張建國 王加雪 張洪才

【摘要】本文基于在線標(biāo)定協(xié)議CCP（Can Calibration Protocol）設(shè)計(jì)并開發(fā)了應(yīng)用于電動(dòng)汽車自動(dòng)變速器（AMT）控制單元（TCU）的整車控制在線標(biāo)定系統(tǒng)。通過該方法實(shí)時(shí)在線的快速標(biāo)定整車控制參數(shù)、換檔規(guī)律，以達(dá)到快速優(yōu)化換擋品質(zhì)、提升電動(dòng)車整車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的目的。

【關(guān)鍵詞】CCP協(xié)議；電動(dòng)車；AMT；標(biāo)定

1引言

電動(dòng)汽車因具有低污染、低噪聲、能量效率高、能量來源多樣化的特點(diǎn)，使得開發(fā)以電動(dòng)汽車為代表的各種新能源汽車，成為解決汽車帶來的諸多問題的有效途徑[1]。自動(dòng)變速技術(shù)在純電動(dòng)車輛中的引入，能夠大幅提升汽車的動(dòng)力性能，有效的增大系統(tǒng)的能源利用效率，從而提高對(duì)于純電動(dòng)汽車最為重要的續(xù)航能力。作為電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，自動(dòng)變速系統(tǒng)控制器（TCU）控制參數(shù)的在線標(biāo)定對(duì)整車性能將產(chǎn)生至關(guān)重要的影響[2]。因此，開發(fā)符合純電動(dòng)車自動(dòng)變速系統(tǒng)的標(biāo)定系統(tǒng)，通過方便快捷的標(biāo)定技術(shù)提升電動(dòng)汽車的各項(xiàng)性能，對(duì)于電動(dòng)車實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文以純電動(dòng)汽車為基礎(chǔ)車型，以AMT自動(dòng)變速系統(tǒng)為研究對(duì)象，通過開發(fā)的基于CCP協(xié)議的在線標(biāo)定系統(tǒng)，對(duì)其TCU控制參數(shù)、換擋規(guī)律等進(jìn)行在線標(biāo)定，并在整車道路試驗(yàn)中進(jìn)行了驗(yàn)證。

2 CCP協(xié)議及工作原理

2.1 CCP通信方式

基于CCP協(xié)議的ECU標(biāo)定采用主-從通信方式。主設(shè)備通過CAN總線與從設(shè)備相連，其中主設(shè)備是測(cè)量標(biāo)定系統(tǒng)，從設(shè)備是需要標(biāo)定的ECU。根據(jù)CCP協(xié)議，主設(shè)備首先與從設(shè)備建立邏輯鏈接，然后通過主設(shè)備向從設(shè)備發(fā)送命令來起始兩者間的數(shù)據(jù)通信。

2.2 CCP報(bào)文幀結(jié)構(gòu)

基于CCP協(xié)議的標(biāo)定只占用兩幀CAN報(bào)文，分別是命令接收對(duì)象CRO和數(shù)據(jù)傳輸對(duì)象DTO。CRO由主設(shè)備發(fā)給從設(shè)備，DTO是從設(shè)備反饋的報(bào)文。兩者分別通過一個(gè)自己的ID標(biāo)識(shí)符進(jìn)行標(biāo)識(shí)。CRO與DTO的ID標(biāo)識(shí)符由通信協(xié)議自行定義，CCP協(xié)議只對(duì)CRO及DTO的數(shù)據(jù)場(chǎng)做了詳細(xì)定義。

3 基于CCP協(xié)議的CANape標(biāo)定

CANape是一款基于ASAP標(biāo)準(zhǔn)的ECU測(cè)試和標(biāo)定工具。它通過一個(gè)控制器硬件接口與ECU相連，兩者之間常用的物理連接是基于CCP協(xié)議的CAN總線[3]。

3.1 ASAP2控制器描述文件及ASAP2編輯器

CANape與控制器間的通信需要.a2l文件支持。CANape對(duì)控制器的參數(shù)標(biāo)定和數(shù)據(jù)測(cè)量都是基于這個(gè)文件，該文件記錄了控制器中各參數(shù)的詳細(xì)信息，如標(biāo)定參數(shù)和測(cè)量變量在控制器中的存儲(chǔ)地址、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)類型和轉(zhuǎn)換公式等。在CANape中，每個(gè)標(biāo)定參數(shù)和測(cè)量數(shù)據(jù)都會(huì)有一個(gè)變量名，如電機(jī)轉(zhuǎn)速、檔位位置、油門等。當(dāng)CANape需要訪問某個(gè)變量，就在ASAP2描述文件中根據(jù)變量名，找到該變量在控制器中的存儲(chǔ)地址、數(shù)據(jù)長度等信息，然后進(jìn)行操作。

