汽車巡航控制系統(tǒng)的使用與發(fā)展

摘要:汽車巡航控制系統(tǒng)是一種汽車輔助駕駛系統(tǒng),英文為Crusie Control System(CCS),可以在40～200km/h的車速范圍內(nèi)啟動(dòng)該系統(tǒng),人為設(shè)定一個(gè)車速,巡航控制系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)行駛阻力的變化,自動(dòng)增減節(jié)氣門開(kāi)度,使車保持一定速度,駕駛員將不需再操控油門,只要把住方向盤就可以了,從而大大減輕了駕駛員的疲勞強(qiáng)度和節(jié)省了燃油,同時(shí)還能減少交通事故的發(fā)生,系統(tǒng)即可自動(dòng)控制汽車恒速行駛。

關(guān)鍵詞:汽車巡航控制系統(tǒng);巡航速度;速度控制系統(tǒng);自動(dòng)駕駛系統(tǒng)

中圖分類號(hào):U463文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-2374(2009)10-0009-02

一、汽車巡航控制系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展

汽車巡航控制系統(tǒng)的英文為CRUISE CONTROL SYSTEM,縮寫為CCS。汽車巡航控制系統(tǒng)也稱為速度控制系統(tǒng)或自動(dòng)駕駛系統(tǒng),汽車巡航控制系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上就是為減輕駕駛員勞動(dòng)強(qiáng)度,提高行駛舒適性,保證汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)都能在有利速度范圍內(nèi)運(yùn)行的自動(dòng)控制裝置。

巡航控制系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用,顯示出了它的無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。上個(gè)世紀(jì)50年代末開(kāi)始在汽車上引用后很快就受到青睞,所以目前在美、日、德、法、意等汽車大國(guó)發(fā)展、普及很快,尤其是近幾年來(lái)世界各國(guó)高速公路的通車?yán)锍淘龆?擴(kuò)大了汽車巡航控制系統(tǒng)大顯身手的空間,因此巡航控制系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用也越來(lái)越多。

汽車巡航控制系統(tǒng)經(jīng)歷了機(jī)械控制系統(tǒng)、晶體管系統(tǒng)、模擬集成電路控制系統(tǒng)和微機(jī)控制系統(tǒng)等幾個(gè)過(guò)程。微機(jī)控制的汽車巡航控制系統(tǒng)自從1981年開(kāi)始應(yīng)用于汽車后,發(fā)展迅速。新型汽車基本上都采用了微機(jī)控制的汽車巡航控制系統(tǒng)。

二、汽車巡航控制系統(tǒng)的功能與優(yōu)點(diǎn)

(一)汽車巡航控制系統(tǒng)的功能

汽車巡航控制系統(tǒng)一般設(shè)有如下功能:

1.車速設(shè)定功能。當(dāng)在高速公路上行駛時(shí),路面質(zhì)量好,沒(méi)有人流,分道行車,無(wú)逆向車流,適宜較長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定行駛時(shí),可按下“設(shè)定”開(kāi)關(guān),設(shè)定一個(gè)穩(wěn)定行駛的車速,使司機(jī)不用再踩節(jié)氣門和換擋,汽車一直以這一車速穩(wěn)定運(yùn)行。

2.消除功能。當(dāng)司機(jī)根據(jù)運(yùn)行情況需要踩下制動(dòng)踏板時(shí),則上述的車速設(shè)定功能立即消失,司機(jī)要用常規(guī)方法操作駕駛,直到再按另外的功能開(kāi)關(guān)為止,但其行駛速度大于48km/h時(shí)所設(shè)定的車速值仍然存儲(chǔ)在系統(tǒng)中,供隨時(shí)通過(guò)開(kāi)關(guān)調(diào)用。

