本發(fā)明涉及用于純電動(dòng)汽車制動(dòng)能量與懸架振動(dòng)能量協(xié)同裝置與控制方法。

背景技術(shù)：

目前，能源問題已經(jīng)成為全球面臨的重要問題之一。傳統(tǒng)的汽車已經(jīng)不能滿足社會(huì)發(fā)展的需要，純電動(dòng)汽車成為研究熱點(diǎn)，而續(xù)駛里程短是限制純電動(dòng)汽車發(fā)展的主要瓶頸，國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)該問題在電池、電機(jī)方面開展了廣泛研究。隨著汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是新型底盤技術(shù)的出現(xiàn)，使各種能量高效回收成為可能。例如，針對(duì)汽車制動(dòng)利用電機(jī)進(jìn)行能量回收，同時(shí)汽車也可以通過饋能懸架將懸架所產(chǎn)生的振動(dòng)能量回收利用。因此，如何通過純電動(dòng)汽車底盤多個(gè)能量回收子系統(tǒng)有效協(xié)同工作，提高能量利用效率，顯著延長(zhǎng)續(xù)駛里程，成為純電動(dòng)汽車研發(fā)領(lǐng)域一項(xiàng)新課題。

此外，純電動(dòng)汽車底盤系統(tǒng)是在傳統(tǒng)動(dòng)力學(xué)本質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上兼顧存在能量回收這一重要特點(diǎn)，由此帶來的子系統(tǒng)內(nèi)部以及相互之間功能結(jié)構(gòu)耦合影響與沖突的現(xiàn)象更為明顯，只有結(jié)合實(shí)時(shí)高效的集成控制策略，才能充分發(fā)揮純電動(dòng)汽車底盤系統(tǒng)所特有的能量回收性能優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明結(jié)合純電動(dòng)汽車底盤系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，以再生制動(dòng)能量回收以及饋能懸架等純電動(dòng)汽車先進(jìn)底盤子系統(tǒng)為研究對(duì)象，在深入理解制動(dòng)能量與振動(dòng)能量回收機(jī)理的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新設(shè)計(jì)了一種純電動(dòng)汽車制動(dòng)能量與懸架振動(dòng)能量協(xié)同回收裝置與控制方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種純電動(dòng)汽車制動(dòng)能量與懸架振動(dòng)能量協(xié)同裝置與控制方法，能夠?qū)崿F(xiàn)制動(dòng)能量和振動(dòng)能量的協(xié)同回收再利用，切實(shí)提高純電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程，并提高汽車的安全性能和舒適性能。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：在汽車行駛過程中,根據(jù)道路與交通環(huán)境狀況對(duì)制動(dòng)和懸架的工作模式切換來進(jìn)行振動(dòng)能量回收，實(shí)現(xiàn)汽車制動(dòng)能量回收同時(shí)懸架也能自適應(yīng)回收振動(dòng)能量，使得回收效率最大化。

本發(fā)明解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種純電動(dòng)汽車制動(dòng)能量與懸架振動(dòng)能量協(xié)同裝置，包括整車模塊、懸架模塊、協(xié)調(diào)模塊、電池模塊、決策控制器，整車模塊、懸架模塊、協(xié)調(diào)模塊和電池模塊的傳感器輸出端都和決策控制器相連，將實(shí)時(shí)的信號(hào)傳到?jīng)Q策控制器中；決策控制器的輸出端和集成電機(jī)執(zhí)行器、蓄能器執(zhí)行器連接，用來傳遞執(zhí)行指令；同時(shí)集成電機(jī)的輸入端還和逆變器相連，以便獲得工作所需的三相交流電；直線電機(jī)作動(dòng)器和輪邊電機(jī)的輸出端和整流器相連，以便把制動(dòng)過程和振動(dòng)過程產(chǎn)生的電流進(jìn)行整流；整流器輸出端連接濾波器，用來濾除電路里的脈沖及雜波干擾；濾波器輸出端和穩(wěn)壓器相連，用來穩(wěn)定輸出電壓；穩(wěn)壓器輸出端連接蓄能器，用來存儲(chǔ)由振動(dòng)過程和制動(dòng)過程產(chǎn)生的電能；蓄能器輸出端和和懸架模塊、逆變器、電磁離合器、液壓abs動(dòng)力源、電池模塊相連，用于為各個(gè)模塊提供能量；

