巡航控制系統(tǒng)在現(xiàn)代汽車的應(yīng)用----

1、南京交通技師學(xué)院畢業(yè)論文南京市交通高級技工學(xué)校畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題名稱： 巡航控制系統(tǒng)在現(xiàn)代汽車的應(yīng)用系部：汽車應(yīng)用系 專業(yè)：汽車維修與駕駛班級： 姓名： 指導(dǎo)教師： 2012年 4月 24 日前 言巡航控制系統(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。摘 要在大陸型的國家，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

2、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。本文主要介紹巡航控制系統(tǒng)的的作用、結(jié)構(gòu)和工作原理。關(guān)鍵詞:巡航控制系統(tǒng) 作用目錄一、巡航控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成4二、巡航控制系統(tǒng)的工作原理4三、巡航控制系統(tǒng)的功能6四、巡航控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)五、巡航控制系統(tǒng)的注意事項(xiàng)8結(jié)束語 9參考文獻(xiàn) 9一、巡航控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成巡航控制系統(tǒng)由傳感器、操作開關(guān)、執(zhí)行器和巡航控制ECU等組成。傳

3、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。 1、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

4、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

5、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。 2、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。 3、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

6、，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。 4、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

7、，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)氣門二、巡航控制系統(tǒng)的工作原理汽車電子自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)主要由巡航控制開關(guān)(ONOFF開關(guān))、車速傳感器、電子控制單元(ECU)、汽車制動(dòng)開關(guān)、執(zhí)行器等組成。其結(jié)構(gòu)如圖8-5所示?，F(xiàn)將其各部分的結(jié)構(gòu)與工作原理分別作以下介紹：(1)巡航控制開關(guān)主控開關(guān)一般為桿式開關(guān)，安裝在轉(zhuǎn)向柱上駕駛員容易接近的地方，或?qū)⒔M合開關(guān)設(shè)計(jì)在方向盤上。大多數(shù)開關(guān)有三個(gè)檔位：設(shè)置減速(SETCOAST)、取消(CAN，CEL)和恢復(fù)加速(RESACC)檔。通常情況下，當(dāng)車速超過40kmh時(shí)，只要按下設(shè)定鍵，車輛就會記住當(dāng)前的車速并保持定速行駛，當(dāng)按下取消鍵時(shí)，

8、恒速行駛立即停止?！盎謴?fù)加速”檔用于制動(dòng)或換檔斷開電路后，使車輛重新按設(shè)定速度行駛。汽車在自動(dòng)巡航控制狀態(tài)下，可以通過按加速鍵提高車速，或按減速鍵來降低車速。(2)巡航控制ECU 用于接收各種傳感器送來的信號，再經(jīng)計(jì)算、加工處理后，向執(zhí)行器發(fā)出指令，控制執(zhí)行器的動(dòng)作。(3)空檔啟動(dòng)開關(guān) 用于向巡航控制ECU傳送空檔信號(即變速器操縱桿處于空檔位置的信號)，以使汽車立即退出巡航控制狀態(tài)。(4)制動(dòng)開關(guān) 用于向巡航控制ECU傳送制動(dòng)信號(即駕駛員踩下制動(dòng)踏板的信號)，以使汽車迅速退出巡航控制狀態(tài)。(5)車速傳感器 車速傳感器一般安裝在變速器的輸出軸上，這是因?yàn)閷?shí)際車速與變速器輸出軸轉(zhuǎn)速成正比。車速

9、傳感器有磁感應(yīng)式、霍爾式、光電式等多種結(jié)構(gòu)形式，但簡單常用的是磁感應(yīng)式。(6)節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門控制搖臂位置傳感器，用于監(jiān)測節(jié)氣門控制搖臂的位置，并將信號傳送給巡航控制ECu。(7)執(zhí)行器 執(zhí)行器又稱伺服器，其作用是受巡航控制ECU的控制驅(qū)動(dòng)與節(jié)氣門拉索并聯(lián)的拉線盤，用于調(diào)整節(jié)氣門的開度，使車輛作加速、減速及定速行駛。執(zhí)行器常分為電動(dòng)式和真空式(氣動(dòng)式)兩種，下面分別加以介紹。 1)電動(dòng)式執(zhí)行器：電動(dòng)式執(zhí)行器結(jié)構(gòu)如圖8-6所示。電動(dòng)式執(zhí)行器主要由電動(dòng)機(jī)、安全電磁離合器和位置傳感器組成。電動(dòng)機(jī)采用直流永磁式電動(dòng)機(jī)，通過改變電動(dòng)機(jī)中電流方向即可改變節(jié)氣門轉(zhuǎn)動(dòng)方向。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可帶動(dòng)執(zhí)行元件控制

