《汽车电子》课程设计说明书设计题目: 汽车定速巡航控制系统模拟设计学院名称:
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2013年12月
目录
第1章课题分析 (2)
第2章模拟方案设计 (4)
第3章系统硬件设计 (4)
3、1 系统总体电路图 (5)
3、2主要元器件简介 (5)
3.2.1 AT89C51芯片简介 (5)
3.2.2 ADC0808芯片简介 (7)
第4章系统软件设计 (9)
4、1 主程序流图 (9)
4、2汇编程序源代码 (10)
第5章系统仿真结果 (12)
参考文献 (15)
课程设计小结 (16)
第1章课题分析
定速巡航系统(CRUISE CONTROL SYSTEM) 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。其作用就是: 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。其中现在比较普遍的有两种控制方式,一种就是最新电子式,一种就是机械控制式。较我们的课题而言,最新电子式的工作原理及其控制系统就是我们需要研究的。
工作过程:最新电子油门定速巡航的工作过程更加智能化与精确化,就是通过定速巡航系统控制电子油门传感器输出的信号,控制节气门开启大小的调整,来实现对车辆速度的控制。定速巡航功能开启后,定速巡航模块会通过电子油门传感器输出的信号,精确计算为保持当前定速巡航速度,需要控制节气门开启的角度大小,从而使得气、油精确配合,来达到定速巡航所设定的行驶速度,完全摒弃了传统的机械部分控制,已达到控制更精准、安全的效果。
最新电子式定速巡航的各个功能的工作原理如下:
(1)定速巡航功能:主要就是通过巡航控制组件读取车速传感器发来的脉冲信号与设定的速度进行比较,通过精准的电子计算发出指令,保证车辆在设定速度下的最精准供油量。
(2)电子节油功能:主要就是通过智能优化控制节气门的开启角度与开启时间,有效屏蔽电子油门传感器由于颠簸路段及不良驾驶习惯形成的杂乱信号,经过精确计算喷油量,使燃油得到最充分燃烧,来实现节油。
(3)油门加速功能:主要就是通过提高节气门响应灵敏度实现的,当系统发现司机有加速意愿时,会驱动节气门尽可能快的打开,这样就使油门响应的敏感度得到了提高。在油门踏板被踩下时,控制器会根据踩下幅度、时间计算油门信号的变化率,变化越快,说明加速要求越强烈,最终实现油门响应速度更快,整车的动力感会明显增加,能够让司机感觉到整车动力大大提升。
(4)限速设定功能:通过控制器,根据限定的速度值,设定输出油门信号最大值,当油门输出信号超不过设定的最大值,来实现限制速度的目的。
(5)刹车故障报警功能:通过采取刹车电路的信号,当刹车电路或刹车保险故障时,会通过告警的方式对司机进行提示。
在现在的中高档的轿车中都应用到定速巡航系统。我们本次的课程设计所做的汽车定速巡航控制系统模拟设计将对其中的原理与控制有更加清楚的认识,对我们将来从事汽车电子
方面的工作有着更大的帮助。
第2章模拟方案设计
定速巡航主要应用在车速比较高的而且就是长时间保持高速行驶状态下,因此在实际的汽车运行中,由于高速的危险性就是巨大的,所以定速巡航控制系统要非常准确且精密,稍有疏忽,将会带来致命性的后果,因此使得定速巡航控制系统模拟设计比较复杂,在仿真实验中可以用proteus软件中的电位器模拟节气门开度,节气门的开度变化对应着电位器电压值的变化。在本课程设计中可以将控制系统简化为电位器的电压随着节气门开度的变化,并通过点亮与熄灭不同的二极管以及启动与关闭蜂鸣器来显示车速的定速值。
节气门开度的大小决定了车速的变化,在实际车辆行驶中,定速巡航的判断依据就是车速与启用定速巡航控制开关,当车正常行驶时,P1、4开关闭合,其中的LED灯亮;当按下其她开关时,由于其她的开关的优先级都高于P1、4,所以其她开关工作时,LED灯灭,此时显示屏显示按下开关对应的数值,汽车按开关设定的数值进行行驶。
第3章系统硬件设计
2、1 系统总体电路图
定速巡航控制系统模拟设计系统总体电路图中主要由AT89C51单片机、发光二极管,LED显示器等组成,其具体连接电路如图1所示:
定速巡航控制系统 在推出的众多车型当中都配备了巡航控制系统，表面看来，这个功能的设置并没有太大的作用，但在实际操作中，尤其是在高速公路上行驶时，便能体现出其不意的功能。现在就向您介绍一下巡航控制系统。 汽车巡航控制系统(Cruise Control System)，简称CCS系统，又称恒速行驶系统。它是利用电控技术对汽车的行驶速度进行自动调节的一种电子控制装置，是一种减轻驾车者疲劳的装置。 具体具有以下优点： 1、保持汽车行驶速度稳定。无论汽车行驶在平路还是上坡、下坡，也无论是风和日丽还是急风暴雨，只要在发动机功率允许的范围内，汽车的行驶速度均能保持恒定不变。 2、提高汽车行驶的舒适性。由于其车速稳定，无或快或慢的感觉，尤其是在郊外或高速公路上行驶，乘员乘坐的舒适性体现的更为明显。此外，由于驾驶员无须频繁踏踩加速踏板，疲劳程度会大大减轻。 3、可提高燃油经济性和环保性。采用巡航定速系统后，可使发动机燃料的供给与功率的配合处于最佳状态，在同样的行驶条件下，对于有经验的驾驶员来说，可以节省燃油15%，而且减少排气中有毒成分的含量。 汽车巡航控制系统主要由各种开关和传感器、电控单元ECU、执行器三大部分组成。一般车型都将巡航控制系统操纵手柄设置在方向盘上，一般设置了五种功能：SET（设置恒速）、COAST（减速或滑行）、RES（恢复）、ACC（加速）、CANCEL （解除或取消）。 