作业机械的制动能量管理方法、控制器及作业机械与流程

本技术涉及作业机械，具体地涉及一种作业机械的制动能量管理方法、控制器及作业机械。

背景技术：

1、平地机、压路机等混合动力工程机械常采用制动能量回收技术以提升燃油经济性和降低运营成本。现有技术中，制动能量管理方案通常采用分布式控制架构，电机控制器、电池管理系统、制动控制单元等通过can总线网络松散连接。当驾驶员踩下制动踏板时，踏板信号需经多个节点依次传递，由各节点分别处理后才能到达决策单元，信号传输与决策链条较长。

2、在能量分配方面，现有方案多采用基于单一状态参数的简单阈值逻辑进行判断，将回馈能量按固定方式导向储能单元或耗能单元，或依赖被动元件进行能量消耗。当制动工况快速变化导致回馈功率波动时，各执行单元之间缺乏快速有效的协同机制，易引起系统电压波动或输出力矩冲击。此外，现有方案在极端温度条件下缺乏对系统实际状态变化的动态适应能力，难以及时调整能量分配策略，存在安全风险；在长下坡等持续制动场景中，缺乏对系统状态累积效应的预防性控制，易导致部件温度持续上升、功能过早退出甚至损坏。同时，现有系统的故障处理依赖多个控制器之间通过总线网络进行信息交换与协商，存在判断延迟或误判风险。

3、因此，现有技术中的制动能量管理方法存在响应延迟高、安全与能效难以兼顾的技术问题。

技术实现思路

1、本技术实施例的目的是提供一种作业机械的制动能量管理方法、控制器、作业机械及机器可读存储介质，用以解决现有技术中的制动能量管理方法存在响应延迟高、安全与能效难以兼顾的技术问题。

2、本技术第一方面提供一种作业机械的制动能量管理方法，应用于作业机械的控制器，作业机械还包括与控制器连接的电机、储能装置、电阻耗能模块和液压制动系统，控制器通过硬线信号链路获取制动需求信号，并通过硬线控制链路直接控制电阻耗能模块的耗能功率，制动能量管理方法包括：

3、通过硬线信号链路获取制动需求信号，根据制动需求信号确定总需求制动力；

4、获取储能装置的当前可吸收功率和电阻耗能模块的当前可消耗功率，根据当前可吸收功率和当前可消耗功率确定电机的目标回馈限值，并控制电机在目标回馈限值内输出回馈制动力；

5、获取电机的实际回馈制动力，在实际回馈制动力低于总需求制动力的情况下，确定液压补偿制动力，并根据液压补偿制动力控制液压制动系统的输出；

6、获取电机的实际回馈功率，根据实际回馈功率和当前可吸收功率确定待消耗功率；

7、通过硬线控制链路调节电阻耗能模块的耗能功率，以消耗待消耗功率。

8、在本技术实施例中，根据当前可吸收功率和当前可消耗功率确定电机的目标回馈限值，包括：

9、获取作业机械的运行状态参数；

10、根据运行状态参数确定作业机械的当前制动工况，作业机械的制动工况至少包括常规制动工况、长下坡制动工况和紧急制动工况；

11、根据当前可吸收功率、当前可消耗功率以及储能装置的最大可回收功率中的至少一者，确定当前制动工况下电机的目标回馈限值。

12、在本技术实施例中，运行状态参数包括制动踏板开度变化率、制动信号的持续时长以及作业机械所处位置的道路坡度；

13、根据运行状态参数确定作业机械的当前制动工况，包括：

14、在道路坡度大于预设坡度阈值、制动踏板开度变化率小于预设缓变阈值，且持续时长超过预设确认时长的情况下，确定作业机械的当前制动工况为长下坡制动工况；

15、在制动踏板开度变化率大于预设紧急阈值的情况下，确定作业机械的当前制动工况为紧急制动工况；

16、在道路坡度小于或等于预设坡度阈值，且制动踏板开度变化率小于或等于预设紧急阈值的情况下，确定作业机械的当前制动工况为常规制动工况；

17、其中，预设紧急阈值大于预设缓变阈值。

18、在本技术实施例中，根据当前可吸收功率、当前可消耗功率以及储能装置的最大可回收功率中的至少一者，确定当前制动工况下电机的目标回馈限值，包括：

19、在当前制动工况为常规制动工况的情况下，将目标回馈限值确定为最大可回收功率与总回收功率之间的较小值，总回收功率为当前可吸收功率与当前可消耗功率之和；

20、在当前制动工况为长下坡制动工况的情况下，将目标回馈限值确定为总回收功率；

21、在当前制动工况为紧急制动工况的情况下，将目标回馈限值确定为最大可回收功率。

22、在本技术实施例中，确定液压补偿制动力，包括：

23、根据总需求制动力与实际回馈制动力的差值，确定需求液压补充力矩；

24、获取电机的扭矩变化率，并根据扭矩变化率确定前馈补偿压力；

25、根据需求液压补充力矩和前馈补偿压力，确定液压补偿制动力。

26、在本技术实施例中，根据需求液压补充力矩和前馈补偿压力，确定液压补偿制动力，包括：

27、获取作业机械的实际减速度和目标减速度，根据实际减速度和目标减速度确定闭环修正压力；

28、根据需求液压补充力矩、前馈补偿压力及闭环修正压力，确定液压补偿制动力。

29、在本技术实施例中，获取电阻耗能模块的当前可消耗功率，包括：

30、通过硬线信号链路获取电阻耗能模块的实时温度信号；

31、基于实时温度信号和预设热模型，确定电阻耗能模块在当前温度下的可持续消耗功率值，作为当前可消耗功率。

32、本技术第二方面提供一种控制器，包括：

33、存储器，被配置成存储指令；

34、处理器，被配置成从存储器调用指令以及在执行指令时能够实现上述的作业机械的制动能量管理方法。

35、本技术第三方面提供一种作业机械，包括：

36、上述的控制器；

37、电机，与控制器连接；

38、储能装置，与控制器连接；

39、电阻耗能模块，通过硬线控制链路与控制器连接；

40、其中，控制器通过硬线信号链路获取制动需求信号，并通过硬线控制链路直接控制电阻耗能模块的耗能功率。

41、本技术第四方面提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的作业机械的制动能量管理方法。

42、上述技术方案，通过硬线信号链路获取制动需求信号，根据制动需求信号确定总需求制动力，获取储能装置的当前可吸收功率和电阻耗能模块的当前可消耗功率，确定电机的目标回馈限值，并控制电机在目标回馈限值内输出回馈制动力，获取电机的实际回馈制动力，在实际回馈制动力低于总需求制动力的情况下，确定液压补偿制动力并控制液压制动系统输出，获取电机的实际回馈功率，根据实际回馈功率和当前可吸收功率确定待消耗功率，通过硬线控制链路调节电阻耗能模块的耗能功率以消耗待消耗功率。本技术通过硬线信号链路实现了制动信号的微秒级采集，通过硬线控制链路实现了电阻耗能的直接快速控制，提升了制动能量管理的实时性和协同性；同时通过多维度动态评估和分级补偿机制，兼顾了能量回收效率与系统安全性。

43、本技术实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。