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奥迪车系巡航控制系统结构原理及故障检修
来源:本站整理  作者:佚名  2013-10-15 08:13:18

    二、巡航控制系统的基本结构与工作原理
    (一)巡航控制系统的基本结构

    尽管各种轿车上使用的巡航电子控制系统设计有所不同,但其主要部件的作用都差不多。巡航电子控制系统的核心是电子控制单元ECU(也称为控制装置或控制系统),它有以下几个输入信号,即按驾驶员要求的车速调定的指令车速信号和反映实际车速的反馈信号。当反馈信号反映的实际车速不同于指令车速时,巡航电子控制单元就指令执行器改变节气门开度,使汽车很快恢复到驾驶员设定的车速。
    巡航控制系统的基本结构原理方框图可用图1所示的信号流向来表示。各部件的基本作用简述如下。

    1.指令开关
    指令开关一般为杆式开关。装在转向柱上驾驶员容易操作的地方。通常有3~4个挡位(车型不同而不一样)。它们分别是:
    CRUSE或ON/OFF—车速控制系统启用开关;
    RES/ACC(恢复/加速)—恢复车速控制功能或提高设置车速;
    SET/COAST或SET/DECEL(设置/减速)—设置记忆车速或降低设置车速;
CACEL(取消)—取消车速控制功能。有的车型无此开关,如本田CR-V轿车等。

    2.执行器
    执行器的作用在于能循序渐进地开大或关小节气门。一般用电动或气动伺服电动机操纵。
    电动机通常为直流永磁型。这种电动机通过改变电流方向来改变节气门运动方向。其输入的信号是十分之几秒的短时脉冲,可使节气门每次只转动一个很小角度,从而保证其开闭动作平顺、准确。
    气动执行器的结构类似控制分电器点火时间的真空调节装置。其“真空”动力来自发动机进气管,经过一个电动泵使负压适当加大而保持定值,以提高控制的精确度。伺服膜片由一个弹簧使之回位。

    3.制动开关和离合开关
气动系统除有一个断流开关外,还装有制动和离合器通气阀。当踩下制动或离合器踏板时,该阀使作用在执行器上的真空吸入消失,从而使控制系统不起作用。
    伺服机构通常还有一个断路继电器,起到和通气阀相似的作用,它能切断系统的电源,并能切断燃油泵供油,以防由于电动机卡滞不能使节气门回位发生事故。
    另外,在油门踏板上也装了一个开关,称作牵引开关。在出现上述故障后,驾驶员踩下油门踏板时,它能使燃油泵重新工作。
    4.车速传感器
    车速传感器通常和车速表驱动装置连接,如果车速表是电子式的,车速表传感器输出的信号也用做传输给CCs电子装置的反馈信号。
    另一种类型的传感器是用永久磁铁连接在驱动轴上,使在一个靠近驱动轴的传感器线圈中产生交流脉冲信号。有些车速传感器输出的是与车速成比例的电压模拟信号;而另有一些传感器输出的则是数字信号,其随车速的增高,在一定时间内将产生更多的脉冲。
    5.电子控制电压ECU
    电子控制电压ECU是控制系统的中枢,它一旦测出实际车速高于或低于驾驶员调定的车速时,就输出信号给执行器,使其调整节气门开度。控制信号是由电子控制单元ECU中的闭环控制器产生的,它将传感器检测出来的系统输出和输入信号进行比较,两个信号之差叫做误差信号。该信号经放大、处理后成为控制信号,去驱动执行器工作。控制系统可以是模拟式的或数字式的。
    (1)模拟式控制系统
    模拟式控制系统是由驾驶员操纵开关调定的电容器电荷来代表车速。电容器电荷由一个输入阻抗很高的放大器进行检测,它由误差放大器输出一个电压信号来代表指令车速。
    (2)数字式控制系统
    数字式控制系统是以数字形式存储输入的车速指令和实际车速。传感器发出的反馈脉冲依时钟信号计数后,由指令车速脉冲减去反馈脉冲得出误差数据,然后形成控制信号。另一种方法是将误差信号输入到一个微电脑内进行处理。采用这种控制方法可以使用更先进的程序。
    由于数字式系统的数据以数码的形式储存在存储器中,故这种系统与模拟式系统相比,受温度和湿度的影响较小,故得到了广泛的应用,新型高档轿车上均采用了数字式系统。

    (二)巡航控制系统的工作原理
    汽车行驶时,车速传感器将车速转变成脉冲信号,并通过D/A转换电路将其转换成与车速成正比的直流电压。
    当驾驶员按下车速设定开关后,CCs系统电控单元ECU中的相关电路进入工作状态,存储器电路设定了与该瞬间车速相对应的节气门开度的基准电压,并将其余执行装置中的电位器(指节气门位置传感器中的电位计)所反馈的节气门开度电压,由脉冲信号转换的车速电压进行比较,来确定节气门的最佳开度,并使电子控制单元 ECU内的增速控制电路或减速控制电路工作,根据汽车实际行驶情况,适时地输出相应的控制信号,由执行装置调节节气门的开度,使其达到最佳值,最终使汽车的速度恒定在设定的速度上,从而实现了巡航控制的目的。

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