摘 要：文章介紹了Kvaser Leaf Light v2工具在某一款乘用車發(fā)動(dòng)機(jī)控制器（ECU）標(biāo)定中的應(yīng)用。發(fā)動(dòng)機(jī)的性能直接影響汽車的動(dòng)力輸出、燃油效率以及運(yùn)行是否平穩(wěn)等，發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的核心部件；而發(fā)動(dòng)機(jī)控制器（ECU）可以控制發(fā)動(dòng)機(jī)在各個(gè)工況下的運(yùn)行狀況，保證汽車在各個(gè)工況下達(dá)到最佳狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)較好的節(jié)油效果以及較好的運(yùn)行狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：Kvaser 發(fā)動(dòng)機(jī) 發(fā)動(dòng)機(jī)控制器

隨著中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)期堅(jiān)持發(fā)展，汽車市場(chǎng)逐步擴(kuò)大，汽車作為消費(fèi)品已走進(jìn)千家萬(wàn)戶中，伴隨對(duì)汽車的感知能力增強(qiáng)，人們對(duì)汽車的各項(xiàng)性能要求也越來(lái)越高，經(jīng)濟(jì)性舒適性也成為大部分用戶關(guān)注的要素。同時(shí)全球氣候問(wèn)題以及能源問(wèn)題的日益緊張，對(duì)汽車的節(jié)能減排方面也提出更高的要求，通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（ECU）的參數(shù)進(jìn)行調(diào)試和優(yōu)化，不僅可以使車輛在不同的道路、環(huán)境條件下達(dá)到最佳的性能表現(xiàn)，還能有效降低排放物的量級(jí)，減少對(duì)環(huán)境的污染。

調(diào)試和優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（ECU）的參數(shù)需要特別的工具實(shí)現(xiàn)汽車與軟件的聯(lián)系，Kvaser Leaf Light v2是一家瑞典公司推出的將計(jì)算機(jī)連接到CAN總線網(wǎng)絡(luò)的CAN總線分析設(shè)備，該產(chǎn)品接口采用了USB2.0兼容接口和D-SUB連接器，相較于其他工具，特點(diǎn)是小巧、輕便，操作簡(jiǎn)單。

下文將基于解決某款乘用車在我國(guó)西北某地駕評(píng)過(guò)程中存在駐車狀態(tài)開(kāi)啟空調(diào)AC ON和關(guān)閉空調(diào)AC OFF兩個(gè)瞬態(tài)工況發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定、車身抖動(dòng)的問(wèn)題點(diǎn)，介紹該工具在ECU標(biāo)定調(diào)試中的應(yīng)用。

1 發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定系統(tǒng)的硬件環(huán)境建立

發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定系統(tǒng)的硬件包括PC機(jī)、Kvaser Leaf Light v2以及發(fā)動(dòng)機(jī)控制器ECU。PC機(jī)和Kvaser通過(guò)USB接口建立信號(hào)鏈接，Kvaser的D-SUB接口連接至汽車信號(hào)接口，實(shí)際應(yīng)用中常通過(guò)OBD接口與汽車連接[1]。

2 發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定系統(tǒng)的軟件環(huán)境建立

發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定軟件常用INCA ，INCA是ETAS公司旗下的一款基礎(chǔ)產(chǎn)品，能夠與硬件在環(huán)仿真（HIL）系統(tǒng)以及其他實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行接口交互。HIL系統(tǒng)通過(guò)接入真實(shí)的控制器，采用或部分采用實(shí)時(shí)仿真模型來(lái)模擬被控對(duì)象和系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的仿真測(cè)試[2]。

INCA具備完善的標(biāo)定以及測(cè)試功能，支持CCP和XCP等協(xié)議，應(yīng)用范圍廣泛，可以滿足諸多需求。

2.1 軟件環(huán)境建立流程

2.1.1 明確標(biāo)定對(duì)象及標(biāo)定目的

在標(biāo)定前需明確標(biāo)定的對(duì)象、標(biāo)定的外界環(huán)境（在什么工況下進(jìn)行標(biāo)定）、標(biāo)定過(guò)程中需要使用到信號(hào)參數(shù)以及信號(hào)的傳遞方式。

