雙離合變速器標(biāo)定流程開發(fā)

陳加超，劉建斌，戴冬華，趙志立，黃偉

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

前言

近年來(lái)隨著車輛智能化的發(fā)展，車用電子控制系統(tǒng)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(gòu)勢(shì)必更加龐大復(fù)雜，為提高開發(fā)效率，保證質(zhì)量，廣泛導(dǎo)入V-Model開發(fā)流程。

雙離合變速器(Dual Clutch Transmission)匹配整車隨著技術(shù)的發(fā)展，成為各大主機(jī)廠自動(dòng)變速箱發(fā)展的主要方向，雙離合變速器控制軟件開發(fā)是其應(yīng)用的核心技術(shù)，為保證控制軟件質(zhì)量，雙離合變速器控制軟件V-Model開發(fā)流程已建立完善，并廣泛應(yīng)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(biāo)定未形成一套開發(fā)流程，無(wú)法保證軟件功能應(yīng)用整車的標(biāo)定質(zhì)量，為了匹配軟件開發(fā)流程，并與之同步，基于軟件開發(fā)V-Model構(gòu)建雙離合變速器標(biāo)定開發(fā)的V-Model流程，以V-Model流程為指導(dǎo)進(jìn)行應(yīng)用。

1 V-Model開發(fā)流程

V-Model開發(fā)流程是為了防止車輛電子控制系統(tǒng)，在使用大量電子零件，因設(shè)計(jì)不良受到干擾或損壞，以及復(fù)雜龐大的軟件功能，因人為程序設(shè)計(jì)的疏忽造成無(wú)法預(yù)期的控制，導(dǎo)致車輛的失效風(fēng)險(xiǎn)增加。基于此，車輛相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜裔槍?duì)車用電子系統(tǒng)制定了ISO 26262規(guī)范。

ISO 26262以IEC61508標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)建立，為車輛電子電氣功能安全設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，主要規(guī)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(jí)分析(Automotive Safety Integrity Levels,ASIL)。ISO 26262包含了管理、開發(fā)、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、服務(wù)及退役各階段的流程及方法，其各章節(jié)及流程結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 ISO 26262結(jié)構(gòu)框圖

2 雙離合變速器控制軟件V-Model

在ISO 26262基礎(chǔ)上，雙離合變速器(DCT)軟件開發(fā)已將V-Model成功應(yīng)用于整個(gè)開發(fā)過(guò)程，并建立雙離合變速器(DCT)軟件開發(fā)的V-Model流程。

雙離合變速器(DCT)軟件開發(fā)的V-Model如圖2所示，主要包括用戶需求、系統(tǒng)需求、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)、模塊需求、模塊集成及開發(fā)、單元測(cè)試、集成測(cè)試、系統(tǒng)功能測(cè)試、軟件產(chǎn)品。

圖2 軟件開發(fā)V-Model

雙離合變速器(DCT)軟件開發(fā)已按照?qǐng)D2 V-Model開展實(shí)施，在開發(fā)過(guò)程保證軟件質(zhì)量，降低了失效風(fēng)險(xiǎn)，取得較好的成果。

3 雙離合變速器標(biāo)定流程開發(fā)

雙離合變速器(DCT)控制軟件匹配整車后需要對(duì)雙離合變速器(DCT)軟件功能基于應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行標(biāo)定，已滿足整車駕駛性能的目標(biāo)要求。為了與雙離合變速器(DCT)控制軟件開發(fā)方法一致；并規(guī)范雙離合變速器(DCT)匹配整車后的標(biāo)定過(guò)程，同時(shí)確保標(biāo)定過(guò)程各項(xiàng)活動(dòng)的有序開展，需要建立標(biāo)定流程；為了實(shí)現(xiàn)與軟件開發(fā)流程無(wú)縫銜接，且具有較好的傳承性，標(biāo)定開發(fā)流程同樣基于V-Model進(jìn)行適應(yīng)性開發(fā)，并以V-Model為總綱，在此指導(dǎo)下結(jié)合標(biāo)定工作內(nèi)容的特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化。

