考虑油液温度影响的湿式离合器压力补偿控制方法及装置与流程

本发明涉及汽车，尤其涉及一种考虑油液温度影响的湿式离合器压力补偿控制方法及装置。

背景技术：

1、离合器是燃油和混合动力车辆的重要部件之一，在车辆起步、换挡和模式切换过程用于切断或传递动力，因此，离合器的准确控制对车辆的安全性、舒适性和燃油经济性至关重要。根据离合器片工作环境分类，离合器可以分为干式和湿式离合器。湿式离合器通常采用比例电磁阀(proportional solenoid valve,psv)控制离合器油腔压力，驱动离合器接合。相比于干式离合器，湿式离合器具有功率密度高，体积小，散热性好等优点，广泛应用于各种重型车辆。

2、在车辆起步和换挡过程中，湿式离合器控制可分为预充油和调压两个阶段。在预充油阶段，通常向比例电磁阀psv输入幅值较大的矩形脉冲信号，使离合器油腔快速充油至接合点油压，摩擦片与对偶钢片开始接触。在调压阶段，常采用pid控制器控制离合器压力跟踪变速器控制器给定的参考压力。

3、然而，变速器在工作时，离合器滑摩、轴承摩擦和齿轮搅油等会产生大量热量，导致油液温度升高，而比例电磁阀psv浸没于油液中，油液温度变化时，其电气和液压参数会发生变化，影响离合器压力响应，导致现有的预充油阶段和调压阶段的压力控制方法无法实现良好的压力跟踪，影响车辆起步和换挡性能。此外，比例电磁铁磁滞、阀芯的摩擦等因素导致离合器压力响应存在显著的迟滞，也会影响压力跟踪的准确性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种考虑油液温度影响的湿式离合器压力补偿控制方法及装置，以解决离合器压力迟滞特性和油液温度变化导致湿式离合器压力跟踪控制的误差较大影响车辆起步和换挡性能的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明是采用下述方案实现的：

3、本发明提供一种考虑油液温度影响的湿式离合器压力补偿控制方法，包括：

4、获取油液温度t；

5、在离合器预充油阶段，根据接合点油压pc-con和油液温度t，查找系统增益kg数据表后计算得到比例电磁阀的控制量u1；

6、在离合器调压阶段，向油液温度和输入信号速率影响的修正广义prandtl-ishlinskii模型的逆模型输入需要跟踪的参考压力pc-ref、油液温度t和前一时刻输入信号速率r得到当前时刻的前馈控制量uff，向pid控制器输入离合器压力跟踪误差e得到反馈控制量ufb，将前馈控制量uff和反馈控制量ufb相加得到当前时刻离合器调压阶段压力的前馈-反馈控制量u2。

7、进一步地，kg是离合器压力阶跃响应模型的系统增益，离合器压力阶跃响应模型为：

8、

9、式中，u、y、k和τ分别为系统输入、系统输出、增益和时间常数；

10、进一步地，离合器压力阶跃响应模型的建立包括：

11、步骤a：根据变速器类型以及采用油液种类等不同，调整油液温度t为相应变速器油液的最低工作温度；

12、步骤b：通过控制器向控制离合器压力pc的比例电磁阀输入幅值在一定范围的矩形脉冲宽度调制信号，并通过压力传感器测量离合器的压力响应；

13、步骤c：采用最小二乘法辨识系统输入各矩形脉冲幅值时离合器压力阶跃响应模型的系统增益kg和时间常数τ；

14、步骤d：改变油液温度t至不同目标值后，重复步骤b和步骤c，建立不同油液温度下离合器压力阶跃响应模型的系统增益kg和时间常数τ的数据表。

15、进一步地，比例电磁阀的控制量u1的计算公式为：

16、

17、其中，kg(t)根据油液温度t查找系统增益kg数据表得到。

18、进一步地，油液温度和输入信号速率影响的修正广义prandtl-ishlinskii模型的逆模型的建立包括：

19、步骤a：根据变速器类型以及采用油液种类等不同，调整油液温度t为相应变速器油液的最低工作温度；

20、步骤b：通过控制器向比例电磁阀输入一定速率和占空比范围的三角波脉冲宽度调制信号，且占空比幅值逐渐衰减，测量离合器压力响应，得到不同速率的占空比-压力迟滞曲线；

