基于Simulink—TargetLink的AMT電控系統(tǒng)軟件開發(fā)

接曉 張建國 王海鵬

【摘 要】利用Simulink-TargetLink開發(fā)AMT電控系統(tǒng)軟件，具有模塊功能定義明確、算法實現(xiàn)與驗證方便快捷、模型數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理、自動定標、代碼自動生成等優(yōu)點，極大地提高系統(tǒng)軟件開發(fā)效率和開發(fā)質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】TargetLink；AMT；軟件開發(fā)

前言

現(xiàn)代汽車電控系統(tǒng)功能越來越復雜，要求電控單元開發(fā)周期越來越短，采用傳統(tǒng)的開發(fā)方式已難以滿足車輛電控系統(tǒng)軟件開發(fā)的要求。因此應(yīng)采用規(guī)范的軟件開發(fā)平臺，以提高軟件開發(fā)效率和質(zhì)量。Simulink基于模型的設(shè)計以及Targetlink代碼生成工具，目前在汽車電控單元開發(fā)中廣泛使用。本文主要介紹應(yīng)用Simulink和TargetLink進行的AMT電控系統(tǒng)（以下簡稱TCU）軟件開發(fā)的方法和流程。

1.AMT電控系統(tǒng)底層驅(qū)動軟件

AMT電控系統(tǒng)硬件采用Freescale公司的MC9S12DP256微處理器，電控系統(tǒng)底層驅(qū)動軟件主要是對MCU寄存器操作，得到最底層輸入信號并控制最末級輸出信號，在電控系統(tǒng)開發(fā)周期內(nèi)它們變化不大，且用Simulink不容易實現(xiàn)，故采用傳統(tǒng)方法用手工編寫，它們包括：I/O，A/D，轉(zhuǎn)速，定時器，中斷，CAN通信等。

2.信號處理與控制策略

信號輸入、控制策略以及控制量輸出在Simulink環(huán)境下進行編寫。

2.1 模擬輸入信號處理

為了保證電控系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行，必須對信號（數(shù)字I/O，模擬輸入等）進行處理，如開關(guān)輸入信號消抖以減小外界干擾、模擬輸入信號高低限檢查以判斷是否故障，在出現(xiàn)故障時用什么值來替代輸入信號等，它也是系統(tǒng)故障診斷的依據(jù)。

對于任何數(shù)字輸入信號，由I/O信號處理狀態(tài)機得到處理后的I/O值。采用stateflow可以方便地實現(xiàn)模擬輸入和數(shù)字輸入的信號處理算法建模。

2.2 基于Simulink的控制策略

車輛行駛時，TCU根據(jù)當前車輛運行狀態(tài)確定變速箱的目標檔位，并控制執(zhí)行機構(gòu)完成下面動作：離合器分離→摘空擋→選檔→換檔→離合器結(jié)合，實現(xiàn)自動換檔，同時控制發(fā)動機的扭矩和轉(zhuǎn)速以提高AMT的換檔品質(zhì)。根據(jù)不同任務(wù)的采樣時間及任務(wù)性質(zhì)，控制模塊分為AMTdecoder、AMTCtr、Coordinator和Brake 等多個子系統(tǒng)。各個子系統(tǒng)模塊化便于程序的移植與修改。

3.代碼生成和系統(tǒng)集成

為了利用Targertlink生成代碼，必須在TargetLink環(huán)境中，將基于Simulink/Stateflow的控制策略進行模型轉(zhuǎn)換，把Simulink模塊轉(zhuǎn)換為TargetLink的對應(yīng)模塊。隨后即可進行代碼自動生成。TargetLink能自動生成標準C代碼，且提供了針對不同處理器的優(yōu)化包，TargetLink還能生成報告文檔。最后自動生成的代碼和手工代碼集成在一起，集成工作在MC9S12DP256的開發(fā)環(huán)境CodeWarrior下進行，把自動生成代碼和手寫代碼添加到一個Project中，經(jīng)過Compile 、Link生成S19和map文件。S19可執(zhí)行文件可下載到目標系統(tǒng)中運行；而map文件則用來在TargetLink環(huán)境中自動生成A2l文件。A2L是控制器的描述文件，其中含有TCU可執(zhí)行程序中所有可測量變量及標定參數(shù)信息（包括存儲地址及數(shù)據(jù)類型等），在TCU工作時，標定工具（本文中使用CANAPE）根據(jù)A2L文件提供的信息，讀取TCU中可測量變量和標定參數(shù)的數(shù)值，并按用戶的要求修改標定參數(shù)數(shù)值以優(yōu)化控制策略。AMT電控系統(tǒng)軟件開發(fā)流程見圖1。

圖1 AMT電控系統(tǒng)軟件開發(fā)流程

4.結(jié)束語

本文基于Simulink及TargetLink工具進行AMT電控系統(tǒng)軟件的開發(fā)，實踐證明采用Simulink進行控制算法策略的開發(fā)，模塊功能定義明確、結(jié)構(gòu)清晰，建模快捷，修改維護方便；利用Targertlink生成代碼，生成的代碼可靠性高、易讀性好，且能實現(xiàn)自動定標，自動生成A2L文件，極大地提高了軟件的開發(fā)效率和質(zhì)量。

參考文獻：

[1] TLBasicGuide.pdf， TargetLink 2.1 -August 2005.

[2] TLAdvancedGuide.pdf，TargetLink 2.1 -August 2005.

[3] 葛安林，車輛自動變速理論與設(shè)計，吉林工業(yè)大學.