汽车巡航控制系统的原理及其应用方法分析

摘要：本文主要从车辆巡航系统的基本论述出发，提出了汽车巡航控制系统的主要功能和作用特点，并对其基本组成及其运行原理进行了分析，最后提出了汽车巡航控制系统的应用方法。

关键词：巡航控制系统；原理；应用

1汽车巡航控制系统的基本概述

所谓车辆巡航控制系统，主要指的是一种辅助驾驶系统，是为了在车辆运行过程中让发动机在最有利的转速范围内，使车速保持在一个设定的速度范围内按照所设定的速度行驶，这不仅提高了发动机的效率，还降低驾驶操作人员的操作强度，提高驾驶的舒适性。

1.1基本功能

（1）定速行驶功能，主要指的是在车辆行驶过程中，驾驶者无需控制脚踏板，就能让车辆按照驾驶员所预想的车速自动保持行驶的行为，这是车辆巡航控制系统的最基本功能。

（2）加速、减速功能，主要指的是在车辆巡航过程中，根据需要可以按下加速或减速按钮，进行相应的速度增加或速度减弱。

（3）自动选、换档功能，主要指的是在巡航状态下，由于车辆受道路坡度影响会引起行驶阻力的变化，所以汽车在行驶过程中，自动实施车挡变换或者自行的变换节气门开度来保障车辆运行的稳定。

（4）取消、设定功能，主要指的是通过对巡航取消开关或是制动踏板的操作，就能够自动的取消巡航。如果还需进入巡航状态就只要在重新设定。

（5）防止误操作及报警功能，主要指的是当车辆行驶的在不具备巡航条件时，如果驾驶员启动巡航开关，那么巡航控制系统会防止误操作的出现，并提出报警信号。

1.2作用

（1）提升汽车驾驶的舒适性。自动巡航功能能有效的提升车辆驾驶的舒适性。降低驾驶员的疲劳程度，尤其是在郊区或高速公路等巡航条件好的时机，这种优势更为突出；

（2）保持车速的稳定性。在任何情况下，车辆只要发动机功率在允许范围内就能保持行使速度的稳定；

（3）节省燃料，具有一定的经济和环境保护。在相同的驾驶条件下，它可以节省约15%的燃料。这是因为在使用的速度稳定器，汽车可以燃烧与发动机之间的电源供应的最佳状态，减少排放。

2巡航控制系统的基本组成及工作原理

2.1巡航控制系统的组成

巡航控制系统由操作开关、传感器、执行机构和巡航控制单元组成。传感器和开关信号送入巡航控制ECU，ECU根据这些信号计算油门开度。并向执行器信号，自动调节节气门开度。

（1）操作开关：包括主开关、控制开关、驻车制动开关、出口巡航开关、空档启动开关、离合器开关等，其主要作用是进行巡航速度的设定、改变当前巡航状态等。

（2）巡航控制ECU：巡航控制由ECU微处理器芯片、A/D、D/A转换和IC输出复位驱动和保护电路模块ECU接收来控制速度传感器和接受各种开关的信号，并进行相应的处理。比如车辆速度与设定巡航速度不一致时，执行器就会自动发出电信号来控制执行器的动作，使实际转速与设定速度相一致。

（3）传感器：主要包括门全节气传感器，速度传感器，节气门控制臂传感器。

（4）执行器：主要作用是把ECU的输出电流或电压信号转换成机械运动，之后再进行节气门开启控制。目前，有两种类型的执行器—种是真空驱动，另一种是电机驱动，前者由负压来操作节流，后者由微电机节流运行。

2.2巡航系统的工作原理

以真空式巡航控制系统为例，对其工作原理进行分析：

2.2.1未按巡航开关时

当巡航开关不正常时，手动操作节气门状态。安全电磁阀打开后，其他两个电磁阀仍处于关闭状态。真正的气室是一个气压，橡胶膜片不控制节气门的作用下的返回弹簧力。

2.2.2按下巡航开关时

当控制巡航开关，按巡航主开关巡航，使它在ON位置，绿色指示灯，即进入等待状态。当车速达到期望值时，再按设定开关设定，电脑控制单元，即驾驶员设定巡航速度。目前，巡航控制系统分为两大类，一类是电子巡航控制系统，另一类是机电巡航控制系统。

2.2.3复位行驶控制

如果实际速度高于或低于45公里/小时的设定值，它是超越的真空式巡航系统的自动控制范围。此时，按下或移动复位开关RES，这使得计算机信号，真空吸△Px额外增加或减少，实际速度调节，以达到预期的值，然后释放重置开关RES，继续巡航。

2.2.4自动保持设定车速原理

主要是巡航控制系统按照道路条件的变化，即反馈速度信号和速度信号，并通过真空电磁阀和空气电磁阀比例的协调，来控制真空吸力调整△Px的大小，利用平衡△Px和弹簧力F，保持巡航状态。

2.2.5截止巡航控制

要结束巡航时，可以按巡航主开关巡航，使其处于关位，指示灯熄灭，巡航控制解除。此时，电脑使真空电磁阀和空气电磁阀关闭，电磁阀的安全开启，真空室用于大气压，真空膜片又回到手动控制的位置。

3汽车巡航控制系统的使用方法

目前，车辆当中采用的巡航系统主要分为电子式巡航控制系统和机电式巡航控制系统。下面，笔者以电子巡航控制系统的应用为例，对巡航控制系统的应用方法进行阐述。

3.1设定巡航速度

通常，主要把巡航控制系统的低速控制点设为40千米/时，具体设定方法是：

（1）按下CRUISEON-OFF按钮，开启巡航控制系统，并利用加速踏板，让行车速度上升。

（2）当车速到自己设置的区域时，再把巡航控制杆放到SET/COAST位置进行再释放，这时候车辆就进入了自动驾驶模式，车辆巡航会按照车辆行驶阻力的情况来变化自动调整节气门，使车速在保持恒定。

3.2控制自动变速器的汽车加速

当巡航控制系统工作在ACC/ACC的位置和手柄不固定，车辆的速度将逐渐增加，处理时，可以释放车辆的速度被重置。这种加速方法比以前设定巡航速度的方法要长得多。

3.3取消设定巡航速度

需取消设定的巡航速度时，有几种方法可供选择：

（1）踩制动踏板让车辆降速。

（2）把巡航控制系统操纵手柄放在CANCEL位置并释放。

（3）对采用自动变速器的车辆，只需把变挡杆调整到空挡处即可；采用手动变速器的车辆，只需利用离合器踏板就能取消。

当车速小于40公里/小时，巡航速度将自动取消，以及巡航控制系统的速度将如果车辆的速度低于设定的速度自动停止。

3.4控制自动变速器的汽车减速

把巡航的控制手柄调整到SET/COAST的位置上不动，接下来行车速度就会逐渐降低。待到车速降到所设定速度时，在放开控制手柄。采用这种方法减速比利用制动板减速要慢，更保障行车舒适性。

3.5恢复到原来设定的巡航速度

巡航控制系统的控制手柄被放置在RES/ACC的位置，汽车可以恢复到原来的设置速度巡航。巡航控制系统自动停止工作，除非车速低于40千米/时以下或设定速度差在16千米/时，则巡航系统停止。

4结语

总之，随着当我国经济的不断发展，人们生活水平的提高，进而使得汽车工业发展迅速，汽车也就越来越普及，而车辆巡航控制系统作为一种辅助驾驶系统，不仅能有效的节省油，进而降低环境污染，同时减轻驾驶人的疲劳程度，提高车辆行驶的安全性等特点，也随着汽車的不断普及而广泛应用。