決策控制器的決策判斷主要分為三層，分別為頂層決策層、協(xié)同優(yōu)化層和預(yù)測(cè)控制層；頂層決策層主要任務(wù)是根據(jù)行駛工況信息判斷當(dāng)前行駛工況，協(xié)同優(yōu)化層根據(jù)行駛工況信息對(duì)制動(dòng)能量、懸架振動(dòng)能量這兩個(gè)子系統(tǒng)任務(wù)權(quán)限和優(yōu)先級(jí)次序做出判斷，預(yù)測(cè)控制層根據(jù)協(xié)同優(yōu)化層判斷信息對(duì)子系統(tǒng)作動(dòng)器發(fā)出控制指令，同時(shí)將子系統(tǒng)狀態(tài)信息反饋給協(xié)同優(yōu)化層作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

進(jìn)一步，在車輛行駛時(shí)裝置通過整車模塊感知車輛工況信息，所述整車模塊包括陀螺儀傳感器、加速度傳感器、加速踏板傳感器、制動(dòng)踏板傳感器、電流電壓傳感器；由陀螺儀傳感器采集車身橫擺角加速度、側(cè)傾角、俯仰角，用加速度傳感器來采集車身垂直加速度信號(hào)，由加速踏板傳感器采集加速踏板位移信號(hào)，由制動(dòng)踏板傳感器采集制動(dòng)踏板位移信號(hào)，由電流電壓傳感器采集電源電流電壓信號(hào)u/i,將采集到的車輛信息上傳到通信模塊中。

進(jìn)一步，所述陀螺儀傳感器選用vg400cc-200，將其安裝于車身質(zhì)心處。

進(jìn)一步，所述逆變器選用ld007-pi逆變器將車輛電瓶輸出的12伏直流電，轉(zhuǎn)變?yōu)橥ǔＪ褂玫?20伏交流電。

進(jìn)一步，所述制動(dòng)踏板傳感器選用pwg12制動(dòng)踏板傳感器采集制動(dòng)踏板位移信號(hào)，將其安裝于制動(dòng)踏板處；所述加速踏板傳感器選用cc5021lhps007加速度踏板傳感器采集加速踏板位移信號(hào)，將其安裝于加速踏板處；所述電流電壓傳感器選用hah1dr900-s電流電壓傳感器，用來采集電動(dòng)汽車電池的電壓電流信號(hào)，將其安裝在電池模塊中。

進(jìn)一步，所述懸架模塊由通信模塊下載車身橫擺角速度、側(cè)偏角速度、側(cè)傾角、車速、俯仰角參數(shù)，通過懸架模塊中存儲(chǔ)的模糊控制器計(jì)算出前后左右四輪的懸架所需的作動(dòng)力并上傳給通信模塊。

進(jìn)一步，懸架模塊由通信模塊下載車身橫擺角速度、側(cè)偏角速度、側(cè)傾角、車速、俯仰角參數(shù)，通過懸架模塊中存儲(chǔ)的模糊控制器計(jì)算出前后左右四輪的懸架所需的作動(dòng)力并上傳給通信模塊。

本發(fā)明方法的技術(shù)方案為：一種純電動(dòng)汽車制動(dòng)能量與懸架振動(dòng)能量協(xié)同裝置控制方法，

首先,頂層決策層根據(jù)獲取的行駛工況信息的各個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)確定車輛所處的工況；

然后將確定的行駛工況信息傳遞給協(xié)同優(yōu)化層，協(xié)同優(yōu)化層根據(jù)該工況信息首先對(duì)制動(dòng)能量、懸架振動(dòng)能量這兩個(gè)子系統(tǒng)的合作機(jī)制進(jìn)行確定，然后確定子系統(tǒng)的優(yōu)先級(jí)；

最后通過協(xié)商仲裁來合理的分配子系統(tǒng)的任務(wù)和權(quán)限；兩個(gè)子系統(tǒng)的協(xié)同合作機(jī)制主要表現(xiàn)在制動(dòng)工況下，協(xié)同優(yōu)化層設(shè)定了三個(gè)制動(dòng)工況分別為輕度制動(dòng)、中度制動(dòng)和緊急制動(dòng)，不同的制動(dòng)工況對(duì)應(yīng)著不同的合作機(jī)制。

