混合动力标定流程_百度文库

1、混合动力系统标定流程 混合动力系统标定的前言 1.1. 混合动力系统简介 某整车厂混合动力车型， 采用 P2 结构方案， 动力系统含 GDI 发动机， DCT 变速器， PM 电机与锂电池供电系统等。当前各控制器开发状态： ECM发动机控制器，供应商 TCU整车厂完成的软件开发工作，A 样状态 VCU整车厂完成的软件开发工作，已实现基本功能 PEU电机供应商提供的软硬件，平台化产品 BMS电池供应商提供的软硬件，平台化产品 1.2. 标定目标 为实现后期产品化开发进程，需在标定环节加强对各控制器功能与功能定义的验 证、系统调试、控制参数标定及控制策略优化工作。鉴于当前国内外成熟并进入量产的 混

2、合动力系统车型为数不多，且行业内没有可以借鉴的混合动力系统标准的标定流程、 标定方法、标定标准，本文档从较为理想的项目时间管理角度总结了标定流程和主要任 务： 1） 混合动力系统控制架构及控制功能完整性与成熟度评审； 2） 在规定的时间内，通过台架标定与整车标定实现产品车驾驶性、经济性、 排放与 OBD 的性能指标； 3） 协助整车团队完成 VCU 控制策略的优化与升级； 4） 建立与完善整车车型混合动力系统标定流程与标定体系。 2 / 29 1 项目计划 本项目初步计划安排如下，包括：阶段划分、时间节点、投入人力资源。 图 2 标定项目初步计划 注：项目开始时间节点为假定时间，仅供参考。 3

3、 / 29 2 标定流程 本项目标定流程图如下： 项目启动 系统评审 控制策略是 否完整？ 否 是 功能控制策略 是否完整？ 是 桌面标定 否 功能控制策略 开发 安全监控/OBD 开发 台架基本标定 HCU台架标定 HCU扭矩结构标定 发动机混合动力模 式下启动扭矩标定 电机输出扭矩的验 证 整车基本标定 HCU整车标定 HCU执行器整车标定 离合器控制的标定 HCU扭矩与能量管理整车标定 轮端爬行扭矩标定 轮端防溜坡扭矩标 定 HCU能量管理的基本标定 发动机怠速标定 发动机起停过程标 定 电机执行器的标定 扭矩协调分配标定 能量协调分配标定 电机与两组离合器 的扭矩损失标定 DCT 变速

4、箱的扭矩 损失标定 发动机执行器的标 定 变速箱执行器的标 定 动力转向执行器的 标定 低温冷却液水泵执 行器的标定 电池管理系统的标 定 发动机启停决策标 定 附件系统运行边界 条件标定 油门信号的处理， 仲裁和标定 轮端加速扭矩标定 空调执行器的标定 HCU运行条件整车标定 整车管理标定 发动机运行边界条 件标定 电机运行边界条件 标定 附件系统运行边界 条件标定 HCU发动机启停的基本标定 轮端滑行扭矩标定 轮端制动扭矩标定 散热风扇执行器的 标定 DCDC执行器的标定 变速箱运行边界条 件标定 电池运行边界条件 标定 低压电源管理标定 高压电源管理标定 ECM台架标定 发动机输出扭矩的

5、 验证 针对启停控制ECU 喷油量的基本标定 TCU台架标定 针对混合动力的TCU挡位切 换的基本标定 ECM整车标定 TCU整车标定 发动机冷起动标定 验证 发动机暧机过程标 定验证 E-PARK 功能重新标定 发动机扭矩需求验 证标定 发动机转速标定 针对混合动力的TCU离合器 重新标定 发动机减速断油重 新标定 发动机高压燃油系 统的标定验证 TCU挡位切换重新标定 发动机空燃比标定 验证 发动机WOT重新标 定 发动机过渡工况 （加速/减速）标 定验证 变速箱离合器控制重新定 三高标定 安全监控标定 经济性标定 耐久性验证及 标定 H7 HEV标定流 程体系建立与 完善 排放标定 OB

