1巡航控制系统的构成
汽车电子自动巡航控制系统主要由巡航控制开关(ON/OFF开关)、车速传感器、电子控制单元(ECU)、汽车制动开关、执行器等组成。其结构如图8-5所示。
现将其各部分的结构与工作原理分别作以下介绍:
(1)巡航控制开关主控开关一般为杆式开关,安装在转向柱上驾驶员容易接近的地方,或将组合开关设计在方向盘上。大多数开关有三个档位:设置/减速(SET/COAST)、取消(CAN,CEL)和恢复/加速(RES/ACC)档。通常情况下,当车速超过40km/h时,只要按下设定键,车辆就会记住当前的车速并保持定速行驶,当按下取消键时,恒速行驶立即停止。“恢复/加速”档用于制动或换档断开电路后,使车辆重新按设定速度行驶。汽车在自动巡航控制状态下,可以通过按加速键提高车速,或按减速键来降低车速。
(2)巡航控制ECU 用于接收各种传感器送来的信号,再经计算、加工处理后,向执行器发出指令,控制执行器的动作。
(3)空档启动开关 用于向巡航控制ECU传送空档信号(即变速器操纵杆处于空档位置的信号),以使汽车立即退出巡航控制状态。
(4)制动开关 用于向巡航控制ECU传送制动信号(即驾驶员踩下制动踏板的信号),以使汽车迅速退出巡航控制状态。
(5)车速传感器 车速传感器一般安装在变速器的输出轴上,这是因为实际车速与变速器输出轴转速成正比。车速传感器有磁感应式、霍尔式、光电式等多种结构形式,但简单常用的是磁感应式。
(6)节气门位置传感器节气门控制摇臂位置传感器,用于监测节气门控制摇臂的位置,并将信号传送给巡航控制ECu。
(7)执行器 执行器又称伺服器,其作用是受巡航控制ECU的控制驱动与节气门拉索并联的拉线盘,用于调整节气门的开度,使车辆作加速、减速及定速行驶。执行器常分为电动式和真空式(气动式)两种,下面分别加以介绍。
1)电动式执行器:电动式执行器结构如图8-6所示。

电动式执行器主要由电动机、安全电磁离合器和位置传感器组成。电动机采用直流永磁式电动机,通过改变电动机中电流方向即可改变节气门转动方向。电动机转动时可带动执行元件控制臂转动,控制臂通过控制拉索改变节气门开度。为限定控制臂转动角度,电动机电路装有限位开关。在电动机与控制臂间装有安全电磁离合器。当进行巡航控制时,安全电磁离合器接合,此时电动机旋转可使节气门开度改变;若在巡航控制行驶阶段执行器或车速传感器发生故障,安全电磁离合器立即分离。在电动式执行器中还装有位置传感器,它是一个由滑动变阻器构成的电位计,用于检测执行器控制臂的转动位置,并将信号输入巡航控制ECU中。
2)真空式执行器:真空式执行器的结构框图如图8-7所示。密封圆筒内装有膜片、膜片弹簧、两个空气电磁阀和一个真空电磁阀。真空电磁阀和空气电磁阀的搭铁线分别接到巡航控制ECU的端子上,在ECU内部搭铁时,电磁阀起作用。真空电磁阀内部有一个真空管接头,通过一根橡皮管与进气歧管相连。在膜片的中间装有拉动节气门的拉索。真空式执行器是利用发动机进气歧管的真空度吸引膜片,通过节气门拉索,使节气门开度增大,并可保持固定位置不动。如果空气电磁阀打开,则由于膜片弹簧的弹力,使节气门拉索放松,节气门开度减小。
图8-8为真空式巡航控制系统的结构原理。在巡航控制系统未工作时,真空电磁阀保持关闭,空气电磁阀打开,密封圆筒与大气相通。当汽车加速时,真空电磁阀打开,与进气歧管相通,而两个空气电磁阀则关闭,密封圆筒内真空度增大,吸动膜片,克服弹簧力,通过拉索使节气门开度增大,车辆加速行驶。当加速到一定车速时,真空电磁阀与空气电磁阀同时关闭,此时密封圆筒内的真空度不变,汽车保持恒速行驶。当汽车减速时,空气电磁阀又恢复为打开状态,此时空气进入密封圆筒,膜片弹簧把膜片压回原位,节气门开度减小,汽车减速。
目前汽车上使用的巡航控制系统分为机电式巡航控制系统和电子式巡航控制系统。与机电式巡航控制系统不同之处是电子式巡航控制系统用电子控制系统来设定和维持所选择的速度。电子式巡航控制系统的控制精度高,并具有下列优点:
1)一般在行驶速度达到40km/h以上时系统就可以工作。
2)速度控制模块采用数字方法测量速度,将汽车固定在设定的速度上,并将系统动作时汽车的精确速度储存起来。
3)系统每秒钟能调节节气门多次,使汽车速度维持在2km/h的波动范围内。
4)在汽车动力允许的情况下,汽车爬坡时,能维持恒定的速度,并做出微小的调整。
5)电子式巡航控制系统能提供精确的控制,通过合上设定开关,能使系统以3~5km/h的稳定增量变化。
6)当预定的减速度发生时,即使没有踩制动踏板,迅速减速停车功能将使系统关闭。