具体实施方式

如图1所示，一种基于线控制动的能量回收控制方法，该方法包括下列顺序的步骤：

(1)获取分布式电驱动整车实时的数据和参数：获取分布式电驱动整车在不同工况下的实时纵向车速V、当前制动踏板信号Brk、电池的SOC值；获取分布式电驱动整车参数，包括质心到前轴的距离a、质心到后轴的距离b、质心高度hg、整车的质量m、轴距L、制动盘的有效摩擦半径r、制动器制动活塞的制动面积A、制动器摩擦系数μ、制动器制动效率η和制动器特定因素c；

(2)建立EMB电子机械制动器系统模型；

(3)根据当前制动踏板信号Brk、实时纵向车速V以及电池的SOC值，判断是否启动制动能量回收；

(4)根据当前整车参数、当前制动踏板信号Brk获取制动强度Z；根据制动强度Z，依据设定的前后轴制动力曲线得到此时前轴制动力矩T_bf和后轴制动力矩T_br；

(5)将当前制动踏板信号Brk、实时纵向车速V以及电池的SOC值作为输入，利用模糊控制得到电机制动力矩占比系数K；得到每个轴上的制动能量回馈力矩，电机根据整车控制器VCU给定的制动能量回收力矩进行制动。

所述步骤(2)具体包括以下步骤：

(2a)建立无刷直流电动机的数学模型：

T_m(t)＝C_m·i(t)

E＝C_E·N

其中，U是电枢电压；i(t)是电枢电流；L_m是电枢电感；R_m是整个回路电阻；E是电枢反电动势；Tm(t)是电动机产生的扭矩；Cm是扭矩系数；C_E是电机感应电动势系数；N是转子转速；

(2b)建立行星齿轮减速机构数学模型：

T_x＝T_a·i_x·η_x

其中，T_x是行星架的输出转矩；T_a＝T_m是太阳轮的输入转矩；i_x是传动比；η_x是行星齿轮的传动效率；

(2c)建立滚珠丝杆副数学模型：

T_g＝F·P_h/(2π)

T_g＝T_x·η_g

其中，T_g是滚珠丝杆的驱动扭矩；F是丝杆推力；P_h是丝杆的导程；η_g是滚珠丝杆的传动效率；

(2d)建立EMB电子机械制动器系统模型：

F＝2π·C_m·i(t)·i_x·η_x·η_g/P_h。

所述步骤(3)具体包括以下步骤：根据当前制动踏板信号Brk、实时纵向车速V以及电池的SOC值，判断是否启动制动能量回收：当电池的SOC>90％时，关闭制动能量回收；当实时纵向车速V<5km/h时，关闭制动能量回收；若当前制动踏板有信号输入，且实时纵向车速V大于5km/h，同时电池的SOC值不大于90％，则开启制动能量回收。

所述步骤(4)具体是指：根据AVL Cruise理论手册查到制动力矩和制动压强之间公式如下：

T＝2pAημrc

其中，T是当前汽车所需要的制动力矩；p为换算成当前汽车机械制动器所需的制动压强；A为制动器制动活塞的制动面积；η为制动器制动效率；μ为制动器摩擦系数；r为制动器有效摩擦半径；c为制动器特定因素；

根据制动强度公式：

式中，m为整车质量；R为车轮半径，求得制动强度Z；

根据制动强度Z，结合设计的前后轴制动力曲线，得到前轴制动力Fx1、后轴制动力Fx2；

如图2所示，A点是ECE法规曲线和横坐标轴的交点，对应制动强度Z1，对应的第一前轴制动力为Fx1A；I曲线为理想制动力分配曲线；

当制动强度小于Z1时，按照OA线段分配前后轴制动力，即所有制动力由前轴提供，后轴不参与制动；

A点是ECE法规曲线和横坐标轴的交点，对应第一制动强度Z1，对应的第一前轴制动力为Fx1A；I曲线为理想制动力分配曲线；

当制动强度Z小于第一制动强度Z1时，按照OA线段分配前后轴制动力，即所有制动力由前轴提供，后轴不参与制动；

B点对应第二制动强度Z2，B点是当制动强度Z等于0.2时，即Z2＝0.2,得到的坐标点位置；对应的第二前轴制动力为Fx2A，第二后轴制动力为Fx2B，当制动强度Z处在Z1和Z2之间时，前后轴的制动力按AB线分配；

