[发明专利]一种湿式双离合器换挡控制方法及系统

权利要求书

1.一种湿式双离合器换挡控制方法，其特征在于，包括：

实时采集车辆运行状态信息以及车辆属性信息；所述车辆运行状态信息包括发动机转速、变速器输出轴转速、车轮转速以及两离合器油压；所述车辆属性信息包括发动机名义扭矩、整车质量、发动机及其飞轮等效转动惯量、离合器主动端转动惯量、输入轴等效转动惯量、输出轴转动惯量、整车等效转动惯量、各挡传动比、主减速器传动比、车轮有效半径、空气阻力系数、滚动阻力系数以及汽车迎风面积；

根据所述车辆运行状态信息以及所述车辆属性信息，利用车辆纵向动力学方程建立离合器扭矩估计模型；所述离合器扭矩估计模型的估计状态方程为：

ω_o为输出轴的角速度；ω_v为车轮的角速度；ω_e表示发动机角速度；T_e为发动机名义扭矩；T_c1为离合器C₁传递的扭矩；T_c2为离合器C₂传递的扭矩；T_o为输出轴的转矩；J_e为发动机曲轴及飞轮的等效转动惯量；J_eq为离合器C₁，离合器C₂，中间轴1和中间轴2等效到输出轴的等效转动惯量；J_v为车轮的等效转动惯量；i_t1为主减速器1的传动比；i_t2为主减速器2的传动比；i_g1为奇数挡齿轮传动比；i_g2为偶数挡齿轮传动比；C_A为常系数；R_w为车轮半径；T_v为汽车的行驶阻力矩，其中，k_o为输出轴刚度；M为整车质量；g为重力加速度；α为坡道角度；ρ_air为空气密度；f为空气阻力系数；A_V为汽车迎风面积；C_D为路面滚动阻力系数；v为车身相对速度；

测量方程为：

采用扩展卡尔曼滤波器对所述离合器扭矩估计模型进行校正，确定换挡时离合器传递的扭矩，并将换挡时离合器的接合过程分为近零滑动阶段、低速滑动阶段和高速滑动阶段；所述采用扩展卡尔曼滤波器对所述离合器扭矩估计模型进行校正，确定换挡时离合器传递的扭矩，具体包括：

对所述离合器扭矩估计模型进行离散化处理，确定离散化后的估计状态方程以及量测方程；所述离散化后的估计状态方程以及量测方程为其中，x_k为k时刻系统的状态；f(x_k-1,u_k-1,W_k-1)为系统非线性状态函数；x_k-1为k-1时刻系统的状态；u_k-1为k-1时刻系统的输入；W_k-1为k-1时刻系统的噪声矩阵；z_k为k时刻系统观测值；h(x_k,V_k)为量测函数；

采用扩展卡尔曼滤波器对所述离合器扭矩估计模型进行校正，确定校正后的估计状态方程以及量测方程；

根据所述校正后的估计状态方程以及量测方程确定换挡时离合器传递的扭矩；

利用递推最小二乘法分别估计出三个阶段的摩擦系数；所述近零滑动阶段的摩擦系数为静摩擦系数，所述低速滑动阶段的摩擦系数为动摩擦系数，所述高速滑动阶段的摩擦系数为粘性摩擦系数；所述利用递推最小二乘法分别估计出三个阶段的摩擦系数，具体包括：

当离合器的活塞处于最大位移处且离合器滑差小于静态摩擦阈值角速度时，获取所述近零滑动阶段产生的所有摩擦系数，并计算所有摩擦系数的平均值；所述所有摩擦系数的平均值为静摩擦系数；

当离合器的活塞处于最大位移处，离合器滑差大于静态摩擦阈值角速度且离合器滑差小于离合器低速滑动和高速滑动的特征角速度时，利用公式确定所述低速滑动阶段的摩擦系数为动摩擦系数；其中，为k时刻估计的动摩擦系数；为k-1时刻估计的动摩擦系数；K(k)为k时刻的增益矢量；μ_LOW,m(k)为低速滑动摩擦系数；为k时刻的数据矢量；m＝1或2，当m＝1时，表示离合器C₁，当m＝2时，表示离合器C₂；

当离合器的活塞处于最大位移的0.85倍至最大位移之间，且离合器滑差大于离合器低速滑动和高速滑动的特征角速度时，利用公式确定所述高速滑动阶段的摩擦系数为粘性摩擦系数；其中，δ_v,est,m(k)为k时刻估计的粘性摩擦系数；δ_v,est,m(k-1)为k-1时刻估计的粘性摩擦系数；μ_HIGH,m(k)为高速滑动摩擦系数；

基于所述三个阶段的摩擦系数，利用斯特里贝克摩擦模型计算换挡时离合器的动态摩擦系数；所述基于所述三个阶段的摩擦系数，利用斯特里贝克摩擦模型计算换挡时离合器的动态摩擦系数，具体包括：

利用计算所述换挡时离合器的动态摩擦系数；其中，μ_k,est,m为换挡时离合器C₁或离合器C₂的动态摩擦系数；μ_d,est,m为换挡时离合器C₁或离合器C₂的动摩擦系数；μ_s,est,m为换挡时离合器C₁或离合器C₂的静摩擦系数；ω_slip,m为离合器C₁或离合器C₂的主从动盘转速差；ω_s和λ_s均为斯特里贝克系数；γ_v为依赖于温度的粘度系数；λ为油液粘度；

采用模型预测控制的方法优化所述换挡时离合器传递的扭矩，确定所述换挡时离合器的最优扭矩，并结合所述动态摩擦系数，通过压力扭矩脉谱图逆推出离合器油压控制离合器的接合。