巡航控制系統(tǒng)汽車電子控制技術(shù)第2版凌永成電子第1頁/共34頁

配套教材信息教材名稱：汽車電子控制技術(shù)（第2版）教材主編：凌永成教材定價(jià)：40RMB出版社：北京大學(xué)出版社出版時(shí)間/版次：2011年7月第2版國際標(biāo)準(zhǔn)書號（ISBN）：

978-7-301-19225-2教材所屬系列：21世紀(jì)全國高等院校汽車類創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)規(guī)劃教材第2頁/共34頁第7章汽車巡航控制系統(tǒng)

教學(xué)提示：巡航控制系統(tǒng)提高了車輛的駕駛舒適性，改善了汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性和發(fā)動機(jī)的排放性能。采用自適應(yīng)控制技術(shù)是巡航控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。教學(xué)要求：本章主要介紹汽車巡航控制系統(tǒng)。要求學(xué)生了解自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用概況，熟悉汽車巡航控制系統(tǒng)的基本組成和工作原理。第3頁/共34頁7.1巡航控制系統(tǒng)概述

汽車巡航控制系統(tǒng)（CruiseControlSystem，CCS）又稱為恒速行駛系統(tǒng)或巡行控制系統(tǒng)，是由飛機(jī)巡航控制系統(tǒng)引申而來的。汽車CCS控制原理圖第4頁/共34頁7.2巡航控制系統(tǒng)的組成與工作原理汽車CCS的組成第5頁/共34頁7.2.1操作開關(guān)1.主開關(guān)

主開關(guān)（MAIN）是CCS的電源開關(guān)，采用按鍵方式，每次將其推入，系統(tǒng)電源接通或關(guān)閉，如圖7-3所示。主開關(guān)接通時(shí)，如關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，則主開關(guān)也關(guān)閉。即使點(diǎn)火開關(guān)再次接通，主開關(guān)仍保持關(guān)閉。CCS操作開關(guān)

第6頁/共34頁CCS操作開關(guān)

第7頁/共34頁CCS操作開關(guān)

第8頁/共34頁2.控制開關(guān)

手柄式控制開關(guān)有5種控制功能，即SET（設(shè)置）、COAST（減速）、RES（恢復(fù)）、ACC（加速）和CANCEL（取消）。其中，SET和COAST共用一個(gè)開關(guān)，RES和ACC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；松開時(shí)，則開關(guān)斷開。3.退出巡航開關(guān)

退出巡航開關(guān)包括取消開關(guān)、停車燈開關(guān)、駐車制動開關(guān)、離合器開關(guān)和空擋起動開關(guān)。1）停車燈開關(guān)

當(dāng)其中任一開關(guān)接通時(shí)，巡航控制將被自動取消。但當(dāng)CCS取消瞬間的車速不低于40km／h時(shí)，此車速存儲于巡航ECU中。當(dāng)接通RES開關(guān)時(shí)，最后存儲的車速自動恢復(fù)。第9頁/共34頁

停車燈開關(guān)電路（真空驅(qū)動型執(zhí)行器）第10頁/共34頁

停車燈開關(guān)電路（電動機(jī)驅(qū)動型執(zhí)行器）第11頁/共34頁

同時(shí)，蓄電池電壓經(jīng)過停車燈開關(guān)施加在巡駛控制ECU上，使其判斷制動器處于工作狀態(tài)，巡航ECU取消CCS工作，開關(guān)B斷開，執(zhí)行器得不到巡航ECU的信號，停止工作。2）駐車制動開關(guān)

當(dāng)拉起駐車制動操縱桿時(shí)，駐車制動開關(guān)接通，將取消信號傳至巡航ECU。同時(shí)，駐車制動指示燈亮。3）離合器開關(guān)

當(dāng)踩下離合器踏板（手動變速器）時(shí)，離合器開關(guān)接通，將取消信號傳至巡航ECU。4）空擋起動開關(guān)

當(dāng)自動變速器變速桿設(shè)置在P或N位時(shí)，空擋起動開關(guān)接通，將取消信號傳至巡航ECU。第12頁/共34頁7.2.2傳感器1.車速傳感器2.節(jié)氣門位置傳感器3.節(jié)氣門控制搖臂傳感器7.2.3巡航控制ECU巡航控制ECU控制框圖第13頁/共34頁

