1、審定成績：現代汽車電控系統課程設計設計題目：汽車巡航限制系統的設計單位系別：學生姓名：專業：班級：學號：指導教師：填表時間：2021年06月摘要本文論述了汽車定速巡航系統CRUISECONTROLSYSTEM作用、原理、使用功能,系統構成,具體應用,考前須知,未來的開展趨勢,做更深一層的解析,從而去探索研究改良方法,以完善汽車定速巡航系統(CCSo汽車巡航限制系統是一種汽車輔助駕駛系統,英文名為CrusicControlSystem(CCS可以在40200km/h的車速范圍內啟動該系統中,認為的設定一個車速,巡航限制系統就會根據行駛阻力的變化,自動增減節氣門開度,使車保持一定車速,駕駛員將不需

2、要操控油門,只要把握方向盤即可,從而大大減輕了駕駛員的疲勞強度和節省了燃油,同時還能減少交通事故的發生,系統即可自動限制汽車恒速行駛.因此,汽車巡航限制系統又稱為“恒速限制系統關鍵詞：巡航原理、巡航應用、,系統構成.目錄摘要0引言0第一章汽車巡航限制系統簡介1一、定義1二、作用1三、功能1四、汽車巡航限制系統的類型1第二章巡航系統的根本原理和構成2一、巡航系統的根本原理2二、巡航系統的根本構成2第三章巡航限制系統的硬件2第四章巡航限制系統的軟件6第五章考前須知0第六章巡航限制的使用0總結0參考文獻1引言汽車巡航系統CCSCruiseControlSystem自1961年在美國白宮首次應用以來,

3、已經成了高檔轎車的標準裝配.當汽車在高速公路上行駛時,接通巡航限制開關,設定目標車速,巡航控制系統將根據汽車行駛阻力的變化,自動增大或減小節氣門開度,使汽車設定的車速勻速行駛,以減輕駕駛員的勞動強度.采用巡航限制以后,防止了駕駛員操縱加速踏板,使汽車車速反復變化造成了運行工況頻繁變化,因此,不管是汽車的經濟性、排放限制,還是行駛平順性、乘坐舒適性都得到很好的改善.新款寶來在原有裝備根底上,又增加了ESP但子穩定程序和CCS巡航限制系統,德文縮寫是GRA選裝裝備,并對車型作了新的定義,分為根本型、舒適型、豪華型、尊貴型等,汽車巡航限制系統CCS就是為解決此問題而誕生的.第一章汽車巡航限制系統簡介

4、一、定義定速巡航系統CRUISECONTROLSYSTEM為CCS又稱為定速巡航行駛裝置、速度限制系統、自動駕駛系統等.按司機要求的速度合開關之后,不用踩油門踏板就自動地保持車速,使車輛以固定的速度行駛.采用了這種裝置,當在高速公路上長時間行車后,司機就不用再去限制油門踏板,減輕了疲勞,同時減少了不必要的車速變化,可以節省燃料.汽車在行駛中通過操縱調整開關,駕駛員不必踩踏油門調整車速,汽車也能以設定的車速進行定速行駛.二、作用汽車在采用了巡航限制系統CCS行駛時,駕駛員無需踩踏加速踏板,尤其在安裝自動變速器的汽車中,因不需使用離合器,只需手握方向盤就可輕松駕駛,從而駕駛員的右腳能過解放出來,減

5、輕了駕駛員的疲勞強度,使整個駕駛過程變得舒適、輕松和簡便,降低了交通事故發生概率、提升了行車平安性.止匕外,使燃油的供應和發動機功轉速處于最正確配合狀態,減少有害氣體排放,有效降低燃油消耗,提升汽車的經濟性和環保性,減少磨損延長壽命.三、功能巡航限制系統CCS功能有車速設定功能、消除功能、恢復功能、制動踏板消除功能、低速自動消除功能、加速功能、滑行功能、其他一些功能,如電子節油功能,油門加速功能,限速設定功能,剎車故障報警功能等.四、汽車巡航限制系統的類型汽車巡航限制系統的類型有“機械限制系統、“晶體管限制系統、“模擬集成電路控制系統、“微機限制系統等,現在新型汽車根本上都采用了微機限制的汽車