3.恢復(fù)功能(Resume function)。當(dāng)司機(jī)處理好情況后,根據(jù)路面車流情況又可穩(wěn)定運(yùn)行時(shí),可按“恢復(fù)”功能開(kāi)關(guān),這樣汽車又自動(dòng)按上述設(shè)定的車速穩(wěn)定均勻運(yùn)行。若不按“恢復(fù)”功能開(kāi)關(guān),也可在司機(jī)認(rèn)為最有利車速時(shí)按“設(shè)定”開(kāi)關(guān),汽車就又自動(dòng)按新選擇的設(shè)定車速穩(wěn)定運(yùn)行。

4.滑行功能(Coast function),也稱為減速功能。當(dāng)按下“滑行”開(kāi)關(guān)時(shí),則汽車在原設(shè)定車速基礎(chǔ)上減速行駛,開(kāi)關(guān)一直按下不放,則車速一直在減低。當(dāng)你一放松“滑行”開(kāi)關(guān),則汽車就自動(dòng)以你放松“滑行”開(kāi)關(guān)瞬間的車速穩(wěn)定行駛。

5.加速功能。當(dāng)按下“加速”開(kāi)關(guān)時(shí),則汽車在原設(shè)定的車速基礎(chǔ)上加速行駛,開(kāi)關(guān)一直按下不放,則車速一直在增加。當(dāng)你一放松“加速”開(kāi)關(guān)時(shí),則汽車就自動(dòng)以你放松“加速”開(kāi)關(guān)瞬間的車速穩(wěn)定行駛。

低速自動(dòng)消除功能。當(dāng)車速低于已輸入的低速極限時(shí)(一般為48km/h),巡航控制不起作用,也不能存儲(chǔ)低于這一車速的信息。

有關(guān)開(kāi)關(guān)消除功能。除了踩制動(dòng)踏板有低速的消除功能外,當(dāng)按駐車制動(dòng)開(kāi)關(guān),離合器控制開(kāi)關(guān),變速器檔位開(kāi)關(guān)時(shí),都有自動(dòng)消除巡航控制的功能。

(二)巡航控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

1.提高了汽車行駛的穩(wěn)定性和舒適性。巡航控制系統(tǒng)保證了汽車在有利車速下等速行駛,大大提高了其穩(wěn)定性和舒適性。

2.提高了汽車行駛的安全性。巡航控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)駕駛,尤其是在上坡,下坡或平路行駛,司機(jī)只要掌握好轉(zhuǎn)向盤,不用踩加速踏板和換檔就能等速穩(wěn)定運(yùn)行,減輕司機(jī)勞動(dòng)強(qiáng)度,可使精力集中確保行車安全。

3.可降低油耗和排氣污染。巡航控制系統(tǒng)選擇在最有利的車速和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下運(yùn)行,可平均節(jié)省燃油15%,并使燃燒安全,熱效率高,排氣中的CO、NOx、CH大量減少,有利于環(huán)保。

4.減少磨損延長(zhǎng)壽命。穩(wěn)定等速行駛使額外慣性力減少,所以機(jī)件磨損少使壽命增加,故障減少。

三、巡航控制系統(tǒng)的發(fā)展動(dòng)向

(一)新控制理論的應(yīng)用

車輛的行駛狀況受到乘員、發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的變化等影響。駕駛者需要更平順的駕駛感覺(jué)和更自然的速度控制,以傳統(tǒng)的控制理論為基礎(chǔ),又引入了新的控制理論。目前,模糊控制等新理論已不斷得到應(yīng)用。

(二)聯(lián)動(dòng)控制、復(fù)合控制

目前,巡航控制裝置是獨(dú)立式的,要求在控制中提高敏感度、響應(yīng)性和更高的精度。為此,需要發(fā)動(dòng)機(jī)控制計(jì)算機(jī)、變速控制用計(jì)算機(jī)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制,使這些計(jì)算機(jī)形成一體化的復(fù)合控制。

