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。
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、无人流的情况下，可按下“设定”开关，设定一个稳定行驶的车速，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，直到再按另外的功能开关为止。
1.2.3恢复功能。当路面车流情况又可稳定运行时，可按“恢复”功能开关，这样汽车又自动按上述设定的车速稳定均匀运行。若不按“恢复”功能开关，也可在驾驶员认为最有利车速时按“设定”开关，汽车就又自动按新选择的设定车速稳定运行。
1.2.4制动踏板消除功能。通过刹车灯开关电路信号控制，刹车灯点亮巡航功能就会自动解除，从而衍生出一个新型的安全功能，就是如果刹车电路或刹车灯泡坏掉，定速巡航功能是无法开启使用的（也就是现今的多功能定速巡航的刹车故障报警功能）。从使得定速巡航解除反应速度更快，因为刹车灯点亮时间是早于刹车作用之前的。
1.2.5低速自动消除功能。当车速小于40km/h时，存储的车速消失，并不能再恢复此速度。
1.2.6加速功能。当按下“加速”开关时，则汽车在原设定的车速基础上加速行驶，开关一直按下不放，则车速一直在增加。当你一放松“加速”开关时，则汽车就自动以你放松“加速”开关瞬间的车速稳定行驶。
1.2.7滑行功能。当按下“滑行”开关时，则汽车在原设定车速基础上减速行驶，开关一直按下不放，则车速一直在减低。当你一放松“滑行”开关，则汽车就自动以你放松“滑行”开关瞬间的车速稳定行驶。
1.2.8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。
1.3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。
2原理与构成
2.1原理
汽车巡航控制系统（CCS）原理如图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，从而保证车速稳定性。控制器作为巡航控制系统的核心部件，其所采用的控制技术直接决定控制结果。
图1汽车巡航控制系统原理图
2.2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。
2.2.1巡航控制开关
图2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。
图2奔驰C级轿车的巡航控制开关
2.2.2位置传感器
节气门位置传感器(TPS)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的控制。节气门位置传感器有两种类型：一种是开关式节气门位置传感器，另一种是模拟节气门位置传感器，工作原理如图3所示。
图3开关输出型位置传感器原理图
2.2.3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。
图4法国Bernard伯纳德电动式执行器
伯纳德智能型电动执行器使用随机配置的操作面板，通过简单的菜单操作，就可以实现对执行器的参数设定。同时，作为选件向用户提供专用手持式控制器（PDA）,以红外方式和执行器通讯，极大的方便了用户
调试或工程师维护。当然，还提供笔记本专用的红外通讯组件,用户可以用自己的笔记本电脑对执行器进行设定。无论是PDA还是笔记本电脑,用户不但可以调整设定执行器的参数。还可以将执行器的力矩等参数，以图表形式显示出来。用于进行阀门工况分析或处理机械故障等。
以电动式单回转式执行器为例，这种执行机构类似于电动多回转执行机构，主要差别是执行机构最终输出的是1/4转记90度的运动。新一代电动单回转式执行机构结合了大部分多回转执行机构的复杂功能，例如：使用非进入式用户友好的操作界面实现参数设定与诊断功能。