2.1.2 標(biāo)定前準(zhǔn)備

明確測(cè)試車輛上ECU現(xiàn)有的軟件狀態(tài)，同步確認(rèn)影響標(biāo)定的其他系統(tǒng)（如電氣系統(tǒng)、變速箱控制系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)等）軟硬件狀態(tài)，需保障車輛運(yùn)行安全穩(wěn)定。通過(guò)Kvasers將標(biāo)定用的軟件以及環(huán)境界面先保存在電腦的某個(gè)文件中，然后添加到INCA的標(biāo)定窗口上。

標(biāo)定窗口建立時(shí)，軟件上的硬件通道選擇應(yīng)與實(shí)際應(yīng)用的標(biāo)定硬件相匹配，實(shí)際標(biāo)定硬件為Kvaser時(shí)，選擇的硬件通道為J2534，J2534中的協(xié)議選擇CCP或者XCP。在實(shí)際標(biāo)定時(shí)不同的標(biāo)定公司使用的標(biāo)定協(xié)議可能不同，具體應(yīng)根據(jù)標(biāo)定公司來(lái)選擇使用CCP還是XCP。

2.1.3 開(kāi)始標(biāo)定并進(jìn)行數(shù)據(jù)采集

進(jìn)入實(shí)驗(yàn)環(huán)境界面，將參考界面切換成工作界面。在環(huán)境中添加標(biāo)定需要用到的參數(shù)。

標(biāo)定結(jié)束后點(diǎn)擊數(shù)據(jù)保存按鈕，記錄下的數(shù)據(jù)可以對(duì)標(biāo)定進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證、分析。下面介紹實(shí)際應(yīng)用案例。

3 發(fā)動(dòng)機(jī)控制器標(biāo)定的實(shí)際應(yīng)用

某款乘用車在我國(guó)西北某地駕評(píng)，當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度較高，在此環(huán)境溫度下駐車狀態(tài)開(kāi)啟空調(diào)AC ON和關(guān)閉空調(diào)AC OFF兩個(gè)瞬態(tài)工況發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定，影響性能驗(yàn)收指標(biāo)。下面以該款乘用車在某企業(yè)省重點(diǎn)整車高低溫環(huán)境實(shí)驗(yàn)室中駐車狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)與空調(diào)匹配標(biāo)定調(diào)試為說(shuō)明，通過(guò)此次標(biāo)定有效改善了該款乘用車在高溫環(huán)境下駐車狀態(tài)AC ON和AC OFF兩個(gè)瞬態(tài)工況發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。

3.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境

實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前確定環(huán)境溫度、濕度、輻照強(qiáng)度，試驗(yàn)前的整車狀態(tài)確認(rèn)（試驗(yàn)前必須保證油水充足），試驗(yàn)車輛布點(diǎn)、接線、溫度采集器的插線、轉(zhuǎn)轂設(shè)備調(diào)試、車輛固定，試驗(yàn)艙升溫調(diào)試等，本次標(biāo)定設(shè)定的模擬戶外環(huán)境為：環(huán)境溫度40℃/50℃；濕度50%；輻照強(qiáng)度1100w/m2。

3.2 駐車狀態(tài)下的空調(diào)標(biāo)定過(guò)程

本次標(biāo)定是對(duì)駐車狀態(tài)下外界環(huán)境溫度為40℃/50℃下開(kāi)啟空調(diào)（AC ON）后的發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速為790rpm、900rpm、1000rpm、1250rpm、1500rpm、2000rpm、3000rpm、4000rpm這幾個(gè)工況下進(jìn)行空調(diào)扭矩補(bǔ)償標(biāo)定。

