Кейс по строительству калибровочной комнаты для большегрузных автомобилей

Калибровка тяжелых грузовиков (называемых «тяжеловесными грузовиками») существенно отличается от калибровки легковых автомобилей. В качестве производственного инструмента тяжелые грузовики в течение длительного времени работают при высоких нагрузках и суровых условиях (например, при перевозке грузов на дальние расстояния, в горнодобывающей промышленности и на высотных подъемах). Поэтому их калибровка больше ориентирована на мощность, экономию (топливную эффективность), надежность, безопасность при высоком давлении и сложное управление многоосным приводом.
С переходом тяжелых грузовиков на новую энергию (чистую электроэнергию, водородные топливные элементы) и интеллект (усовершенствованное автономное вождение) процесс калибровки тяжелых грузовиков превратился из традиционной калибровки топливной трансмиссии в чрезвычайно сложную системную разработку.

1. Классификация участков градуировки керна
Калибровка современных тяжелых грузовиков в основном разделена на три основные области:
(1) Традиционная калибровка трансмиссии (топливо/природный газ)
① Калибровка двигателя (ЭБУ): стратегия впрыска топлива, угол опережения зажигания, управление впуском, управление турбонаддувом. Тяжелые грузовики уделяют особое внимание калибровке выходного сигнала на низких скоростях и высоком крутящем моменте.
② Калибровка постобработки (DCU/SCR): Тяжелые грузовики чрезвычайно чувствительны к экологическим нормам (таким как National VI B). Основное внимание при калибровке уделяется количеству впрыскиваемого мочевины и контролю регенерации DPF (сажевого фильтра), обеспечивая соответствие выбросов стандартам при различных температурах окружающей среды без «ограничения скорости или ограничения крутящего момента».
③ Калибровка автоматической коробки передач (TCU/AMT): AMT (автоматическая механическая коробка передач) почти повсеместно используется в тяжелых грузовиках. Ядром калибровки является график переключения, который требует автоматического выбора оптимальной передачи исходя из массы автомобиля (10 тонн без нагрузки против 49 тонн с полной загрузкой) и наклона, чтобы предотвратить частые скачки передач и перегрев сцепления.
(2) Калибровка тяжелых грузовиков на новых источниках энергии (чисто электрические/водородные топливные элементы)

① Калибровка VCU (блока управления автомобилем): управление крутящим моментом. Мощность двигателей тяжелых грузовых автомобилей высока (часто выше 400 кВт), и калибровка необходима для предотвращения чрезмерного крутящего момента во время запуска, вызывающего проскальзывание шин или поломку трансмиссионного вала.
② Калибровка BMS (системы управления аккумулятором). Аккумуляторы тяжелых грузовиков имеют большую емкость (обычно 280–600 кВтч). Калибровка ориентирована на стратегии зарядки и разрядки высокой мощности, сильную обратную связь с аккумулятором (восстановление энергии торможения) во время спуска с большой нагрузкой и управление температурным режимом.
③ Калибровка FCU (контроллера топливных элементов): управление температурой воды, согласование расхода газообразного водорода и кислорода и управление форсунками тяжелых грузовиков на водородных топливных элементах для обеспечения срока службы системы в условиях экстремального холода и тяжелых нагрузок.
(3) Интеллектуальное восприятие вождения и калибровка управления (ADAS/автономное вождение)
① Внешняя калибровка датчиков. Длина кузова тяжелого грузовика (длинная/плоская головка, прицеп), сильная вибрация и жесткие точки установки камер и LiDAR подвержены небольшим смещениям, что требует возможности высокочастотной динамической онлайн-калибровки.
② Калибровка управления динамикой автомобиля (шасси): Тяжелые грузовики имеют чрезвычайно высокую инерцию массы, длинный тормозной путь, и существует риск опрокидывания и опрокидывания прицепа. При калибровке AEB (автоматическое экстренное торможение) и ACC (адаптивный круиз-контроль) в качестве основных входных данных должны использоваться такие параметры, как масса прицепа, распределение нагрузки на ось и задержка срабатывания пневматического тормоза (обычно на несколько сотен миллисекунд медленнее, чем гидравлическое торможение).