C点对应第三制动强度Z3，C点是当制动强度Z等于0.4时，即Z3＝0.4,保持后轴制动力不变，通过增加前轴制动力得到的坐标点位置；

对应的第三前轴制动力为Fx1C，第三后轴制动力为Fx2C，制动强度处在Z2到Z3之间时，第二后轴制动力为Fx2B保持不变，增大前轴制动力，即BC段；

D点对应第四制动强度Z4，D点是制动强度Z等于0.6时，即Z4＝0.6,得到的坐标点位置；第四前轴制动力为Fx1D，第四后轴制动力为Fx2D，当制动强度处在Z3和Z4之间时，前后轴的制动力按CD线分配；

E点对应的制动强度为Z5，E点是制动强度Z等于0.75时得到的坐标点位置,Z5＝0.75，大于E点之后为紧急制动；

当制动强度处在Z4和Z5之间时，前后轴的制动力按DE线分配；

当制动强度大于Z5，前后轴制动力按照I曲线进行分配，电机退出制动环节；前后轴制动力的分配必须在ECE法规曲线和I曲线之间；

已知制动强度Z，则分配策略如下：

当Z<Z1时，前后轴的制动力分配线段为OA：

G是重力，Fx1是前轴制动力，Fx2是后轴制动力；

当Z1<Z<Z2时，前后轴制动力分配线段为AB：

当Z2<Z<Z3时，前后轴制动力分配线段为BC：

当Z3<Z<Z4时，前后轴制动力分配线段为CD：

当Z4<Z<Z5时，前后轴制动力分配线段为DE：

当Z>Z5时，前后轴制动力分配线段为I曲线；

式中：K_AB、K_CD、K_DE分别是线段AB、CD、DE的斜率；

得到前轴制动力Fx1、后轴制动力Fx2，即得到前轴制动力矩T_bf和后轴制动力矩T_br。

所述步骤(5)具体是指：利用以下公式得到每个轴上的制动能量回馈力矩，电机根据整车控制器VCU给定的制动能量回收力矩进行制动：

T_regn＝T_brk*K

其中，T_regn是再生制动力矩；T_brk是总制动力矩；K是电机制动力矩占比系数。

前后轴力矩分配完毕后，分配每一个轴上的力矩。用到模糊控制方法，模糊控制输入：输入包括实时纵向车速V；获取制动踏板信号Brk；获取电池的SOC值；

(1)电池SOC设置如下：

电动汽车的电池充、放电时，需要对SOC进行实时监控，SOC值过高或者过低都会产生损害，所以考虑电池安全性，SOC值在一定范围内才可以进行制动能量回收，将SOC值设置为三个不同水平，{高(G)、中(Z)、低(D)}，如图3所示；

(2)车速V设置如下：

当车速低于某一个值时，就会关闭再生制动，当车速高于此值时，就会适当提高再生制动占比。将车速分为4个不同水平，{高(G)、中(Z)、低(D)、很低(HD)}，如图4所示；

(3)制动踏板行程Brk设置如下：

制动踏板是驾驶员的制动需求，根据驾驶员的需求进行限制输出力矩的作用。将制动踏板行程分为三个不同水平，{高(G)、中(Z)、低(D)}，如图5所示；

(4)输出电机制动占比K设置如下：

设置再生制动的制动力比例k范围是[0,1]。模糊子集设置为5个，{很高(HG)、高(G)、中(Z)、低(D)、很低(HD)}，如图6所示；

制定模糊规则如表1所示；求得电机制动力矩占比系数K。当电机提供的制动力矩不足时，电子机械制动系统提供剩余的机械制动力进行补充。

表1

为了更好地对比本发明中采用的技术效果加以验证说明，本实施例选择以固定比例的制动能量回收策略与本发明方法进行对比测试，用科学严谨的手段对比实验结果，验证本发明方法的真实性。

下面分别在NEDC工况和CLTC-P工况下的对比。

首先是NEDC工况，如图7、图8所示。

表1：NEDC工况

其次是CLTC-P工况，如图9、图10所示。

表2：CLTC-P工况

由此可见，在如上的两种典型工况中，相比于之前已有的固定比例回收控制策略，有效地提高了回收效率，降低了电池能量的消耗。

综上所述，本发明是一种分布式电驱动基于线控制动的能量回收控制策略，通过实时条件计算制动强度，分配每个轴上的制动力大小，然后通过模糊控制计算的到每个轴上再生制动力的占比，从而得到回收的能量；与现有的技术相比，本发明摒弃了传统汽车的液压制动，采用线控制动，利用设计得到的制动力分配曲线进行制动力分配，进一步提升了能量的回收效率，使制动力分配更加易于实现；本发明能够通过结合制动力的分配和模糊控制搭建控制策略，实现了在保证制动稳定和安全的前提下，提高制动力精确性，提高续驶里程的作用。