巡航控制系统组成课件讲解

巡航控制系统组成

巡航控制系统主要由巡航控制开关、车速传感器、电控单元和执行器四部分组成。1）巡航控制开关目前，汽车上普遍采用的巡航控制开关分为两种，一种为手柄式控制开关，位于方向盘下方；另一种为按键式控制开关，安装于方向盘上。（a）手柄式（b）按键式图11-1巡航控制开关以吉利帝豪EV450为例，巡航控制开关包括主开关、设定/减速开关(SET/-)、恢复/加速开关(RES/+)和取消开关。图11-2吉利帝豪EV450巡航控制开关①

主开关主开关是巡航控制系统的主电源开关，位于巡航控制开关的端部，为按键式开关。当按下主开关按键时，电源接通；再按一次主开关，电源断开。当主开关接通时，如果将点火开关关闭，主开关也关闭。当再次接通点火开关时，巡航主开关并不接通，而保持关闭。②控制开关

吉利帝豪EV450纯电动汽车的巡航控制开关一般由设定/减速开关(SET/-)和恢复/加速开关(RES/+)组成。该开关为自动回位型开关。当向上推控制开关时(图中的方向A)，恢复/加速开关接通；当向下推控制开关时(图中的方向B)，恢复/加速开关接通。

当需要临时取消巡航控制功能时，需按下方向盘上取消开关按键。③退出巡航控制开关退出巡航控制开关除了主开关、取消开关外，还包括制动灯开关、驻车制动开关、离合器开关(手动变速器)和空挡启动开关(自动变速器)。a.制动灯开关制动灯开关由常闭和常开两个开关组成，制动灯开关电路如图11-3所示。开关A为常开开关，踏下制动踏板时开关闭合，将制动灯的电源电路接通，制动灯点亮。同时，电源电压经开关A加在巡航控制ECU上，将制动信号输入巡航控制ECU，巡航控制ECU取消巡航控制系统的控制，巡航系统停止工作。开关B为常闭开关，当踏下制动踏板时，开关B断开，直接切断巡航控制ECU对巡航控制执行器的控制电路，确保巡航系统停止工作。图11-3制动灯开关电路b.驻车制动开关当驻车制动手柄拉起时，驻车制动器开关接通，驻车制动信号被送至巡航控制系统ECU和仪表控制单元，巡航控制系统ECU将立即取消巡航控制系统的工作，仪表上驻车制动灯同时点亮。c.离合器开关对于装有手动变速器的汽车，当踏下离合器踏板时，离合器开关接通，将取消信号送至巡航控制ECU，巡航控制ECU将取消巡航控制系统的工作。d.空挡启动开关对于装有自动变速器的汽车，当将变速杆移至N(空挡)位时，空挡启动开关接通，将取消信号送至巡航控制ECU，巡航控制ECU将取消巡航控制系统的工作。巡航控制系统要保持汽车按设定的车速等速行驶就必须将车辆的车速信号送至ECU，ECU根据这些信号计算出驱动电机所需驱动电流大小或节气门的合理开度，并将控制指令发送给驱动电机控制器或巡航控制执行器，调节驱动电机控制电流的大小或节气门的开度，同时还需将执行机构的信息反馈给ECU，以便实现精确控制。对于自适应巡航控制系统要保持与前车的安全距离，防止当前车突然制动时发生追尾碰撞，就必须在车辆前部安装工作性能可靠的传感器，将前车或障碍物的距离等信息送至ECU，以便控制单元作出相应的指示信息和控制动作。目前汽车上常用的巡航控制传感器主要有车速传感器、节气门位置传感器和车距传感器（雷达）。2）传感器①车速传感器对于巡航控制系统而言，车速传感器信号的作用是巡航控制ECU用于巡航车速的设定及将实际车速与设定车速进行比较，以便实现等速控制。目前汽车上应用的车速传感器有多种形式，如霍尔式、光电式、磁感应式等，通常情况下使用磁感应式传感器和霍尔式应用较多。②节气门位置传感器对于巡航控制系统而言，节气门位置传感器信号的作用是巡航控制ECU用于计算输出与节气门开度的关系，以确定输出量的大小。节气门位置传感器有多种结构形式，常见的有可变电阻型、带怠速开关的可变电阻型、双可变电阻型、霍尔型等。图11-4节气门位置传感器1—节气门2—节气门体3—节气门位置传感器③车距传感器（雷达）对于安装自适应巡航控制系统的汽车能够适应车辆周围的环境，并根据本车与前车的速度与前车保持一个安全速度和安全距离。汽车雷达可通过发射能量波束并被被测物体反射，计算波束从发射到被物体反射回来的时间就可以计算出与障碍物之间的距离。汽车上常用的能量波束有超声波、激光、红外线和微波等。目前应用最多的是毫米波雷达和激光雷达。