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1、汽车巡航控制技术,-Cruise Control System,2020/1/28,2,何为巡航,汽车巡航是指： 汽车以一定的速度匀速行使。 汽车巡航控制系统也称为“恒速控制系统”,2020/1/28,3,什么是CCS,Cruise Control System,CCS就是巡航控制系统,2020/1/28,4,巡航控制的发展历史,机械控制系统,分立电子元件控制系统,模拟计算机控制系统,数字计算机控制系统,2020/1/28,5,巡航控制的发展历史-CONTINUE,1965年日本丰田公司开始在汽车上使用机械巡航控制系统。 1966年德国VDO公司成功研制了气动机械式巡航控制系统。 1968年德
2、国奔驰公司成功开发了由分立电子元件组成的巡航控制系统。并装备到莫克利汽车上。,2020/1/28,6,巡航控制的发展历史-CONTINUE,20世纪70年代中期，汽车上普遍采用了采用模拟计算机控制的巡航系统。 从1981年起汽车便开始采用了数字计算机控制的巡航系统。,2020/1/28,7,汽车巡航系统的功用,根据汽车行驶阻力的变化，自动调节发动机节气门开度的大小，使汽车保持恒定速度行使。,2020/1/28,8,汽车巡航系统的组成,车速传感器 节气门位置传感器 控制开关 电控节气门 巡航控制电控单元,2020/1/28,9,汽车巡航系统的组成,2020/1/28,10,VSS-车速传感器 向
3、CCS ECU提供汽车速度信号,TPS-节气门位置传感器 提供节气门开度（转角）信号,可以与发动机控制系统和自动变速箱控制系统公用，也 可设置独立使用。,2020/1/28,11,控制开关,巡航开关,制动灯开关,驻车制动开关,点火开关,离合器开关,功能开关将恒速、加速、减速、 恢复原速以及取消巡航行使等 指令信号。,状态信号,2020/1/28,12,执行机构,气动式,电动式,主要由伺服装置和电磁阀组成,主要由电动机和减速机构组成,2020/1/28,13,汽车巡航系统的优点,1、减轻驾驶员的劳动强度，提高行使安全。 在汽车行使过程中当车速达到一定值时，驾驶员只操纵巡航开关并设定一个想要行使的
4、速度后，不用踩加速踏板，巡航系统就能自动控制发动机节气门开度使汽车保持在设定的速度恒速行使，从而减轻驾驶员疲劳强度。特别是在高速公路上长时间行使时，更能发挥巡航系统的优点。由于利用巡航控制系统行使不用踩加速踏板，驾驶员劳动大大减轻，因此驾驶安全性将大大提高。,2020/1/28,14,汽车巡航系统的优点,2、行使速度稳定，提高乘座舒适性。 在巡航行使过程中，无论汽车在上坡或者下坡路面上行使，还是在平坦路面上行使或在风速变化的情况下行使，只要在发动机功率允许范围之内，汽车行使速度都将保持设定的巡航车速不变。,2020/1/28,15,汽车巡航系统的优点,3、节约燃料，提高燃油经济性和排放性能。
5、实践证明，在相同条件下，利用巡航行使可节约15%左右的燃料。因为巡航和发动机，自动变速箱三者之间是相互配合的，巡航车速被控制在经济车速范围内，汽车巡航行使时的燃料与发动机功率之间处于最佳配合状态，与此同时，有害气体的排放将大大减少。,2020/1/28,16,巡航系统的工作原理,车速传感器,发动机与 变速器,执行器,放 大 处 理,KP,KI,A,巡航车速 指令信号,实际车 速信号,比例运算电路,误差信号,积分运算电路,节气门 控制信号,车速,2020/1/28,17,巡航开关,功用： 功能开关将恒速、加速、减速、恢复原速以及取消巡航行使等指令信号输入CCS ECU,以便CCS ECU确定是否
6、进行恒速控制。,2020/1/28,18,MAIN-主开关,主开关（MAIN）为按钮开关，设在开关操纵手柄的端部，是巡航控制的总开关。当按下MAIN按钮，组合仪表上的巡航指示灯发亮指示，此时，巡航控制系统处于待命状态，可以进行恒速控制；再次单击MAIN按钮，按钮将弹起，主开关触点短开，指示灯熄灭，巡航系统处于关闭状态，不能起恒速控制。,2020/1/28,19,巡航开关电路图丰田凌志Lexus400,3,4,18,2,4,13,MAIN,CANCEL,SET/COAST,RES/ACC,巡航开关,输入接口电路,电源电路,单片机 CPU,CCS ECU,GND,CCS,CMS,2020/1/28