当按下车速调置开关(SET)后，就能存储此时此刻的车速并能自动保持这个车速。当不需要速度控制时，只要踩下制动踏板，速度设定功能就会立即停止，但是速度信息继续存在。如果要恢复速度控制，按恢复开关(Resume)就能恢复原来存储的车速，汽车又能按照这个速度行驶。另外还有低速自动消除功能，当车速低于40公里/小时以下，定速设置会自动消失并不能再恢复。 按巡航控制的执行器来分类，通常有真空式和电机式两种巡航控制系统： 1、真空式巡航控制装置： 主要由真空调节器和节气门驱动伺服膜盒两部分组成。真空调节器用于控制系统内的真空度，节气门驱动伺服膜盒用于控制节气门开度，从而有效的控制汽车按预定的车速稳定行驶。 2、电机式巡航控制装置： 主要由伺服电机、减速机构、电磁离合器和位置传感器等部分组成。电磁离合器的功用是锁止或释放控制节气门拉索。位置传感器是用来检测伺服电机控制节气门的位置，即动态反映节气门开度情况，使汽车能保持一定速度行驶。
题目：基于模糊PID的汽车巡航控制系统设计
基于模糊PID的汽车巡航控制系统设计 摘要 汽车巡航控制系统是一种辅助驾驶系统，它不但可以减轻驾驶员的负担，还可以提高驾车的舒适性。汽车巡航控制系统具有非线性、时变不确定性，并受到外界扰动、复杂的运行工况等影响。本文介绍了一种基于模糊PID控制算法的汽车巡航控制系统。 本文对汽巡航控制系统进行了简要的分析，将模糊PID控制方法作为其控制方案，对现有的PID控制进行完善和优化，并设计出系统的模糊控制器。以轿车为对象，分析了汽车在行驶过程中的驱动力及受到的各种阻力和干扰力，并建立起汽车纵向动力学模型。利用MATLAB建立了系统的仿真模型，利用MATLAB软件中的模糊逻辑工具箱对系统的设计进行仿真，验证系统设计的可行性，并对汽车巡航控制系统进行了仿真和分析。由仿真结果可知，模糊PID控制方法能使系统的超调减小、反应速度加快、控制效果良好，是一种适用于汽车巡航控制系统的控制方法。 关键词：定速巡航控制系统；MATLAB；模糊PID；仿真
The Design of Controller of Automobile Cruise Control System Based On Fuzzy-PID ABSTRACT Automobile cruise control system,which could not only relieve the drivers burden,but also could make the driving comfortable.it is a kind of accessorial driving system,Cruise control system has high nonlinearity and non-determinacy with time changing.And CCS,which is effected by some factors such as external load disturbers and complicated running modes,A kind of CCS which is based on Fuzzy PID control,it is introduced in the thesis. Analyzing the cruise control system briefly, Fuzzy-PID is confirmed as the control method of the system, improved and optimized the PID control. Then the Fuzzy PID controller is designed,As the object is a car, the thesis analyzes the resistances and disturbs whil e the car’s running,And the automobile dynamics model is given,After setting up the model by means of MATLAB,use the Fuzzy Logic Toolbox in MATLAB software to simulate the design of the system, to verify the feasibility of the system design, the result is analyzed,From the result,we may know that Fuzzy PID control could make the overshoot smaller and the response time shorter,The effect of Fuzzy PID method is given.SO it is a suitable method for CCS. Keywords：cruise control system；MATLAB；Fuzzy PID；simulation
