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1、审定成绩：_ 现代汽车电控系统课程设计设计题目: 汽车巡航控制系统的设计 单 位（系别）：_ _学 生 姓 名：_ _专 业：_ _班 级：_ _学 号：_ _指 导 教 师：_填表时间： 2016 年 06 月摘要 本文论述了汽车定速巡航系统（CRUISE CONTROL SYSTEM）的作用、原理、使用功能，系统构成，具体应用，注意事项，未来的发展趋势，做更深一层的解析，从而去探索研究改进方法，以完善汽车定速巡航系统（CCS）。汽车巡航控制系统是一种汽车辅助驾驶系统，英文名为Crusic Control System（CCS）,可以在40200km/h的车速范围内启动该系统中，认为的设定一
2、个车速，巡航控制系统就会根据行驶阻力的变化，自动增减节气门开度，使车保持一定车速，驾驶员将不需要操控油门，只要把握方向盘即可，从而大大减轻了驾驶员的疲劳强度和节省了燃油，同时还能减少交通事故的发生，系统即可自动控制汽车恒速行驶。因此，汽车巡航控制系统又称为“恒速控制系统”。关键词：巡航原理、巡航应用、，系统构成。目录摘要2引言1第一章 汽车巡航控制系统简介2一、定义2二、作用2三、功能2四、汽车巡航控制系统的类型2第二章 巡航系统的基本原理和构成3 一、巡航系统的基本原理3 二、巡航系统的基本构成3第三章 巡航控制系统的硬件4第四章 巡航控制系统的软件10第五章 注意事项1第六章 巡航控制的使
3、用1总结1参考文献2引言汽车巡航系统CCS（Cruise Control System）自1961年在美国白宫首次应用以来，已经成了高档轿车的标准装配。当汽车在高速公路上行驶时，接通巡航控制开关，设定目标车速，巡航控制系统将根据汽车行驶阻力的变化，自动增大或减小节气门开度，使汽车设定的车速匀速行驶，以减轻驾驶员的劳动强度。采用巡航控制以后，避免了驾驶员操纵加速踏板，使汽车车速反复变化造成了运行工况频繁变化，因此，不论是汽车的经济性、排放控制，还是行驶平顺性、乘坐舒适性都得到很好的改善。新款宝来在原有装备基础上，又增加了ESP(电子稳定程序)和CCS(巡航控制系统，德文缩写是GRA)选装装备，并
4、对车型作了新的定义，分为基本型、舒适型、豪华型、尊贵型等，汽车巡航控制系统(CCS)就是为解决此问题而诞生的。第一章 汽车巡航控制系统简介一、定义定速巡航系统（CRUISECONTROLSYSTEM）缩写为CCS，又称为定速巡航行驶装置、速度控制系统、自动驾驶系统等。按司机要求的速度合开关之后，不用踩油门踏板就自动地保持车速，使车辆以固定的速度行驶。采用了这种装置，当在高速公路上长时间行车后，司机就不用再去控制油门踏板，减轻了疲劳，同时减少了不必要的车速变化，可以节省燃料。汽车在行驶中通过操纵调整开关，驾驶员不必踩踏油门调整车速，汽车也能以设定的车速进行定速行驶。二、作用汽车在采用了巡航控制系
5、统（CCS）行驶时，驾驶员无需踩踏加速踏板，尤其在安装自动变速器的汽车中，因不需使用离合器，只需手握方向盘就可轻松驾驶，从而驾驶员的右脚能过解放出来，减轻了驾驶员的疲劳强度，使整个驾驶过程变得舒适、轻松和简便，降低了交通事故发生概率、提高了行车安全性。此外，使燃油的供给和发动机功转速处于最佳配合状态，减少有害气体排放，有效降低燃油消耗，提高汽车的经济性和环保性，减少磨损延长寿命。三、功能巡航控制系统（CCS）功能有车速设定功能、消除功能、恢复功能、制动踏板消除功能、低速自动消除功能、加速功能、滑行功能、其他一些功能，如电子节油功能，油门加速功能，限速设定功能，刹车故障报警功能等。四、汽车巡航控
6、制系统的类型汽车巡航控制系统的类型有“机械控制系统”、“晶体管控制系统”、“模拟集成电路控制系统”、“微机控制系统”等，现在新型汽车基本上都采用了微机控制的汽车巡航控制系统。第二章 巡航系统的基本原理和构成一、巡航系统的基本原理汽车巡航控制系统（CCS）原理如图2-1所示。它包括控制器、节气门执行器、发动机及变数器车速传感器和操纵开关等部分。控制器有线性放大器和积分放大器组成，有两个输入信号，一个是实际车速的反馈信号，由车速传感器检测后反馈给控制器，另一个是驾驶员按要求直接设定车速，控制器检测辨别不同信号后，产生一个控制信号送至节气门执行器，节气门执行器根据所接收到的信号调节发动机节气门开度，
7、从而保证车速稳定性。控制器作为巡航控制的核的核心部件最为重要 图2-1汽车巡航控制系统执行原理图二、巡航系统的基本构成汽车巡航控制系统主要由控制开关、节气门执行器、发动机及变数器车速传感器和操纵开关等部分组成。第3章 巡航控制系统的硬件1.巡航控制开关下图为奔驰汽车的巡航控制开关，它有“LIN”、“ON”、“+”、“-”等按钮。巡航的基本功能：启动巡航、设定车速、降低巡航车速、提高巡航车速、关闭巡航、重启巡航。这里选用拨动开关SK13D07/SK-13D07。其实物图如图2-2，开关组成为图2-3 图2-2实物图 图2-3开关组成 在汽车巡航控制系统，许多控制量都为开关量，当开关动作时芯片识别
