现代汽车电子巡航控制系统研究报告
目录
1 引言 (2)
2 汽车电子巡航系统 (2)
2.1 提高汽车行驶舒适性 (2)
2.2 节省燃料 (2)
2.3 保持车速稳定 (3)
3 电子巡航控制系统的组成 (3)
3.1 巡航控制系统的工作原理 (3)
3.2 指令开关 (4)
3.3 车速传感器 (4)
3.4 加速踏板执行器 (5)
3.5 电子控制器 (5)
4 如何检测电子巡航控制系统 (6)
4.1 注意事项 (6)
4.2 故障码读取 (6)
4.3 确定故障部位 (7)
4.3.1 PCM (7)
4.3.2 ABS/TCS (7)
4.4 定速巡航系统失灵案例 (7)
5 如何调整电子巡航系统 (8)
5.1 定速巡航系统正常失灵 (8)
5.2 定速巡航系统突然失灵 (8)
结论 (9)
参考文献 (9)
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1 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
汽车电子加速器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CCS ECU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CCS ECU电子巡航控制单元中时,CCS ECU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。CCS ECU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,CCS ECU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,CCS ECU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