定速巡航系统故障两例解决方法 文章来源：https://www.doczj.com/doc/6e11663794.html, 车辆的巡航控制系统(英文缩写为CCS)亦称为恒速行驶系统。它是利用先进的电子技术对汽车的行驶速度进行自动调节，从而实现以事先设定速度行驶的一种电子控制装置。在高速公路上长时间行驶时，打开该系统的自动操纵开关后，巡航控制系统将根据行车阻力自动增减节气门开度。这样可以省去驾驶员频繁地踩油门踏板这一动作，保证汽车以预先设定的速度行驶。在汽车行驶过程中，驾驶员只要把住转向盘就可以了，从而大大减轻了驾驶员的疲劳强度，也减少了交通事故的发生。同时，由于巡航控制系统能自动地维持车速，避免了不必要的油门踏板的人为变动，进而改善了汽车的燃油经济性和发动机的排放。 这种系统在国外汽车上应用较多，在美国，安装率已达到60%以上。然而，在我国由于道路条件限制，使用率不高。即使该系统出现故障，驾驶员也不在意。另外，由于维修技术不能与汽车技术同步飞速发展，许多维修人员尚对该系统认识不足，以致于在维修过程中无意间对该系统造成干扰或损坏，无法科学分析故障现象，准确判断故障根源。在此，笔者谈一谈定速巡航系统的两个故障诊断实例。 例1 放气孔堵死，定速巡航系统功能失调 一辆1998年产道奇CARA V AN汽车，因发动机的机械故障，对发动机进行了拆装检修。装复之后，定速巡航功能即失去作用。 在高速公路上试车发现，当定速开关起动后，伺服装置使油门踏板一下子拉开到极限位置。无法对行驶速度进行预期设定。 用“OTC”解码器测试系统，检测发现，所有的开关状态均正常。然后进行电磁阀动作测试，定速伺服装置电磁阀都有明显反应。对伺服装置三个电磁阀进行分析：定速巡航系统工作时，控制模块PCM经过制动开关(ON)，同时向三个电磁阀提供12V工作电压。卸载电磁阀处于“ON”状态，关闭真空泄放通道。真空电磁阀处于“ON”状态，打开真空储盒通往伺服膜盒的真空通道。而排气电磁阀则由PCM控制处于“ON—OFF”间歇开闭状态，调节伺服膜盒的真空度，从而起到调节车速的作用。 踩下制动踏板时，卸载电磁阀和真空电磁阀的动作正好相反，从而解除定速功能。 通过上述分析和检测可以知道，各开关状态正常，并且电磁阀工作正常，只可能是真空通道出现故障。如果排气电磁阀控制的放气孔堵死，必定会引起定速巡航系统功能失调。 对伺服装置进行拆检，发现放气孔果然被密封胶堵塞。原来，该车在拆装发动机的过程中不慎碰裂了伺服装置线束插头，于是修理工用密封胶粘涂修补，结果多余的胶将放气孔堵住。因此在定速巡航系统起动后，定速巡航控制单元无法调节伺服膜盒的真空度，也就不能调节车速。 将堵塞放气孔的密封胶清除，重新试车，定速巡航系统功能恢复正常。 例2 更换安全气囊后CRUISE巡航指示灯亮 一辆1998年产道奇CARA V AN汽车，发生撞车事故，安全气囊爆炸。在一家修理厂修复后，经过一段时间，车主发现CRUISE巡航指示灯亮起，同时定速巡航控制系统也不起作用了。 用“OTC”解码器测试系统各相应开关，发现操作所有巡航开关，均显示“ON”状态。而滑行减速开关、解除开关和恢复/加速开关等其他开关都没有出现正确的工作电压。 定速巡航系统各开关都串联有不同阻值的电阻和内部检测电路。定速巡航控制模块PCM通过检测各开关的电压值来判断各个开关的状态，从而接受驾驶员的操作指令。 未操作时，各开关均处于“OFF”状态，其中“ON/OFF”定速主开关未串接电阻，因此，如果这个开关一直处于闭合状态，即使其他开关闭合，定速巡航控制模块PCM通过内部检测电路，对相应并联电路进行分析运算，发现最大电压降为5V，那么定速巡航控制模块PCM就不会接受其他任何开关的指令，包括设定开关SET。 经过分析可以知道，该车所有巡航开关均显示“ON”状态，而且其他开关没有正确的工作电压，看来ON/OFF定速主开关一直处于闭合状态，说明极有可能是ON/OFF定速主开关短路。而该开关线束位于转
车辆自适应巡航控制系统(ACC)设计与分析 65090617付裕 一、引言 ACC系统全称就是自适应巡航控制系统，它是一种智能化的行车自动控制系统，它是在早已存在的定速巡航控制技术的基础上发展而来的。在行驶过程中，安装在车辆前部的车距传感器会持续扫描车辆前方道路,同时轮速传感器采集车速信号。当与前面的车之间的距离过小时（这可以在车内设定距离），ACC控制单元可以通过与制动防抱死系统、发动机控制系统协调动作，使车轮适当制动，并使发动机的输出功率下降，同时车内音响会发出警报声音提醒走神的驾驶员注意，它能有效的防止追尾这类事故的发生。 本文将通过连续系统设计与分析的知识对ACC系统进行分析。 二、研究对象工作过程和要求描述 1.控制原理： 电控单元有两个输入信号，当测出的实际车速高于或低于驾驶员调定的车速时，电控单元将这两种信号进行比较，得出两信号之差，即误差信号，再经放大、处理后成为油门控制信号，送至油门执行器，驱动油门执行器动作，调节发动机油门开度，以修正两输入车速信号的误差，从而使实际车速很快恢复到驾驶员设定的车速，并保持恒定。 2.系统框图如下：
三、被控对象的数学模型建立 m ——汽车质量 g ——重力加速度 f ——滚动阻力系数 C ——空气阻力系数 A ——等效迎风面积 r ——轮胎半径 gi ——变速器速比 di ——主减速器速比 η——传动效率 当获取了自适应巡航状态下的速度控制目标ad后，整车期望转矩 四、控制系统的控制器模型设计 经查询资料可知发动机工作模式下的传递函数如下 综合查询的数据与发动机、变速箱、节气门控制器等传递函数可得，ACC系统的传递函数如下
1巡航控制系统的构成 汽车电子自动巡航控制系统主要由巡航控制开关 (ON /OFF 开关)、车速传感器、电子控制单元 (ECU)、汽车制动 现将其各部分的结构与工作原理分别作以下介绍: (1)巡航控制开关主控开关一般为杆式开关，安装在转向 柱上驾驶员容易接近的地方，或将组合开关设计在方向盘 上。大多数开关有三个档位：设置/减速 (SET / COAST)取 消(CAN, CEL)和恢复/加速(RES /ACC 档。通常情况下，当 车速超过40km / h 时，只要按下设定键，车辆就会记住当前 的车速并保持定速行驶，当按下取消键时，恒速行驶立即停 开关、执行器等组成。其结构如图 8-5所示。 止。 “恢复/加速”档用于制动或换档断开电路后，使车辆 巡航揑制系统的构f 罔8$