单回转执行机构结构紧凑可以安装到小尺寸阀门上，通常输出力矩可达800公斤米，另外应为所需电源较小，它们可以安装电池来实现故障安全操作。
2.2.4控制器(ECU)
奔驰E63轿车ECU
电子控制器(ECU)是巡航控制系统的中枢，其作用是接受巡航控制开关信号、车速传感器信号、制动灯开关信号等，经转换处理后，输出控制信号，驱动执行器工作。
3应用
图5汽车定速巡航系统的电路原理图
目前，汽车定速巡航系统在一步步得到更新和完善，尤其在奔驰、宝马等中高档车上得到了广泛应用，CCS系统工作时，汽车速度通过车速传感器以脉冲形式传出，通过转换成与车速成正比的直流电压。当驾驶员按下开关，控制器ECU就能存储此时的行驶速度(电压)，自我调整控制巡航工作状态，存储电路设定与该瞬时车速相对应的节气门开度电压。ECU就会记忆此刻的目标车速，并据此进行恒定的车速行驶。设定车速与汽车的实际车速都输入到CCS EDU的比较电路中，CCS EDU根据比较结果经补偿电路向执行部件输出控制信号，由执行部件输出信号，决定节气门开度最佳值，并使增速或减速控制电路工作，由ECU发出指令驱动执行装置，调节节气门开度，从而使汽车车速恒定不变。
4国内外汽车巡航控制系统发展现状
巡航控制系统（CCS）在汽车上的应用，显示出了它的无可比拟的优点。自1959年开始在克莱斯勒汽车上引用后很快就受到青睐，目前在美、日、德、法、意等汽车工业发达国家发展、普及很快。
4.1国外发展情况
国外汽车巡航控制系统研究起步较早，对CCS系统控制理论与方法的研究已经作了许多工作，研究成果也得到了广泛的运用。CCS系统经历了机械控制系统、晶体管系统、模拟集成电路控制系统和微机控制系统等几个过程。微机控制的汽车巡航控制系统自从1981年开始应用于汽车后，发展迅速。国外新型汽车基本上都采用了微机控制的汽车巡航控制系统。
随着交通流量的不断增加，前车的行驶情况对后车产生较大影响，传统的巡航控制系统需要频繁的设定和取消操作，逐渐失去了作用。新型智能的巡航控制系统应运而生，这就是能够连续调整车速以保持与前车的安全距离的主动巡航控制系统ACC(Adaptive Cruise Control）。
以丰田REIZ锐志为例，锐志REIZ采用自适应雷达巡航控制系统(ACC)，系统不仅可以保持在固定的速度行驶，还带有车距控制功能，能根据前车速度保持适当的距离。当检测到前车车速低于本车车速时，系统将自动施加制动降低本车车速，如无法提供足够的减速度，则会用警告音与警告灯来提醒驾驶者；当前方车辆变换车道或加速时，系统将自动的缓慢加速，直至达到驾驶者设定的车速，并保持定速行驶。ACC系统有4种典型的操作，如图6所示。
图6ACC系统4种典型的操作
4.2国内发展情况
国内汽车巡航控制系统研究起步较晚，在ACC系统控制理论、方法及应用方面与国外均存在着较大的差距。不过随着中国汽车工业的发展，巡航控制系统（CCS）尤其是主动巡航控制系统（ACC），成为近年来车产安全系统研发的重点。同时国内以清华大学、北京理工大学等为主的高校和研究机构也从事CCS技术或相关技术的研制开发工作，并取得了阶段性的进展。
北京理工大学针对当前ACC系统多是基于CCS系统开发，对车辆速度的调节主要是通过控镧节气门开度和自动换档来实现，提出了将ACC系统与车辆制动和防滑控铡系统ABS／ASR相集成构成ABS／ASR／ACC系统的设计方案。清华大学所做的汽车主动安全性的研究，将ACC技术融合其中，不但可以实现自动调整与目标车辆间的距离，而且还可以实现障碍主动避让，从而进一步提高车辆行驶的安全性能。
2000年，红旗世纪星轿车开始采用巡航控制系统，拉开了国产轿车配置CCS系统的序幕。目前市场上，长城哈弗部分车型、上海汽车荣威750等国产轿车也纷纷使用了汽车巡航控制系统。深入研究CCS系统的控制理论与方法，开发高效、实用的车辆CCS产品，将是今后我国在该领域的研究方向。
4.3巡航控制系统延伸发展