進(jìn)一步，若頂層決策層根據(jù)行駛工況集信息判定為輕度制動(dòng)工況，z≦0.2，其中z為制動(dòng)強(qiáng)度，此時(shí)車輛制動(dòng)強(qiáng)度較弱，制動(dòng)力矩完全由電機(jī)制動(dòng)提供，此時(shí)輪邊電機(jī)作為發(fā)電機(jī)發(fā)電，由于制動(dòng)強(qiáng)度較輕，車身姿態(tài)變化不明顯，此時(shí)直線電機(jī)也作為產(chǎn)能裝置，兩個(gè)子系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行能量回收；產(chǎn)生的電流由輸出端連接的整流器將電流轉(zhuǎn)化為直流電，再通過濾波器、穩(wěn)壓器的處理最后由蓄能器收集儲(chǔ)存；若電池soc值低于設(shè)定下限值時(shí)，蓄能器中的電能會(huì)輸出為電池充電；

若為中度制動(dòng)時(shí)，0.2≦z≦0.7，由于制動(dòng)法規(guī)的限制，制動(dòng)需求增大到一定程度時(shí)，需要機(jī)械摩擦制動(dòng)力進(jìn)行補(bǔ)償；此時(shí)由再生制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)共同參與整車制動(dòng)，此時(shí)輪邊電機(jī)也處于產(chǎn)能狀態(tài)，產(chǎn)生的電能經(jīng)過整流和穩(wěn)壓后直接提供給直線電機(jī)來保持車身姿態(tài)，若此時(shí)輪邊電機(jī)產(chǎn)生的制動(dòng)能量足以使直線電機(jī)保持車身姿態(tài)，多余的能量會(huì)存儲(chǔ)在蓄能器中，若不足以提供維持車身姿態(tài)所需的能量，則直線電機(jī)作動(dòng)器的輸入端電磁離合器閉合，蓄能器為直線電機(jī)提供能量來維持車身姿態(tài)；

若為緊急制動(dòng)時(shí)，z≧0.7，此時(shí)輪邊電機(jī)制動(dòng)完全退出，制動(dòng)力完全由機(jī)械制動(dòng)提供，此時(shí)輪邊電機(jī)不產(chǎn)能，輸出為零，此時(shí)車身姿態(tài)變化嚴(yán)重，蓄能器和動(dòng)力電池一同為直線電機(jī)提供能量來保持車身姿態(tài)，保證制動(dòng)的安全性和乘坐舒適性。

進(jìn)一步，協(xié)同優(yōu)化層根據(jù)該工況信息首先對(duì)制動(dòng)能量、懸架振動(dòng)能量這兩個(gè)子系統(tǒng)的合作機(jī)制進(jìn)行確定的具體過程為：

建立遞階質(zhì)量屋結(jié)構(gòu)，首先對(duì)行駛工況信息性能指標(biāo)模糊權(quán)重進(jìn)行賦值，得到模糊權(quán)重矩陣w＝(w1,…,wi,…,w15)，wi表示第i項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)值

然后根據(jù)實(shí)時(shí)信息來確定行駛工況信息性能指標(biāo)和兩個(gè)子系統(tǒng)之間的關(guān)系矩陣，其公式為r＝(rij)15×2，其中15為行駛工況信息項(xiàng)數(shù)，4為子系統(tǒng)個(gè)數(shù)，rij為第i項(xiàng)性能指標(biāo)與第j項(xiàng)子系統(tǒng)功能相關(guān)程度；

最后將權(quán)重矩陣和關(guān)系矩陣進(jìn)行廣義模糊合成運(yùn)算得到模糊綜合評(píng)價(jià)模型，模型公式為b＝wοr＝(b1,b2)；由于處理的信息眾多而且單位不統(tǒng)一，為了防止模糊信息丟失保證模型的可靠性選用加權(quán)平均型評(píng)價(jià)模型，即分別求出兩個(gè)子系統(tǒng)任務(wù)分配方案的競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)因子，第j項(xiàng)子系統(tǒng)任務(wù)分配方案的競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)因子為將該競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)因子信息傳遞到底層預(yù)測(cè)控制層，通過借助多智能體協(xié)同理論對(duì)兩個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行分布式協(xié)同控制；為了滿足純電動(dòng)汽車地盤快速響應(yīng)的要求，在傳統(tǒng)的模型預(yù)測(cè)控制的基礎(chǔ)上引入顯示表達(dá)，即將傳統(tǒng)的模型預(yù)測(cè)控制率等效為分段仿射的形式。

