jié)閥，所述線控氣壓機械制動系統(tǒng)用于單獨調(diào)節(jié)控制每個車輪的輪缸壓力，其特征在于，

當所述整車控制器接收到制動信號時，根據(jù)車輛當前狀態(tài)計算車輛所需制動力，所述車輛所需制動力分配至前后軸的三個控制變量，所述三個控制變量為前輪摩擦制動力矩、后輪摩擦制動力矩和電機再生制動力矩,采用基于預測模型的改進遺傳算法對所述三個控制變量進行計算；

在模型預測控制的框架下執(zhí)行遺傳算法，即通過對當前時刻的有限時域內(nèi)的最優(yōu)問題的求解得到最優(yōu)控制序列的所述三個控制變量的值；

采用多種群組合迭代和平均分布方法來提升計算效率并防止其收斂于局部最優(yōu)解；

輸出所述最優(yōu)控制序列后在下一時刻根據(jù)車輛狀態(tài)重新計算所述最優(yōu)控制序列的所述三個控制變量的值，用于實現(xiàn)整個制動過程中的滾動優(yōu)化；

根據(jù)計算得到的每一時刻的所述最優(yōu)控制序列的所述電機再生制動力矩，所述整車控制器向所述電機及其控制器發(fā)送控制信號，使得所述電機及其控制器控制電機輸出相應制動力矩；

該方法還包括，

將所述三個控制變量放在不同子種群，預測計算時，所述不同子種群的個體進行組合，然后以每個個體在其所有組合中的最大的適應度作為其適應度值，最后所述不同子種群的個體分別進行迭代更新；

然后采用初始種群均勻分布的方法，對所述不同子種群中的每一個種群，將滿足約束條件的可用區(qū)域被分為了幾個平均的部分，并選擇所述幾個平均的部分的邊界點作為所述不同子種群的個體值；

結(jié)合系統(tǒng)特性，設定制動能量回收轉(zhuǎn)矩的約束條件如下：第一，結(jié)合電機MAP圖，通過對當前電機轉(zhuǎn)速查表求得狀態(tài)下電機所能輸出的最大轉(zhuǎn)矩；第二，結(jié)合電池狀態(tài)，得到當前電池所能輸出的最大功率，再結(jié)合轉(zhuǎn)化后的功率與轉(zhuǎn)速得到最大的制動能量回收轉(zhuǎn)矩；第三，基于設定的最大制動能量回收轉(zhuǎn)矩變化率限制以及上一時刻的制動能量回收轉(zhuǎn)矩，得到當前的制動能量回收轉(zhuǎn)矩限制；由于系統(tǒng)能夠提供的氣壓制動轉(zhuǎn)矩較大，所以對氣壓制動轉(zhuǎn)矩的約束主要考慮系統(tǒng)設定的最大轉(zhuǎn)矩變化率限制，具體描述公式如下：

T_rebω_mη_motor≤P_{batt_lim}

|T_b2(k+1)-T_b2(k)|≤T_pchange,max·Ts

|T_b1(k+1)-T_b1(k)|≤T_pchange,max·Ts

式中T_reb為電機制動能量回收力矩；η_motor為電機效率；ω_m為電機轉(zhuǎn)速；P_{batt_lim}為制動能量回收系統(tǒng)中電池在當前狀態(tài)下的最大充電功率限制；T_reb,max為電機在當前狀態(tài)下的最大轉(zhuǎn)矩限制；T_reb(k)、T_b1(k)、T_b2(k)分別為在k時刻的電機制動能量回收力矩、前輪摩擦制動力矩、后輪摩擦制動力矩；T_reb(k+1)、T_b1(k+1)、T_b2(k+1)分別為在k+1時刻的電機制動能量回收力矩、前輪摩擦制動力矩、后輪摩擦制動力矩；Ts為控制周期；T_rechange,max為制動能量回收轉(zhuǎn)矩的最大變化率限制；T_pchange,max為氣壓制動轉(zhuǎn)矩在當前時刻的最大變化率限制。