汽車巡航控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明屬于汽車自動控制技術領域，具體涉及一種汽車巡航控制系統。
【背景技術】
[0002]汽車巡航控制系統就是指對于一輛汽車而言在無需駕駛員操縱油門踏板的情況下即可將車速自動控制在駕駛員設定的目標速度上，以達到減輕駕駛員的疲勞強度、提高行駛舒適性，并且可以使汽車工作在發動機有利轉速范圍內的汽車自動行駛裝置。目前這種自動控制系統價格昂貴，只應用于高檔轎車內，而且數量有限，但是隨著我國高速公路的發展，家庭私人轎車對這類裝置的需求將會出現與日倶增的趨勢。
【發明內容】
[0003]根據以上現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是提出一種汽車巡航控制系統，通過實時車速反饋，調節節氣門開度，實現自動恒速控制。
[0004]為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為:一種汽車巡航控制系統，包括電控單元、執行機構、車速檢測單元、節氣門位置檢測單元和控制開關，車速檢測單元和節氣門位置檢測單元分別檢測汽車的實時車速信息和節氣門位置信息并反饋到電控單元，電控單元接收控制開關的指令信息，按控制開關設定的速度控制執行機構按指令工作。所述控制開關包括接通開關、設置/加速開關、恢復/減速開關和取消開關，接通開關是巡航控制系統的啟動開關，當按下設置/加速開關時，車輛以此時車速作為巡航車速恒速行駛，而按下“設置/加速”開關不動時，車輛不斷加速，松開按鈕，系統就按照當前設定的車速保持恒速行駛，按下恢復/減速開關則車速自動恢復到解除巡航時設定的車速值;在巡航系統工作時，當按下“恢復/減速”按鈕不動時，車輛就不斷減速，取消開關是巡航系統的退出開關，所述執行結構包括電機和拉線盤，根據電控單元的信號指令，電機以電動或者氣動的方式驅動拉線盤，調節節氣門開度。所述車速檢測單元安裝在汽車變速器的輸出軸上，為磁阻式傳感器。所述節氣門位置檢測單元包括節氣門位置傳感器，節氣門位置傳感器向電控單元提供節氣門開度信號。所述控制系統還包括液晶顯示屏，控制開關開啟后，液晶顯示屏實時顯示當前檢測到的車速。接通開關接通后，判斷車速是否在40km/h-180km/h之間，若是，則設置車速即為當前巡航車速;若不是，則系統關閉。系統處于巡航狀態時，巡航系統每檢測到一次開關信號，巡航車速就增加或減少lkm/h。
[0005]本發明有益效果是:將汽車巡航控制系統普遍應用于私人轎車內，那么對于減少環境污染，節約燃油消耗量均有重大意義。另一方面，該控制系統能夠緩解駕駛員的疲勞程度，對于減少交通事故，保障人身安全也有一定的意義。
【附圖說明】
[0006]下面對本說明書附圖所表達的內容及圖中的標記作簡要說明:
[0007]圖1是本發明的【具體實施方式】的巡航控制系統的結構圖。
[0008]圖2是本發明的【具體實施方式】的巡航控制系統基本原理圖。
【具體實施方式】
[0009]下面對照附圖，通過對實施例的描述，本發明的【具體實施方式】如所涉及的各構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進一步詳細的說明，以幫助本領域技術人員對本發明的發明構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解。
[0010]巡航控制系統主要由控制開關、傳感器、巡航控制電控單元(CCSECU)和執行機構等組成，巡航控制系統的結構與零件布置如圖1所示。
[0011]巡航控制開關主要包括巡航開關、制動開關、離合器開關(僅對手動變速器汽車)或空擋啟動開關(對于自動變速器汽車)。
[0012]巡航開關是供駕駛員操作巡航控制系統的開關，一般安裝在轉向信號手柄上或方向盤上。它主要包括“接通(0N)”、“設置/加速(SET/ACC)”、“恢復/減速(RES/DEC)”和“取消(CANCEL)”。將開關置于“接通”時，允許使用巡航系統。當按下“設置/加速”開關時，車輛以此時車速作為巡航車速恒速行駛，而按下“設置/加速”開關不動時，車輛不斷加速，松開按鈕，系統就按照當前設定的車速保持恒速行駛。當踩制動踏板、踩離合器或換擋時巡航功能消除，按下“恢復/減速”開關則車速自動恢復到解除巡航時設定的車速值;在巡航系統工作時，當按下“恢復/減速”按鈕不動時，車輛就不斷減速。當按下“取消”開關時，退出巡航系統。
[0013]巡航控制系統的傳感器部分主要包括節氣門位置傳感器和車速傳感器，其功能分別為向巡航系統的電控單元提供節氣門開度信號和汽車行駛速度信號，專門用于巡航控制系統的車速傳感器安裝在汽車變速器的輸出軸上。傳感器的頻率響應應該遠遠高于整個系統的頻率響應，以避免傳感器對系統的頻率產生太大的影響。本發明選用磁阻式傳感器。
[0014]巡航控制電控單元是整個巡航控制系統的核心部分，它的主要作用是接收傳感器的信號以及開關信號等，將信號進行處理后，輸出控制信號，用來驅動執行機構動作，以實現車輛的恒速行駛。
[0015]執行機構也即伺服機構，作用主要是接收巡航控制電控單元的控制指令信號，采用可以減速的直流電機以電動或氣動的方式驅動拉線盤，從而調節節氣門開度，來實現車輛的加速、減速或者是恒速行駛。
