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2007-02-09 21:00:32
巡航控制系统,英文全称为Cruise Control System,缩写为CCS。根据其性能特点,巡航控制系统又称为车速控制(Speed Control)系统或自动驾驶(Auto drive)系统。它是指在一定的车速范围内，驾驶员不用控制加速踏板就能使汽车保持以设定的速度行驶的控制装置。采用了这种控制系统的汽车，在高速公路上长时间行驶时，驾驶员不用控制加速踏板，从而降低了驾驶疲劳，提高了行驶安全性，同时减少了不必要的车速变化，节省了燃料。
汽车巡航控制系统发展至今已有三十多年的历史，它经历了机械控制、晶体管控制、模拟式微机控制和数字式微机控制四个阶段。
目前常用的CCS主要由巡航控制电子控制器(ECU)、操纵开关(主控开关、空档起动开关、驻车制动开关、点火开关)、传感器(车速传感器、节气门位置传感器、节气门控制摇臂位置传感器)和执行器 (电磁离合器、驱动电动机)等组成。其主要部件在汽车上的布置如图1所示。
1.主要部件的功能
a.巡航控制ECU
用于接收各种传感器传送来的信号，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，使汽车实际车速与驾驶员设定的车速保持一致。
b.主控开关
用于控制巡航控制系统的启动、关闭和控制巡航工作状态。
c.空档起动开关
用于向巡航控制ECU传送空档起动开关接通信号(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。
d.制动灯开关
用于向巡航控制ECU传送制动灯开关接通信号(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。
e.车速传感器
用于监测汽车行驶速度，并将信号传送给巡航控制ECU。
f. 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，并将信号传给巡航控制ECU。
发动机结构示意图
g 节气门位置传感器
用于监测节气门的位置，并将信号传送给巡航控制ECU。
h.执行器(即节气门驱动机构)
用于将巡航控制ECU发来的电信号转变成机械运转，控制节气门的开度.使汽车按驾驶员设定的车速行驶。
图2所示为巡航控制ECU的工作原理框图。
图2 巡航控制ECU的工作原理图
行车中，在驾驶员开启巡航控制系统，并按操作程序完成巡航车速的设定后，车速传感器立即将此速度信号传送给巡航控制ECU, 并储存在随机存储器(RAM)中。与此同时，巡航控制ECU向执行器发出信号，以控制节气门开度，使汽车按设定车速行驶。
行车中，巡航控制系统通过车速传感器连续不断地监测汽车在各个时刻的速度，并将此速度信号传送给巡航控制ECU，经中央处理器(CPU)将此速度信号和储存在随机存储器(RAM)中的巡航车速信号进行比较运算和处理后，巡航控制ECU迅速向执行器发出增大或减小节气门开度的信号,通过控制节气门驱动电动机的正、反转及转速，从而实现对汽车行驶速度的控制。
主要优点:
a.可保持车速稳定。无论是上坡、下坡，还是在平直的路面上行驶，只要在发动机功率允许范围内，均可保持恒速行驶。
b.可提高驾驶时的舒适性。这一优点，在高速公路或者城市间高等级公路上行驶时，表现得特别明显。此外，以恒定车速行驶，还可减少驾驶员负担，对保证行车安全十分有利。
c.可节省燃油、减少排气污染。汽车以恒定车速行驶，可使燃油消耗与发动机输出功率处于最佳配合状态，既能降低燃油消耗，又可减少排气污染。
执行机构又称为执行器，目前常用的执行器有两种：一种是电动式的。另一种是真空泵式的。电力驱动式执行机构主要由驱动电动机（永磁式或步进式电动机）、减速机构、安全电磁离合器和电位计等组成。执行机构的功用是根据CCS ECU指令，通过节气门拉索（钢缆）调节发动机节气门的开度，从而使车速基本保持恒定。电力驱动式巡航控制执行机构的结构原理如图
图3 电动式执行结构结构原理图
驱动电动机是执行机构的动力源，既可采用永磁式直流电动机，也可采用步进电动机。直流电机比步进电机移动快, 随动性能好。 所以, 目前大多电子节气门都采用直流电机做其执行机构。但直流电机的控制要比步进电机的控制难度大,需利用两路反馈信号, 构建闭环控制系统。
电动机转动时通过减速机构和电磁离合器带动控制臂转动，控制臂又通过专用节气门拉索（钢缆缆索）拉动节气门摇臂转动，从而改变节气门开度。通过改变流过电动机电枢绕组电流的方向，即可改变电枢轴的转动方向，从而调节节气门摇臂转动角度的大小。为了限定控制臂转动角度，防止发动机发生飞车事故，在电动机电路中安装有限位开关。