21、步骤c：改变油液温度至不同目标值后，重复步骤b；

22、步骤d：采用最小二乘法，利用某一油液温度t1和速率r1下的占空比-压力迟滞曲线辨识修正广义prandtl-ishlinskii模型的参数；

23、步骤e：计算各油液温度和输入信号速率下占空比-压力迟滞曲线的灵敏度sen和最大滞环误差hys，建立灵敏度sen和最大滞环误差hys的数据表；

24、步骤f：利用灵敏度sen和最大滞环误差hys数据表以及步骤d建立的修正广义prandtl-ishlinskii模型，建立油液温度和输入信号速率影响的修正广义prandtl-ishlinskii模型：

25、

26、式中，sen(t,r)和hys(t,r)通过步骤e建立的数据表查表或插值得到；

27、步骤g：求解油液温度和输入信号速率影响的修正广义prandtl-ishlinskii模型的逆模型，得到：

28、

29、式中，

30、其中，灵敏度sen是占空比-压力迟滞曲线线性拟合函数的斜率，最大滞环误差hys是占空比相同时压力上升沿和下降沿的差值，修正广义prandtl-ishlinskii模型为：

31、

32、式中，ym为修正广义prandtl-ishlinskii模型的输出，x为修正广义prandtl-ishlinskii模型的输入，wj和分别为第j个死区算子的权重和阈值，m为死区算子的数量，pi和分别为第i个广义play算子的权重和阈值，n为广义play算子的数量，γ(x)＝b1tanh(b2x+b3)+b4为包络函数，p0为正常数，k为时刻，死区算子广义play算子

33、参数pi和wj为需要辨识的参数。

34、进一步地，向油液温度和输入信号速率影响的修正广义prandtl-ishlinskii模型的逆模型输入需要跟踪的参考压力pc-ref、油液温度t和前一时刻输入信号速率r得到当前时刻的前馈控制量uff，向pid控制器输入离合器压力跟踪误差e得到反馈控制量ufb，将前馈控制量uff和反馈控制量ufb相加得到当前时刻离合器调压阶段压力的前馈-反馈控制量u2，包括：

35、将k时刻需要跟踪的参考压力pc-ref(k)、油液温度t和前一时刻输入信号速率r输入油液温度和输入信号速率影响的修正广义prandtl-ishlinskii模型的逆模型，得到k时刻前馈控制量uff(k)：

36、

37、

38、将k时刻离合器压力跟踪误差e(k)输入pid控制器，得到k时刻反馈控制量ufb(k)：

39、ufb(k)＝ufb(k-1)+δufb(k)

40、δub(k)＝kp(e(k)–e(k–1))+kie(k)+kd(e(k)–2e(k–1)+e(k–2))

41、e(k)＝pc-ref–pc

42、将k时刻前馈控制量uff(k)和k时刻反馈控制量ufb(k)相加，得到离合器调压阶段k时刻压力的前馈-反馈控制量u2(k)：

43、u2(k)＝uff(k)+ufb(k)

44、其中，kp、ki和kd分别为比例、积分和微分增益，pc为离合器压力。

45、进一步地，油液温度t通过变速器油温传感器测量获取；速率r的计算公式为：

46、

47、其中，ts为控制周期，u2(k–1)表示离合器调压阶段k-1时刻压力的前馈-反馈控制量，u2(k–2)表示离合器调压阶段k–2时刻压力的前馈-反馈控制量。

48、本发明还提供一种考虑油液温度影响的湿式离合器压力补偿控制装置，包括：

49、获取模块，用于获取油液温度t；

50、第一计算模块，用于在离合器预充油阶段，根据接合点油压pc-con和油液温度t，查找系统增益kg数据表后计算得到比例电磁阀的控制量u1；

51、第二计算模块，在离合器调压阶段，向油液温度和输入信号速率影响的修正广义prandtl-ishlinskii模型的逆模型输入需要跟踪的参考压力pc-ref、油液温度t和前一时刻输入信号速率r得到当前时刻的前馈控制量uff，向pid控制器输入离合器压力跟踪误差e得到反馈控制量ufb，将前馈控制量uff和反馈控制量ufb相加得到当前时刻离合器调压阶段压力的前馈-反馈控制量u2。

52、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述考虑油液温度影响的湿式离合器压力补偿控制方法的步骤。

53、本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述考虑油液温度影响的湿式离合器压力补偿控制方法的步骤。

54、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果为：本发明结合了前馈控制的响应速度和反馈控制的精度，同时具备对油液温度变化的鲁棒性，在变速器油液工作温度范围内可以实现离合器压力较为良好地跟踪起步和换挡过程的参考压力，从而保证车辆的起步和换挡性能。