基于CCP协议的电动汽车AMT标定方法

张建国 王加雪 张洪才

【摘要】本文基于在线标定协议CCP（Can Calibration Protocol）设计并开发了应用于电动汽车自动变速器（AMT）控制单元（TCU）的整车控制在线標定系统。通过该方法实时在线的快速标定整车控制参数、换档规律，以达到快速优化换挡品质、提升电动车整车动力性、经济性指标的目的。

【关键词】CCP协议；电动车；AMT；标定

1引言

电动汽车因具有低污染、低噪声、能量效率高、能量来源多样化的特点，使得开发以电动汽车为代表的各种新能源汽车，成为解决汽车带来的诸多问题的有效途径[1]。自动变速技术在纯电动车辆中的引入，能够大幅提升汽车的动力性能，有效的增大系统的能源利用效率，从而提高对于纯电动汽车最为重要的续航能力。作为电动汽车驱动技术的关键环节，自动变速系统控制器（TCU）控制参数的在线标定对整车性能将产生至关重要的影响[2]。因此，开发符合纯电动车自动变速系统的标定系统，通过方便快捷的标定技术提升电动汽车的各项性能，对于电动车实现产业化发展具有重要的现实意义。本文以纯电动汽车为基础车型，以AMT自动变速系统为研究对象，通过开发的基于CCP协议的在线标定系统，对其TCU控制参数、换挡规律等进行在线标定，并在整车道路试验中进行了验证。

2 CCP协议及工作原理

2.1 CCP通信方式

基于CCP协议的ECU标定采用主-从通信方式。主设备通过CAN总线与从设备相连，其中主设备是测量标定系统，从设备是需要标定的ECU。根据CCP协议，主设备首先与从设备建立逻辑链接，然后通过主设备向从设备发送命令来起始两者间的数据通信。

2.2 CCP报文帧结构

基于CCP协议的标定只占用两帧CAN报文，分别是命令接收对象CRO和数据传输对象DTO。CRO由主设备发给从设备，DTO是从设备反馈的报文。两者分别通过一个自己的ID标识符进行标识。CRO与DTO的ID标识符由通信协议自行定义，CCP协议只对CRO及DTO的数据场做了详细定义。

3 基于CCP协议的CANape标定

CANape是一款基于ASAP标准的ECU测试和标定工具。它通过一个控制器硬件接口与ECU相连，两者之间常用的物理连接是基于CCP协议的CAN总线[3]。

3.1 ASAP2控制器描述文件及ASAP2编辑器

CANape与控制器间的通信需要.a2l文件支持。CANape对控制器的参数标定和数据测量都是基于这个文件，该文件记录了控制器中各参数的详细信息，如标定参数和测量变量在控制器中的存储地址、存储结构、数据类型和转换公式等。在CANape中，每个标定参数和测量数据都会有一个变量名，如电机转速、档位位置、油门等。当CANape需要访问某个变量，就在ASAP2描述文件中根据变量名，找到该变量在控制器中的存储地址、数据长度等信息，然后进行操作。

3.2 CANape使用配置

每个需要标定的TCU都要在CANape中进行配置。CANape共定义了28条命令，用以实现不同的功能，在配置页面里均有复选框与其对应。控制器的配置必须与CCP Driver在TCU底层程序的具体实现相匹配，只有对某个功能的程序接口已经开放，才能在CANape中选择使用该项功能。

3.3 CANape中的参数标定

当标定参数需要存放在FLASH或ROM中时，在TCU上电初始化后，程序首先将标定参数的初始值复制到RAM中，在CANape中该段用来存放标定参数的RAM称为Calibration RAM。标定过程中，CANape修改Calibration RAM中的参数值。标定全部结束后，再将该段RAM中的内容复制回FLASH或ROM中。

当标定参数存放在EEPROM中，有两种标定方法。第一种与上述方法相同，首先将标定参数复制到RAM中，标定结束后再将RAM中的数据覆盖到EEPROM。此外，也可对EEPROM中的参数直接进行改写，实现这种方法需要对EEPROM进行频繁擦写操作，但不占用额外的RAM空间。

采用CANape进行基于CCP的匹配标定，实现了标定工具和内容的统一。根据这种方法能够快速有效地进行TCU的匹配标定，在实际开发应用中取得了良好的效果。

3.4整车标定试验验证

本文以纯电动汽车为基础车型，以AMT自动变速系统为研究对象，通过开发的基于CCP协议的在线标定系统，对其TCU控制参数、换挡规律等进行在线标定，并在整车道路试验中进行了验证。为进一步提高该车的换挡品质，需要对电机降扭、摘挡、调速、挂挡、恢复扭矩过程中的大量参数进行标定。图1和图2分别为本标定系统针对换挡过程中摘挡前电机降扭时间进行的标定前后的换挡过程曲线，由图1和图2的对比可知，降扭时间标为30ms时，换挡有顿挫感，换挡不够平顺；降扭时间标为60ms时，换挡品质良好，且主观评价较好。通过标定试验，验证了本标定系统可靠性好，标定效率较高。

4.结论

在线标定是电控机械式自动变速器式电动车开发过程比较关键的一项技术。本文基于CCP协议开发完成的TCU标定系统，经过多次实车调试，此系统运行稳定可靠，能够对TCU 进行在线标定，满足实车控制参数的快速匹配和优化，从而快速提升整车性能。标定工程师可以根据研发工程师提供的标定手册针对不同实车进行出厂参数标定，因此具有较好的开发应用前景。

参考文献：

[1]杨华，孙振东，刘光玉.纯电动汽车关键技术研究[J].北京汽车，2007，（6）.

[2]丁圣彦，罗峰，孙泽昌.基于CCP协议利用CANape进行电控单元标定[J].电子技术应用，2005，12：5-7.

[3]赵子亮，李俊，刘明辉，刘吉顺.并联混合动力客车控制参数标定系统开发[C].2010中国汽车工程学会年会论文集SAE-C2010P179，2010.