重新按设定速度行驶。汽车在自动巡航控制状态下，可以通 过按加速键提高车速，或按减速键来降低车速。 (2) 巡航控制 ECU 用于接收各种专感器送来的信 经计算、加工处理后，向执行器发出指令，控制执行器的动 作。 ⑶ 空档启动开关 用于向巡航控制 ECU 专送空档信 ( 即变速器操纵杆处于空档位置的信号 ) ，以使汽车立即退出 巡航控制状态。 ⑷制动开关用于向巡航控制ECU 专送制动信号(即驾 驶员踩下制动踏板的信号 ) ，以使汽车迅速退出巡航控制状 态。 (5) 车速专感器 车速专感器一般安装在变速器的输出轴 上，这是因为实际车速与变速器输出轴转速成正比。车速专 感器有磁感应式、霍尔式、光电式等多种结构形式，但简单 常用的是磁感应式。 (6) 节气门位置专感器节气门控制摇臂位置专感器，用于 监测节气门控制摇臂的位置， 并将信号专送给巡航控制 号， ECu 。
汽车方向盘按键控制器系统设计 作者：飞思卡尔半导体中国有限公司钱华 随着汽车在人们日常生活中的普及以及汽车电子在汽车应用领域价值不断地扩大，越来越多的舒适性能和“智能”应用被集成进车身电子的领域。飞思卡尔最新的汽车级8位微控制器MC9S08SC4便是本文所要介绍的主角，该款微控制器是业界使用广泛的飞思卡尔HCS08系列汽车级微控制器家族最新的成员，以其低成本、小封装但同时兼具高性能、高可靠性的特点，适用于众多汽车电子应用领域，例如：简单的灯光控制、按键控制、HV AC、LIN通信控制器、车内后视镜调光以及简单的继电器和马达控制。如果你正在为你的应用物色一颗高性能、低成本的汽车级微控制器，但又为电子模块成本和PCB面积的限制而苦恼，相信MC9S08SC4 正是你要找的这颗芯片。 MC9S08SC4的片上资源及性能 MC9S08SC4作为飞思卡尔HCS08汽车级8位微控制器家族的成员，设计上延续了HCS08微控制器许多的优点，例如总线频率高达20Mhz的HCS08内核，高质量汽车级内置Flash存储器可用于EEPROM的模拟，芯片上自带的时钟振荡器在全温度和电压范围内可校准至±2%的精度，还包括内部增强型支持LIN通信的串口控制器。图1是MC9S08SC4芯片内部的结构框图 和资源配置。 MC9S08SC4的典型应用
人们在选择家用轿车时，对舒适性要求不断提高，因此在整车的设计中舒适性能也受到越来越广泛地重视，舒适性能已成为购车因素的一项重要指标。因此即使在许多中低端的轿车上这种需求也随处可见，例如现在汽车的方向盘已经不仅仅是传统的只具备控制方向和喇叭的功能，在它上面往往会集成用于控制其他功能的按键，例如控制收音机的操作按钮、控制DVD 或者CD播放的操作按钮、手机蓝牙免提、自动巡航控制按钮，甚至还预留了用户可配置功能的按键。方向盘按键的不同风格体现了每种车型不同的个性，因此按键设计正受到越来越 多车厂的关注。 本文所要介绍的MC9S08SC4微控制器非常适合类似方向盘按键这样应用，能帮助汽车制造商在不增加高昂成本的情况下获得比竞争者对手较大的差异化优势。MC9S08SC4在键盘的应用中可作为一个LIN通信的Slave节点，负责采集来自方向盘按键的各种控制信号，然后通过LIN总线将这些信号传递给车内其他的控制器单元，这些控制包括车身电子控制器、CD或者DVD控制器、蓝牙通信控制器和仪表盘控制器等。 图2所示是利用MC9S08SC4作为方向盘按键控制器的系统框图，简单地表明了整个控制系统从键盘信号输入端经过逻辑控制最终输出驱动信号这一完整的控制流程。汽车方向盘按键控制器单元由蓝色框内部组成，虽然整个控制系统的结构相对简单，但是该应用还是有一些设 计上的挑战。 汽车方向盘按键控制器系统设计挑战 汽车方向盘按键控制器的设计，主要的挑战在于： 方向盘按键控制器在安装的空间上受到限制，由于控制器会被安装在方向盘面板附近的位置，因此需要在设计时尽可能减小PCB的面积，以方便地嵌入到方向盘下方狭小的空间，并且要
毕业设计（论文）开题报告 文献综述 1 研究目的及意义 随着汽车工业和公路运输业的发展，汽车将走进千家万户，驾驶人员非职业化的特点将突出，车辆驾驶的自动化己成为汽车发展的主要趋势[1]。跨入二十一世纪后，人们需要更加舒适、简便和安全的交通工具，以适应快捷的生活节奏，因此对汽车的智能化要求更加迫切，随着计算机和电子技术的不断发展，性能价格比不断提高，为汽车的优化提供了雄厚的物质基础，汽车实现智能化已不是梦想[2]。驾驶汽车长途行驶的机会较多，而且在高速公路上行驶时变换车速的频率及范围都较少，能以较稳定的车速行驶。但若长途驾驶而右脚不得不踩油门踏板时，久而久之驾驶员就会感到疲劳，容易发生交通事故。车辆自动变速器及其控制技术是智能汽车非常重要的内容，是汽车辅助驾驶系统和自动驾驶系统的基础，是目前我国智能汽车发展亟须解决的核心技术之一。 此外，随着我国高速公路网建设纵横迅速延伸，自动巡航控制也具备了广泛的发展和应用前景[3]。 汽车巡航控制系统CCS(Cruise Control System)是汽车电子技术新装置之一，它实际上就是一种辅助驾驶系统[4]。汽车定速巡航控制装置的使用减轻了驾驶员操纵强度,减少了不必要的车速变化,提高了驾驶的舒适性和安全性,节省了燃料和降低排放污染，提高发动机的使用效率[5]。采用汽车巡航控制系统是提高汽车的动力性能和乘坐的舒适性的主要方法之一。 2 汽车定速巡航控制系统的历史背景 汽车巡航控制系统发展至今已有四十多年的历史，它经历了机械控制系统、晶体管控制系统、模拟集成电路控制系统和微机控制系统等几个过程[6]。 从总体上来说，国外汽车巡航控制系统的发展大体经历了三个阶段： 第一阶段是上世纪50年代末至70年代中期，这一时期美国和日本相继出现了以模拟电路为基础的汽车巡航控制系统。例如，日本丰田公司从1965年起就开始在车上装用毕业设计（论文）开题报告
