[发明专利]一种基于类卡尔曼滤波的电子节气门开度估计方法及系统

说明书

本公开提供了一种基于类卡尔曼滤波的电子节气门开度估计方法及系统，获取电子节气门位置传感器采集的电子节气门开度数据，将位置传感器测量到的电子节气门的开度数据通过类卡尔曼估计算法得到滤波后的电子节气门开度，将滤波后的电子节气门的开度值反馈给车载控制器，用于根据滤波后的开度值进行电子节气门开度的进一步控制；采用类卡尔曼估计算法对电子节气门位置传感器的输出信号滤波处理，减少了非高斯白噪声对测量结果的干扰，估计策略估计精度高，鲁棒性强。

技术领域

本公开涉及电子节气门开度估计技术领域，特别涉及一种基于类卡尔曼滤波的电子节气门开度估计方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

电子节气门是汽车发动机的重要控制部件，由直流电机、位置传感器、复位弹簧等构成。电子节气门是一个单输入单输出的系统，当输入电压时，电子节气门执行电子控制单元(ECU)的指令，节气门阀片会产生旋转运动，ECU通过调节电子节气门的开度，控制发动机的进气量。

电子节气门在发动机扭矩的调节和污染物的排放中起着基础性的作用，电子节气门的性能决定了发动机扭矩的响应和燃油/空气(F/A)比的精度。准确估计电子节气门阀片的位置对于发动机的平稳运行和生态环境的保护至关重要。由于电子节气门自身非线性以及运行工况下的电噪声等问题，影响了位置传感器测量节气门开度的精确性。

本公开发明人发现，现有文献多采用卡尔曼滤波的方法估计电子节气门阀片的位置，利用电机和油门位置传感器的输入电压值估计电子节气门阀片的真实位置；也有学者使用开关线性系统集值估计的多面体逼近算法估计实时汽车电子节流阀的位置。然而，目前提出电子节气门的估计方法都是将干扰噪声假设为高斯噪声，但是传感器电路中的噪声是多种随机噪声的叠加，属于非高斯白噪声，在非高斯白噪声的影响下，现有的方法不能精确的估计电子节气门阀片的位置。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种基于类卡尔曼滤波的电子节气门开度估计方法及系统，采用类卡尔曼估计算法对电子节气门位置传感器的输出信号滤波处理，减少了非高斯白噪声对测量结果的干扰，估计策略估计精度高，鲁棒性强。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

本公开第一方面提供了一种基于类卡尔曼滤波的电子节气门开度估计方法。

一种基于类卡尔曼滤波的电子节气门开度估计方法，包括以下步骤：

获取电子节气门位置传感器采集的电子节气门开度数据；

将位置传感器测量到的电子节气门的开度数据通过类卡尔曼估计算法得到滤波后的电子节气门开度；

将滤波后的电子节气门的开度值反馈给车载控制器，用于根据滤波后的开度值进行电子节气门开度的进一步控制。

作为可能的一些实现方式，所述类卡尔曼估计算法至少包括状态预测、状态更新、增益矩阵计算、协方差预测和协方差更新五个步骤，选取节气门的传感器测量开度为类卡尔曼当前时刻的状态向量，选取测量噪声为非高斯白噪声得到当前时刻的观测向量，用于进行状态更新。

作为进一步的限定，所述状态预测，具体为：下一时刻的状态向量预测值等于当前时刻的状态转移矩阵与当前时刻的状态矩阵的乘积。

作为进一步的限定，所述状态更新，具体为：

其中，为k+1时刻的状态向量，为k时刻预测的k+1时刻的状态向量预测值，G_k+1为k+1时刻的类卡尔曼增益矩阵，y_k+1为k+1时刻的观测向量，y_k+1/k为k时刻预测的k+1时刻的观测向量预测值。

作为更进一步的限定，所述增益矩阵，具体为：