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SY-025-BY-3 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 學(xué)生姓名 劉濤 系部 汽車工程系 專業(yè)、班級 車輛07-11班 指導(dǎo)教師姓名 崔宏耀 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是√否 題目名稱 節(jié)能車競賽車（HLJIT-3A型）電器系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計(jì) 一、課題研究現(xiàn)狀，目的、依據(jù)和意義 1、研究現(xiàn)狀 目前我校節(jié)能車競賽車的電器系統(tǒng)現(xiàn)狀 目前我校的節(jié)能競賽車電器系統(tǒng)是由摩托車的電器系統(tǒng)簡單改裝而來，只有單一的點(diǎn)火電器系統(tǒng)，并且行駛里程表是由一塊碼表來代替，目前節(jié)能競賽車的電器系統(tǒng)現(xiàn)狀可以說是比較簡陋和落后的，而本次設(shè)計(jì)是要較全面的改善整個(gè)節(jié)能車的電器系統(tǒng)，設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容是由LCD屏幕和單片機(jī)構(gòu)成的數(shù)字顯示儀表，即增加一塊或數(shù)塊數(shù)字顯示儀表（如果所有顯示參數(shù)可以由一塊顯示儀表顯示，那么將采取一塊顯示儀表的方案）。 改進(jìn)后的節(jié)能競賽車電器系統(tǒng)狀況與功能要求 為了提高我校節(jié)能競賽車的整體設(shè)計(jì)與可以在大賽中獲得更好的成績，那么電器系統(tǒng)的提高和完善是具有必然意義的。電器系統(tǒng)的改善，可以使駕駛員獲得更多的輔助駕駛參數(shù)，這些參數(shù)有助于駕駛員更好的駕駛，并且可以使駕駛員對整車的工作狀況有所掌握與了解，如若節(jié)能車在起動或駕駛時(shí)某一部分出現(xiàn)故障，可以起到及時(shí)提醒駕駛員的作用，并且可以給予一些信息，來幫助駕駛員尋找故障。 而對功能的要和電器系統(tǒng)的改進(jìn)求如下：點(diǎn)火系的優(yōu)化、線束的優(yōu)化、設(shè)計(jì)輔助儀表，而在輔助儀表中，具有可以顯示車速、轉(zhuǎn)速、里程、油量、溫度、時(shí)間等參數(shù) 設(shè)計(jì)的依據(jù)及原理 介于之前的節(jié)能競賽車的電器系統(tǒng)是由摩托車的電器系統(tǒng)改裝而來，那么此次改進(jìn)的依據(jù)仍然秉承摩托車的電器系統(tǒng)原理，并且在次基礎(chǔ)上再加以改進(jìn)。隨著科技進(jìn)步，摩托車顯示儀表由指針向數(shù)字式發(fā)展，那么節(jié)能車的儀表也將采用數(shù)字顯示型。數(shù)字顯示儀表是采用的微處理器測控和傳感器測量技術(shù)，通過控制數(shù)字顯示器發(fā)光二極管和發(fā)光組合來顯示車速、里程、轉(zhuǎn)速、最好是也可以像摩托車儀表一樣可以用條段表示油量多少，并輔助顯示速度大小。數(shù)字型顯示儀表與普通指針式儀表相比，數(shù)字儀表具有檢測準(zhǔn)確、故障率低、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，而這些優(yōu)點(diǎn)恰恰符合了節(jié)能車的要求，其結(jié)構(gòu)簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小、故障率低的特點(diǎn)可以更好的滿足節(jié)能，又滿足駕駛員所需求的駕駛參數(shù)，起到輔助駕駛的功效。 電子數(shù)顯儀表的工作原理 轉(zhuǎn)速傳感器的選擇及原理 經(jīng)過收集資料，轉(zhuǎn)速傳感器可以選擇電磁傳感器和霍爾傳感器。1、電磁傳感器 汽車車速傳感器的工作原理是半軸上有磁組輪，磁組輪轉(zhuǎn)動經(jīng)過傳感器時(shí)，線圈里將產(chǎn)生交流電壓信號。