單行星混合動力汽車的整車控制器標定系統及方法與流程

本發明屬于新能源汽車技術領域，尤其涉及一種單行星混合動力汽車的整車控制器標定系統及方法。

背景技術：

對于電控系統的開發過程，標定都是不可少的環節。在電控系統的開發過程中，當電控單元的硬件、軟件設計開發階段結束以后，就進入標定的階段。電控系統性能的發揮主要依賴于各種map、曲線和參數的質量，而這些控制參數的獲取一般需要進行較為繁瑣的標定工作，反復進行試驗和數據修改。標定的工作內容是通過調整、優化控制參數將該電控單元與被控系統相匹配。主要包括實時監控電控單元運行過程中的重要變量數據。

然而，目前通常采用離線標定的方式，而通過在線標定的方式，尤其對單行星混合動力汽車的整車控制器并沒有采用在線標定的手段，影響單行星混合動力汽車的整車控制器的標定效率。

技術實現要素：

本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一。

為此，本發明提出一種單行星混合動力汽車的整車控制器標定系統。該系統可以通過can接口對整車控制器進行實時的在線標定，具有標定方式簡單、標定速度快的優點，提升整車控制器的運行可靠性。

為了實現上述目的，本發明的第一方面的實施例公開了一種單行星混合動力汽車的整車控制器標定系統，包括：上位機，所述上位機具有第一usb接口，用于通過can總線從整車控制器接收控制參數，并對人工的標定數據進行優化，以及根據優化后的標定數據對所述控制參數進行標定；轉換設備，所述轉換設備具有與所述第一usb接口配合的第二usb接口和第一can總線接口；整車控制器，所述整車控制器具有第二can總線接口，所述第一can總線接口與所述第二can總線接口配合，所述整車控制器通過所述can總線向所述上位機發送所述控制參數，并在所述上位機對所述控制參數標定完成后，通過所述can總線從所述上位機下載并保存標定完成的控制參數。

本發明實施例的單行星混合動力汽車的整車控制器標定系統可以通過can接口對整車控制器進行實時的在線標定，具有標定方式簡單、標定速度快的優點，提升整車控制器的運行可靠性。

在一些示例中，所述上位機包括：map圖優化模塊，所述map圖優化模塊用于對人工的標定數據進行自動優化和調整；參數標定模塊，用于所述對控制參數進行標定；數據存儲模塊，用于保存所述整車控制器上傳的數據及歷史標定數據；can總線通信處理模塊，用于接收所述整車控制器發送的所述控制參數，并將所述標定完成的控制參數下載到所述整車控制器。

在一些示例中，所述上位機還包括：整車狀態監測模塊，所述整車狀態監測模塊讀取所述整車控制器上傳的整車數據，并在所述上位機實時顯示所述整車數據。

在一些示例中，所述下位機包括：mcu模塊、功率輸出模塊、電源模塊、can總線通信模塊、數據采集模塊和標定數據存儲模塊，其中，所述mcu模塊包括mcu、外部看門狗、復位電路、時鐘電路和外部eeprom；所述功率輸出模塊可輸出12v或5v電源、3路pwm信號、8路開關量信號；所述電源模塊用于為所述整車控器供電；所述can總線通信模塊包括3路獨立的can總線接口，其中，所述3路獨立的can總線接口中的其中一路為所述第二can總線接口；所述數據采集模塊用于采集整車數據；所述標定數據存儲模塊具有ram區和flash區，其中，所述整車控制器在上電時將所述flash區的數據讀出并存儲于所述ram區。

在一些示例中，所述轉換設備為usb-can轉換器。

本發明的第二方面的實施例公開了一種單行星混合動力汽車的整車控制器標定方法，包括以下步驟：上位機與整車控制器連接并綁定完成后，通過can總線從所述整車控制器讀取控制參數；根據所述控制參數對整車性能進行分析；根據分析結果和和對整車性能的要求對人工的標定數據進行優化；根據優化結果對對所述控制參數進行標定；將標定結果通過can總線，下載至所述整車控制器，并解除與所述整車控制器的綁定。

