2巡航控制系统的工作原理
图8-9是一种典型的闭环汽车电子巡航控制系统原理框图。由图8-9可知,控制器的输入是以下两个车速信号的差:一个是驾驶员按要求的车速设定的车速信号;另一个是实际车速的反馈信号。ECU将这两种信号进行比较,得出误差信号,经放大、处理后成为节气门控制信号,送至节气门执行器,驱动节气门执行器工作,调节发动机节气门开度,以修正实际车速,从而将实际车速很快调整到驾驶员设定的车速,并保持恒定。
通常将汽车在平坦路面上行驶时车速与节气门开度的关系存储在巡航控制系统ECU的ROM中。汽车在平坦、上坡与下坡路面上行驶时的车速与节气门开度的关系如图8-10所示。巡航控制系统根据目标车速自动维持汽车恒速行驶。汽车在巡航定速状态下,当汽车速度下降时,ECU加大节气门开度,使发动机功率升高,转矩增大,车速达到设定速度。反之,减小节气门的开度。参照图8-10,系统进行巡航控制时,若在平坦路面上车速为v0时,按下设定开关进入巡航控制的自动行驶状态,此时节气门开度在0点,一旦遇到爬坡时,则行驶阻力增加,如不进行调节控制,车速就会降到vc点,但巡航控制器会按照一定的控制规则控制节气门,使节气门开度从O点变为A点,使车速稳定在v0点,重新取得动力平衡。当遇到下坡时,行驶阻力减小,巡航控制系统调节节气门的开度由O点变到B点,使车速保持在v0点取得平衡。因此,即使行驶阻力发生变化,车速也只在很小范围内变化,达到稳定行驶的目的。当车速在40km/h以下、160km/h以上时,巡航系统不工作。当然这个上下限的限定依车型的不同而略有不同。

若使控制线呈现垂直状态,则车速的波动(控制误差)减小到零,这样一来,行驶阻力的微小变化都会引起节气门开度的变化,由于响应过度灵敏,容易产生游车。因此,应综合考虑控制误差与游车问题,选择合适的控制线斜率。
一旦系统的传感器出现故障,或控制信号电路被切断,因没有车速信号,低速限制电路将认为车速为零,使巡航控制系统停止工作。
3汽车巡航控制系统的功能
汽车巡航控制系统的主要功能如下:
(1)恒速行驶功能 汽车自动巡航即指汽车在行驶时,驾驶员即使不踏加速踏板,汽车仍可以按驾驶员所希望的车速自动保持行驶的功能,这是巡航控制系统最基本的功能。
(2)加速、减速功能 车辆处于巡航行驶的状态时,若按下加速开关,则设定速度增加,此为加速功能。同样,若按下减速开关,则设定速度减小,此为减速功能。
(3)取消、设定功能 如果踏下制动踏板或操纵巡航控制的解除开关,则可自动解除巡航功能。如果重新按下设定开关,汽车进入巡航状态。
(4)自动选、换档功能 在巡航控制期间,随着道路坡度的变化以及汽车行驶所可能遇到的阻力,车辆自动变换节气门开度或自动进行档次转换,以按存储在ECU内的最佳燃油经济性规律或动力性规律稳定行驶。
(5)防止误操作及报警功能在不具备巡航条件的情况下,例如车辆在起步阶段或档位在二档以下等,驾驶员启动了巡航开关,巡航控制系统应防止类似的误操作,并具有报警的功能。
4 系统可扩展性、可靠性和抗干扰性
系统必须在国家认定的检测机构完成各种型式试验并有相应的试验报告,系统必须在国家认定的可靠性试验机构完成各种可靠性试验并有相应的试验报告,系统必须符合相关国家标准和汽车行业标准。
电磁兼容性是衡量系统能否推广应用和进入市场的先决条件之一,也是确保系统稳定性和数据安全性的必备条件。电磁兼容性一方面要求系统对周围环境所产生电磁干扰降至最低;另一方面又要求自身在严重电磁干扰的恶劣环境下,仍能保持正常工作。
同其他工业控制现场相比,汽车电子产品的工作环境温度范围大(-40一+125℃),电磁干扰和其他电子噪声强,环境恶劣,为此在设计电路时,要充分考虑电磁敏感度(EMS)和电磁干扰(EMI),采取必要的抗干扰措施。
硬件方面采用电磁兼容设计,重点考虑静电场、磁场和传输线路及电路引入的干扰。
稳压电源设计中,考虑到由于蓄电池与汽车交流发电机、起动机、点火线圈相连,不仅电压波动大,而且含有尖峰脉冲,对Ecu干扰很大,因此必须采用宽范围的稳压设计,并加入电源电压监测、“看门狗”(watchdog)等电路。传输介质采用带屏蔽的双绞线,以减少电磁干扰。
软件方面采用避错和容错等技术,对信号进行软件滤波,设计上电复位抗干扰程序,运用失效保险等技术设计抗瞬间干扰程序;并且发生错误时,ECU还可根据出错种类进行处理。