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汽車車速限速系統(tǒng)的設(shè)計-wenkub.com

2025-07-26 10:49 本頁面
   

【正文】 感謝陳巒老師在這幾個月設(shè)計中對我的幫助和鼓勵。置身陳巒老師的指導(dǎo)過程中,不僅我的思想觀念煥然一新,也改善了我的思考方式,而且還明白了許多待人接物與為人處世的道理。對于單片機編程有了更進一步的了解。利用MAX7219芯片僅使用單片機三根引腳即可,電路設(shè)計簡單,驅(qū)動共八位7段加小樹點的共陰極數(shù)碼管,每四位分別顯示當前速度和設(shè)定的速度上限,通過四個按鍵可以對速度上限不同要求地進行更改設(shè)置,方便使用。結(jié)束語 該系統(tǒng)的設(shè)計思想是主動的,從人本主義出發(fā),考慮的是時刻提醒駕駛員的自我安全意識,得出車輛的行駛安全程度,并采取有效的措施正對性的防護,最大限度避免因為車輛超速造成交通事故。多功能化是指一個傳感器能檢測2個或者兩個以上的特性參數(shù)或者化學(xué)參數(shù),從而減少汽車傳感器數(shù)量,提高系統(tǒng)可靠性。未來的汽車用傳感器技術(shù),總的發(fā)展趨勢是微型化、多功能化、集成化和智能化。在系統(tǒng)安裝中,增加車輛轉(zhuǎn)向行駛時橫向擺動的角速度傳感器,通過控制內(nèi)外、前后車輪的驅(qū)動力和制動力,確保車輛行駛的穩(wěn)定狀態(tài)。一種具有良好線性度的熱偶流速度傳感器已在英國TROLEXLTD服了許多傳感器因為非線性失真(精度177。主要有PID控制、最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制、滑??刂啤⒛:刂?、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制以及預(yù)測控制等。電子限速器的應(yīng)用,可以在很大程度上降低交通事故的發(fā)生率,減少人員傷亡及財產(chǎn)損失。汽車車速傳感器電子限速的作用是限制車速過高,防止因車速過高造成事故。其總原則是:抑制或消除干擾源;切斷干擾對系統(tǒng)的耦合通道;降低系統(tǒng)對干擾信號的敏感性對于本系統(tǒng),硬件抗干擾設(shè)計的具體措施有:光耦隔離、接地、屏蔽、濾波去耦等方法。本設(shè)計中有較多經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換和放大器放大的電信號,由于測試環(huán)境的電磁干擾、傳感器和放大器自身的影響,往往會含有多種頻率成分的噪音信號。通過Mat lab的仿真,驗證了系統(tǒng)設(shè)計的有效性和可行性。1177。2r/min。可以看出,實驗所測得的數(shù)據(jù)漂移較小,低速情況下相對誤差范圍在1r/min以內(nèi),高速情況下在3r/rain以內(nèi),能夠滿足車輛速度傳感器檢測的要求。10)V;②信號輸入:(110177。其主要指標:① 量程:2g~+2g;② 輸出信號范圍:0~5V;③輸出信號(DC):177。并將測量結(jié)果顯示出來,進行語音報警,從而達到限速控制。統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖如圖35所示。再將周期轉(zhuǎn)換為頻率。由分析可知,當把信號周期作為一次測量的周期時,對車速的測量大約要8~10ms。 車輛速度處理裝置的主要原理是:綜合檢測車輛輪對上安裝的多個(多路)速度傳感器,經(jīng)過有效性檢測、分析、運算,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。然后輸入到MCU的中斷口。對于輪速信號,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。傳統(tǒng)上測量車速主要有五輪儀、非接觸式五輪儀,僅適用于測量系統(tǒng),不適用于控制系統(tǒng),且價格也較高。其過程如圖32所示。從傳感器送出的信號有模擬信號和數(shù)字信號兩種,其中的模擬信號ECU不能直接識別與處理,需經(jīng)過相應(yīng)的A/D中轉(zhuǎn)換電路將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后才能輸入ECU(微機)。