【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(tǒng)。本系統(tǒng)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(tǒng)簡介

自動駕駛系統(tǒng)是使汽車工作在發(fā)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(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(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)原理及設計結構

如圖1，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，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、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(fā)射器會發(fā)射相應的一組編碼數(shù)據(jù)。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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)輸出端分別通過開關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，遙控接收器和電磁執(zhí)行器裝在汽車發(fā)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(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，遙控發(fā)射器有殼體，殼體上有觸發(fā)式常開定速開關、觸發(fā)式常開解除開關、觸發(fā)式常開加速開關和觸發(fā)式常開減速開關，殼體內有遙控發(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，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、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(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(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(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。

圖1 汽車電子自動駕駛系統(tǒng)原理圖

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(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，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(xiàn)供職于遼寧職業(yè)學院，擁有國家專利兩項，發(fā)表國家級、省級論文30多篇，研究方向：應用電子技術。