調(diào)出空調(diào)標(biāo)定過(guò)程需要的參數(shù)，包括駐車空調(diào)開(kāi)啟目標(biāo)怠速M(fèi)AP圖、駐車瞬態(tài)空調(diào)補(bǔ)償扭矩MAP圖、怠速扭矩自學(xué)習(xí)值、怠速扭矩控制i部分以及一些基本參數(shù)（發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車速、空調(diào)系統(tǒng)請(qǐng)求信號(hào)和壓縮機(jī)信號(hào)等）。

標(biāo)定數(shù)據(jù)分析，標(biāo)定前的空調(diào)補(bǔ)償扭矩如下圖1所示：

在此標(biāo)定補(bǔ)償扭矩下可以得到各個(gè)駐車空調(diào)開(kāi)啟目標(biāo)怠速轉(zhuǎn)速下的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，圖2是40℃下駐車空調(diào)開(kāi)啟目標(biāo)怠速為790rpm的測(cè)量數(shù)據(jù)。

標(biāo)定前，駐車狀態(tài)下空調(diào)開(kāi)啟目標(biāo)怠速轉(zhuǎn)速維持在790rpm左右，怠速扭矩自學(xué)習(xí)值為2.563%、怠速扭矩控制i部分值為-0.370%，兩部分之和I=2.193%，滿足怠速扭矩自學(xué)習(xí)值與怠速扭矩控制i部分之和I≤6%。在關(guān)閉空調(diào)的瞬間，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速上沖，上沖值為40-50rpm，開(kāi)啟空調(diào)又出現(xiàn)轉(zhuǎn)速下跌，有一個(gè)20-30rpm的跌坑，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行不平穩(wěn)，不僅會(huì)使車身抖動(dòng)，影響駕駛員與乘客的乘坐舒適性，還會(huì)增大油耗。

由怠速扭矩自學(xué)習(xí)值為2.563%和怠速扭矩控制i部分值為-0.370%可知，學(xué)習(xí)值的學(xué)習(xí)方向是往小的方向?qū)W習(xí)，可知空調(diào)補(bǔ)償扭矩過(guò)大，通過(guò)適當(dāng)減小空調(diào)補(bǔ)償扭矩，駐車狀態(tài)下空調(diào)開(kāi)啟目標(biāo)怠速轉(zhuǎn)速依舊在790rpm左右上下波動(dòng)，在關(guān)閉空調(diào)瞬間有轉(zhuǎn)速上沖，上沖值為30-40rpm，開(kāi)啟空調(diào)時(shí)有轉(zhuǎn)速下跌，下跌值為15-20rpm，上沖轉(zhuǎn)速與下跌轉(zhuǎn)速較標(biāo)定前均有明顯衰減，通過(guò)繼續(xù)適當(dāng)減小空調(diào)補(bǔ)償扭矩，得到圖3數(shù)據(jù)。

繼續(xù)減小空調(diào)補(bǔ)償扭矩后，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速在關(guān)閉空調(diào)和開(kāi)啟空調(diào)基本上沒(méi)有出現(xiàn)轉(zhuǎn)速上沖和跌坑的現(xiàn)象，此時(shí)的怠速扭矩自學(xué)習(xí)值為0.400%、怠速扭矩控制i部分值為0.031%，兩部分之和I=0.431%，滿足怠速扭矩自學(xué)習(xí)值與怠速扭矩控制i部分之和I≤6%。說(shuō)明此工況下的空調(diào)補(bǔ)償扭矩合適，滿足要求。

40℃/50℃下的其他工況的標(biāo)定方法與上述方法一致，經(jīng)過(guò)一系列的標(biāo)定后得到各個(gè)工況下合適的空調(diào)補(bǔ)償扭矩，如圖4所示。

