巡航控制系統(tǒng)的功能及結(jié)構(gòu)分析

巡航控制系統(tǒng)是使汽車工作在發(fā)動(dòng)機(jī)有利轉(zhuǎn)帶范圍內(nèi)，減輕駕駛員的駕駛操縱勞動(dòng)強(qiáng)度，提高行駛舒適性的汽車自動(dòng)行駛裝置。巡航控制系統(tǒng)英文為cruise control system，縮寫為CCS。巡航控制系統(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)的轎車裝用巡航控制系統(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(jī)會較多，在高速公路上長時(shí)間行駛時(shí)，打開該系統(tǒng)的自動(dòng)操縱開關(guān)后，巡航控制系統(tǒng)將根據(jù)行車阻力自動(dòng)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(qiáng)度。由于巡航控制系統(tǒng)能自動(dòng)地維持車速，避免了不必要的油門踏板的人為變動(dòng)，進(jìn)而改善了汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性和發(fā)動(dòng)機(jī)的排放性。

一、巡航控制系統(tǒng)的功能

(一)基本功能

1.車速設(shè)定。當(dāng)按下車速設(shè)置開關(guān)后，就能存儲該時(shí)間的行駛速度，并能保持這一速度行駛。

2.消除功能。當(dāng)踩下制動(dòng)踏板，上述功能立即消失。但是，上述設(shè)置速度繼續(xù)存儲。

3.恢復(fù)功能。當(dāng)按恢復(fù)開關(guān)則能恢復(fù)原來存儲的車速。

除了以上3種基本功能，如果需要可增加以下功能：

1.滑行。持續(xù)按下開關(guān)進(jìn)行減速，以離開開關(guān)時(shí)的速度作巡航行駛。

2.加速。持續(xù)按下開關(guān)進(jìn)行加速，以不操縱開關(guān)時(shí)的車速進(jìn)入巡航行駛。

3.速度微調(diào)升高。在巡航速度行駛中，當(dāng)操縱開關(guān)以O(shè)N~OFF方式變換時(shí)使車速稍稍上升。

(二)故障保險(xiǎn)功能

1.低速自動(dòng)消除功能。當(dāng)車速小于40km/h時(shí)，存儲的車速消失，并不能再恢復(fù)此速度。

2.制動(dòng)踏板消除功能。在制動(dòng)踏板上裝有兩種開關(guān)，一個(gè)用于對ECU的信號消除;另一個(gè)是直接使執(zhí)行元件工作停止。

3.各種消除開關(guān)。除了利用制動(dòng)踏板消除功能外，還有駐車制動(dòng)、離合器(M/T)、調(diào)速桿 (A/T)等操作開關(guān)的消除功能。

二、巡航控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

(一)提高汽車行駛舒適性

特別是在郊外或高速公路上行駛，這種優(yōu)越性更為顯著。另外，當(dāng)汽車以一定的速度行駛時(shí)，減少了駕駛員的負(fù)擔(dān)，使其可以輕松地駕駛。

(二)節(jié)省燃料，具有一定的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性

在同樣的行駛條件下，對一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的駕駛員來說，使用巡航控制系統(tǒng)可節(jié)省燃料15%。這是因?yàn)樵谑褂迷撓到y(tǒng)以后，可使汽車的燃料供給與發(fā)動(dòng)機(jī)功率之間處于最佳配合狀態(tài)，并減少了廢氣的排放。

(三)保持汽車車速的穩(wěn)定

汽車無論是在上坡、下坡或平路上行駛，或是在風(fēng)速變化的情況下行駛，只要在發(fā)動(dòng)機(jī)功率允許的范圍內(nèi)，汽車的行駛速度就能保持不變。

三、巡航控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

巡航控制系統(tǒng)由傳感器、操作開關(guān)、執(zhí)行器和巡航控制ECU等組成。傳感器和開關(guān)將信號送入巡航控制ECU，ECU根據(jù)這些信號計(jì)算節(jié)氣門應(yīng)有的開度，并給執(zhí)行器發(fā)出信號，自動(dòng)調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度。

(一)操作開關(guān)

操作開關(guān)主要用于設(shè)置巡航車速或?qū)⑵渲匦略O(shè)置為另一車速，以及取消巡航控制等。主要包括主開關(guān)、控制開關(guān)和退出巡航開關(guān)。

1.主開關(guān)。主開關(guān)(MAIN)是巡航控制系統(tǒng)的主要電源開關(guān)，多數(shù)采用按鍵方式，每次將其推入，該系統(tǒng)的電源就接通或關(guān)閉。即使點(diǎn)火再次接通，主開關(guān)仍保持關(guān)閉。

2.控制開關(guān)。手柄式控制開關(guān)有5種控制功能：SET(設(shè)置)、COAST(減速)、RES(恢復(fù))、ACC(加速)和CANEL(取消)。其中SET 和COAST模式共用一個(gè)開關(guān)，RES和ACC模式共用另一個(gè)開關(guān)。當(dāng)沿箭頭方向操作開關(guān)時(shí)，開關(guān)接通;而松開時(shí)，則關(guān)斷。這是一個(gè)自動(dòng)回位型開關(guān)。

