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基于MC9S12DP256B的汽车防抱死系统设计

基于MC9S12DP256B的汽车防抱死系统设计
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基于MC9S12DP256B的汽车防抱死系统设计

2011-06-15 20:31:25 来源:《电子设计应用》

关键字:汽车防抱死系统MCSDP 故障诊断CPLD

1 前言

随着汽车行驶速度的提高,道路行车密度的增大,对于汽车行驶安全性能的要求也越来越高。汽车的防抱死制动系统(ABS)应运而生,它是以传统制动系统为基础,采用电子控制技术,在制动时防止车轮抱死的一种机电一体化系统。

2 基于双CPU结构的防抱死系统

ABS系统设计中主要考虑以下几个问题:首先,由于ABS系统直接关系车辆的安全性能,因而它的故障问题显得极为重要,系统必须保证能及时检测故障并准确判断故障点;其次,ABS系统通常包含电磁阀等感性负载,驱动电流很大,需要适当的驱动电路;此外,为了便于ABS系统与车辆上其他系统进行通信,系统需要预留通信接口。

本文以原有的四传感器四通道(4S/4M)ABS电子控制单元为基础,开发了一个带有故障自检的气压ABS。设计中采用MCU+CPLD的双CPU结构,系统结构如图1所示。

图1ABS系统结构框图

控制CPU采集轮速信号,然后根据设定的减速度和滑移率门限值进行路面识别及制动控制,另外它还负责对轮速传感器进行静态检测。安全CPU(CPLD)则主要负责ABS系统的故障检测工作,判断故障部位,并将相应的故障码传输给控制CPU。产生故障后,由控制CPU统一对故障状态进行处理,包括中断ABS功能,恢复至常规制动,点亮故障显示灯,并将相应的故障代码存储在E2PROM中,需要时可随时通过CAN通信端口传输到上位机或车上其他电子控制系统。

3 系统硬件设计

ABS系统故障主要为电磁阀故障、轮速信号采集系统的故障、制动管路压力信号采集系统的故障、电源故障和控制器故障。本系统针对这些故障均给出了相应的诊断电路。

4 MC9S12DP256B和CPLD概述

MC9S12DP256B是基于16位HCSl2CPU及0.25?m制造工艺的高速、高性能5.0VFLASH 微控制器。该单片机使用了锁相环技术或内部倍频技术,使内部总线速度大大高于时钟产生器的频率,在同样速度下所使用的时钟频率较同类单片机低很多,因而高频噪声低,抗干扰能力强,更适合于汽车内部恶劣的环境。并且包含定时器、A/D转换、PWM输出、CAN通讯、E2PROM、SPI、SCI等多个模块,资源丰富,满足系统功能的开发要求。

系统中的CPLD采用XC9572TQ100,此款芯片支持扩展工业温度范围。它不仅工作温度范围更大,从-40℃~+100℃,而且还符合汽车业界特有的质量认定标准。此外,该芯片的门数和I/O数均符合设计要求,并留有功能扩展的余地。

5 数字输入通道诊断电路

轮速输入信号正确与否直接影响到ABS系统的工作。为此特地在信号处理电路之前加设数字开关,便于系统检测电路板数字输入通道。采用输入模拟法,由安全CPU(CPLD)向数字通道发出一组标准方波信号输入到控制CPU的输入捕捉端口进行测量。具体电路如图2所示。

图2电路板数字输入通道诊断电路

CPLD产生DETECT信号控制数字开关CD4066的通断。ABS上电自检时,DETECT

为“0”,开关断开,轮速信号被屏蔽,此时由CPLD产生事先定义好的标准方波(频率为100Hz,即每个计数周期(0.1s)10个脉冲)并输出给主CPU。主CPU通过ECT口捕捉方波进行测量与计算,经与定义的该标准波的频率比较后,如果结果一致则说明数字输入通道正常,否则说明有故障出现。检测完毕,一切正常后,DETECT变为“1”,开关接通,轮速信号经过信号整形放大单元、由CPLD输出至控制CPU。

6 电磁阀驱动及其故障检测电路

汽车制动系统中电磁阀的工作电流为1.5~2.5A,而微控制器的输出电流远达不到这一要求,因此采用Freescale公司的高端驱动芯片MC33289来实现电磁阀的驱动。单通道的控制电路如图3所示。

图3电磁阀驱动及故障检测电路

由于MC33289的自检功能,应用时可将St引脚直接与CPU相连,一旦电磁阀出现故障,如短路或断路,St即自动置低,CPU接收到信号后立刻停止ABS功能,点亮故障显示灯,同时将相应的故障代码以中断的形式传输给控制CPU。对电磁阀驱动状况的检测通过比较MC33289的输出OUT与输入IN来完成。在正常情况下同一路的两个逻辑值应相等,同时为“1”或“0”;若不相等,则说明驱动芯片出现故障,CPU必须中断ABS功能,点亮故障显示灯并传输故障码。

7 故障码存储及传输

MC9S12DP256B自带4KB的E2PROM,地址从0x400到0xFFF。无须外扩E2PROM,可用于对故障码的存储,便于数据长期保存。

擦、写操作前必须通过设置E2PROM时钟分配寄存器ECLKDIV,将模块时钟配置在150KHz至200KHz之间。系统中的晶振为16MHz,总线频率8MHz,经计算,取ECLKDIV=0x4A,即预分频因子PRDIV8=1,分频因子EDIV[5:0]=001010,模块的时钟为182KHz。

因为每次写操作均以字进行,所以为安全起见,擦除时每次擦两个字。擦除操作的时序与写操作完全相同,只不过相应地址写入的数据均为“0”。

此外,系统结合自身CAN模块,选用Philips公司的PCA82C250,设置了CAN的接口电路,便于故障码的传输。接口电路如图4所示。

图4CAN接口电路

系统中的其他电路,像轮速信号处理电路、传感器静态检测电路、电源监控电路等由于篇幅所限,在此不作详细介绍。

8 系统软件及VHDL语言设计

系统的控制CPUMC9S12DP256B用C和汇编语言进行开发,而CPLD用VHDL语言进行编程。

MC9S12DP256B程序的功能是:程序存储器及数据存储器的自检;对轮速传感器进行静态、动态检测;采集轮速信号,计算出车轮速度和减速度,根据控制逻辑输出制动压力调节信号;实时存储故障代码;CAN通信。