因?yàn)檫@個(gè)工作原理，傳感器不能測定瞬時(shí)速度，因?yàn)樗俣鹊姆€(wěn)定需要花費(fèi)幾秒時(shí)間，加速和減速時(shí)車速變化比較大，顯示會有所滯后，這時(shí)就需要養(yǎng)成先讀的習(xí)慣。磁極的磁力弱化時(shí)，磁極和傳感器之間的間距不能大于5毫米。但是，車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)，由于側(cè)傾的緣故，車輪和車架要發(fā)生變形，磁極和電磁傳感器的間隔會變小，必須防止兩者撞擊而導(dǎo)致?lián)p壞。一方面，如果二者的間隔過大，傳感器便不能工作，也就不能測定速度了。特別當(dāng)車速很高時(shí)，傳感器探頭經(jīng)過齒圈時(shí)磁通量的變化很快，這時(shí)測量數(shù)據(jù)很容易出錯，這種情況下一般使用強(qiáng)磁性材料。 2、霍爾傳感器 1、速度檢測 將霍爾器件與節(jié)能車前輪相連接，行駛時(shí)通過轉(zhuǎn)動產(chǎn)生變化磁場，從而產(chǎn)生脈沖信號來測量速度。如已知：車輪周長s（m）、車輪轉(zhuǎn)1周帶動霍爾器所轉(zhuǎn)圈數(shù)n（r/min）、霍爾器轉(zhuǎn)1圈發(fā)出的脈沖數(shù)B1、霍爾器每秒鐘發(fā)出的脈沖數(shù)B2，便可求得節(jié)能車的速度v(km/h)。由公式：B2＝（1000/60×60）×（nvB1/S）推導(dǎo)出：v＝（36s/10nB1）B2 設(shè)a=36s/10nB1，單位為“s”，速度公式可簡化為：v＝aB2，即a秒內(nèi)霍爾器件發(fā)出的脈沖數(shù)為節(jié)能車時(shí)速。 2、里程數(shù)檢測 已知條件同上，可求出摩托車每行駛500m時(shí)霍爾器件發(fā)出的脈沖數(shù)B3，B3＝500nB1/s。 油量檢測的方法及原理 節(jié)能車的油量檢測，依然采用與摩托車油量檢測相同的原理。油量越多，油壓越大，油量傳感器電阻越小，因此油量檢測可通過油量傳感器阻值的變化來確定油量的多少。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定將油量傳感器電阻按大小分為7等份，相應(yīng)的油量顯示條段亦有7格。該數(shù)字儀表由單片機(jī)控制，使用霍爾器件完成速度的檢測，霍爾器件每轉(zhuǎn)動1圈發(fā)出2個(gè)方波脈沖；油壓大小反映油量多少，油壓不同可使油量傳感器的電阻值發(fā)生變化；電源模塊分別提供單片機(jī)、存儲器、譯碼驅(qū)動器電源，光控電路、油量顯示和報(bào)警電路電源。摩托車由于受點(diǎn)火器和起動電動機(jī)的影響，常常會出現(xiàn)峰值達(dá)350V以上，脈寬＜0.1mm的連續(xù)干擾脈沖，為保證電源的可靠性，電路采用了吸收高壓窄脈沖干擾、吸收持續(xù)高頻干擾等技術(shù)，使電路能抗擊摩托車上的各種干擾，確保整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而節(jié)能車產(chǎn)生的干擾有多強(qiáng)，以及抗干擾的能力還需要在實(shí)驗(yàn)中完成，此處暫不加以說明。主控單元負(fù)責(zé)信號處理、算法、顯示控制及效果處理和里程數(shù)斷電保存等功能，最終實(shí)現(xiàn)摩托車車速、累計(jì)里程、油量、高度自動調(diào)節(jié)等功能。 軟件的選擇及設(shè)計(jì) 軟件主要應(yīng)用Keil進(jìn)行C語言編程，將所需測得的參數(shù)通過C語言編程最終體現(xiàn)到顯示屏上面。軟件設(shè)計(jì)中最重要的就是保證數(shù)據(jù)存儲的可靠性，通過大量的實(shí)驗(yàn)表明，單次存儲數(shù)據(jù)錯誤絕大多數(shù)是存儲期間電源不穩(wěn)定造成的，為此軟件設(shè)計(jì)時(shí)采用將數(shù)據(jù)進(jìn)行多次保存，讀出時(shí)進(jìn)行兩兩比較，從中找出正確值來處理，這樣即使有1次數(shù)據(jù)存儲錯誤，在CPU監(jiān)控芯片的作用下，單片機(jī)重新復(fù)位運(yùn)行時(shí)，總能讀出正確數(shù)據(jù)，多次存儲數(shù)據(jù)錯誤的幾率很小。