文档介绍：哈尔滨工程大学
硕士学位论文
汽车节能装置控制器设计
姓名:林挺清
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:张仁忠
20050201
摘要本文针对城市公交车行驶过程中频繁启动、制动的特点,提出在汽车上加装汽车节能装置,并详细地讲述了该装置的工作原理。本课题应用汽车电子控制技术设计了汽车节能装置控制器的硬件电路,该硬件电路由数据采集模块、数据通信模块、控制模块组成。控制器的软件设计包含三个部分:单片机程序、上位机应用程序、设备驱动程序。单片机程序结构由中断服务程序和主循环程序组成。中断服务程序实现采集数据信号、接收通信数据的功能。主循环程序实现发送通信数据以及控制汽车节能装置工作的功能。上位机应用程序主要实现串口通信、涌谕ㄐ藕褪荽淼墓δ堋设备驱动程序是采用具开发的。该驱动程序主要实现璞说的中断传输和端点呐看洹整个控制器的软硬件实现的功能为:采集压缩机压力数据、汽车速度数据、汽车制动踏板的位置和油门踏板的位置数据,并根据这些数据控制汽车节能装置中的电磁阀和电磁离合器的切合。关键词:汽车节能装置;端点:设备驱动程序;哈尔滨撼倘搜妒宦畚
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哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献等的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已经证明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确的方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者┳:日期:年月
第绪论课题的来源及背景课题的主要研究内容当今地球资源ㄊ秃蜕肿试日趋枯竭并受到破坏,按目前的全世界石油资源的开采速度和消费量计算,再过三十多年全球石油资源就将耗尽。汽车工业厂商大量使用以下技术来节省能源和有效利用现有地球资源:采用轻型铝合余材料、减轻汽车的重量、降低汽车行驶阻力、降低燃油消耗、采用电子喷射和电子控制系统,从而提高了能源的利用率和汽车的经济性能和动力性能。从节约资源、资源再生以及环境保护与改善出发,能源的有效利用有很重要的意义,本课题从一个全新的角度来考虑能源的有效利用。在城市的公交车运输中,由于公交车经常停靠车站、躲避行人、以及遇到红灯等因素,因而汽车经常制动。当汽车进行制动时,驾驶员踩下制动踏板,此时汽车的动能通过制动机构的摩擦而最终转换为热能,而这部分热能最终会损失掉,也即汽车动能损耗掉了。本课题正是基于这种现实问题提出的,怎么样把这部分能量储存起来芰看⒋嬗卸嘀址椒ǎ究翁獠捎玫姆法是:在汽车制动时,把汽车的动能转换为储气桶中的高压气体的势能。城市公交车行驶的特点是启动、制动频繁。当公交车具有了一定的速度时就具有了一定的动能,目前的制动方法一般是经摩擦生热使公交车减速或停车。这不仅造成极大的能源浪费,而且摩擦件的消耗也很大。本课题在公交车上加装一种装置,该装置主要由个空气压缩机、储气桶、电磁阀、电磁离合器以及单片机控制电路等组成的机电一体化集成系统。在单片机的控制下,将汽车巨大的动能转化成高压气体的势能实现汽车减速或停车,同时自动实现将汽车巨大的动能保存起来,当汽车需要再加速时,用储存在储气桶中的高压气体势能驱动汽车。从而实现了公交车能量回收再利用,达到哈尔滨倘搜秄宦畚
汽车节能装置工作原理及工作过程简介了节能的效果。众所周知,汽车在启动或加速时单位距离耗能最大,此时燃油燃烧效果最不好而且噪音最大。当汽车加装了本课题设计的汽车节能装置后,在汽车加速或重新启动初期,利用存储的高压气驱动汽车,此时不需要燃烧燃料,这对于降低汽车尾气对环境的污染、减小环境噪声有十分明显的效果,说明该装置同时还是一个环保装置。设计该装置需要满足以下条件:米爸么娲⒛芰康拇笮∮斜冉峡淼姆段В米爸貌荒苡跋煸档闹贫低常僮髦胁桓菔辉痹黾佣钔飧旱#米爸貌僮鞴讨胁荒芨丝驮黾映顺档牟皇娣校米爸檬涤茫阌诎沧啊⑽蓿米爸眉鄹窈侠恚褂谜吣苡薪洗蟮木眯б妗本课题设计的汽车节能装置主要由三部分组成:检测部分、控制部分、执行机构。检测部分包括曲轴位置传感器、速度传感器、集成压力传感器。执行机构包括双向可控电磁阀、电磁离合器。控制部分主要由及其外围芯片构成。该装置功能实际上是将制动时本应由摩擦来消耗掉的汽车动能改由气体的势能来消耗,汽车启动时可借助储气桶内气体储存的高压内能来进行启动。当汽车速度到达一定值痟保俑挠善捣⒍辞怠在描述该装置的制动及启动过程之前,先来简单介绍一下此装置的结构,如图所示。此装置主要由电磁离合器、压缩机和储气桶三部分组成,其中狝为电磁离合器,卜Q顾趸В珼~4⑵敖В珼为储气桶出气阀,狝,狟,狢为储气桶内部的三个自由阀。标号为谋硎是