6、D标定 项目结束 图 3 项目标定流程图 4 / 29 整车制动扭矩需求=理论最大整车制动扭矩线性化的减速驾驶需求(百分比整车扭矩需求要根据车速的情况进行限制;整车扭矩需求要根据整车驾驶的功率进行限制;整车扭矩需求要响应ABS减扭需求、TCU 减扭需求和 TCS 增扭的需求;整车运行模式和混动系统的工作模式优化建议:整车运行模式可以分为:EV模式,HEV模式,传统动力模式;还包括整车静止时的故障诊断模式,和充电模式(PHEV混动系统的工作模式:启动模式,正常工作模式,普通故障模式,严重故障模式, 关闭过程模式,关闭模式。整车控制能量管理的策略优化建议:能量管理要根据整车运行模式,来分类进行扭矩

7、分配,和能量优化管理;整车运行的能量需求(充电能量需求和放电能量需求根据SOC状态来设定一个理论值;然后根据整车的机械系统的充电和放电边界条件进行限制;然后使用一个PID控制器,来计算整车的充电/放电能量需求;整车扭矩需求根据发动机停机,还是运行状态,来进行扭矩初步分配(轮端扭矩;整车驾驶的扭矩需求要根据能量需求来进行调整;在发动机运行情况下(HEV:整车扭矩需求(轮端扭矩分为 发动机理论扭矩需求(轮端扭矩和电机理论扭矩需求(轮端扭矩;发动机理论轮端扭矩需求转化为发动机扭矩需求(包含变速箱的扭矩损失和减速比等;电机理论轮端扭矩需求转化为电机扭矩需求(包含变速箱的扭矩损失和减速比等;在发动机停机

8、状态下 (EV:整车扭矩需求为驱动电机需求;根据整车运行的状态:是加速扭矩需求还是制动扭矩需求?如果是制动扭矩需求,要在电机和整车制动系统(ABS等之间分配制动扭矩。发动机启停控制策略的优化:发动机停机和启动的决策要根据如下罗列条件来判断:发动机附件运行的边界条件(动力转向,空调,水泵,真空泵,12V电源管理等高压电池包的充电要求(基于SOC的判断高压电池包的放电能力(基于放电功率的判断发动机本身的运行要求(比如暖机要求,排放要求,OBD要求等变速箱要求发动机运行:温度,故障诊断等;防溜坡功能的要求车速高速运行的要求驾驶扭矩需求发动机停机的时间长短限制高压电池包的能量预留整车故障诊断对发动机的

9、要求驱动电机状态对发动机运行的要求发电机(ISG状态对发动机运行的要求整车运行协调的策略优化:发动机启动过程的协调;发动机怠速控制的协调发动机停机过程的协调;电动离合器(啮合发动机和电机的过渡控制;在整车模式切换中,发动机和电机的协调控制;说明:1扭矩架构优化:包括加速扭矩、滑行扭矩、制动扭矩、爬行扭矩功能及各扭矩模块间的平滑切换过渡;2整个模型构架的优化与可读性。工作周期:2周交付物:TCU控制策略优化建议档位确定的基本脉谱图,由整车驾驶扭矩和车速来确定;不再由发动机油门信号来确定;变速箱的档位变换要根据整车的运行模式 (EV /HEV/Conventional来分别进行调整;变速箱的液压系

10、统控制,扭矩控制,和档位控制和在整车的模式切换过程中,要做平滑性处理;说明:针对混合动力控制TCU功能的优化与改进工作周期:2周交付物:工作周期:2周交付物:3.2桌面标定工作周期:3周交付物:经评审后优化的理论值高压电源管理的标定数据理论值低压电源管理的标定数据理论值总成及整车能力计算的标定数据理论值整车需求扭矩计算的标定数据理论值扭矩转换的标定数据理论值车辆模式管理的标定数据理论值SOC管理(能量管理的标定数据理论值 发动机起动扭矩估算的标定数据理论值驾驶性需求起动发动机的标定数据理论值 电池因素需求起动发动机的标定数据理论值 整车经济性因素需求起动的标定数据理论值 安全因素需求起动发动机