CPLD程序的功能是:控制数字开关CD4066的通断;检测数字输入通道;监测电磁阀驱动芯片和电磁阀的工作状态;向控制CPU传送故障情况。CPLD的设计由四个步骤组成:设计输入、实现、校验和芯片编程。设计中采用VHDL语言文本输入,经综合、仿真、实

现后通过并行线缆下载至Xilinx芯片中。图5和图6分别是系统控制CPU及CPLD的流程图。

图5控制CPU流程图

图6CPLD流程图

9 结语

本系统以其独特的双CPU结构,集防抱死制动、系统故障检测于一体,同时能实现对故障码的传输。同时双CPU均预留了一定的输入/输出端口,为进一步扩展汽车电子控制装置的功能提供了可能。

(本文转自电子工程世界:https://www.wendangku.net/doc/ae9195311.html,/qcdz/2011/0615/article_3875.html)

车辆工程毕业设计124汽车泊车辅助系统设计

本科学生毕业设计 汽车泊车辅助系统设计 系部名称:汽车与交通工程学院 专业班级:车辆工程 学生姓名: 指导教师: 职称:实验师

The Graduation Design for Bachelor's Degree Design of Car Parking Auxiliary System Candidate:Qi Hao Specialty:Vehicle Engineering Class:BW07-3 Supervisor:Experimentalist Division.Qi Yiqiang Heilongjiang Institute of Technology

摘要 随着我国经济的快速发展,交通运输车辆及私家用车的不断增加,不可避免的交通问题瞬时成为人们关注的问题。其中由于泊车事故发生的频率高,已引起了社会和交通部门的高度重视。泊车事故发生的原因是多方面的,造成泊车时的事故率远大于汽车正常行驶时的事故率,尤其是非职业驾驶员以及女性更为突出。而泊车事故给车主带来许多麻烦,不仅经济上,更有人身伤害,例如撞上别人的车,如果伤及儿童更是不堪设想,基于此基础,汽车高科技产品中,专为汽车泊位设置的“汽车泊车辅助系统”应运而生,汽车泊车辅助系统的加装可以解决司机的不少麻烦,大大降低了泊车事故的频率。 由于超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播的距离较远,因而超声波经常用于距离的测量。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制,并且在测量精度方面能达到工业实用的要求。本系统工作过程中超声波发射器发出一系列的脉冲信号,由单片机对接收的信号依据时间差进行处理,自动计算出车与障碍物之间的距离。超声波测距原理简单,成本低,制作方便,但其传输速度受天气影响较大,不能精确测距;因此大都用于汽车倒车雷达等近距离测距中本文根据声波在空气中传播反射原理,以超声波换能器为接口部件 该设计由超声波发射模块、信号接收模块、单片机处理模块、数码显示以及声光报警显示模块等部分组成,文中详细介绍了测距器的硬件组成、检测原理、方法以及软件结构。接收电路使用NE5532及LM311芯片对回波信号进行整波,对衰减后的信号进行了放大和整波,更好的实现了超声波的接受,对单片机提供外部中断信号。 关键词:超声波;报警;AT89S52;设计;调试

制动系统匹配设计计算分解

制动系统匹配设计计算 根据AA车型整车开发计划,AA车型制动系统在参考BB轿车底盘制造平台的基础上进行逆向开发设计,管路重新设计。本计算是以选配C发动机为基础。 AA车型的行车制动系统采用液压制动系统。前、后制动器分别为前通风盘式制动器和实心盘式制动器,制动踏板为吊挂式踏板,带真空助力器,制动管路为双回路对角线(X型)布置,采用ABS。驻车制动系统为机械式手动后盘式制动,采用远距离棘轮拉索操纵机构。因AA车型与参考样车BB的整车参数接近,制动系统采用了BB样车制动系统,因此,计算的目的在于校核前/后制动力、最大制动距离、制动踏板力、驻车制动手柄力及驻坡极限倾角。 设计要符合GB 12676-1999《汽车制动系统结构、性能和试验方法》;GB 13594-2003《机动车和挂车防抱制动性能和试验方法》和GB 7258-2004《机动车运行安全技术条件》的要求,其中的踏板力要求≤500N,驻车制动停驻角度为20%(12),驻车制动操纵手柄力≤400N。 制动系统设计的输入条件 整车基本参数见表1,零部件主要参数见表2。 表1 整车基本参数

表2 零部件主要参数制动系统设计计算 1.地面对前、后车轮的法向反作用力 地面对前、后车轮的法向反作用力如图1所示。 图1 制动工况受力简图由图1,对后轮接地点取力矩得:

式中:FZ1(N):地面对前轮的法向反作用力;G(N):汽车重力;b(m):汽车质心至后轴中心线的水平距离;m(kg):汽车质量;hg(m):汽车质心高度;L(m):轴距;(m/s2):汽车减速度。 对前轮接地点取力矩,得: 式中:FZ2(N):地面对后轮的法向反作用力;a(m):汽车质心至前轴中心线的距离。 2.理想前后制动力分配 在附着系数为ψ的路面上,前、后车轮同步抱死的条件是:前、后轮制动器制动力之和等于汽车的地面附着力;并且前、后轮制动器制动力Fm1、Fm2分别等于各自的附着力,即:

一种自动泊车智能停车系统的设计与制作

一种自动泊车智能停车系统的设计与制作 发表时间:2018-06-12T10:05:47.187Z 来源:《电力设备》2018年第3期作者:王志兵许成彬陈柏然练宇威余铨 [导读] 摘要:本文针对车位紧张、寻找车位难、泊车难且耗时等问题,设计一种自动泊车智能停车系统,该停车系统利用红外和传感器自动识别进出车辆,智能显示各个停车区域空闲车位,并引导车辆到距离最近且有空车位的区域,通过取号分配系统自动分配一个空闲车位号码,最后自动泊车取车系统负责把车停到指定车位,该智能停车系统有效地防止寻找车位难、泊车难且耗时的问题。 (东莞职业技术学院广东 523808) 摘要:本文针对车位紧张、寻找车位难、泊车难且耗时等问题,设计一种自动泊车智能停车系统,该停车系统利用红外和传感器自动识别进出车辆,智能显示各个停车区域空闲车位,并引导车辆到距离最近且有空车位的区域,通过取号分配系统自动分配一个空闲车位号码,最后自动泊车取车系统负责把车停到指定车位,该智能停车系统有效地防止寻找车位难、泊车难且耗时的问题。 关键词:自动泊车;识别检测;智能感应;显示报警;引导监控 1引言 随着汽车工业的迅速发展,汽车使用量的急剧增加,城市车位的数量与需求的矛盾日益突出,车位难寻、泊车难且费时的问题逐渐显现,城市公共停车系统越来越不能满足日益增长的停车需求,如何在最大程度上满足车主对停车系统的车辆停放需求,已成为当前的热点问题,急需解决,因此,建设科学、规范的自动泊车智能停车系统显得尤为重要,具有极大的现实意义和广阔应用前景[1,2]。 国外,早在上世纪70年代初,德国就已经建立了初级停车诱导系统。国内,对于智能停车系统的研究,特别是对智能停车服务的提供和使用,目前还处于起步阶段[3,4]。 总的来说,我国在自动泊车智能停车系统系统上的研究起步较晚,研制水平不高,所能实现的功能相对单一,仍然处于实验阶段。因此,研究成本更低、可靠性更好,能广泛使用的自动泊车智能停车系统具有极大的应用价值和转化前景。 2红外识别和智能车辆感应系统 本设计采用HC-05主从一体蓝牙模块,实现控制系统与小车通讯。控制装置为主机,小车为从机,主机发出信号,从机接收到信号后,单片机调用相应程序,启动小车。当小车第一次驶过黑线时,触发光电传感器,单片机接收到一个低平信号后开始计时计费,第二次驶过黑线时,单片机终止计时计费程序,并将数值反应到显示屏上。小车则根据预先设定好的程序进执行入库动作。当小车完全进入车库时,小车尾部的分体式红外传感器被触发,启动声光报警系统。 系统包括小车主控系统和智能停车控制系统两部分,其中,小车主控系统包括避障模块,电机驱动模块和声光报警模块;智能停车控制系统包括红外识别模块、按键模块和显示模块。两个系统通过蓝牙模块进行通信。自动泊车智能停车系统框图如图1所示。 图1 自动泊车智能停车系统框图 其中,红外识别和智能车辆感应系统的主要包括进出车辆的智能感应并进行增减计数统计,红外识别进出车辆并进行车辆信息记录,其中,车辆进出感应通过传感器来实现,车辆进出识别通过红外发射、接收模块和控制系统来实现,实际应用还可以增加高清摄像头来识别车牌,车型、车身颜色或者是车主人脸识别。 3引导车辆智能停车及实时监控系统 引导车辆智能停车及实时监控系统主要包括引导进入停车系统的车辆到距离最近且有空闲车位的区域,实时对车辆位置进行监控并记录信息,车主也可以根据实际情况自己选择有空闲车位的区域停车。 图2是小车驱动模块电路原理图,实验使用5相42步进电机作为智能小车系统的驱动电机。此电机通过控制脉冲个数来控制角位移量,定位精度高,动态惯性较低,可较精确的定位小车的前进距离和位置。

汽车电气系统设计说明书

电气系统设计说明书 一、设计依据 根据奇瑞MMPV运动型多功能轿车开发目标的要求及其系列配置的要求,参考国内同类型的车型,结合奇瑞公司的生产制造能力进行开发设计。 二、达到目标 该车型的电气设计从按整车的最高配置进行设计,设计过程中把所有的电气选装件都纳入设计范围内,从而满足该车型的从经济型到豪华型的系列配置。 三、设计方案 根据设计任务书的要求,结合电气系统的分类,就整车的电气系统进行以下方案的确定。首先把电气系统按基本配置和选装配置进行分类确定。 (一)、基本配置: 1、电源启动系 电源起动系主要是确定起动机、蓄电池、发电机、电压调节器等电器件的类型和型号型号和规格大小。 (1)起动机的确定 a、起动机类型的确定 首先根据选定的发动机确定启动机(如果发动机未带启动机),起动机按控制装置一般分为: ①接操纵式起动机发动机 ②电磁操纵式起动机 我们选用流行的电磁操纵式起动机。 b、起动机功率的确定 选定后我们可以根据以下的计算公式确定启动机的大小: P=Mn/716.2(马力) (1马力=735W) 起动机的输出功率P可以通过测量电枢轴上的输出转矩M和电枢的转速n来确定。 M是发动机的起动阻力矩,单位Kg.m(1Kg.m=9.8N.m),也可以通过发动机的工作容积V求出,其经验公式为: 汽油发动机:M=(3.5~4)V 但目前的发动机大多直接配带起动机,因此需要选型的较少。

(2)蓄电池的确定 a、蓄电池类型的确定 蓄电池的主要作用是向起动机提供大的起动电流、整车用电器供电和在发电机发电时蓄能。蓄电池分为普通蓄电池和改进型铅(酸)蓄电池。我们根据该车型的特点选用免维护铅蓄电池。 b、蓄电池容量的确定: 现起动机的额定功率为P S k W,根据经验公式 Q20=(500-600)P S/U得知, Q20MAX=500×P S /12×735= (A.h) Q20MIN=600×P S /12×735= (A.h) 根据初步选用的DA465 16M/C1发动机我们可以却动确定起动机功率为0.8k W。蓄电池容量为45A.h (3)发电机的确定 a、发电机类型的确定 发电机是汽车的主要电源,其功用是:在发动机正常工作转速范围内,向汽车的用电设备(起动机除外)供电,当蓄电池的电量不足时向蓄电池供电。目前汽车上的发电机大都采用交流发电机,交流发电机可分为普通型和改进型两大类。改进型的如内装调节器(整体式)、带泵型、永磁型等。根据该类型车的特点及整车电器件的情况我们选用整体式交流发电机(JFZ型)。 b、发电机功率大小的确定 根据整车用电设备功率的大小,为了保证整车的电量平衡,我们需要确定发电的功率大小,此外还要考虑发电机的大小,使发电机能得到合理的利用。 发电机的功率确定主要按以下方式进行: 1)、首先测定所有持久耗电和长期耗电电器在14V时的功率需用量。根