巡航控制系统在飞机上应用，显示出了它的无可比拟的优点。上个世纪50年代末开始在汽车上引用后很快就很受青睐，所以目前在美、日、德、法、意等汽车大国发展、普及很快，尤其是近几年来世界各国高速公路的通车里程增多，扩大了汽车巡航控制系统大显身手的空间，因此巡航控制系统在汽车上的应用也越来越多。
5使用注意事项
5.1为使汽车获得最佳控制，当遇到交通阻塞或在雨、冰、雪等湿滑路面上行驶或遇到大风天气时，不要使用CCS。
5.2为避免CCS误工作，在不使用CCS时，务必使CCS的控制开关处于关闭状态。
5.3汽车行驶在陡坡时，使用CCS会引起发动机转速过大，因此最好不要使用。下坡驾驶时，应避免加速行驶。若车辆的实际行驶速度叫设定车速高出很多，则忽略巡航控制，然后将变速器换入低挡，利用发动机制动控制车速。
5.4车速巡航行驶时，对装备MT的汽车应在踩下离合器踏板时将变速杆置于空挡，否则发动机转速会急剧升高。
5.5使用CCS要注意观察组合仪表上的CRUISE指示灯是否闪亮，若闪亮，则表明CCS处于故障状态。此时，应停止使用CCS，待排除故障后在使用。
5.6ECU是CCS的中枢，对电磁环境、湿度及机械振动等有较高的要求。CCS对以上各方面觉进行洛克全面的防护，有较强的适应能力。使用时应注意以下几点：1、保持汽车发电机及其电压调节器处于良好的技术状态。2、必须保证车辆的蓄电池与发动机、车身的良好连接。3、保持EECU电源接插件连线正确，连接可靠。
4、注意ECU防潮、防震、防磁、防污染。
6现存问题与发展趋势
6.1现存问题
6.1.1技术问题需要完善
国内外汽车巡航控制系统（CCS）的研究目前还存在一些技术问题需要完善，当前需要解决的主要问题是提高CCS系统环境适应性以及要依靠车辆的制动系统实现车辆的主动控制。
CCS控制器软件算法对环境的适应性较差，往往是针对几种典型的行驶工况，而在复杂多变的行车环境中，算法的有效性大大降低，形成较多的误报。CCS系统对车辆速度的调节主要是通过控制发动机节气门开度和自动降低档位来实现的，但是节气门开度和档位调节都在时间上有所滞后，当紧急情况发生时，这样的速度调节无法给驾驶员预留足够的反应时间。因而CCS系统的速度调节要依靠车辆的制动系统来实现。
6.1.2记者采访
记者采访了汽车美容协会的白权勇会长，白会长表示，加装定速巡航有安全隐患，因为在安装过程中必须改变原车的线路，最大的隐患并不是车辆失控，而是车辆自燃，因为定速巡航设备就相当于一台小型电脑，在跟车辆的控制线路连接后，定速巡航系统会根据设定发出信号，油门和刹车接到信号后会自动做出相应的调整，线路改造后难免会因为保养不够引发短路，会导致车辆自燃。
6.1.3加装定速巡航有安全隐患是否合法
加装定速巡航有安全隐患是否合法呢？车管所某工作人员表示，当前市场上的部分宝马、奔驰等中高档车型本身就带着定速巡航功能，这些车辆在出厂时安全技术条件都达到了相关的标准是合法的，但对于原车未有此功能而私自加装的，由于改变了车辆的技术参数，这种设备的安装就属于非法改装，一旦被查处，交警部门将责令拆除收缴并给予相应的处罚。
6.2发展趋势
6.2.1小型化、智能化
计算机、执行元件更趋小型智能型发展。体积更小，便于安装拆卸，智能化程度更高，操作更加简便，可以实现多媒体相结合的集成系统。
6.2.2新控制理论的应用：
车辆的行驶状况受到乘员、发动机输出的变化等影响。驾驶者需要更平顺的驾驶感觉和更自然的速度控制，以传统的控制理论为基础，又引入了新的控制理论。目前，模糊控制等新理论已不断得到应用。
6.2.3联动、复合控制：
目前的巡航控制装置多是独立的，如果要在控制中提高感觉敏感度、响应性和精度，需要发动机控制用计算机、变速控制用计算机进行联动控制，使这些计算机形成一体化的复合控制。
7结束语