11、的标定数据理论值 外部请求需求起动发动机的标定数据理论值 发动机停机需求的标定数据理论值发动机起停类型选择的标定数据理论值动力总成模式管理的标定数据理论值传统起动控制的标定数据理论值Hybrid起动控制的标定数据理论值Drag起动控制的标定数据理论值安全起动控制的标定数据理论值传统停机控制的标定数据理论值平稳停机控制的标定数据理论值纯电动怠速控制的标定数据理论值纯电动行驶控制的标定数据理论值混合动力怠速控制的标定数据理论值混合动力行驶控制的标定数据理论值纯电动扭矩动态协调的标定数据理论值混合动力扭矩动态协调的标定数据理论值主动减震功能的标定数据理论值高温回路热管理的标定数据理论值低温回路热管理

12、的标定数据理论值热管理模块工作条件判断的标定数据理论值空调功率限制的标定数据理论值空调控制的标定数据理论值DCDC控制的标定数据理论值HMI的标定数据理论值诊断功能的标定数据理论值安全监控的标定数据理论值TCU需求信号计算的标定数据理论值怠速爬行时TCU消耗扭矩的标定数据理论值发动机目标怠速转速计算的标定数据理论值指示扭矩计算的标定数据理论值制动真空泵控制的标定数据理论值工作周期:2周交付物:混合动力相关的标定数据的优化理论值。变速箱档位确定的脉谱图基本数据的缺省值评审 变速箱档位切换过程的标定数据缺省值评审变速箱的扭矩结构的标定数据的缺省值评审变速箱的转速计算的标定数据的缺省值评审变速箱的离

13、合器控制的标定数据的缺省值评审变速箱的液压系统控制的标定数据的缺省值评审工作周期:1周交付物:混合动力相关的标定数据的优化理论值ECM 扭矩结构的标定数据的缺省值评审ECM 冷启动过程的标定数据的缺省值评审ECM 热启动过程的标定数据的缺省值评审ECM 暖机过程的标定数据的缺省值评审ECM 怠速控制的标定数据的缺省值评审ECM 停机状态的标定数据的缺省值评审ECM 过渡工况的标定数据的缺省值评审ECM 的满油门工况(WOT的缺省值评审ECM的CAN总线通讯的标定数据的缺省值评审 ECM的排放控制系统的标定数据的缺省值评审ECM的OBD的标定数据的缺省值的评审3.3台架标定前提条件:1混合动力系

14、统台架 1套2扭矩测量系统(发动机输出、电机输出、变速箱输出扭矩1套3高压/大电流数采系统 1套4标定软件 1套交付物:标定数据文件说明:根据现有系统的完善与否,和各子系统的改进状况,预计需要3轮台架标定。 图13 混动系统台架标定实验参考图周期:6周工作周期:4周工作内容:发动机混合动力模式下启动扭矩标定电机输出扭矩的验证电机与两组离合器的扭矩损失标定DCT 变速箱的扭矩损失标定油门信号的处理,仲裁和标定轮端加速扭矩标定轮端滑行扭矩标定轮端制动扭矩标定工作周期:1周工作周期:1周工作周期:3周工作内容:发动机输出扭矩的验证针对启停控制中ECM喷油量的基本标定发动机扭矩需求验证标定发动机转速标