3.3 滑行動(dòng)態(tài)驗(yàn)證

驗(yàn)證數(shù)據(jù)分析：滑行動(dòng)態(tài)驗(yàn)證需要對(duì)以下五個(gè)工況進(jìn)行驗(yàn)證：

（1）在整車高低溫環(huán)境試驗(yàn)室中進(jìn)行空檔滑行工況驗(yàn)證，調(diào)節(jié)環(huán)境試驗(yàn)室的溫度為50℃，將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提升至2000rpm左右，開(kāi)關(guān)AC。

如圖5所示，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提升至2000rpm左右，松開(kāi)油門踏板，將檔位切成N檔，使汽車處于滑行狀態(tài)，開(kāi)關(guān)AC，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速出現(xiàn)一個(gè)微小突起，該突起在可接受范圍內(nèi)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響不大，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行比較平穩(wěn)，狀態(tài)良好。

（2）帶檔滑行（1/2/3檔，轉(zhuǎn)速2000rpm左右，開(kāi)關(guān)AC），可點(diǎn)踩油門。

如圖6所示，在1/2/3檔三個(gè)檔位處于滑行工況，開(kāi)關(guān)AC，從整體上看開(kāi)關(guān)AC對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速影響不大，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速曲線比較光滑，發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)良好，不影響駕駛性與乘坐舒適性。

（3）分別在開(kāi)關(guān)空調(diào)的情況下帶檔行車踩油門至較高轉(zhuǎn)速后（2000r左右）滑行，滑行過(guò)程掛空擋。

（4）踩剎車滑行時(shí)開(kāi)關(guān)AC（發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速2000rpm以下）。

（5）2檔滑行工況，20km/h滑到15km/h，快速踩制動(dòng)，到5km/h松剎車，立即踩油門，通過(guò)數(shù)據(jù)確認(rèn)轉(zhuǎn)速波動(dòng)情況。

經(jīng)過(guò)上述五個(gè)工況對(duì)空調(diào)補(bǔ)償扭矩的驗(yàn)證，可以看出本次標(biāo)定有效改善了空調(diào)開(kāi)啟AC ON與空調(diào)關(guān)閉AC OFF的兩個(gè)瞬態(tài)下發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。標(biāo)定前發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)不穩(wěn)定，AC ON與AC OFF發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)速上沖與跌坑，駐車空調(diào)開(kāi)啟怠速運(yùn)行不穩(wěn)定，會(huì)使燃料燃燒不充分，影響燃油經(jīng)濟(jì)性，汽車發(fā)生明顯抖動(dòng)，影響駕駛員的駕駛性與乘客的乘坐舒適性；標(biāo)定后發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)良好，運(yùn)行平穩(wěn)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速平緩，改善汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性，提高車輛的駕駛性與乘客的乘坐舒適性，順利通過(guò)了該款車型的公司級(jí)性能指標(biāo)驗(yàn)收，保證了車型的按時(shí)投產(chǎn)。

4 結(jié)論

本文基于Kvaser工具對(duì)ECU進(jìn)行標(biāo)定，搭建Kvaser與PC機(jī)、汽車連接架構(gòu)模型應(yīng)用。本次標(biāo)定的重點(diǎn)是優(yōu)化空調(diào)補(bǔ)償扭矩，標(biāo)定后汽車運(yùn)行狀態(tài)良好，改善車輛的駕駛性與乘客的乘坐舒適性，同時(shí)改善了開(kāi)空調(diào)下汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。

標(biāo)定過(guò)程中應(yīng)特別注意怠速扭矩自學(xué)習(xí)值和怠速扭矩控制i部分，這兩部分之和必須滿足標(biāo)定要求；對(duì)于其他的標(biāo)定內(nèi)容，i向?qū)W習(xí)值也都必須滿足標(biāo)定要求。

隨著科技的進(jìn)步，對(duì)汽車的性能要求越來(lái)越高，對(duì)ECU的標(biāo)定也提出了更高要求，更加精確、合理的ECU標(biāo)定是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

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