汽車巡航控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、汽車巡航控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)design of automobile cruise control system 王志剛 wang zhi-gang (山東交通職業(yè) 學(xué)院，濰坊 261100) (shandong transport vocational college, weifang 261100, china)摘要院巡航控制系統(tǒng)就是無需駕駛員操縱油門踏板即可將汽車車速自動(dòng)控 制在駕駛員所設(shè)置的目標(biāo)速度上，從而減輕駕駛員的疲勞感，以此提高行駛舒適 性，使汽車工作在發(fā)動(dòng)機(jī)有利轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的汽車自動(dòng)行駛裝置。文章根據(jù)巡航控 制系統(tǒng)的工作原理，從多方面進(jìn)行了分析、計(jì)算，編輯出巡航控制系統(tǒng)的主要程 序，并

2、通過多汽車巡航控制系統(tǒng)的主要部件做出了較為完整的設(shè)計(jì)，使巡航控制 系統(tǒng)能在通型轎車得到應(yīng)用。abstract: cruise control system is to automatically make the vehicle speed be limited to the driver's target speed without the driverc on trolling the accelerator pedal, so as to relieve the fatigue of driver and improve the ride comfort, and to make

3、 the car work in thefavorable speed range. according to the working principle of cruise con trol system, the paper con ducts an alysis and calculati on from many aspects, edits the main program of cruise control system, and does the complete design of the main components of automobile cruise control

4、system, so that the cruise control system can be applied in the car.關(guān)鍵詞院巡航控制；單片機(jī)；電磁離合器；電路原理圖；主程序key words: cruise control； mcu； electromagnetic clutch； circuit diagram； the main program 中圖分類號(hào)院u463文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼院a文章編號(hào)院1006-4311 (2014) 25-0076-021巡航控制系統(tǒng)的發(fā)展1.1發(fā)展背景概括隨著中國高速公路建設(shè)以及汽車工業(yè)在我國的不斷發(fā)展, 汽車行業(yè)己經(jīng)由傳統(tǒng)的機(jī)械裝置演變成一個(gè)具

5、有復(fù)雜技術(shù)的系統(tǒng)。與此同時(shí)，我 國電子技術(shù)也在快速發(fā)展著。隨著科技的革新，我國在步入21世紀(jì)以后，智能化為核心的汽車巡航系統(tǒng) 目前已經(jīng)作為高級(jí)轎車的主要附加功能設(shè)備。1.2汽車巡航系統(tǒng)技術(shù)的概述汽車巡航控制系統(tǒng)，就是我們所說的駕駛員不 用對(duì)控制加速踏板而使汽車保持穩(wěn)定行駛的系統(tǒng)，也是全方位檢測數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。 隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展，目前巡航系統(tǒng)中的主要技術(shù)則是通信能力。而在汽車 復(fù)雜的電控系統(tǒng)中，通常各種信息是可以共享的，其中can總線作為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù) 共享和協(xié)同工作的工具，主要以靈活性和穩(wěn)定性以及實(shí)吋性所被大家廣泛應(yīng)用。1.3巡航控制系統(tǒng)的主要發(fā)展趨勢汽車巡航控制系統(tǒng)隨著電子技術(shù)的發(fā)展 而不斷進(jìn)行

6、完善，就需要我們的技術(shù)也不斷進(jìn)行改變，這樣才能更加準(zhǔn)確掌握系 統(tǒng)檢測?？偠灾?汽車巡航控制系統(tǒng)的改革我們可以從以下六個(gè)方面進(jìn)行簡析:1.3.1新型控制理論的應(yīng)用每輛車行駛狀況在很大程度上受發(fā)動(dòng)機(jī)的因素影 響的。駕駛員只需要更加穩(wěn)定地控制車速即可。因此，我們要根據(jù)原有的傳統(tǒng)控 制理論對(duì)新的控制理論進(jìn)行改革，便于其更好地應(yīng)用到汽車行駛上。1.3.2聯(lián)動(dòng)控制、復(fù)合控制我國目前的巡航控制裝置大多數(shù)是獨(dú)立式的，為 了更好地提高精度和敏感度，就需要利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器的控制，以 此形成-體化的復(fù)合控制模式。1.3.3小型化、智能化現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)大多數(shù)都是向著智能型模式發(fā)展著。1.3.4追蹤行駛控制

7、現(xiàn)在很多汽車的巡航系統(tǒng)都能夠保證汽車穩(wěn)定行駛，這 就需要我們利用加速、減速等開關(guān)進(jìn)行控制，當(dāng)車輛不便于減速或加速的吋候, 就會(huì)造成駕駛員很大的困擾。因此，為了解決這-問題，就需要利用雷達(dá)測定, 更加精確距離，目前很多國家的研究者都在對(duì)自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)進(jìn)行研究。1.3.5走?？刂片F(xiàn)在對(duì)巡航系統(tǒng)的研制主要針對(duì)的是在高速上行駛的車輛， 這就要求巡航系統(tǒng)有更好地探測能力和反應(yīng)能力。這樣才能使駕駛員完全從復(fù)雜 的駕駛操作中解放出來，更好地簡單操作。1.3.6集成化隨著近些年智能化的發(fā)展，我們需要完善公路智能概念以及衛(wèi) 星導(dǎo)航系統(tǒng)概念，使其得到開發(fā)和應(yīng)用，這樣才能保證在未來汽車巡航控制系統(tǒng) 關(guān)于汽車電控

