磁電式傳感器的汽車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-07-24 16:15 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ASR 在控制中，通過(guò)輪速傳感器反饋來(lái)的信號(hào)經(jīng)控制單元處理后發(fā)出指令，調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，從而調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。目前 ASR 的裝備大多是在 ABS 系統(tǒng)增設(shè)一部分部件的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，可看成是對(duì) ABS 系統(tǒng)的完善和補(bǔ)充。 ECU 控制原理車(chē)輛電子控制器常稱(chēng)為ECU，也叫電子控制單元。它是發(fā)動(dòng)機(jī)的一種綜合電子控制裝置。其核心部件是電腦(ECU或電子計(jì)算機(jī))，簡(jiǎn)稱(chēng)微處理機(jī)或微機(jī)。電子控制器包括硬件和軟件兩部分控制裝置是變速器的中央控制單元，該裝置由一個(gè)電子控制單元和一個(gè)電動(dòng)液壓控制單元組成，它安裝在變速器內(nèi)并浸在DSG機(jī)油中。所有傳感器和其他控制單元的信號(hào)都匯集到此，并由它分析后，向各個(gè)執(zhí)行器發(fā)出指令并監(jiān)控。2 車(chē)輛限速裝置的設(shè)計(jì) 控制裝置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)電子控制器ECU硬件的作用是：根據(jù)電子控制器存儲(chǔ)的程序和數(shù)據(jù)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)(或汽車(chē))傳感器輸入的各種信息(模擬／數(shù)字)進(jìn)行運(yùn)算、處理、判斷。然后輸出動(dòng)作指令，控制各有關(guān)執(zhí)行器進(jìn)行工作，達(dá)到快速、準(zhǔn)確、自動(dòng)地控制發(fā)動(dòng)機(jī)(或汽車(chē))工作的目的。若系統(tǒng)中采用硬件較多，則處理信息的速度加快，可改善控制系統(tǒng)的性能，但系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化；若系統(tǒng)中多采用軟件替代一些硬件，則可減少電器元件數(shù)目，但系統(tǒng)的處理速度減慢，響應(yīng)度也降低。因而電子控制器合理地選配硬件與軟件兩者的比例是至關(guān)重要的，應(yīng)按控制系統(tǒng)的具體要求來(lái)確定電子控制器的硬件有專(zhuān)用控制微機(jī)、電路、輸入與輸出接口等。即主要是集成電路、電子元件與印刷電路板。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制器ECU的組成如圖2所示。主要由輸入電路、A/D轉(zhuǎn)換器(中轉(zhuǎn)換電路)、微型計(jì)算機(jī) (ECU)和輸出回路等四部分組成。輸入電路的作用是將系統(tǒng)中各傳感器檢測(cè)到的信息(號(hào))通過(guò)I/O (輸入／輸出接口電路)接口送入ECU，完成汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)其工況狀態(tài)的實(shí)時(shí)檢測(cè)任務(wù)。在檢測(cè)過(guò)程中，需要檢測(cè)與輸入的信號(hào)有模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)兩種。從傳感器送來(lái)的信號(hào)，首先進(jìn)入輸入回路。在輸入回路中，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理。一般是去除雜波和將正弦波變?yōu)榫匦畏讲ê?，再轉(zhuǎn)換成輸入電平，其大致過(guò)程如圖3所示。模擬信號(hào) 輸入回路 輸出回路 執(zhí)行器A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)字信號(hào) 輸入回路存儲(chǔ)器（ROMRAM）CPUI/O圖3 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制的組成從傳感器送出的信號(hào)有模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)兩種，其中的模擬信號(hào)ECU不能直接識(shí)別與處理，需經(jīng)過(guò)相應(yīng)的A/D中轉(zhuǎn)換電路將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后才能輸入ECU(微機(jī))。從傳感器送出的信號(hào)有模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)兩種，其中的模擬信號(hào)ECU不能直接識(shí)別與處理，需經(jīng)過(guò)相應(yīng)的A/D 中轉(zhuǎn)換電路將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后才能輸入ECU(微機(jī))。