基于基于mc9s12xdp512的AMT控制器

基于mc9s12xdp512的AMT控制器

老董汽车电子工作室www.ldqcdz.com.cn基于mc9s12xdp512的AMT控制器董鸿儒曹晓旋上海理公大硕士在读周美玲南京工程高等职业学校董玲南京京电子技工学校基于mc9s12xdp512的AMT控制器

老董汽车电子工作室www.ldqcdz.com.cn基于mc9s12xdp512的AMT控制器[摘要]本文介绍了基于mc9s12xdp512应用的AMT控制器。也对MC33389DH、MC33887和MC33993DWB进行了应用说明。一、引言AMT（AutomatedMechanicalTransmission）意为电控机械式自动变速箱。它起源于1986年，第一个使用它的是F1赛车的代表车型—法拉利，在1989年它被使用在了IVECO轻型卡车上，而轿车的第一个使用者为AlfaRomeo156，时间为1992年，这是一款运动型跑车。1997年由于法拉利F355的使用，这种变速箱被小批量生产，而大批量生产的时间为1999年，也就是几年前这种变速箱被大量使用在AlfaRomeo156上。2001年RenaultTwingo使用了这种变速箱，开辟了低级别车使用AMT的先河，并且由于这种变速箱的使用，RenaultTwingo取得了骄人的业绩。近年来，世界各国对车辆的排放都提高了要求，而石油价格的不断新更，对车辆的燃油经济性也提出了要求。AMT系统与AT系统相比较，可以节省燃油15%以上。与MT系统相比，也可以节省燃油5%以上。因此近年来，AMT在国内更是热可灼手。2000年以来，本工作室以动力控制为核心、外延到车身控制，向客户提供产品级别的解决方案。Freescale的S12X系列处理器的性能优异，启用XGATE后，所有的周边信号处理都可以用事件来处理，执行代码如飞，系统效率非常高。经过我们的台架实验证明，S12X系列处理器特别适合构成廉价的动力控制系统（ECU、TCU）。本AMT控制器之所以采用mc9s12xdp512，主要是考虑标定数据的空间。二、系统操作说明：1、可视化界面介绍：本系统使用了可视化工具，见下图。基于mc9s12xdp512的AMT控制器

老董汽车电子工作室www.ldqcdz.com.cn2、功能开关介绍：功能开关部分见下图。CarSimulate：当该开关有效时，这时可以脱离外部执行机构进行软件调试，发动机的功能是软件访真的。适用于软件功能调试。CarHalf：当该开关有效时，发动机还是软件访真，但执行机构、传感器信号就是外部的了。适用于执行机构与传感器的联合调试。Car：该开关有效时，执行机构、传感器、发动机都是真实的。是在车调试和标定的经济方法。IG1：这个开关模拟汽车上的点火开关。在CarHalf、Car模式下无控制效果，但将与车辆的点火开关同步显示状态。这是操作手柄开关的模拟信号。该组开关在CarHalf、Car模式下无控制效果，但将与车辆的对应开关同步显示状态。+：手动加档。可弹起开关。-：手动减挡。可弹起开关。D：自动前进档。N：空挡。R：倒车挡。P：驻车档。D、N、R、P四个开关是互锁的。Cruise：巡航使能开关。基于mc9s12xdp512的AMT控制器

老董汽车电子工作室www.ldqcdz.com.cnCruiseSpeed:：巡航速度设置条。Cruise开关在Car模式下无控制效果，但将与车辆的对应开关同步显示状态。CruisCruiseeSpeed条在Car模式下不能改变巡航速度，但可同步显示当前巡航设置值。EnginePower：发动机功率设置、显示条。在Car模式下完全失效。BrakeForce：刹车力条。BrakeForce在Car模式下无控制效果，仅显示刹车开关的状态。3、模拟仪表介绍：模拟仪表部分见下图：该模拟仪表给出了AMT系统用到的参数指示，无关的就没有安排。这些指使器在CarSimulate、CarHalf、Car方式下均有效。车速度表，用来指示当前车速。发动机转速表，用来指示发动机转速。车辆档位指示。巡航指示灯。自动档指示灯基于mc9s12xdp512的AMT控制器