本發明實施例的單行星混合動力汽車的整車控制器標定方法可以通過can接口對整車控制器進行實時的在線標定，具有標定方式簡單、標定速度快的優點，提升整車控制器的運行可靠性。

在一些示例中，所述上位機與所述整車控制器采用基于des的加密算法進行綁定。

在一些示例中，還包括：所述整車控制器上電初始化；判斷是否有標定請求；如果是，則進一步是否與上位機綁定；如果是，則將控制參數上傳至所述上位機；在從上位機下載到標定數據后，保存所述標定數據；解除綁定。

本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明

本發明的上述的和/或附加的方面和優點結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據本發明一個實施例的單行星混合動力汽車的整車控制器標定系統的結構框圖。

圖2是根據本發明一個實施例的單行星混合動力汽車的整車控制器標定系統的上位機的示意圖。

圖3是根據本發明一個實施例的單行星混合動力汽車的整車控制器標定系統的整車控制器的示意圖。

圖4是根據本發明一個實施例的單行星混合動力汽車的整車控制器標定方法的流程圖。

圖5是根據本發明一個實施例的單行星混合動力汽車的整車控制器標定系統的整車控制器的結構框圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。

圖1是根據本發明一個實施例的單行星混合動力汽車的整車控制器標定系統的結構框圖。

如圖1所示，根據本發明一個實施例的單行星混合動力汽車的整車控制器標定系統100，包括：上位機110、轉換設備120和整車控制器130。

其中，上位機110具有第一usb接口，用于通過can總線從整車控制器130接收控制參數，并對人工的標定數據進行優化，以及根據優化后的標定數據對控制參數進行標定。轉換設備120具有與第一usb接口配合的第二usb接口和第一can總線接口。整車控制器130具有第二can總線接口，第一can總線接口與第二can總線接口配合，整車控制器130通過can總線向上位機110發送控制參數，并在上位機110對控制參數標定完成后，通過can總線從上位機110下載并保存標定完成的控制參數。其中，轉換設備120為但不限于usb-can轉換器。

具體地說，如圖2所示，上位機110包括：map圖優化模塊111、參數標定模塊112、數據存儲模塊113、can總線通信處理模塊114等。

其中，map圖優化模塊111用于對人工的標定數據進行自動優化和調整，即：對人工的標定數據進行自動優化和調整，例如：根據預先設定的發動機、isg電機、tm電機、電池及空調、車身控制器、abs、助力轉向的參數對人工標定的數據進行限制，并發出告警。參數標定模塊112用于對控制參數進行標定。數據存儲模塊113用于保存整車控制器130上傳的數據及歷史標定數據，例如：保存單行星排混合動力汽車的整車控制器上傳的數據及歷史標定數據。can總線通信處理模塊114用于接收整車控制器130發送的控制參數，并將標定完成的控制參數下載到整車控制器130，即：將整車控制器130的數據上傳至上位機110，并將上位機110中的標定數據下載到整車控制器130。

進一步地，上位機110還包括：整車狀態監測模塊（圖2中沒有示出），整車狀態監測模塊讀取整車控制器130上傳的整車數據，并在上位機110實時顯示整車數據。

如圖3所示，下位機130包括：mcu模塊、功率輸出模塊、電源模塊、can總線通信模塊、數據采集模塊和標定數據存儲模塊。

其中，mcu模塊包括mcu、外部看門狗、復位電路、時鐘電路和外部eeprom，以完成整車控制器130的核心功能。功率輸出模塊可輸出12v或5v電源、3路pwm信號、8路開關量信號，其中，全部輸出均可具有過流、短路等保護功能。電源模塊用于為整車控器130供電，例如：電源模塊采用非隔離的開關電源，輸出12v、5v、3.3v電壓，分別給整車控制器130本身及一些外部傳感器和其他相關設備供電、并具有過壓、欠壓、過流、短路、反接等保護功能。can總線通信模塊包括3路獨立的can總線接口，其中，3路獨立的can總線接口中的其中一路為第二can總線接口，can總線通信模塊通過多路獨立can總線接口，對整車控制器標定，及通過can總線接口實現對整車網絡的通信連接。數據采集模塊用于采集整車數據，例如：通過兩路及兩路以上獨立硬件對油門開度、剎車、轉向涉及安全等重要參數進行采集。標定數據存儲模塊136具有ram區和flash區，其中，整車控制器130在上電時將flash區的數據讀出并存儲于ram區，再具體示例中，標定數據存儲模塊136具有大于32kb的ram區和flash區的數據存儲空間，下位機在上電時將flash區的數據讀出并存儲于ram區上。