汽车巡航控制系统自1961年在美国首次应用，该系统已经得到广泛普及。尤其是近几年世界各国高速公路的通车里程增多，扩大了汽车巡航控制系统大显身手的空间，因此巡航控制系统在汽车上的应用也越来越多。如别克（BUICK）、凯迪拉克（CADILAC）、日本皇冠（CROWN）、佳美（CAMRY）、凌志（LEXUS）、丰田大霸王（PRE-VIA）、欧洲奔驰（BENC）、宝马（BMW）等车型都装有巡航控制系统。随着大规模集成电路及微机控制技术的发展，巡航控制系统的计算机、执行元件更趋小型化，向智能型、复合控制发展，新的控制理论也将得到应用。我国汽车巡航控制系统研究起步较晚，与国外汽车工业发达国家存在较大的差距，但当前我们企业工业发展迅速，技术研发能力也得到提升，因而在追求汽车安全、节能、舒适的潮流中，汽车巡航控制系统在我国有着广泛的研究和应用前景。
参考文献：
[1]刑忠义汽车新结构与新技术机械工业出版社2013.3
[2]朱则刚现代汽车电子巡航控制城市公共交通2007.5
[3]刘光明李晓汽车速度自动控制技术及其应用公路与汽运2007.6
[4]王连军汽车巡航控制系统的使用与发展中国高新技术企业2009.10
[5]重庆商报2012年12月25日
[6]王连军汽车巡航控制系统的使用与发展中国高新技术企业2009.10
[7]中邢台职业技术学院汽车工程系于万海论文2012.1
[8]凌永成于京诺汽车电子控制技术北京大学出版社2014.1
[9]尹力汽车电子控制技术天津科学技术出版社2010.1
致谢辞
时间过的很快，三年的大学生活就这么结束了，有些匆忙、有些不舍，却也很充实，感谢我的母校南通航运职业技术学院让我有一段值得回忆的大学生活。
感谢我的论文导师，成诚老师，成老师在我写论文过程中为我提出了许多宝贵建议，指正了我论文中的诸多不足，帮助我解决许多论文中遇到的难题，理清了我的困惑，使我的论文得以顺利完成，在此对导师的细心指导表示衷心感谢！
感谢我的辅导员张文君老师，她给予我学习上的指导和生活上的无私帮助，表示衷心感谢。祝张老师工作顺利，桃李满天下！
感谢我实习时的师傅徐润之，在我的实习过程中，给予我太多的指点和帮助，祝他工作顺利，前尘似锦！
在三年的大学生活中还有很多老师和同学给予我学习和生活上的帮助，在此我向他们表示我衷心地感
谢。
最后，祝所有老师工作顺利，祝母校蒸蒸日上，愿社会安定和谐！
吉林交通职业技师学院 毕业论文课题名称巡航系统的结构原理与检修方法 学生姓名 学号 系别 专业 班级 指导教师 2012 年月
内容摘要 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，减轻驾驶员的驾驶操纵劳动强度，提高行驶舒适性的汽车自动行驶装置。在大陆型的国家，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，较能以稳定的车速行驶。但若长途驾驶而右脚不得不踩油门踏板时，久之脚就容易感到疲劳。而汽车巡航控制系统（CCS）的作用是：按司机所要求的速度闭合开关之后，不用踩油门踏板就可以自动地保持车速，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。
目录 绪论 (4) 第一章巡航控制系统的功能和发展 (4) 第一节巡航控制系统的发展 (4) 第二节巡航控制系统的功能 (5) 第二章巡航控制系统的组成与原理 (7) 第一节巡航控制开关 (7) 第二节传感器 (8) 第三节巡航控制ECU (9) 第四节执行器 (10) 第五节汽车巡航控制系统使用注意事 (14) 第六节巡航控制系统的故障诊断与检修 (15) 第三章巡航控制系统的发展动向 (18) 致谢 (19) 参考文献 (20)
