電子巡航電路在汽車上的應用

【摘要】本設計是基于電子油門的汽車，設計的一款自動控制系統。本系統能智能控制電子油門的大小，以達到自動駕駛的目的。對于長途駕駛或者汽車的自動駕駛模式的研究探討具有重要意義。

【關鍵詞】電子巡航;電路;汽車;設計應用

一、自動駕駛系統簡介

自動駕駛系統是使汽車工作在發動機有利轉帶范圍內，減輕駕駛員的駕駛操縱勞動強度，提高行駛舒適性的汽車自動行駛裝置。自動駕駛系統英文為cruise control system，縮寫為CCS。自動駕駛系統又稱為巡航行駛裝置、速度控制系統、恒速行駛系統或巡行控制系統等。

巡航控制系統自1961年在美國首次應用以來，已經廣泛普及。在美國大多數轎車上均裝用了過航控制系統。日本和歐洲生產的轎車裝用定速自動駕駛系統的比例也越來越高。我國一汽大眾生產的奧迪A6、上海大眾帕薩特以及廣州本田雅閣也裝了巡航控制系統。

在大陸型的國家，駕駛汽車長途行駛的機會較多，在高速公路上長時間行駛時，打開該系統的自動操縱開關后，巡航控制系統將根據行車阻力自動增減節氣門開度，使汽車行駛速度保持一定的。并且可以避免駕駛員頻繁踩油門踏板，而保證汽車以預先設定的速度行駛。汽車在一定條件下恒速行駛，大大地減輕了駕駛員的疲勞強度。由于巡航控制系統能自動地維持車速，避免了不必要的油門踏板的人為變動，進而改善了汽車的燃料經濟性和發動機的排放性。 基本功能是自控油門，解放右腳，駕駛輕松。調節精神，緩解疲勞，增加安全系數。經濟速度定速，省油、省車。

二、自動駕駛系統原理及設計結構

如圖1，汽車電子自動駕駛系統，有相連的發射器、接收器、電磁執行器和常閉斷電開關，發射器有PT2262L編碼芯片電路，其四個數據輸入端分別連有解除開關、定速開關、減速開關和加速開關。當按動定速、加速、減速、解除按鍵時YF發射器會發射相應的一組編碼數據。接收器PT2272接到單片機U的指令進行接收和譯碼。將接收的編碼數據進行解碼，在輸出端10-13腳進行相應的定速、加速、減速、解除的操作。定速時13腳輸出高電平，控制油門電機M不動，以達到定速的目的;加速時12腳輸出高電平，使油門電機前進，達到加速的目的;減速時11腳輸出高電平，控制油門電機反轉，以達到減速的目的。解除時10腳輸出高電平，油門電機無控制信號，正常行車。接收器YS有PT2272L解碼芯片電路，其三個數據輸出端分別通過開關三極管與繼電器相連，電磁執行器有減速電機，電機軸端有軟鐵塊，軸上套有連有柔性油門線的電磁鐵，繼電器的輸出端與電機和電磁鐵相連。遙控發射器裝在汽車駕駛室內，遙控接收器和電磁執行器裝在汽車發動機倉內，柔性油門線連在油門上，常閉斷電開關的動觸頭與剎車踏板相連。本實用新型在汽車行駛中保持汽車當前的油門開度不變，使汽車在較平坦的一大段公路上能定速巡航，也可以使汽車加速或減速行駛。一種汽車電子自動駕駛系統，其特征在于：有相連的遙控發射器、遙控接收器、電磁執行器和常閉斷電開關，遙控發射器有殼體，殼體上有觸發式常開定速開關、觸發式常開解除開關、觸發式常開加速開關和觸發式常開減速開關，殼體內有遙控發射電路板，遙控發射電路板上有遙控發射電路，遙控發射電路有相連的PT2262L編碼芯片電路、F05C發射模塊電路和電池，PT2262L編碼芯片的四個數據輸入端10腳、11腳、12腳和13腳中，10腳和13腳分別連有解除開關接點和定速開關接點，解除開關接點和定速開關接點分別與PT2262L編碼芯片的電源輸入端18腳相連，11腳和12腳分別連有減速開關接點和加速開關接點，減速開關接點和加速開關接點分別通過隔離二極管與13腳和18腳相連，F05C發射模塊的輸入端與PT2262L編碼芯片的輸出端17腳相連，定速開關、解除開關、加速開關和減速開關，分別有一個電接點分別與定速開關接點、解除開關接點、加速開關接點和減速開關接點相連，定速開關、解除開關、加速開關和減速開關的另一個電接點和F05C發射模塊的電源輸入端與電池的正極相連，遙控接收器有殼體，殼體內有遙控接收電路板，遙控接收電路板上有遙控接收電路，遙控接收電路有相連的J04E接收模塊電路、PT2272L解碼芯片電路和供電電路，PT2272L解碼芯片與上述PT2262L編碼芯片有相同的地址碼，J04E接收模塊的輸出端與PT2272L解碼芯片的輸入端14腳相連，PT2272L解碼芯片的四個數據輸出端10腳、11腳、12腳和13腳中，10腳懸空，11腳、12腳和13腳分別通過隔離二極管和電阻與減速開關三極管、加速開關三極管和定速開關三極管的輸入端相連，加速開關三極管、減速開關三極管和定速開關三極管的輸出端分別與加速繼電器、減速繼電器和定速繼電器的電磁線圈的一端相連，加速繼電器、減速繼電器的電源輸入端電極性相反，供電電路有電壓調整模塊，電壓調整模塊有12伏和5伏的兩種電壓輸出端，12伏電壓輸出端分別與加速繼電器、減速繼電器和定速繼電器電磁線圈的另一端相連，12伏電壓輸出端分別與加速繼電器、減速繼電器和定速繼電器的電源輸入端相連，5伏電壓輸出端與PT2272L解碼芯片的電源輸入端相連，5伏電壓輸出端通過降壓電阻與J04E接收模塊的電源輸入端相連，電磁執行器有減速電機，減速電機軸的外端固定有軟鐵塊，減速電機與軟鐵塊之間的電機軸上套有可在電機軸上旋轉的電磁鐵，電磁鐵與電機之間有限位擋和復位扭簧，限位擋在電機與電磁鐵相鄰的端面上，電磁鐵的該端面上有與限位擋相配合的圓弧形滑槽，圓弧形滑槽的圓心角是270度～350度，電磁鐵的殼體連有柔性油門線，常閉斷電開關是機械式常閉斷電開關，機械式常閉斷電開關連有隔離二極管，常閉斷電開關的動觸頭與隔離二極管的正極相連，常閉斷電開關的定觸頭與遙控接收電路中的供電電路輸入端相連，遙控接收電路中的加速繼電器、減速繼電器的電源輸出端與電磁執行器的減速電機電接點相連，定速繼電器的電源輸出端與電磁執行器的電磁鐵電接點相連。