汽車以巡航車速行駛時(shí)，一般當(dāng)車速低于40km／h時(shí)，ECU取消巡航控制，使汽車在制動、轉(zhuǎn)彎時(shí)，巡航控制不起作用。當(dāng)車速超過設(shè)定車速6～8km／h時(shí)，ECU取消巡航控制；當(dāng)汽車的減速度大于2m／s2時(shí)，以及汽車的制動燈開關(guān)動作時(shí)，ECU也自動取消巡航控制，以確保行車安全。巡航ECU具有以下控制功能：1.勻速控制2.設(shè)定3.加速4.減速5.恢復(fù)6.車速下限控制7.車速上限控制8.取消9.AT控制10.迅速降速和迅速升速控制11.故障自診斷第14頁/共34頁7.2.4執(zhí)行器1.真空驅(qū)動型執(zhí)行器圖7-6真空驅(qū)動型執(zhí)行器控制方法a）僅從發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管施加負(fù)壓；b）用真空泵提高負(fù)壓第15頁/共34頁1）控制閥圖7-7控制閥a）電磁線圈通電；b）電磁線圈不通電第16頁/共34頁2）釋放閥圖7-8釋放閥a）結(jié)構(gòu)；b）工作特性第17頁/共34頁3）真空控制開關(guān)

真空控制開關(guān)用于檢測進(jìn)氣室負(fù)壓，當(dāng)壓力低于22.7kPa或更低時(shí)，真空控制開關(guān)接通將信號送至ECU。

真空控制開關(guān)第18頁/共34頁4）真空泵

真空泵a）結(jié)構(gòu)；b）工作原理

由于進(jìn)氣室負(fù)壓的作用，單向閥A通常保持打開，向執(zhí)行器提供負(fù)壓；當(dāng)進(jìn)氣室負(fù)壓低時(shí)，ECU發(fā)出信號接通真空泵，負(fù)壓由單向閥B提供給執(zhí)行器。第19頁/共34頁2.電動機(jī)驅(qū)動型執(zhí)行器電動機(jī)驅(qū)動型執(zhí)行器1-驅(qū)動電動機(jī)；2、14-電位計(jì)；3-電位器主動齒輪；4-電路板；5、17-電磁離合器；6、18-離合器片；7-滑力環(huán)；8、21-主減速器；9、19-控制臂；10-桿B；11、12-限位開關(guān)；13-桿A；15-電位器主動齒輪；16-蝸桿；20-電動機(jī)第20頁/共34頁執(zhí)行器與節(jié)氣門的關(guān)系第21頁/共34頁電磁離合器的結(jié)構(gòu)及其工作電路1-驅(qū)動電動機(jī)；2-電磁離合器；3-離合器；4-至節(jié)氣門拉線；5-控制臂；6-主減速器第22頁/共34頁電位器及其工作電路第23頁/共34頁7.4自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)

自適應(yīng)巡航控制（AdaptiveCruiseControl，簡稱ACC）系統(tǒng)是基于巡航控制技術(shù)發(fā)展而來的一種智能化的車速自動控制系統(tǒng)。由于可以視交通情況自動采取適宜措施（加速、減速、制動），使得自適應(yīng)巡航系統(tǒng)能很好地適應(yīng)路況復(fù)雜的城市道路行駛。

為了使車輛能夠自動預(yù)防交通碰撞事故，汽車工程師在汽車上安裝了各種主動安全裝置，例如測距雷達(dá)和后視鏡盲點(diǎn)探測器等，這些裝置在必要時(shí)可以通過聲光的形式提醒駕駛員，并通過車載系統(tǒng)自動對車速和車輛間距等行車數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，從而有效地避免交通事故的發(fā)生。

巡航控制系統(tǒng)提高了車輛的駕駛舒適性，但也容易因?yàn)轳{駛員的悠閑、舒適，注意力分散而引發(fā)交通事故。同時(shí)，在需要頻繁制動的城市道路上并不實(shí)用，而自適應(yīng)巡航則能很好地適應(yīng)路況較復(fù)雜的城市路況。第24頁/共34頁7.4.1自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的組成