在本發明的一個具體示例中，結合圖1-圖3，上位機110為一個基于windows系統的上位機，通過其usb接口連接一個usb轉can的設備（即：轉換設備can-usb），該轉換設備具有一路符合can2.0b規范的can總線接口（第一can總線接口）。該接口與整車控制器130的一個專供標定用的can總線接口（第二can總線接口）相連，考慮標定的can總線較短，標定采用的can-usb300設備的通用性，can總線的兩個120ω的終端電阻全部內置在整車控制器130中，標定過程的通信協議符合ccp規范。

其中，上位機110的map圖優化模塊111根據預先設定的發動機、tm電機、isg電機、電池及空調、車身控制器、儀表盤、abs、助力轉向的參數對人工標定的數據進行限制，并發出告警；參數標定模塊112對控制參數進行標定；數據存儲模塊113用于保存電動汽車整車控制器上傳的數據及歷史標定數據；can總線通信處理模塊113將整車控制器130的數據上傳至上位機110，并將上位機110中的標定數據下載到整車控制器130；整車狀態監測模塊讀取整車控制器130上傳的整車數據，并在上位機110進行實時顯示。

如圖3所示，整車控制器130的電源模塊給個功能電路模塊供電，考慮到輸入電壓范圍、電源紋波、電池干擾、性價比和穩定性的要求，采用開關電源和線性電源相結合的方式設計了二級降壓式的電源模塊，具有寬廣的車載電源適應性，為了防止接入電源電壓過高對控制器造成損害，在電源輸入端有瞬時電壓抑制電路，從而達到有效保護電源模塊作用。數據采集模塊采集車輛的重要參數；標定數據存儲模塊具有大于32kb的ram區和flash區的數據存儲空間，整車控制器130在上電時將flash區的數據讀出并存儲于ram區上。

進一步地，本發明的實施例公開了一種單行星混合動力汽車的整車控制器標定方法，包括以下步驟：

上位機與整車控制器連接并綁定完成后，通過can總線從所述整車控制器讀取控制參數；根據控制參數對整車性能進行分析；根據分析結果和和對整車性能的要求對人工的標定數據進行優化；根據優化結果對對所述控制參數進行標定；將標定結果通過can總線，下載至所述整車控制器，并解除與所述整車控制器的綁定。

整車控制器上電初始化；判斷是否有標定請求；如果是，則進一步是否與上位機綁定；如果是，則將控制參數上傳至所述上位機；在從上位機下載到標定數據后，保存所述標定數據；解除綁定。

具體而言，can總線通信模塊包括：1路can總線通信處理模塊、2路can總線通信處理模塊、3路can總線通信處理模塊組成。1路can總線模塊為標定專用的獨立can總線接口，與整車其他控制單元無物理上的連接；2路can總線模塊與整車其他控制單元如發動機、tm電機、isg電機、電池、儀表、遠程監控等相連接，完成整車控制，3路can總線模塊為備用can總線模塊，為在混合動力車或增加其他控制單元時預留，并可與2路can總線模塊配合，實現網關功能。全部can總線模塊的物理層均具有esd保護，can控制器則集成在mcu內部。

數據采集模塊可采集24路高低電平可配置的開關量，6路模擬量及2路脈沖量，主要用于采集門開關、充電插頭插入、acc開關、dcdc工作信號、start開關、制熱請求、高壓接觸器及斷路器狀態、高壓閉合開關、on開關、倒檔、制冷請求、制動開關、制動信號、油門信號等。