南通航运职业技术学院毕业论文（作业） 班级：汽修3112班专业：汽车检测与维修题目：汽车定速巡航系统 学生姓名：孙美松 指导老师：成诚 2014年6月16日
目录 0 引言 (1) 1 汽车巡航控制系统简介 (1) 1.1 意义 (1) 1.2 功能 (2) 1.3汽车巡航控制系统的类型 (2) 2 原理与构成 (2) 2.1 原理 (2) 2.2 构成 (3) 3 应用 (5) 4 国内外汽车巡航控制系统发展现状 (6) 4.1 国外发展情况 (6) 4.2 国内发展情况 (6) 4.3巡航控制系统延伸发展 (7) 5 现存问题与发展趋势 (7) 5.1 现存问题 (7) 5.2发展趋势 (8) 6 结束语 (8) 参考文献： (8) 感谢词 (8)
汽车定速巡航系统 汽修3112 孙美松 （南通航运职业技术学院交通工程系，江苏南通226010）摘要：本文论述了汽车定速巡航系统（CRUISE CONTROL SYSTEM）的作用、原理、发展趋势，同时对其原理、操作方法、检测方法和加装方法等做更深一成的解析。 关键词：巡航原理、巡航控制系统、应用、发展趋势、 0 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。 1 汽车巡航控制系统简介 1.1 意义 1.1.1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。 1.1.2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。
（4）巡航控制系统还有定速和主动之分 定速巡航控制系统是轿车中一个比较常见的配置，它使长途驾驶更为轻松。 主动巡航控制类似于传统的巡航控制，同样是保持设定的车速，不同的是新系统能够自动调节车速以保证与前车有足够的安全距离。主动巡航控制系统（Adaptive Cruise Control，简称ACC），系统主要由雷达传感器、方向角传感器、轮速传感器、制动控制器、扭矩控制器和发动机控制器等组成。 在驾驶过程中，驾驶者设定所希望的车速，系统利用低功率雷达或红外线光束得到前车的确切位置，如果发现前车减速，系统就会发送执行信号给发动机或制动系统来降低车速使车辆和前车保持一个安全的行驶距离，当前方道路没车时又会加速恢复到设定的车速。由于车辆不仅仅在直线行使，也要考虑在弯道中的使用。在多车道公路上行驶时，系统根据方向盘转动的角度可以识别自己所在车道上的车辆和相邻车道的车辆，避免出现错误判断。 此外，系统工作时，它与前方车辆的距离以秒衡量而不是米，这将确保系统在目前的行驶速度下有足够的反应时间。带启停式行车功能的主动巡航控制系统令驾驶更加轻松和安全。如需调整速度，系统则依据动态稳定控制系统和导航系统的数据计算出需要的安全速度。 现在的主动巡航控制系统（ACC）提供两种控制模式——定速控制和车距控制。车距控制通过车载雷达探测前车距离，雷克萨斯的主动巡航控制系统有三个距离设置，在车速为80公里/小时的时候，系统自动调节车速，和前车距离维持在15米至25米之间。目前，国内销售的雷克萨斯车型中很多都装备了主动巡航控制系统（ACC）。 宝马装备主动巡航控制系统的车型还不多，目前仅为BMW3系列双门轿跑车，它装备的主动巡航控制系统功能和雷克萨斯的相近，系统有四个距离设置，高精度的毫米波的雷达可以探测到前方150米的车辆，使用的速度范围为30公里／小时至180公里／小时。 主动巡航控制系统代替司机控制车速，避免了频繁的取消和设定巡航控制，使巡航系统适合于更多的路况，为驾驶者提供了一种较为轻松的驾驶方式。 主动巡航控制系统繁忙的公路和高速公路上的行驶变得更加轻松。它在可能
审定成绩：____________ 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40—200km/h的车速范围内启动该系统中，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，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用 (1) 总结 (1) 参考文献 (2)
《汽车电子》课程设计说明书设计题目: 汽车定速巡航控制系统模拟设计学院名称: 专业: 姓名: 学号: 指导老师: 2013年12月
目录 第1章课题分析 (2) 第2章模拟方案设计 (4) 第3章系统硬件设计 (4) 3、1 系统总体电路图 (5) 3、2主要元器件简介 (5) 3.2.1 AT89C51芯片简介 (5) 3.2.2 ADC0808芯片简介 (7) 第4章系统软件设计 (9) 4、1 主程序流图 (9) 4、2汇编程序源代码 (10) 第5章系统仿真结果 (12) 参考文献 (15) 课程设计小结 (16)
