本发明涉及车辆离合器健康状态监测，尤其涉及一种基于数字孪生的离合器蠕行工况健康状态评估方法和系统。
背景技术：
1、当前车辆行业的迅速发展，城市道路环境越来越拥堵。车辆在城市拥堵路况下，经常采用离合器半联动的方式以较低的车速缓慢前行，通过离合器摩擦副滑摩实现可控的动力输出，这种工况称为蠕行。然而，离合器摩擦副在长时间滑摩过程中会产生并积聚大量的摩擦热，使得摩擦副温度上升，摩擦系数发生变化，不仅引起车辆输出转矩发生波动导致车速抖动，另外摩擦片温度过高会导致离合器功能失效，导致更加严重的后果。
2、目前，专家学者重点研究车辆蠕行工况下的车速控制方法。一种快速控制车辆蠕行扭矩方法及系统，能适应不同的道路情况，同时能够快速响应输出蠕行扭矩。车辆蠕行控制方法、介质、车辆控制器及自动挡车辆可以实现快速、精准的输出蠕行扭矩，提高车辆的蠕行控制效果。一种车辆的蠕行控制方法、装置、设备及存储介质，驾驶员可以调整蠕行车速。车辆蠕行控制方法、介质、车辆控制器及自动挡车辆可以规避低温、高原等特殊环境下，车辆进入蠕行工况而出现的发动机转速下跌，甚至熄火的问题。然而，上述技术和方法都是针对车辆蠕行工况下的车速控制，没有考虑离合器在蠕行过程中的安全性和可靠性。当蠕行时间过长，摩擦元件积聚温度过高时，会导致离合器功能失效，车辆不受控制等严重后果。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本发明提出了一种基于数字孪生的离合器蠕行工况健康状态评估方法和系统，根据实时滑摩功对离合器实体的健康状态进行实时干预，提升车辆蠕行的可靠性和安全性。
2、一方面，为实现上述目的，本发明提供了一种基于数字孪生的离合器蠕行工况健康状态评估方法，包括：
3、获取实车运行数据，并构建离合器孪生体，将所述实车运行数据输入至所述离合器孪生体中，辨识实车蠕行工况，若所述实车运行数据满足预设条件，则激活实车蠕行功能，控制蠕行车速，计算蠕行滑摩功；
4、将所述蠕行滑摩功与安全滑摩功阈值进行比较，通过比较结果评估离合器健康状态，基于健康状态评估结果对离合器执行健康管理策略。
5、优选地，所述预设条件为：
6、
7、式中，v为实时车速，a为车辆加速度、α为刹车踏板开度值，β为油门开度值。
8、优选地，基于蠕行控制策略控制所述蠕行车速，包括：
9、设置所述离合器孪生体的目标车速为vx，以车辆实体车速v和目标车速vx的偏差δv为输入，离合器实体摩擦副压力为输出，控制目标为δv趋近于0，则车辆实体稳定行驶，且离合器实体主动端转速n1大于被动端转速n2。
10、优选地，所述蠕行控制策略为：
11、
12、式中，f为离合器实体摩擦副压力，λ1、λ2、λ3分别为pid控制器的比例常数、积分常数、微分常数，t为时间。
13、优选地，计算所述蠕行滑摩功的方法为：
14、
15、式中，μ为摩擦系数，re为摩擦副作用半径，kn为压紧力降低系数，z为摩擦副数；q(q)为离合器强制散热功率，q为润滑流量，tf为摩擦转矩，f为离合器实体摩擦副压力，ω1为离合器主动端角速度，ω2为离合器被动端角速度，w为蠕行滑摩功，n1为离合器实体主动端转速，n2为离合器实体被动端转速。
16、优选地，所述安全滑摩功阈值为：
17、
18、式中，t0为摩擦转矩阈值，p为离合器实体正常接合油压，a为摩擦副接触面积，n0为离合器实体长时滑摩稳定转速，t0为离合器实体允许长时滑摩时间，ω0为离合器最大角加速度差，w0为安全滑摩功阈值。
19、优选地，评估所述离合器健康状态，包括：
20、比较所述蠕行滑摩功与所述安全滑摩功阈值的相对误差，通过所述相对误差对离合器实体进行健康状态评估，若所述相对误差小于等于第一预设值，则继续定速蠕行，若所述相对误差大于所述第一预设值且小于等于第二预设值，则通过所述离合器孪生体进行干预，若所述相对误差大于第二预设值，则需要驾驶员进行干预；
21、其中，所述相对误差为：
22、式中，b为蠕行滑摩功与安全滑摩功阈值的相对误差，w为蠕行滑摩功，w0为安全滑摩功阈值。
23、优选地，通过所述离合器孪生体进行干预为：通过离合器孪生体向车辆实体发出信号，调整离合器实体润滑流量到最大值，增加离合器实体的强制散热功率；