另外，在程序關(guān)鍵處增加空操作指令，如在程序空白區(qū)增加復(fù)位指令等，保證單片機(jī)運(yùn)行的可靠性。 意義 綜上所述，通過對軟硬件的選擇，以及對整車電器系統(tǒng)優(yōu)化的認(rèn)識，將會給節(jié)能車的電器系統(tǒng)提升到一個(gè)新的水平，滿足駕駛員所需的駕駛參數(shù)，也將使我校的節(jié)能車在大賽中更具有競爭力，獲得更好的佳績。而在汽車技術(shù)發(fā)展日新月異的今天，“節(jié)能、環(huán)保、安全”已成為未來汽車工業(yè)發(fā)展的主題，汽車的輕量化設(shè)計(jì)對提高車輛動力性、減少能源消耗與降低污染具有重要的實(shí)際意義。 二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 1、研究的基本內(nèi)容 （1）分析H2賽車電器系統(tǒng)，繪制原理圖； （2）提出優(yōu)化改進(jìn)方案，加以分析； （3）優(yōu)化點(diǎn)火系 （4）設(shè)計(jì)輔助儀表； （5）車速表響應(yīng)速度提高5倍 （6）里程記錄精度提高5倍以上。 （7）數(shù)字儀表的設(shè)計(jì) （8）程序的編寫 （9）傳感器的選擇 （10）提供盡可能多的輔助駕駛參數(shù) 2、擬解決的主要問題 （1）數(shù)字儀表的設(shè)計(jì) （2）LCD顯示屏的驅(qū)動及顯示方法 （3）如何使用C語言編寫程序 （4）優(yōu)化節(jié)能車的現(xiàn)有電器系統(tǒng) （5）傳感器的選擇 （6）單片機(jī)的選擇 （7）點(diǎn)火系的優(yōu)化 三、技術(shù)路線（研究方法） 調(diào)查研究、收集資料 軟件的選擇 硬件的選擇 最小系統(tǒng)板 傳感器 選擇Keil 軟件 利用C語言編程 顯示儀表 接近開關(guān)式 電磁式 單片機(jī)的選擇 屏幕的選擇 確定傳感器 組件的連接和安裝、并進(jìn)行測試 形成研究成果 將編寫好的程序?qū)懭雴纹瑱C(jī) 形成實(shí)物，車速里程表 確定儀表 四、進(jìn)度安排 （1）調(diào)研、資料收集、完成開題報(bào)告 第2周 （2）整體方案設(shè)計(jì)，完成電器系統(tǒng)原理圖（手繪）第3周 （3）電器系統(tǒng)優(yōu)化及儀表設(shè)計(jì)，4-8周 （4）繪制設(shè)計(jì)圖9-12周 （5）編寫設(shè)計(jì)說明書13周 （6）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）審核、修改 第14、15周 （7）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯準(zhǔn)備及答辯 第16周 五、參考文獻(xiàn) [1]姜志海 趙艷雷.單片機(jī)的C語言.北京：電子工業(yè)出版社出版社，2008.5 [2]徐愛鈞 彭秀華.Keil Cx51 V7.0 單片機(jī)高級語言編程與Vision2應(yīng)用實(shí)踐.北京：電子工業(yè)出版社，2004.6 [3]周志敏 周紀(jì)海 紀(jì)愛華.LED驅(qū)動電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用.北京：人民郵電出版社，2007.12 [4]賀建波 賀展開.汽車傳感器的檢測.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.2 [5]李涵武 趙雨旸.汽車電器與電子技術(shù).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003.9 [6]李東江.現(xiàn)代汽車電子控制技術(shù)[M].北京：科技文獻(xiàn)出版社，1998. 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