[0016]在巡航控制系統中，電子控制裝置可以根據行駛阻力的變化自動調節發動機節氣門開度，使行駛車速保持恒定，電子巡航控制系統的基本控制原理方框圖如圖2所示。
[0017]速度信號是巡航控制系統最重要的信號之一，一旦速度信號失常，巡航控制系統就不能正常進行，甚至發生事故。該控制系統利用PIC16F873的16位定時計數器TMR2和連接到這個定時器上的捕捉與比較寄存器來測得車速信號。由于單片機能識別的信號電壓范圍是0-5V，而汽車上的電源是12V，所以需要在測車速之前，將這些速度信號轉換成0-5V的電壓范圍。巡航控制系統的電子控制單元采用PIC16F873單片機，執行器采用直流電機，PIC16F873根據設定車速、實際車速以及其它輸入信號按照給定的程序完成所有的數據處理后產生一個輸出信號驅動直流電機改變節氣門開度。安全上考慮將制動開關與油門執行器直接相連，這樣當踩下油門踏板時，在斷開單片機恒速控制程序的同時，將油門的動力源斷開，從而確保油門關閉。
[0018]巡航控制電控單元有兩個輸入信號，一個是按駕駛員要求選定的設定車速信號，另一個是汽車的實際車速的反饋信號。巡航控制電控單元檢測這兩個輸入信號之間的誤差后，產生一個節氣門的控制信號送到節氣門執行器，節氣門執行器根據接收到的控制信號調節發動機節氣門開度來修正控制器所檢測到的誤差，從而使車速保持恒定。實際車速是由車速傳感器測得的并轉換成與車速成正比的電信號反饋到巡航控制電控單元。
[0019]當汽車巡航控制系統啟動后，程序進入初始化階段。巡航控制電控單元一直檢測是否有按鍵按下，當開關鍵按下后，液晶顯示屏上顯示當前車速，當車速為Okm/h時，系統處于非工作狀態。當按下設定鍵后，判斷車速是否在40km/h-180km/h之間，若是，則設置車速即為當前巡航車速;若不是，則系統關閉。當車速設置為當前巡航車速時，系統打開，PID算法控制舵機開始通過節氣門調整車速。此時，按下加速(或減速)鍵，巡航車速沒檢測到一次信號就增加(或減少)lkm/h，汽車恒速巡航;此時，如果系統檢測到取消鍵、開關鍵、模擬油門動作的按鍵中的任何一個按鍵信號，系統就會自動進入關閉狀態，汽車車速開始進入由駕駛員控制的狀態。
[0020]上面結合附圖對本發明進行了示例性描述，顯然本發明具體實現并不受上述方式的限制，只要采用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發明的保護范圍之內。本發明的保護范圍應該以權利要求書所限定的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種汽車巡航控制系統，其特征在于，包括電控單元、執行機構、車速檢測單元、節氣門位置檢測單元和控制開關，車速檢測單元和節氣門位置檢測單元分別檢測汽車的實時車速信息和節氣門位置信息并反饋到電控單元，電控單元接收控制開關的指令信息，按控制開關設定的速度控制執行機構按指令工作。2.根據權利要求1所述的汽車巡航控制系統，其特征在于，所述控制開關包括接通開關、設置/加速開關、恢復/減速開關和取消開關，接通開關是巡航控制系統的啟動開關，當按下設置/加速開關時，車輛以此時車速作為巡航車速恒速行駛，而按下“設置/加速”開關不動時，車輛不斷加速，松開按鈕，系統就按照當前設定的車速保持恒速行駛，按下恢復/減速開關則車速自動恢復到解除巡航時設定的車速值;在巡航系統工作時，當按下“恢復/減速”按鈕不動時，車輛就不斷減速，取消開關是巡航系統的退出開關。3.根據權利要求1所述的汽車巡航控制系統，其特征在于，所述執行結構包括電機和拉線盤，根據電控單元的信號指令，電機以電動或者氣動的方式驅動拉線盤，調節節氣門開度。4.根據權利要求1所述的汽車巡航控制系統，其特征在于，所述車速檢測單元安裝在汽車變速器的輸出軸上，為磁阻式傳感器。5.根據權利要求1所述的汽車巡航控制系統，其特征在于，所述節氣門位置檢測單元包括節氣門位置傳感器，節氣門位置傳感器向電控單元提供節氣門開度信號。6.根據權利要求1所述的汽車巡航控制系統，其特征在于，所述控制系統還包括液晶顯示屏，控制開關開啟后，液晶顯示屏實時顯示當前檢測到的車速。7.根據權利要求2所述的汽車巡航控制系統，其特征在于，接通開關接通后，判斷車速是否在40km/h-180km/h之間，若是，則設置車速即為當前巡航車速;若不是，則系統關閉。8.根據權利要求7所述的汽車巡航控制系統，其特征在于，系統處于巡航狀態時，巡航系統每檢測到一次開關信號，巡航車速就增加或減少lkm/h。
【專利摘要】本發明公開了一種汽車巡航控制系統，包括電控單元、執行機構、車速檢測單元、節氣門位置檢測單元和控制開關，車速檢測單元和節氣門位置檢測單元分別檢測汽車的實時車速信息和節氣門位置信息并反饋到電控單元，電控單元接收控制開關的指令信息，按控制開關設定的速度控制執行機構按指令工作。將汽車巡航控制系統普遍應用于私人轎車內，那么對于減少環境污染，節約燃油消耗量均有重大意義。另一方面，該控制系統能夠緩解駕駛員的疲勞程度，對于減少交通事故，保障人身安全也有一定的意義。
【IPC分類】B60K31/02
【公開號】CN105620284
【申請號】CN201610060521
【發明人】田麗, 張小軍, 吳道林, 鳳志民, 李從飛, 杜道昶, 陳勇, 包偉, 王勇, 趙明敏, 王軍
【申請人】安徽工程大學
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年1月26日