3.1 雙離合變速器標(biāo)定V-Model

雙離合變速器(DCT)標(biāo)定活動(dòng)前期策劃是基于客戶需求目標(biāo)轉(zhuǎn)化為整車目標(biāo)；整車目標(biāo)分解到變速箱目標(biāo)，變速箱目標(biāo)再分解到子系統(tǒng)目標(biāo)，是一個(gè)自上而下的活動(dòng)；雙離合變速器(DCT)標(biāo)定活動(dòng)開展在完成目標(biāo)分解后開展對(duì)應(yīng)的標(biāo)定工作，是自下而上的過(guò)程，在標(biāo)定過(guò)程還要開展對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)工作；所有目標(biāo)達(dá)成后從而提升整車駕駛性能，達(dá)成客戶需求。基于雙離合變速器標(biāo)定活動(dòng)特點(diǎn)，結(jié)合V-Model流程特點(diǎn)，可以將標(biāo)定流程嵌入V-Model之中，建立標(biāo)定V-Model流程，并基于此分析標(biāo)定 V-Model各階段工作內(nèi)容，基于識(shí)別的工作內(nèi)容開展相關(guān)活動(dòng)。

雙離合變速器(DCT)標(biāo)定V-Model流程如圖3所示，主要包括用戶需求目標(biāo)、整車級(jí)性能目標(biāo)、變速箱級(jí)性能目標(biāo)、子模塊級(jí)性能目標(biāo)、標(biāo)定開展、子模塊級(jí)測(cè)試、變速箱級(jí)測(cè)試、整車級(jí)測(cè)試、駕駛性能。

圖3 標(biāo)定開發(fā)V-Model

從圖3可得雙離合變速器標(biāo)定V-Model流程從標(biāo)定目標(biāo)定義、分解、活動(dòng)開展、評(píng)價(jià)驗(yàn)收、最終駕駛性能達(dá)成，描述各項(xiàng)活動(dòng)的邏輯關(guān)系、開展順序及對(duì)應(yīng)的實(shí)施評(píng)價(jià)項(xiàng)目；對(duì)標(biāo)定活動(dòng)的開展給予明確的指導(dǎo)流程。

3.2 雙離合變速器標(biāo)定內(nèi)容

標(biāo)定V-Model流程規(guī)定標(biāo)定活動(dòng)分為整車級(jí)、變速箱級(jí)和子模塊級(jí)，依據(jù)標(biāo)定V-Model對(duì)各活動(dòng)開展內(nèi)容、工具方法及評(píng)價(jià)驗(yàn)收內(nèi)容進(jìn)行識(shí)別梳理。如圖4所示。

圖4 標(biāo)定活動(dòng)內(nèi)容

圖4標(biāo)定活動(dòng)內(nèi)容描述與標(biāo)定V-Model流程設(shè)定思路一致，活動(dòng)開展按照自下而上進(jìn)行。

1）子系統(tǒng)級(jí)：工作內(nèi)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(biāo)定；工具方法為桌面/仿真標(biāo)定、臺(tái)架標(biāo)定、CANape或Matlab腳本標(biāo)定；評(píng)價(jià)驗(yàn)收包括變速箱控制單元(TCU)電流控制響應(yīng)性和超調(diào)評(píng)價(jià)矩陣。

2）變速箱級(jí)：工作內(nèi)容包括換擋質(zhì)量、換擋時(shí)間、離合器控制、同步器控制、溫度補(bǔ)償、速度補(bǔ)償?shù)龋还ぞ叻椒ㄗ烂?仿真/HiL標(biāo)定、 臺(tái)架標(biāo)定、CANape或Matlab腳本標(biāo)定；評(píng)價(jià)驗(yàn)收包括換擋質(zhì)量、換擋時(shí)間、離合器控制、同步器控制、溫度補(bǔ)償、速度補(bǔ)償、響應(yīng)性、超調(diào)、穩(wěn)定性和控制精度評(píng)價(jià)矩陣；