绪论 随着汽车工业和公路运输业的发展，以及非专业司机的不断增加，车辆驾驶的自动化已成为汽车发展的主要趋势之一。人们需要更加舒适、简便和安全的交通工具，以适应快速的生活节奏，因此对汽车智能化的要求更加迫切，汽车巡航控制系统可以有效地减轻长途驾驶的疲劳，是提高舒适性和趣味性的重要方法之一。随着时代的发展，汽车巡航系统在中高档轿车上的应用日益广泛,对汽车的驾驶舒适性、安全性、经济性起到了重要的作用. 第一章巡航控制系统的功能和发展 第一节巡航控制系统的发展 汽车巡航控制系统的发展始于20世纪60年代，经历了机械巡航控制系统、晶体管巡航控制系统、模拟微型计算机控制系统和数字微型计算机巡航控制系统四个发展阶段。自20世纪80年代初开始，数字微型计算机巡航控制系统得到广泛应用。 数字微型计算机巡航控制系统的控制过程见图7.1。驾驶员操纵巡航控制开关，将车速设定、减速、恢复、加速、取消等命令输入计算机。当驾驶员通过巡航控制开关输入了设定命令时，计算机便记忆此时车速传感器输入计算机的车速，并按该车速对汽车进行等速行驶控制。汽车在巡航行驶过程中，不断通过比较电路将实际车速与设定车速进行比较，计算出实际车速与设定车速的差值，然后通过补偿电路输出对执行部件的命令，执行部件控制发动机节气门开打或关小，使实际车速接近设定车速。
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
汽车电子巡航系统 摘要: 汽车电子巡航系统(CCS),又称为定速巡航行驶系统,这种系统在车辆处于高速时有显著的优点。 关键词: 巡航系统；车辆控制 1.汽车电子巡航系统概述 1.1 简述 汽车巡航控制系统(Autonomous cruise Control System)指当汽车在高速公路上行驶时，驾驶员即使不踏加速踏板，汽车仍可以按驾驶员所希望的车速自动保持行驶功能。汽车自动巡航控制系统根据驾驶员设定的目标车速和车辆行驶阻力的变化，自动调节节气门开度，以使车辆达到按目标车速自动行驶的目的。汽车自动巡航控制系统除了维持车辆按驾驶员所希望的车速行驶外，还具备加速、减速和恢复的功能。在汽车自动巡航控制状态下，如果踏下制动踏板或操纵巡航控制取消开关，则可自动解除巡航功能，如果重新按下恢复开关，则恢复解除前的固定的车速。在巡航控制期间，随着道路坡度的变化以及汽车行驶所可能遇到的阻力，车辆自动变换节气门开度或自动进行档位转换，以按存储在微处理器内的最佳燃料经济性规律或动力性规律稳定行驶。 1.2 汽车巡航技术的作用 巡航控制系统：当系统启动后，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。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。 1.3 国内外汽车巡航技术的发展分为三个阶段 第一阶段是年代中期，早期的汽车巡航控制系统主要是机械式和气动机械式巡航控制系统。例如，日本丰田公司从年起就开始在车上装用机械式巡航控制系统。之后，德国的公司也研制出了气动机械式巡航控制系统。而年德国奔驰公司开发了晶体管控制的巡航控制系统，并在莫克利汽车上装用，这期间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。 第二阶段是年代中后期，以数字信号为主的控制系统。随着单片机技术的发展，特别是大规模集成电路及单片机的应用，出现了以数字技术为基础的巡航控制系统。如年美国鲁卡斯汽车研究中心研究出了性能完善的运用卫星雷达的数字车速／车距控制系统，该系统可以更好地适应路面状况的变化。日本日野公司于年投放市场一种基于燃油经济性的车速控制系统，其控制框图如图所示。其控制部分的核心是微处理器。美国摩托罗拉公司也 研制了一种采用微处理器控制的巡航控制系统，这种系统的所有输入指令以数字形式直接存储和处理，微处理器根据指令车速、实际车速以及其他输入信号，按给定程序完成所有数据处理，并产生步进电动机的驱动信号输出，改变节气门开度，每种车型的最佳加速度和减速度由编程人员决定。从安全上考虑，将制动开关与节气门执行器直接相连，这样当踩下制动踏板时，在断开巡航控制系统的同时，将执行器的动力源断开，从而使节气门迅速脱离巡航控制系统的控制 第三阶段，从20 世纪90 年代开始，国外又开始发展以智能化为核心的汽车自动巡航控制系统和以定距离控制为主的自适应巡航控制系统。1990 年美国鲁卡斯
