汽车巡航控制系统前景展望Word文档格式.doc

1、1.1 汽车定速巡航控制系统的历史背景.11.2 汽车定速巡航控制系统研究目的及意义.12 汽车巡航控制系统的功能与特点.32.1 汽车巡航系统的特点.32.2 巡航控制系统的组成.42.3 巡航系统的工作原理.43 汽车巡航控制系统的国内外研究和应用现状.63.1 国外研究和应用现状.63.2 凌志LS400轿车电子巡航控制系统.63.2.1 凌志简介.63.2.2 凌志LS400轿车电子巡航控制系统.73.3 电子巡航控制系统的安全装置.83.4 国内研究和应用现状.84 汽车自动巡航控制系统展望.9结语 10致谢 11参考文献. .12II1 汽车巡航控制系统概述1.1 汽车定速巡航控制

2、系统的历史背景汽车巡航控制系统发展至今已有四十多年的历史，它经历了机械控制系统、晶体管控制系统、模拟集成电路控制系统和微机控制系统等几个过程6。从总体上来说，国外汽车巡航控制系统的发展大体经历了三个阶段：第一阶段是上世纪50年代末至70年代中期，这一时期美国和日本相继出现了以模拟电路为基础的汽车巡航控制系统。例如，日本丰田公司从1965年起就开始在车上装用机械式巡航控制系统。之后，德国的VDO公司也研制出了气动机械式巡航控制系统。早期的汽车巡航控制系统以机械式和气动式巡航控制系统为主。第二阶段是上世纪70年代中后期至80年代中后期，随着单片机技术的发展，特别是大规模集成电路及微机的应用，出现了

3、以数字技术为基础的巡航控制系统。例如：1974年美国鲁卡斯汽车研究中心研究出了性能完善的运用卫星雷达的数字控制器控制的车速车距控制系统，该系统可以更好地适应路面状况的变化。日本Hino（日野）公司于1985年向市场投放了一种基于燃油经济性的车速控制系统，其控制框图如图1所示，其控制部分是基于数字式的微控制器。与模拟技术相比，数字系统的突出特点是系统的信号量以数字表示，受工作温度和湿度的影响较小，因此数字控制具有更高的稳定性。汽车巡航电子控制器采用先进的大规模或超大规模集成电路技术做成专用模块，也可在微机上编程实现。当汽车上其它系统已有微机控制时，只要修改一下程序便可将此功能附加上去，因丽可节省

4、昂贵的系统硬件开支。第三阶段从上世纪90年代开始，国外又开始发展以智能化为核心的汽车巡航控制系统和以定距离控制为主的自适应巡航控制系统。1.2 研究目的及意义随着汽车工业和公路运输业的发展，汽车将走进千家万户，驾驶人员非职业化的特点将突出，车辆驾驶的自动化己成为汽车发展的主要趋势。跨入二十一世纪后，人们需要更加舒适、简便和安全的交通工具，以适应快捷的生活节奏，因此对汽车的智能化要求更加迫切，随着计算机和电子技术的不断发展，性能价格比不断提高，为汽车的优化提供了雄厚的物质基础，汽车实现智能化已不是梦想。驾驶汽车长途行驶的机会较多，而且在高速公路上行驶时变换车速的频率及范围都较少，能以较稳定的车速

5、行驶。但若长途驾驶而右脚不得不踩油门踏板时，久而久之驾驶员就会感到疲劳，容易发生交通事故。车辆自动变速器及其控制技术是智能汽车非常重要的内容，是汽车辅助驾驶系统和自动驾驶系统的基础，是目前我国智能汽车发展亟须解决的核心技术之一。此外，随着我国高速公路网建设纵横迅速延伸，自动巡航控制也具备了广泛的发展和应用前景。汽车巡航控制系统CCS（Cruise Control System）是汽车电子技术新装置之一，它实际上就是一种辅助驾驶系统。汽车定速巡航控制装置的使用减轻了驾驶员操纵强度,减少了不必要的车速变化,提高了驾驶的舒适性和安全性,节省了燃料和降低排放污染，提高发动机的使用效率。采用汽车巡航控制

6、系统是提高汽车的动力性能和乘坐的舒适性的主要方法之一。2 汽车巡航控制系统的功能与特点2.1 汽车巡航系统的特点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档，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48kmh时所设定的车速值仍然储存在系统中，供随时通过开关调用。3） 恢复功能：当司机处理好情况后，根据路面车流情况又可稳

7、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：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。6） 低速自动消除功能：当车速