進(jìn)一步，所述引入顯示表達(dá)具體過程為：

首先，借助多參數(shù)規(guī)劃對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)空間進(jìn)行凸劃分，得到描述狀態(tài)分區(qū)的數(shù)據(jù)信息；然后，計(jì)算控制率關(guān)于狀態(tài)的顯示表達(dá)數(shù)據(jù)，求出各個(gè)凸區(qū)間的平衡點(diǎn)，在平衡點(diǎn)附近進(jìn)行線性化處理，以目標(biāo)函數(shù)最小的控制策略求出平衡點(diǎn)處的最優(yōu)解，以該最優(yōu)解作為整個(gè)凸區(qū)間的最優(yōu)控制率；系統(tǒng)實(shí)際在線運(yùn)行時(shí)，每一采樣時(shí)刻的滾動(dòng)優(yōu)化過程就被轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的狀態(tài)分區(qū)以及分區(qū)控制律查表過程，使得實(shí)際在線控制過程中計(jì)算時(shí)間大為減少，從而達(dá)到實(shí)時(shí)控制的目的；在整個(gè)制動(dòng)過程中abs系統(tǒng)都會(huì)運(yùn)行，當(dāng)出現(xiàn)車輪抱死工況abs介入，其能耗由蓄能器或動(dòng)力電池提供。

本技術(shù)有如下的優(yōu)點(diǎn)：

(1)根據(jù)模糊質(zhì)量功能配置理論和遞階質(zhì)量屋結(jié)構(gòu)建立了綜合評(píng)價(jià)模型，對(duì)環(huán)境和車輛信息進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)得到以能量回收最大為目標(biāo)的最優(yōu)解和兩個(gè)子系統(tǒng)的任務(wù)分配方案。通過對(duì)不同的制動(dòng)力分配控制策略和懸架工作模式的協(xié)同控制，既保證了車輛在制動(dòng)過程中的安全性與穩(wěn)定性又實(shí)現(xiàn)了能量回收最大化。直接降低了整車的能耗，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

(2)通過引入基于顯式表達(dá)的模型預(yù)測(cè)控制，在一定程度上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)模型預(yù)測(cè)控制技術(shù)難以適應(yīng)純電動(dòng)汽車先進(jìn)底盤系統(tǒng)快速響應(yīng)的特點(diǎn)。在復(fù)雜的路面情況下決策控制器可以迅速的做出反應(yīng)，改變直線電機(jī)的輸入電流，來抑制車身姿態(tài)變化，從而很好的保持車身姿態(tài)，提高乘坐的舒適性。

附圖說明

圖1表示的是整個(gè)系統(tǒng)的信息流和能量流流通路徑，其中虛線表示的是信息流，實(shí)線表示的是能量流。

圖2表示的是決策控制器的判斷過程。

圖3表示的是兩個(gè)子系統(tǒng)的工況判斷及合作機(jī)制。

圖4表示的是頂層決策過程中的模糊自量功能配置理論的遞階質(zhì)量屋結(jié)構(gòu)。

圖5表示的是模型預(yù)測(cè)控制率的顯式表達(dá)運(yùn)算過程。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

