[发明专利]基于离合器传递力矩估计的车辆起步过程优化控制方法

权利要求书

1.一种基于离合器传递力矩估计的车辆起步过程优化控制方法，其特征在于，通过实时采集车辆运行状态信息和车辆属性信息，根据车辆纵向动力学方程，建立估计模型，采用扩展卡尔曼滤波器对估计模型进行校正得到离合器传递力矩估计值，最后通过TCU实现对离合器的状态监测，并根据目标力矩的需求判断是否需要对离合器的输出力矩进行补偿；

所述的车辆运行状态信息包括：发动机转速、离合器输出转速、发动机实际力矩与名义力矩误差、车辆传动轴的输出力矩、车轮转速和离合器传递力矩；

所述的车辆属性信息包括：发动机名义力矩、一挡传动比、主减速器传动比、车轮半径、半轴与轮胎的当量扭转刚度、轮胎滚动阻力矩、发动机曲轴转动惯量、一挡时等效转动惯量、车辆质量、路面坡度和滚动阻力系数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的估计模型包括：估计状态方程和测量方程，其中：估计状态方程是指：其中：T_e为发动机名义力矩，T_w为轮胎滚动阻力矩，T_w＝(mg sinθ+mgf cosθ)R_w，其中：m为车辆质量，θ为路面坡度，f为轮胎滚动阻力系数，g为重力加速度，R_w为车轮半径，J_e为发动机曲轴转动惯量，J_v为车辆等效转动惯量，T_c为离合器传递力矩估计值，Δ_E为发动机实际力矩与名义力矩误差，J_c1为一挡时等效转动惯量，T₀为车辆传动轴的输出力矩，i_g1为一挡传动比，i₀₁为主减速器传动比，C_A为常系数，R_w为车轮半径，ω_w为车轮旋转角速度，K₀为半轴与轮胎的当量扭转刚度，ω_c1为即将结合的离合器角速度，为发动机转速一阶导数，为离合器角速度一阶导数，为车轮旋转角速度一阶导数，为车辆传动轴输出力矩的一阶导数，为发动机实际力矩与名义力矩误差的一阶导数，为离合器传递力矩的一阶导数；测量方程是指：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征是，所述的校正，即根据车辆纵向动力学方程，

建立估计模型，对估计模型进行线性化、离散化处理，然后采用扩展卡尔曼滤波器对估计模型进行校正，得到离合器传递力矩估计值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征是，所述的离散化处理，即一阶近似离散化处理，

得到的新的估计状态方程为：x_k＝f(x_k-1,u_k-1,0)，其中：下标k代表k时刻，下标k-1代表k-1时刻；

新的测量方程为：y_k＝Hx_k，其中：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述的校正，具体包括如下步骤：

2.1)初始化：状态估计值误差协方差矩阵：P₀＝1000I，过程噪声协方差矩阵Q_k＝diag([5；5；5；40；35；45])²，测量噪声协方差矩阵R_k＝diag([5；5；5])²；

2.2)时间更新方程：

2.3)测量更新方程：P_k,k＝(I-K_kH_k)P_k,k-1，其中：Γ是噪声输入矩阵，Φ是过程方程离散化后的雅可比矩阵，P是误差协方差矩阵，K是卡尔曼增益，I为单位矩阵，

T_s为采样周期；

2.4)重复迭代过程对当前离合器传递力矩值进行修正，即得离合器传递力矩估计值T_c。