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(chē)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(chē)自動(dòng)行駛裝置。巡航控制系統(tǒng)英文為cruise control system，縮寫(xiě)為CCS。巡航控制系統(tǒng)又稱(chēng)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(guó)首次應(yīng)用以來(lái)，已經(jīng)廣泛普及。在美國(guó)大多數(shù)轎車(chē)上均裝用了過(guò)航控制系統(tǒng)。日本和歐洲生產(chǎn)的轎車(chē)裝用巡航控制系統(tǒng)的比例也越來(lái)越高。我國(guó)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(guó)家，駕駛汽車(chē)長(zhǎng)途行駛的機(jī)會(huì)較多，在高速公路上長(zhǎng)時(shí)間行駛時(shí)，打開(kāi)該系統(tǒng)的自動(dòng)操縱開(kāi)關(guān)后，巡航控制系統(tǒng)將根據(jù)行車(chē)阻力自動(dòng)增減節(jié)氣門(mén)開(kāi)度，使汽車(chē)行駛速度保持一定的。并且可以避免駕駛員頻繁踩油門(mén)踏板，而保證汽車(chē)以預(yù)先設(shè)定的速度行駛。汽車(chē)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(chē)速，避免了不必要的油門(mén)踏板的人為變動(dòng)，進(jìn)而改善了汽車(chē)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(chē)速設(shè)定。當(dāng)按下車(chē)速設(shè)置開(kāi)關(guān)后，就能存儲(chǔ)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(chǔ)。

3.恢復(fù)功能。當(dāng)按恢復(fù)開(kāi)關(guān)則能恢復(fù)原來(lái)存儲(chǔ)的車(chē)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(kāi)關(guān)進(jìn)行減速，以離開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)的速度作巡航行駛。

2.加速。持續(xù)按下開(kāi)關(guān)進(jìn)行加速，以不操縱開(kāi)關(guān)時(shí)的車(chē)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(kāi)關(guān)以O(shè)N~OFF方式變換時(shí)使車(chē)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(chē)速小于40km/h時(shí)，存儲(chǔ)的車(chē)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(kāi)關(guān)，一個(gè)用于對(duì)ECU的信號(hào)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(kāi)關(guān)。除了利用制動(dòng)踏板消除功能外，還有駐車(chē)制動(dòng)、離合器(M/T)、調(diào)速桿 (A/T)等操作開(kāi)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(chē)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(chē)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(duì)一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的駕駛員來(lái)說(shuō)，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(chē)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(chē)車(chē)速的穩(wěn)定

汽車(chē)無(wú)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(chē)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(kāi)關(guān)、執(zhí)行器和巡航控制ECU等組成。傳感器和開(kāi)關(guān)將信號(hào)送入巡航控制ECU，ECU根據(jù)這些信號(hào)計(jì)算節(jié)氣門(mén)應(yīng)有的開(kāi)度，并給執(zhí)行器發(fā)出信號(hào)，自動(dòng)調(diào)節(jié)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度。

(一)操作開(kāi)關(guān)

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

1.主開(kāi)關(guān)。主開(kāi)關(guān)(MAIN)是巡航控制系統(tǒng)的主要電源開(kāi)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(kāi)關(guān)仍保持關(guān)閉。

2.控制開(kāi)關(guān)。手柄式控制開(kāi)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(kāi)關(guān)，RES和ACC模式共用另一個(gè)開(kāi)關(guān)。當(dāng)沿箭頭方向操作開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)接通;而松開(kāi)時(shí)，則關(guān)斷。這是一個(gè)自動(dòng)回位型開(kāi)關(guān)。

3.退出巡航控制開(kāi)關(guān)。退出巡航控制開(kāi)關(guān)包括取消開(kāi)關(guān)、停車(chē)燈開(kāi)關(guān)、駐車(chē)制動(dòng)開(kāi)關(guān)、離合器開(kāi)關(guān)幫空擋啟動(dòng)開(kāi)關(guān)。當(dāng)其中作一開(kāi)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(chē)速大于35km/h時(shí)，此車(chē)速相信于巡航控制ECU中，當(dāng)接通RES開(kāi)關(guān)時(shí)，最后存儲(chǔ)的車(chē)速就會(huì)自動(dòng)恢復(fù)。

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

5.空擋啟動(dòng)開(kāi)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(kāi)關(guān)即接通，將取消信號(hào)傳送至巡航控制ECU。

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

.

(二)傳感器

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

2.節(jié)氣門(mén)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(mén)位置(開(kāi)度)成正比例的信號(hào)，節(jié)氣門(mén)位置傳感器與發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)共用。

3.節(jié)氣門(mén)控制搖臂傳感器。采用較多的是滑線(xiàn)電位計(jì)式，當(dāng)節(jié)氣門(mén)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(hào)。

(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(lái)自車(chē)速傳感器和各種開(kāi)關(guān)的信號(hào)，按照存儲(chǔ)的程序進(jìn)行處理。當(dāng)車(chē)速偏離設(shè)定的巡航車(chē)速時(shí)，給執(zhí)行器一個(gè)電信號(hào)，控制執(zhí)行器的動(dòng)作，使實(shí)際車(chē)速與設(shè)定車(chē)速相一致。

汽車(chē)在巡航控制狀態(tài)時(shí)，一般當(dāng)車(chē)速低于40km/h時(shí)，ECU將取消巡航控制，這樣使汽車(chē)在制動(dòng)、轉(zhuǎn)彎時(shí)，巡航控制不起作用。當(dāng)車(chē)速超過(guò)設(shè)定車(chē)速 68km/h時(shí)，ECU將巡航控制取消;當(dāng)汽車(chē)的減速度大于2m/s2時(shí)，以及汽車(chē)的制動(dòng)燈開(kāi)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(chē)安全。

(四)執(zhí)行器

執(zhí)行器將ECU輸出的電流或電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而控制節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度，最終達(dá)到控制車(chē)速的目的。目前使用的執(zhí)行器有兩種類(lèi)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(mén)，后者由微電機(jī)操縱節(jié)氣門(mén)。

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(wèn)題：

1.為了讓汽車(chē)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(kāi)關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)。

3.汽車(chē)行駛在陡坡時(shí)，使用巡航控制系統(tǒng)，會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)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(chē)輛的實(shí)際行駛速度比設(shè)定車(chē)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(chē)速得到控制。

4.汽車(chē)巡航行駛時(shí)，對(duì)裝備手動(dòng)變速器的汽車(chē)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(huì)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(duì)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。