發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)標(biāo)定數(shù)據(jù)管理

1、Open Journal of Transportation Technologies 交通技術(shù), 2017, 6(6, 282-287 Calibration Data Management forEngine Electronic Management SystemXiangfei Ren, Guohua Shen*Geely Automobile Research Institute (Ningbo Co.Ltd., Ningbo Zhejiang Received: Oct. 23rd, 2017; accepted: Nov. 6th, 2017; published: Nov. 1

2、3th, 2017 AbstractEngine electronic management system is complex, and need long term to be developed and cali-brated, which results the difficulties in the calibration data management. This paper introduced the general principles and methods for the calibration data management during engine electron

3、ic management system development. It was emphasized that religious normative calibration data management is very critical for the success of engine electronic management system projects.KeywordsElectronic Management System, Calibration, Data Management 發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)標(biāo)定數(shù)據(jù)管理任向飛,沈國華*吉利汽車研究院(寧波有限公司,浙江寧波 收稿日期:2

4、017年10月23日;錄用日期:2017年11月6日;發(fā)布日期:2017年11月13日 摘要發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)復(fù)雜程度高、開發(fā)周期長(zhǎng)、標(biāo)定變量多,導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的標(biāo)定數(shù)據(jù)管理難度大。本文結(jié)合研發(fā)過程中的故障案例闡述了發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)標(biāo)定開發(fā)過程中對(duì)標(biāo)定數(shù)據(jù)管理的基本原則和一般方法,指出嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范的標(biāo)定數(shù)據(jù)管理在發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)項(xiàng)目開發(fā)過程中具有十分重要的意義。該方法同樣也適應(yīng)用于車輛復(fù)雜控制器軟件開發(fā)匹配過程中的數(shù)據(jù)管理。*通訊作者。任向飛,沈國華關(guān)鍵詞電控系統(tǒng),標(biāo)定,數(shù)據(jù)管理 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc.This

5、 work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY./licenses/by/4.0/ 1. 引言電控系統(tǒng)在車用發(fā)動(dòng)機(jī)和非道路發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用隨著排放及油耗法規(guī)的加嚴(yán)已經(jīng)呈普及之勢(shì);而且,發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)復(fù)雜程度越來越高、需標(biāo)定(調(diào)校的參變量越來越多、開發(fā)周期也越來越長(zhǎng)。作為一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的開發(fā)匹配,在系統(tǒng)硬件配置及參數(shù)基本定型后,如何通過電控系統(tǒng)參數(shù)的標(biāo)定來達(dá)到系統(tǒng)性能的工程目標(biāo)就成為項(xiàng)目是否成功的關(guān)鍵。標(biāo)定數(shù)據(jù)文件作為發(fā)動(dòng)

6、機(jī)電控系統(tǒng)匹配開發(fā)的最終交付物,如何行之有效的進(jìn)行管理。本文將結(jié)合具體案例就其一般管理要求和方法進(jìn)行闡述。2. 標(biāo)定數(shù)據(jù)引起的車輛故障1 在某車型實(shí)車評(píng)審過程中,評(píng)審人員發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈常亮:連接電腦設(shè)備讀取故障碼發(fā)現(xiàn)為氧傳感器報(bào)信號(hào)合理性故障;讀取發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU數(shù)據(jù)版本號(hào)確認(rèn)其為最新數(shù)據(jù)版本,氧傳感器診斷標(biāo)定已完成;經(jīng)和負(fù)責(zé)OBD標(biāo)定工程師對(duì)ECU數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)確認(rèn),其提交的氧傳感器標(biāo)定DCM文件并未體現(xiàn)在該ECU最新數(shù)據(jù)版本中;ECU數(shù)據(jù)重新集成該DCM后進(jìn)行刷新,故障燈熄滅。因此,該故障燈點(diǎn)亮應(yīng)該是由DCM數(shù)據(jù)集成遺漏導(dǎo)致。2 在某車輛駕駛性評(píng)審中,評(píng)審人員反饋在部分油門TIP I

7、N/TIP OUT時(shí)車輛聳動(dòng)比較明顯。經(jīng)整車標(biāo)定工程師對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)文件進(jìn)行分析,以及檢查ECU標(biāo)定數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)ECU標(biāo)定數(shù)據(jù)中防抖動(dòng)(ASD控制模塊中一個(gè)開關(guān)變量未打開;更新ECU數(shù)據(jù)后重新測(cè)試,部分油門TIP IN/TIP OUT駕駛感覺有明顯改善,達(dá)到可接受水平。經(jīng)追查數(shù)據(jù)變更記錄,發(fā)現(xiàn)此變量在前期ECU軟件升級(jí)過程中未被正確賦值。以上兩個(gè)案例說明了在發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)開發(fā)匹配過程中,標(biāo)定數(shù)據(jù)的管理不善將導(dǎo)致整車性能受到影響;如果標(biāo)定數(shù)據(jù)的謬誤遲遲未被發(fā)現(xiàn),將導(dǎo)致項(xiàng)目后續(xù)開發(fā)過程中的標(biāo)定工作都是基于錯(cuò)誤的基礎(chǔ)在進(jìn)行,給項(xiàng)目帶來的損失將不可彌補(bǔ)。下文將重點(diǎn)闡述對(duì)標(biāo)定數(shù)據(jù)管理的原則和方法。3. 標(biāo)定數(shù)