3）整車級(jí)：工作內(nèi)容包括換擋質(zhì)量、換擋時(shí)間、駕駛性、燃油經(jīng)濟(jì)性、NVH、OBD和診斷；工具方法桌面/HiL標(biāo)定、整車標(biāo)定(環(huán)境適應(yīng)性)、臺(tái)架下線標(biāo)定、評(píng)價(jià)驗(yàn)收包括：AVL Drive/GSQA/VDV/主觀評(píng)價(jià)及性能指標(biāo)

以上內(nèi)容是基于V-Model流程建立的雙離合變速器(DCT)標(biāo)定活動(dòng)具體內(nèi)容。

3.3 雙離合變速器標(biāo)定流程實(shí)施步驟

雙離合變速器標(biāo)定流程的實(shí)施方法規(guī)定標(biāo)定流程開展的具體步驟和原則；實(shí)施方法同樣按照V-Model思路建立，在V-Model中增加對(duì)應(yīng)的判定路徑，以確保實(shí)施步驟的靈活性。如圖5所示，它規(guī)定了標(biāo)定流程的實(shí)施步驟，過(guò)程中需要進(jìn)行的判定及路徑選擇。

圖5 標(biāo)定流程實(shí)施步驟

4 雙離合變速器標(biāo)定實(shí)施

以整車標(biāo)定為載體，實(shí)施雙離合變速器標(biāo)定活動(dòng)，對(duì)雙離合變速器標(biāo)定活動(dòng)進(jìn)行闡述。

4.1 標(biāo)定成熟度計(jì)劃

雙離合變速器標(biāo)定對(duì)于整車駕駛性能提升是持續(xù)優(yōu)化的過(guò)程，但是為了滿足客戶或項(xiàng)目開發(fā)目標(biāo)的達(dá)成，需要制定成熟度計(jì)劃；同時(shí)雙離合變速器標(biāo)定活動(dòng)也是與硬件、整車開發(fā)及軟件開發(fā)同步進(jìn)行，為了明確各階段的目標(biāo)以及達(dá)成客戶的需求，需要制定成熟度計(jì)劃。

雙離合變速器標(biāo)定成熟度計(jì)劃分為六個(gè)階段，如表1。

表1 標(biāo)定成熟度要求

基于標(biāo)定成熟度要求，需要結(jié)合軟件功能開發(fā)進(jìn)度制定對(duì)應(yīng)的在軟件開發(fā)各個(gè)階段對(duì)應(yīng)的標(biāo)定成熟度；依次制定標(biāo)定成熟度驗(yàn)證的具體計(jì)劃及內(nèi)容，以及標(biāo)定成熟度全過(guò)程提升指標(biāo)，與軟件開發(fā)匹配同步，以滿足整車開發(fā)的需求。圖6為標(biāo)定成熟度計(jì)劃。

圖6 標(biāo)定成熟度計(jì)劃

在標(biāo)定成熟度計(jì)劃的指導(dǎo)下，要對(duì)標(biāo)定成熟度隨著項(xiàng)目開發(fā)或軟件開發(fā)計(jì)劃的不斷完善進(jìn)行評(píng)價(jià)，以保證標(biāo)定質(zhì)量的正向增加。圖7為標(biāo)定成熟度不斷完善過(guò)程。

圖7 標(biāo)定成熟度成長(zhǎng)

4.2 標(biāo)定活動(dòng)實(shí)施

基于V-Model建立的雙離合變速器標(biāo)定流程開展對(duì)應(yīng)的標(biāo)定活動(dòng)，對(duì)標(biāo)定活動(dòng)主要內(nèi)容進(jìn)行抽取合并簡(jiǎn)化，其具體活動(dòng)實(shí)施過(guò)程如圖8所示：

圖8 標(biāo)定活動(dòng)實(shí)施流程

1）目標(biāo)設(shè)定

在標(biāo)定活動(dòng)開展前需要對(duì)目標(biāo)進(jìn)行設(shè)定，目標(biāo)設(shè)定通過(guò)對(duì)以下影響因素分析設(shè)定，如圖9所示，分為兩大部分一是法規(guī)符合性，而是目標(biāo)定義。

