雙離合變速器標定流程開發

陳加超，劉建斌，戴冬華，趙志立，黃偉

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

前言

近年來隨著車輛智能化的發展，車用電子控制系統的需求量大增，加上功能需求不斷增加，軟件算法及功能架構勢必更加龐大復雜，為提高開發效率，保證質量，廣泛導入V-Model開發流程。

雙離合變速器(Dual Clutch Transmission)匹配整車隨著技術的發展，成為各大主機廠自動變速箱發展的主要方向，雙離合變速器控制軟件開發是其應用的核心技術，為保證控制軟件質量，雙離合變速器控制軟件V-Model開發流程已建立完善，并廣泛應用。

基于雙離合變速器控制軟件為載體匹配整車的雙離合變速器標定未形成一套開發流程，無法保證軟件功能應用整車的標定質量，為了匹配軟件開發流程，并與之同步，基于軟件開發V-Model構建雙離合變速器標定開發的V-Model流程，以V-Model流程為指導進行應用。

1 V-Model開發流程

V-Model開發流程是為了防止車輛電子控制系統，在使用大量電子零件，因設計不良受到干擾或損壞，以及復雜龐大的軟件功能，因人為程序設計的疏忽造成無法預期的控制，導致車輛的失效風險增加。基于此，車輛相關領域專家針對車用電子系統制定了ISO 26262規范。

ISO 26262以IEC61508標準為基礎建立，為車輛電子電氣功能安全設計標準，主要規范功能安全管理(Management of functional safety)、汽車安全生命周期(Automotive Safety Lifecycle)及汽車安全完整性等級分析(Automotive Safety Integrity Levels,ASIL)。ISO 26262包含了管理、開發、生產、經營、服務及退役各階段的流程及方法，其各章節及流程結構如圖1所示。

圖1 ISO 26262結構框圖

2 雙離合變速器控制軟件V-Model

在ISO 26262基礎上，雙離合變速器(DCT)軟件開發已將V-Model成功應用于整個開發過程，并建立雙離合變速器(DCT)軟件開發的V-Model流程。

雙離合變速器(DCT)軟件開發的V-Model如圖2所示，主要包括用戶需求、系統需求、系統架構設計、模塊需求、模塊集成及開發、單元測試、集成測試、系統功能測試、軟件產品。

圖2 軟件開發V-Model

雙離合變速器(DCT)軟件開發已按照圖2 V-Model開展實施，在開發過程保證軟件質量，降低了失效風險，取得較好的成果。

3 雙離合變速器標定流程開發

雙離合變速器(DCT)控制軟件匹配整車后需要對雙離合變速器(DCT)軟件功能基于應用環境進行標定，已滿足整車駕駛性能的目標要求。為了與雙離合變速器(DCT)控制軟件開發方法一致；并規范雙離合變速器(DCT)匹配整車后的標定過程，同時確保標定過程各項活動的有序開展，需要建立標定流程；為了實現與軟件開發流程無縫銜接，且具有較好的傳承性，標定開發流程同樣基于V-Model進行適應性開發，并以V-Model為總綱，在此指導下結合標定工作內容的特點進行優化。

3.1 雙離合變速器標定V-Model

雙離合變速器(DCT)標定活動前期策劃是基于客戶需求目標轉化為整車目標；整車目標分解到變速箱目標，變速箱目標再分解到子系統目標，是一個自上而下的活動；雙離合變速器(DCT)標定活動開展在完成目標分解后開展對應的標定工作，是自下而上的過程，在標定過程還要開展對應的評價工作；所有目標達成后從而提升整車駕駛性能，達成客戶需求。基于雙離合變速器標定活動特點，結合V-Model流程特點，可以將標定流程嵌入V-Model之中，建立標定V-Model流程，并基于此分析標定 V-Model各階段工作內容，基于識別的工作內容開展相關活動。

雙離合變速器(DCT)標定V-Model流程如圖3所示，主要包括用戶需求目標、整車級性能目標、變速箱級性能目標、子模塊級性能目標、標定開展、子模塊級測試、變速箱級測試、整車級測試、駕駛性能。

圖3 標定開發V-Model

從圖3可得雙離合變速器標定V-Model流程從標定目標定義、分解、活動開展、評價驗收、最終駕駛性能達成，描述各項活動的邏輯關系、開展順序及對應的實施評價項目；對標定活動的開展給予明確的指導流程。

3.2 雙離合變速器標定內容

標定V-Model流程規定標定活動分為整車級、變速箱級和子模塊級，依據標定V-Model對各活動開展內容、工具方法及評價驗收內容進行識別梳理。如圖4所示。

圖4 標定活動內容

圖4標定活動內容描述與標定V-Model流程設定思路一致，活動開展按照自下而上進行。

1）子系統級：工作內容包括變速箱控制單元(TCU)電流控制、電磁閥Dither控制、傳感器標定；工具方法為桌面/仿真標定、臺架標定、CANape或Matlab腳本標定；評價驗收包括變速箱控制單元(TCU)電流控制響應性和超調評價矩陣。

