第八章：巡航控制系统

巡航控制系统的工作原理1.设置目标速度：在巡航控制系统中，驾驶员首先需要设置目标速度。

这通常通过在方向盘、仪表板或车辆内部的控制台上调整设置来完成。

一旦目标速度设置完成，系统便会开始工作。

2.速度传感器：巡航控制系统通常会配备车辆的传感器来检测车辆的当前速度。

这些传感器可以是车轮速度传感器、车速传感器或引擎转速传感器。

传感器通过监测车轮或发动机的运动，精确地测量车辆的速度，并将这些信息传输给巡航控制系统。

3.控制单元：巡航控制系统包括一个控制单元，它根据从传感器收到的速度信息和目标速度设置，计算出与目标速度之间的差距，并做出相应的调整。

控制单元可以是一个专门的电子模块或车辆的ECU（电子控制单元）。

4.加速器执行器：一旦控制单元计算出车辆当前速度与目标速度之间的差距，它将发出指令来调整加速器执行器的位置。

加速器执行器位于车辆的引擎舱内，负责控制引擎的加速和减速。

控制单元将向加速器执行器发送信号，以便增加或减少引擎的油门开度，以实现速度的调整。

5.刹车执行器：除了加速器执行器外，巡航控制系统还配备了一个刹车执行器，用于在需要减速或停车时进行制动。

一旦控制单元检测到目标速度需要减小，它将向刹车执行器发送信号，通过控制刹车系统施加相应的刹车压力，以减速或停车。

6.系统保护机制：巡航控制系统还应考虑到安全因素，因此通常会装备有一些保护机制。

例如，当车辆检测到前方有障碍物时，系统将自动减速或停车以避免碰撞。

此外，系统还可以通过控制方向盘或车辆的稳定控制系统来维持车辆的稳定性。

巡航控制系统的工作原理基于输入和输出的传感器和执行器，通过控制加速器和制动器以维持车辆的稳定速度。

该系统的目标是提供驾驶员舒适、安全的巡航体验，并减少驾驶员的疲劳感。

巡航控制系统已经成为现代汽车中非常普遍的功能之一，对于长时间的高速公路驾驶非常有用。

第二节 机械拉索式汽车巡航控制系统概述
• 机械拉索式巡航控制系统 由巡航控制开关、传感器、 巡航控制ECU、执行器等 组成。 一、巡航控制开关
• 巡航控制开关一般采用手 柄式开关，安装于转向盘 下方；也有的采用按键式 开关，装在转向盘上。
第二节 机械拉索式汽车巡航控制系统概述
二、传感器 （一）车速传感器 • 车速传感器的类型有电磁式、霍尔式、光电式、舌簧开关式 等。车速传感器信号可同时用于发动机控制、自动变速器控 制和巡航控制等。 • 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。 （二）节气门位置传感器 • 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。
第二节 机械拉索式汽车巡航控制系统概述
五、巡航系统的基本功能 • 记忆设定车速功能； • 等速控制功能； • 设定车速调整功能； • 取消和恢复功能； • 车速下限控制功能； • 车速上限控制功能； • 安全电磁离合器控制功能； • 自动取消功能； • 自动变速器控制功能； • 诊断功能。
第三节 电子式汽车巡航控制系统概述
第三节 电子式汽车巡航控制系统概述
（二）丰田卡罗拉汽车巡航系统各零件在汽车上的安装位置
第三节 电子式汽车巡航控制系统概述
第三节 电子式汽车巡航控制系统概述
（三）丰田卡罗拉汽车巡航系统操作 • 巡航控制开关有7 个功能：SET （设置）、- （滑行）、逐级 减速、RES （恢复）、+ （加速）、逐级加速和 CANCEL。
第三节 电子式汽车巡航控制系统概述
（二）巡航系统操作 1.启动车速巡航系统 2.设定巡航车速 3.降低巡航车速 4.提高巡航车速 5.暂时关闭巡航控制系统 6.安全关闭巡航控制系统