老董汽车电子工作室www.ldqcdz.com.cn手动档指示灯。倒车档指示灯。空挡指示驻车指示灯。基于mc9s12xdp512的AMT控制器老董汽车电子工作室www.ldqcdz.com.cn4、模拟执行机构介绍：模拟执行机构部分见下图：这些指使器在CarHalf、Car方式无效。选档拨叉位置，指示选档拨叉当前挡位的位置。换档拨叉位置，指示换档拨叉当前挡位的位置，在这上面并没考虑同步器的位置。离合器位置，指示离合器断开、半结合与完全结合的位置。手刹车位置，用来显示手刹车的位置（刹车和松开）。基于mc9s12xdp512的AMT控制器老董汽车电子工作室www.ldqcdz.com.cn节气门位置，在CarSimulate与方式，显示当前发动机输出功率。而在CarHalf、Car方式，节气们的开度。5、参数图表：用来指示车速、发动机转速和节气门开度的过程图形，这对标定工作来讲是很方便的，只是工作量偏大，但可以不必购买价格昂贵的专业标定工具。图中红色为车速度，蓝色为发动机转速，绿色为节气门开度（发动机功率实际上有滞后）。6、执行机构演示板：为了能够直观的看到执行机构的动作情况，没有使用变速箱，专门制作了执行机构演示板。基于mc9s12xdp512的AMT控制器老董汽车电子工作室www.ldqcdz.com.cn面板委托加工时，选、换档的位置印错了，时间关系，没来的及再加工，请注意。基于mc9s12xdp512的AMT控制器老董汽车电子工作室www.ldqcdz.com.cn与车辆的点火开关相对应，用来启动和停止系统的运行，当TCU控制板装到车上时，关闭点火开关系统进入睡眠状态。而在BDM调试时，仅为功能实现，而不会进入睡眠状态。手排加减档控制，也是进入MT方式的开关。自动、空档、倒车和驻车开关。巡航开关，按下使能，再次按下关闭。另外的两个开关用来调节巡航速度。用来模拟车辆的加速踏板。三、使用操作说明：1、CarSimulate模式：这是一个完全软件仿真的工作模式，不需要外部的机械执行机构、外部的各种传感器信号。主要用来验证程序功能的实现，这对于开发一款车用动力控制系统来说是非常方便的。模拟的车辆可以完全访真一个车辆的运行，只是模拟发动机的参数会和你选用的发动机参数不同，行使阻力会有较大的误差，但作为一个功能性验证的系统，那是没有问题的，具体的操作方法说明如下：根据一个车辆的具体工作状态，我们把系统定义成了一个手/自一体的AMT系统，因为对系统成本基本无影响，把自动巡航功能也加了进来，这对于经常跑长途的开车人来讲，是非常适用的功能。具体操作说明如下：基于mc9s12xdp512的AMT控制器老董汽车电子工作室www.ldqcdz.com.cn自动档无巡航功能：打开点火开关IG1，这时工作状态如下图。车辆为空挡，手刹车处于刹车状态。选择前进档D，手刹车（HandBrake）自动松开，自动挡指示灯AUTO点两，点击发动机输出功率条EnginePower输出功率，车辆开始运行，整个过程中换档动作（ChooseGear、ShiftGear、Clutch）一目了然，车辆在换档点（见SynthesizeSimulation）的平滑性、发动机转速变化、发动机输出功率变化都是可视的，这将极大的方便你的标定工作，而这一切都不需要专业标定工具的支持。下图是车辆在4档时的状态。基于mc9s12xdp512的AMT控制器老董汽车电子工作室www.ldqcdz.com.cn自动挡巡航功能：在D档状态，你可以打开巡航功能开关，巡航指示灯Cruise点亮，车辆将工作在自动巡航模式。在巡航模式，车辆将保持在设置的速度下行驶，当然你也可以改变巡航速度。在巡航模式下，如果有刹车信号、改变发动机输出功率、N、R、D、+、-功能的改变，巡航模式将自动被终止。在自动巡航模式，发动机的功率是自动调节的。下图是自动档巡航模式的状态。基于mc9s12xdp512的AMT控制器老董汽车电子工作室www.ldqcdz.com.cn手动换档功能：你可以通过+、-开关来完成档位的加减操作，这时ESP指示灯点亮，车辆自动进入手动状态，点击EnginePower可以改变发动机的输出功率，点击BrakeForce执行刹车。这时你可以使能D档进入自动模式。在自动模式与手动模式的相互切换过程，你不必考虑其它因素。考虑到玩车一族的感觉，在手动模式下，没有对车辆的换档工况进行自动干预，这时的车辆就是一款带自动离合器的手排车。下图是手动档模式的状态。基于mc9s12xdp512的AMT控制器老董汽车电子工作室www.ldqcdz.com.cn在CarHalf模式、Car模式中，以上图形都是相同的，在以后的讨论中不再给出相同的图片。基于mc9s12xdp512的AMT控制器