8、低于已输入的低速极限时（一般为48kmh），巡航控制不起作用，也不能存储低于这一速度的信息。7） 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。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2）提高了汽车行驶的安全性3）可降低油耗和排气污染4）减少磨损延长寿命2.2 巡航控制系统的组成巡航控制系统有真空控制式和电机控制式两种类型。巡航系统由CCS电脑、巡航控制开关和伺服机构等三部分组成。CCS电脑用来完成巡航自动控制和自诊任务；巡航控制开关用来设定巡航车速、调节巡航车速和取消巡航控制；伺服机构用来执行电

9、脑的指令。2.3 巡航系统的工作原理以真空式巡控控制系统为例，介绍其工作原理：1） 未按下巡航开关时未按下巡航开关时是正常行驶人工操纵节气门的状态。安全电磁阀导通开启，其他两个电磁阀仍是截止关闭状态。真空气室内是大气压力，橡胶膜片在回位弹簧力的作用下，对节气门不进行控制。2） 按下巡航开关时按下巡航开关时如需投入巡航控制，按下巡航主开关Cruise，使其处于导通ON的位置，绿色指示灯点亮，即进入等待状态。当车速达到理想值时，再按下设定开关Set，电脑的控制单元，即认定司机设置的巡航车速。安全电磁阀断电关闭，真空电磁阀被脉冲电流开启，真空气室内产生真空吸力Px，在2030kPa范围内变化，大小由

10、空气电磁阀和真空电磁阀共同控制，用脉冲电流以占空比的方式进行调节，定值的真空吸力Px即吸动膜片右移，并将回位弹簧适当压缩，通过拉索接过加速踏板所设定的节气门位置，保持设定的巡航车速行驶。此时，即进入了巡航控制状态，加速踏板即可放松，两腿处于自由状态。3） 自动保持设定车速原理巡航定速调节是电脑根据道路情况的变化，即车速信号及转速信号的反馈，通过真空电磁阀和空气电磁阀占空比的协调，来调节真空吸力Px的大小，利用Px和弹簧力F的平衡，保持设定的巡航车速。调节有三个工作过程，不断地反复进行：（1）恒速控制：Px=F；保持节气门不动。（2）加速控制气门开度加大。（3）减速控制气门开度减小。4） 复位行

11、驶控制如果由于路况的变化，实际车速高于或低于设定值48km/h以上时，即超出了真空巡航系统的自动控制范围。此时，可按下或点动复位开关Res，电脑据此信号，使真空吸力Px额外的加大或减小，调节实际车速，达到理想值后再松开复位开关Res，继续巡航行驶。5） 截止巡航控制如想结束巡航，可按动巡航主开关Cruise，使其处于截止OFF位置，指示灯即熄灭，巡航控制即被解除。此时，电脑使真空电磁阀和空气电磁阀截止关闭，安全电磁阀导通打开，真空气室为大气压力，真空膜片又恢复到人工操纵状态的位置。此外，还有五种情况可以自动解除巡航控制：（1）人工踩下加速踏板时，发动机转速信号SP变化，进行反馈控制。（2）踩下

12、离合器踏板时（MT/AT）一开关信号产生，进行反馈控制。（3）变速器手柄处于N档时，空档开关仗号产生，进行反馈控制。（4）踩下制动踏板时或拉动驻车制动手柄时，制动开关信号BK产生，进行反馈控制。（5）实际车速比设定车速差值，超出控制范围，未进行复位操作时，车速信号VSS变化，进行反馈控制。3 汽车定速巡航控制系统的国内外研究和应用现状3.1 国外研究和应用现状严峻的交通安全问题使得人们对汽车驾驶的安全性的要求越来越高。自适应巡航控制（Adaptive Cruise Control System，简称ACC），系统将汽车定速巡航控制系统和车间距离保持系统有机的结合起来，减少了驾驶员的驾驶负担从而

13、提高了车辆的安全性。目前国外很多专家都在研究自适应巡航控制系统。自适应控制系统属主动安全技术，它是传统的速度巡航控制系统的发展和改进。这种巡航控制系统主要由探测器厂传感器、控制器、执行机构、人机接口、失效保险装置五个子系统组成。它将汽车自动巡航控割系统和车辆前向撞击报警系统（FCWS：Forward Collision Warning System）有机地结合起来，既有自动巡航功能，又有防止前向撞击功能。当道路情况良好时，该系统就是普通的巡航控制系统，可以按设定车速巡航行驶；当另一辆车进入到装置的自动测量范围时，系统根据雷达传感器探测到与前方车辆的相对距离和速度，控制车辆的油门和刹车，从褥使本车与前方车辆保持一定的距离。如果前方车辆从测量范围内消失，ACC将自动