第1章课题分析 定速巡航系统(CRUISE CONTROL SYSTEM) 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。其作用就是: 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。其中现在比较普遍的有两种控制方式,一种就是最新电子式,一种就是机械控制式。较我们的课题而言,最新电子式的工作原理及其控制系统就是我们需要研究的。 工作过程:最新电子油门定速巡航的工作过程更加智能化与精确化,就是通过定速巡航系统控制电子油门传感器输出的信号,控制节气门开启大小的调整,来实现对车辆速度的控制。定速巡航功能开启后,定速巡航模块会通过电子油门传感器输出的信号,精确计算为保持当前定速巡航速度,需要控制节气门开启的角度大小,从而使得气、油精确配合,来达到定速巡航所设定的行驶速度,完全摒弃了传统的机械部分控制,已达到控制更精准、安全的效果。 最新电子式定速巡航的各个功能的工作原理如下: (1)定速巡航功能:主要就是通过巡航控制组件读取车速传感器发来的脉冲信号与设定的速度进行比较,通过精准的电子计算发出指令,保证车辆在设定速度下的最精准供油量。 (2)电子节油功能:主要就是通过智能优化控制节气门的开启角度与开启时间,有效屏蔽电子油门传感器由于颠簸路段及不良驾驶习惯形成的杂乱信号,经过精确计算喷油量,使燃油得到最充分燃烧,来实现节油。 (3)油门加速功能:主要就是通过提高节气门响应灵敏度实现的,当系统发现司机有加速意愿时,会驱动节气门尽可能快的打开,这样就使油门响应的敏感度得到了提高。在油门踏板被踩下时,控制器会根据踩下幅度、时间计算油门信号的变化率,变化越快,说明加速要求越强烈,最终实现油门响应速度更快,整车的动力感会明显增加,能够让司机感觉到整车动力大大提升。 (4)限速设定功能:通过控制器,根据限定的速度值,设定输出油门信号最大值,当油门输出信号超不过设定的最大值,来实现限制速度的目的。 (5)刹车故障报警功能:通过采取刹车电路的信号,当刹车电路或刹车保险故障时,会通过告警的方式对司机进行提示。 在现在的中高档的轿车中都应用到定速巡航系统。我们本次的课程设计所做的汽车定速巡航控制系统模拟设计将对其中的原理与控制有更加清楚的认识,对我们将来从事汽车电子
车辆自适应巡航控制系统()设计与分析 65090617付裕 一、引言 系统全称就是自适应巡航控制系统，它是一种智能化的行车自动控制系统，它是在早已存在的定速巡航控制技术的基础上发展而来的。在行驶过程中，安装在车辆前部的车距传感器会持续扫描车辆前方道路,同时轮速传感器采集车速信号。当与前面的车之间的距离过小时（这可以在车内设定距离），控制单元可以通过与制动防抱死系统、发动机控制系统协调动作，使车轮适当制动，并使发动机的输出功率下降，同时车内音响会发出警报声音提醒走神的驾驶员注意，它能有效的防止追尾这类事故的发生。本文将通过连续系统设计与分析的知识对系统进行分析。 二、研究对象工作过程和要求描述 1.控制原理： 电控单元有两个输入信号，当测出的实际车速高于或低于驾驶员调定的车速时，电控单元将这两种信号进行比较，得出两信号之差，即误差信号，再经放大、处理后成为油门控制信号，送至油门执行器，驱动油门执行器动作，调节发动机油门开度，以修正两输入车速信号的误差，从而使实际车速很快恢复到驾驶员设定的车速，并保持恒定。 2.系统框图如下：
三、被控对象的数学模型建立 m ——汽车质量 g ——重力加速度 f ——滚动阻力系数 C ——空气阻力系数 A ——等效迎风面积 r ——轮胎半径 ——变速器速比 ——主减速器速比 η——传动效率 当获取了自适应巡航状态下的速度控制目标后，整车期望转矩 四、控制系统的控制器模型设计 经查询资料可知发动机工作模式下的传递函数如下 综合查询的数据与发动机、变速箱、节气门控制器等传递函数可得，系统的传递函数如下
五、仿真结果单位阶跃响应： 伯德图
《汽车电子》课程设计说明书 设计题目：汽车定速巡航控制系统模拟设计学院名称： 专业： 姓名： 学号： 指导老师： 2013年12月
目录 第1章课题分析 (2) 第2章模拟方案设计 (4) 第3章系统硬件设计 (4) 系统总体电路图 (5) 主要元器件简介 (5) 3．2．1 AT89C51芯片简介 (5) 3．2．2 ADC0808芯片简介 (7) 第4章系统软件设计 (9) 主程序流图 (9) 汇编程序源代码 (10) 第5章系统仿真结果 (12) 参考文献 (15) 课程设计小结 (16)
第1章课题分析 定速巡航系统(CRUISE CONTROL SYSTEM) 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。其作用是：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。其中现在比较普遍的有两种控制方式，一种是最新电子式，一种是机械控制式。较我们的课题而言，最新电子式的工作原理及其控制系统是我们需要研究的。 工作过程：最新电子油门定速巡航的工作过程更加智能化和精确化，是通过定速巡航系统控制电子油门传感器输出的信号，控制节气门开启大小的调整，来实现对车辆速度的控制。定速巡航功能开启后，定速巡航模块会通过电子油门传感器输出的信号，精确计算为保持当前定速巡航速度，需要控制节气门开启的角度大小，从而使得气、油精确配合，来达到定速巡航所设定的行驶速度，完全摒弃了传统的机械部分控制，已达到控制更精准、安全的效果。 最新电子式定速巡航的各个功能的工作原理如下： （1）定速巡航功能：主要是通过巡航控制组件读取车速传感器发来的脉冲信号与设定的速度进行比较，通过精准的电子计算发出指令，保证车辆在设定速度下的最精准供油量。 （2）电子节油功能:主要是通过智能优化控制节气门的开启角度与开启时间，有效屏蔽电子油门传感器由于颠簸路段及不良驾驶习惯形成的杂乱信号，经过精确计算喷油量，使燃油得到最充分燃烧，来实现节油。 （3）油门加速功能:主要是通过提高节气门响应灵敏度实现的，当系统发现司机有加速意愿时，会驱动节气门尽可能快的打开，这样就使油门响应的敏感度得到了提高。在油门踏板被踩下时，控制器会根据踩下幅度、时间计算油门信号的变化率，变化越快，说明加速要求越强烈，最终实现油门响应速度更快，整车的动力感会明显增加，能够让司机感觉到整车动力大大提升。 （4）限速设定功能:通过控制器，根据限定的速度值，设定输出油门信号最大值，当油门输出信号超不过设定的最大值，来实现限制速度的目的。 （5）刹车故障报警功能:通过采取刹车电路的信号，当刹车电路或刹车保险故障时，会