老董汽车电子工作室www.ldqcdz.com.cn2、CarHalf模式：在这种模式下，机械执行机构、功能开关、位置传感器、油门踏板传感器信号是外接的。而可视界面就成了纯粹的显示界面。这对验证和分析你的执行机构来说，是非常有帮助的。3、Car模式：在这种模式下，可视界面就是一个显示装置。现在，你的AMT系统就可以直接和车辆连接了，当然你的车现在还是一个只有AMT功能的车。你还需要对你车的驾驶舒适性、燃油经济指标、换档动力损失等指标在这里进行标定。这些你都可以通过可视界面进行，只是工作量大些，但与昂贵的专业标定工具相比，还是非常划算的了。作为一个产品，别忘记了对你的系统进行失效模式分析、寿命实验、可靠性验证、灾害事故恢复以及跛行模式的建立。四、AMT的技术路线：汽车AMT自动变速器常见的有三种形式：�TCU+机电执行机构�TCU+液压离合器+机电换档、选档�TCU+液压执行机构TCU+机电执行机构：是其中结构简单，成本低廉的AMT方案。但它有执行机构取力电流大，电磁辐射干扰强，当电机故障时无法建立跛行模式的缺陷。TCU+液压离合器+机电换档、选档：是个折中的AMT方案。当拥有液压系统后，仍然使用电控的其它执行机构，显的不协调，因此少有使用。TCU+液压执行机构：这种方案是比较理想的，使用的也最多。其整体工作电流不高于15A，跛行模式的建立也非常容易。缺点是对线性比列阀的一致性要求高（这对批量生产是非常重要的），执行机构系统加工工艺复杂，成本偏高。经过综合分析，我们使用了“TCU+机电执行机构”的方案。使用该方案，要适当提高TCU的电磁兼容指标，执行机构的电动机也要精心挑选，这对产品的稳定，是非常重要的。具体实现方法如下：�离合器执行机构：电动机使用150W直流有刷电机，经过减速后推动离合器拨叉，电动机每转动2转，离合器行程为0.1mm.。�选挡、换档执行机构：使用50W直流有刷电机，经过减速后推动选挡、换档拨叉，电动机每转动5转，执行机构转动1度的角度。�电动节气门：这个部件可以采购成品。如果自己制造，电机功率10W，采用弹力复位方式。�电控手刹车：电动机功率为20瓦，执行机构的运行时间不要大于3秒就可以了。�TCU：采用Freescale的mc9s12xdp512,系统框图如下:基于mc9s12xdp512的AMT控制器