AMT技術(shù)實(shí)現(xiàn)換檔規(guī)律應(yīng)具備的硬件和軟件條件分析

祝懿

(德韌干巷汽車系統(tǒng)（上海）有限公司,上海 200000）

AMT技術(shù)實(shí)現(xiàn)換檔規(guī)律應(yīng)具備的硬件和軟件條件分析

祝懿

(德韌干巷汽車系統(tǒng)（上海）有限公司,上海 200000）

電子控制機(jī)械式自動(dòng)變速器(AMT，Automated Mechanical transmission)，是一種新開(kāi)發(fā)的自動(dòng)變速系統(tǒng)。AMT技術(shù)的發(fā)展與我國(guó)的實(shí)際需求相適應(yīng)，從目前的市場(chǎng)形勢(shì)來(lái)看有著優(yōu)良的市場(chǎng)前景及潛力?；诖耍瑢?duì)AMT技術(shù)實(shí)現(xiàn)換檔規(guī)律應(yīng)具備的硬件條件及軟件條件進(jìn)行了探討。

AMT技術(shù)；換檔規(guī)律；硬件條件；軟件條件

在電子機(jī)械式自動(dòng)變速器中換檔規(guī)律是這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的主要核心，它可以準(zhǔn)確的辨別換檔時(shí)機(jī)。在實(shí)際的使用中，它先通過(guò)辨別車輛的行駛狀態(tài)隨后再和換檔規(guī)律進(jìn)行比對(duì)，進(jìn)而判斷車輛是否達(dá)到最有效的換檔點(diǎn)同時(shí)完成自動(dòng)換檔，這種自動(dòng)換檔極大程度降低了車輛的操作需求，提升了車輛的行駛安全，除此之外還使得整個(gè)車輛具有可靠的動(dòng)力并進(jìn)一步減少油耗。對(duì)電控機(jī)械式自動(dòng)變速器換檔進(jìn)行有效分析，可以保證AMT獲得最優(yōu)的換檔規(guī)律，以此提升車輛的動(dòng)力及油耗經(jīng)濟(jì)性。

1　AMT技術(shù)的原理與結(jié)構(gòu)

1.1AMT技術(shù)的原理

ATM控制的原理是：ECU按照駕駛員的操作行為，例如急速板、檔桿等及車輛的行駛情況例如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及車速等，同時(shí)根據(jù)控制原理如換擋原理及離合器接合原理等，采用相互適應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)以此完成車輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的變換，這樣就實(shí)現(xiàn)了車輛的穩(wěn)步啟動(dòng)及自動(dòng)換擋。

1.2AMT技術(shù)的結(jié)構(gòu)

AMT通常情況由兩種結(jié)構(gòu)組成一種是油門(mén)柔軟性，另一種則是油門(mén)的剛性，所謂的油門(mén)柔軟性就是在聯(lián)接AMT結(jié)構(gòu)時(shí)，汽車的加速踏板和油門(mén)并不是連在一起，主要是由ECU完成控制，當(dāng)車輛進(jìn)行起步或者換檔時(shí)，ECU系統(tǒng)會(huì)接收到加速踏板的信號(hào)，其油門(mén)也將會(huì)隨加速板的變化而發(fā)生改變，在起步和換檔過(guò)程中，ECU將按照其相應(yīng)的算法完成油門(mén)的控制。具有剛性特點(diǎn)的AMT油門(mén)會(huì)按照駕駛員的油門(mén)踏板的變化而進(jìn)行控制，剛性的AMT系統(tǒng)只有在車輛起步和換檔過(guò)程中才控制供油。