自动泊车辅助系统

自动泊车辅助系统 百科名片 在众多的汽车配套产品中,与倒车安全有关的配套产品格外引人注目,配有倒车辅助系统的品牌车型也常常成为高档车配置的重要标志之一。 目录 一、概要 1二、奔驰自动泊车辅助系统设计初衷 1启动条件 1实施步骤 1优点 1缺点 三、斯柯达昊锐PLA自动泊车辅助系统 四、迈腾自动泊车辅助系统 一、概要据统计,由于车后盲区所造成的交通事故在中国约占30%,美国20%,交 管部门建议车主安装多曲率大视野后视镜来减少车后盲区,提高车辆的安全性能,但依旧无法有效降低并控制事故的发生。汽车尾部盲区所潜在的危险,往往会给人们带来生命财产的重大损失以及精神上的严重伤害。对于新手司机或女士而言,每次倒车时更是可以用瞻前顾后,胆战心惊来形容。现有的汽车倒车辅助产品如果从手动与自动的区别来分大致可分为两类:一类是手动类(以传统倒车系统为代表)和一类是自动类(以智能倒车系统为代表)。传统倒车系统主要以倒车雷达和倒车可视为代表,通过发出警示声音或可视后部情况提醒车主车后情况,使其主动闪避,以减少事故伤害。该产品对于驾驶者而言,主动性较差,虽然能在很大程度上避免车辆对行人的伤害,却无法顺利有效的完成泊车,极易造成刮蹭或碰撞。 二、奔驰自动泊车辅助系统 设计初衷官方读法是主动式停车辅助系统,是借助前后保险杠上安装的十组超声波感应器来实现辅助的泊车系统。为了应付欧洲路边停车设计的,增加泊车的便利性,注意是增加,不是从根本性改变泊车习惯,例如你还是要踩刹车,还是要挂挡的。 启动条件(1)车速要低于36km/h (2)打转向灯(以给系统提示要停车在哪个方向)(3)停车区域要长于车身的1.2到1.3米(B级车长4273mm)(4)车辆必须离开障碍物(例如停车区域前后的车)距离在1.5米之内,意思是不能离开太远。(5)停车区域必须是想路边临时停车那种,一排车在一侧,一字排开,象停车场那种每部车竖直并列排放的,不能实现该功能。

基于MATLAB软件的自动泊车控制系统设计与仿真

基于MATLAB软件的自动泊车控制系统设计与仿真 摘要 现代社会汽车的使用已经相当广泛。而每一个司机都会面对倒车问题,有经验的司机能够快速、准确的将汽车停到指定的位置。然而多数的司机尤其是一些刚刚考到驾照的新手们尤其对停车的问题十分烦恼。在准确性和速度之间往往很难同时满足,设想如果能有个智能装置,根据当前的车速和位置能够自动将车停到合适位置,且又同时满足快速性和准确性。本课题正是基于以上的设想,结合我们最近学习的模糊控制的相关知识以MATLAB为软件平台,搭建一个基于MATLAB的自动倒车模糊控制系统。 以往的各种传统控制方法均是建立在被控对象精确数学模型基础上的,然而,随着系统复杂程度的提高,将难以建立系统的精确数学模型。在工程实践中,人们发现,一个复杂的控制系统可由一个操作人员凭着丰富的实践经验得到满意的控制效果。这说明,如果通过模拟人脑的思维方法设计控制器,可实现复杂系统的控制,由此产生了模糊控制。模糊控制是建立在人工经验基础之上的。对于一个熟练的操作人员,他往往凭借丰富的实践经验,采取适当的对策来巧妙地控制一个复杂过程。若能将这些熟练操作员的实践经验加以总结和描述,并用语言表达出来,就会得到一种定性的、不精确的控制规则。如果用模糊数学将其定量化就转化为模糊控制算法,形成模糊控制理论。 糊控制理论具有一些明显的特点: (1)模糊控制不需要被控对象的数学模型。模糊控制是以人对被控对象的控制经验为依据而设计的控制器,故无需知道被控对象的数学模型。 (2)模糊控制是一种反映人类智慧的智能控制方法。模糊控制采用人类思维中的模糊量,如“高”、“中”、“低”、“大”、“小”等,控制量由模糊推理导出。这些模糊量和模糊推理是人类智能活动的体现。 (3)模糊控制易于被人们接受。模糊控制的核心是控制规则,模糊规则是用语言来表示的,如“今天气温高,则今天天气暖和”,易于被一般人所接受。(4)构造容易。模糊控制规则易于软件实现。 (5)鲁棒性和适应性好。通过专家经验设计的模糊规则可以对复杂的对象进行有效的控制。 关键词:模糊控制; MATLAB仿真;智能控制;自动泊车

