《汽车巡航系统课程设计报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车巡航系统课程设计报告（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
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*：_专业：_班级：_*：_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，考前须知，未来的开展趋势，做更深一层的解析，从而去探索研究改良方法，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 SystemCCS,可以在40200km/h的车速围启动该系统中，认为的设定一个车速，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
2、，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。. z.-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 巡航系统的根本原理和构成3一、巡航系统的根本原理3二、巡航系统的根本构成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 考前须知1第六章 巡航控制的使用1总结1参考文献2. z.-引言汽车巡航系统CCSCru
3、ise 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，防止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，不管是汽车的经济性、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根底上，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，并对车型作了新的定义，分为根本型、舒适型、豪华型、尊贵
4、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展定速行驶。二、作用汽车在采用了巡航控制系统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
5、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、提高了行车平安性。此外，使燃油的供应和发动机功转速处于最正确配合状态，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
6、统、“模拟集成电路控制系统、“微机控制系统等，现在新型汽车根本上都采用了微机控制的汽车巡航控制系统。第二章巡航系统的根本原理和构成一、巡航系统的根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局部。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响信号，由车速传感器检测后反响给控制器，另一个是驾驶员按要求直接设定车速，控制器检测区分不同信号后，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，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
7、制系统执行原理图二、巡航系统的根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局部组成。第三章 巡航控制系统的硬件1.巡航控制开关下列图为*汽车的巡航控制开关，它有“LIN、“ON、“+、“-等按钮。巡航的根本功能：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上下电平，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
8、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，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
9、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15VDC等。2) 输入通道电阻：2503) 输入通道个数：1个分立式为3个4) 根本误差：1%5) 回差
10、：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GAM*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局部。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置8位中央处理单元、256字节部数据存储器RAM、8k片程序存储器ROM32个双向输入/输出(I/O)口、3个16位定时
11、/计数器和5个两级中断构造，一个全双工串行通信口，片时钟振荡电路。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核和指令系统；片8kROM(可扩大64kB外部存储器)； 32个双向I/O口；256*8bit部RAM(可扩大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；改良型快速编程脉冲算法；6个中断源；5.0V工作电压；全双工串行通信口；布尔处理器；帧错误侦测；4层优先级中断构造；自动地址识别；兼容TTL和CMOS逻辑电平；空闲和掉电节省
12、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展。这里选用LM7805三端稳压集成电路。LM7805三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路部还有过流、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
13、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响。巡航控制开关
14、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。当按下制动开关时信号处理电路的输出为高电平，未按开关时输出为低电平，处理后的信号分别输入至80C51的P0.5和P0.6引脚。巡航控制系统信号处理电路原理图如图2-13所示图2-13巡航控制系统信号处理电路原理图图2-14汽车巡航系统车速信号第四章 巡航控制系统的软件设计为了使系统能够快速高效稳定地运行，合理的程序构造、良好的开发环境和软件设计思想是非常重要的。在系统软件的开发过程中，软件设计要保证控制的快速实时性、构造的合理性，并具有发生故障后的快速解脱和排除故障的能力。汽车巡航控制系统软件构造图如图3-1所示。图3-1汽车巡航控制系统软件流程图首先，对程序中所涉及到的各模块初始运行状态和相应的控制存放器等进展初始化。然后，判断“恢复键是否按下，如果按下则按照原先储存的目标车速巡航，如果没有按下“恢复键则开场判断“设置键是否按下。当“巡航键按下，并且如果此时采样车速在40km/h180
