一种基于模型的湿式DCT离合器转矩实时估计方法技术

本发明专利技术涉及一种基于模型的湿式DCT离合器转矩实时估计方法，属于车辆传动技术领域。该方法包括离合器滑摩状态判断步骤、单离合器转矩实时估计步骤和双离合器转矩实时估计步骤；在离合器滑摩状态判断步骤中，通过两个离合器主、从动端转速差和离合器油压信号来确认是否进入离合器转矩估计程序；在单离合器转矩实时估计步骤中，主要利用发动机转矩、曲轴转速和离合器油压来进行单离合器转矩实时估计；在双离合器转矩实时估计步骤中，主要利用发动机转矩、曲轴转速、离合器油压和车辆阻力阻来进行双离合器转矩实时估计。本发明专利技术不仅能实时准确地估计湿式DCT单离合器滑摩时传递的转矩，也能分别估计DCT双离合器均在滑摩时各自传递的转矩。

【技术实现步骤摘要】
一种基于模型的湿式DCT离合器转矩实时估计方法
本专利技术属于车辆传动
，涉及一种基于模型的湿式DCT离合器转矩实时估计方法。
技术介绍
随着自动变速器在汽车市场的普及，双离合器自动变速器(DualClutchTransmission,DCT)以其换挡品质好、传动效率高等优势得到众多车企的青睐。其中，湿式双离合器自动变速器因承载能力强、使用寿命长等诸多优势被广泛应用于汽车上。湿式离合器作为湿式双离合器自动变速器及其综合传动系统中的核心部件之一，其在滑摩阶段所传递的转矩是整车在起步和换挡控制中主要控制对象之一。若对于离合器的转矩控制不佳，会出现起步冲击过大，或滑摩时间长而造成的的离合器过热、烧蚀等。另外，离合器滑摩阶段传递的转矩会随着使用工况如油温、转速差等的变化而变化，且随着离合器服役时间的累积，离合器摩擦副的摩擦、磨损也会使得离合器性态发生变化。因此，仅依靠对离合器传递的转矩进行机理建模和准确计算，具有很大难度和不准确性。为了克服离合器在滑摩阶段实时计算传递转矩的难度较大和不准确性问题，需要提出一种适用于现有的搭载湿式DCT车辆的离合器转矩实时估计方法，以实现对湿式离合器传递转矩的精确控制，提高车辆的舒适性和经济性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于模型的湿式DCT离合器转矩实时估计方法。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于模型的湿式DCT离合器转矩实时估计方法，所述方法包括以下步骤：步骤一：首先判断湿式DCT在当前工作状态时是否有离合器在滑摩，以判断是否进入离合器转矩估计程序；步骤二：分别判断湿式DCT两个离合器的油压是否大于回位弹簧的预紧压力，以判断进入单离合器转矩估计模块还是双离合器转矩估计模块；步骤三：当程序进入单离合器转矩估计模块时，通过车辆总线系统实时读取的发动机转矩和曲轴转速数据、及湿式DCT液压模块中离合器油压传感器测得的离合器油压数据，来进行单离合器转矩实时估计；当程序进入双离合器转矩估计模块时，通过车辆总线系统实时读取的发动机转矩和曲轴转速、车辆基于坡度传感器测得的道路坡度和半轴转速传感器测算得到的车速来计算得到的车辆阻力矩，以及湿式DCT液压模块中的离合器油压传感器分别测得的两个离合器的油压数据，来进行双离合器转矩估计；步骤四：获得单离合器转矩实时估计值或双离合器转矩实时估计值，反馈到车辆离合器控制程序中。可选的，所述单离合器转矩估计模块采用Kalman滤波算法进行转矩估计，观测方程由离散化并考虑测量噪声v(k)得到：状态方程由Tc＝nfcSpRc(P-Prs)离散化并考虑过程噪声w(k)得到：Tc(k+1)＝Tc(k)+P(k+1)-P(k)+w(k)，其中Tc为离合器转矩，Te为发动机转矩，Ie为发动机输出端转动惯量，Id为离合器主动端转动惯量，ωe为发动机曲轴角速度，Tc(k)为k时刻离合器转矩，Te(k)为k时刻发动机转矩，ωe(k)为k时刻发动机曲轴角速度，ωe(k-1)为k-1时刻发动机曲轴角速度，Δt为采样时间间隔，n为离合器摩擦面数，fc为离合器摩擦系数，Sp为离合器活塞面积，Rc为离合器摩擦副有效半径，P为离合器油压，Prs为离合器回位弹簧预紧压力；系统状态空间模型为：令离散状态量为控制量为观测量y(k)＝[Tc(k)]，其中状态转移矩阵输出矩阵观测矩阵H＝[10]，w(k)为过程噪声，其方差为Q，v(k)为观测噪声，其方差为R。