24、通过所述驾驶员进行干预为：通过所述离合器孪生体向车辆实体发出信号，调整离合器实体润滑流量到最大值，车辆实体显示屏幕弹出报警对话框，提示驾驶员松掉刹车踏板。
25、优选地，所述方法还包括执行跛行监测，当驾驶员松开踏板后，离合器孪生体持续计算蠕行滑摩功w，当所述相对误差b＜50％时，所述离合器孪生体向车辆实体发出信号，调整离合器实体润滑流量到常规值，并重新开启蠕行辨识，提示驾驶员继续执行蠕行模式。
26、另一方面，为了实现上述目的，本发明还提供了一种基于数字孪生的离合器蠕行工况健康状态评估系统，包括：
27、数据获取与传输单元：用于采集车辆实体的传感器数据，并将车辆实体的传感器数据传输给离合器孪生体，将所述离合器孪生体的孪生数据和指令发送给车辆实体；
28、离合器数字孪生单元：用于根据离合器实体的运行状态，构建离合器孪生体，将所述车辆实体的传感器数据通过无线传输方式发送给所述离合器孪生体；
29、蠕行辨识单元：用于根据所述离合器孪生体接收到的车辆实体数据，对车辆实体蠕行工况进行辨识，并激活离合器孪生体的蠕行功能；
30、蠕行车速控制单元：用于通过所述数据获取与传输单元，向车辆实体发送指令，执行蠕行控制策略；
31、滑摩功计算单元：用于离合器孪生体激活蠕行工况后，计算离合器蠕行滑摩功w和安全滑摩功阈值w0；
32、健康状态评估单元：用于通过所述蠕行滑摩功与所述安全滑摩功阈值的相对误差，对离合器实体进行健康状态评估；
33、健康管理单元：用于根据健康状态评估结果，进行健康管理；
34、跛行监测单元：用于监测车辆实体的跛行，当离合器实体满足健康管理要求后，离合器孪生体重新开启蠕行辨识，提示驾驶员可继续执行蠕行模式。
35、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：
36、1、本发明利用车辆实体和离合器孪生体之间的实时数据映射，能够实时计算车辆实体在蠕行过程中的离合器滑摩功，实时评估离合器实体的健康状态，实时性好，可靠性高；并且本发明能够根据实时滑摩功对离合器实体的健康状态进行实时干预，能够提升车辆蠕行的可靠性和安全性；
37、2、本发明的离合器孪生体能够根据离合器实体的健康状态，对离合器实体的强制润滑流量进行调节或驾驶员干预调节，有利于稳定车辆实体蠕行车速、延长离合器的使用寿命；
38、3、本发明根据离合器孪生体的健康管理方法，针对不同健康状态的离合器实体，给出不同的健康管理提示，并给出蠕行回复提示，方便驾驶员驾驶操作。
1.一种基于数字孪生的离合器蠕行工况健康状态评估方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的离合器蠕行工况健康状态评估方法，其特征在于，所述预设条件为：
3.根据权利要求1所述的基于数字孪生的离合器蠕行工况健康状态评估方法，其特征在于，基于蠕行控制策略控制所述蠕行车速，包括：
4.根据权利要求3所述的基于数字孪生的离合器蠕行工况健康状态评估方法，其特征在于，所述蠕行控制策略为：
5.根据权利要求1所述的基于数字孪生的离合器蠕行工况健康状态评估方法，其特征在于，计算所述蠕行滑摩功的方法为：
6.根据权利要求5所述的基于数字孪生的离合器蠕行工况健康状态评估方法，其特征在于，所述安全滑摩功阈值为：
7.根据权利要求1所述的基于数字孪生的离合器蠕行工况健康状态评估方法，其特征在于，评估所述离合器健康状态，包括：
8.根据权利要求7所述的基于数字孪生的离合器蠕行工况健康状态评估方法，其特征在于，通过所述离合器孪生体进行干预为：通过离合器孪生体向车辆实体发出信号，调整离合器实体润滑流量到最大值，增加离合器实体的强制散热功率；
9.根据权利要求7所述的基于数字孪生的离合器蠕行工况健康状态评估方法，其特征在于，所述方法还包括执行跛行监测，当驾驶员松开踏板后，离合器孪生体持续计算蠕行滑摩功w，当所述相对误差b＜50％时，所述离合器孪生体向车辆实体发出信号，调整离合器实体润滑流量到常规值，并重新开启蠕行辨识，提示驾驶员继续执行蠕行模式。
10.一种基于数字孪生的离合器蠕行工况健康状态评估系统，其特征在于，包括：