從傳感器送來的信號,首先進入輸入回路。汽車發(fā)動機電子控制器ECU的組成。然后輸出動作指令,控制各有關(guān)執(zhí)行器進行工作,達到快速、準確、自動地控制發(fā)動機(或汽車)工作的目的[5]。它是發(fā)動機的一種綜合電子控制裝置,其核心部件是電腦(ECU或電子計算機),簡稱微處理機或微機,如圖210所示。(3)、輸入/輸出接口(I/O)輸入/輸出接口(I/O)的主要功能有數(shù)據(jù)匹配、電平匹配、時序匹配、頻率匹配等。微機由中央處理器(CPU)、存儲器、輸入/輸出裝置等組成,如圖29所示。 圖28 輸入回路信號處理示意圖(2) A/D轉(zhuǎn)換器(模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器)。 ECU的組成 發(fā)動機集中控制系統(tǒng)ECU的組成如圖27所示。根據(jù)信息參數(shù)計算出執(zhí)行命令數(shù)值,將輸出的信息與標準值對比,查出故障。給傳感器提供5V、8V、12V參考(基準)電壓,將輸入的信息轉(zhuǎn)換為微機所能接收的信號。ASR在控制中,通過輪速傳感器反饋來的信號經(jīng)控制單元處理后發(fā)出指令,調(diào)節(jié)發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)矩,從而調(diào)節(jié)驅(qū)動輪的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。由加速度求車速的表達式為:(3)式中: 為采樣周期, 、 為第 、 時刻測量的加速度值。通常,車輛要經(jīng)過大量的道路試驗,才能獲得ABS制動時車速變化規(guī)律和其相應(yīng)的控制邏輯。制動總泵不斷調(diào)整制動壓力,從而對制動踏板產(chǎn)生連續(xù)的反饋力。ABS最重要的功能并不是為了縮短制動距離,而是為了能夠盡量保持制動時汽車的方向穩(wěn)定性。這樣既能保持足夠的制動力,又能防止車輪抱死后車輛失去控制。因此由實驗得知,汽車車輪的滑移率s在15%—20%時,輪胎與路面間有最大的縱向附著系數(shù)φz,而側(cè)向附著系數(shù)也較大。如果是前輪(轉(zhuǎn)向輪)制動到抱死滑移而后輪還在滾動,汽車將失去轉(zhuǎn)向能力(跑偏)。控制裝置其主要組成如圖24所示。 圖23 加速度傳感器原理圖智能加速度傳感器的工作原理是:敏感元件將測點的加速度信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號,進入前置放大電路,經(jīng)過信號調(diào)理電路改善信號的信噪比,再進行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到數(shù)字信號,最后送人計算機,計算機再進行數(shù)據(jù)存儲和顯示。當傳感元件以加速度a運動時,質(zhì)量塊受到一個與加速度方向相反的慣性力作用,發(fā)生與加速度成正比a的形變,使懸臂梁也隨之產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變。確定振幅、頻率和形狀等關(guān)鍵的尺度是正確的、可重復(fù)的、有規(guī)則的、可預(yù)測的。波形結(jié)果車輪轉(zhuǎn)動后,波形信號在示波器顯示中心處的零伏平線上開始上下跳動,并隨著車速的提高跳動越來越高。輸出信號的振幅(峰對峰電壓)與磁組輪的轉(zhuǎn)速成正比(車速),信號的頻率大小表現(xiàn)于磁組輪的轉(zhuǎn)速大小。齒輪轉(zhuǎn)動過程中,使得通過霍爾元件的磁力線密度發(fā)生變化,從而引起霍爾電壓的變化,霍爾元件將輸出一準正弦波電壓,此信號由電子電路轉(zhuǎn)換成表中的脈沖電壓。由霍爾原理可知,霍爾傳感器的輸出電壓與被測物體的運動速度無關(guān),因此它的高、低、速特性都很好,若用其測量物體的轉(zhuǎn)速,其下限速度可以接近于0,上限速度從理論上講可以不受限制,即它可以滿足工程中各種運行速度的測量。這個就叫“霍爾效應(yīng)”,霍爾效應(yīng)原理如圖22所示。 圖21 霍爾效應(yīng)傳感器 1霍爾半導(dǎo)體元件 2永久磁鐵 3擋隔磁力線的葉片 霍爾效應(yīng)在應(yīng)用技術(shù)中特別重要,如果對位于磁場(B)中的導(dǎo)體(d)施加一個電壓(V),該磁場的方向垂直于所施加電壓的方向,那么則在既與磁場垂直又和所施加電流方向垂直的方向上會產(chǎn)生另一個電壓(UH),人們將這個電壓叫做霍爾電壓,產(chǎn)生這種現(xiàn)象被稱為霍爾效應(yīng)。