汽车巡航控制系统的使用与发展
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摘要:汽车巡航控制系统是一种汽车辅助驾驶系统,英文为Crusie Control System(CCS),可以在40～200km/h的车速范围内启动该系统,人为设定一个车速,巡航控制系统就会根据行驶阻力的变化,自动增减节气门开度,使车保持一定速度,驾驶员将不需再操控油门,只要把住方向盘就可以了,从而大大减轻了驾驶员的疲劳强度和节省了燃油,同时还能减少交通事故的发生,系统即可自动控制汽车恒速行驶。
关键词:汽车巡航控制系统;巡航速度;速度控制系统;自动驾驶系统
中图分类号:U463文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)10-0009-02
一、汽车巡航控制系统的应用与发展
汽车巡航控制系统的英文为CRUISE CONTROL SYSTEM,缩写为CCS。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。
巡航控制系统在汽车上的应用,显示出了它的无可比拟的优点。上个世纪50年代末开始在汽车上引用后很快就受到青睐,所以目前在美、日、德、法、意等汽车大国发展、普及很快,尤其是近几年来世界各国高速公路的通车里程增多,扩大了汽车巡航控制系统大显身手的空间,因此巡航控制系统在汽车上的应用也越来越多。
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。
二、汽车巡航控制系统的功能与优点
(一)汽车巡航控制系统的功能
汽车巡航控制系统一般设有如下功能:
1.车速设定功能。当在高速公路上行驶时,路面质量好,没有人流,分道行车,无逆向车流,适宜较长时间的稳定行驶时,可按下“设定”开关,设定一个稳定行驶的车速,使司机不用再踩节气门和换挡,汽车一直以这一车速稳定运行。
2.消除功能。当司机根据运行情况需要踩下制动踏板时,则上述的车速设定功能立即消失,司机要用常规方法操作驾驶,直到再按另外的功能开关为止,但其行驶速度大于48km/h时所设定的车速值仍然存储在系统中,供随时通过开关调用。
3.恢复功能(Resume function)。当司机处理好情况后,根据路面车流情况又可稳定运行时,可按“恢复”功能开关,这样汽车又自动按上述设定的车速稳定均匀运行。若不按“恢复”功能开关,也可在司机认为最有利车速时按“设定”开关,汽车就又自动按新选择的设定车速稳定运行。
4.滑行功能(Coast function),也称为减速功能。当按下“滑行”开关时,则汽车在原设定车速基础上减速行驶,开关一直按下不放,则车速一直在减低。当你一放松“滑行”开关,则汽车就自动以你放松“滑行”开关瞬间的车速稳定行驶。
5.加速功能。当按下“加速”开关时,则汽车在原设定的车速基础上加速行驶,开关一直按下不放,则车速一直在增加。当你一放松“加速”开关时,则汽车就自动以你放松“加速”开关瞬间的车速稳定行驶。
低速自动消除功能。当车速低于已输入的低速极限时(一般为48km/h),巡航控制不起作用,也不能存储低于这一车速的信息。
有关开关消除功能。除了踩制动踏板有低速的消除功能外,当按驻车制动开关,离合器控制开关,变速器档位开关时,都有自动消除巡航控制的功能。
(二)巡航控制系统的优点
1.提高了汽车行驶的稳定性和舒适性。巡航控制系统保证了汽车在有利车速下等速行驶,大大提高了其稳定性和舒适性。
2.提高了汽车行驶的安全性。巡航控制系统实现了自动驾驶,尤其是在上坡,下坡或平路行驶,司机只要掌握好转向盘,不用踩加速踏板和换档就能等速稳定运行,减轻司机劳动强度,可使精力集中确保行车安全。
3.可降低油耗和排气污染。巡航控制系统选择在最有利的车速和发动机转速下运行,可平均节省燃油15%,并使燃烧安全,热效率高,排气中的CO、NOx、CH大量减少,有利于环保。
4.减少磨损延长寿命。稳定等速行驶使额外惯性力减少,所以机件磨损少使寿命增加,故障减少。
三、巡航控制系统的发展动向
(一)新控制理论的应用
车辆的行驶状况受到乘员、发动机输出的变化等影响。驾驶者需要更平顺的驾驶感觉和更自然的速度控制,以传统的控制理论为基础,又引入了新的控制理论。目前,模糊控制等新理论已不断得到应用。
(二)联动控制、复合控制
目前,巡航控制装置是独立式的,要求在控制中提高敏感度、响应性和更高的精度。为此,需要发动机控制计算机、变速控制用计算机进行联动控制,使这些计算机形成一体化的复合控制。
(三)小型化、智能化