整車模塊、懸架模塊、協(xié)調(diào)模塊和電池模塊的傳感器輸出端都和決策控制器相連，將實(shí)時(shí)的信號(hào)傳到?jīng)Q策控制器中。決策控制器的輸出端和集成電機(jī)執(zhí)行器、蓄能器執(zhí)行器連接，用來傳遞執(zhí)行指令。同時(shí)集成電機(jī)的輸入端還和逆變器相連，以便獲得工作所需的三相交流電。直線電機(jī)作動(dòng)器和集成輪邊電機(jī)的輸出端和整流器相連，以便把制動(dòng)過程和振動(dòng)過程產(chǎn)生的電流進(jìn)行整流。整流器輸出端連接濾波器，用來濾除電路里的脈沖及雜波干擾。濾波器輸出端和穩(wěn)壓器相連，用來穩(wěn)定輸出電壓，使其不會(huì)出現(xiàn)較大范圍波動(dòng)便于收集。穩(wěn)壓器輸出端連接蓄能器，用來存儲(chǔ)由振動(dòng)過程和制動(dòng)過程產(chǎn)生的電能。蓄能器輸出端和和懸架模塊、逆變器、電磁離合器、液壓abs動(dòng)力源、電池模塊相連，用于為各個(gè)模塊提供能量(如圖1)。

在車輛行駛時(shí)系統(tǒng)通過整車模塊感知車輛信息。由陀螺儀傳感器采集車身橫擺角加速度、側(cè)傾角、俯仰角，用加速度傳感器來采集車身垂直加速度信號(hào)，由加速踏板傳感器采集加速踏板位移信號(hào)，由制動(dòng)踏板傳感器采集制動(dòng)踏板位移信號(hào)，由電流電壓傳感器采集電源電流電壓信號(hào)u/i,將采集到的車輛信息上傳到通信模塊中。

懸架模塊由通信模塊下載車身橫擺角速度、側(cè)偏角速度、側(cè)傾角、車速、俯仰角等參數(shù)，通過懸架模塊中存儲(chǔ)的模糊控制器計(jì)算出前后左右四輪的懸架所需的作動(dòng)力并上傳給通信模塊。

汽車懸架系統(tǒng)采用直線電機(jī)作為懸架振動(dòng)能量回收?qǐng)?zhí)行器，汽車制動(dòng)系統(tǒng)采用輪邊電機(jī)作為制動(dòng)能量回收?qǐng)?zhí)行器。

所述制動(dòng)能量回收?qǐng)?zhí)行器為集成驅(qū)動(dòng)制動(dòng)的輪邊電機(jī)，安裝在車輪處。集成電機(jī)輸入輸出端與蓄能器電池相連，通過電磁離合器進(jìn)行充放電切換。

所述決策控制器的輸入端和車身上各個(gè)傳感器相連，輸出端和各個(gè)執(zhí)行器相連。用于接收傳感器信號(hào)，并且做出決策發(fā)送給執(zhí)行器。決策控制器內(nèi)部存儲(chǔ)用于協(xié)調(diào)電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回收和懸架振動(dòng)能量回收控制策略。

所述制動(dòng)踏板傳感器選用pwg12制動(dòng)踏板傳感器采集制動(dòng)踏板位移信號(hào)，將其安裝于制動(dòng)踏板處。所述加速踏板傳感器選用cc5021lhps007加速度踏板傳感器采集加速踏板位移信號(hào)，將其安裝于加速踏板處。所述電流電壓傳感器選用hah1dr900-s電流電壓傳感器，用來采集電動(dòng)汽車電池的電壓電流信號(hào)，將其安裝在電池模塊中。所述車用橋式整流器選用inr725橋式器來將往復(fù)振動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流轉(zhuǎn)為直流電輸出，將其安裝在充電模塊。所述濾波器選用ss-003濾波器來濾除電路里的脈沖及雜波干擾，將其安裝在充電模塊。所述穩(wěn)壓器選用wdl-30a穩(wěn)壓器使輸出電壓恒定不變，不會(huì)出現(xiàn)較大范圍波動(dòng)，將其安裝在充電模塊。所述逆變器選用ld007-pi逆變器將車輛電瓶輸出的12伏直流電，轉(zhuǎn)變?yōu)橥ǔＪ褂玫?20伏交流電，將其安裝在電機(jī)與蓄能模塊之間。所述車身俯仰角傳感器選用vg400cc-200陀螺儀傳感器采集車身俯仰角信號(hào)，將其安裝于車身質(zhì)心處。所述車身側(cè)傾角傳感器選用vg400cc-200陀螺儀傳感器采集車身側(cè)傾角信號(hào)，將其安裝于車身質(zhì)心處。所述車身橫擺角速度傳感器選用vg400cc-200陀螺儀傳感器采集車身橫擺角信號(hào)，將其安裝于車身質(zhì)心處。所述車身垂直加速度傳感器選用加速度傳感器來采集車身垂直加速度信號(hào)，作為控制器的輸入，控制器對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行特征提取，以判斷車身所處的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。將其安裝于車身質(zhì)心處。集成3g通信網(wǎng)絡(luò)的gps獲取的交通道路環(huán)境信息，進(jìn)而合理地確定純電動(dòng)汽車所處的工況。

