1.汽车巡航电子控制系统的组成。 电子巡航控制系统主要由传感器、巡航ECU、巡航操控开关、控制器及巡航控制执行器等组成。典型汽车巡航电子控制系统的组成如图6-57所示。 (1)巡航控制传感器与开关。 1)巡航控制传感器。巡航控制系统的传感器主要有车速传感器、节气门位置传感器,些汽车的巡航控制系统还配有节气门控制摇臂位置传感器。汽车在巡航行驶时,巡航控制ECU就是通过车速传感器和节气门位置传感器获得车速和节气门位置信号,进行车速稳定控制。
车速传感器用于向巡航控制ECU提供车速信号,通常与自动变速器电子控制系统、发动机电子控制系统共享车速传感器。
节气门位置传感器向巡航控制ECU提供节气门开度信号,通常与自动变速器电子控制系统、发动机电子控制系统共享节气门位置传感器信号,或直接由发动机ECU提供节气门位置信号。
节气门控制摇臂传感器实际上是安装在执行器中的一个滑片随节气门摇臂一起转动的电位计,用于检测节气门控制摇臂的位置。
2)取消巡航设定开关。在汽车制动、换档和停车时,巡航控制功能将自动取消。巡航控制ECU通过相应的开关取得取消巡航设定信号。
制动灯开关在驾驶人踩制动踏板时接通,将汽车制动信号送入巡航控制ECU,ECU根据此信号中止巡航控制程序。
空档起动开关(自动变速器车型使用)在自动变速器操纵手柄置于P位或N位时接通,将信号送入巡航控制ECU,ECU得到此信号便会取消巡航控制。
离合器开关(手动变速器车型使用)在驾驶人踩下离合器踏板时接通,将信号送入巡航控制ECU,巡航控制ECU得到此信号便会取消巡航控制。
驻车制动器开关在驾驶人拉起驻车制动器时接通,此信号送入巡航控制ECU时,巡航控制ECU也将取消巡航控制。
3)巡航操控开关。驾驶人通过巡航操控开关进行巡航系统的开闭、巡航车速的设定,有主开关和控制开关两部分。
主开关是巡航控制系统的主电源开关,通常采用按键方式,每按下一次,开关接通或关断。在主开关接通状态下关断点火开关,主开关也关断,再接通点火开关时,主开关仍保持关闭状态,需再按一下主开关才能接通巡航控制系统电源。
操控开关用于设定(SET)、滑行( COAST)、恢复(RES)、加速(ACC)、取消( CANCEL)等操作,不同汽车上巡航控制系统的操控开关形式和布置方式会有所不同。一种推杆式组合式巡航操控开关如图6-58所示。
该组合式巡航操控开关设定(SET)与滑行( COAST)共享一个开关,恢复(RES)与加速(ACC)也共享一个开关。
(2)巡航ECU。
巡航ECU主要由微处理器、输入输出电路、执行器驱动电路及保护电路等组成。巡航ECU典型一例如图6-59所示。巡航ECU各功能模块的作用如下:
输入信号处理模块:其作用是将输入的传感器及开关信号进行预处理,把它们都转换为计算机可以接受的数字信号。
单片机:该芯片集成了中央微处理器(CPU)、带可擦只读存储器( EPROM)、随机存储器(RAM)、输入/输出接口(L0)等计算机的基本部件,可按储存在只读存储器中的控制程序对输入的信号进行处理,并产生相应的输出信号,控制步进电动机转动,以改变节气门开度,实现车速的稳定控制。
电动机驱动模块:根据计算机输出的控制信号产生能驱动电动机的控制脉冲,使步进电动机按计算机的指令转动相应的角度。
执行器驱动模块:根据计算机的指令使节气门联动器(电磁离合器)通电接合,步进电动机与节气门连接,汽车进入巡航控制状态。与执行器驱动模块连接的制动开关为常闭触点,当汽车制动、巡航控制ECU停止巡航控制程序时,此制动开关断开,将执行器驱动电源切断,以确保节气门完全关闭。
(3)巡航控制执行器。
巡航ECU通过巡航控制执行器调节节气门的开度,实现车速稳定控制。电子控制巡航控制系统执行器有电动和气动两种形式,现代汽车巡航控制系统大都采用电动式。
电动式执行器用电动机来驱动节气门动作,电动机有直流电动机(励磁式、永磁式)或步进电动机两种。图6-60所示的电动式执行器由直流电动机、传动机构、电位计等组成。
巡航ECU输出增加或减小节气门开度控制信号时,通过驱动电路使电动机顺时针转动或逆时针转动,经蜗轮(电磁离合器壳外圆)、蜗杆(电动机输出轴)、主减速器传动使控制臂转动,再通过拉索带动节气门(图6-61)。
电磁离合器用于电动机与节气门拉索之间的接合与分离。在巡航控制起作用时,电磁离合器通电接合,使电动机通过传动机构和拉索驱动节气门;在未设定巡航控制或巡航控制被取消时,电磁离合器断电分离,以避免电动式执行器成为驾驶人操纵节气门的阻力。
设置限位开关的作用是避免电动机在节气门已处于全开或全关位置时继续转动而损坏。
电位计产生一个与控制摇臂成比例的电压参数,用于向巡航ECU提供节气门控制摇臂位置信号。
2.汽车巡航电子控制系统的工作原理。
电子巡航控制系统的基本控制原理如图6-62所示。
驾驶人通过控制开关设定的车速被巡航ECU中的存储器记忆,ECU将车速传感器输入的实际车速与存储器中的设定车速进行比较。当两车速有误差时,ECU就输出控制信号,通过驱动电路使执行器动作,调节节气门开度,以使汽车在设定的车速下稳定行驶。
