《汽车电子巡航控制系统问题研究5800字（论文）》

现代汽车电子巡航控制系统研究报告目录TOC\o"1-3"\h\u52111引言 引言恒速巡航系统是一种自动控制车辆速度的装置。英文缩写为CCS(巡航控制系统)。越来越多的汽车配备了恒速巡航系统，恒速巡航的使用也越来越普遍。在先进的驾驶辅助系统中，自动巡航系统(CCS)作为一种驾驶控制系统，在汽车安全控制中发挥着非常重要的作用。巡航速度控制是CCS的缩写，CCS是一种电气控制装置，确保在规定的速度下正常运行，而不需要在规定的速度范围内控制油门踏板。更准确地说，巡航控制具有巡航速度、加速和减速的功能。该系统主要由控制开关、传感器、ECU和相应的执行器组成。2汽车电子巡航系统CCS（汽车电子巡航控制系统）是一种自动车辆驱动装置，可以在合适的速度范围内操作汽车的发动机，减少驾驶员的驱动力并提高驾驶便利性。接通电源后，无需踩油门踏板即可自动保持一定速度，该设备用于以固定速度行驶。在高速公路上长时间行驶时，驾驶员不需要控制油门踏板，这可以在减少疲劳同时节省燃油，同时减少不必要的车速变化。目前，汽车巡航控制系统（CCS）已得到广泛使用。其优点是：2.1提高汽车行驶舒适性巡航控制系统可确保汽车在所有路况或风速变化下行驶。只要在电动机允许的功率范围内，就可以保持恒定速度。在郊区和高速公路上，这一优势尤为明显。此时，驾驶员只需要控制汽车的行驶方向并掌握方向盘就可以稳定地操作汽车。这样，驾驶员可以减少驾驶时的体力消耗，并可以更好地专注于自己驾驶时周围环境变化。2.2节省燃料一位美国专家在相同的道路条件和外部环境的同一辆车上进行了一项汽车巡航对比实验。具有巡航控制功能的汽车可减少约15％的汽油燃料，因为当汽车高速行驶时，汽车的所有部件均处于最佳水平。这可以减少有害气体的排放，例如CH，CO和氮氧化物，使汽车更环保。2.3保持车速稳定只要在发动机功率允许的范围内，在任何情况下都可以保持汽车的速度稳定，汽车将匀速行驶。当轿厢以恒定速度行驶时，整个轿厢的合力为0，因此内部部件之间的摩擦较小，从而可以延长汽车的使用寿命。3电子巡航控制系统的组成3.1巡航控制系统的工作原理巡航控制是典型的闭环控制系统。电子巡航控制单元的CCSECU具有两个信号：一个是驾驶员根据行驶条件通过巡航开关调节的巡航速度控制信号，另一个是返回信号车速传感器输入的实际速度。当巡航速度控制信号和实际速度反馈信号输入到CCSECU电子巡航控制单元中时，CCSECU比较器可以通过操作获得两个信号之间的差这称为错误信号。一旦计算出误差信号并按比例积分，然后放大，就可以得到控制加速器开度的控制信号。CCSECU将控制命令发送到执行器，执行器可以驱动油门拉索，以调节发动机油门，可将实际车速迅速调整为驾驶员设定的车速值，以获得恒定速度控制，即巡航控制（图1）。在控制过程中，当实际车速低于驾驶员定义的巡航速度时，CCSECU电子巡航控制单元将指示执行器增大油门开度，从而将实际车速提高到巡航速度。相反，当实际车速高于驾驶员定义的巡航速度时，CCSECU电子巡航控制单元将向执行器发送指令，以减少加速器的开度，因此，实际车速降低到巡航车速，从而实际车速基本上保持驾驶员设定的巡航速度不变。图1巡航控制系统组成3.2指令开关控制开关通常是拨动开关，安装在转向柱上，驾驶员可以方便地对其进行操作，并且其功能通常包含在组合开关中。大多数开关具有三种速度：“设置速度”，“断开连接”和“恢复速度”。在第一位置，只要按下按钮，车辆就会继续加速。当按下按钮时，电子巡航控制系统会控制汽车以恒定速度行驶。“速度恢复”位置用于制动或加速，以使车辆再次以设定速度运行。巡航控制开关主要由巡航开关，制动开关，离合器提升装置等组成。巡航开关用于控制巡航系统的操作和关闭，通常安装在转向机构的手柄或控制信号灯上。这些键主要由接通（ON），设置/加速（SET/ACC），恢复/减速（RES/DEC）和取消（CANCLE）组成。当OFF设置为ON位置时，巡航系统会立即工作。如果按设置/加速时，车辆速度开始增加到固定值，例如，当按下设置/加速按钮时，车辆速度会增加50km/h，并且系统会根据当前速度值以恒定速度运行车辆。相反，每当按下恢复/减速按钮，车速就会降低一个固定值：当驾驶员按下“取消”按钮时，巡航系统被停用，巡航定速功将不再可用。