双离合器自动变速器控制系统的软件开发

吴忠伟

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，从而完成換挡自动控制，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。

1 DCT控制系统软件开发设计

1.1 DCT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。

2 DCT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.

作者单位

吉林建筑大学城建学院 吉林省长春市 130000