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【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。巡航控制系统的发展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]。 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]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。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]。巡航控制系统的结构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]。驾驶员控制开关记忆车速行驶车速行驶车速车轮比较车速补偿电路驱动力执行部件变速器发动机工作原理的简介这是磁感应式车速传感器的安装位置及工作原理图和车速与节气门开度之间的关系图。在整个巡航控制系统中，车速传感器是实现车速调节控制的关键部件。驾驶员设定车速后，通过线性放大电路和节气门传感器将车速调节到指定位置，是的汽车按照设定的车速行驶。同时为了保证汽车实际行驶速度和设定车速吻合，则需要车速传感器将车轮实际旋转的速度实时地反馈给电控单元，电控单元通过实际车速与驾驶员设定车速的比较，将输出信号传递给执行机构去实现节气门的开度的重新调节，通过控制进气量来实现对车速的控制。同时，节气门开度传感器和空气流量传感器有将实际节气门开度和实际空气进气量实时地反馈给ECU。就在这种情况下实现动态平衡，以保证车速的平稳运行。这就是巡航控制系统的控制过程及其工作原理。ACC设计的改进自适应巡航控制系统ACC在传统的巡航控制系统CCS的基础上