3.退出巡航控制開關(guān)。退出巡航控制開關(guān)包括取消開關(guān)、停車燈開關(guān)、駐車制動(dòng)開關(guān)、離合器開關(guān)幫空擋啟動(dòng)開關(guān)。當(dāng)其中作一開關(guān)接通時(shí)，巡航控制將被自動(dòng)取消。但當(dāng)CCS取消瞬間的車速大于35km/h時(shí)，此車速相信于巡航控制ECU中，當(dāng)接通RES開關(guān)時(shí)，最后存儲的車速就會自動(dòng)恢復(fù)。

4.駐車制動(dòng)開關(guān)。當(dāng)拉起駐車制動(dòng)操縱桿時(shí)，開關(guān)就接通，將取消信號傳送至巡航控制ECU，同時(shí)，駐車制動(dòng)批示燈亮。

5.空擋啟動(dòng)開關(guān)。當(dāng)換擋桿設(shè)置在自動(dòng)變速器的P或N擋位時(shí)，開關(guān)即接通，將取消信號傳送至巡航控制ECU。

6.離合器開關(guān)。當(dāng)踩下離合器踏板時(shí)，開關(guān)即接通，將取消信號傳送至巡航控制ECU。

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(二)傳感器

1.車速傳感器。用于提供一個(gè)與汽車實(shí)際車速成比例的交變振蕩脈沖信號，巡航控制ECU將該信號進(jìn)行處理。車速傳感器與發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)共用。

2.節(jié)氣門位置傳感器。其作用是給巡航控制ECU提供一個(gè)與節(jié)氣門位置(開度)成正比例的信號，節(jié)氣門位置傳感器與發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)共用。

3.節(jié)氣門控制搖臂傳感器。采用較多的是滑線電位計(jì)式，當(dāng)節(jié)氣門控制搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電位計(jì)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，便輸出一個(gè)與控制搖臂位置成比例且連續(xù)變化的電信號。

(三)巡航控制ECU

巡航控制ECU由處理器芯片、A/D、D/A轉(zhuǎn)換IC及輸出重置驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路等模塊組成，ECU接收來自車速傳感器和各種開關(guān)的信號，按照存儲的程序進(jìn)行處理。當(dāng)車速偏離設(shè)定的巡航車速時(shí)，給執(zhí)行器一個(gè)電信號，控制執(zhí)行器的動(dòng)作，使實(shí)際車速與設(shè)定車速相一致。

汽車在巡航控制狀態(tài)時(shí)，一般當(dāng)車速低于40km/h時(shí)，ECU將取消巡航控制，這樣使汽車在制動(dòng)、轉(zhuǎn)彎時(shí)，巡航控制不起作用。當(dāng)車速超過設(shè)定車速 68km/h時(shí)，ECU將巡航控制取消;當(dāng)汽車的減速度大于2m/s2時(shí)，以及汽車的制動(dòng)燈開關(guān)動(dòng)作等情況時(shí)，ECU也自動(dòng)取消巡航控制，以確保行車安全。

(四)執(zhí)行器

執(zhí)行器將ECU輸出的電流或電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而控制節(jié)氣門的開度，最終達(dá)到控制車速的目的。目前使用的執(zhí)行器有兩種類型，一中是真空驅(qū)動(dòng)型，另一種是電機(jī)驅(qū)動(dòng)型。前者由負(fù)壓操縱節(jié)氣門，后者由微電機(jī)操縱節(jié)氣門。

四、巡航控制系統(tǒng)使用的注意事項(xiàng)

巡航控制系統(tǒng)在使用中還應(yīng)該注意以下幾個(gè)問題：

1.為了讓汽車獲得最佳控制，當(dāng)遇到交通阻塞或在雨、冰、雪等濕滑路面上行駛，或遇上大風(fēng)天氣時(shí)，不要使用巡航控制系統(tǒng)。

2.為了避免巡航控制系統(tǒng)誤工作，在不使用巡航控制系統(tǒng)時(shí)，務(wù)必使巡航控制系統(tǒng)的控制開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)。

3.汽車行駛在陡坡時(shí)，使用巡航控制系統(tǒng)，會引起發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過大變化，因此最好不要使用巡航控制系統(tǒng)。下坡駕駛時(shí)，應(yīng)避免加速行駛。若車輛的實(shí)際行駛速度比設(shè)定車速高出太多，則可省略巡航控制裝置，然后將變速器換入低擋，利用發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)使車速得到控制。

4.汽車巡航行駛時(shí)，對裝備手動(dòng)變速器的汽車不應(yīng)在未踩下離合器踏板時(shí)就將變速桿置空擋，否則會造成發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速急劇升高。

5.使用巡航控制系統(tǒng)要注意觀察儀表板上的CRUISE批示燈是否閃亮，若閃亮，則表明巡航控制系統(tǒng)處于故障狀態(tài)。發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障時(shí)，應(yīng)停止使用巡航控制系統(tǒng)，待排除故障后再使用巡航控制。

6.ECU是巡航控制系統(tǒng)的中樞，對電磁環(huán)境、濕度及機(jī)械振動(dòng)等較敏感。使用時(shí)應(yīng)注意防潮、防振、防磁和防污染。