汽车巡航控制系统地应用及发展趋势 摘要：汽车巡航控制系统(Cruise Control System 或CCS,又称车辆速度控制系统,是指在一定地车速范围内,驾驶员不用操控油门而能 使汽车保持设定地速度行驶地控制装置.采用了巡航控制系统地汽车,驾驶员不用控制加速踏板,降低了驾驶疲劳,提高了行驶安全性和燃 油经济性.本文介绍了汽车巡航控制系统地原理.功能及应用情况,对比了国内外汽车巡航控制系统地发展水平.同时对该系统地发展趋势做出了预测. 关键词：汽车；巡航控制系统；应用；发展趋势 0 引言 近年来,随着现代汽车控制技术和高速公路地飞速发展,在世界各国特别是发达国家,无论是运输业还是个人,汽车都已成为长距离运输地主要交通工具.在大陆型地国家,驾驶汽车长途行驶地机会较多,在高速公路上长时间行驶时,驾驶员长时间操纵加速踏板而得不到活动,容易造成腿部肌肉疲劳强度加大,甚至腿部会抽筋,失去制动能.汽车巡航控制系统(CCS)就是为解决此问题而诞生地. 1 汽车巡航控制系统简介 1.1 定义 汽车巡航控制系统,简称CCS,根据其特点一般又称为“巡航行驶
装置”.“速度控制系统”.“自动驾驶系统”等.汽车巡航控制系统(CCS)就是可使汽车工作在发动机有利转速范围内,减轻驾驶员地驾驶操纵劳动强度,提高行驶舒适性地汽车自动行驶装置[1].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,汽车也能以设定地车速进行定速行驶. 采用了汽车巡航控制系统（CCS）地车辆在行驶中,由于驾驶员无需踩踏加速踏板,尤其是装有自动变速器地汽车,因不需使用离合器,只需手握方向盘就可轻松驾驶,将驾驶员地右脚解放出来了,大大减轻了驾驶员地疲劳强度,使整个驾驶过程变得简便.轻松和舒适,降低了交通事故发生地几率.提高了行车地安全性. 此外,使用汽车巡航控制系统（CCS）后,在同样地行驶条件下,对一个有经验地驾驶员来说,可节约燃油15％[2].这是因为CCS系统中使用速度稳定装置后,可使汽车燃油地供给与发动机功率间地配合处于最佳状态,有效降低燃油消耗,减少有害气体排放,提高汽车地经济性和环保性. 1.2 功能 1.2.1 车速设定功能.当在高速公路上长时间稳定行驶时,在路况良好.分到行车.无人流地情况下,可按下“设定”开关,设定一个稳定行驶地车速,驾驶员无须操控油门和换挡,汽车一直以这一车速稳定运行. 1.2.2 消除功能.当驾驶员踩下制动踏板时,车速设定功能立即消失,驾驶员要用常规方法操作驾驶,直到再按另外地功能开关为止.
巡航控制系统 英文：Crusie Control System 或 Speed Control System 缩写：CCS 中文译名：巡航控制系统或定速巡航系统，又称为定速巡航行驶装臵、速度控制系统、自动驾驶系统等。 巡航控制系统：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，采用了这种装臵，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。 巡航控制系统英文名称为Speed Control System或Crusie Control System，这是一种减轻驾车者疲劳的装臵。 当汽车在长距离的高速公路行驶时，启动巡航控制系统就可以自动将汽车固定在特定的速度上，免除驾车者长时间脚踏油门踏板之苦。同时，它还能在巡航状态下对预定的车速进行加速和减速的调节。 在上世纪60年代的美国，巡航控制系统已经广泛应用在汽车上，目前国内生产的一些中高档车如帕萨特、雅阁等也都安装有巡航控制系统。 另外，巡航控制系统还有节省燃料和减少排放的好处，因为汽车都有对应的经济速度，当驾驶者将巡航控制系统调臵在经济速度上就可以起到省油的作用。 编辑本段功能 具体来说，这种巡航控制系统有巡航定速、巡航加速、巡航减速等功能。 ●定速巡航 将控制手柄开关拨到ON位臵后，即可在40公里/小时以上的任何速度，按住(SET/ACC)键1秒钟设定巡航车速，进入巡航状态(无需踩油门，车辆即可按设定的速度巡航)。 ●巡航加速 在巡航状态下，每按住(SET/ACC)键半秒钟可以增加时速1公里。也可一直按住(SET/ACC)键，车速会自动缓缓提升，直至适合的速度再松开按键。此外，在定速巡航状态下可以直接踩油门加速，当松开油门后，车速将缓缓回复到先前设定的巡航速度。 ●巡航减速 在巡航状态下，每按住(RES/DEC)键半秒钟可以降低时速1公里。也可一直按住(RES/DEC)键，车速会自动缓缓下降，直至适合的速度再松开按键。 ●定速解除 在巡航状态下，轻轻踩下制动，便可解除定速。 ●定速恢复 解除定速后，只要按住(RES/DEC)键1秒钟，不用踩油门，车速即可自动恢复到定速解除之前的巡航速度。
