辆工程毕业设计（论文）开题报告-汽车侧向稳定性控制器的设计.doc

SY-025-BY-3毕业设计开题报告学生姓名系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程07-2班指导教师姓名职称教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称汽车侧向稳定性控制器的设计一、课题研究现状、选题目的和意义（一）研究现状汽车侧向稳定性控制器的研究是从ABS(Anti-locked Braking System)开始的。ABS在20世纪80年代开始得到广泛应用，目前在国外已经发展成为一种非常成熟的技术。国内对ABS的研究始于80年代初，国内研制ABS的单位主要有东风汽车公司、交通部重庆公路研究所、重庆宏安ABS有限公司、陕西兴平514厂、西安公路学院等单位和部门。东风汽车公司从80年代初就开始研究ABS，是较早研究ABS的厂家之一，现研究工作的主要目标是对国外的产品进行消化吸收，如将德国瓦布科公司的ABS装于EQl45型汽车上进行各种试验。重庆公路研究所相继开发出了两代ABS产品，第一代ABS的ECU（Electronic Control Unit）采用了280芯片。第二代ABS产品为FKXAC I型，该装置的ECU中的CPU微处理器采用了美国INTEL公司的MCS96系列8098单片机，但距离满足实际应用仍有一定的差距。1998年，重庆聚能汽车技术有限公司在国内首家推出适合中国国情的电子式ABS防抱装置，现已达到年产50万套的生产能力，是我国国内最大的ABS生产基地。电子稳定程序ESP(Electronic Stability Program)是90年代初由德国奔驰公司开发的车辆稳定系统。从1995年至今，伴随着理论研究的不断深入和电子技术的发展，汽车稳定性控制得到了很大的发展，并开始作为选装件安装在一些中高档轿车上。德国BOSCH公司一直是这方面技术的领先者，无论是ABSASR(Acceleration Slip Regulation -驱动防滑系统)还是更先进的ESP系统，技术上都一直处于领先地位，为国际大多数汽车厂商供应ABSASRESP系统。1995年，博世成为首家把ESP投入量产的公司，早在1983年，博世的工程师就通过优化的ABS控制系统来增强车辆在全力制动时的稳定性，博世在1987年注册了相关的专利，1991年博世同戴姆勒-克莱斯勒公司开始联合开发该项目基地。1995年3月电子稳定控制系统开始批量生产。同年，ESP成功用于梅赛德斯-奔驰汽车的S级车型上。在接下来的数年里，博世不断优化ESP的设计使得ESP开始广泛占领了轿车市场。目前，全球有6家汽车零部件制造商生产ESP，他们是德国的博世，日本电装，日本爱信精工，德国大陆Teves,美国德尔福，美国TRW。国内汽车稳定性控制的研究还处在起步阶段，只有少数学者从事控制方法的仿真研究，而且由于缺少试验条件，研究还不十分深入，现在吉林大学、清华大学、上海交大、西北工大等高校和中国重汽集团、上海大众汽车制造公司等企业也在开展相关的研究工作。东南大学车辆工程系对ESP系统的控制策略和其硬件实现进行了相关研究，并用TMS320F2812系统实现了对车辆的ESP控制。（二）选题的目的、意义由于中国在汽车电子方面起步较晚，大多汽车电子控制系统都是借鉴或者直接引用外国的产品和技术，因此我们的设计基本都处在模仿的阶段。本次课题就是基于单片机、横摆角速度传感仪，车轮角速度传感仪、车速传感器等，实现ESP的部分功能。通过查看汽车事故原因的统计和分析结果不难发现，很多重大交通事故中，车辆往往由于在极端环境下车轮失去与地面的附着力而导致失控，例如在紧急避让过程中，突然遇到湿滑、油污路面，或者在过弯当中车速过快而导致的转向不足和转向过度，都有可能让车辆失控。如果汽车装有汽车侧向稳定性控制器（ESP）,将会大大减少汽车事故发生率，极大的提高汽车在各种路况下的安全行驶性能。ESP(电子稳定系统)通过传感器得知车辆的抱死情况、车辆的横摆惯量(简单理解为车身倾侧的程度)，当车辆出现失控趋势时，对特定的车轮给予额外的制运力，甚至通过调整车辆的牵引力，务求以最大的程度保持住车轮的附着力。在ESP的默默工作下，车辆遇到险情时往往能够化险为夷。对于普通驾驶者而言，ESP自然显得格外重要。当汽车进行蛇形线路测试的时候就可以有效避免汽车的翻转。ESP 系统不仅仅是在干燥路面上提高了汽车的稳定性，还可以在路面附着性比较差的时候，诸如结冰、湿滑，以及碎石等情况下起作用。