圖1 汽車電子自動駕駛系統原理圖

三、軟件部分

控制模塊U（STC12LE5201AD）由單片機完成，具有穩壓作用，同時寫有程序。對整機進行控制。其中程序如下：

---------ADDRESS-----------

P1ASF EQU 9DH;

ADC_CONTR EQU 0BCH;

ADC_RES EQU 0BDH;

P1M1 EQU 92H;

P1M0 EQU 91H P3M1;

EQU 0B2H P3M0 EQU0B1H CCAPM0 EQU 0DAH;

CCON EQU 0D8H;

CMOD EQU 0D9H;

CL EQU 0E9H;

CH EQU 0F9H;

CCAP0L EQU 0EAH;

CCAP0H EQU 0FAH;

PCA_PWM0 EQU 0F2H;

CCF0 EQU 0D8h;

CR EQU 0DEH;

CF EQU 0DFh;

ADC_NUM EQU 09H;

ADC_CH7_6_RES EQU 30H ;

ADC_VALUE EQU 34H;

DA_LOW ?EQU 3AH;

DA_HIGH EQU 3BH;

LOW_BYTE ?EQU 3CH;

HIGH_BYTE EQU 3DH;

IN1_AD_VALUE EQU 3EH;

IN2_AD_VALUE EQU 3FH;

NO_TIME EQU 40H;

LED_TIME EQU 41H;

IN1 EQU P1.7;

IN2 EQUP1.5;

OUT_LED EQU P1.1;

OUT_FMQ EQU P1.0

OUT_V EQU P3.7;

AD_28V EQU 221;

AD_26V EQU 144;

IN1_YES_NO JC IN1_YES;

LCALL OUT_3;

LJMP LOP;

IN1_YES MOV A，IN2_AD_VALUE;

CJNE A，#AD_26V，IN2_YES_NO;

IN2_YES_NO JC IN2_YES;

LCALL OUT_2;

LCALL DELAY_1S;

LJMP LOP;

IN2_YES LCALL OUT_1;

PCA_INT JBC CCF0，WXY1;

JBC CF，WXY3;

MOV DA_LOW，LOW_BYTE;

MOV DA_HIGH，HIGH_BYTE;

MOV A，LOW_BYTE;

ADD A，#22;

