了解巡航系統(tǒng)的功能

1、了解巡航系統(tǒng)的功能 汽車巡航控制系統(tǒng)(sRs)是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的，又稱恒速行駛系統(tǒng)。巡航控制系統(tǒng)工作時(shí)，ECU根據(jù)各種傳感器輸送來的信號判斷汽車的運(yùn)行工況，通過執(zhí)行元件自動調(diào)節(jié)節(jié)氣門的開度，使汽車的行駛速度與設(shè)定的車速保持一致。汽車在良好路面上長時(shí)間行駛時(shí)，駕駛員啟動巡航控制系統(tǒng)并設(shè)定行駛速度，無須駕駛員操縱加速踏板，巡航控制系統(tǒng)即可自動保持汽車按設(shè)定的車速行駛，不僅減輕了駕駛員的勞動強(qiáng)度，同時(shí)利用先進(jìn)的電子控制技術(shù)控制節(jié)氣門的開度，比駕駛員操縱控制節(jié)氣門開度更精確，汽車燃料經(jīng)濟(jì)性、排放污染性等也可得到改善。 汽車進(jìn)入巡航控制狀態(tài)后，若車速過低(一般為40 kmh)、汽車急減速(一般

2、減速度超過2 ms)或ECU檢測到系統(tǒng)有故障時(shí)，ECU將自動解除巡航控制。在進(jìn)行巡航控制時(shí)，系統(tǒng)的主要功能包括： 1勻速控制功能 在巡航控制過程中，ECU將車速傳感器的信號與設(shè)定的巡航控制車速進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果反饋控制執(zhí)行元件，修正節(jié)氣門開度，使汽車以設(shè)定的巡航控制車速勻速行駛。 2巡航控制車速設(shè)定功能 汽車在巡航控制車速范圍(約40200 kmh)內(nèi)行駛時(shí)，通過操縱開關(guān)設(shè)定巡航控制車速，巡航控制ECU將設(shè)定時(shí)的車速存儲于ECU存儲器內(nèi)，并使汽車保持這個速度行駛。 3滑行功能 當(dāng)汽車以巡航控制模式行駛時(shí)，若接通設(shè)置和滑行(SETCOAST)開關(guān)后不松開，執(zhí)行器就會關(guān)閉節(jié)氣門，使汽車減速滑行

3、。當(dāng)松開設(shè)置和滑行開關(guān)時(shí)，ECU便將此時(shí)的車速存儲，并保持此車速行駛。 4加速功能 當(dāng)汽車以巡航控制模式行駛時(shí)，若接通設(shè)置和加速(SETACC)開關(guān)，執(zhí)行器就會將節(jié)氣門適當(dāng)開啟，使汽車加速行駛。當(dāng)松開設(shè)置和加速開關(guān)時(shí)，ECU將此時(shí)的車速存儲，并保持此車速行駛。 5恢復(fù)功能 只要行駛車速在40 kmh以上，若用手動取消開關(guān)的方法將巡航控制模式解除后，再接通設(shè)置和加速(SETACC)開關(guān)，即可恢復(fù)原設(shè)定車速。但若車速低于40 kmh，存儲器中的巡航控制車速就會被清除，原設(shè)定車速也就不能恢復(fù)。 6車速上限控制功能 車速上限是巡航控制所能設(shè)定的最高車速，約為200 kmh。即使操作加速(ACC)開關(guān)，

4、也不能使車速超過200 kmh。 7手動解除功能 當(dāng)汽車以巡航控制模式行駛時(shí)，若通過手動操作，使真空驅(qū)動執(zhí)行器內(nèi)的釋放閥和控制閥同時(shí)關(guān)斷，或電動機(jī)驅(qū)動執(zhí)行器關(guān)閉執(zhí)行器內(nèi)的電磁離合器，巡航控制就會解除。 8自動解除功能 當(dāng)汽車以巡航控制模式行駛時(shí)，著出現(xiàn)伺服調(diào)速電動機(jī)或安全電磁閥晶體管驅(qū)動電流過大，伺服電動機(jī)始終朝節(jié)氣門打開方向轉(zhuǎn)動時(shí)，存儲器中設(shè)置的車速被清除，安全電磁閥離合器斷電，巡航控制自動解除，控制開關(guān)同時(shí)關(guān)閉。在汽車處于巡航控制行駛期間，若出現(xiàn)車速低于40 kmh，巡航控制系統(tǒng)的電源中斷時(shí)間超過5 ms，巡航控制也會自動解除。 9自動變速器控制功能 在巡航控制模式下，汽車以超速擋上坡行駛