6、巡航限制系統.第二章巡航系統的根本原理和構成一、巡航系統的根本原理汽車巡航限制系統CCS原理如圖2-1所示.它包括限制器、節氣門執行器、發動機及變數器車速傳感器和操縱開關等局部.限制器有線性放大器和積分放大器組成,有兩個輸入信號,一個是實際車速的反響信號,由車速傳感器檢測后反響給限制器,另一個是駕駛員按要求直接設定車速,限制器檢測區分不同信號后,產生一個限制信號送至節氣門執行器,節氣門執行器根據所接收到的信號調節發動機節氣門開度,從而保證車速穩定性.限制器作為巡航限制的核的核心部件最為重要圖2-1汽車巡航限制系統執行原理圖二、巡航系統的根本構成汽車巡航限制系統主要由限制開關、節氣門執行器、發動

7、機及變數器車速傳感器和操縱開關等局部組成.第三章巡航限制系統的硬件1 .巡航限制開關下列圖為奔馳汽車的巡航限制開關,它有“LIN、“ON、“+、“-等按鈕.巡航的根本功能：啟動巡航、設定車速、降低巡航車速、提升巡航車速、關閉巡航、重啟巡航.這里選用撥動開關SK13D07/SK-13D07其實物圖如圖2-2,開關組成為圖2-3圖2-2實物圖圖2-3開關組成在汽車巡航限制系統,許多限制量都為開關量,當開關動作時芯片識別上下電平,并實現相應的限制輸出.2 .傳感器開關輸出型位置傳感器節氣門位置傳感器是把節氣門的位置或開度轉換成電壓信號,然后傳輸給電控單元,作為電控單元判定發動機運行工況的依據,實現噴

8、油量在不同節氣門開度下限制.節兩種類型：一種是開關式節氣門位置傳感器,是模擬節氣門位置傳感器,實物圖如圖2-4,原理圖如圖2-5圖2-4開關輸出型位置傳感器實物圖圖2-5開關輸出型位置傳感器原理圖車速傳感器車速傳感器的輸出信號可以是磁電式交流信號,也可以是霍爾式數字信號或者是光電式數字信號,車速傳感器通常安裝在驅動橋殼或變速器殼內,通過指針擺動來顯示汽車行駛速度,或產生交變電流信號,通常由帶兩個接線柱的磁芯及線圈組成.這兩個線圈接線柱是傳感器輸出的端子,轉化為電流振幅表示車速.車速傳感器檢測電控汽車的車速,限制電腦用這個輸入信號來限制發動機怠速,自動變速器的變扭器鎖止,自動變速器換檔及發動機冷

9、卻風扇的開閉和巡航定速等其它功能.車速傳感器選用的是Allegro公司的A3144,其實物圖如圖2-6所示：圖2-6車速傳感器Allegro的A314枚物圖3 .執行器執行器接收ECU勺限制指令信號,電動或氣動方式操縱節氣門,改變節氣門開度,使車輛作加速、減速及定速行駛.執行器通常為電動式和氣動式兩種.執行器實物為圖2-7:圖2-7法國Bernard伯納德電動式執行器1） 輸入信號：420mA或15VDC等.2） 輸入通道電阻：250Q3輸入通道個數：1個分立式為3個4） 根本誤差：1%5回差：1%6死區：一5%£續可調7阻尼特性：無擺動8電源電壓：三相380V50Hz,單相220W

10、50Hz9工作環境：溫度：-1070C,定位器-1055C,濕度：三85湖圍空氣不含有腐蝕性物質.10防護等級：符合IECI45IP65即防雨防塵；位置定位器GAM潸合IECI45IP444 .微處理器決定了限制系統的軟件開發以及硬件連接等一系列的問題,他是整個限制系統的核心部分.對于汽車巡航限制系統來說,在微處理器的選擇更為重要,這里選用80C52片機.80C52內置8位中央處理單元、256字節內部數據存儲器RAM8k片內程序存儲器ROM32個雙向輸入/輸出I/O口、3個16位定時/計數器和5個兩級中斷結構,一個全雙工串行通信口,片內時鐘振蕩電路.實物圖如圖2-8所示,引腳圖如圖2-9所示：