MOV LOW_BYTE，A;

MOV A，HIGH_BYTE;

ADDC A，#0;

MOV HIGH_BYTE，A;

MOV A，HIGH_BYTE;

JZ OUT_21;CLR C;

MOV A，LOW_BYTE;

SUBB A，#170;

JC OUT_21;

MOV LOW_BYTE，#220;

MOV HIGH_BYTE，#0;

WXY1：JNB P3.7，WXY2;

WXY2： MOV CCAP0L，#00H;

WXY3： RETI;

INIT_ADC：MOV P1M0，#0A0;

DELAY1MS：PUSH 06H;

PUSH 07H;

MOV R6，#20;

DELAY1MS1：MOV R7，#250;

DELAY_1S：PUSH 05H;

PUSH 06H;

PUSH 07H;

DELAY_1S2：MOV R6，#200;

DELAY_1S1：MOV R7，#250;

AD_CONVERT：MOV R0，#ADC_CH7_6_RES;

MOV R2，#ADC_NUM;

AD_CONVER1：LCALL GET_AD_RESULT;

MOV @R0，A;

INC R0;

DJNZ R2，ADC_CONVERT1;

RET;

AD_RESULT：MOV ADC_RES，#0;

ORL ADC_CONTR，#08H

AD_FINISH：MOV A，#10H;

ADC_LB_SORT： MOV;

R3，#ADC_NUM-1;

ADC_LB_SORT3：MOV A，R3;

MOV R2，A;

MOV R0，#ADC_CH7_6_RES;

MOV R1，#ADC_CH7_6_RES;

ADC_LB_SORT2：INC R1;

MOV A，@R0;

ADC_LB_SORT1：MOV A，INC R0;

DJNZ R2，ADC_LB_SORT2;

DJNZ R3，ADC_LB_SORT3;RET;

OUT_1：SETB OUT_LED;

SETB OUT_FMQ;

RET;

OUT_14：JNC OUT_12;

OUT_11：JC OUT_15;

OUT_12：MOV DA_HIGH，A;

MOV DA_LOW，#0AA;

OUT_13：RET;

OUT_15：CJNE A，#128，OUT_16;

OUT_16：JNC OUT_12;

ADD A，#128;

SJMP OUT_12;

OUT_2：CLR OUT_LED;

CLR OUT_FMQ：MOV DA_HIGH，#150;

MOV DA_LOW，#200;OUT_21： RET;

OUT_3：CLR OUT_LED;

CLR OUT_FMQ：MOV DA_LOW，#15;

MOV DA_HIGH，#0;

MOV DA_HIGH，#150;

MOV DA_LOW，#200;

RET;

OUT_11：JNC OUT_12;

SETB OUT_LED;

SETB OUT_FMQ;SJMP OUT_13;

OUT_12：CJNE A，#6，OUT_14;

OUT_14：JNC OUT_15;

OUT_15：MOV LED_TIME，#0;

OUT_13：SETB OUT_FMQ;

CLR NO_XINHAO;

MOV NO_TIME，#0;

CLR C;

MOV A，#255;

OUT_110：JC OUT_111;

MOV A，#099H;

SJMP OUT_112;

OUT_111：CJNE A，#45，OUT_113;

OUT_113：JNC OUT_112;

MOV A，#45

OUT_112：MOV DA_HIGH，A;

MOV DA_LOW，#0AAH;

RET;

OUT_2：JB NO_XINHAO，OUT_231;

CJNE A，#40，OUT_232;

OUT_232：JC OUT_21;

SETB NO_XINHAO;

MOV NO_TIME，#0;

OUT_231：MOV HIGH_BYTE，A;

MOV A，HIGH_BYTE;

JZ OUT_21;

OUT_3：JB NO_XINHAO，OUT_31;

CJNE A，#40，OUT_32;

OUT_32：JC OUT_33;

SETB NO_XINHAO;

MOV NO_TIME，#0;

OUT_31： CLR OUT_LED;

OUT_33：MOV A，#255;

IN2_AD：MOV DA_HIGH，#0;

MOV DA_LOW，#15H;

RET;

END。

四、結束語

本電路所設計的電子自動駕駛系統實現的功能和現有汽車上的成品定速巡航相同。但由于采用了模擬技術，使得整機的成本大大降低。中央控制由于采用了單片機控制，使得整機工作更加可靠，功耗更低。對于將來市場普及具有重要作用。

作者簡介：董丹丹（1968—），女，高級講師，現供職于遼寧職業學院，擁有國家專利兩項，發表國家級、省級論文30多篇，研究方向：應用電子技術。