8、據(jù)的構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的核心是電子控制單元(ECU及嵌入其中的軟件系統(tǒng)組成;ECU軟件系統(tǒng)又由Software Code (軟件代碼和Calibration Data (標(biāo)定數(shù)據(jù)組成(如圖1。它的物理表現(xiàn)形式通常為.HEX.S19.Ulp文件和.a2l文件。本文提及的標(biāo)定數(shù)據(jù)管理實(shí)際上是指包含已調(diào)校過標(biāo)定數(shù)據(jù)的ECU軟件管理,其包含了電控系統(tǒng)開發(fā)過程中ECU的軟件版本升級(jí)管理和標(biāo)定變量值管理;在軟件版本固化后,其工作重點(diǎn)就集中在標(biāo)定變量值的管理。4. 標(biāo)定數(shù)據(jù)的基本屬性標(biāo)定數(shù)據(jù)的首要屬性就是ECU軟件版本,其決定了電控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)的控制功能和定義了可調(diào)校的標(biāo)定變量。同時(shí),它也決定了標(biāo)定數(shù)據(jù)的文

9、件大小和ECU存儲(chǔ)區(qū)的分配使用。任向飛,沈國華 Figure 1. ECU software composition framework 1圖1. ECU 軟件組成構(gòu)架1Figure 2. calibration of the basic attributes of variables圖2. 標(biāo)定變量的基本屬性同一功能模塊的標(biāo)定變量的屬性定義有時(shí)也會(huì)發(fā)生變化,導(dǎo)致不同版本的ECU 軟件往往差異較大。發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)標(biāo)定主要就是針對(duì)ECU 軟件中Calibration Data 部分的標(biāo)定變量進(jìn)行調(diào)校以設(shè)定最優(yōu)參數(shù)值。5. 標(biāo)定數(shù)據(jù)管理的基本原則發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的開發(fā)匹配涉及面廣、開發(fā)周期長(zhǎng),需要跨

10、部門、跨公司、跨國團(tuán)隊(duì)的合作(如圖3所示;為滿足現(xiàn)有法規(guī)要求,ECU 軟件的標(biāo)定變量數(shù)量早已是數(shù)以萬計(jì)。這些都對(duì)標(biāo)定數(shù)據(jù)的管理提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為了確保開發(fā)團(tuán)隊(duì)基于同一基礎(chǔ)數(shù)據(jù)開工作,做到精準(zhǔn)的分工協(xié)作,標(biāo)定數(shù)據(jù)管理須滿足以下一般要求:1 ECU 軟件版本管理?？梢蕴峁〦CU 軟件版本的變更樹形圖,不同版本的軟件留有歸檔文件(舊版本自動(dòng)凍結(jié),標(biāo)定變量的增減變化清晰明了;2 標(biāo)定變量的管理?？梢蕴峁?biāo)定變量的責(zé)任人、當(dāng)前標(biāo)定成熟度,當(dāng)前ValueCurveMAP 的在線顯示及更改;3 標(biāo)定數(shù)據(jù)更改權(quán)限的設(shè)定?？梢愿鶕?jù)項(xiàng)目中不同的角色定義設(shè)置不同的訪問權(quán)限,標(biāo)定變量只接受責(zé)任工程師提交的更改。4

11、數(shù)據(jù)變更、釋放的審批流程設(shè)定。不同階段的標(biāo)定數(shù)據(jù)變更需要有不同的審批責(zé)任人,數(shù)據(jù)的變?nèi)蜗蝻w,沈國華Table 1. Quality meta data states 2表1. 質(zhì)量元數(shù)據(jù)狀態(tài)2數(shù)值/標(biāo)定成熟度定義changed 變量發(fā)生了變化(值,公式,需額外評(píng)審- 軟件默認(rèn)值prelimCalibrated 離線標(biāo)定完成Calibrated 臺(tái)架、車輛完成Checked 標(biāo)定優(yōu)化完成completed 數(shù)據(jù)可支持批產(chǎn) Figure 3. Electronic control system development organizationalstructure 3圖3. 電控系統(tǒng)開發(fā)組織架構(gòu)3