汽车电子巡航控制系统 汽车电子巡航控制系统的概念 汽车电子巡航控制(英文缩写为CCS)是指汽车的定速控制，亦称为恒速行驶系统或巡航行驶装置、速度控制系统和自动驾驶系统等。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，它是汽车的新装置之一。自1961年在美国首次应用CCS以来，在汽车上的应用也越来越多。如美国协和(CONCORDE)、纽约人(NEWYORKER)、别克(BUICK)、凯迪拉克(CADILAC)，日本皇冠(CROWN)、佳美(CAMRY)、雷克萨斯(LEXUS)、丰田大霸王(PRE-VIA)，欧洲奔驰(BENZ)、宝马(BMW)等车辆都装有巡航系统。 结构原理 汽车巡航控制系统一般由车速传感器、伺服器、电子控制装置、车速控制开关、真空控制或油门执行器等组成。在车辆行驶中，当驾驶员接通“速度控制开关”时，速度控制系统开始工作。当驾驶员推动“设定按钮”时，行驶速度信息不断存储在存储器中，当松开按钮时，微机将行驶速度锁定，此时的速度成为速度控制系统保持的目标。如果行驶阻力变化而使车辆行驶速度发生变化时，微机根据车速传感器输入信息，输出控制信号，控制速度伺服装置工作。伺服装置供发动机真空吸力作用吸动膜片，拉动节气门连杆，控制节气门开度。若遇爬坡，车速有下降趋势，微机控制系统则自动加大节气门开度；在下坡时，又自动关小节气门开度，以调节发动机功率达到一定的转速。当驾驶员换低速档或制动时，这种控制系统则会自动断开。 车速传感器用于检测车速，并将车速信号传送给ECU，为ECU提供实际车速反馈信号，以实现定速行驶功能。专门用于巡航控制的车速传感器由磁铁和磁感应线圈组成，磁铁一般安装在变速器输出轴相对平稳的部位，行车中对应车速电磁线圈产生电脉冲信号。车速传感器要远离发电机、点火线圈、配电盘等高压区。 执行器也称为伺服机构，是巡航系统的关键部件，其作用是接受ECU的控制指令信号，以电动或气动方式操纵油门，改变油门开度，使车辆作加速、减速和定速行驶。执行器常见有电动式和真空式两种，电动式执行器采用步进式电动机驱动，将ECU输出的数字信号变为一定量的角位移，每输出一个脉冲，电动机就带动油门转过一个小角度，保证油门开、闭动作的准确。执行器密封室内装有膜片、弹簧，膜片上装有油门拉索。同时在密封室负压腔装有两个空气电磁阀和一个真空电磁阀，各电磁阀的搭铁线分别与ECU相连接，当控制点搭铁时，电磁阀即起作用，各电磁阀的配合使油门的开度通过膜片动作，拉动拉索实现不同油门位置的控制。 ECU的作用是接收车速传感器、巡航控制开关、制动开关等信号，经计算、比较、放大和信号转换等处理后，输出控制信号，驱动执行器动作。早期的电控巡航系统ECU大多采用模拟电路，现已全部采用数字式微处理机控制系统。 巡航控制系统控制器有两个输入信号，一个是驾驶员设定的指令速度信号，另一个是实际车速的反馈信号。电子控制器检测这两个输入信号之间的误差后，产生一个送至油门执行器的油门控制信号。油门执行器根据所接收的控制信号调节发动机油门开度，以校正电子控制器所检测到的误差，使车速保持恒定。实际车速由车速传感器测得，并转换成与车速成正比的电信号反馈至电子控制器。实际车速与设定车速信号的误差始终都存在，并且保持在一定的范围之内。因为它们的误差值一旦为零时，行驶阻力的微小变化，都会使得油门的开度得到变化，从而产生“游车”的现象。巡航控制系统与节气门的工作关系见图1。巡航控制系统的核心控制器采用比例积分控制(简称PI控制)的电子控制装置。油门控制信号实际上由两部分叠加而成。线性放大部件KP提供一个与误差信号e成正比的控制信号；而积分放大
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
