史剑清，付 攀，赵静艺，于丽娜

（郑州日产汽车有限公司，河南郑州450000）

基于INCA的纯电动汽车VCU标定方法

史剑清，付 攀，赵静艺，于丽娜

（郑州日产汽车有限公司，河南郑州450000）

针对电动汽车VCU，利用INCA工具，通过A2L文件将VCU参数映射到标定平台，实现了数据采集、在线标定、数据存储和读取等功能。通过该方法可以在线实时快速修改VCU控制参数，以达到提高整车动力性、舒适性、经济性及其他附件正常工作的目的。

纯电动汽车；VCU；标定；INCA；A2L

新能源汽车具有低污染、低噪声、节能环保等优点，特别是纯电动汽车，能量来源简单方便、实用性强，零排放等特点，近年来得到国家大力推广。VCU（整车控制器）是纯电动汽车控制系统的核心部件，承担车辆的驱动控制、通讯管理、故障诊断处理、暖风空调等附件管理等功能[1]。因此，在线实时修改纯电动汽车VCU，可以方便快捷地标定纯电动汽车的各项功能、性能指标，对电动汽车的研发和发展具有重要的意义。

1 标定

标定是指根据整车的各项性能要求，来调整优化和确定整车上VCU的运行及控制参数。标定系统是指能将VCU中的标定变量数据方便快捷的读取到标定平台，并对这些数据进行修改，同时可以将标定后的数据写入VCU，从而达到优化VCU参数的目的。

以标定驱动系统为例，电机控制器（MCU）将电机的工作状态转换为VCU可用的具体数字通过CAN网络发送。标定是为了电机能够按照VCU的控制达到希望的特性。VCU使用MCU反馈信息来进行电机的控制，首先通过CAN信息获得电机的工作状态，然后通过控制一些执行参数来调整电机工况达到理想状态。新的状态不停地被测量和调整直到达到一个稳态。标定就是调整这个过程中的一系列反馈系数，通过这样的方式使电机达到所需的工作状态，整个流程如图1所示。汽车是一个非线性系统，控制算法无法靠某个特定的数学公式来实时计算出反馈系数。因此通常的做法是设定好一个各个执行参数的表，然后根据MCU返回的值作为查找使用该表的依据。标定工作实际就是设置确定这个参数表中的各个值。相同的VCU及驱动系统可以通过不同的有效标定值的设置表现出不同的特性，可以设置成动力性强或者续驶里程远。

图1 VCU标定示意图

2 INCA标定系统实现方案

INCA是德国ETAS公司为测试工程师和标定工程师开发的一种便捷的测量标定工具[2]，由图形化的计算机操作界面、可以和VCU连接的进行数据交互的硬件两部分组成，可采集VCU及车辆环境的测量信息，并能实时对参数进行优化。

INCA系统与VCU连接方式有硬件解决方案和软件解决方案两种，如图2所示：硬件解决方案需要专用的硬件设备，例如ETAS开发的ETK7.1，利用内部RAM和ROM对参数进行储存转换，ETK尺寸小巧，可直接RAM访问，不影响μ-controller，不需要VCU额外资源，可使用多种车辆VCU，但是其成本较高；软件解决方案是按照标准串行协议如KW2000、CCP协议等规范，将协议的驱动程序集成到被标定VCU中，通过CAN、KLINE实现通讯，该种方法成本低、易于开发。

图2 两种连接解决方案

本文采用软件解决方案（如图3），将CCP协议集成在VCU源程序中，利用ETAS开发的ES590 CAN通信设备实现与上位机的通信，然后利用INCA软件进行标定。

图3 软件解决方案

3 标定过程

进行标定之前，需准备配置文件，包括A2L file和HEX file两部分。A2L file是数据文件，用来表示各标定参数名称、储存地址、长度信息等，执行ASAM-MC2标准[3]，一般的编译方式是通过文本格式UltraEdit-32打开CodeWarrior编译器中的MAP文件，将程序中各种变量的名称、储存地址等信息，根据需求按标定变量和监测变量的格式做成A2L文件。HEX file是使用CodeWarrior编译器生成的*.hex文件，该文件是VCU源程序生成的代码文件。需要注意的是*.a2l和*.hex文件必须和VCU源程序一致，否则不能标定。