自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)主要由車距傳感器（雷達(dá)）、輪速傳感器、轉(zhuǎn)向角傳感器以及ACC控制單元等組成。自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的組成第25頁/共34頁車距傳感器一般安裝在散熱器格柵內(nèi)或前保險(xiǎn)杠的內(nèi)側(cè)，它可以探測到汽車前方200m左右的距離。車距傳感器（雷達(dá)）與ACC控制單元安裝在同一殼體內(nèi)。寶馬E90新3系車距傳感器車距傳感器與ACC控制單元第26頁/共34頁

在前后車輪上裝有輪速傳感器（與ABS系統(tǒng)共用），可以檢測車輛的行駛速度；轉(zhuǎn)向角傳感器用來判斷車輛行駛的方向；ACC控制單元采集各個(gè)傳感器的信號并進(jìn)行計(jì)算，以便實(shí)時(shí)地與發(fā)動機(jī)控制單元和制動防抱死控制單元交換數(shù)據(jù)。7.4.2自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的工作原理

自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)是一種智能化的自動控制系統(tǒng)，它是在前面介紹的巡航控制技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。

在車輛行駛過程中，安裝在車輛前部的車距傳感器（雷達(dá)）持續(xù)掃描車輛前方道路，同時(shí)輪速傳感器采集車速信號。第27頁/共34頁

當(dāng)與前車之間的距離過小時(shí)，ACC控制單元可以通過與制動防抱死系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)動作，使車輪適當(dāng)制動，并使發(fā)動機(jī)的輸出功率下降，以使車輛與前方車輛始終保持安全距離。

ACC系統(tǒng)視交通情況自動采取強(qiáng)度適宜的制動措施第28頁/共34頁

自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)在控制車輛制動時(shí)，通常會將制動減速度限制在不影響舒適性的程度，當(dāng)需要更大的減速度時(shí)，ACC控制單元會發(fā)出聲光信號通知駕駛員主動采取制動操作。當(dāng)與前車之間的距離增加到安全距離時(shí)，ACC控制單元控制車輛按照設(shè)定的車速行駛。

雖然自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)可以自動控制車速，但在任何時(shí)候駕駛員都可以主動進(jìn)行加速或制動。當(dāng)駕駛員在巡航控制狀態(tài)下進(jìn)行制動后，ACC控制單元就會終止巡航控制；當(dāng)駕駛員在巡航控制狀態(tài)下進(jìn)行加速，停止加速后，ACC控制單元會按照原來設(shè)定的車速進(jìn)行巡航控制。7.4.3自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的擴(kuò)展功能

通過軟件升級和增加少量電子裝置等方法，自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)無需增加更多的裝置即可實(shí)現(xiàn)車輛的智能駕駛等多項(xiàng)擴(kuò)展功能。第29頁/共34頁

通過車距傳感器的反饋信號，ACC控制單元可以根據(jù)靠近車輛物體的移動速度判斷道路情況，并控制車輛的行駛狀態(tài)；通過反饋式加速踏板（圖7-20）檢測駕駛員施加在踏板上的力，ACC控制單元可以決定是否執(zhí)行巡航控制，以減輕駕駛員的勞動強(qiáng)度。反饋式加速踏板第30頁/共34頁

自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)一般在車速大于25km/h時(shí)才會起作用，而當(dāng)車速降低到25km/h以下時(shí)，就需要駕駛員進(jìn)行人工控制。通過系統(tǒng)軟件的升級，自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)“停車/起步”功能，以應(yīng)對在城市中行駛時(shí)頻繁的停車和起步情況。

自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的這種擴(kuò)展功能，可以使汽車在非常低的車速時(shí)也能與前車保持設(shè)定的距離。當(dāng)前方車輛起步后，自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)會提醒駕駛員，駕駛員通過踩加速踏板或按下按鈕發(fā)出信號，車輛就可以起步行駛。

自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)使車輛的編隊(duì)行駛更加輕松。ACC控制單元可以設(shè)定自動跟蹤的車輛。當(dāng)本車跟隨前車行駛時(shí)，ACC控制單元可