(三)小型化、智能化

計(jì)算機(jī)、執(zhí)行元件更趨小型化、一體化、智能化發(fā)展。現(xiàn)在巡航穩(wěn)定行駛裝置分別用加速、減速、恢復(fù)車速、消除等開(kāi)關(guān)自由控制車速。但是往往在交通混亂的情況下,當(dāng)車輛接近時(shí)不便進(jìn)行減速、車輛拉開(kāi)距離時(shí)加速。為了解決這一問(wèn)題,向前方車輛發(fā)射毫米波(30Hz～300Hz),利用雷達(dá)測(cè)定與前方車輛之間的距離,隔開(kāi)一定距離進(jìn)行追蹤行駛。車載雷達(dá)不僅可以利用毫米波雷達(dá),而且還可以利用激光,目前已提出開(kāi)發(fā)方案。

預(yù)計(jì),今后將有更多的車輛應(yīng)用巡航控制系統(tǒng),該系統(tǒng)的性能也將會(huì)不斷得到提高。

四、巡航控制系統(tǒng)的使用

(一)一般巡航控制系統(tǒng)的使用

現(xiàn)以電子巡航控制系統(tǒng)的使用為例說(shuō)明巡航控制系統(tǒng)的使用方法。一般巡航控制系統(tǒng)的操縱手柄有四擋開(kāi)關(guān)的位置,手柄的端部有按鈕,這個(gè)按鈕是巡航控制系統(tǒng)的總開(kāi)關(guān)(CRUISE ON-OFF),按下按鈕時(shí),儀表板上的巡航控制系統(tǒng)的CRUISE ON-OFF指示燈亮,表示巡航控制系統(tǒng)可轉(zhuǎn)入運(yùn)行狀態(tài);如再按一下,則按鈕彈起、指示燈滅,表示巡航控制系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)。操縱手柄朝下扳動(dòng)是巡航速度的設(shè)定開(kāi)關(guān)(SET/COAST)向上推則是巡航速度取消開(kāi)關(guān)(CANCEL);朝轉(zhuǎn)向盤方向扳起是恢復(fù)/加速開(kāi)關(guān)(RES/ACC)。巡航控制系統(tǒng)的使用方法如下:

1.設(shè)定巡航速度。為確保行車安全,巡航控制系統(tǒng)的低速控制點(diǎn)一般為40km/h,也就是說(shuō)車速低于40km/h巡航系統(tǒng)不工作。設(shè)定巡航速度的方法是:第一,開(kāi)啟巡航控制系統(tǒng),按下CRUISE ON-OFF按鈕,踩下加速踏板,使車輛加速。第二,當(dāng)車速達(dá)到人為設(shè)定值時(shí),將巡航控制系統(tǒng)手柄置于SET/COAST方位并釋放,這就進(jìn)入了自動(dòng)行駛狀態(tài),駕駛員可將加速踏板松開(kāi),巡航控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)汽車行駛時(shí)阻力的變化,自動(dòng)調(diào)節(jié)節(jié)氣門的開(kāi)度,使車速保持在設(shè)定的范圍內(nèi)。若駕駛員想加速,如需超越前方的車輛時(shí),只要踩下加速踏板即可。超車完畢后再釋放加速踏板,汽車便又恢復(fù)到已設(shè)定的巡航速度行駛。

2.取消設(shè)定巡航速度。需取消設(shè)定的巡航速度時(shí),有幾種方法可供選擇:第一,將巡航控制系統(tǒng)操縱手柄置于CANCEL方位并釋放;第二,踩下制動(dòng)踏板使汽車減速;第三,裝備MT(手動(dòng)變速器)的汽車,踩下離合器踏板即可;裝備有AT(自動(dòng)變速器)的汽車,將選擋桿置于空擋。

當(dāng)汽車的行駛速度低于40km/h,則設(shè)定的巡航速度將自動(dòng)取消;而如汽車減速后車速比設(shè)定的巡航車速低時(shí),巡航控制系統(tǒng)也將自動(dòng)停止工作。

此外,汽車行駛時(shí)設(shè)定的巡航速度如不是由上述原因而自動(dòng)取消,或儀表板上的巡航控制CRUISE ON-OFF開(kāi)關(guān)指示燈出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象,則表明系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