可选的，所述双离合器转矩估计模块采用Kalman滤波算法进行转矩估计，观测方程由离散化并考虑测量噪声v(k)得到：状态方程由离散化并考虑过程噪声w(k)得到：其中Tc1、Tc2分别为离合器1和离合器2转矩，i1、i2分别为离合器1和离合器2接合挡位的传动比，ia1、ia2分别为离合器1和离合器2接合挡位的主减速器传动比，η1、η2分别为离合器1和离合器2接合挡位的传动效率，Tv为车辆阻力矩，Ieq为离合器1和离合器2从各自从动端至半轴间传动链上所有关联部件的转动惯量等效到半轴上的当量转动惯量，Iv为整车等效到输出轴的当量转动惯量，ωo为半轴角速度，Δt为采样时间，n1、n2分别为离合器1和离合器2的摩擦面数，fc1、fc2分别为离合器1和离合器2的摩擦系数，Sp1、Sp2分别为离合器1和离合器2的活塞面积，Rc1、Rc2为离合器摩擦副有效半径，P1、P2分别为离合器1和离合器2的油压，Prs1、Prs2分别为离合器1和离合器2的回位弹簧预紧压力；离合器1和离合器2的系统状态空间模型均为：令离散状态量为控制量为观测量为y(k)＝[Tc(k)]，其中状态转移矩阵输出矩阵观测矩阵H＝[10]，w(k)为过程噪声，其方差为Q，v(k)为观测噪声，其方差为R。可选的，所述单离合器转矩估计模块和双离合器转矩估计模块中采用的Kalman滤波算法特征在于：首先由所设计的系统状态空间模型，进入预测过程，根据k-1时刻的初始条件，对k时刻的系统状态进行先验估计：并计算先验估计的误差协方差矩阵：P*(k)＝AP(k-1)AT+Q(k)；然后进入校正过程，结合所设计的观测模型，以获得改进的系统后验估计，先计算最优Kalman增益：则系统状态的后验估计为：再更新后验估计的误差协方差矩阵：P(k)＝[I-K(k)H]P*(k)，程序再返回到预测过程中，进行离合器转矩估计的迭代计算。本专利技术的有益效果在于：(1)利用本专利技术提供的基于模型的湿式DCT离合器转矩实时估计方法不仅能够实时、准确地估计出单离合器滑摩时传递的转矩，两个离合器都在滑摩时也能分别估计出各自传递的转矩，为离合器控制提供了准确的、可参考的实时传递转矩数据。(2)本专利技术提供的基于模型的湿式DCT离合器转矩实时估计方法适应于市场上已搭载湿式DCT的机动车辆，利用车辆上已有的传感器和相关设备即能进行离合器转矩估计，具有较高的普适性，且使用开发成本较低。(3)因本专利技术提供的基于模型的湿式DCT离合器转矩实时估计算法中采用了转矩误差修正程序，因此本专利技术提供的方法允许传感器和相关设备读取的数据存在噪声，也允许模型存在过程噪声，适用性较好。本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：图1为一种典型的湿式DCT车辆动力传动系统示意图；图2为本专利技术提供的湿式DCT离合器转矩估计流程图；图3为本专利技术中单离合器转矩估计模块流程图；图4为本专利技术中双离合器转矩估计模块流程图；图5为采用本专利技术中的方法估计的离合器转矩结果与实际离合器转矩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于模型的湿式DCT离合器转矩实时估计方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：/n步骤一：首先判断湿式DCT在当前工作状态时是否有离合器在滑摩，以判断是否进入离合器转矩估计程序；/n步骤二：分别判断湿式DCT两个离合器的油压是否大于回位弹簧的预紧压力，以判断进入单离合器转矩估计模块还是双离合器转矩估计模块；/n步骤三：当程序进入单离合器转矩估计模块时，通过车辆总线系统实时读取的发动机转矩和曲轴转速数据、及湿式DCT液压模块中离合器油压传感器测得的离合器油压数据，来进行单离合器转矩实时估计；当程序进入双离合器转矩估计模块时，通过车辆总线系统实时读取的发动机转矩和曲轴转速、车辆基于坡度传感器测得的道路坡度和半轴转速传感器测算得到的车速来计算得到的车辆阻力矩，以及湿式DCT液压模块中的离合器油压传感器分别测得的两个离合器的油压数据，来进行双离合器转矩估计；/n步骤四：获得单离合器转矩实时估计值或双离合器转矩实时估计值，反馈到车辆离合器控制程序中。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于模型的湿式DCT离合器转矩实时估计方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤一：首先判断湿式DCT在当前工作状态时是否有离合器在滑摩，以判断是否进入离合器转矩估计程序；
步骤二：分别判断湿式DCT两个离合器的油压是否大于回位弹簧的预紧压力，以判断进入单离合器转矩估计模块还是双离合器转矩估计模块；
步骤三：当程序进入单离合器转矩估计模块时，通过车辆总线系统实时读取的发动机转矩和曲轴转速数据、及湿式DCT液压模块中离合器油压传感器测得的离合器油压数据，来进行单离合器转矩实时估计；当程序进入双离合器转矩估计模块时，通过车辆总线系统实时读取的发动机转矩和曲轴转速、车辆基于坡度传感器测得的道路坡度和半轴转速传感器测算得到的车速来计算得到的车辆阻力矩，以及湿式DCT液压模块中的离合器油压传感器分别测得的两个离合器的油压数据，来进行双离合器转矩估计；
步骤四：获得单离合器转矩实时估计值或双离合器转矩实时估计值，反馈到车辆离合器控制程序中。