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)、汽车制动开关、执行器等组成。其结构如图8-5所示。 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，恒速行驶立即停止。“恢复／加速”档用于制动或换档断开电路后，使车辆
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 用于接收各种传感器送来的信号，再经计算、加工处理后，向执行器发出指令，控制执行器的动作。 (3)空档启动开关用于向巡航控制ECU传送空档信号(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。 (4)制动开关用于向巡航控制ECU传送制动信号(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)车速传感器车速传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。车速传感器有磁感应式、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)节气门位置传感器节气门控制摇臂位置传感器，用于监测节气门控制摇臂的位置，并将信号传送给巡航控制ECu。
(7)执行器执行器又称伺服器，其作用是受巡航控制EC U的控制驱动与节气门拉索并联的拉线盘，用于调整节气门的开度，使车辆作加速、减速及定速行驶。执行器常分为电动式和真空式(气动式)两种，下面分别加以介绍。 1)电动式执行器：电动式执行器结构如图8-6所示。 电动式执行器主要由电动机、安全电磁离合器和位置传感器组成。电动机采用直流永磁式电动机，通过改变电动机中电流方向即可改变节气门转动方向。电动机转动时可带动执
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。
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.
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
汽车自动巡航控制系统(上) 随着社会的发展与进步，人们对汽车行驶安全性、舒适性的要求越来越高。为了满足人们的需求，汽车电子化程度也越来越高，特别是微处理器进入汽车控制领域后，给汽车发展带来了划时代的变化，汽车的动力性、操作稳定性、安全性、燃油经济性及尾气的排放都得到了大幅改善。 随着汽车工业和公路运输业的发展，以及非专业司机的不断增加，车辆驾驶的自动化己成为汽车发展的主要趋势之一。人们需要更加舒适、简便和安全的交通工具，以适应快速的生活节奏，因此对汽车智能化的要求更加迫切，汽车自动巡航控制系统可以有效地减轻长途驾驶的疲劳，是提高舒适性和趣味性的重要方法之一。 1 汽车自动巡航控制系统概述 1．1 国外汽车自动巡航技术发展现状 汽车自动巡航控制系统(Autonomous cruise Control System，Accs)是当汽车在高速公路上行驶时，驾驶员即使不踏加速踏板，汽车仍可以按驾驶员所希望的车速自动保持行驶功能。汽车自动巡航控制系统根据驾驶员设定的目标车速和车辆行驶阻力的变化，自动调节节气门开度，以使车辆达到按目标车速自动行驶的目的。汽车自动巡航控制系统除了维持车辆按驾驶员所希望的车速行驶外，还具备加速、减速和恢复的功能。在汽车自动巡航控制状态下，如果踏下制动踏板或操纵巡航控制取消开关，则可自动解除巡航功能，如果重新按下恢复开关，则恢复解除前的固定的车速。在巡航控制期间，随着道路坡度的变化以及汽车行驶所可能遇到的阻力，车辆自动变换节气门开度或自动进行档位转换，以按存储在微处理器的最佳燃料经济性规律或动力性规律稳定行驶。运用该系统可以减轻驾驶员因长时间控制节气门而产生的疲劳，从而减少或避免交通事故的发生；同时可避免不必要的节气门振动，从而改善了汽车的经济性；提高车流量和运输生产率，并在一定程度上提高了汽车的动力性和乘坐舒适性。 国外研发汽车自动巡航控制系统起步很早，其发展过程主要经历了三个阶段： 第一阶段是20世纪60～70年代中期，早期的汽车巡航控制系统主要是机械式和气动机械式巡航控制系统。例如，日本丰田公司从1965年起就开始在车上装用机械式巡航控制系统。之后，德国的VD0公司也研制出了气动机械式巡航控制系统。而1968年德国奔驰公司开发了晶体管控制的巡航控制系统，并在莫克利汽车上装用，这期间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。
