汽车电子油门控制系统的设计

摘要

随着全国汽车产量的大幅度上升，人们对汽车的依赖性越来越强，汽车也对人们的日常生活产生着直接而又重要的影响。而科技的飞速发展，使汽车性能除了满足人们的基本使用要求外，在节能环保、安全性和舒适性等方面有了更高的要求。在全国每年发生的重大交通事故中，有12.6％的事故是驾驶员在紧急情况下，过度紧张误把油门当刹车而造成的。而现在的汽车生产商还没有研制出具有防止误将油门当刹车功能的汽车电子油门控制系统，这种安全隐患也一直没有得到解决。
　　针对以上问题，本文以CAN总线网络为基础，结合机械装置，设计出功能更加完善的汽车电子油门控制系统。该系统由防止误踩油门机械装置、油门控制模块、车速/发动机转速监测模块、喷油器模块、载重监测模块、汽车行驶坡度监测模块和电子节气门模块组成。在该系统中为了能够有效的减少汽车线束的数量，节约空间，增加信息传输的效率，采用了CAN总线网络实现各模块之间的通信。并且，在该系统中将机械装置与电路相结合，实现了当误踩油门时，刹车踏板踏下，加速信号被切断，汽车制动的功能。此外，本文还设计了S曲线控制算法，将该系统中各模块采集到的汽车行驶状况与S曲线控制算法相结合来实现对节气门的精确控制以及对汽车加减速的快速控制。
　　最后对汽车电子油门控制系统进行了CAN总线的通信测试，对该系统中的S曲线控制算法进行MATLAB仿真，测试和仿真结果达到了设计要求。

目录

声明

摘要

1．1 研究目的及意义

1．2 国内外发展现状

1．3 本文研究内容

第2章 汽车电子油门控制系统总体方案设计

2．1 设计方案的技术分析

2．1．1 电子油门控制系统方案的技术分析

2．1．2 防止油门被误踩方案的技术分析

2．2 总体方案的设计

2．2．1 防止误踩油门机械装置的设计

2．2．3 车速／发动机转速监测模块的设计

2．2．4 喷油器模块的设计

2．2．5 载重监测模块的设计

2．2．6 汽车行驶坡度监测模块的设计

2．2．7 电子节气门模块的设计

2．3 部件的选型与特性分析

2．4 本章小结

第3章 系统硬件及机械结构的设计

3．1 各模块主控电路设计

3．1．1 供电电路设计

3．1．2 各模块主控芯片最小系统设计

3．1．3 各模块通信电路设计

3．2 防止油门被误踩的机械结构设计

3．3 油门控制电路设计

3．4 车速／发动机转速监测电路设计

3．5 喷油器电路设计

3．6 载重监测电路设计

3．7 汽车行驶坡度监测电路设计

3．8 电子节气门电路设计

3．9 本章小结

第4章 系统算法与软件的设计及测试

4．1 在汽车电子油门控制系统中PID算法设计

4．2 S曲线控制算法的设计

4．2．1 S曲线在不同约束条件下的分析

4．2．2 S曲线在不同约束条件下的仿真

4．2．3 S曲线控制算法的程序设计

4．3 系统软件的设计

4．4．1 系统软件整体流程图

4．4．2 CAN总线通信程序的设计

4．4．3 PWM子程序的设计

4．4．4 模拟量采集子程序的设计

4．4 CAN总线通信程序的测试

4．5 S曲线控制算法与PID算法的分析

4．5．1 速度由小到大的阶跃响应仿真实验

4．5．2 速度由大到小的阶跃应仿真实验

4．6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