5、，當(dāng)車速降至超速擋切斷速度(設(shè)定車速減去4 kmh)時(shí)，ECU自動降擋以增加驅(qū)動力，防止車速進(jìn)一步降低。當(dāng)車速升至超速擋恢復(fù)速度(設(shè)定車速減去2 kmh)時(shí)，約6 s后巡航控制ECU會自動恢復(fù)超速擋行駛。 1 0快速修正巡航控制車速功能 當(dāng)實(shí)際車速與設(shè)定車速相差不足5 kmh時(shí)，每次迅速(在O6 s以內(nèi))操作SETCOAST開關(guān)，可將設(shè)定車速降低約1.65 kmh；當(dāng)實(shí)際車速與設(shè)定車速相差不足5kmh時(shí)，每次迅速(在O.6s以內(nèi))操作RESACC開關(guān)，可將設(shè)定車速提高約1.65 kmh。 11自診斷功能巡航控制ECU對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，ECU接通組合儀表上故障指示燈亮或閃爍，以提示駕

6、駛員。同時(shí)，ECU存儲相應(yīng)的故障代碼，故障代碼可通過故障指示燈讀取。了解巡航系統(tǒng)的組成 巡航控制系統(tǒng)主要由操縱開關(guān)、安全開關(guān)、傳感器、巡航控制ECU和執(zhí)行元件等組成，其結(jié)構(gòu)組成如圖1259所示。圖1-2-59巡航控制系統(tǒng)的組成 ECU根據(jù)各傳感器的信號確定維持或解除巡航控制模式。如維持巡航控制模式，則根據(jù)相關(guān)傳感器信號和設(shè)定的巡航控制車速，確定節(jié)氣門的開度，并通過執(zhí)行元件調(diào)節(jié)氣門開度，使汽車自動以設(shè)定的巡航控制車速行駛。 1操縱開關(guān) 如圖1260所示，操縱開關(guān)安裝在轉(zhuǎn)向信號手柄上或轉(zhuǎn)向盤上，駕駛員通過操縱開關(guān)給ECU輸入巡航控制命令，主要用于選擇巡航控制模式、設(shè)置或修改巡航控制車速等。 (1)

7、“OnOff(或MAIN)”(接通一關(guān)斷)開關(guān)是巡航控制系統(tǒng)的主電源開關(guān)，安裝在轉(zhuǎn)向柱或轉(zhuǎn)向盤等駕駛員容易操作的位置上，一般采用按鍵式，每次將其按下，該系統(tǒng)的電源就接通或關(guān)閉。主開關(guān)接通時(shí)，如將點(diǎn)火開。關(guān)關(guān)閉，巡航控制系統(tǒng)的主電源開關(guān)也關(guān)閉，即使點(diǎn)火開關(guān)再次接通，此開關(guān)仍保持關(guān)閉。 (2)“SetCoast'(設(shè)置滑行)開關(guān)用于設(shè)定巡航控制車速或在巡航控制模式下使汽車減速滑行(降低巡航控制車速) (3)“ResumeAccelerate'(恢復(fù)加速)開關(guān)用于恢復(fù)巡航控制模式或在巡航控制模式下使汽車加速(提高巡航控制車速)。有些汽車上還設(shè)有“Cancel'(取消)開關(guān)，用