對于不同類型的混合動力汽車，電器負載類型有一定區別，控制邏輯也不完全一樣，但其主要的控制方式如圖4所示，本發明涉及的控制邏輯及map包含示意圖所示的內容，但不局限于此。

油門踏板輸入的模擬量信號、下位機從動力can總線上獲取的當前tm電機和isg電機轉速信號。油門踏板輸入的模擬量信號和當前tm電機和isg電機轉速信號為本發明的標定方式的基礎信號，油門踏板輸入的模擬量信號和當前tm電機和isg電機轉速信號經過濾波處理后所生成的數據分別對時間取微分，由此得到扭矩需求、扭矩需求變化率、電機轉速、電機轉速變化率四個關鍵參數，并通過運算得出響應的主參數中間輸出變量。同時，從動力can總線獲取的電池soc參數、電池溫度參數、高壓電壓參數，經過處理后進行濾波及關聯處理后，結合制動踏板位置確定采用主參數控制或采用預先給定的參數進行控制，以上輸出的校正中間變量對主參數的中間變量進行校正，最終運算出對電動機輸出的扭矩需求，并通過動力can總線發送給電動機控制器。另外，計算得出需求的電動機轉速也通過動力can總線發送給電動機。以上為本發明的主要控制邏輯，與制動及能量回收相關邏輯、對于與其他電器負載相關的校正邏輯、各種異常情況下的處理邏輯及不同工況下的處理邏輯沒有在圖4中體現。

如圖5所示，為整車控制器（即：下位機）標定模塊的處理流程，在系統正常上電自檢后，首先完成系統的初始化，然后從固定的flash區域讀取歷史標定的數據至ram區，開始按ram區的標定數據執行相關功能。當檢查到上位機發出的標定請求后，首先進行綁定，下位機發送4個字節的隨機數據，上位機以des算法進行運算后發至下位機，下位機用預存的密鑰驗證通過后，完成綁定。將歷史標定數據上傳，并開始不斷的上傳整車數據，其中包括：start、當前檔位、手剎、腳剎、整車車速、油門踏板、制動踏板、附件狀態、life信號、tm電機目標轉矩、isg電機目標轉矩、發動機目標轉速、行車模式、電壓選擇、電機輸入電壓、電機輸入電流、mcu模式、診斷狀態(相過流故障、逆變器故障、傳感器供電故障、母線過流故障、門極驅動不飽和故障、電機位置傳感器故障、母線過壓故障、母線欠壓故障、電機過溫故障、逆變器過溫故障、電機超速故障、低壓直流供電故障、mcu故障、門極驅動電壓供電故障、相電流過流告警、電機溫度告警、逆變器溫度告警、can總線斷開、點火鑰匙狀態、高壓電池連接狀態、vcu對mcu的控制狀態、電機控制器模式錯誤)、極限轉矩、電機轉速、電機轉矩、電機溫度、電機控制器溫度、發動機轉速、發動機轉矩、發動機溫度、發動機控制器溫度、電池組電壓、電池組電流、電池soc、i級故障、ii級故障、bms狀態、預充電繼電器狀態、充電繼電器狀態、負端繼電器狀態、高壓正端繼電器狀態、最高單體電壓、最低單體電壓、最高電池溫度、最低電池溫度、動力母線電壓、絕緣電阻值、單體過壓報警、整組過壓報警、單體欠壓報警、整體欠壓報警、單體過溫報警、整組過溫報警、高壓回路電流報警、絕緣阻值報警、單體壓差報警、充電機通信報警、預充電失敗告警、平均單體電壓、平均電池溫度、最大可放電功率、最大可充電功率等。當收到上位機發送的標定數據后，存入臨時存儲區，如為可立即修改的參數且上位機發送立即修改指令，則修正ram區標定參數，否則需等待車速為零時，再修改ram區標定參數。當收到數據固化指令且電機轉速及車速為零時將數據固化至flash區，當收到綁定解除命令解除綁定，至此完成一個完整的標定過程。

本發明的實施例，可以通過can接口對整車控制器進行實時的在線標定，具有標定方式簡單、標定速度快的優點，提升整車控制器的運行可靠性。

盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下在本發明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。