两个文件准备完成后，即可连接硬件，硬件设备包括安装有INCA软件的上位机、ES590通信设备，上位机通过ES590与VCU的CAN接口进行连接。连接后将*.a2l和*.hex文件配置到项目文件，即可建立INCA与VCU的通信。所有标定数据均在实验环境下进行，可实现测量和标定变量显示以及数据存储设定。整个软硬件模块构成如图4.

图4 INCA软件模块功能

标定时，INCA内部分为两个工作页，分别是WP（working page）和RP（reference page）。其中WP是储存在RAM中标定数据的映射，RP是存在VCU的Flash或ROM中需要标定的数据，标定时只需修改WP中参数，然后将WP参数映射到RP即可。

4 标定系统应用

通过上述INCA的标定流程，可以标定和监控VCU中定义的所有全局变量，并能根据需求显示数据与VCU数据间的便宜与转换。VCU是纯电动汽车控制系统的核心部件，承担车辆的驱动控制、通讯管理、故障诊断处理、暖风空调等附件管理。根据这些功能需求，需要精确标定电子油门、输出扭矩曲线、制动力分配、压缩机转速等，需要监听的数据包括车速、电机转速、控制器温度、电池电量、钥匙开关、充电状态、继电器状态等。

VCU参数标定一个重要工作时标定输出扭矩对应油门踏板开度、电池SOC的关系。在A2L文件中定义这三个参数在VCU中的文职、数据长度、比例因子、偏移量等参数后，可在INCA中将油门开度、SOC值分别于三维MAP图中X，Y坐标轴关联，将Z轴定义为扭矩输出值，就可以直观绘制出扭矩输出曲线，进行标定；在参数监听方面，根据数据实时性要求，设置采集周期后，通过数字窗口和曲线窗口显示，对状态参数监听可使用数字窗口显示，对数据参数监听可使用曲线窗口，能直观显示参数的变化规律和趋势。

5 结束语

INCA是汽车电子行业标定领域主流的标定工具，针对电动汽车VCU，只需在VCU中集成CCP协议，编写合适的A2L文件，即可实现与INCA的无缝连接。利用INCA本身强大的标定功能，对VCU进行快速、可靠的标定，从而大大降低开发成本和时间。

[1]刘成.搭载两档AMT的纯电动汽车整车控制器研究[D].合肥：合肥工业大学，2013.

[2]苏万樯，谢小娟.基于S12XE的嵌入式系统利用INCA实现CCP标定[J].山西电子技术，2014（3）：3-5.

[3]ASAM MCD-2MC Measurement and Calibration Data Speci fication Version 1.6：ASAM e.V.[Z].2009-2-1.

The Calibration Method of VCU for BEV Based on INCA

SHIJian-qing，FU Pan，ZHAO Jing-yi，YU Li-na
（Zhengzhou Nissan Automobile Co.，Ltd.，Zhengzhou Henan 450000，China）

In view of the electric vehicle VCU，using the INCA tool，the VCU parameter is mapped to the calibration platform through the A2L file，and realizes the functions of data acquisition，on-line calibration，data storage and reading.By thismethod，the VCU control parameters can be modified online and quickly，so as to improve the vehicle's dynamic performance，comfort，economy and other accessories.

BEV；VCU；calibration method；INCA；A2L

TP206

A

1672-545X（2017）04-0126-03

2017-01-05

史剑清（1989-），男，河南郑州人，研究生，助理工程师，现从事电动车研发；付攀（1990-），男，河南安阳人，本科，助理工程师，现从事电动车研发；赵静艺（1989-），女，河南洛阳人，研究生，助理工程师，现从事电动车研发；于丽娜（1986-），女，黑龙江七台河人，研究生，工程师，现从事电动车研发。