11、圖2-8STC90C512ADII片機實物圖圖2-980C52單片機引腳圖標準MCS-51內核和指令系統；片內8kROMT擴充64kB外部存儲器；32個雙向I/O口;256x8bit內部RAM口擴充64kB外部存儲器；3個16位可編程定時/計數器；時鐘頻率24/33MHZ；向上或向下定時計數器；改良型快速編程脈沖算法；6個中斷源；工作電壓；全雙工串行通信口；布爾處理器；幀錯誤偵測；4層優先級中斷結構；自動地址識別；兼容TTL和CMO翅輯電平；空閑和掉電節省模式；PDIP40和PLCC44時裝形式.5 .限制器ECU巡航限制電控單元CCSECU巡航限制電控單元是整個巡航限制系統的中樞,它的作用是

12、接收傳感器和開關等信號,將信號處理后,產生輸出限制信號,驅動執行機構動作,以實現車輛的恒速行駛.電控單元分模擬式電子限制器和數字式電子限制器兩種形式.6 .電源電路電源系統是汽車各系統設計的重要環節,如果設計不合理將會造成各系統之間不能協調進行.這里選用LM7805三端穩壓集成電路.LM7805三端加I壓IC來組成穩壓電源所需的外圍元件極少,電路內部還有過流、過熱及調整管的保護電路,使用起來可靠、方便、經濟實惠.LM7805集成穩壓器的典型應用電路圖,如圖11所示,是一個輸出正5V直流電壓的穩壓電源電路.C1、C2、C3C4分別為輸入端和輸出端濾波電容,R1為負載電阻.當輸出電流較大時,LM7

13、80M配上散熱板.78*系列的穩壓集成塊的極限輸入電壓是36V,最低輸入電壓比輸出電壓高3-4V.還要考慮輸出與輸入間壓差帶來的功率損耗,所以一般輸入為9-15V之間,實物圖如圖2-11所示,電路圖如圖2-12所示：圖2-11LM7805實物圖圖2-12LM7805集成穩壓器應用電路圖7 .巡航限制系統信號處理電路原理圖：在汽車巡航限制系統中,許多限制量都為開關量,即當開關動作時80C51芯片識別高、低電平,并作出相應的限制反響.巡航限制開關主要包括主控開關和制動開關.主控開關包括電源開關和巡航開關,其中巡航開關又由“設置SET、“恢復RESET、“加速ACC'、"減速COA

14、ST和“取消CANCEL組成.各開關量信號經處理電路處理后分別輸入至80C51的P0輸入輸出口,分別對應、弓I腳.巡航開關各按鍵均采用復位開關.制動開關包括手制動開關和腳制動開關兩種.當按下制動開關時信號處理電路的輸出為高電平,未按開關時輸出為低電平,處理后的信號分別輸入至80C51的和弓I腳.巡航限制系統信號處理電路原理圖如圖2-13所示圖2-13巡航限制系統信號處理電路原理圖圖2-14汽車巡航系統車速信號第四章巡航限制系統的軟件設計為了使系統能夠快速高效穩定地運行,合理的程序結構、良好的開發環境和軟件設計思想是非常重要的.在系統軟件的開發過程中,軟件設計要保證限制的快速實時性、結構的合理性

15、,并具有發生故障后的快速解脫和排除故障的水平.汽車巡航限制系統軟件結構圖如圖3-1所示.圖3-1汽車巡航限制系統軟件流程圖首先,對程序中所涉及到的各模塊初始運行狀態和相應的限制存放器等進行初始化.然后,判斷“恢復鍵是否按下,如果按下那么根據原先儲存的目標車速巡航,如果沒有按下“恢復鍵那么開始判斷“設置鍵是否按下.當“巡航鍵按下,并且如果此時采樣車速在40km/h180km/h范圍內,那么進入循環執行的主體局部.當沒有“加速或“減速鍵按下時,將采樣車速設定為目標車速；當有“加速或“減速信號輸入時,那么將修改后的車速設定為目標車速.在確定目標速度后,采用模糊PID方法限制實際車速,當有“取消或制動