2　AMT技術(shù)實(shí)現(xiàn)換檔規(guī)律應(yīng)具備的硬件條件

AMT系統(tǒng)的主要硬件是微控制器（MCU）、傳感器、執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路、功能顯示及通訊模塊等。MCU在電子控制系統(tǒng)中發(fā)揮著主導(dǎo)作用，它擁有存儲(chǔ)程序、接受信息及對(duì)外發(fā)指令的作用。傳感器的主要功能是像人一樣感受外部環(huán)境的變化，換而言之就是實(shí)時(shí)掌握車輛在行駛過(guò)程中的路況信息，同時(shí)將這些所收集來(lái)的信息再傳遞給MCU系統(tǒng)，隨后MCU系統(tǒng)會(huì)對(duì)該信息進(jìn)行辨別，以此發(fā)出相關(guān)的操作指令。MCU系統(tǒng)所發(fā)出的指令被電子執(zhí)行機(jī)構(gòu)所接納時(shí)，汽車就會(huì)自動(dòng)完成起步或者換檔的操作。一般而言控制軟件都是在MCU系統(tǒng)中，主要有汽車換檔率、起步、換檔時(shí)離合器的運(yùn)動(dòng)方式，相關(guān)的函數(shù)及數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)采集及判斷等操作。

3　AMT技術(shù)實(shí)現(xiàn)換檔規(guī)律應(yīng)具備的軟件條件

3.1軟件系統(tǒng)各部分之間的聯(lián)系

這種軟件系統(tǒng)由好幾部分組成，其中主要由主要程序部分、信號(hào)部分、執(zhí)行部分、制動(dòng)部分及上位機(jī)通訊部分構(gòu)成。信號(hào)收集部分的系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)信號(hào)的收集及系統(tǒng)濾波，這部分操作一般都在中斷中完成，不會(huì)占有太多的CPU空間，主要程序部分主要是指汽車油門(mén)控制、換檔操作、自我診斷等。執(zhí)行機(jī)構(gòu)將會(huì)按照主程序的分析結(jié)構(gòu)而對(duì)整個(gè)系統(tǒng)做出相關(guān)的指令，以便更好的控制各個(gè)程序。汽車的制動(dòng)部分主要保證車輛在行駛過(guò)程中的安全，這也是整個(gè)系統(tǒng)中最為重要的部分，制動(dòng)部分只有和主程序之間相互合作才能完成汽車的控制。

3.2系統(tǒng)中的核心程序

ECU系統(tǒng)主要是由模塊結(jié)構(gòu)組成，該系統(tǒng)主要是由核心程序及各個(gè)部分的主程序構(gòu)成。其系統(tǒng)核心程序是一個(gè)封閉的循環(huán)系統(tǒng)，第一步先要收集汽車周圍的路況信息并檢測(cè)出汽車的整體運(yùn)行情況，隨后按照周圍的實(shí)際情況來(lái)對(duì)汽車進(jìn)行檔位變換及車速控制，這樣就形成一個(gè)封閉的循環(huán)體系，以此實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各個(gè)功能。軟件的核心程序主要由上電初始部分、前進(jìn)檔部分、倒檔部分、空檔部分及自我診斷部分。當(dāng)電初始化軟件在運(yùn)行時(shí)要保持初始化的工作環(huán)境，汽車前進(jìn)檔的操作、倒檔操作、空檔操作、停車檔位操作，都是按照每個(gè)檔位的操作特征及作用組成封閉循環(huán)系統(tǒng)。在線自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)主要多核心部分程序難以解決的操作而進(jìn)行有效處理。在系統(tǒng)首次上電后，系統(tǒng)第一步就會(huì)形成環(huán)境初始化，隨后初始化MCU各部分子系統(tǒng)將會(huì)接受各個(gè)傳感器的信息，以此分析出汽車是否處于安全狀態(tài)，第二步進(jìn)行點(diǎn)火，當(dāng)確地點(diǎn)火開(kāi)關(guān)之后還需要停留幾分鐘，以完成發(fā)動(dòng)機(jī)的檢測(cè)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)正常之后，再完成汽車點(diǎn)火操作且啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。

3.3 軟件系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)

（1）程序結(jié)構(gòu)化，功能模塊化：在編寫(xiě)程序時(shí)可以使用結(jié)構(gòu)化，也就是說(shuō)把一個(gè)程序分解為幾部分，每一部分程序只設(shè)立一個(gè)入口和出口，這樣做的主要目的就是提升程序的可讀性，同時(shí)也提升軟件的抗干擾能力。