计算机、执行元件更趋小型化、一体化、智能化发展。现在巡航稳定行驶装置分别用加速、减速、恢复车速、消除等开关自由控制车速。但是往往在交通混乱的情况下,当车辆接近时不便进行减速、车辆拉开距离时加速。为了解决这一问题,向前方车辆发射毫米波(30Hz～300Hz),利用雷达测定与前方车辆之间的距离,隔开一定距离进行追踪行驶。车载雷达不仅可以利用毫米波雷达,而且还可以利用激光,目前已提出开发方案。
预计,今后将有更多的车辆应用巡航控制系统,该系统的性能也将会不断得到提高。
四、巡航控制系统的使用
(一)一般巡航控制系统的使用
现以电子巡航控制系统的使用为例说明巡航控制系统的使用方法。一般巡航控制系统的操纵手柄有四挡开关的位置,手柄的端部有按钮,这个按钮是巡航控制系统的总开关(CRUISE ON-OFF),按下按钮时,仪表板上的巡航控制系统的CRUISE ON-OFF指示灯亮,表示巡航控制系统可转入运行状态;如再按一下,则按钮弹起、指示灯灭,表示巡航控制系统处于关闭状态。操纵手柄朝下扳动是巡航速度的设定开关(SET/COAST)向上推则是巡航速度取消开关(CANCEL);朝转向盘方向扳起是恢复/加速开关(RES/ACC)。巡航控制系统的使用方法如下:
1.设定巡航速度。为确保行车安全,巡航控制系统的低速控制点一般为40km/h,也就是说车速低于40km/h巡航系统不工作。设定巡航速度的方法是:第一,开启巡航控制系统,按下CRUISE ON-OFF按钮,踩下加速踏板,使车辆加速。第二,当车速达到人为设定值时,将巡航控制系统手柄置于SET/COAST方位并释放,这就进入了自动行驶状态,驾驶员可将加速踏板松开,巡航控制系统会根据汽车行驶时阻力的变化,自动调节节气门的开度,使车速保持在设定的范围内。若驾驶员想加速,如需超越前方的车辆时,只要踩下加速踏板即可。超车完毕后再释放加速踏板,汽车便又恢复到已设定的巡航速度行驶。
2.取消设定巡航速度。需取消设定的巡航速度时,有几种方法可供选择:第一,将巡航控制系统操纵手柄置于CANCEL方位并释放;第二,踩下制动踏板使汽车减速;第三,装备MT(手动变速器)的汽车,踩下离合器踏板即可;装备有AT(自动变速器)的汽车,将选挡杆置于空挡。
当汽车的行驶速度低于40km/h,则设定的巡航速度将自动取消;而如汽车减速后车速比设定的巡航车速低时,巡航控制系统也将自动停止工作。
此外,汽车行驶时设定的巡航速度如不是由上述原因而自动取消,或仪表板上的巡航控制CRUISE ON-OFF开关指示灯出现闪烁现象,则表明系统出现故障。
3.设定装备AT(自动变速器)的汽车加速。将巡航控制系统操纵手柄置于RES/ACC方位并保持手柄不动,此时车速将逐渐加快,当车速达到要重新设定的巡航速度时释放手柄。这种加速的方法与前面所述设定巡航速度的操作方法相比,所用的时间较长。
4.设定装备AT(自动变速器)的汽车减速。将巡航控制系统的操纵手柄置于SET/COAST的方位并保持手柄不动,此时车速将逐渐减慢,当车速降至所要求的设定速度时释放操纵手柄。这种减速方法与踩制动踏板减速相比,减速度要小。
5.恢复到原来设定的巡航速度。将巡航控制系统操纵手柄置于RES/ACC方位,汽车可恢复到原设定的速度做巡航行驶。除非车速已降至40km/h以下或低于设定速度的差值在16km/h以上时,巡航控制系统自动停止工作。
(二)巡航控制系统使用注意事项
巡航控制系统在使用中还应注意以下几个问题:
1.为了让汽车获得最佳控制,遇交通拥堵的场合,或在雨、冰、雪等湿滑路面上行驶及遇上大风天气时,不要使用巡航控制系统。
2.为了避免巡航控制系统误工作,在不使用巡航控制系统时,务必使巡航控制系统的控制开关(CRUISE ON-OFF)处于关闭状态。
3.汽车行驶在陡坡上若使用巡航控制系统时,则会引起发动机转速变化过大,所以此时最好不要使用巡航控制系统。下坡驾驶中,须避免将车辆加速。如果车辆的实际行驶速度较设定的正常行车速度高出太多,则可省略巡航控制装置,然后将变速器换成低挡,利用发动机制动使车速得到控制。
4.汽车巡航行驶时,对装备MT(手动变速器)的汽车切记不能在未踩下离合器踏板的前提下就将变速杆移置空挡,从而造成发动机转速骤然升高。
5.使用巡航控制系统要注意观察仪表板上的指示灯“CRUISE”是否闪烁发亮,若闪烁就是表明巡航控制系统是在故障状态。发现故障状态时,应停止使用巡航控制系统,待排除故障后再使用巡航控制。
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作者简介:王连军(1980-),男,山东梁山人,山东省水利技术学院教汽车与工程机械技术系教师,研究方向:汽车构造与汽车电器。