輸入的模擬信號(hào)有吸入空氣流量、空氣溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷(轉(zhuǎn)速)、電源電壓等多個(gè)信號(hào)。這幾個(gè)信號(hào)分別經(jīng)過(guò)相應(yīng)的處理電路后，再經(jīng)過(guò)模／數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換之后，才以數(shù)字量的形式送入到中央處理器CPU，控制系統(tǒng)采集的數(shù)字信號(hào)主要是來(lái)自轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)速信號(hào)與活塞上止點(diǎn)參考信息，它們都是脈沖信號(hào)。這兩個(gè)信號(hào)經(jīng)過(guò)處理電路之后，通過(guò)I/O (輸入／輸出接口電路)接口就可直接送入ECU。其過(guò)程如圖4所示。A / D模擬量輸入0101D1D2D3D4數(shù)字量輸入5V計(jì)算機(jī)C P U圖 4 A/D 轉(zhuǎn)換工作過(guò)程示意圖 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)車(chē)輛行駛記錄儀大多采用輪速傳感器記錄制動(dòng)過(guò)程中的車(chē)速曲線(xiàn)。國(guó)內(nèi)研制的車(chē)輛行駛記儀大多采用輪速傳感器記錄制動(dòng)過(guò)程中的車(chē)速曲線(xiàn)(如圖5所示) 。實(shí)際上，目前國(guó)內(nèi)車(chē)輛大多沒(méi)有配置防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)，在緊急制動(dòng)時(shí)，如果路面的附著系數(shù)較低，車(chē)輛車(chē)輪有時(shí)會(huì)發(fā)生抱死，車(chē)輛滑行速度遠(yuǎn)大于車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的速度(如圖5中的車(chē)身速度、車(chē)輪速度)，此時(shí)輪速不能反映汽車(chē)真實(shí)的行駛狀況，有必要測(cè)量記錄實(shí)時(shí)車(chē)速。傳統(tǒng)上測(cè)量車(chē)速主要有五輪儀、非接觸式五輪儀，僅適用于測(cè)量系統(tǒng)，不適用于控制系統(tǒng)，且價(jià)格也較高。圖5 車(chē)輛制動(dòng)過(guò)程的輪速與車(chē)速因此，這里提出一種利用加速度傳感器測(cè)量加速度，然后進(jìn)行積分求出速度的汽車(chē)行駛記錄系統(tǒng)。同時(shí)利用微處理器的存儲(chǔ)功能記錄汽車(chē)在最近360h內(nèi)的行駛狀態(tài)數(shù)據(jù)，并且具有數(shù)據(jù)鎖死功能。在A/D處理電路中，由于壓力傳感器送到采集板的壓力信號(hào)是電流信號(hào)，因此在輸入端利用精密電阻將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，并經(jīng)放大電路對(duì)其進(jìn)行放大。對(duì)于輪速信號(hào)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用了霍爾式傳感器處理電路，集和處理輪速信號(hào)。其電路圖如圖6所。開(kāi)關(guān)量輸入處理電路主要指人踩下制動(dòng)踏板所發(fā)出的信號(hào)。這里用MAX6816對(duì)其進(jìn)行防抖整形處理。然后輸入到 MCU的中斷口。2R30137UTLP5211 4RVccWHEE9UPT74LSVcc圖6 霍爾傳感器速度采集轉(zhuǎn)換電路 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)汽車(chē)車(chē)速傳感器是車(chē)輛安全行駛的重要設(shè)備，它能否穩(wěn)定工作，將直接影響到車(chē)輛的正常運(yùn)行：車(chē)輛的運(yùn)行離不開(kāi)速度信號(hào)。而速度信號(hào)的可靠性主要取決于以下幾個(gè)方面：其一，速度傳感器本身的內(nèi)在質(zhì)量好壞；其二，速度傳感器與車(chē)輛輪對(duì)是否可靠連接；其三，車(chē)輛正常行駛狀態(tài)下，車(chē)輛輪對(duì)是否出現(xiàn)空轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。針對(duì)以上情況，本文設(shè)計(jì)了一種實(shí)現(xiàn)方法。 車(chē)輛速度處理裝置的主要原理是：綜合檢測(cè)車(chē)輛輪對(duì)上安裝的多個(gè)(多路)速度傳感器，經(jīng)過(guò)有效性檢測(cè)、分析、運(yùn)算，得到速度的平均值和有效值，并根據(jù)設(shè)定輸出相應(yīng)的速度信號(hào)。車(chē)輛的速度是通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)方式傳到儀表頭內(nèi)的，經(jīng)過(guò)齒輪變換，達(dá)到 轉(zhuǎn)39。U行程/Km車(chē)速的測(cè)量就是將這一模擬信號(hào)經(jīng)A/D得到數(shù)字信號(hào)，最后成為對(duì)方波信號(hào)的測(cè)量。由于中國(guó)公路條件復(fù)雜，規(guī)定不同等級(jí)的公路允許的最高速度不同。所以取中等平均速度，當(dāng)取中等平均速度為
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