[發明專利]一種濕式雙離合器換擋控制方法及系統

有效

• 申請號: 202011284381.2
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112417592B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 郝洪濤;馬輝;韓濤
• 申請（專利權）人: 寧夏大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20;F16H61/02;F16H61/04;G06F17/11
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王立普

1.一種濕式雙離合器換擋控制方法，其特征在于，包括：

實時采集車輛運行狀態信息以及車輛屬性信息；所述車輛運行狀態信息包括發動機轉速、變速器輸出軸轉速、車輪轉速以及兩離合器油壓；所述車輛屬性信息包括發動機名義扭矩、整車質量、發動機及其飛輪等效轉動慣量、離合器主動端轉動慣量、輸入軸等效轉動慣量、輸出軸轉動慣量、整車等效轉動慣量、各擋傳動比、主減速器傳動比、車輪有效半徑、空氣阻力系數、滾動阻力系數以及汽車迎風面積；

根據所述車輛運行狀態信息以及所述車輛屬性信息，利用車輛縱向動力學方程建立離合器扭矩估計模型；所述離合器扭矩估計模型的估計狀態方程為：

ω_o為輸出軸的角速度；ω_v為車輪的角速度；ω_e表示發動機角速度；T_e為發動機名義扭矩；T_c1為離合器C₁傳遞的扭矩；T_c2為離合器C₂傳遞的扭矩；T_o為輸出軸的轉矩；J_e為發動機曲軸及飛輪的等效轉動慣量；J_eq為離合器C₁，離合器C₂，中間軸1和中間軸2等效到輸出軸的等效轉動慣量；J_v為車輪的等效轉動慣量；i_t1為主減速器1的傳動比；i_t2為主減速器2的傳動比；i_g1為奇數擋齒輪傳動比；i_g2為偶數擋齒輪傳動比；C_A為常系數；R_w為車輪半徑；T_v為汽車的行駛阻力矩，其中，k_o為輸出軸剛度；M為整車質量；g為重力加速度；α為坡道角度；ρ_air為空氣密度；f為空氣阻力系數；A_V為汽車迎風面積；C_D為路面滾動阻力系數；v為車身相對速度；

測量方程為：

采用擴展卡爾曼濾波器對所述離合器扭矩估計模型進行校正，確定換擋時離合器傳遞的扭矩，并將換擋時離合器的接合過程分為近零滑動階段、低速滑動階段和高速滑動階段；所述采用擴展卡爾曼濾波器對所述離合器扭矩估計模型進行校正，確定換擋時離合器傳遞的扭矩，具體包括：

對所述離合器扭矩估計模型進行離散化處理，確定離散化后的估計狀態方程以及量測方程；所述離散化后的估計狀態方程以及量測方程為其中，x_k為k時刻系統的狀態；f(x_k-1,u_k-1,W_k-1)為系統非線性狀態函數；x_k-1為k-1時刻系統的狀態；u_k-1為k-1時刻系統的輸入；W_k-1為k-1時刻系統的噪聲矩陣；z_k為k時刻系統觀測值；h(x_k,V_k)為量測函數；

采用擴展卡爾曼濾波器對所述離合器扭矩估計模型進行校正，確定校正后的估計狀態方程以及量測方程；

根據所述校正后的估計狀態方程以及量測方程確定換擋時離合器傳遞的扭矩；

利用遞推最小二乘法分別估計出三個階段的摩擦系數；所述近零滑動階段的摩擦系數為靜摩擦系數，所述低速滑動階段的摩擦系數為動摩擦系數，所述高速滑動階段的摩擦系數為粘性摩擦系數；所述利用遞推最小二乘法分別估計出三個階段的摩擦系數，具體包括：

當離合器的活塞處于最大位移處且離合器滑差小于靜態摩擦閾值角速度時，獲取所述近零滑動階段產生的所有摩擦系數，并計算所有摩擦系數的平均值；所述所有摩擦系數的平均值為靜摩擦系數；

當離合器的活塞處于最大位移處，離合器滑差大于靜態摩擦閾值角速度且離合器滑差小于離合器低速滑動和高速滑動的特征角速度時，利用公式確定所述低速滑動階段的摩擦系數為動摩擦系數；其中，為k時刻估計的動摩擦系數；為k-1時刻估計的動摩擦系數；K(k)為k時刻的增益矢量；μ_LOW,m(k)為低速滑動摩擦系數；為k時刻的數據矢量；m＝1或2，當m＝1時，表示離合器C₁，當m＝2時，表示離合器C₂；

當離合器的活塞處于最大位移的0.85倍至最大位移之間，且離合器滑差大于離合器低速滑動和高速滑動的特征角速度時，利用公式確定所述高速滑動階段的摩擦系數為粘性摩擦系數；其中，δ_v,est,m(k)為k時刻估計的粘性摩擦系數；δ_v,est,m(k-1)為k-1時刻估計的粘性摩擦系數；μ_HIGH,m(k)為高速滑動摩擦系數；

基于所述三個階段的摩擦系數，利用斯特里貝克摩擦模型計算換擋時離合器的動態摩擦系數；所述基于所述三個階段的摩擦系數，利用斯特里貝克摩擦模型計算換擋時離合器的動態摩擦系數，具體包括：

利用計算所述換擋時離合器的動態摩擦系數；其中，μ_k,est,m為換擋時離合器C₁或離合器C₂的動態摩擦系數；μ_d,est,m為換擋時離合器C₁或離合器C₂的動摩擦系數；μ_s,est,m為換擋時離合器C₁或離合器C₂的靜摩擦系數；ω_slip,m為離合器C₁或離合器C₂的主從動盤轉速差；ω_s和λ_s均為斯特里貝克系數；γ_v為依賴于溫度的粘度系數；λ為油液粘度；

采用模型預測控制的方法優化所述換擋時離合器傳遞的扭矩，確定所述換擋時離合器的最優扭矩，并結合所述動態摩擦系數，通過壓力扭矩脈譜圖逆推出離合器油壓控制離合器的接合。