2.根据权利要求1所述的一种基于模型的湿式DCT离合器转矩实时估计方法，其特征在于：所述单离合器转矩估计模块采用Kalman滤波算法进行转矩估计，观测方程由离散化并考虑测量噪声v(k)得到：状态方程由Tc＝nfcSpRc(P-Prs)离散化并考虑过程噪声w(k)得到：Tc(k+1)＝Tc(k)+P(k+1)-P(k)+w(k)，其中Tc为离合器转矩，Te为发动机转矩，Ie为发动机输出端转动惯量，Id为离合器主动端转动惯量，ωe为发动机曲轴角速度，Tc(k)为k时刻离合器转矩，Te(k)为k时刻发动机转矩，ωe(k)为k时刻发动机曲轴角速度，ωe(k-1)为k-1时刻发动机曲轴角速度，Δt为采样时间间隔，n为离合器摩擦面数，fc为离合器摩擦系数，Sp为离合器活塞面积，Rc为离合器摩擦副有效半径，P为离合器油压，Prs为离合器回位弹簧预紧压力；系统状态空间模型为：



令离散状态量为控制量为观测量y(k)＝[Tc(k)]，其中状态转移矩阵输出矩阵观测矩阵H＝[10]，w(k)为过程噪声，其方差为Q，v(k)为观测噪声，其方差为R。


3.根据权利要求1所述的一种基...

【专利技术属性】
技术研发人员：方宏胜，秦大同，胡建军，吴邦治，吴炬，王成，许龙耀，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50