12、更或釋放必須得到相關(guān)責(zé)任人的許可。5 標(biāo)定數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)必須安全可靠。必須是一個(gè)項(xiàng)目組成員都可以方便訪問的網(wǎng)絡(luò)終端,堅(jiān)決杜絕數(shù)據(jù)的意外丟失、刪除、篡改等現(xiàn)象,建議使用服務(wù)器冗余存儲(chǔ)。6 標(biāo)定數(shù)據(jù)的安全檢查。數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器后,能按照先前設(shè)置好的安全規(guī)則對(duì)標(biāo)定數(shù)據(jù)中的關(guān)鍵變量進(jìn)行基本的檢查,最大限度地減少數(shù)據(jù)發(fā)放潛在風(fēng)險(xiǎn)。標(biāo)定數(shù)據(jù)的管理在項(xiàng)目的不同階段工作重點(diǎn)不同。在項(xiàng)目前期,ECU軟件功能定義尚未最終凍結(jié), ECU軟件版本升級(jí)頻繁,此時(shí)的數(shù)據(jù)管理的重點(diǎn)放在軟件控制邏輯的檢查確認(rèn)和標(biāo)定變量的增減變化管理上;在項(xiàng)目中后期,ECU軟件功能定義基本凍結(jié),ECU軟件版本升級(jí)頻次減少,電控系統(tǒng)的標(biāo)定工作也已開

13、展過半,此時(shí)數(shù)據(jù)管理的重點(diǎn)放在標(biāo)定變量設(shè)定值的變化管理上。6. 標(biāo)定數(shù)據(jù)更新管理發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的匹配標(biāo)定周期長(zhǎng)、試驗(yàn)費(fèi)用高,最終的交付物為標(biāo)定成熟的標(biāo)定數(shù)據(jù)。因此,對(duì)標(biāo)定數(shù)據(jù)的管理直接關(guān)系到項(xiàng)目的成功與否。必須確保所有的標(biāo)定數(shù)據(jù)更改都是由正確的人員提交,避免不同人員提交數(shù)據(jù)更改導(dǎo)致前后覆蓋現(xiàn)象的發(fā)生,同一個(gè)標(biāo)定變量被的更改必須得到相關(guān)功能小組(Function Group的評(píng)審和確認(rèn),標(biāo)定數(shù)據(jù)釋放前須經(jīng)過責(zé)任工程師的駕駛性評(píng)價(jià)及功能性檢查。在發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)開發(fā)匹配全過程中,標(biāo)定數(shù)據(jù)差異的管理和溯源始終是標(biāo)定數(shù)據(jù)管理的核心。要求做到每一個(gè)變量值的更新都有支撐,每一版數(shù)據(jù)變化都能追溯到發(fā)起人、審核

14、人。在項(xiàng)目進(jìn)行中,標(biāo)定數(shù)據(jù)的更新、發(fā)布渠道永遠(yuǎn)只有一個(gè),標(biāo)定數(shù)據(jù)的DCM文件在集成發(fā)布前必須經(jīng)過實(shí)車測(cè)試、評(píng)價(jià)及相關(guān)責(zé)任工程師層層審核。任向飛,沈國華根據(jù)項(xiàng)目組織架構(gòu)設(shè)置,標(biāo)定團(tuán)隊(duì)各成員承擔(dān)著不同的標(biāo)定數(shù)據(jù)管理角色(通常由標(biāo)定團(tuán)隊(duì)內(nèi)的數(shù)據(jù)管理專員來分配設(shè)置。數(shù)據(jù)的階段性評(píng)審可以通過邀請(qǐng)各Function Group內(nèi)的專家組成評(píng)審委員會(huì)來進(jìn)行。結(jié)合筆者多年的標(biāo)定項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn),標(biāo)定數(shù)據(jù)更新的管理流程推薦如圖4所示。7. 標(biāo)定數(shù)據(jù)管理工具軟件標(biāo)定數(shù)據(jù)的管理內(nèi)容多、跨度長(zhǎng)、要求高,如完全依靠手工則低效且容易出錯(cuò),也無法滿足管理信息化的要求。因此必須借助專門的數(shù)據(jù)管理工具軟件。目前市面上比較常見的有A

15、VL CRETA、VECTOR VCDM,國內(nèi)天津大學(xué)和濰柴也在進(jìn)行相關(guān)工具的合作開發(fā)。標(biāo)定數(shù)據(jù)的管理方法、流程和各開發(fā)單位的項(xiàng)目組織架構(gòu)密切相關(guān),不同公司之間存在著千差萬別。因此,要求標(biāo)定數(shù)據(jù)管理工具軟件在人員角色定義、數(shù)據(jù)釋放流程審核、檢查規(guī)則的設(shè)置上有著較高的靈活性。同時(shí)標(biāo)定數(shù)據(jù)管理工具的用戶界面必須要簡(jiǎn)潔明了、容易上手,能迅速在項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)內(nèi)部推廣開來使用。有研究表明,數(shù)據(jù)管理在整個(gè)電控系統(tǒng)標(biāo)定開發(fā)過程中的耗時(shí)占比達(dá)到51% (如圖5。因此,通過科學(xué)的管理方法和工具提高標(biāo)定數(shù)據(jù)管理的準(zhǔn)確性和有效性對(duì)縮短項(xiàng)目周期亦很有意義。成熟的商業(yè)數(shù)據(jù)管理軟件大多價(jià)格昂貴,基于VB宏自主開發(fā)EXCEL數(shù)據(jù)管理工具在項(xiàng)目管理