若使霍爾集成電路起傳感作用需要用機械的方法來改變磁場強度。霍爾效應(yīng)傳感器如圖21所示,磁場中有一個霍爾半導(dǎo)體片恒定電流I從A到B通過該片。電子限速器可以實時監(jiān)測車輛的速度,當車速達到一定值的時候,它就會控制供油系統(tǒng)和發(fā)動機的轉(zhuǎn)速,這時即使踏下油門踏板,供油系統(tǒng)也不會供油。車輛智能限速器由汽車傳感器、微電腦速度控制儀和智能機械手組成。車輛限速器分為兩種:一種是在車輛超速時發(fā)出語音警報,提醒駕駛者減速;另一種限速器是在車輛超過限定速度后,通過車載電腦發(fā)出指令,強制降低車輛行駛速度?,F(xiàn)代社會對車輛性能的要求越來越高,促使汽車傳感器技術(shù)不斷發(fā)展,今后汽車傳感器的發(fā)展趨勢是實現(xiàn)微型化、智能化和多功能化,開發(fā)新材料、新工藝和新型傳感器。在現(xiàn)代汽車電子控制中,傳感器廣泛用于發(fā)動機控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)、車身控制系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)中,傳感器的使用數(shù)量和技術(shù)水平?jīng)Q定了現(xiàn)代車輛控制系統(tǒng)的性能,為汽車性能的改善提供了有力保障。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展,車輛電子化的程度越來越高,車輛傳感器成為汽車電子控制系統(tǒng)的重要組成部件,也是車輛電子技術(shù)領(lǐng)域研究的核心技術(shù)之一。并根據(jù)外界條件,如溫度,風速等進行適當?shù)恼{(diào)節(jié),已達到最佳的運行效果。 Speed detection 目 錄第1章 緒 言………………………………………………………………………………………………1第二章 汽車車速檢測涉及部件的工作原理………………………………………………………………2 第一節(jié) 傳感器的工作原理……………………………………………………………………………2 第二節(jié) 汽車車速傳感器的工作原理…………………………………………………………………2第三節(jié) 控制裝置的工作原理…………………………………………………………………………6第四節(jié) ABS控制原理………………………………………………………………………………… 7第五節(jié) ECU控制原理 ……………………………………………………………………………… 10第三章 車輛限速裝置的設(shè)計…………………………………………………………………………… 13 第一節(jié) 控制裝置系統(tǒng)的設(shè)計……………………………………………………………………… 13 第二節(jié) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計……………………………………………………………………… 14 第三節(jié) 系統(tǒng)總體設(shè)計……………………………………………………………………………… 16第四章 車輛限速裝置的性能測試……………………………………………………………………… 18 第一節(jié) 車輛限速裝置的性能指標………………………………………………………………… 18 第二節(jié) 測試方法與結(jié)果…………………………………………………………………………… 18 第三節(jié) 干擾問題…………………………………………………………………………………… 19 第四節(jié) 汽車車速傳感器裝置的應(yīng)用……………………………………………………………… 20第五章 汽車車速傳感器裝置的應(yīng)用及發(fā)展趨勢……………………………………………………… 22結(jié)束語………………………………………………………………………………………………………23謝辭……………………………………………………………………………………
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