自動巡航系統

自動巡航系統

汽車巡航是指汽車以一定的速度勻速行駛,故汽車巡航控制系統(Cruise Control System,CCS)又稱為恆速控制系統。自適應巡航控制(Adaptive Cruise Control,ACC)系統是基於巡航控制技術發展而來的一種智慧型化的車速自動控制系統。由於可以視交通情況自動採取適宜措施(加速、減速、制動),使得自適應巡航系統能很好地適應路況複雜的城市道路行駛。

簡介

巡航(Cruise)是航空領域的技術術語,在航空界,一般把適宜於持續進行的,接近於定常飛行的飛行狀態稱為巡航。在巡航狀態下的參數稱為巡航參數,如巡航高度、巡航推力、巡航速度等。飛行器以巡航狀態飛行時,其燃油消耗量最低,經濟性最好。

汽車巡航控制系統(Cruise Control System,CCS)是由飛機巡航控制系統引申而來的。汽車巡航是指汽車以一定的速度勻速行駛,故汽車巡航控制系統又稱為恆速控制系統。

巡航控制系統提高了車輛的駕駛舒適性,使得汽車的長距離駕駛變成了一種享受,但也容易因為駕駛員的悠閒、舒適,注意力分散而引發交通事故。早期的巡航控制系統在需要頻繁制動的城市道路上並不實用,而自適應巡航則能很好地適應路況較複雜的城市路況。為了使車輛能夠自動預防交通碰撞事故,汽車工程師在汽車上安裝了各種主動安全裝置,例如測距雷達和後視鏡盲點探測器等,這些裝置在必要時可以通過聲光的形式提醒駕駛員,並通過車載系統自動對車速和車輛間距等行車數據進行調整,從而有效地避免交通事故的發生。

自適應巡航控制(Adaptive Cruise Control,ACC)系統是基於巡航控制技術發展而來的一種智慧型化的車速自動控制系統。由於可以視交通情況自動採取適宜措施(加速、減速、制動),使得自適應巡航系統能很好地適應路況複雜的城市道路行駛。

功用

汽車巡航電控系統的功用是:根據汽車行駛阻力的變化,自動調節發動機節氣門(或供油拉桿)開度的大小,使汽車保持恆定速度行駛。

優點

汽車自動巡航系統主要具有以下優點:

(1)減輕駕駛員的勞動強度,提高行駛安全性

在汽車行駛過程中,當車速達到一定值(超過40km/h)後,只要駕駛員操作巡航開關設定一個想要恆速行駛的車速,CCS的 ECU就能自動控制發動機節氣門開度使汽車保持在設定的速度恆速行駛,不需駕駛員踩踏加速踏板,使勞動強度大大減輕。當汽車在高速公路或高等級公路上長時間行駛時,更能充分發揮CCS的優點,因為巡航行駛不用踩踏加速踏板,駕駛員的勞動強度大大減輕。此外,自適應巡航系統(ACC),能夠使車輛自動預防交通碰撞事故,所以行駛安全性將大大提高。

(2)行駛速度穩定,提高乘坐舒適性

在巡航行駛過程中,無論汽車在上坡或下坡路面上行駛,還是在平坦路面或風速變化的情況下行駛,只要是在發動機功率允許範圍之內,汽車行駛速度都將保持設定的巡航車速不變化。

(3)節省燃料消耗,提高燃油經濟性和排放性能

實踐證明:汽車在相同行駛條件下,利用巡航行駛可以節省15%左右的燃料。這是因為巡航控制系統CCS與發動機燃油噴射系統EFI以及自動變速控制系統ECT是相互配合工作的,巡航車速被控制在經濟車速範圍內,汽車巡航行駛時的燃料供給與發動機功率之間處於最佳配合狀態,與此同時,有害氣體的排放量也將大大減少。

結構原理

構成

圖1 自適應巡航系統構成 圖1 自適應巡航系統構成

如圖1所示,自適應巡航控制系統主要由車距感測器(雷達)、輪速感測器、轉向角感測器以及ACC控制單元等組成。

圖2 車距感測器的安裝位置 圖2 車距感測器的安裝位置

車距感測器一般安裝在散熱器格柵內或前保險槓的內側,如圖2所示,它可以探測到汽車前方200m左右的距離。車距感測器(雷達)與ACC控制單元安裝在同一殼體內,若感測器或控制單元任一部件發生故障,則必須換掉整個總成。

在前後車輪上裝有輪速感測器(與ABS系統共用),可以檢測車輛的行駛速度;轉向角感測器用來判斷車輛行駛的方向;ACC控制單元採集各個感測器的信號並進行計算,以便實時地與發動機控制單元和制動防抱死控制單元交換數據。

原理

自適應巡航控制系統是一種智慧型化的自動控制系統,它是在前面介紹的巡航控制技術的基礎上發展而來的。

圖3 車距感測器持續掃描 圖3 車距感測器持續掃描

在車輛行駛過程中,安裝在車輛前部的車距感測器(雷達)持續掃描車輛前方道路如圖3所示,同時輪速感測器採集車速信號。當與前車之問的距離過小時,ACC控制單元可以通過與制動防抱死系統、發動機控制系統協調動作,使車輪適當制動。並使發動機的輸出功率下降,以使車輛與前方車輛始終保持安全距離。

自適應巡航控制系統在控制車輛制動時,通常會將制動減速度限制在不影響舒適性的程度,當需要更大的減速度時,ACC控制單元會發出聲光信號通知駕駛員主動採取制動操作。當與前車之間的距離增加到安全距離時,ACC控制單元控制車輛按照設定的車速行駛。

雖然自適應巡航控制系統可以自動控制車速,但在任何時候駕駛員都可以主動進行加速或制動。當駕駛員在巡航控制狀態下進行制動後,ACC控制單元就會終止巡航控制;當駕駛員在巡航控制狀態下進行加速,停止加速後,ACC控制單元會按照原來設定的車速進行巡航控制。

注意事項

使用汽車CCS時,應該注意事項:

(1)為使汽車獲得最佳控制,當遇到交通阻塞或在雨、冰、雪等濕滑路面上行駛或遇上大風天氣時,不要使用CCS。

(2)為避免CCS誤工作,在不使用CCS時,務必使CCS的控制開關處於關閉狀態。

(3)汽車行駛在陡坡時,使用CCS會引起發動機轉速變化過大,因此最好不要使用。下坡駕駛時,應避免加速行駛。若車輛的實際行駛速度較設定車速高出太多,則可忽略巡航控制,然後將變速器換人低擋,利用發動機制動控制車速。

(4)汽車巡航行駛時,對裝備MT的汽車應在踩下離合器踏板時將變速桿置空擋,否則發動機轉速會急劇升高。

(5)使用CCS要注意觀察組合儀表上的CRUISE指示燈是否閃亮,若閃亮,則表明CCS處於故障狀態。此時,應停止使用CCS,待排除故障後再使用。

(6)ECU是CCS的中樞,對電磁環境、濕度及機械振動等有較高的要求。CCS對以上各方面均進行了全面的防護,有較強的適應能力。使用時應注意以下幾點。

l 保持汽車發電機及其電壓調節器處於良好的技術狀態。

l 必須保證車輛的蓄電池與發電機、車身的良好連線。

l 保持ECU電源接外掛程式接線正確、連線可靠。

l 注意ECU防潮、防振、防磁、防污染。

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