汽車巡航控制系統(tǒng)的原理及其應(yīng)用方法分析

摘要：本文主要從車輛巡航系統(tǒng)的基本論述出發(fā)，提出了汽車巡航控制系統(tǒng)的主要功能和作用特點，并對其基本組成及其運行原理進行了分析，最后提出了汽車巡航控制系統(tǒng)的應(yīng)用方法。

關(guān)鍵詞：巡航控制系統(tǒng)；原理；應(yīng)用

1汽車巡航控制系統(tǒng)的基本概述

所謂車輛巡航控制系統(tǒng)，主要指的是一種輔助駕駛系統(tǒng)，是為了在車輛運行過程中讓發(fā)動機在最有利的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，使車速保持在一個設(shè)定的速度范圍內(nèi)按照所設(shè)定的速度行駛，這不僅提高了發(fā)動機的效率，還降低駕駛操作人員的操作強度，提高駕駛的舒適性。

1.1基本功能

（1）定速行駛功能，主要指的是在車輛行駛過程中，駕駛者無需控制腳踏板，就能讓車輛按照駕駛員所預(yù)想的車速自動保持行駛的行為，這是車輛巡航控制系統(tǒng)的最基本功能。

（2）加速、減速功能，主要指的是在車輛巡航過程中，根據(jù)需要可以按下加速或減速按鈕，進行相應(yīng)的速度增加或速度減弱。

（3）自動選、換檔功能，主要指的是在巡航狀態(tài)下，由于車輛受道路坡度影響會引起行駛阻力的變化，所以汽車在行駛過程中，自動實施車擋變換或者自行的變換節(jié)氣門開度來保障車輛運行的穩(wěn)定。

（4）取消、設(shè)定功能，主要指的是通過對巡航取消開關(guān)或是制動踏板的操作，就能夠自動的取消巡航。如果還需進入巡航狀態(tài)就只要在重新設(shè)定。

（5）防止誤操作及報警功能，主要指的是當車輛行駛的在不具備巡航條件時，如果駕駛員啟動巡航開關(guān)，那么巡航控制系統(tǒng)會防止誤操作的出現(xiàn)，并提出報警信號。

1.2作用

（1）提升汽車駕駛的舒適性。自動巡航功能能有效的提升車輛駕駛的舒適性。降低駕駛員的疲勞程度，尤其是在郊區(qū)或高速公路等巡航條件好的時機，這種優(yōu)勢更為突出；

（2）保持車速的穩(wěn)定性。在任何情況下，車輛只要發(fā)動機功率在允許范圍內(nèi)就能保持行使速度的穩(wěn)定；

（3）節(jié)省燃料，具有一定的經(jīng)濟和環(huán)境保護。在相同的駕駛條件下，它可以節(jié)省約15%的燃料。這是因為在使用的速度穩(wěn)定器，汽車可以燃燒與發(fā)動機之間的電源供應(yīng)的最佳狀態(tài)，減少排放。

2巡航控制系統(tǒng)的基本組成及工作原理

2.1巡航控制系統(tǒng)的組成

巡航控制系統(tǒng)由操作開關(guān)、傳感器、執(zhí)行機構(gòu)和巡航控制單元組成。傳感器和開關(guān)信號送入巡航控制ECU，ECU根據(jù)這些信號計算油門開度。并向執(zhí)行器信號，自動調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度。

（1）操作開關(guān)：包括主開關(guān)、控制開關(guān)、駐車制動開關(guān)、出口巡航開關(guān)、空檔啟動開關(guān)、離合器開關(guān)等，其主要作用是進行巡航速度的設(shè)定、改變當前巡航狀態(tài)等。

（2）巡航控制ECU：巡航控制由ECU微處理器芯片、A/D、D/A轉(zhuǎn)換和IC輸出復(fù)位驅(qū)動和保護電路模塊ECU接收來控制速度傳感器和接受各種開關(guān)的信號，并進行相應(yīng)的處理。比如車輛速度與設(shè)定巡航速度不一致時，執(zhí)行器就會自動發(fā)出電信號來控制執(zhí)行器的動作，使實際轉(zhuǎn)速與設(shè)定速度相一致。

（3）傳感器：主要包括門全節(jié)氣傳感器，速度傳感器，節(jié)氣門控制臂傳感器。

（4）執(zhí)行器：主要作用是把ECU的輸出電流或電壓信號轉(zhuǎn)換成機械運動，之后再進行節(jié)氣門開啟控制。目前，有兩種類型的執(zhí)行器—種是真空驅(qū)動，另一種是電機驅(qū)動，前者由負壓來操作節(jié)流，后者由微電機節(jié)流運行。

2.2巡航系統(tǒng)的工作原理

以真空式巡航控制系統(tǒng)為例，對其工作原理進行分析：

2.2.1未按巡航開關(guān)時

當巡航開關(guān)不正常時，手動操作節(jié)氣門狀態(tài)。安全電磁閥打開后，其他兩個電磁閥仍處于關(guān)閉狀態(tài)。真正的氣室是一個氣壓，橡膠膜片不控制節(jié)氣門的作用下的返回彈簧力。