10、臂轉(zhuǎn)動(dòng)，控制臂通過控制拉索改變節(jié)氣門開度。為限定控制臂轉(zhuǎn)動(dòng)角度，電動(dòng)機(jī)電路裝有限位開關(guān)。在電動(dòng)機(jī)與控制臂間裝有安全電磁離合器。當(dāng)進(jìn)行巡航控制時(shí)，安全電磁離合器接合，此時(shí)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)可使節(jié)氣門開度改變；若在巡航控制行駛階段執(zhí)行器或車速傳感器發(fā)生故障，安全電磁離合器立即分離。在電動(dòng)式執(zhí)行器中還裝有位置傳感器，它是一個(gè)由滑動(dòng)變阻器構(gòu)成的電位計(jì)，用于檢測執(zhí)行器控制臂的轉(zhuǎn)動(dòng)位置，并將信號輸入巡航控制ECU中。2)真空式執(zhí)行器：真空式執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)框圖如圖8-7所示。密封圓筒內(nèi)裝有膜片、膜片彈簧、兩個(gè)空氣電磁閥和一個(gè)真空電磁閥。真空電磁閥和空氣電磁閥的搭鐵線分別接到巡航控制ECU的端子上，在ECU內(nèi)部搭鐵時(shí)，

11、電磁閥起作用。真空電磁閥內(nèi)部有一個(gè)真空管接頭，通過一根橡皮管與進(jìn)氣歧管相連。在膜片的中間裝有拉動(dòng)節(jié)氣門的拉索。真空式執(zhí)行器是利用發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管的真空度吸引膜片，通過節(jié)氣門拉索，使節(jié)氣門開度增大，并可保持固定位置不動(dòng)。如果空氣電磁閥打開，則由于膜片彈簧的彈力，使節(jié)氣門拉索放松，節(jié)氣門開度減小。圖8-8為真空式巡航控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理。在巡航控制系統(tǒng)未工作時(shí)，真空電磁閥保持關(guān)閉，空氣電磁閥打開，密封圓筒與大氣相通。當(dāng)汽車加速時(shí)，真空電磁閥打開，與進(jìn)氣歧管相通，而兩個(gè)空氣電磁閥則關(guān)閉，密封圓筒內(nèi)真空度增大，吸動(dòng)膜片，克服彈簧力，通過拉索使節(jié)氣門開度增大，車輛加速行駛。當(dāng)加速到一定車速時(shí)，真空電磁閥與空

12、氣電磁閥同時(shí)關(guān)閉，此時(shí)密封圓筒內(nèi)的真空度不變，汽車保持恒速行駛。當(dāng)汽車減速時(shí)，空氣電磁閥又恢復(fù)為打開狀態(tài)，此時(shí)空氣進(jìn)入密封圓筒，膜片彈簧把膜片壓回原位，節(jié)氣門開度減小，汽車減速。三、巡航控制系統(tǒng)的功能車速設(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）

13、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)NOFF方式變換時(shí)使車速稍稍上升。 2、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)的消除功能四、巡航控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)巡航控制系統(tǒng)的設(shè)置使駕駛員可以將車速設(shè)定在一個(gè)固定的速度上，車輛準(zhǔn)確地按照所設(shè)定的速度行駛。駕駛員可以不必踩加速踏板，從而大大減輕長途駕車的疲勞，同時(shí)勻速行駛也

14、可以減少燃油的消耗。 優(yōu)點(diǎn)：1，無論風(fēng)力和道路坡度變化引起的汽車行駛阻力怎樣變化，只要在發(fā)動(dòng)機(jī)功率允許的范圍內(nèi)，汽車行駛速度均可保持不變。 2，長期在高速駕車過程中，駕駛員需要長期將右腳踏在加速踏板上以維持較高的行駛速度，而巡航控制系統(tǒng)的發(fā)明大大減輕了駕駛員的負(fù)擔(dān)，提高了行駛的舒適性。 3，巡航控制系統(tǒng)可使汽車燃油的供給與發(fā)動(dòng)機(jī)功率間的配合處于最佳狀態(tài)，有效降低燃油消耗，減少有害汽車的排放。五、巡航控制系統(tǒng)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

15、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