本发明属于制动能量回收，尤其涉及一种电动汽车线控制动能量回收协调控制系统及方法。
背景技术：
1、随着城市化进程的加快，汽车排放成为大气污染的主要来源之一，此外，各种化石燃料面临着短缺的问题，大力发展电动汽车成为解决环境污染和能源短缺问题的重要解决途径。然而，当前的电动汽车面临着补能焦虑，续航短、充电慢等能量问题，是制约电动汽车发展的主要原因之一。
2、制动能量回收，亦称再生制动，能够将电动汽车制动过程中的动能进行部分回收，通过电机将这部分能量转化为电能，储存于储能装置中。汽车制动所消耗的能量约占驱动总能量的一半，通过回收这部分制动能量可有效提升车辆能量利用率以增加续驶里程。由于再生制动力受电池、电机等因素约束，在一定条件下提供的可再生制动力有限，为了保障电动汽车制动的安全性，需要叠加液压制动力。由于电机与机械制动系统的动态响应特性存在差异，需要对电机的再生制动和液压制动进行协调控制。
3、当前的制动能量回收技术存在许多问题，如：难以兼顾能量回收效率和驾驶员舒适性，导致驾驶员和乘客产生不适感；与aeb、abs、tcs、esp等主动安全功能协调性差，影响车辆稳定性安全性。亟需研究满足驾驶员舒适性和车辆安全性的电动汽车线控制动能量回收协调控制系统。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种电动汽车线控制动能量回收协调控制系统及方法，解决电动汽车在进行制动能量回收时的驾驶员不适感，以及aeb、abs、tcs、esp等主动安全功能与制动回收的协调性问题。
2、实现本发明目的的技术解决方案为：一种电动汽车线控制动能量回收协调控制系统，用于车型架构为前后轴双电机驱动以及四轮独立线控制动的形式，控制系统包括制动意图识别模块、制动模式判断模块、制动力分配模块和制动力控制模块；
3、制动意图识别模块，根据驾驶员踩下制动踏板的位移，计算当前踏板位移所对应的制动强度；若aeb模块介入，则制动强度由aeb决定，然后将制动强度发送给制动模式判断模块和制动力分配模块；
4、制动模式判断模块，根据当前时刻制动强度、车辆车速、主动安全功能激活情况，判断是否进行制动能量回收，发送当前制动模式给制动力控制模块；根据主动安全功能激活情况，若同时有多个主动安全功能激活，则进行仲裁协调，输出仲裁后的主动安全功能介入情况；
5、制动力分配模块，根据当前制动强度，按照理想制动力分配曲线分配前后轴制动力，然后将前后轴制动力发送给制动力控制模块；若有主动安全功能激活，当前的制动力大小由仲裁后的主动安全功能决定；
6、制动力控制模块，根据当前时刻的前后轴电机状态、电池soc，计算可使用的电机制动力范围；根据当前制动模式和电机制动力范围，分配液压制动力和电机制动力；对电机制动力和液压制动力进行协调，使用电机制动弥补液压制动响应延迟；若制动模式切换，则控制制动力进行过渡，避免产生顿挫感。
7、进一步的，在制动意图识别模块中，通过采集制动实验数据，拟合制动强度和踏板位移的关系曲线，在控制系统运行时，通过对制动强度和踏板位移的关系曲线进行查表，获得当前踏板位移d所对应的制动强度z；正常行驶时，制动强度由制动踏板位移决定，若aeb模块介入，则制动强度需求由aeb决定。
8、进一步的，在制动模式判断模块中，根据车速、制动强度大小、主动安全功能是否触发来判断制动模式；当车速v小于车速阈值vth时、制动强度z大于制动强度阈值zth、主动安全功能介入时，只采用液压制动；其他情况下，采用制动能量回收模式；根据主动安全功能激活情况，对其进行仲裁协调，协调的策略为：若esp与abs/tcs功能冲突，则首先保证abs/tcs功能，即abs/tcs的优先级高于esp。
9、进一步的，制动模式包括液压制动模式和制动能量回收模式；主动安全功能包括aeb、abs、tcs和esp。
10、进一步的，在制动力分配模块中，采用理想的前后轮制动力分配曲线进行前后制动力的分配：
11、
12、式中，m为车辆质量，g为重力加速度，hg为车辆质心高度，a为质心到前轴距离，b为质心到后轴距离，l为车辆轴距，fμf、fμr为前、后轮附着力，由此推导出前后轴制动力大小：
13、
14、得前后轴目标制动扭矩为：
15、
16、式中rf、rr为前后车轮半径；
17、若主动安全功能介入，每个车轮制动扭矩由介入的主动安全功能决定，当abs/tcs介入时，每个车轮的制动扭矩为abs/tcs所给出的目标制动扭矩请求值；当esp介入时，每个车轮的制动扭矩为esp给出的制动扭矩请求值，即：
18、
19、式中，i＝fl、fr、rl、rr，即左前、右前、左后、右后轮，tsafe为主动安全功能发送的制动扭矩请求值。
20、进一步的，在制动力控制模块中，采用串联式电液制动分配控制策略，前轴电机制动和液压制动目标扭矩为：
21、
22、后轴电机制动和液压制动目标扭矩为：
23、
24、式中，tf和tr为前后轴总的制动扭矩大小，thf和thr为前后轴液压制动扭矩，tmf和tmr为前后轴电机制动扭矩，tmmaxf和tmmaxr为前后轴最大电机制动扭矩。
25、进一步的，在制动力控制模块中，依靠电机补偿液压制动器在动态特性上的不足，采用如下闭环控制策略：实际的液压制动扭矩为th，液压系统未能实现的制动扭矩为tbc＝th*-th，将tbc与tm*的和作为电机制动系统的目标扭矩，将电液制动扭矩分配更新为以下公式，前轴电机制动和液压制动目标扭矩为：
26、
27、tf′＝tm max f-ta
28、后轴电机制动和液压制动目标扭矩为：
29、
30、tr′＝tm max r-ta