8、于手動解除巡航控制模式。 2安全開關(guān) 安全開關(guān)的功用是：向ECU提供解除巡航控制的信號，以免巡航控制系統(tǒng)的工作與駕駛員的操作目的發(fā)生沖突，導(dǎo)致系統(tǒng)損壞或發(fā)生事故。例如，汽車在巡航控制模式行駛時(shí)，在緊急情況下，駕駛員不可能先通過其他操作解除巡航控制模式，然后再踩制動踏板。所以，為防止緊急制動時(shí)，巡航控制系統(tǒng)繼續(xù)工作而導(dǎo)致系統(tǒng)損壞或發(fā)生事故，ECU接收到制動開關(guān)信號時(shí)會自動解除巡航控制模式。 安全開關(guān)包括制動開關(guān)、駐車制動開關(guān)、離合器開關(guān)和空擋起動開關(guān)。汽車在巡航控制模式下行駛時(shí)，如踩下制動踏板、拉起駐車制動操縱手柄、自動變速器掛入P或N擋、踩下離合器踏板(裝用手動變速器的汽車)，ECU接到其中任

9、一安全開關(guān)信號，都將自動解除巡航控制模式。此外，ECU檢測到系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，也會自動解除巡航控制模式。 解除巡航控制的瞬間車速不低于35 kmh時(shí)，此車速將存儲于巡航控制ECU中，通過Resume(恢復(fù))開關(guān)，可自動恢復(fù)至汽車以最后存儲的車速進(jìn)入巡航控制模式。 3傳感器 巡航控制系統(tǒng)工作時(shí)，除上述開關(guān)給EcU輸送信號外，還必須由車速傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、執(zhí)行元件位置傳感器向ECu提供信號。車速傳感器和節(jié)氣門位置傳感器與發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)和自動變速器控制系統(tǒng)共用。執(zhí)行元件位置傳感器向ECU提供執(zhí)行元件的位置反饋信號，目前采用較多的是電位計(jì)式，其結(jié)構(gòu)和工作原理與節(jié)氣門位置傳感器基本相同。 4巡航控

10、制ECU 有些汽車的巡航控制ECU是專用的，有些則與發(fā)動機(jī)控制ECU或車身控制系統(tǒng)ECU等合為一體。巡航控制ECU主要由穩(wěn)壓電源電路、DA轉(zhuǎn)換電路、存儲電路、低速限制電路、高速限制電路、保護(hù)電路、加速控制電路、減速控制電路等組成。EcU接收來自車速傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、執(zhí)行元件位置傳感器和各種開關(guān)的信號，按照存儲的程序進(jìn)行處理。當(dāng)汽車在巡航控制車速范圍(一般為402()O kmh)內(nèi)行駛時(shí)，ECU接收到駕駛員通過操縱開關(guān)輸入的“SET”設(shè)置信號后，存儲此時(shí)的行駛車速信號并進(jìn)入巡航控制模式，然后ECU便對車速傳感器信號與設(shè)定的巡航車速進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果向執(zhí)行元件發(fā)出指令信號，控制執(zhí)行元件

11、的動作，以調(diào)整節(jié)氣門開度，使實(shí)際車速與設(shè)定車速相一致。 早期的巡航控制ECU一般都是采用模擬電子技術(shù)制造的，主要由四個不同功能的運(yùn)算放大器組成，其工作原理如圖1261所示。 圖1261巡航控制ECU工作原理 工作原理：駕駛員通過設(shè)定開關(guān)S1設(shè)定巡航控制車速，它向采樣保持電路發(fā)出信號，讓其對已經(jīng)選定的指令車速采樣并記憶。切斷開關(guān)s2安裝在控制執(zhí)行元件的指令信號輸出電路中，汽車在巡航控制模式行駛時(shí)，如果車速下降到低于40 kmh、踩下制動踏板、拉起駐車制動操縱手柄、自動變速器掛入P或N擋時(shí)或駕駛員通過操縱開關(guān)輸入“Cancel”取消信號時(shí)，開關(guān)s2切斷ECU向執(zhí)行元件輸送控制信號的電路，自動解除巡