侧向辅助系统

侧向辅助系统 对于新手甚至经常开车的人来说,行车过程中并线盲区都是很难以消除的,由于车身设计的缘故,反光镜所能提供给我们的视觉范围总会有一些盲区存在,驾驶员的头部又不能总是扭来扭去,这样会反而更加增大了行车危险。因此人们想到了并线辅助装置,其原理很简单与我们常见的倒车 雷达类似。 并线辅助也可以称为盲区监测,这一装置的形式是在左右两个后视镜内或者其他地方提醒驾驶者 后方有来车。 BLIS(盲点信息系统)在左右两个反光镜下面内置有两个摄像头,将后方的盲区影响反馈到行车电脑的显示屏幕上,并在后视镜的支柱上有并线提醒灯提醒驾驶者注意此方向的盲区。 BLIS 并线辅助叫盲点信息系统,简称BLIS。BLIS从2005年起率先在XC70、V70和S60等车型上得到了应用,此后沃尔沃的全系车型都相继采用了这套系统。位于外后视镜根部的摄像头会对距离3米宽,9.5米长的一个扇形盲区进行25帧/秒的图像监控,如果有速度大于10公里/小时,且与车辆本身速度差在20-70公里/小时之间的移动物体(车辆或者行人)进入该盲区,系统对比每帧图像,当系统认为目标进一步接近时,A柱上的警示灯就会亮起,防止出现事故。

『BLIS系统工作范围示意图』 『BLIS系统安装示意图』

并线辅助叫侧向辅助系统(Audi Side Assist),这套系统会在车速超过60公里/小时介入,依靠传感器的帮助,侧向辅助系统可以探测到侧后方最远15米处的车辆,若此时并线有潜在危险,后视镜上就会亮起警示灯。如果驾驶者在警示灯亮了之后仍打转向灯,警示灯会增加亮度并开始闪烁。在城市行驶时,这套系统确实很有帮助,能够提醒你注意后方的车辆以免发生危险,对于 新手的行车安全尤其有帮助。

智能自动泊车系统设计方案

摘要:一个有效的智能泊车系统,不仅能帮助驾驶者快速、安全地完成泊车操作,从而减轻驾驶员负担,减少交通事故,而且能够有效提高汽车的智能化程度,增加汽车的附加值,从而带来巨大的经济效益。使用AT89C52单片机作为小车的主控制器,在该控制器基础上,添加了光电避障电路、测速电路、光源引导电路和电机驱动电路,从而实现了智能泊车系统设计。该系统结构简单、成本低,并在实验室中取得了预期的效果,能够使小车进入指定的停车位。 0 引言 随着我国汽车数量逐年急剧增多,泊车位、停车场的数量却跟不上其增长的步伐,越来越多的人为如何泊车而发愁。日益拥挤的泊车环境要求人们对汽车的泊车技术更加地娴熟,这就更加重了人们工作之外的紧张情绪,降低了人们的生活质量。因此,如何解决泊车过程中的不便利,消除安全隐患,迅速、准确、行车记录仪https://www.wendangku.net/doc/ae9195311.html,/安全地将汽车停靠到合适的位置,逐渐引起了人们的关注。 1 系统的工作原理及功能 智能泊车系统可分为控制部分和信号检测部分。 其中信号检测部分包括障碍物检测模块,光源检测模块和速度检测模块;控制部分包括控制器模块,电机控制模块。智能泊车系统基本模块方框图如图1所示。 图1 智能泊车系统基本框图 系统工作原理如下:在小车启动之后,通过霍尔传感器A44E进行小车的速度检测,对小车进行智能限速,小车行进过程中通过红外光电传感器避障,车库系统发送光源指示信号,光敏三极管接收车库指示信息,使小车到达指定车库后,停车。 1.1 单片机最小系统设计 AT89C52是51系列单片机的一种,是一个低功耗,高性能,CMOS 8位单片机,片内含8KB的可反复擦写的FLASH只读程序存储器和256B的随机存取数据存储器(RAM),由ATMEL公司采用高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和FLASH存储单元,片内有ROM/EPROM,因此,这种芯片构成的最小系统简单可靠,只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可。 1.2 避障电路设计 红外光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠、体积小、安装轻便等诸多特点,因此在工业自动化装置和智能小车中获得广泛应用。本设计中采用的光电避障传感器是 HS0038B.红外光电接收电路工作原理为:当接收到载波频率为38kHz的脉冲调制信号时,首先,HS0038B内的红外敏感元件将脉冲调制红外光信号转换成电信号,再由前置放大器和自动增益控制电路进行放大处理,然后通过带通滤波器进行滤波,滤波后的信号由解调电路进行解调,最后由输出电路进行反向放大并输出低电平;未接收到载波信号时,电路则输出高电平。红外发射电路由555定时电路产生方波,对红外发射管进行调制。

汽车泊车辅助系统设计说明

济南大学泉城学院毕业设计 题目汽车泊车辅助系统设计 学院工学院 专业机械设计制造及其自动化(专升本)班级1502班 学生高雯亭 学号2015040118 指导教师张兴达武华蒯建明

二〇一七年五月十六日

摘要 随着国民经济迅猛发展,汽车保有量逐年递增。在汽车使用过程中,泊车成为摩擦事故频发的一个环节,给人们的生命财产安全带来诸多隐患。针对这一问题,本设计提出了一种基于单片机的汽车泊车辅助系统。实现了泊车过程中的距离监测、报警、显示等功能,为泊车提供了可靠助力。 本设计主要包含硬件部分设计与软件部分设计。其中硬件部分主要包含核心控制部分、信号采集部分、显示部分、报警部分。具体工作主要有元器件选型、电路设计、电路制作及调试等。软件部分以C语言为工具,设计了完整的程序流程框图并完成了程序编写,实现了数据接收、分析以及控制指令输出等功能,结合硬件平台实现了预期功能。 通过电路制作及调试,验证了本设计系统的有效性,为进一步的研究及应用提供了一定的数据参考。 关键词:单片机;传感器;超声波测距

ABSTRACT With the rapid development of the national economy,car ownership increased year by year. In the process of car use,parking has become a frequent part of the friction accident,to people's lives and property to bring a lot of hidden dangers. Aiming at this problem,this design proposes a vehicle parking assist system based on single chip microcomputer. To achieve the process of parking distance monitoring,alarm,display and other functions for the parking to provide a reliable power. This design mainly includes the hardware part design and the software part design. The hardware part mainly includes the core control part,the signal