7、,20,由电路图可知，当MAIN开关接通时，巡航电脑的主开关端子（4号端子）通过主开关触点搭铁，CCS ECU得到一个低电平（0V）信号。此时，CCS ECU便控制巡航执行结构处于待命状态。同时，巡航指示灯点亮，显示巡航系统的工作状态。若按下主开关，指示灯不亮，则说明巡航系统有故障。,2020/1/28,21,SET/COAST(设定/巡航),SET/COAST 就是巡航速度设定开关。,操作说明： 将巡航开关操作手柄向下拨动并保持在向下位置时，巡航速度设定开关即可接通。只要手柄下压保持不变，汽车就会不断加速，当车速达到驾驶员想要巡航行驶的车速（应40Km/h）时松开操作手柄，手柄将自动复位，此
8、时，汽车巡航系统就会使汽车以松开操纵手柄时的车速保持恒速行驶。,2020/1/28,22,RES/ACC(恢复/加速),RES/ACC 就是恢复（Resume）巡航速度开关。,操作说明： 将巡航开关操作手柄向上拨动并保持在向上位置时，巡航速度“恢复/加速”开关即可接通。在汽车以设定的巡航速度行驶过程中，当驾驶员踩下加速踏板或者制动踏板时，或者将自动变速箱选挡手柄拨到前进档D档以外的档位时，就会导致车速升高或降低。如果要想恢复到原来设定的速度时，可将巡航开关手柄向上抬起并保持在这一位置，汽车可迅速加速或者减速并恢复到原来设定的巡航速度进行行驶。低于40Km/h，则巡航车速不能恢复。,2020/1
9、/28,23,CANCEL(取消),CANCEL 就是取消巡航的操纵开关。,操作说明： 将巡航开关操作手柄向驾驶员方向拨动，即可接通巡航速度 “取消”开关，来解除巡航速度行驶。,2020/1/28,24,由电路图中可知， CANCEL, SET/COAST, RES/ACC 三只开关的信号都从同一个端子18输入巡航控制电脑。三只中的任何一个接通都是打铁回路，但是由于各个开关连接之间有不同的电阻，当有电流流过时，输送给巡航控制电脑的电压也不相同，CCS ECU根据电压高低不同，来判断是哪一个开关接通。,2020/1/28,25,制动灯开关,驻车制动开关,点火开关,离合器开关,状态信号,2020/
10、1/28,26,制动灯开关,制动灯开关为解除巡航控制信号之一。,功用： 在驾驶员踩下制动踏板接通制动灯电路使其发亮的同时，向CCS ECU输入一个表示制动的信号，CCS ECU 接收该信号后将立即解除巡航控制状态，以便该制动器将车速降低。,2020/1/28,27,流程图,踩下制动灯开关,制动灯亮,退出巡航控制,关闭节气门,实现制动作用,2020/1/28,28,驻车制动开关,驻车制动开关为解除巡航控制信号之一。,功用： 向CCS ECU输入一个表示手制动的信号，以便CCS ECU 接收该信号后立即解除巡航控制状态。,在汽车行驶过程中，当行车制动器发生故障时，就需要通过手制动器来降低车速。因此
11、，手制动开关接通时的信号必须作为解除巡航控制的输入信号之一。,2020/1/28,29,驻车制动信号,退出巡航控制,2020/1/28,30,离合器开关,离合器开关为解除巡航控制信号之一。,功用： 在汽车处于巡航状态时，如果驾驶员踩离合器踏板（如变换档位时），离合器开关触点就会闭和，向CCS ECU输入一个电信号，以便CCS ECU 接收该信号后立即解除巡航控制状态，同时也便于驾驶员变化变速器档位。,2020/1/28,31,离合器开关与巡航系统的关系,在装备手动变速箱时，驾驶员踩下离合器踏板车速就会降低，CCS就会发出指令使发动机转速提高，可能会导致发动机超速运转而损坏。为了确保安全，在离合
12、器踏板下设置一个离合器开关，开关触点在驾驶员操纵下就会闭合。,2020/1/28,32,空挡开关,空挡开关为解除巡航控制信号之一。,功用： 在汽车行驶过程中挂入空挡，说明驾驶员想要减速。因此空挡开关触点就会闭和，向CCS ECU输入一个电信号，以便CCS ECU 接收该信号后立即解除巡航控制状态。,2020/1/28,33,巡航控制执行机构,功用： 根据巡航电脑的控制指令，通过操纵节气门拉索来改变发动机节气门开度，使汽车加速、减速或保持恒定的速度行驶。,2020/1/28,34,巡航控制执行机构,分 类,电动式,气动式,2020/1/28,35,电动式巡航机构,组成：,驱动电机,减速机构,电位计,安全电磁离合器,2020/1/28,36,驱动电机,采用步进电机作为动力源时，由于步进电机能将巡航电脑的数字指令转化为一定角度的位移量。巡航电脑每发出一个控制脉冲，步进电机就会带动节气门摇臂转过一个微小角度。因此步进电机能够保证节气门开度平稳准确的进行调节。,2020/1/28,37,安全电磁离合器,安装位置：电磁离合器安装在驱动电机与控制臂之间。,在巡航行使期间，当驾驶员踩下制动踏板或者实际车速超过巡航车速一定值（15Km/h时），或者车速传感器发生故障时，巡航电脑立即发出指令使离合器分离，防止发生事故，有称安全离合器。,2020/1/28,38,