8、系統(tǒng)相融合。而集成化在很人程度上有效降低成本，更好地增強(qiáng)各 系統(tǒng)之間的內(nèi)在聯(lián)系，以此提高車輛系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。1.4本文主要研究內(nèi)容盡管世界研究汽車巡航控制系統(tǒng)有幾十年的歷史，但 由于巡航控制系統(tǒng)是一個(gè)很難控制的系統(tǒng)。所以我們可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分 析：淤分析掌握汽車巡航控制系統(tǒng)的原理，對(duì)其可行性以及必要性進(jìn)行分析，并 對(duì)巡航控制系統(tǒng)進(jìn)行總體的設(shè)計(jì)。于確定汽車巡航的控制方案，就需要從巡航控制系統(tǒng)的功能和原理岀發(fā)。盂為了能夠設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的軟件流程，就要從系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況出發(fā)。2巡航控制系統(tǒng)的組成和工作原理2.1巡航控制系統(tǒng)簡述汽車巡航控制系統(tǒng)，我們可以分為巡航行駛裝置、速 度控制(spee

9、dcontrol)系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛(auto-drive)系統(tǒng)等三個(gè)方面,而這三 個(gè)方面的劃分主要是根據(jù)其特點(diǎn)進(jìn)行的。目前，我國的汽車巡航控制系統(tǒng)可以分 為巡航控制和自適應(yīng)巡航控制兩種，其中自適應(yīng)巡航控制是巡航控制的延伸和拓 展。汽車的巡航控制系統(tǒng)是汽車電子控制系統(tǒng)研發(fā)較早的系統(tǒng)之一，主要作為就 是駕駛員不用踩油門踏板也可以自動(dòng)保持汽車的車速。綜合上述汽車巡航控制系統(tǒng)的簡介，我們可以發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)有以下三大優(yōu)勢: 淤汽車行駛的舒適性。在高速公路上進(jìn)行行駛的時(shí)候，更能體現(xiàn)出這種優(yōu)越性, 以此就會(huì)減輕駕駛員的駕駛負(fù)擔(dān)。于節(jié)省燃料。在具有相同的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性的 行駛條件下，有經(jīng)驗(yàn)的駕駛員就會(huì)節(jié)省15%的燃

10、料，很大程度上減少廢氣物體的 排放。盂保持汽車穩(wěn)定的車速。汽車無論在哪個(gè)道路上行駛，只要在發(fā)動(dòng)機(jī)功率 允許的范圍內(nèi)，就會(huì)保持車速不變。2.2巡航控制系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)及原理的構(gòu)成2.2.1巡航控制系統(tǒng)的基本控制原理在應(yīng)用汽車巡航控制系統(tǒng)的基本原理控 制車速的時(shí)候，我們可以看出，電子裝置控制主要是對(duì)車輛行駛進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié), 這樣才能保證車速始終如一，我們可以根據(jù)圖1所示，對(duì)電子巡航控制系統(tǒng)的 基本控制原理進(jìn)行了解。電子巡航控制系統(tǒng)就是按駕駛員的要求將所選的信號(hào)設(shè)定車速，其次就是根 據(jù)汽車實(shí)際車速所反饋的信號(hào)。當(dāng)電子控制器對(duì)兩個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行誤差檢測后，就會(huì)及時(shí)修正電子控制器存 在的誤差，便于更好地保持車

11、速恒定。2.2.2巡航控制系統(tǒng)的工作原理及結(jié)構(gòu)電子巡航控制系統(tǒng)主要有以下四個(gè)部 分組成，即控制開關(guān)、傳感器以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)和巡航控制電控單元(ccs ecu)等。 圖2所示的就是屯子巡航控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)造的零件布置圖。汽車電子巡航控制系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)和工作原理敘述如下：2.2.2.1巡航系統(tǒng)開關(guān)的控制巡航控制系統(tǒng)開關(guān)主要是供駕駛員操作巡航控 制系統(tǒng)的一套開關(guān)，一般都是安裝在汽車的轉(zhuǎn)向信號(hào)手柄上或者方向盤上的。2.2.2.2傳感器控制電控單元提供節(jié)氣門開度信號(hào)和汽車行駛的速度信號(hào)。 其設(shè)計(jì)或選擇車速傳感器是一項(xiàng)非常重要的工作，因?yàn)閭鞲衅鞯念l率直接影響整 個(gè)系統(tǒng)的頻率。2.2.23巡航控制電控單元(ccs e

12、cu)整個(gè)巡航控制系統(tǒng)的中樞就是電控單 元，其作用就是通過接收傳感器和開關(guān)等信號(hào)的處理，以實(shí)現(xiàn)車輛的恒速行駛。2.2.2.4操作機(jī)構(gòu)一般操作機(jī)構(gòu)被我們稱為伺服器，其主要作用就是通過接 收巡航控制電控單元的控制指令信號(hào)，從而調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度，采用可以減速的支 流電機(jī)或啟動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)拉線盤，使車輛進(jìn)行加速、減速等操作。其中可以將執(zhí)行 機(jī)構(gòu)分為電動(dòng)式和氣動(dòng)式兩種。3結(jié)束語本文通過對(duì)汽車巡航系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行論述發(fā)現(xiàn)，當(dāng)汽車所采用這種控 制系統(tǒng)，不僅能在高速公路上長吋間行駛，提高行駛的安全性，還能在議程程度 上降低疲勞駕駛；其次就是可以減少有害氣體的排放，滿足當(dāng)今社會(huì)所倡導(dǎo)的節(jié) 約、環(huán)保的現(xiàn)實(shí)意義。參考文獻(xiàn)院王連軍汽車巡航系統(tǒng)的使用與發(fā)展j中國高新技術(shù)企業(yè)， 2009 (6) :9-ll.2ffi勝民現(xiàn)代汽車系統(tǒng)控制技術(shù)m北京:北京大學(xué)岀版社， 2008:205-206.楊生輝，舒華，王克才汽車電器與電子技術(shù)m北京:國防工業(yè) 岀版，2004:410-41