19-20汽车自动泊车辅助系统(二)-汽车车身电控系统教案

教学设计

教学过程 教学环节教师讲授、指导(主导)内容 学生学习、 操作(主体)活动 时间 分配 一、二、三、组织教学 (师生问候) 复习旧识 1、自动泊车辅助系统的功能 2、自动泊车辅助系统的应用的组成 新授知识 一、自动泊车的工作过程 1、启动泊车系统 每次进行泊车前都需要通过按键来启动自动泊车辅助系 统。 2、测量泊车长度 自动泊车辅助系统在向驾驶员提供转向帮助之前,必须 对泊车位进行测量,并识别车辆相对于泊车位的位置。 即使自动泊车辅助系统未开启,传感器也保持工作状态。 在车辆前行过程中当车速低于40km/h或低于20km/h时,两 个位于车前端的传感器便会测量车辆两侧所有可停入的泊车 位,与在笔直道路上没有差别。除车辆外,系统还能识别到 其他物体已经某一物体的或两个物体之间的泊车位。如果自 动泊车辅助系统没有识别出泊车位前面较小的物体,当车辆 靠近这些物体时,就会由泊车距离控制系统发出警告。 步骤一 未开启自动泊车辅助系统的车辆低于20km/h的速度行驶 下,平行泊车位和垂直泊车位都能被找到。 步骤二 泊车位将被暂存在控制单元中,如果此时驾驶员启动泊 车辅助系统,就可进行泊车。 步骤三 泊车位仍存在控制单元中 步骤四 下一个可用泊车位被测量并被暂时保存,泊车位被删除。 步骤五 驾驶员驶过泊车位并按下自动泊车辅助系统按键,泊车 位被存入控制单元并立刻在组合仪表显示器上显示出来。车 辆所在位置不足以完成泊车,系统要求驾驶员继续向前行驶。 3、测量泊车位相关参数 (1)平行泊车参数 师生问好 根据上次课的内容, 对学生们进行提问 介绍测量泊车位相 关参数 图示法,介绍平行泊 车位参数和垂直泊 车位参数 学生们通过教师的 讲解,和图片展示, 学习自动泊车辅助 系统的自诊断功能, 并记录相关知识点 1min 10min 14min 20min 10min 10min 10min

并线辅助系统的介绍

并线辅助 对于新手甚至经常开车的人来说,行车过程中并线盲区都是很难以消除的,由于车身设计的缘故,反光镜所能提供给我们的视觉范围总会有一些盲区存在,驾驶员的头部又不能总是扭来扭去,这样会反而更加增大了行车危险。因此人们想到了并线辅助装置,其原理很简单与我们常见的倒车雷达类似。 并线辅助也可以称为盲区监测,这一装置的形式是在左右两个后视镜内或者其他地方提醒驾驶者后方有来车。 沃尔沃的BLIS(盲点信息系统)在左右两个反光镜下面内置有两个摄像头,将后方的盲区影响反馈到行车电脑的显示屏幕上,并在后视镜的支柱上有并线提醒灯提醒驾驶者注意此方向的盲区。 奥迪的相应对应的系统侧向辅助系统,在反光镜里面内置了一个小灯来提醒驾驶者,而数据是靠车辆雷达来获得的根据雷达的数据判断后方来车的速度和位置。 BLIS 沃尔沃的并线辅助叫盲点信息系统,简称BLIS。BLIS从2005年起率先在XC70、V70和S60等车型上得到了应用,此后沃尔沃的全系车型都相继采用了这套系统。位于外后视镜根部的摄像头会对距离3米宽,9.5米长的一个扇形盲区进行25帧/秒的图像监控,如果有速度大于10公里/小时,且与车辆本身速度差在20-70公里/小时之间的移动物体(车辆或者行人)进入该盲区,系统对比每帧图像,当系统认为目标进一步接近时,A柱上的警示灯就会亮起,防止出现事故。 『沃尔沃BLIS系统工作范围示意图』

『BLIS系统工作原理示意图』 『盲区传感器位于外后视镜根部』

『当盲区出现车辆或者行人,系统确认有危险,A柱上的BLIS系统警示灯就会亮起』 但是,类似BLIS这样的系统也有自己的缺点,由于基于可见光成像系统采集图像,当能见度极差时(比如大雾或者暴风雪),系统便无法工作,不过此时BLIS系统也会对驾驶者有相应提示。同时,如果你确认安全(如非常拥挤的路段),也可以手动关闭BLIS系统。 『BLIS系统也可以手动关闭』 侧向辅助系统 奥迪的并线辅助叫侧向辅助系统(Audi Side Assist),这套系统会在车速超过60公里/小时介入,依靠传感器的帮助,奥迪侧向辅助系统可以探测到侧后方最远50米处的车辆,若此时并线有潜在危险,后视镜上就会亮起警示灯。如果驾驶者在警示灯亮了之后仍打转向灯,警示灯会增加亮度并开始闪烁。在城市行驶时,这套系统确实很有帮助,能够提醒你注意后方的车辆以免发生危险,对于新手的行车安全尤其有帮助。

最新汽车制动系统毕业设计

摘要 Formula SAE比赛由美国车辆工程师学会(SAE)于1979年创立,每年在世界各地有600余支大学车队参加各个分站赛,2011年将在中国举办第一届中国大学生方程式赛车,本设计将针对中国赛程规定进行设计。 本说明书主要介绍了大学生方程式赛车制动的设计,首先介绍了汽车制动系统的设计意义、研究现状以及设计目标。然后对制动系统进行方案论证分析与选择,主要包括制动器形式方案分析、制动驱动机构的机构形式选择、液压分路系统的形式选择和液压制动主缸的设计方案,最后确定方案采用简单人力液压制动双回路前后盘式制动器。除此之外,还根据已知的汽车相关参数,通过计算得到了制动器主要参数、前后制动力矩分配系数、制动力矩和制动力以及液压制动驱动机构相关参数。最后对制动性能进行了详细分析。 关键字:制动、盘式制动器、液压