圖9 目標(biāo)設(shè)定

2）桌面標(biāo)定

在目標(biāo)設(shè)定后，基于整車數(shù)據(jù)、參考數(shù)據(jù)、發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)、變速箱數(shù)據(jù)及目標(biāo)定義開展桌面標(biāo)仿真標(biāo)定，通過(guò)仿真報(bào)告、子系統(tǒng)目標(biāo)定義和桌面標(biāo)定參數(shù)，完成檔位速比、執(zhí)行機(jī)構(gòu)需求、初始標(biāo)定限值和基礎(chǔ)換擋圖輸出。如圖10所示。

圖10 桌面標(biāo)定

3）變速箱基礎(chǔ)標(biāo)定

桌面標(biāo)定完成后開展變速箱基礎(chǔ)標(biāo)定，基于變速箱基礎(chǔ)標(biāo)定基于發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定、CAN dbc文件、變速箱控制單元(TCU)軟件A2l文件、CANape配置、桌面標(biāo)定結(jié)果和目標(biāo)定義開展，通過(guò)換擋質(zhì)量評(píng)價(jià)報(bào)告、NEDC測(cè)試報(bào)告、性能測(cè)試報(bào)告和OBD系統(tǒng)檢查報(bào)告，完成換擋質(zhì)量、性能和OBD結(jié)果確認(rèn)，如圖11所示。

圖11 變速箱基礎(chǔ)標(biāo)定

4）換擋策略標(biāo)定

基礎(chǔ)標(biāo)定完成后開展換擋策略標(biāo)定，基于發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定、OBD驗(yàn)證工具、仿真報(bào)告和目標(biāo)定義，通過(guò)換擋圖標(biāo)定報(bào)告、環(huán)境標(biāo)定報(bào)告、OBD標(biāo)定報(bào)告和變速箱耐久測(cè)試報(bào)告，完后油耗、換擋圖、環(huán)境驗(yàn)證和OBD標(biāo)定確認(rèn)。

圖12 換擋策略標(biāo)定

5）駕駛性標(biāo)定

換擋策略標(biāo)定完成后開展駕駛性標(biāo)定，基于發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定、IUPR需求、仿真報(bào)告和目標(biāo)定定義。

圖13 駕駛性標(biāo)定

通過(guò)變速箱EOL驗(yàn)證報(bào)告、整車駕駛性評(píng)價(jià)報(bào)告、主客觀換擋質(zhì)量評(píng)價(jià)報(bào)告、OBD標(biāo)定報(bào)告、整車耐久測(cè)試報(bào)告，完成IUPR、換擋圖再定義、換擋質(zhì)量?jī)?yōu)化和安全功能確認(rèn)。

6）標(biāo)定數(shù)據(jù)簽發(fā)

完成所有標(biāo)定活動(dòng)內(nèi)容、驗(yàn)證和確認(rèn)后，對(duì)標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行簽發(fā)，數(shù)據(jù)簽發(fā)標(biāo)志著標(biāo)定工作終結(jié)，如圖14所示。

圖14 標(biāo)定數(shù)據(jù)簽發(fā)

4 結(jié)論

本文通過(guò)軟件V-Model流程建立基于V-Model流程的雙離合變速器標(biāo)定流程，對(duì)標(biāo)定活動(dòng)內(nèi)容、過(guò)程工具方法、結(jié)果驗(yàn)證和評(píng)價(jià)進(jìn)行闡述說(shuō)明，基于標(biāo)定流程對(duì)標(biāo)定實(shí)施過(guò)程的目標(biāo)制定、分解、步驟、標(biāo)定活動(dòng)、驗(yàn)證及評(píng)價(jià)進(jìn)行詳細(xì)的闡述，為雙離合變速器標(biāo)定提供流程方法，有效的指導(dǎo)雙離合器標(biāo)定活動(dòng)的開展，確保標(biāo)定數(shù)據(jù)的質(zhì)量。