8、高低电平，并实现相应的控制输出。2.传感器开关输出型位置传感器 节气门位置传感器是把节气门的位置或开度转换成电压信号，然后传输给电控单元，作为电控单元判定发动机运行工况的依据，实现喷油量在不同节气门开度下控制。节两种类型：一种是开关式节气门位置传感器，是模拟节气门位置传感器，实物图如图2-4，原理图如图2-5。图2-4开关输出型位置传感器实物图 图2-5开关输出型位置传感器原理图车速传感器 车速传感器的输出信号可以是磁电式交流信号，也可以是霍尔式数字信号或者是光电式数字信号，车速传感器通常安装在驱动桥壳或变速器壳内，通过指针摆动来显示汽车行驶速度，或产生交变电流信号，通常由带两个接线柱的磁芯及
9、线圈组成。这两个线圈接线柱是传感器输出的端子，转化为电流振幅表示车速。 车速传感器检测电控汽车的车速，控制电脑用这个输入信号来控制发动机怠速，自动变速器的变扭器锁止，自动变速器换档及发动机冷却风扇的开闭和巡航定速等其它功能。车速传感器选用的是Allegro公司的A3144，其实物图如图2-6所示： 图2-6车速传感器Allegro的A3144实物图3.执行器执行器接收ECU的控制指令信号，电动或气动方式操纵节气门，改变节气门开度，使车辆作加速、减速及定速行驶。执行器通常为电动式和气动式两种。执行器实物为图2-7：图2-7法国Bernard伯纳德电动式执行器 1) 输入信号：420mA（或15V
10、）DC等。2) 输入通道电阻：2503) 输入通道个数：1个（分立式为3个）4) 基本误差：1%5) 回差：1%6) 死区：0.55%连续可调7) 阻尼特性：无摆动8) 电源电压：三相380V50Hz，单相220V50Hz9) 工作环境：温度：-1070，定位器-1055，湿度：85%周围空气不含有腐蚀性物质。10) 防护等级：符合IECI45IP65（即防雨防尘）；位置定位器GAMX符合IECI45IP444.微处理器决定了控制系统的软件开发以及硬件连接等一系列的问题，他是整个控制系统的核心部分。对于汽车巡航控制系统来说，在微处理器的选择更为重要，这里选用80C52片机。80C52内置8位中
11、央处理单元、256字节内部数据存储器RAM、8k片内程序存储器（ROM）32个双向输入/输出(I/O)口、3个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。实物图如图2-8所示,引脚图如图2-9所示：图2-8 STC90C512AD单片机实物图 图2-9 80C52单片机引脚图标准MCS-51内核和指令系统；片内8kROM(可扩充64kB外部存储器)； 32个双向I/O口；256x8bit内部RAM(可扩充64kB外部存储器)；3个16位可编程定时/计数器；时钟频率3.5-12/24/33MHz；向上或向下定时计数器；改进型快速编程脉冲算法；6个中断源；5.0V
12、工作电压；全双工串行通信口；布尔处理器；帧错误侦测；4层优先级中断结构；自动地址识别；兼容TTL和CMOS逻辑电平；空闲和掉电节省模式；PDIP(40)和PLCC(44)封装形式。5.控制器(ECU) 巡航控制电控单元(CCSECU)巡航控制电控单元是整个巡航控制系统的中枢，它的作用是接收传感器和开关等信号，将信号处理后，产生输出控制信号，驱动执行机构动作，以实现车辆的恒速行驶。电控单元分模拟式电子控制器和数字式电子控制器两种形式。 6.电源电路电源系统是汽车各系统设计的重要环节，如果设计不合理将会造成各系统之间不能协调进行。这里选用LM7805三端稳压集成电路。LM7805三端稳压IC来组成
13、稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便、经济实惠。LM7805集成稳压器的典型应用电路图，如图11所示，是一个输出正5V直流电压的稳压电源电路。C1、C2、C3、C4分别为输入端和输出端滤波电容，R1为负载电阻。当输出电流较大时，LM7805应配上散热板。78*系列的稳压集成块的极限输入电压是36V，最低输入电压比输出电压高3-4V。还要考虑输出与输入间压差带来的功率损耗，所以一般输入为9-15V之间。实物图如图2-11所示,电路图如图2-12所示： 图2-11 LM7805实物图 图2-12 LM7805集成稳压器应用电路图7.巡航控制系统信号处理电路原理图：在汽车巡航控制系统中，许多控制量都为开关量，即当开关动作时80C51芯片识别高、低电平，并作出相应的控制反应。巡航控制开关主要包括主控开关和制动开关。主控开关包括电源开关和巡航开关，其中巡航开关又由“设置(SET)”、“恢复(RESET)”、“加速（ACC)”、“减速(COAST)”和“取消(CANCEL)”组成。各开关量信号经处理电路处理后分别输入至80C51的P0输入输出口，分别对应P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4引脚。巡航开关各按键均采用复位开关。制动开关包括手制动开关和脚制动开关两种。当按下制动