Abstract Formula SAE race was founded in 1979 by the American cars institute of Engineers every year more than 600 teams participate in various races around the world,China will hold the first Formula one for Chinese college students,the design will be for design of the provisions of the Chinese calendar. This paper mainly introduces the design of breaking system of the Formula Student.First of all,breaking system's development,structure and category are shown,and according to the structures,virtues and weakness of drum brake and disc brake analysis is done. At last, the plan adopting hydroid two-backway brake with front disc and rear disc.Besides, this paper also introduces the designing process of front brake and rear break,braking cylinder,parameter's choice of main components braking and channel settings and the analysis of brake performance. Key words:braking,braking disc,hydroid pressure

汽车理论课程设计制动性能计算

序号:汽车理论课程设计说明书题目:汽车制动性计算 班级: 姓名: 学号: 序号: 指导教师:

目录 1.题目要求 (3) 2.计算步骤 (4) 3.结论 (8) 4.改进措施 (9) 5.心得体会 (9) 6.参考资料 (9)

1. 题目要求 汽车制动性计算 数据: 1 ) 根据所提供的数据,绘制:I 曲线,β线,f 、r 线组; 2) 绘制利用附着系数曲线;绘制出国家标准(GB 12676-1999汽车制动5) 对制动性进行评价。 6) 此车制动是否满足标准GB 12676-1999的要求如果不满足需要采取什么附加措施(要充分说明理由,包括公式和图) 注: 1、 符号中下标a 标示满载,如m a 、h ga 分别表示满载质量和满载质心高度 2、 符号中下标0标示空载,如m 0、h g0分别表示空载质量和空载质心高度

2. 计算步骤 1)由前后轮同时抱死时前后制动器制动力的关系公式: 绘出理想的前后轮制动器制动力分配曲线,即I曲线 由β曲线公式 绘出β曲线,由于空载时和满载时β相同,则β曲线相同。 f线组:当前轮抱死时, 得: r线组:当后轮抱死时, 得: 空载时,将G=3980*,h=,L=3.950m,a=2.200m,b=1.750m,φ=,,,,,,带入公式放在一个坐标系内,绘出空载时r,f曲线: 图1 空载时r,f,I线组 满载时,将G=9000*,h=1.170m,L=3.950m,a=2.95m,b=1m,φ=,,,,,,带入公式放 在一个坐标系内,绘出空载时r,f曲线:

图2 满载时r,f,I线组2)前轴利用附着系数 后轴利用附着系数 将数据带入可绘出利用附着系数与制动强度关系曲线:

自动泊车辅助系统的研究与开发

自动泊车辅助系统的研究与开发 汽车产业的蓬勃发展给人们出行带来了极大便利,同时也带来了交通拥堵、环境污染等负面影响,汽车数量的持续增长与现有基础设施不能满足需求之间的矛盾日益尖锐,车位稀缺、停车困难等一系列问题逐渐暴露出来。针对上述问题,整合了传感器技术、电子控制技术和总线通信技术的自动泊车辅助系统应运而生,提出了快捷、高效的解决方案。 本文以广汽本田某型号车为试验载体,针对泊车过程中最复杂的工况——平行车位多次泊车入位展开研究,提出了基于累加算法的路径规划方案。采用逆向思维分析车辆在车位内部的运动规律,反向推导出车辆在车位外部的路径轨迹, 得到自动泊车的完整路径,并利用MATLAB软件设计GUI界面进行了仿真验证。 接着,对几种常用测距技术的特点进行对比,综合考虑了传感器的测距精度、安装便捷性和经济成本,选择SRF01超声波传感器作为外部环境感知模块的输入。为了进一步降低车位采集过程中波束角造成的误差,提出了车身侧面双超声波传感器斜向安装协同工作的新方法,并分别进行了单个传感器正向安装误差补偿试验和双传感器斜向安装测距试验,通过对比选择了误差值更低的后者作为本文的车位采集安装方式。 然后,根据自动泊车辅助系统各功能模块的需要,搭建了以飞思卡尔8位单 片机MC9S08DZ60芯片为泊车主控制器的硬件试验平台,并设计了各子模块对应 的软件程序。基于通信要求,分别设计了泊车控制器与超声波传感器Arduino控制板之间的SCI串口通信模块以及与EPS系统和整车之间的CAN通信模块。 为了控制试验车转向系统,设计了EPS软件控制策略和硬件控制器,用于替 换试验车EPS系统,并在转向执行机构小齿轮轴上安装了博世转角传感器,完成

制动系统设计计算分析

制动系统计算分析 一制动技术条件: 1. 行车制动: 2. 应急制动: 3. 驻车制动: 在空载状态下,驻车制动装置应能保证机动车在坡度20%(对总质量为整备质量的1.2倍以下的机动车为15%),轮胎与地面的附着系数不小于0.7的坡道上正反两个方向上保持不动,其时间不应少于5分钟。

二制动器选型 1.最大制动力矩的确定 根据同步附着系数和整车参数,确定前后轴所需制动力矩的范围,最大制动力是汽车附着质量被完全利用的条件下获得的,设良好路面附着系数φ=0.7。满载情况下,确定前后轴制动器所需要的最大制动力矩。 为:前轴 Mu1=G*φ(b+φ*h g)*r e /L (N.m) 后轴 Mu2=G*φ(a-φ*h g)*r e /L (N.m) 或者 Mu1=β/(1-β)* Mu2 【β=(φ*h g+b)/L】 其中 r e -轮胎有效半径 a-质心到前轴的距离 b-质心到后轴的距离 h g -质心高度 L-轴距φ-良好路面附着系数 G-满载总重量(N;g=9.8m/s2) 同理:空载亦如此。 前轴;Mu11 后轴:Mu21 根据满载和空载的情况,确定最大制动力矩,此力满足最大值。 所以:前轮制动器制动力矩(单个)≥Mu1或Mu11/2 后轮制动器制动力矩(单个)≥Mu2或Mu21/2 2.行车制动性能计算(满载情况下) 已知参数:前桥最大制动力矩Tu1(N.m) 单个制动器 后桥最大制动力矩Tu2(N.m) 单个制动器 满载整车总质量M(kg)