在上述不利状况下，车轮与路面之问的附着力降低，即使是最好的驾驶员也很难将高速行驶的汽车保持在预定的路线上，汽车容易发生侧滑和跑偏，失去方向稳定性，甚至在急转弯的时候发生翻车事故，这时就需要一个可靠的汽车侧向稳定性控制器（ESP）来为驾驶员和乘客的安全保驾护航了。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题（一）研究的基本内容1、研究汽车侧向稳定性控制器的硬件结构和软件驱动原理，了解各个传感器（横摆角速度传感器、车速传感器、车轮角速度传感器、方向盘转角传感器）、执行器（ABS泵电磁阀）的功能、驱动方法（电压、电流、频率范围）等。2、设计合适的系统扩展电路，计算各个传感器和单片机的接口电路并且制作电路。 3、针对汽车侧向稳定性控制器的设计要求，设计以单片机为核心的制动控制系统，编写控制程序。4、开发完成软件和硬件控制器,进行技术指标的针对性的试验。（二）拟解决的主要问题1、对传感器与单片机接口电路的制作。2、软件编程。三、技术路线（研究方法）1、确定本次设计ESP的技术指标2、完成功能指标的硬件与软件分工硬件软件3、传感器接口电路的设计6、软件结构设计4、传感器接口电路的制作7、程序编制5、硬件电路的测试8、软件测试9、ESP系统测试与实验、本次设计的主要技术指标：适用于轻型车；利用横摆角速度、车速传感器、车轮角速度传感器等，利用差动制动实现汽车横摆力矩稳定性控制。、硬件功能分析：车轮角速度传感器个，通过左右车轮角速度分析，得出左右车轮是否打滑，是否处于不同条件路面。横摆角和传感器总成（北京现代），判断汽车的侧向稳定性程度的一个指标。电子尺，判别汽车转向，控制后单轮帮助矫正转向不足或者过多转向。车速传感器（霍尔原理），与车轮转角传感器做比较分析，判别车轮的滑移率。泵电磁阀，由电路控制开启和关闭，是制动压力增大或减小或者保持制动压力。软件功能，利用汇编语言完成传感器与执行器的联系，完成功能。、各个传感器与单片机之间的连接电路的设计，做好限电压限电流的准备，保护单片机与传感器的功能与性能。、把设计好驱动放大电路做成电路硬件。、用万用表测量电路的各个接口端，看电路是否设计正确合理。、设计软件设计的流程图。四、进度安排（1）熟悉任务书，准备资料，填写开题报告 第12周（2月28日3月13日）（2）确定控制算法策略 第34周（3月14日3月27日）（3）对硬件进行设计及电路的设计与制作 第56周（3月28日4月10日） （4）用单片机和C语言进行软件编程 第712周（4月11日5月22日）（5）进行实验. 第13周（5月23日5月29日）（6）指导老师评阅、审核及修改不足 第1416周（5月30日6月19日）（7）毕业设计答辩 第17周（6月20日6月26日）五、参考文献1李朝青.单片机原理及接口技术M.北京航空航天大学出版社，2005，(10). 2谢维成,杨加国.单片机原理与应用及C51程序设计M.清华大学出版社,2006,(8). 3李涵武,赵雨旸.汽车电器与电子技术M.哈尔滨工业大学出版社,2003,(9). 4王望予.汽车设计M.机械工业出版社.2004,(8). 5韩安.基于嵌入式系统的汽车稳定性控制器的开发和研究D.东南大学,2009,(4). 6宗长福,郑宇,田承伟,潘钊,董益亮.基于直接横摆力矩控制器的汽车稳定系控制策略J吉林大学学报，2008,(9). 7欧健,房占鹏. 车辆动力学稳定性系统综合反馈控制仿真J.拖拉机与农用运输车,2010,(6). 8陈胜金,李法宗,黄妙华. 波许ESP四通的理论分析J.汽车技术,2004,(2). 9 李君车辆ABS控制系统快速开发研究D.上海:上海交通大学,2002. 10杨妙梁.电子稳定程序（ESP）J.汽车与配件,万方数据，2005，（1-11）. 11赵林峰,陈无畏,秦炜华,杨军.地府找路面条件的ESP控制策略J.机械工程学报，合肥:合肥工业大学机械与汽车工程学院,2011:109-114. 12谭刚平,赵龙庆.汽车ABS逻辑门限值控制策略研究J,西南林学院学报,2006,(4):8385. 13Coad P,D North,M Mayfield Object ModelsStrategies,Patterns,and ApplicationsM, Englewood Cliffs,Prentice Hall,NJ,1995. 14Jean J.Labrosse著,邵贝贝译.嵌入式实时操作系统uc/os2M.北京:北京航空航天大学出版社,2005,1-8.15涂志祥.基于模糊控制的汽车动力学稳定性控制(VDC)研究D. 湖南:长沙理工大学汽车与机械工程学院, 2004: 49-50.16王家辉.汽车ESP系统半动态测试台架开发D.上海:上海交通大学，2004,3.17郭宽有.汽车操纵稳定性的影响因