12、航控制模式。運(yùn)算放大器1是一個比較器，它是對駕駛員設(shè)定的巡航控制車速與實(shí)際車速進(jìn)行比較，并將得到的誤差信號v。輸送給運(yùn)算放大器2和3。運(yùn)算放大器2為線性運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器3為積分運(yùn)算放大器，可變電阻R1和R3用來調(diào)節(jié)運(yùn)算放大器2和運(yùn)算放大器3的放大倍數(shù)。運(yùn)算放大器4產(chǎn)生一模擬電壓輸出信號V。，這個模擬電壓信號通過電壓脈沖信號轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成脈沖信號V。，然后驅(qū)動節(jié)氣門執(zhí)行元件工作。 隨著數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展，巡航控制系統(tǒng)已全部采用數(shù)字式微型計(jì)算機(jī)控制， 數(shù)字式微機(jī)控制巡航控制系統(tǒng)的控制原理與模擬電路基本相同，區(qū)別主要在于所有輸入信號均以數(shù)字信號直接存儲和處理。帶可擦除只讀存儲器的八位微處理器根據(jù)

13、設(shè)定車速、實(shí)際車速以及其他輸入信號按照給定程序完成所有的數(shù)據(jù)處理之后，產(chǎn)生一輸出信號驅(qū)動步進(jìn)電動機(jī)型執(zhí)行元件工作。為確保安全，將制動開關(guān)與執(zhí)行元件直接相連，當(dāng)踩下制動踏板時(shí)，在斷開巡航控制程序的同時(shí)，停止執(zhí)行元件的工作，從而保證節(jié)氣門完全關(guān)閉。與模擬系統(tǒng)相比較，數(shù)字電路的突出優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)中的信號以數(shù)字來表示，不受工作溫度和濕度的影響，因此數(shù)字控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性更高。此外，由于數(shù)字式巡航控制ECU采用先進(jìn)的大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路技術(shù)制成專用集成塊，只需修改一下程序就可將所需功能通過編程附加到汽車其他控制系統(tǒng)的ECU上，可省去昂貴的控制硬件。 5執(zhí)行元件執(zhí)行元件的功用是：執(zhí)行ECU的指令，控制節(jié)氣門

14、的開度。巡航控制執(zhí)行元件主要有兩種類型：電動機(jī)式和氣動膜片式。(1)電動機(jī)式巡航控制執(zhí)行元件電動機(jī)式巡航控制執(zhí)行元件主要由電動機(jī)、電磁離合器、位置傳感器和安全開關(guān)等組成，如圖1263所示。 圖1263電動機(jī)式巡航控制執(zhí)行元件 結(jié)構(gòu)原理：輸出軸與電磁離合器主動件制成蝸桿蝸輪傳動機(jī)構(gòu)，電磁離合器的從動盤與減速齒輪制成一體，減速齒輪與輸出軸上的扇齒輪嚙合，輸出軸則通過控制臂與節(jié)氣門(節(jié)氣門拉線)連接。在汽車以巡航控制模式行駛時(shí)，電磁離合器處于接合狀態(tài)，電動機(jī)驅(qū)動電磁離合器主動件、從動盤、減速齒輪、扇齒輪和輸出軸一起轉(zhuǎn)動，再通過輸出軸上的控制臂和節(jié)氣門拉線控制節(jié)氣門的開度。電位計(jì)式位置傳感器利用驅(qū)動齒

15、輪來驅(qū)動。電動機(jī)為步進(jìn)型，受巡航控制Ecu控制，通過正反轉(zhuǎn)控制節(jié)氣門開度增大或減小，通過轉(zhuǎn)動步數(shù)控制節(jié)氣門開度變化量。電磁離合器控制電動機(jī)與節(jié)氣門之間的動力傳遞：汽車在巡航控制模式行駛時(shí)，滿足下列條件之一，巡航控制ECU將切斷電磁離合器電路，使電磁離合器分離，解除巡航控制模式：駕駛員通過操縱開關(guān)輸入“Cancel”信號、車速下降到低于40 kmh、踩下制動踏板、拉起駐車制動操縱手柄、自動變速器掛入P或N擋或踩下離合器踏板。安全開關(guān)起保護(hù)作用：當(dāng)節(jié)氣門全開或全閉時(shí)，若步進(jìn)電動機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動，就會損壞。因此，在電動機(jī)電路中設(shè)有兩個安全開關(guān)，開關(guān)由輸出軸驅(qū)動，節(jié)氣門處于全開或全閉位置時(shí)，安全開關(guān)斷開，使電動機(jī)停止工作。(2)氣動膜片式巡航控制執(zhí)行元件氣動膜片式巡航控制