XxxxXXXXXX学院 毕业论文 题目：汽车巡航系统的原理与检修 系别： 学生姓名： 专业班级： 学号： 指导教师： 年月
摘要 汽车巡航控制系统是一种可使汽车发动机工作在有利转速范围内，减轻驾驶员的驾驶操纵劳动强度，提高行驶舒适性的汽车自动行驶装置。巡航控制系统又可称为巡航行驶装置、速度控制系统、自动驾驶系统等。 汽车巡航控制系统闭合开关之后，可按司机要求的速度，在不踩油门踏板的情况下自动地保持车速，使车辆以固定的速度行驶。采用这种装置，使驾驶员在高速公路上长时间行车时，不必控制油门踏板，就可以保持汽车恒速行驶，减轻了驾驶员的疲劳，同时减少了不必要的车速变化，也节省了燃料。
目录 摘要........................................................................................................ I I 第一章汽车巡航控制系统概述 (1) 1.1 概论 (1) 1.2 系统的功能及优点 (1) 1.3 巡航控制系统的发展动态 (3) 第二章巡航控制系统的原理 (4) 2.1 巡航控制系统的基本工作原理 (4) 2.2 巡航控制系统的组成与原理 (5) 2.3 巡航控制系统的普及应用 (8) 第三章巡航控制系统的使用与检修 (9) 3.1 巡航控制系统的使用方法 (9) 3.2 巡航控制系统使用注意事项 (10) 3.3 巡航控制系统的故障诊断与检修 (12) 四、巡航控制系统的发展动向 (14) 致谢 (15)
第一章汽车巡航控制系统概述 1.1 概论 汽车巡航控制系统英文为CRUSIE CONTROL SYSTEM--缩写为CCS。根据其特点巡航控制系统一般又称为巡航行驶装置、速度控制（Speed Control）系统、自动驾驶（AutoDrive）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。 汽车巡航控制系统具有定位功能、报警功能、指挥控制功能、语音提示功能、扩展功能等。它与汽车导航系统的使用，不仅能使汽车自动导航、自动控制减轻驾驶员的疲劳强度，而且提高了车辆的行驶舒适性、节省燃油、减少排放污染物、保证车速稳定性、行驶安全性以及减小机件磨损与延长使用寿命。 现代汽车配置了巡航控制系统和导航系统，虽然提高了车辆的性能、增加了功能，但同时也给汽车的使用与维修带来一定的困难。 1.2 系统的功能及优点 1．巡航控制系统的功能 （1）基本功能 ①车速设定：当按下车速调置开关后，就能存储该时间的行驶速度，并能保持这一速度行驶。当汽车在路面质量好、无逆向车流及无分道行车、适宜长时间稳速行驶的高速公路上行驶时，驾驶员可以按下设定开关，设定一个稳定行驶车速时，则可以不再踏加速踏板和操纵变速杆，车辆便可以稳定车速行驶。 ②消除功能：当踩下制动踏板时，上述功能立即消失。但是，上述调置速度继续存储。当在某种情况下踏下制动踏板时，则已设定的车速设定功能便立即消除。这时，驾驶员应按常规操作驾驶车辆，并直到再按另外的功能开关时为止。注意，在车辆行驶速度高于40km／h时，其所设定的车速值仍然存储在系统中，
10.16638/https://www.doczj.com/doc/d82299576.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