[發明專利]一種利用車輛發動機扭矩實時估計離合器傳遞扭矩的方法

有效

• 申請號: 201410533034.7
• 申請日: 2014-10-10
• 公開（公告）號: CN104318083B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 陳宏偉;張小帥;楊猛;張欣
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司11246
• 代理人: 陳波

1.一種利用車輛發動機扭矩實時估計離合器傳遞扭矩的方法，其特征是，所述方法包括如下步驟：

步驟1:初始化發動機角速度估計值、發動機角加速度的估計值、車輛發動機離合器系統狀態向量和估計誤差協方差矩陣；初始化采樣時間間隔和采樣時長；

步驟2:列車輛發動機離合器系統動力學微分方程：

其中，T_e是發動機輸出扭矩，T_c是離合器傳遞的動摩擦扭矩，J_e是發動機的轉動慣量，是發動機的角加速度；

步驟3:根據采樣時間間隔和采樣時長對發動機輸出扭矩和發動機角速度的測量值進行采樣；

步驟4:將車輛發動機系統動力學微分方程離散化，得到其線性隨機微分方程：

X_K+1＝AX_K+BU_K+W_K

其中X_K是系統狀態向量，為k時刻發動機的轉速，為k-1時刻發動機的轉速，為k時刻離合器傳遞摩擦扭矩值，為k-1時刻離合器傳遞摩擦扭矩值；U_K是車輛發動機離合器系統的控制量，為k時刻發動機扭矩值，為k-1時刻發動機扭矩值；W_K是車輛發動機離合器系統過程噪聲向量，滿足正態分布的白噪聲，均值為0,方差為Q＝[1,0,0,0；0,1,0,0；0,0,1,0；0,0,0,1]；k是離散化時刻；A是系統狀態轉移矩陣；B是系統輸出矩陣；

步驟5:判斷車輛發動機離合器系統是否滿足：系統的狀態轉換過程可以描述為一個離散時間的隨機過程；系統狀態受發動機扭矩和角速度的影響；系統狀態及觀測過程都不可避免受噪聲影響；對系統狀態是非直接可觀測的，若滿足，則列車輛發動機離合器系統觀測方程：

Z_K＝HX_K+V_K

其中H＝[1 0 0 0]是系數，V_K是系統量測噪聲向量；均值為0,方差為R＝0.01，與W_K相互獨立，滿足正態分布的白噪聲；

步驟6:利用步驟4中車輛發動機離合器系統線性隨機微分方程，得到車輛發動機離合器系統下一時刻的預測值；

步驟7：計算車輛發動機離合器系統的協方差，由步驟6得到車輛發動機離合器系統協方差下一時刻的預測值；

步驟8:結合步驟5中車輛發動機離合器系統觀測方程和步驟6中車輛發動機離合器系統測量值，得到下一時刻車輛發動機離合器系統的最優化估算值，即得到最優化離合器扭矩估算值；

步驟9:更新車輛發動機系統下一時刻的最優化估算值的協方差；

步驟10:當k≤t/T_S時，循環步驟4-步驟9,其中k為k時刻，t為采樣時長，Ts為采樣間隔。

2.根據權利要求1所述的一種利用車輛發動機扭矩實時估計離合器傳遞扭矩的方法，其特征是，步驟4中所述系統狀態轉移矩陣A為:

系統輸出矩陣B為：

其中，J_e是發動機的轉動慣量，T_S是采樣間隔。

3.根據權利要求1所述的一種利用車輛發動機扭矩實時估計離合器傳遞扭矩的方法，其特征是，所述步驟8中下一時刻系統的最優化估算值為：

其中，Z_K為系統觀測量；為k時刻的估計值；為k-l時刻的估計值；K_K+1為卡爾曼增益矩陣；H＝[1 0 0 0]。

4.根據權利要求1所述的一種利用車輛發動機扭矩實時估計離合器傳遞扭矩的方法，其特征是，所述步驟9中車輛發動機離合器系統下一時刻的最優化估算值的協方差為：

P_K＝(1-K_KH)P_K|K-1

其中，I是單位矩陣，K_K為卡爾曼增益矩陣，P_K|K-1是先驗估計的協方差矩陣，P_K是后驗估計協方差矩陣且為一對角陣，H＝[1 0 0 0]。