隨著科技的進(jìn)步,自動駕駛汽車技術(shù)開始萌芽,雖然還沒有普及,但自動駕駛無疑是未來汽車技術(shù)的發(fā)展趨勢,本文主要研究無人駕駛技術(shù)的原理,以及硬軟件的機構(gòu)設(shè)計。
《汽車科技》(雙月刊)創(chuàng)刊于1973年,由東風(fēng)汽車有限公司科技情報所主辦。以展示汽車科技成果,報道汽車行業(yè)信息,匯集汽車專家論述,傳播汽車實用技術(shù)為宗旨,以準(zhǔn)確、及時傳遞科技信息為已任。本刊除為汽車行業(yè)的工程技術(shù)人員和大學(xué)教師及在校大學(xué)生提供權(quán)威性、科學(xué)性的科技信息外,還為汽車愛好者和使用者提供具有知識性、史料性、信息性等內(nèi)容的文章及有收藏價值的圖片。主要欄目:特稿、設(shè)計研究、試驗測試、計算機應(yīng)用、設(shè)備工裝、管理、使用維修。
本設(shè)計是基于電子油門的汽車,設(shè)計的一款自動控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)能智能控制電子油門的大小,以達(dá)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。
一、自動駕駛系統(tǒng)簡介
自動駕駛系統(tǒng)是使汽車工作在發(fā)動機有利轉(zhuǎn)帶范圍內(nèi),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(tǒng)英文為cruise control system,縮寫為CCS。自動駕駛系統(tǒng)又稱為巡航行駛裝置、速度控制系統(tǒng)、恒速行駛系統(tǒng)或巡行控制系統(tǒng)等。
巡航控制系統(tǒng)自1961年在美國首次應(yīng)用以來,已經(jīng)廣泛普及。在美國大多數(shù)轎車上均裝用了過航控制系統(tǒng)。日本和歐洲生產(chǎn)的轎車裝用定速自動駕駛系統(tǒng)的比例也越來越高。我國一汽大眾生產(chǎn)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(tǒng)。
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(tǒng)的自動操縱開關(guān)后,巡航控制系統(tǒng)將根據(jù)行車阻力自動增減節(jié)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(yù)先設(shè)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(tǒng)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(jìn)而改善了汽車的燃料經(jīng)濟性和發(fā)動機的排放性。 基本功能是自控油門,解放右腳,駕駛輕松。調(diào)節(jié)精神,緩解疲勞,增加安全系數(shù)。經(jīng)濟速度定速,省油、省車。
二、自動駕駛系統(tǒng)原理及設(shè)計結(jié)構(gòu)
汽車電子自動駕駛系統(tǒng),有相連的發(fā)射器、接收器、電磁執(zhí)行器和常閉斷電開關(guān),發(fā)射器有PT2262L編碼芯片電路,其四個數(shù)據(jù)輸入端分別連有解除開關(guān)、定速開關(guān)、減速開關(guān)和加速開關(guān)。當(dāng)按動定速、加速、減速、解除按鍵時YF發(fā)射器會發(fā)射相應(yīng)的一組編碼數(shù)據(jù)。接收器PT2272接到單片機U的指令進(jìn)行接收和譯碼。將接收的編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼,在輸出端10-13腳進(jìn)行相應(yīng)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(dá)到定速的目的;加速時12腳輸出高電平,使油門電機前進(jìn),達(dá)到加速的目的;減速時11腳輸出高電平,控制油門電機反轉(zhuǎn),以達(dá)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(shù)據(jù)輸出端分別通過開關(guān)三極管與繼電器相連,電磁執(zhí)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(fā)射器裝在汽車駕駛室內(nèi),遙控接收器和電磁執(zhí)行器裝在汽車發(fā)動機倉內(nèi),柔性油門線連在油門上,常閉斷電開關(guān)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(dāng)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(tǒng),其特征在于:有相連的遙控發(fā)射器、遙控接收器、電磁執(zhí)行器和常閉斷電開關(guān),遙控發(fā)射器有殼體,殼體上有觸發(fā)式常開定速開關(guān)、觸發(fā)式常開解除開關(guān)、觸發(fā)式常開加速開關(guān)和觸發(fā)式常開減速開關(guān),殼體內(nèi)有遙控發(fā)射電路板,遙控發(fā)射電路板上有遙控發(fā)射電路,遙控發(fā)射電路有相連的PT2262L編碼芯片電路、F05C發(fā)射模塊電路和電池,PT2262L編碼芯片的四個數(shù)據(jù)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(guān)接點和定速開關(guān)接點,解除開關(guān)接點和定速開關(guān)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(guān)接點和加速開關(guān)接點。
減速開關(guān)接點和加速開關(guān)接點分別通過隔離二極管與13腳和18腳相連,F(xiàn)05C發(fā)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(guān)、解除開關(guān)、加速開關(guān)和減速開關(guān),分別有一個電接點分別與定速開關(guān)接點、解除開關(guān)接點、加速開關(guān)接點和減速開關(guān)接點相連,定速開關(guān)、解除開關(guān)、加速開關(guān)和減速開關(guān)的另一個電接點和F05C發(fā)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(nèi)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(shù)據(jù)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(guān)三極管、加速開關(guān)三極管和定速開關(guān)三極管的輸入端相連,加速開關(guān)三極管、減速開關(guān)三極管和定速開關(guān)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(diào)整模塊,電壓調(diào)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(zhí)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(zhuǎn)的電磁鐵,電磁鐵與電機之間有限位擋和復(fù)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(guān)是機械式常閉斷電開關(guān),機械式常閉斷電開關(guān)連有隔離二極管,常閉斷電開關(guān)的動觸頭與隔離二極管的正極相連,常閉斷電開關(guān)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(zhí)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(zhí)行器的電磁鐵電接點相連。
三、軟件部分
控制模塊U(STC12LE5201AD)由單片機完成,具有穩(wěn)壓作用,同時寫有程序。對整機進(jìn)行控制。
四、結(jié)束語
本電路所設(shè)計的電子自動駕駛系統(tǒng)實現(xiàn)的功能和現(xiàn)有汽車上的成品定速巡航相同。但由于采用了模擬技術(shù),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。
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