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自动变速器控制系统软件开发

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摘要:

本文提出了基于μC/OS-II嵌入式操系统的双离合自动变速器控制系统软件开发架构,进行了任务划分及时序设计,经过验证表明,所开发的双离合自动变速器控制系统功能实现良好,实时性较高,值得进一步应用和推广。

关键词:

DCT;控制系统;嵌入式操作系统;软件开发

双离合自动变速器中(以下简称DCT),在两个离合器输入轴上按照奇、偶数布置变速器挡位,交替切换离合器的过程中实现动力换挡。DCT控制系统需要根据车辆行驶的实际状态来实时进行换挡判断,从而完成换挡自动控制,相较于手动变速器控制系统来说,设计难度较大,要满足实时性和可靠性的要求,尤其在软件开发设计中,传统设计方式难以实现。基于以上,本文简要分析了基于嵌入式操作系统μC/OS-II的DCT控制系统软件开发设计,旨在为相关研究和实践提供参考。

1DCT控制系统软件开发设计

1.1DCT控制系统软件开发设计思路与软件结构

对于传统嵌入式控制系统软件开发来说,其一般采用面向硬件的前后台开发方式,这种方式开发的控制系统有着模块之间耦合性高及内聚性低的特点,不利于程序重复使用,难以保证程序的稳定性。要想解决上述问题,需要实现DCT控制系统软件与硬件之间的隔离,保证硬件控制与软件实现的独立。本文以操作系统开发方式为基础进行DCT控制系统软件开发,操作系统能够实现多任务的调度与管理,通过对操作系统的引入来降低程序之间的耦合性,从而解决传统嵌入式控制系统存在的问题。本文以μC/OS-II内核为基础进行DCT控制系统软件的开发设计,μC/OS-II操作系统源代码公开,且结构小巧,有着任务调度管理、任务间同步通信、时间管理及内存管理等功能,能够提供中断服务,用汇编语言编写与CPU硬件相关代码,用C语言编写其他代码,可移植性优良,同时μC/OS-II还有着占用空间小、扩展性优良及执行效率高等优点。为了支持软件后续功能的开发与验证,将文件系统程序和设备驱动程序添加其中,实现软件功能扩展,同时为软件理论验证提供底层支持。具体结构如图1所示。

1.2任务划分及时序设计

根据DCT控制系统软件结构图和系统功能及性能要求,进行应用程序多任务的划分,对任务优先级进行设定,具体如表1所示。在进行DCT控制系统任务划分的过程中,为了改善其扩展性能,采用保留0,1,2优先级及预留间隔的划分方式。在任务划分完成之后,以DCT控制系统功能要求为基础,进行多任务动作时序设计。

2DCT控制系统功软件开发功能验证

在DCT硬件在环仿真实验台上对DCT控制系统软件程序进行功能验证,首先是对系统关键部分进行验证,主要包括多任务控制系统启动流程是否正确、软硬件初始化流程是否正常、任务时序执行情况是否正确、FSM换挡实现过程是否正常等几个方面。测试结果显示,这些关键部分功能良好,流程执行正确。为了进一步对开发的系统软件及其程序进行功能验证,以功能用时情况为验证内容,设计了测试用例,在测试验证的过程中,首先以指令执行周期为基础,对各项功能的用时进行计算,以此作为测试参考,之后借助示波器等硬件对DCT控制系统运行过程进行功能用时验证,验证结果表明,开发的DCT控制系统软件实时性良好。

3结论

综上所述,本文以嵌入式操作系统μC/OS-II为基础进行DCT控制系统软件的开发,为了拓展系统功能,加入了设备驱动程序及文件系统,在DCT硬件在环仿真实验台进行了软件程序执行流程及用时情况的验证,验证结果表明,软件功能执行良好,实时性优良,同时,相较于传统开发方式来说,本文提出的DCT控制系统软件开发方案有着开发周期短及实现简单等优点,指的进一步应用和推广。

参考文献:

[1]刘国强.双离合器自动变速器控制系统研究[J].中国工程机械学报,2012(03):321-324.

[2]刘永刚.双离合器自动变速器电控单元控制策略模块化设计[J].机械设计与研究,2012(05):74-79.

作者:吴忠伟 单位:吉林建筑大学城建学院

自动变速器控制系统软件开发责任编辑:冯紫嫣    阅读:人次