[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

权利要求书

1.一种车辆制动能量回收控制方法，所述车辆包括空气压缩机、气缸和制动阀组成的线控气压机械制动系统，和整车控制器、电机及其控制器、变速箱、电池及其管理单元、加速踏板位置传感器、制动踏板位置传感器、车速传感器组成的制动能量回收控制系统，所述线控气压机械制动系统中针对每个车轮都装有气压调节阀，所述线控气压机械制动系统用于单独调节控制每个车轮的轮缸压力，其特征在于，

当所述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，所述车辆所需制动力分配至前后轴的三个控制变量，所述三个控制变量为前轮摩擦制动力矩、后轮摩擦制动力矩和电机再生制动力矩,采用基于预测模型的改进遗传算法对所述三个控制变量进行计算；

在模型预测控制的框架下执行遗传算法，即通过对当前时刻的有限时域内的最优问题的求解得到最优控制序列的所述三个控制变量的值；

采用多种群组合迭代和平均分布方法来提升计算效率并防止其收敛于局部最优解；

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所述三个控制变量的值，用于实现整个制动过程中的滚动优化；

根据计算得到的每一时刻的所述最优控制序列的所述电机再生制动力矩，所述整车控制器向所述电机及其控制器发送控制信号，使得所述电机及其控制器控制电机输出相应制动力矩；

该方法还包括，

将所述三个控制变量放在不同子种群，预测计算时，所述不同子种群的个体进行组合，然后以每个个体在其所有组合中的最大的适应度作为其适应度值，最后所述不同子种群的个体分别进行迭代更新；

然后采用初始种群均匀分布的方法，对所述不同子种群中的每一个种群，将满足约束条件的可用区域被分为了几个平均的部分，并选择所述几个平均的部分的边界点作为所述不同子种群的个体值；

结合系统特性，设定制动能量回收转矩的约束条件如下：第一，结合电机MAP图，通过对当前电机转速查表求得状态下电机所能输出的最大转矩；第二，结合电池状态，得到当前电池所能输出的最大功率，再结合转化后的功率与转速得到最大的制动能量回收转矩；第三，基于设定的最大制动能量回收转矩变化率限制以及上一时刻的制动能量回收转矩，得到当前的制动能量回收转矩限制；由于系统能够提供的气压制动转矩较大，所以对气压制动转矩的约束主要考虑系统设定的最大转矩变化率限制，具体描述公式如下：

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为电机制动能量回收力矩；η_motor为电机效率；ω_m为电机转速；P_{batt_lim}为制动能量回收系统中电池在当前状态下的最大充电功率限制；T_reb,max为电机在当前状态下的最大转矩限制；T_reb(k)、T_b1(k)、T_b2(k)分别为在k时刻的电机制动能量回收力矩、前轮摩擦制动力矩、后轮摩擦制动力矩；T_reb(k+1)、T_b1(k+1)、T_b2(k+1)分别为在k+1时刻的电机制动能量回收力矩、前轮摩擦制动力矩、后轮摩擦制动力矩；Ts为控制周期；T_rechange,max为制动能量回收转矩的最大变化率限制；T_pchange,max为气压制动转矩在当前时刻的最大变化率限制。