10.16638/https://www.doczj.com/doc/6e11663794.html,ki.1671-7988.2018.21.047 基于PID控制的汽车定速巡航系统设计与试验 方亮1，汪志贤2，黄伟1，陈瑶1 （1.江淮汽车集团股份有限公司，安徽合肥230601；2.安庆安簧汽车零部件有限公司，安徽安庆246131） 摘要：基于某搭载定速巡航系统的在研车辆，对巡航控制系统的结构及功能进行了梳理，通过对PID控制器的原理分析，建立了巡航系统的控制器算法，确定了控制器的关键参数。经过实车道路标定与试验，结果表明，该系统具有较好的精度，响应速度快，系统工作稳定，能够满足汽车巡航系统实际使用要求。 关键词：汽车；巡航控制系统；PID控制；标定 中图分类号：U462 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2018)21-136-03 Design and test of automobile cruise control system based on PID control Fang Liang1, Wang Zhixian2, Huang Wei1, Chen Yao1 （1.Jiang-Huai Automobile Group CO., LTD., Anhui Hefei 230601; 2.An Qing Spring Automobile Part CO. LTD., Anhui Anqing 246131） Abstract:Based on the automobile with cruise control system, the paper analyzes the structure and functions of cruise control system, through the analysis of the principle of PID controller, a controller algorithm for cruise control system are established, and the key parameters of the controller are confirmed later. After calibration and real road test on vehicle, the results show that the system has better control accuracy and fast response speed, works stably and can satisfy the actual use needs of automobile cruise control system. Keywords: Automobile; Cruise Control System; PID Control; Calibration CLC NO.: U462 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2018)21-136-03 概述 汽车定速巡航控制系统是利用先进的电子技术对汽车的行驶速度进行自动调节，从而实现以事先设定的速度行驶的一种电子控制装置[1]。由于不用驾驶员操控加速踏板，从而降低了驾驶员的疲劳强度，并改善汽车的燃油经济性和降低汽车排气污染。 巡航控制系统的核心在于控制算法，目前国内外已经进行了大量的研究，如滑模控制方法，模糊控制算法，粒子群等控制算法[2-4]。但由于PID控制算法所具有的结构简单、稳定性好、可靠性高以及操作方便等优点，可成熟的运用于实车当中。本文主要介绍了一种PID控制算法在某车型中的实际运用。 1 巡航控制系统结构 巡航控制系统如下图1所示，由巡航控制系统与驾驶员的人机交互界面、巡航模式控制子系统和巡航车速控制子系统统组成。 人机交互界面包括巡航开关输入、巡航状态的仪表显示、巡航取消信号（刹车，离合等），主要负责驾驶员与巡航控制系统之间的人机信息交互输入与显示。 巡航功能控制子系统接受巡航人机交互界面子系统驾驶员各种操作，决定当前采用哪种巡航控制模式。 巡航速度控制子系统通过当前发动机的状态，巡航系统 作者简介：方亮，就职于江淮汽车集团股份有限公司。 136
基于PID的汽车定速巡航控制系统的研究 摘要：随着汽车工业和公路运输业的发展，汽车会越来越普及，人们将需要更加舒适、简便和安全的交通工具。汽车巡航控制系统是一种辅助驾驶系统，它不但可以减轻驾驶员的负担，还可以提高驾车的舒适性。汽车巡航控制系统具有非线性、时变不确定性，并受到外界扰动、复杂的运行工况等影响，采用传统PID控制很难取得满意的效果，本文介绍了一种基于模糊PID控制算法的汽车巡航控制系统。 本文首先阐述了汽车巡航控制系统的历史背景、在国内外的研究应用现状及其发展趋势，并详细介绍了巡航控制系统的构成。通过对一种采用闭环控制的巡航控制系统进行分析，阐述了巡航控制系统的控制原理。 然后，本文对汽巡航控制系统进行了简要的分析，将模糊PID控制方法作为其控制方案，并设计出系统的模糊控制器。以轿车为对象，分析了汽车在行驶过程中的驱动力及受到的各种阻力和干扰力，并建立起汽车纵向动力学模型。利用MATLAB建立了系统的仿真模型，并对汽车巡航控制系统进行了仿真和分析。由仿真结果可知，模糊PID控制方法能使系统相应的超调减小、反应速度加快、控制效果良好，是一种适用于汽车巡航控制系统的控制方法。 论文的内容是基于传统的汽车巡航控制系统，对现有的PID控制进行完善和优化。发挥模糊控制的优势对现有的汽车巡航控制系统进行改进，令控制过程具有一定的智能水平。有助于提高巡航控制的效果，减少车速变化，最大限度节省燃料，降低排气污染，提高发动机的使用效率，改善汽车动力性和乘坐舒适性。最后利用MATLAB软件中的模糊逻辑工具箱对系统的设计进行仿真，验证系统设计的可行性，观察模糊控制的效果，并对部分基础电路进行设计。通过仿真结果分析得出平均巡航响应时间加快了15.9秒，响应超调量平均减小了15.02%。有助于模糊控制在汽车巡航系统中应用的普及。 关键词: 巡航控制系统; MATLAB; 模糊PID; 仿真