Mu1= Tu1*φ*2 (N.m) Mu2= Tu2*φ*2 (N.m) Fu= (Mu1+ Mu2)/r e (N) ②制动减速度 a b=Fu/M (m/s2) ③制动距离 S= U a0*(t21+ t211 /2)/3.6+ U a02 /25.92* a b 其中:U a0 (km/h)-制动初速度, t21+ t211 /2 为气压制动系制动系作用时间(一般在0.3-0.9s) 3.驻车制动性能计算 满载下坡停驻时后轴车轮的附着力矩:Mf Mf=M*g*φ(a*cosα/L -h g*sinα/L)*r e (N.m) 其中附着系数φ=0.7 坡度20%(α=11.31o) 在20%坡上的下滑力矩:M滑 M滑=M*g*sinα*r e (N.m)驻车度α=11.31o 则Mf>M滑时,满足驻车要求。 三储气筒容量校核 设储气筒容积为V储,全部制动管路总容积为∑V管,各制动气室压力腔最大容积之和为∑V s , 其中∑V管约为∑Vs的25%-50%,V储/∑V s=20-40(推荐值)。

自动泊车系统

内蒙古科技大学 本科生毕业设计说明书(毕业论文) 题目:自动泊车系统的设计 学生姓名:赵文强 学号:1167118210 专业:电子信息工程 班级:2011-2班 指导教师:高丽丽

自动泊车系统 摘要 随着车辆的普及度、保有量越来越高,街道、小区、公路、停车场等拥挤不堪,人们对车辆的可操作性和智能性也提出了更多的要求,所以智能的自动泊车的研发迫在眉睫。本设计以蓝牙模块与单片机最小系统通过串口相连接,并与电脑端蓝牙连接实现下位机与上位机之间的通信过程,从而实现自动泊车的功能。 本设计由上位机、蓝牙模块、STC15F2K61S2单片机最小系统、GY-26电子指南针模块、光电避障模块、超声波模块、电机驱动模块、舵机组成系统。主要包括以下几个方面:第一,硬件电路设计,硬件电路通过Altium Designer软件进行硬件电路设计,主要包括包括电源系统和单片机最小系统,第二,STC15F2K61S2单片机最小系统设计,最小系统可以实现超声波数据、光电避障模块数据、电子指南针模块数据的接受,由上位机端发送命名实现对小车的相应控制。第三,上位机软件设计,上位机由C Sharp语言在Visual Studio 2010平台编写,主要实现对由下位机说发送的数据进行处理并实时显示出来的,并且对自动泊车系统进行整体控制,通过蓝牙向单片机最小系统发送数据,单片机接收到数据后控制小车完成侧位泊车或倒车入库动作。 关键词:上位机;单片机最小系统;自动泊车

Automatic parking system Abstract With the popularization of vehicle, retains the quantity is more and more high, streets, communities, roads, parking lots and other crowded. People of the vehicle can also put forward more requirements for the operation and intelligent, so the research and development of intelligent automatic parking is imminent. This design takes the Bluetooth module and the microcontroller smallest system through the serial port, and realizes the communication process between the lower computer and the upper computer with the Bluetooth connection of the computer terminal. The design of the PC and Bluetooth module, STC15F2K61S2 MCU minimum system, GY-26 electronic compass module, photoelectric obstacle avoidance module, ultrasonic module, motor drive module, servo system. Mainly includes the following aspects: first, hardware circuit design, hardware circuit through Altium designer software were hardware circuit design, including including power supply system and the smallest single-chip system. Second, STC15F2K61S2 smallest single-chip system design, the minimum system can realize ultrasonic data, photoelectric obstacle avoidance module data, electronic compass module data received, sent by the host computer end named the corresponding control of the car.Third, PC software design and PC by C sharp language on the platform of Visual Studio 2010 prepared, mainly to achieve by the slave computer said transmitted data for processing and real-time display, and the automatic parking system integrated control, via Bluetooth to send data to the MCU minimum system, MCU receives the data control the car lateral parking or reversing storage action. Key words: PC, minimum single-chip microcomputer, automatic parking

汽车盘式制动器设计

机械工程学院毕业设计 题目:汽车盘式制动器设计 专业:车辆工程 班级: 姓名: 学号: 指导教师: 日期:2016.5.26

目录 摘要 (3) 前言 (3) 1绪论 (4) 1.1 制动系统设计的意义 (4) 1.2 本次制动系统应达到的目标 (4) 2制动系统方案论证分析与选择 (4) 2.1 盘式制动器 (5) 2.2 简单制动系 (5) 2.3 动力制动系 (5) 2.4 伺服制动系 (6) 2.5 液压分路系统的形式的选择 (6) 2.6 液压制动主缸的设计方案 (6) 3盘式制动器概述 (8) 3.1制动盘 (8) 3.2制动摩擦衬块 (9) 3.3 盘式制动器操纵机构 (9) 4制动系统设计计算 (10) 4.1 相关主要参数 (10) 4.2 同步附着系数的分析 (11) 4.3 分析计算法向作用力 (11) 4.4 制动力矩分配系数的选取和计算 (12) 4.5 制动器制动力矩的确定 (12) 4.6 盘式制动器主要参数确定 (13) 4.7 盘式制动器的制动力计算 (15) 4.8 制动器主要零部件的结构设计 (16) 5液压制动驱动机构的设计计算 (17) 5.1 前轮制动轮缸直径d的确定 (17) 5.2 制动主缸直径0d的确定 (17) 5.3 制动踏板力p F和制动踏板工作行程p S (18) 第6章制动性能分析 (19) 6.1 制动性能评价指标 (20) 6.2 制动效能 (20) 6.3 制动效能的恒定性 (20) 6.4 制动时汽车方向的稳定性 (20) 6.5 制动器制动力分配曲线分析 (21) 6 .6制动减速度j和制动距离。 (22) 6.7 摩擦衬块的磨损特性计算 (22) 7总结 (24) 参考文献 (25) 致谢 (25)

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