首先,頂層決策者根據(jù)獲取的行駛工況集的各個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)確定車輛所處的工況。然后將確定的行駛工況信息傳遞給協(xié)同優(yōu)化層，協(xié)同優(yōu)化層根據(jù)該工況信息首先對(duì)兩個(gè)子系統(tǒng)的合作機(jī)制進(jìn)行確定，然后確定子系統(tǒng)的優(yōu)先級(jí)，最后通過協(xié)商仲裁來合理的分配子系統(tǒng)的任務(wù)和權(quán)限(如圖2)。兩個(gè)子系統(tǒng)的協(xié)同合作機(jī)制主要表現(xiàn)在制動(dòng)工況下，協(xié)同優(yōu)化層設(shè)定了三個(gè)制動(dòng)工況分別為輕度制動(dòng)、中度制動(dòng)和緊急制動(dòng)，不同的制動(dòng)工況對(duì)應(yīng)著不同的合作機(jī)制。若頂層決策根據(jù)行駛工況集信息判定為輕度制動(dòng)(z≦0.2)工況，此時(shí)車輛制動(dòng)強(qiáng)度較弱，制動(dòng)力矩完全由電機(jī)制動(dòng)提供，此時(shí)輪邊電機(jī)作為發(fā)電機(jī)發(fā)電。由于制動(dòng)強(qiáng)度較輕，車身姿態(tài)變化不明顯，此時(shí)直線電機(jī)也作為產(chǎn)能裝置，兩個(gè)子系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行能量回收。產(chǎn)生的電流由輸出端連接的整流器將電流轉(zhuǎn)化為直流電，再通過濾波器、穩(wěn)壓器的處理最后由蓄能器收集儲(chǔ)存。若電池soc值低于設(shè)定下限值時(shí)，蓄能器中的電能會(huì)輸出為電池充電。若為中度制動(dòng)(0.2≦z≦0.7)，由于制動(dòng)法規(guī)的限制，制動(dòng)需求增大到一定程度時(shí)，需要機(jī)械摩擦制動(dòng)力進(jìn)行補(bǔ)償。此時(shí)由再生制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)共同參與整車制動(dòng)。此時(shí)輪邊電機(jī)也處于產(chǎn)能狀態(tài)，產(chǎn)生的電能經(jīng)過整流和穩(wěn)壓后直接提供給直線電機(jī)來保持車身姿態(tài)。若此時(shí)輪邊電機(jī)產(chǎn)生的制動(dòng)能量足以使直線電機(jī)保持車身姿態(tài)，多余的能量會(huì)存儲(chǔ)在蓄能器中。若不足以提供維持車身姿態(tài)所需的能量，則直線電機(jī)作動(dòng)器的輸入端電磁離合器閉合，蓄能器為直線電機(jī)提供能量來維持車身姿態(tài)。若為緊急制動(dòng)(z≧0.7)，此時(shí)電機(jī)制動(dòng)完全退出，制動(dòng)力完全由機(jī)械制動(dòng)提供。此時(shí)輪邊電機(jī)不產(chǎn)能，輸出為零。此時(shí)車身姿態(tài)變化嚴(yán)重，蓄能器和動(dòng)力電池一同為直線電機(jī)提供能量來保持車身姿態(tài)，保證制動(dòng)的安全性和乘坐舒適性，判斷過程(如圖3)。協(xié)同優(yōu)化層根據(jù)不同的制動(dòng)工況信息來制定子系統(tǒng)合作機(jī)制，此時(shí)建立的質(zhì)量屋結(jié)構(gòu)首先對(duì)行駛工況集性能指標(biāo)模糊權(quán)重進(jìn)行賦值，得到模糊權(quán)重矩陣。然后根據(jù)實(shí)時(shí)信息來確定行駛工況集性能指標(biāo)和兩個(gè)子系統(tǒng)之間的關(guān)系矩陣。最后將權(quán)重矩陣和關(guān)系矩陣進(jìn)行廣義模糊合成運(yùn)算得到模糊綜合評(píng)價(jià)模型。由于處理的信息眾多而且單位不統(tǒng)一，為了防止模糊信息丟失保證模型的可靠性選用加權(quán)平均型評(píng)價(jià)模型，即分別求出兩個(gè)子系統(tǒng)任務(wù)分配方案的競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)因子。將該競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)因子信息傳遞到底層控制層，通過借助多智能體協(xié)同理論對(duì)兩個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行分布式協(xié)同控制(如圖4)。為了滿足純電動(dòng)汽車地盤快速響應(yīng)的要求，在傳統(tǒng)的模型預(yù)測(cè)控制的基礎(chǔ)上引入顯示表達(dá)，即將傳統(tǒng)的模型預(yù)測(cè)控制率等效為分段放射的形式。首先，借助多參數(shù)規(guī)劃對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)空間進(jìn)行凸劃分，得到描述狀態(tài)分區(qū)的數(shù)據(jù)信息。然后，計(jì)算控制率關(guān)于狀態(tài)的顯示表達(dá)數(shù)據(jù)，求出各個(gè)凸區(qū)間的平衡點(diǎn)，在平衡點(diǎn)附近進(jìn)行線性化處理，以目標(biāo)函數(shù)最小的控制策略求出平衡點(diǎn)處的最優(yōu)解，以該最優(yōu)解作為整個(gè)凸區(qū)間的最優(yōu)控制率。系統(tǒng)實(shí)際在線運(yùn)行時(shí)，每一采樣時(shí)刻的滾動(dòng)優(yōu)化過程就被轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的狀態(tài)分區(qū)以及分區(qū)控制律查表過程，使得實(shí)際在線控制過程中計(jì)算時(shí)間大為減少，從而達(dá)到實(shí)時(shí)控制的目的(如圖5)。在整個(gè)制動(dòng)過程中abs系統(tǒng)都會(huì)運(yùn)行，當(dāng)出現(xiàn)車輪抱死工況abs介入，其能耗由蓄能器或動(dòng)力電池提供。