3.3车速传感器速度传感器通常与调速器相连，而速度传感器信号可作为恒速控制的反馈，不需要另一个传感器进行恒速控制。专门为巡航控制而设计的速度传感器通常安装在车辆的传动轴上。事实上，在设计阶段，车辆的实际速度与传动轴的速度成正比。在选择速度传感器时，传感器的频率响应明显大于整个系统的频率响应，不影响系统的频率响应。巡航控制传感器分为两类:加速器角传感器和速度传感器。目前，大多数汽车速度传感器都与转速表的控制机构相连，有些与变速箱和电子发动机控制系统共用速度传感器。如果车辆装有电子速度计，则提供给速度传感器的信号可直接作为系统反馈信号，无需安装其他传感器。由于车速与驱动桥速度的线性关系，汽车巡航速度保护系统的速度传感器一般安装在传动轴上。速度传感器通常有三种类型:光电传感器、感应霍尔传感器和电磁电阻传感器。选择这三种传感器主要基于这一原则,即为无论车速传感器的响应频率明显高于整个系统,不应产生任何重大影响驾驶的车。油门位置传感器的功能是传输油门开启信号。孔位置传感器通常与其他电子组件一起用于汽车或单独使用。3.4加速踏板执行器加速踏板执行机构是电子巡航控制系统的组成部分，有两种类型:电动和气动。电动法一般采用步进电机驱动，气动法主要采用气动活塞加速执行机构，进气歧管空载控制。制动活塞销连接到油门踏板销上，当轴销不作用于油门销时，弹簧力使油门关闭。当执行机构的输入信号进入螺线管时，阀门压力控制阀将阻力向下移动，执行机构的气缸连接到进气歧管。当进气歧管清空时，执行机构气缸压力迅速降低，执行机构活塞启动。加速踏板的拉杆向左移动，使加速器逐渐作用于活塞。施加在活塞上的力随气缸内平均压力的变化而变化，气缸内平均压力由开关压力控制阀控制。制动输入信号为脉冲电压信号。电磁铁在电位高时被激发;当电势较低时，电磁铁被切断电源。因此，气缸内的平均压力与舱口开口和压力控制阀的工作周期成正比。在选择油门踏板执行机构时，油门频率响应与车辆速度传感器的频率声音基本一致，以确保整个巡航控制系统的协调运行。3.5电子控制器在这样的系统中，所有输入命令均由具有可擦除只读存储器的8位微控制器（MCU）直接存储，并作为数字信号进行管理。根据速度命令，实际速度和其他输入信号，所有命令均根据给定程序执行。处理完数据后，将生成输出信号，按顺序驱动步进电机改变节气门开度。不同定速模式下平滑的加减速取决于设计人员的编程能力。在安全方面，制动开关直接连接至油门踏板制动器。因此，踩下制动踏板会关闭巡航控制程序（MCU）和油门踏板执行器，从而完全关闭节气门。数字电路的特殊优势在于，系统中的信号以数字量表示，不受工作温度和湿度的影响。因此，数字控制在特殊条件下具有更高的稳定性。汽车的巡航控制系统可以大规模使用高级集成。电路技术被转换成特殊的集成块，该集成块也可以在微型计算机上编程。特别是当汽车上的其他系统已经具有用于控制的行车电脑时，只能通过修改程序来添加此功能。因此，可节省昂贵的硬件成本。4如何检测电子巡航控制系统4.1注意事项定速巡航控制系统的使用方法（1）固定速度巡航恒速巡航有单独的开启开关（CRUISE键）;按下巡航键，仪表盘指示灯亮起，恒速巡航系统亮起。当启动恒速巡航速度时，可随时将所需速度设置在某一速度以上。（2）车速调节一旦设定了巡航速度，按下SET键就可以设置一个稳定的速度，一旦设定了巡航速度，驾驶员就不需要踩油门或改变速度，汽车就可以保持这个速度的恒定运行。（3）回归函数在巡航位置，如果驾驶员希望恢复到先前设定的车辆速度，则在驾驶员暂时停用设定的巡航速度后。按下RES+键(恢复功能)，车辆自动加速，恢复到以前设定的速度。（4）固定巡航速度解除通过禁用固定巡航速度，驾驶员可以通过踩刹车踏板或按下取消键来取消固定巡航速度，固定的车速立即解除。在检测过程中，确保车辆处于空档启动状态，当开启状态检测模式时，汽车的巡航设置指示灯将点亮，并且在3秒钟内不能熄灭。如果在巡航系统测试期间发现该开关有故障（RESUME/ACCEL开关），则在测试期间巡航指示灯将无法正常打开。4.2故障码读取如果车辆的巡航系统发生故障，则在检测过程中必须将错误代码记录在测试设备中，并根据错误代码的类型确定错误原因。