毫米波是指工作频率在30～100GHz，波长为1～10mm的电磁波，毫米波雷达(主要是94GHz)，其功能就是精确测量目标的距离和相对速度。毫米波雷达可以全天候的工作，它不受天气状况的影响，可以在大雨、大雾、黑夜等条件下正常运行，而恶劣的气候环境正是交通事故的高发期。因此，毫米波雷达就成了汽车前视雷达的首选。激光雷达其所以能在汽车前视雷达得到广泛的应用，是因为激光雷达与毫米波雷达相比，具有体积小、波束窄、成本低、无电磁干扰、距离及位置探测准确度高等特点。而近几年来发展的1.54μm近红外激光雷达具有人眼安全及较高的大气透过率，使激光雷达的性价比有了进一步的提高。3）巡航控制ECU巡航控制ECU的作用是接受车速传感器、巡航控制开关、制动开关等作用信号，经计算、记忆、放大及信号转换等处理后，输出控制信号，驱动执行器动作。巡航控制单元ECU主要由微处理器、输入输出电路、执行器驱动电路和保护电路等组成，如图11-5所示。图11-5巡航控制单元ECU①记忆设定车速功能当巡航控制主开关接通，车辆在巡航控制车速范围内(一般为40km/h到200km/h)行驶时，操作设定/减速(SET/COAST)开关可以设定巡航车速。ECU将设定的车速存储在存储器内，并将按设定车速控制汽车等速行驶。②等速控制功能当车辆设定好巡航后，ECU将实际车速与设定车速进行比较，确定节气门是否应该开大或关小，并根据实际车速与设定车速的差值，计算出节气门开大或关小的量；然后对执行器进行控制，保证汽车按设定车速等速行驶。对于纯电动汽车，控制单元ECU通过控制驱动电机的驱动电流来控制汽车的车速。③设定车速调整功能当汽车设定好巡航以巡航控制模式行驶时，如果需要使设定车速提高或降低，则只要操作恢复/加速或设定/减速开关，就可以使设定车速改变，巡航控制ECU将记忆改变后的设定车速，并按新的设定车速进行巡航行驶。④取消和恢复功能当汽车以巡航控制模式行驶时，如果接通取消开关或接通任何一个其他的退出巡航控制开关，巡航控制ECU将控制执行器使巡航控制取消。取消巡航控制以后，要想重新按巡航控制模式行驶，只要操作恢复/加速开关，巡航控制ECU即可恢复原来的巡航控制行驶。⑤车速下限控制功能车速下限是巡航控制所能设定的最低车速。不同的车型稍有不同，一般为40km/h。当车速低于40km/h时，巡航车速不能被设定，巡航系统不能工作。⑥车速上限控制功能车速上限是巡航控制所能设定的最高车速，一般为200km/h。车速超过该数值，巡航控制车速不能被设定。汽车在巡航控制模式行驶时，如果操作加速开关，车速也不能加速至200km/h以上。⑦安全控制功能当汽车以巡航控制模式行驶时，如果因为下坡汽车车速高于设定车速15km/h，则巡航控制ECU将切断巡航控制系统，使车速降低。当车速降低至比设定车速高出不足10km/h时，巡航控制ECU控制系统再次接通，恢复巡航控制。⑧自动取消功能当汽车以巡航控制模式行驶时，若出现执行器驱动电流过大，伺服电动机始终朝节气门打开的方向旋转时，则巡航控制ECU存储器内存储的设定车速将被清除，巡航控制模式将被取消，主开关同时关闭。此外，当巡航控制ECU诊断出系统有故障时，将会使巡航系统自动停止工作。⑨自诊断功能如果巡航控制系统发生故障，巡航控制ECU的自诊断系统能够诊断出故障，并使仪表板上的巡航指示灯闪烁，以便提醒驾驶员。同时，巡航控制ECU将故障码存储在存储器内。通过巡航控制指示灯的闪烁或使用故障诊断仪可以读取故障码。4）执行器目前汽车上使用的巡航控制系统执行器有电磁电机型巡航控制执行器、真空驱动型巡航控制执行器和电子油门式巡航控制执行器三种。①电磁电机型巡航控制执行器丰田佳美轿车的速度巡航执行器采用的是电磁电机型巡航控制执行器，安装在发动机室的右侧，安装高度与节气门体差不多，它与节气门控制阀之间有钢绳相连接。（a）外形示意图

（b）内部电路图图11-6巡航控制系统执行器②真空驱动型执行器真空驱动型执行器依靠真空力驱动节气门。真空源有两种取得方式，一种是仅从发动机进气歧管取得；另一种是从发动机进气歧管和真空泵取得，当进气歧管真空度较低时，真空泵参与工作，提高真空度。(a)从进气歧管取得真空源(b)从进气歧管和真空泵取得真空源图11-7真空驱动型执行器的控制方法真空驱动型巡航控制执行器主要由控制阀、释放阀、电磁线圈、控制膜