【汽车电子学概论选修课程文献综述】 题目:试论巡航控制系统的结构与使用 学 院:机械工程学院 学 号:1001500242 姓 名:熊 伟 指导老师:蒋 仁 卿 完成日期:2012/4/26

摘要 :巡航控制系统(英文简称 CCS 是使汽车发动机出于有利转带 范围, 降低驾驶员的疲劳程度, 提高乘员的舒适性的汽车自动行驶装 置。本文就其发展历程、结构及使用进行了综述性的概括。

关键词:巡航控制系统

引言:随着全世界高速公路系统的推广、使用,以及人们生 活水平的普遍提高,汽车驾驶在生活中扮演着越来重要的角 色。同时对汽车各个方面的性能要求也越来越高。而巡航控 制系统在改善汽车乘坐舒适性、燃油经济性、排放环保性甚 至自动智能化等方面的功能使其在汽车工业中占有重要的 低位。研究其发展过程,了解其结构和工作原理及使用就变 得十分必要了。

一、 巡航控制系统的发展 1、 最初来源

巡航控制系统最先应用于飞机上,其英文名称为 cruise control system,缩写为 CCS ,原意是指飞机 从一个航口飞到另一个航口的巡逻航行。 在飞机上的使 用显示出了它相对于传统飞行无可比拟的优越性。 随着 汽车技术的逐步发展, 人们对汽车的安全性与舒适性有 了更高的要求, 因此从上个世纪五十年代末开始, 巡航 控制系统被逐渐应用于汽车行业, 并受到越来越多的关

注 [1]。

2、 简要介绍

汽车巡航控制系统也称为速度控制系统或自动驾驶 系统,汽车巡航控制系统实质上就是为减轻驾驶员劳动 强度,提高行驶舒适性,保证汽车和发动机都能在有利 速度范围内运行的自动控制装置。 汽车巡航控制系统的 功用是: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驶。 其最为 显著的作用是:1、减轻驾驶员的劳动强度,提高行驶 安全性; 2、稳定行驶速度,提高乘坐舒适性; 3、节省 燃料消耗,提高燃油经济性和尾气可排放性。

此外,汽车巡航控制系统主要由电控单元、操纵开 关 ( 主控开关、空挡启动开关、驻车制动开关、点火开 关 、传感器 ( 车速传感器、节气门位置传感器、节气 门控制摇臂位置传感器 和执行器 (电磁离合器、驱动 电机 等组成。 [2]

3、 发展过程

汽车巡航控制系统经历了机械控制系统、晶体管系 统、 模拟集成电路控制系统和微机控制系统等几个过程。 微机控制的汽车巡航控制系统自从 1981 年开始应用于 汽车后, 发展迅速。 新型汽车基本上都采用了微机控制 的汽车巡航控制系统 [3]。汽车巡航控制系统已经在原

来传统的 CCS 上加以改进发展成为比较先进的自适应巡 航控制系统 ACC 了。其最大的特点在于可以通过车辆前 方的雷达和摄像头传感器测定与前方车辆的距离然后 做出相应的车速调节以保证车辆在驾驶员所设定的安 全距离中行驶。

4、 发展方向

汽车巡航控制系统发展至今,其技术已经逐渐趋于 成熟。但是为了精益求精,各种各样的数据模型还在相 继提出和建立。目前, PID 方法、最优控制理论、滑模 理论以及模糊理论等都被应用于 ACC 系统控制技术的研 究。 [4]韩国汉阳大学提出的 ACC 系统控制算法中,理想 减速度的确定方法采用 LQ 最优控制理论。其理论分析和 仿真计算结果表明,该方法在考虑模型误差与系统控制 执行器延迟的情况下仍可以较好地实现 ACC 系统的性能 指标[5]。通过各种模型的建立以及智能公路概念

的提 出,巡航控制系统正向着微型化和集成化,走停控制, 以及全自动智能驾驶的方向逐步迈进 [6]。

二、 巡航控制系统的结构 1、 结构组成示意图

巡航控制系统由巡航开关操纵手柄及各种开关、车速传 感器、节气门传感器、电子主控单元(ECU 以及执行 机构组成。其具体结构如下图所示。 [7]

这是巡航控制系统的开关操纵手柄, 可以通过手柄的操 纵以及电子控制单元(ECU 的处理下实现记忆设定车 速功能、等速控制功能、设定车速调节功能、取消和恢 复功能、车速下限控制功能、车速上限功能、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、 诊断功能等功能 [8]。