3.2 CANape使用配置

每個(gè)需要標(biāo)定的TCU都要在CANape中進(jìn)行配置。CANape共定義了28條命令，用以實(shí)現(xiàn)不同的功能，在配置頁面里均有復(fù)選框與其對(duì)應(yīng)?？刂破鞯呐渲帽仨毰cCCP Driver在TCU底層程序的具體實(shí)現(xiàn)相匹配，只有對(duì)某個(gè)功能的程序接口已經(jīng)開放，才能在CANape中選擇使用該項(xiàng)功能。

3.3 CANape中的參數(shù)標(biāo)定

當(dāng)標(biāo)定參數(shù)需要存放在FLASH或ROM中時(shí)，在TCU上電初始化后，程序首先將標(biāo)定參數(shù)的初始值復(fù)制到RAM中，在CANape中該段用來存放標(biāo)定參數(shù)的RAM稱為Calibration RAM。標(biāo)定過程中，CANape修改Calibration RAM中的參數(shù)值。標(biāo)定全部結(jié)束后，再將該段RAM中的內(nèi)容復(fù)制回FLASH或ROM中。

當(dāng)標(biāo)定參數(shù)存放在EEPROM中，有兩種標(biāo)定方法。第一種與上述方法相同，首先將標(biāo)定參數(shù)復(fù)制到RAM中，標(biāo)定結(jié)束后再將RAM中的數(shù)據(jù)覆蓋到EEPROM。此外，也可對(duì)EEPROM中的參數(shù)直接進(jìn)行改寫，實(shí)現(xiàn)這種方法需要對(duì)EEPROM進(jìn)行頻繁擦寫操作，但不占用額外的RAM空間。

采用CANape進(jìn)行基于CCP的匹配標(biāo)定，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)定工具和內(nèi)容的統(tǒng)一。根據(jù)這種方法能夠快速有效地進(jìn)行TCU的匹配標(biāo)定，在實(shí)際開發(fā)應(yīng)用中取得了良好的效果。

3.4整車標(biāo)定試驗(yàn)驗(yàn)證

本文以純電動(dòng)汽車為基礎(chǔ)車型，以AMT自動(dòng)變速系統(tǒng)為研究對(duì)象，通過開發(fā)的基于CCP協(xié)議的在線標(biāo)定系統(tǒng)，對(duì)其TCU控制參數(shù)、換擋規(guī)律等進(jìn)行在線標(biāo)定，并在整車道路試驗(yàn)中進(jìn)行了驗(yàn)證。為進(jìn)一步提高該車的換擋品質(zhì)，需要對(duì)電機(jī)降扭、摘擋、調(diào)速、掛擋、恢復(fù)扭矩過程中的大量參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。圖1和圖2分別為本標(biāo)定系統(tǒng)針對(duì)換擋過程中摘擋前電機(jī)降扭時(shí)間進(jìn)行的標(biāo)定前后的換擋過程曲線，由圖1和圖2的對(duì)比可知，降扭時(shí)間標(biāo)為30ms時(shí)，換擋有頓挫感，換擋不夠平順；降扭時(shí)間標(biāo)為60ms時(shí)，換擋品質(zhì)良好，且主觀評(píng)價(jià)較好。通過標(biāo)定試驗(yàn)，驗(yàn)證了本標(biāo)定系統(tǒng)可靠性好，標(biāo)定效率較高。

4.結(jié)論

在線標(biāo)定是電控機(jī)械式自動(dòng)變速器式電動(dòng)車開發(fā)過程比較關(guān)鍵的一項(xiàng)技術(shù)。本文基于CCP協(xié)議開發(fā)完成的TCU標(biāo)定系統(tǒng)，經(jīng)過多次實(shí)車調(diào)試，此系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，能夠?qū)CU 進(jìn)行在線標(biāo)定，滿足實(shí)車控制參數(shù)的快速匹配和優(yōu)化，從而快速提升整車性能。標(biāo)定工程師可以根據(jù)研發(fā)工程師提供的標(biāo)定手冊(cè)針對(duì)不同實(shí)車進(jìn)行出廠參數(shù)標(biāo)定，因此具有較好的開發(fā)應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

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[3]趙子亮，李俊，劉明輝，劉吉順.并聯(lián)混合動(dòng)力客車控制參數(shù)標(biāo)定系統(tǒng)開發(fā)[C].2010中國汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集SAE-C2010P179，2010.