16、信號輸入時,那么結束巡航限制程序,否那么進行主體局部的循環.CCS8統工作時,汽車速度通過車速傳感器以脈沖形式傳出,通過轉換成與車速成正比的直流電壓.當駕駛員按下開關,限制器ECIM能存儲此時的行駛速度電壓,自我調整限制巡航工作狀態,存儲電路設定與該瞬時車速相對應的節氣門開度電壓.ECLM會記憶此刻的目標車速,并據此進行恒定的車速行駛.設定車速與汽車的實際車速都輸入到CCSEDU勺比擬電路中,CCSEDU艮據比擬結果經補償電路向執行部件輸出限制信號,由執行部件輸出信號,決定節氣門開度最正確值,并使增速或減速限制電路工作,由EC3出指令驅動執行裝置,調節節氣門開度,從而使汽車車速恒定不變.硬件設

17、計框圖如圖4-1第五章考前須知為使汽車獲得最正確限制,當遇到交通阻塞或在雨、冰、雪等濕滑路面上行駛或遇到大風天氣時,不要使用CCS為防止CCSI工作,在不使用CCSf,務必使CCS勺限制開關處于關閉狀態.汽車行駛在陡坡時,使用CC噲引起發動機轉速過大,因此最好不要使用.下坡駕駛時,應防止加速行駛.假設車輛的實際行駛速度叫設定車速高出很多,那么忽略巡航限制,然后將變速器換入低擋,利用發動機制動限制車速.車速巡航行駛時,對裝備MT勺汽車應在踩下離合器踏板時將變速桿置于空擋,否那么發動機轉速會急劇升高.使用CC皺注意觀察組合儀表上的CRUIS指示燈是否閃亮,假設閃亮,那么說明CCSt于故障狀態.此時

18、,應停止使用CCS待排除故障后在使用.ECU!CCS勺中樞,對電磁環境、濕度及機械振動等有較高的要求.CCS寸以上各方面覺進行洛克全面的防護,有較強的適應水平.使用時應注意以下幾點：a、保持汽車發電機及其電壓調節器處于良好的技術狀態.b、必須保證車輛的蓄電池與發動機、車身的良好連接.c、保持EEC也源接插件連線正確,連接可靠.d、注意ECU5潮、防震、防磁、防污染.第六章巡航限制的使用1、啟動車速巡航車速將滑動開關A置于ONB置可接通車速限制系統.2、設定巡航車速系統啟動后,轎車到達所需車速時,按一下按鈕B(SET,即可使轎車以此車速持續行駛.設定巡航車速后,仍可按常規方法用油門踏板進行加速,

19、松開油門踏板后,系統以將車速恢復至設定的巡航車速.但假設加速后,車速超過巡航車速10公里/小時以上,并以此車速持續行駛5分鐘以上,那么必需重新設定巡航車速.3、降低巡航車速按壓按鈕SET車速降低公里/小時；假設按住按鈕,那么轎車將持續降低車速,一但松開按鈕,當時的行駛速度被儲存在存儲器內.假設在車速于40公里/小時那么松開按鈕SET那么存值即被刪除,此時,假設需要,可用按鈕SET在車速超過40公里/小時那么重新設定巡航車速.4、提升巡航車速無需踩油門踏板,將滑動開關A拔至RESa置即可提升設定的巡航車速.每按一次開關RES車速提升公里/小時：假設按住開關,那么轎車將持續提升車速,一旦松開開關R

20、ES當時的行駛速度被儲存在存儲器內.5、暫時關閉巡航限制系統踩下制動踏板或離合器踏板,或將滑動開關拔至OFF位置,即可暫時關閉系統此時設定的巡航車速仍儲存在存儲器內.假設需要恢復設定的巡航車速,松開制動踏板或離合器踏板,或將開關A拔至RES即可.假設暫時關閉系統時未存儲設定的巡航車速,那么可按下述方法,滑動開關A設定一新的巡航車速.先將開關A拔至RESa置,并保持在該位置,直至到達需設定的車速.松開開關,即可將設定的車速儲存在系統內.6、完全關閉巡航限制系統將滑動開關拔至OFF位置,或轎車處于靜止狀態時關閉點火開關,那么系統將被完全關閉總結通過本次課程設計,我上網查閱相關資料發現,汽車巡航系統從很早就開始研發,通過幾十年的時間逐漸普及,如今帶巡航限制系統的汽車售價越來越親民,幾萬元的高配車型上都有簡單的巡航限制系統.同時我了