雙離合器自動變速器控制系統的軟件開發

吳忠偉

摘 要

本文提出了基于μC/OS-II嵌入式操系統的雙離合自動變速器控制系統軟件開發架構，進行了任務劃分及時序設計，經過驗證表明，所開發的雙離合自動變速器控制系統功能實現良好，實時性較高，值得進一步應用和推廣。

【關鍵詞】DCT 控制系統 嵌入式操作系統 軟件開發

雙離合自動變速器中（以下簡稱DCT），在兩個離合器輸入軸上按照奇、偶數布置變速器擋位，交替切換離合器的過程中實現動力換擋。DCT控制系統需要根據車輛行駛的實際狀態來實時進行換擋判斷，從而完成換擋自動控制，相較于手動變速器控制系統來說，設計難度較大，要滿足實時性和可靠性的要求，尤其在軟件開發設計中，傳統設計方式難以實現。基于以上，本文簡要分析了基于嵌入式操作系統μC/OS-II的DCT控制系統軟件開發設計，旨在為相關研究和實踐提供參考。

1 DCT控制系統軟件開發設計

1.1 DCT控制系統軟件開發設計思路與軟件結構

對于傳統嵌入式控制系統軟件開發來說，其一般采用面向硬件的前后臺開發方式，這種方式開發的控制系統有著模塊之間耦合性高及內聚性低的特點，不利于程序重復使用，難以保證程序的穩定性。要想解決上述問題，需要實現DCT控制系統軟件與硬件之間的隔離，保證硬件控制與軟件實現的獨立。本文以操作系統開發方式為基礎進行DCT控制系統軟件開發，操作系統能夠實現多任務的調度與管理，通過對操作系統的引入來降低程序之間的耦合性，從而解決傳統嵌入式控制系統存在的問題。本文以μC/OS-II內核為基礎進行DCT控制系統軟件的開發設計，μC/OS-II操作系統源代碼公開，且結構小巧，有著任務調度管理、任務間同步通信、時間管理及內存管理等功能，能夠提供中斷服務，用匯編語言編寫與CPU硬件相關代碼，用C語言編寫其他代碼，可移植性優良，同時μC/OS-II還有著占用空間小、擴展性優良及執行效率高等優點。為了支持軟件后續功能的開發與驗證，將文件系統程序和設備驅動程序添加其中，實現軟件功能擴展，同時為軟件理論驗證提供底層支持。具體結構如圖1所示。

1.2 任務劃分及時序設計

根據DCT控制系統軟件結構圖和系統功能及性能要求，進行應用程序多任務的劃分，對任務優先級進行設定，具體如表1所示。

在進行DCT控制系統任務劃分的過程中，為了改善其擴展性能，采用保留0，1，2優先級及預留間隔的劃分方式。在任務劃分完成之后，以DCT控制系統功能要求為基礎，進行多任務動作時序設計。

2 DCT控制系統功軟件開發功能驗證

在DCT硬件在環仿真實驗臺上對DCT控制系統軟件程序進行功能驗證，首先是對系統關鍵部分進行驗證，主要包括多任務控制系統啟動流程是否正確、軟硬件初始化流程是否正常、任務時序執行情況是否正確、FSM換擋實現過程是否正常等幾個方面。測試結果顯示，這些關鍵部分功能良好，流程執行正確。

為了進一步對開發的系統軟件及其程序進行功能驗證，以功能用時情況為驗證內容，設計了測試用例，在測試驗證的過程中，首先以指令執行周期為基礎，對各項功能的用時進行計算，以此作為測試參考，之后借助示波器等硬件對DCT控制系統運行過程進行功能用時驗證，驗證結果表明，開發的DCT控制系統軟件實時性良好。

3 結論

綜上所述，本文以嵌入式操作系統μC/OS-II為基礎進行DCT控制系統軟件的開發，為了拓展系統功能，加入了設備驅動程序及文件系統，在DCT硬件在環仿真實驗臺進行了軟件程序執行流程及用時情況的驗證，驗證結果表明，軟件功能執行良好，實時性優良，同時，相較于傳統開發方式來說，本文提出的DCT控制系統軟件開發方案有著開發周期短及實現簡單等優點，指的進一步應用和推廣。

參考文獻

[1]劉國強.雙離合器自動變速器控制系統研究[J].中國工程機械學報，2012（03）：321-324.

[2]劉永剛.雙離合器自動變速器電控單元控制策略模塊化設計[J].機械設計與研究，2012（05）：74-79.

作者單位

吉林建筑大學城建學院 吉林省長春市 130000