3.設(shè)定裝備AT(自動(dòng)變速器)的汽車加速。將巡航控制系統(tǒng)操縱手柄置于RES/ACC方位并保持手柄不動(dòng),此時(shí)車速將逐漸加快,當(dāng)車速達(dá)到要重新設(shè)定的巡航速度時(shí)釋放手柄。這種加速的方法與前面所述設(shè)定巡航速度的操作方法相比,所用的時(shí)間較長(zhǎng)。

4.設(shè)定裝備AT(自動(dòng)變速器)的汽車減速。將巡航控制系統(tǒng)的操縱手柄置于SET/COAST的方位并保持手柄不動(dòng),此時(shí)車速將逐漸減慢,當(dāng)車速降至所要求的設(shè)定速度時(shí)釋放操縱手柄。這種減速方法與踩制動(dòng)踏板減速相比,減速度要小。

5.恢復(fù)到原來(lái)設(shè)定的巡航速度。將巡航控制系統(tǒng)操縱手柄置于RES/ACC方位,汽車可恢復(fù)到原設(shè)定的速度做巡航行駛。除非車速已降至40km/h以下或低于設(shè)定速度的差值在16km/h以上時(shí),巡航控制系統(tǒng)自動(dòng)停止工作。

(二)巡航控制系統(tǒng)使用注意事項(xiàng)

巡航控制系統(tǒng)在使用中還應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題:

1.為了讓汽車獲得最佳控制,遇交通擁堵的場(chǎng)合,或在雨、冰、雪等濕滑路面上行駛及遇上大風(fēng)天氣時(shí),不要使用巡航控制系統(tǒng)。

2.為了避免巡航控制系統(tǒng)誤工作,在不使用巡航控制系統(tǒng)時(shí),務(wù)必使巡航控制系統(tǒng)的控制開(kāi)關(guān)(CRUISE ON-OFF)處于關(guān)閉狀態(tài)。

3.汽車行駛在陡坡上若使用巡航控制系統(tǒng)時(shí),則會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化過(guò)大,所以此時(shí)最好不要使用巡航控制系統(tǒng)。下坡駕駛中,須避免將車輛加速。如果車輛的實(shí)際行駛速度較設(shè)定的正常行車速度高出太多,則可省略巡航控制裝置,然后將變速器換成低擋,利用發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)使車速得到控制。

4.汽車巡航行駛時(shí),對(duì)裝備MT(手動(dòng)變速器)的汽車切記不能在未踩下離合器踏板的前提下就將變速桿移置空擋,從而造成發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速驟然升高。

5.使用巡航控制系統(tǒng)要注意觀察儀表板上的指示燈“CRUISE”是否閃爍發(fā)亮,若閃爍就是表明巡航控制系統(tǒng)是在故障狀態(tài)。發(fā)現(xiàn)故障狀態(tài)時(shí),應(yīng)停止使用巡航控制系統(tǒng),待排除故障后再使用巡航控制。

參考文獻(xiàn)

[1]王遂雙.汽車電子控制系統(tǒng)的原理與檢[M].北京理工大學(xué)出版社,1995.

[2]汪立亮,徐寅生,楊生超.現(xiàn)代汽車電子巡航控制系統(tǒng)(CCS)原理與檢修[M].電子工業(yè)出版社,2000.

[3]麻友良,丁衛(wèi)東.汽車電器與電子控制系統(tǒng)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2003.

[4]莊繼德.汽車電子控制系統(tǒng)工程[M].北京理工大學(xué)出版社,1998.

[5]司利增.汽車計(jì)算機(jī)控制[M].人民交通出版社.

[6]汪立亮,肖群欽.現(xiàn)代汽車電子控系統(tǒng)原理與維修[M].電子工業(yè)出版社.

[7]萬(wàn)福君,潘松峰.單片微機(jī)原理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社.

[8]戴冠軍,謝小軍.奧迪A6轎車巡航控制系統(tǒng)的試驗(yàn)[J].汽車技術(shù),2000,(8).

作者簡(jiǎn)介:王連軍(1980-),男,山東梁山人,山東省水利技術(shù)學(xué)院教汽車與工程機(jī)械技術(shù)系教師,研究方向:汽車構(gòu)造與汽車電器。