2）變速箱級：工作內容包括換擋質量、換擋時間、離合器控制、同步器控制、溫度補償、速度補償等；工具方法桌面/仿真/HiL標定、 臺架標定、CANape或Matlab腳本標定；評價驗收包括換擋質量、換擋時間、離合器控制、同步器控制、溫度補償、速度補償、響應性、超調、穩定性和控制精度評價矩陣；

3）整車級：工作內容包括換擋質量、換擋時間、駕駛性、燃油經濟性、NVH、OBD和診斷；工具方法桌面/HiL標定、整車標定(環境適應性)、臺架下線標定、評價驗收包括：AVL Drive/GSQA/VDV/主觀評價及性能指標

以上內容是基于V-Model流程建立的雙離合變速器(DCT)標定活動具體內容。

3.3 雙離合變速器標定流程實施步驟

雙離合變速器標定流程的實施方法規定標定流程開展的具體步驟和原則；實施方法同樣按照V-Model思路建立，在V-Model中增加對應的判定路徑，以確保實施步驟的靈活性。如圖5所示，它規定了標定流程的實施步驟，過程中需要進行的判定及路徑選擇。

圖5 標定流程實施步驟

4 雙離合變速器標定實施

以整車標定為載體，實施雙離合變速器標定活動，對雙離合變速器標定活動進行闡述。

4.1 標定成熟度計劃

雙離合變速器標定對于整車駕駛性能提升是持續優化的過程，但是為了滿足客戶或項目開發目標的達成，需要制定成熟度計劃；同時雙離合變速器標定活動也是與硬件、整車開發及軟件開發同步進行，為了明確各階段的目標以及達成客戶的需求，需要制定成熟度計劃。

雙離合變速器標定成熟度計劃分為六個階段，如表1。

表1 標定成熟度要求

基于標定成熟度要求，需要結合軟件功能開發進度制定對應的在軟件開發各個階段對應的標定成熟度；依次制定標定成熟度驗證的具體計劃及內容，以及標定成熟度全過程提升指標，與軟件開發匹配同步，以滿足整車開發的需求。圖6為標定成熟度計劃。

圖6 標定成熟度計劃

在標定成熟度計劃的指導下，要對標定成熟度隨著項目開發或軟件開發計劃的不斷完善進行評價，以保證標定質量的正向增加。圖7為標定成熟度不斷完善過程。

圖7 標定成熟度成長

4.2 標定活動實施

基于V-Model建立的雙離合變速器標定流程開展對應的標定活動，對標定活動主要內容進行抽取合并簡化，其具體活動實施過程如圖8所示：

圖8 標定活動實施流程

1）目標設定

在標定活動開展前需要對目標進行設定，目標設定通過對以下影響因素分析設定，如圖9所示，分為兩大部分一是法規符合性，而是目標定義。

圖9 目標設定

2）桌面標定

在目標設定后，基于整車數據、參考數據、發動機數據、變速箱數據及目標定義開展桌面標仿真標定，通過仿真報告、子系統目標定義和桌面標定參數，完成檔位速比、執行機構需求、初始標定限值和基礎換擋圖輸出。如圖10所示。

圖10 桌面標定

3）變速箱基礎標定

桌面標定完成后開展變速箱基礎標定，基于變速箱基礎標定基于發動機標定、CAN dbc文件、變速箱控制單元(TCU)軟件A2l文件、CANape配置、桌面標定結果和目標定義開展，通過換擋質量評價報告、NEDC測試報告、性能測試報告和OBD系統檢查報告，完成換擋質量、性能和OBD結果確認，如圖11所示。

圖11 變速箱基礎標定

4）換擋策略標定

基礎標定完成后開展換擋策略標定，基于發動機標定、OBD驗證工具、仿真報告和目標定義，通過換擋圖標定報告、環境標定報告、OBD標定報告和變速箱耐久測試報告，完后油耗、換擋圖、環境驗證和OBD標定確認。

圖12 換擋策略標定

5）駕駛性標定

換擋策略標定完成后開展駕駛性標定，基于發動機標定、IUPR需求、仿真報告和目標定定義。

圖13 駕駛性標定

通過變速箱EOL驗證報告、整車駕駛性評價報告、主客觀換擋質量評價報告、OBD標定報告、整車耐久測試報告，完成IUPR、換擋圖再定義、換擋質量優化和安全功能確認。

6）標定數據簽發

完成所有標定活動內容、驗證和確認后，對標定數據進行簽發，數據簽發標志著標定工作終結，如圖14所示。

圖14 標定數據簽發

4 結論

本文通過軟件V-Model流程建立基于V-Model流程的雙離合變速器標定流程，對標定活動內容、過程工具方法、結果驗證和評價進行闡述說明，基于標定流程對標定實施過程的目標制定、分解、步驟、標定活動、驗證及評價進行詳細的闡述，為雙離合變速器標定提供流程方法，有效的指導雙離合器標定活動的開展，確保標定數據的質量。