2. Стандартный процесс калибровки тяжелых грузовиков
Как калибровка мощности, так и калибровка транспортного средства обычно следуют процессу разработки V-модели, который в основном делится на четыре этапа:
Этап 1: Калибровка моделирования MIL/HIL (этап настольного компьютера)
Концептуальное решение: Создайте физическую модель тяжелого грузовика (включая модель динамики прицепа) в таком программном обеспечении, как Matlab/Simulink.
Аппаратное обеспечение в цикле (HIL): подключите контроллер к стенду моделирования и запустите базовый алгоритм калибровки в виртуальной среде «высокогорья, сильный холод, высокая температура», выполнив 60–70% заполнения основных данных, чтобы гарантировать отсутствие фатальных логических ошибок в программном обеспечении.
Этап 2: Стендовая калибровка (лабораторный этап)
Стенд двигателя/двигателя: установите источник питания на испытательном стенде, смоделируйте условия работы тяжелых грузовиков при различных нагрузках с помощью динамометра, выполните установившуюся и переходную калибровку и нарисуйте базовую карту (например, экономическую зону универсальной характеристики двигателя).
Новое поколение: Платформа-концентратор автомобиля. Переместите весь тяжелый грузовик на большую роликовую платформу, и климатическая камера может моделировать температуры в диапазоне от -40 ^ наружный {C} до 50 ^ наружный {C} для высокоточной калибровки потока энергии и выбросов.
Этап 3: Калибровка фактической площадки транспортного средства (этап испытательной площадки)
Базовая калибровка производительности: автомобиль калибруется для трогания с места, ускорения, переключения передач и торможения при различных нагрузках (пустой, половинная загрузка, полная нагрузка) на закрытом испытательном полигоне (например, на обычных дорогах, дорогах с большим количеством объездов и дорогах повышенного комфорта).
Калибровка особых условий эксплуатации: например, кривая дорога и дорога со стиральной доской, используется для проверки времени срабатывания EBS (электронной тормозной системы) и ESC (системы стабилизации автомобиля) тяжелых грузовиков.
Фаза 4: Три теста высокого уровня и три линии калибровки (стадия экстремальных условий эксплуатации)
Это самый сложный и ответственный этап калибровки тяжелых грузовиков, который напрямую определяет надежность тяжелых грузовиков на реальном рынке.

3. Уникальная задача калибровки тяжелых грузовиков
(1) Диапазон переменных нагрузки чрезвычайно велик:
Пустой тяжелый грузовик может весить всего 9 тонн, а полная загрузка — 49 тонн (в некоторых особых условиях погрузка может быть даже тяжелее). Алгоритм калибровки должен быть в состоянии точно оценить текущий вес и наклон автомобиля, иначе, если коробка передач АМТ будет ошибочно определена как разгруженная и переключится на высокую передачу во время подъема с полной нагрузкой, это приведет к тому, что весь автомобиль «заглохнет» или даже соскользнет под уклон.
(2) Временная задержка пневматического тормоза (пневматического тормоза):
В легковых автомобилях используется гидравлическое торможение, реакция которого практически мгновенная. Тяжелые грузовики полагаются на передачу давления воздуха с физической задержкой от 0,2 до 0,5 секунды от момента нажатия педали тормоза до срабатывания тормозов задней оси и прицепа. При калибровке стратегии торможения AEB интеллектуальной системы вождения время этого «пневматического трубопровода» должно быть включено в качестве параметра жесткой компенсации.
(3) Неопределенность прицепов:
Калибровка основного транспортного средства (передняя часть) фиксирована, но буксируемый сзади прицеп может быть пустым, полным, с высоким центром тяжести (контейнер) или склонным к тряске (цистерна для жидкостей). При калибровке управления шасси интеллектуальных большегрузных автомобилей необходимо ввести «алгоритм распознавания и адаптации прицепа», чтобы предотвратить потерю управления основным транспортным средством из-за раскачивания прицепа.
В связи с тем, что от калибровки напрямую зависит «стоимость топлива/электричества» и безопасность жизни водителей грузовиков, цикл калибровки тяжелых грузовиков обычно длится 1-2 года и требует реальной дорожной проверки в десятки тысяч километров перед окончательной поставкой в ​​серийное производство (СОП).