（2）軟件冗余及控制算法成閉環(huán)形式：對(duì)系統(tǒng)中的控制條件及決策通常情況之下按照三種形式存儲(chǔ)，對(duì)于糾錯(cuò)程序來(lái)講，主要是對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)施行“3-2”表決法，也就是3個(gè)數(shù)據(jù)存在差距，數(shù)據(jù)之間存在較大的差異，所以要進(jìn)行初始變化。系統(tǒng)控制形式與其閉環(huán)有著直接的關(guān)系，當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)情況時(shí)要制定出應(yīng)對(duì)辦法。如果某一個(gè)程序不能正常運(yùn)行，微機(jī)系統(tǒng)要做出響應(yīng)，系統(tǒng)將會(huì)重新更新其命令或者回復(fù)到初始位置。保證順利換檔，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)之后，首先系統(tǒng)會(huì)接收到檔位傳感器的信號(hào)，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)處于制定檔位，如果未收到信號(hào)系統(tǒng)將重新開(kāi)始。

（3）程序跑飛：當(dāng)微機(jī)受到外界影響時(shí)，程序計(jì)數(shù)器中的PC值可能會(huì)出現(xiàn)一些波動(dòng)，致使程序不能正常工作，其程序調(diào)至到其他環(huán)境中運(yùn)行。由于受到影響的PC值一般都是沒(méi)有規(guī)律，進(jìn)而會(huì)造成程序操作混亂，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的操作，有時(shí)候系統(tǒng)還會(huì)進(jìn)入死循環(huán)，整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)癱瘓狀態(tài)。這是微機(jī)受到外界影響之后出現(xiàn)的主要特征。因此對(duì)系統(tǒng)處理硬件抗干擾設(shè)計(jì)之外，還應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)出抗干擾力，在對(duì)程序進(jìn)行編寫(xiě)時(shí)，通常情況之下軟件受到的影響會(huì)非常大。①縮短程序跑飛后非法命令操作的時(shí)間，避免跑飛程序出現(xiàn)故障；②當(dāng)程序跑飛后能夠回到標(biāo)準(zhǔn)程序的入口；③保證程序處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)不受影響；④降低程序進(jìn)入死循環(huán)的系數(shù)；⑤當(dāng)受到外界影響造成程序數(shù)據(jù)、標(biāo)志、輸出口發(fā)生變換時(shí)，程序能夠進(jìn)行自我診斷及時(shí)改正。

4　結(jié)束語(yǔ)

總而言之，目前市場(chǎng)上所出現(xiàn)的自動(dòng)變速器種類較多并且功能也不一樣，但是AMT自動(dòng)變速器是其中的一個(gè)特例，也將成為我國(guó)自動(dòng)變速器發(fā)展的核心項(xiàng)目。因此應(yīng)該對(duì)AMT系統(tǒng)進(jìn)行研究與創(chuàng)新，其中包括AMT系統(tǒng)的自我診斷系統(tǒng)、AMT和車輛之間的電控系統(tǒng)等研究項(xiàng)目，以此保證AMT在廣泛使用中更加可靠。本次研究是按照AMT汽車自動(dòng)換檔的硬件設(shè)施及軟件設(shè)施兩方面進(jìn)行研究，以此提升AMT技術(shù)的應(yīng)用水平。

[1] 何山，官淑琪，胡樹(shù)華.十二五期間我國(guó)汽車產(chǎn)量預(yù)測(cè)及其市場(chǎng)擴(kuò)展特征研究[J].開(kāi)發(fā)研究，2012,(02):40~43.

[2] 季鑫，童欣.雙參數(shù)組合型自動(dòng)變速器換檔規(guī)律的仿真分析[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版)，2015,34(12):19~21.

[3] 劉代志，李翔晟，成岳華，劉建澤.基于四參數(shù)的AMT車輛動(dòng)力性換檔規(guī)律研究[J].計(jì)算機(jī)仿真，2015,32(10):186~189.

TH132.46

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1671-0711（2016）09（上）-0093-02