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原文传递机械式自动变速器(AMT)控制软件开发

论文题名：	机械式自动变速器(AMT)控制软件开发
关键词：	自动变速器;控制软件;PID控制算法;换挡规律;功能分析;框架规划
摘要：	随着车辆自动变速理论和技术的不断进步，自动挡车辆将会给人们的生活和生产带来越来越多的方便、舒适和安全。机械式自动变速器技术具有手自一体自动变速功能，操作简便，显著减小驾驶员工作强度，同时采用传统手动变速器，具有生产继承性好，改造成本低，节油效果明显等特点，非常适合中国当前国情，具有广阔的市场前景。　　本文分析了传统AMT控制软件的缺点，提出基于嵌入式实时操作系统FreeRTOS的AMT控制软件开发。结合校企合作研发AMT项目，本文以实际应用为目的对AMT控制软件进行了功能分析和框架规划，并经过台架实验和道路实验的反复调试改进功能逻辑，本文所做的主要工作有: 　　 (1)对AMT控制软件进行功能分析和框架规划　　本文从功能分析的角度，把最终的AMT系统驾驶功能分解为具体的、相对独立的功能模块，并探讨这些功能的实现方式和可能遇到的难点，这也基本确定了AMT控制软件的主要内容和实施步骤。　　本文介绍AMT控制软件所划分的层次结构，以及每一层的主要功用。在操作系统基础上划分主要任务，每个任务实现一定的功能模块。着重介绍监测任务，监测任务用于管理层逻辑。该逻辑把车辆状态划分为5大类，接着详细介绍每种状态的条件和该状态下采取的控制逻辑。　　 (2)搭建软件开发环境，在软件中实现PID控制算法　　 FreeRTOS是一个开源的，免费的，轻量级的实时操作系统，提供诸如任务管理、多任务调度、通信与资源共享机制等多种功能;TCU主控芯片STM32F103VE，其内核为Cortex-M3，其拥有的资源以及使用条件足以满足TCU的要求;本文着重讲解了如何将FreeRTOS移植入STM32系列微处理器中来运行。　　 AMT系统采取12V直流电机驱动选挡、换挡、离合、节气门四个执行机构，采取PWM的控制方式驱动直流电机;AMT控制软件采用PID控制算法对执行机构进行位置控制和动作控制，本文讲解了P、I、D三部分的功用以及PID控制方法在AMT控制软件中实现对执行机构位置控制的具体形式和调试过程。　　 (3)AMT控制软件功能逻辑的实现及改进　　本文按照功能分析的思路一一介绍介绍了AMT控制软件的主要功能逻辑的内容和调试过程。这些功能逻辑包括:数字信号、模拟信号、频率信号的采集处理;挡位判断和目标挡位处理机制;挡位切换过程分析和选、换挡路径规划;LED显示功能和TCU与上位机通信功能;起步和爬行功能，主要是离合和节气门的控制逻辑;车辆在行进间的换挡功能，选挡、换挡、离合、节气门四个执行机构动作的控制逻辑，尤其是离合动作和节气门动作的协调配合;经济型和动力型换挡规律，以及如何体现驾驶员意图、如何判断路况等。　　 (4)台架实验和道路实验　　台架实验主要用于调试执行机构位置PID控制算法，并验证换挡、起步、行进间换挡逻辑的可行性。道路实验主要用于改进AMT控制软件的控制逻辑，提高AMT系统的性能，本文通过列举大量数据曲线来说明AMT控制软件中规划的驾驶功能逻辑在柴油机车辆和汽油机车辆上取得的实际效果。
作者：	王东
专业：	机械工程
导师：	袁泉;张承瑞
授予学位：	硕士
授予学位单位：	山东大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文