根据以往的工作总结，错误代码的相应情况包括以下要素：PCM控制电源模块；动态稳定性控制DSCHU/CM;表1中列出了常见的ABS仪器错误代码，但在检测过程中如果出现表1中的错误代码，则必须一个一个地清除它们，但是如果这些代码故障排除完成之后，出现表1中的错误代码，可以确定巡航系统存在问题。表1巡航系统故障码表格故障码故障内容相关模块适用车型U0073与巡航系统交换错误PCM所有车型U0121与ABS数据交换错误所有车型U0155与组合表数据交换错误所有车型U1900与巡航系统数据交换错误ABSDSCHU/CM福特水星林肯U2516巡航系统电器配线发生故障马自达4.3确定故障部位4.3.1PCM在检测过程中，如果通过检测得出的设备故障代码为U0155，根据表1，可以确定故障原因是与组合表进行数据交换时出现问题。4.3.2ABS/TCSCAN故障可以通过设备检测、数据流量控制、数据正态性和数据误差来确定。此外，在所有的车速控制装置中，由于伺服机构控制杆设置不当而造成的油门调整范围不合适的问题有两种形式:油门踏板开度太大。造成不稳定的怠速;或者加速踏板太软，无法充分调整油门，导致负载速度不稳定。如果车速控制装置不能连续运行，特别是对温度敏感时，应检查控制空载管路是否结冰，最好是真空组件的完整性检查,通过手动真空泵连接检查所有内容(当成检查各部件)的装置,控制车速,不能恢复最初的速度、加速度和滑移应核对检查电路相比,按照电路图逐一比对。4.4定速巡航系统失灵案例2017年11月19日，在杭州-波多高速公路上，一辆丰田杰路池汽车因刹车故障而被锁死，系统瘫痪了。行驶中巡航控制系统被锁定，无法降低速度。以125km/h的速度行驶了一个多小时。据车主反应，当时他试图通过踩刹车来取消巡航控制功能，但发现无法取消。后来，他发现空挡无法减速，半拉手闸无法解决问题。然后，打电话给警察寻求帮助。在交警的协助下，这辆车被允许沿着高速公路的栏杆滚动，并且栏杆的摩擦被用来使车辆停下来。5如何调整电子巡航系统汽车在行驶时，如果多次踩离合器或刹车踏板都无法让定速巡航功能停止时，那么定速巡航系统就可能失灵．定速巡航系统失灵一般有2种情况：一种是定速巡航系统正常失灵；另一种是定速巡航系统在极端的情况下突然失灵．5.1定速巡航系统正常失灵当汽车在高速公路上行驶时，如果无法关闭恒速巡航（即制动开关故障），则是巡航控制系统无法接收停止信号，此时无论是踩离合器或制动器，都无法解除巡航控制。在这种情况下，不必太担心，因为制动器和巡航控制系统不是同一系统，它们各自具有独立的系统，所以制动系统和巡航控制系统可能会在同一时间失效时间可能性非常小。在这种情况下，驾驶员必须采取紧急措施：首先将变速杆置于空档，然后踩下制动踏板并观察后面是否有汽车，打开双闪灯，然后将汽车停在安全区域，并联系汽车维修点。5.2定速巡航系统突然失灵如果汽车在高速路上行驶时，刹车和定速巡航系统同时失灵，该如何解除定速巡航功能，进行自救呢？（1）关闭定速巡航开关，解除定速巡航功能按照正常操作关闭定速巡航开关，解除定速巡航．如果按照正常操作无法关闭定速巡航开关，可以尝试把巡航面板上的CANCEL键和总开关ON键同时按住，以解除巡航控制功能．（2）通过换档方式解除定速巡航功能，如果采用第一种方法无法解除定速巡航，驾驶员可以尝试通过换档的方式来解除，即将变速杆从Ｄ挡位挂到N挡位，见图４，使变速器处于空挡状态．此时，由于切断了车辆的动力，定速巡航功能会解除。（3）刹车失灵，降档补救如果采用上述两种方法仍然无法解除，且刹车失灵，可以采用降档的方法，依靠发动机制动来减速、停车．对于手动挡车应把档位降到１档；自动挡车首先切换到手动模式，然后限制在最低档位．如果有自动升档的情况，必须再次降档，并且车速应小于６０ｋｍ／ｈ．当然，进行这些操作时，车辆一定要在最右侧紧急车道上行驶，并且打开双闪，关闭发动机．依靠发动机制动，使车辆强行减速并缓慢拉起手刹直到停车。（4）长按发动机启动键解除定速巡航功能在定速巡航状态下，可以长时间按下发动机启动／停止键，使发动机强制熄火来解除定速巡航功能。但是，这种方法必须在确保后方没有车辆且在直行车道上行驶时才可使用，否则后果不堪设想．(5)采取紧急措施迫使车辆停车，如果上述任何一项措施都不能有效地使固定速度巡航功能失效，则必须考虑采取紧急措施。在这种情况下，可以在高速公路上使用护栏