学习任务 巡航控制系统构造与检修
2）传感器 传感器主要有车速传感器、节气门传感器和节气门控制摇臂位置传 感器等。 （1）车速传感器。 车速传感器通常和车速里程表驱动装置相连。如果车速表是电子式 的，车速表传感器给出的信号可直接用作巡航控制系统的反馈信号，因 而不必为巡航控制系统另外设置传感器。具有非电子式车速表的汽车， 巡航系统设有专用车速传感器，一般安装在汽车变速器输出轴上。车速 传感器有光电式、霍尔感应式、磁阻式等多种结构形式。最简单且最常 用的是磁阻式，其结构如图8-4所示。
学习任务 巡航控制系统构造与检修
2．巡航控制系统的工作原理 在汽车巡航控制系统中，电子控制装置可根据行驶阻力的变化，自 动调节发动机节气门开度，使行驶车速保持恒定。巡航控制系统的方框 图，如图8-1所示。
图8-1 巡航控制系统方框图
学习任务 巡航控制系统构造与检修
控制器有两个输入信号，一个是驾驶员设定的指令速度信号，另一 个是实际车速的反馈信号。电子控制器检测这两个输入信号之间的误差 后，产生一个送至节气门执行器的节气门控制信号。节气门执行器根据 所接收的控制信号调节发动机节气门开度以修正电子控制器所检测到的 误差，从而使车速保持恒定。实际车速由车速传感器测得并转换成与车 速成正比的电信号反馈至电子控制器。作为巡航控制系统核心部件的控 制器，采用一种叫作比例积分控制（简称PI控制）的电子控制装置。节 气门控制信号实际上由两部分叠加而成。线性放大部件KP提供一个与误 差信号e成正比的控制信号，而积分放大器K1则设置一条斜率可调整的 输出控制线，用来将这一段时间内的车速误差降为零。这实际上并不能 真正使车速误差降低到零，而是使其保持在一定的误差范围内，因为当 车速误差为零时，行驶阻力的微小变化都将引起节气门开度的变化，容 易产生游车。

3.巡航控制系统控制原理
❖ ACCS
几种常见旳控制算法：
❖ 1. PI控制旳基本原理 ❖ 巡航控制系统是一种经典旳闭环控制系统。
控制措施一般都采用比例--积分算法进行控制。 汽车巡航控制系统旳基本控制原理如图所示，
❖ 原理：输入巡航控制电子控制器CCS ECU旳信号有 两个：一种是驾驶员根据行驶条件，通过巡航开关 设定旳巡航车速指令信号，另一种是车速传感器输 入旳实际车速反馈信号。当巡航车速指令信号和实 际车速反馈信号输入CCS ECU后，CCS ECU旳比 较器A通过比较运算便可得到两个信号旳差值e，称 之为车速偏差信号。偏差信号通过比例运算和积分 运算后（控制器），再通过放大处理就可得到控制 节气门开度大小旳控制信号，CCS ECU将控制指令 发送给执行机构，执行机构就可驱动节气门拉索调 整发动机节气门开度旳大小，将实际车速迅速调整 到驾驶员设定旳车速值，从而实现巡航控制。
❖ 由此可见，为使汽车巡航车速不受行驶阻力变化旳影响，CCS ECU中积 分运算电路Ki控制旳控制线应尽量使车速变化范围减小，即控制线旳斜 率应尽量小（更垂直）。由于PI控制方式设置了控制线，因此当汽车行 驶在上坡、下坡道路以及风阻等原因导致行驶阻力变化时，控制系统只 要将节气门开度调整，就可将车速变化幅度限制在旳微小范围内。
❖ 2. PID控制 ❖ PID控制，即比例—积分—微分控制，根据
实际车速与设定车速旳偏差，考虑过去、目 前、未来旳状况，实现汽车不变参数旳巡航 控制。
❖ 3. 模糊控制
❖ 模糊控制不依赖系统旳精确数学模型，因而 对系统旳参数变化不敏感，具有很强旳鲁棒 性。其局限性之处是模糊控制规则旳获取和 模糊从属函数形状确实定是一项费力旳工作， 而目旳系统一旦确定，其规则和从属函数就 确定了并且不能随外界和车辆参数变化进行