2.2.2按下巡航開關(guān)時

當控制巡航開關(guān)，按巡航主開關(guān)巡航，使它在ON位置，綠色指示燈，即進入等待狀態(tài)。當車速達到期望值時，再按設(shè)定開關(guān)設(shè)定，電腦控制單元，即駕駛員設(shè)定巡航速度。目前，巡航控制系統(tǒng)分為兩大類，一類是電子巡航控制系統(tǒng)，另一類是機電巡航控制系統(tǒng)。

2.2.3復(fù)位行駛控制

如果實際速度高于或低于45公里/小時的設(shè)定值，它是超越的真空式巡航系統(tǒng)的自動控制范圍。此時，按下或移動復(fù)位開關(guān)RES，這使得計算機信號，真空吸△Px額外增加或減少，實際速度調(diào)節(jié)，以達到預(yù)期的值，然后釋放重置開關(guān)RES，繼續(xù)巡航。

2.2.4自動保持設(shè)定車速原理

主要是巡航控制系統(tǒng)按照道路條件的變化，即反饋速度信號和速度信號，并通過真空電磁閥和空氣電磁閥比例的協(xié)調(diào)，來控制真空吸力調(diào)整△Px的大小，利用平衡△Px和彈簧力F，保持巡航狀態(tài)。

2.2.5截止巡航控制

要結(jié)束巡航時，可以按巡航主開關(guān)巡航，使其處于關(guān)位，指示燈熄滅，巡航控制解除。此時，電腦使真空電磁閥和空氣電磁閥關(guān)閉，電磁閥的安全開啟，真空室用于大氣壓，真空膜片又回到手動控制的位置。

3汽車巡航控制系統(tǒng)的使用方法

目前，車輛當中采用的巡航系統(tǒng)主要分為電子式巡航控制系統(tǒng)和機電式巡航控制系統(tǒng)。下面，筆者以電子巡航控制系統(tǒng)的應(yīng)用為例，對巡航控制系統(tǒng)的應(yīng)用方法進行闡述。

3.1設(shè)定巡航速度

通常，主要把巡航控制系統(tǒng)的低速控制點設(shè)為40千米/時，具體設(shè)定方法是：

（1）按下CRUISEON-OFF按鈕，開啟巡航控制系統(tǒng)，并利用加速踏板，讓行車速度上升。

（2）當車速到自己設(shè)置的區(qū)域時，再把巡航控制桿放到SET/COAST位置進行再釋放，這時候車輛就進入了自動駕駛模式，車輛巡航會按照車輛行駛阻力的情況來變化自動調(diào)整節(jié)氣門，使車速在保持恒定。

3.2控制自動變速器的汽車加速

當巡航控制系統(tǒng)工作在ACC/ACC的位置和手柄不固定，車輛的速度將逐漸增加，處理時，可以釋放車輛的速度被重置。這種加速方法比以前設(shè)定巡航速度的方法要長得多。

3.3取消設(shè)定巡航速度

需取消設(shè)定的巡航速度時，有幾種方法可供選擇：

（1）踩制動踏板讓車輛降速。

（2）把巡航控制系統(tǒng)操縱手柄放在CANCEL位置并釋放。

（3）對采用自動變速器的車輛，只需把變擋桿調(diào)整到空擋處即可；采用手動變速器的車輛，只需利用離合器踏板就能取消。

當車速小于40公里/小時，巡航速度將自動取消，以及巡航控制系統(tǒng)的速度將如果車輛的速度低于設(shè)定的速度自動停止。

3.4控制自動變速器的汽車減速

把巡航的控制手柄調(diào)整到SET/COAST的位置上不動，接下來行車速度就會逐漸降低。待到車速降到所設(shè)定速度時，在放開控制手柄。采用這種方法減速比利用制動板減速要慢，更保障行車舒適性。

3.5恢復(fù)到原來設(shè)定的巡航速度

巡航控制系統(tǒng)的控制手柄被放置在RES/ACC的位置，汽車可以恢復(fù)到原來的設(shè)置速度巡航。巡航控制系統(tǒng)自動停止工作，除非車速低于40千米/時以下或設(shè)定速度差在16千米/時，則巡航系統(tǒng)停止。

4結(jié)語

總之，隨著當我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們生活水平的提高，進而使得汽車工業(yè)發(fā)展迅速，汽車也就越來越普及，而車輛巡航控制系統(tǒng)作為一種輔助駕駛系統(tǒng)，不僅能有效的節(jié)省油，進而降低環(huán)境污染，同時減輕駕駛?cè)说钠诔潭龋岣哕囕v行駛的安全性等特點，也隨著汽車的不斷普及而廣泛應(yīng)用。