通過這樣一套能量回收裝置和協(xié)同控制方法，既能根據(jù)不同的制動(dòng)工況做出不同的能量回收策略確保了能量回收的合理性，同時(shí)又將回收的制動(dòng)能量和振動(dòng)能量合理的反作用于車輛。這一發(fā)明既能減少車輛的能耗節(jié)約能源保護(hù)環(huán)境，又能提高車輛的穩(wěn)定性、安全性和舒適性。

綜上，本發(fā)明的一種純電動(dòng)汽車制動(dòng)能量與懸架振動(dòng)能量協(xié)同回收裝置及其控制方法，屬于純電動(dòng)汽車能量回收領(lǐng)域，主要有三個(gè)部分組成：用于測(cè)量車輛和道路信息的各種傳感器、分層協(xié)同控制子系統(tǒng)任務(wù)和權(quán)限的決策控制器、主動(dòng)懸架直線電機(jī)和再生制動(dòng)電機(jī)執(zhí)行器，通過決策控制器將傳感器和執(zhí)行器聯(lián)系在一起。決策控制器對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行分析處理，判斷出車輛所處的制動(dòng)工況以及車身的姿態(tài)信息，從而發(fā)出控制指令合理的對(duì)制動(dòng)能量和懸架振動(dòng)能量進(jìn)行回收。決策控制器通過建立了模糊質(zhì)量功能配置理論進(jìn)行工況判斷，根據(jù)確定的工況信息借助優(yōu)先級(jí)和協(xié)商機(jī)制對(duì)兩個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行分布式協(xié)同控制，并且通過離線與在線優(yōu)化相結(jié)合的手段達(dá)到實(shí)時(shí)控制的目的。這一發(fā)明解決了制動(dòng)時(shí)懸架能量回收和制動(dòng)能量回收之間相互干涉的問題，既減少了車輛的能耗，又能提高車輛的穩(wěn)定性、安全性和舒適性。