31、式中，ta为预留的电机制动扭矩。
32、进一步的，在制动力控制模块中，进行制动力过渡控制，包括制动模式切换过渡及主动安全功能切换过渡；
33、制动模式切换过渡：设液压和电机制动扭矩目标值为th*、tm*，前一时刻的目标值thd、tmd，控制输出值ths、tms，控制输出初始值ths0、tms0，tmfnld为模式切换瞬间时刻的电机扭矩输出，模式切换瞬间时刻t＝0，过渡斜率为+tramp、-tramp，电机制动介入时，制动扭矩输出如下：
34、
35、电机制动退出时，制动扭矩输出如下：
36、
37、主动安全功能切换过渡：当abs/tcs/esp等功能介入时，控制电机制动扭矩过渡到0，制动扭矩变化的斜率为tramp、单位nm/s；
38、当abs/tcs/esp等功能退出时，控制电/液制动扭矩过渡到常规制动扭矩，制动扭矩变化的斜率为tramp、单位nm/s；
39、主动安全功能退出时的液压制动变化如下：
40、
41、
42、一种利用上述的系统实现动能量回收协调控制的方法，包括以下步骤：
43、步骤(1)：车辆在行驶时，制动意图识别模块根据驾驶员踩下制动踏板的位移，计算当前踏板位移所对应的制动强度z，若aeb模块介入，则制动强度z由aeb请求的制动强度zaeb替代；然后将得到的制动强度z发送给制动模式判断模块和制动力分配模块；
44、步骤(2)：制动模式判断模块根据当前时刻制动强度z、车辆车速v、主动安全功能的激活情况，判断是否进行制动能量回收，发送当前制动模式给制动力控制模块；
45、步骤(3)：制动模式判断模块根据主动安全功能激活情况，若同时有多个主动安全功能激活，则进行仲裁协调，输出仲裁后的主动安全功能介入情况给制动力控制模块；
46、步骤(4)：制动力分配模块根据当前制动强度z，按照理想制动力分配曲线分配前后轴制动力，然后将前后轴制动扭矩tf和tr发送给制动压力控制模块；若有主动安全功能激活，则当前四个车轮的制动扭矩大小直接由仲裁后的主动安全功能决定；
47、步骤(5)：制动力控制模块根据当前时刻的前后轴电机状态、电池soc，计算可使用的最大电机制动力tmmax；根据当前制动模式和最大电机制动力，分配液压制动力和电机制动力；对电机制动力和液压制动力进行协调，使用电机制动弥补液压制动响应延迟；若制动模式切换，则控制制动力进行过渡，避免产生顿挫感；最终输出四轮线控制动目标液压制动压力pi、i＝fl、fr、rl、rr以及前后轴目标电机制动扭矩tmf*和tmr*。
48、本发明与现有技术相比，其显著优点在于：
49、本技术所述的一种电动汽车线控制动能量回收协调控制系统及方法，能够实现多种主动安全功能之间的协调控制，保证制动能量回收的同时保证车辆稳定性；制动力控制中的电液制动协调和模式切换过渡能够使制动力响应更加平稳，在模式切换时减少制动力顿挫，提高驾驶员和乘客的舒适性。
1.一种电动汽车线控制动能量回收协调控制系统，用于车型架构为前后轴双电机驱动以及四轮独立线控制动的形式，其特征在于，控制系统包括制动意图识别模块、制动模式判断模块、制动力分配模块和制动力控制模块；
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在制动意图识别模块中，通过采集制动实验数据，拟合制动强度和踏板位移的关系曲线，在控制系统运行时，通过对制动强度和踏板位移的关系曲线进行查表，获得当前踏板位移d所对应的制动强度z；正常行驶时，制动强度由制动踏板位移决定，若aeb模块介入，则制动强度需求由aeb决定。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，在制动模式判断模块中，根据车速、制动强度大小、主动安全功能是否触发来判断制动模式；当车速v小于车速阈值vth时、制动强度z大于制动强度阈值zth、主动安全功能介入时，只采用液压制动；其他情况下，采用制动能量回收模式；根据主动安全功能激活情况，对其进行仲裁协调，协调的策略为：若esp与abs/tcs功能冲突，则首先保证abs/tcs功能，即abs/tcs的优先级高于esp。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，制动模式包括液压制动模式和制动能量回收模式；主动安全功能包括aeb、abs、tcs和esp。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，在制动力分配模块中，采用理想的前后轮制动力分配曲线进行前后制动力的分配：
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，在制动力控制模块中，采用串联式电液制动分配控制策略，前轴电机制动和液压制动目标扭矩为：
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，在制动力控制模块中，依靠电机补偿液压制动器在动态特性上的不足，采用如下闭环控制策略：实际的液压制动扭矩为th，液压系统未能实现的制动扭矩为tbc＝th*-th，将tbc与tm*的和作为电机制动系统的目标扭矩，将电液制动扭矩分配更新为以下公式，前轴电机制动和液压制动目标扭矩为：
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，在制动力控制模块中，进行制动力过渡控制，包括制动模式切换过渡及主动安全功能切换过渡；
9.一种利用权利要求1-8任一项所述的系统实现动能量回收协调控制的方法，其特征在于，包括以下步骤：