15、定发动机空燃比标定验证发动机WOT重新标定工作周期:1周工作内容:针对混合动力的TCU挡位切换的基本标定针对混合动力的TCU离合器重新标定3.4整车标定工作条件:整车3台标定软件 3套高压/大电流数采系统 3套交付物:标定数据文件整车驾驶性评判(主观评价+最高车速+加速性+爬坡度测试报告 图14 整车标定实验参考图工作周期:2周工作内容:1整车管理标定整车运行模式标定动力系统模式标定发动机运行状态标定变速箱运行状态标定电池系统运行状态标定电机系统运行状态标定2发动机运行边界条件标定发动机扭矩范围标定发动机转速范围标定发动机温度范围标定发动机排放控制与OBD需求的边界条件发动机运行效率的计算3变

16、速箱运行边界条件标变速箱挡位识别与挡位预期标定变速箱运行温度范围标定变速箱运行转速范围标定变速箱运行扭矩范围标定变速箱变比对扭矩、转速等变理的影响标定 4电机运行边界条件标定电机运行电压范围标定电机运行电流范围标定电机运行功率范围标定电机运行扭矩范围标定电机运行效率范围标定电机运行转速范围标定电机运行温度范围标定5电池运行边界条件标定电池运行功率范围标定电池运行电压范围标定电池运行电流范围标定电池运行效率范围标定电池运行温度范围标定电池运行SOC范围标定6附件系统运行边界条件标定空调系统运行边界条件标定助力转向泵运行边界条件标定真空泵运行边界条件标定DCDC运行边界条件标定12V电源边界条件标

17、定工作周期:2周工作内容:1轮端爬行扭矩标定2轮端防溜坡扭矩标定3扭矩协调分配标定4加速扭矩协调分配标定5制动扭矩协调分配标定6EV/HEV模式下的扭矩协调分配标定7不同整车运行模式下切揭的扭矩协调分配标定8能量协调分配标定9高压电网的能量容量计算的标定10基于SOC 的能量优化决策11基于SOC 的空调功率标定12基于SOC的EV模式标定13基于SOC的HEV能量分配标定14发动机启停决策标定15发动机启动决策标定16发动机停机决策标定工作周期:2周工作内容:1离合器控制的标定2离合器啮合/断开决策的标定3离合器啮合过程细化标定4发动机起停过程标定5发动机起动过程标定6发动机停机过程标定7发

18、动机怠速标定8发动机高怠速标定9电机执行器的标定10发动机执行器的标定11变速箱执行器的标定12空调执行器的标定13动力转向执行器的标定14散热风扇执行器的标定15低温冷却液水泵执行器的标定16DCDC执行器的标定17电池管理系统的标定18电池预充电过程的标定19电池断开/连接的标定20电池温度监测的标定21电池总电压与单体电压的监测22电池总电压与单体电压的标定23低压电源管理标定24高压电源管理标定工作周期:2周工作内容:1发动机冷起动标定验证2发动机暧机过程标定验证3发动机过渡工况(加速/减速标定验证4发动机减速断油重新标定5发动机高压燃油系统的标定验证工作周期:2周工作内容:1E-PA

19、RK 功能重新标定2TCU挡位切换重新标定3变速箱离合器控制重新定3.5三高标定工作条件:整车2台标定软件 2套高压/大电流数采系统 2套交付物:标定数据文件与环境温度的适应范围以及运行时间的测试报告说明:根据现有系统的完善与否,和各子系统的改进状况,预计需要3轮标定(可以使用温度仓。工作周期:4周工作内容:1高温条件下电池管理系统的监测与反应措施标定2高温条件下电机、离合器等易热件的监测与反应措施标定3高温条件下空调系统的监测与反应措施标定4高温条件下发动机启动,停止的控制策略标定5高温条件下散热片风扇控制;6高温环境下,冷却水泵的控制;包括传统动力的冷却水泵控制;和混合动力的低温冷却水泵控制;7高温环境下,混合动力各子系统的热控制;包括电机冷却控制;电机控制器的冷却控制;DC-DC 的冷却控制;空调控制电机的冷却