确实存在失效的可能 解析定速巡航系统

2021-12-15 15:20:52 作者:问答叫兽
机械式节气门的定速巡航系统

如今,巡航控制功能不再是高端车的专属配置。无论是原车组装还是后期安装,更多的车主享受到了这项功能带来的便利。事实上,它可以在驾驶舒适性和油耗方面发挥积极作用。然而,前两天因巡航控制系统故障导致交通事故的消息,让这个曾经抢手的功能受到质疑,很多人提出了异议。但是,如果只看巡航控制系统,确实有完全失控的可能。这个“诅咒”是在1959年种下的。

1959年,凯迪拉克成为第一家将巡航控制系统应用于量产车的汽车制造商。当时组装的巡航控制装置在结构上与我们现在接触的系统不同。别忘了当时的油门还是由机械拉线控制的,最近10年电子油门在大部分车内逐渐普及。事实上,由于各种原因,巡航控制系统在机械电缆油门时代没有普及。然而,发动机油门由机械拉线式向电子式的转变,在一定程度上对巡航控制的发展起到了指导作用。不仅如此,随着汽车电子与电子的日益融合,巡航控制的控制系统与其他环节之间的配合也变得比以前更加复杂。

巡航控制系统的结构变化并没有颠覆原有的基本控制逻辑。无论是那些老式的巡航控制技术,还是最新的巡航控制技术,都需要采集相关信号,传输到巡航控制模块进行计算,确定命令信号后再发送到执行控制模块,从而控制节气门开度。这样车辆就可以按照驾驶员设定的速度巡航,整个过程中驾驶员不需要控制油门踏板。随着系统组件的集成度越来越高,目前的巡航控制系统只需要一两个组件就可以完成上述步骤。

此外,如何停止巡航控制功能是现阶段最受关注的一点。自巡航控制系统诞生以来,工程师们一直在努力彻底解决这个问题。

●电喷和化油器

机械式电缆节流阀同时属于电喷和化油器时代。巡航控制系统首先装配在化油器发动机上,然后这个装置延续到电喷发动机上。但是两款发动机装配的巡航控制系统在控制理念上是不一样的,所以看这一段的图片更直接。

在简单了解了化油器发动机装配的巡航控制系统的工作模式后,接下来我就以电喷发动机为讨论背景,看看巡航控制是如何和大家一起工作的。

●基于机械拉线油门结构的定速巡航系统

技术上来说,安装基于机械拉线油门的巡航控制系统并不难。我们只需要用伺服电机代替驾驶员的油门踏板来控制油门拉线的动作,而车速信息的采集则依赖于仪表的车速信号。驾驶员通过相关按键控制安装在油门上的伺服电机,从而达到调节油门开度的目的。节气门位置传感器将节气门开度信号传输给发动机控制单元,并结合发动机工况图调整自动变速器的喷油脉宽、点火甚至档位,从而可以改变巡航状态下的车速。

图为第一代雷克萨斯LS查成交价|参配|优惠政策)车型装配的巡航控制系统结构示意图。该车节气门采用机械拉线式,节气门开度由伺服电机控制。

在关闭巡航控制功能的方式下,驾驶员可以通过控制开关取消该功能。此外,踩刹车踏板也会被系统识别为终止信号。对于手动变速器车辆,当踩下离合器踏板时,巡航控制功能也将被取消。它们都互相传递电信号。

这种巡航控制系统的节气门控制逻辑比较简单,系统因电路故障无法停车的概率很小。但实际上,这种结构的巡航控制系统也存在一定的故障风险。我们假设用于控制节气门开度的伺服电机不能正常释放节气门的拉索,因此节气门开度无法有效调节,系统无法由驾驶员控制。

电子式节气门的定速巡航系统

●基于电子节气门结构的定速巡航系统

基于电子节气门的定速巡航系统,由于取消了控制节气门开度的伺服电机,与机械式电缆节气门相比,结构更简单。

除了结构上的变化,实施理念上也有差异。原来基于机械式电缆油门结构的巡航控制系统依靠电动机驱动电缆来调节油门开度,而电子油门的执行信号则是从发动机控制单元发出的。因此,巡航控制系统在控制节气门开度时需要与发动机计算机协商。

☆速度如何变化?

下一部分的讨论仅限于带电子节气门的电喷发动机的定速巡航系统。

-驾驶员主动调节。

驾驶员通过操纵杆将调整车速的需求发送到巡航控制单元,并将该需求传递到发动机控制单元,发动机控制单元将根据目标车速制定调整方案。

如果车速的变化需求不大,并且在节气门开度的调节范围内,那么发动机控制单元只需要发出调节节气门开度的指令,同时喷油量和点火时间也会相应调整。也就是说,当开度变大时,车速将增加,而当节气门开度变小时,车速将降低。

还有一种情况,驾驶员改变车速的需求仅仅通过调节油门开度是无法实现的,所以需要自动变速箱配合,这种配合只针对自动变速箱。换挡可以实现车速的变化。例如变速箱的低档可以提高发动机转速,从而利用发动机产生的制动效果来降低车速。相反,当驾驶员给出加速指令时,如果还有更高的挡位可用,当发动机转速随着车速的增加爬升到一定速度时,变速箱也会换挡。当然,无论驾驶员是通过操纵杆发出加速指令还是减速指令,整个过程都会顺利进行。

-根据不同路况,巡航控制系统主动调节。

为了进一步提高定速巡航的性能,提高驾驶舒适性,整个系统增加了特殊路况的响应程序,例如车辆在非水平道路上行驶时,设定的巡航速度可能会发生变化。在上坡道路上行驶时,发动机负载增加,车速降低。此时,巡航控制系统会根据车速的变化向发动机电脑发送车速补偿指令。补偿的原理仍然是先调整节气门开度,让发动机可以带走更多的空气,增加喷油脉宽来补偿燃油。其次,变速箱作为一种传动机构,对车速的变化做出积极的响应。如果车速的变化不足以通过节气门开度来调节,自动变速箱也可以根据巡航控制系统、发动机控制单元和自动变速箱控制单元之间的连接,通过换档来帮助补偿车速。

当然,如果车速的幅度范围过大,巡航控制系统可能无法补偿车速。在这种情况下,驾驶员需要接管车辆速度。至于车速再次接近目标车速时系统的反馈,则取决于系统的工作逻辑。有可能恢复原始设定状态,或者驾驶员有必要通过控制操纵杆来激活系统功能。

●如何取消巡航控制?

不得不说,正常情况下取消巡航控制功能是非常容易的,有时候你甚至会觉得在这方面有些过于敏感。

-驾驶员主动取消巡航控制系统。

驾驶员可以通过踩下制动踏板或加速踏板、巡航控制的拨动按钮,并将自动变速器切换到空档来取消巡航控制功能。其中,在一些车辆的巡航控制系统中,踩下油门踏板的动作被设置为暂时取消,也就是说,在驾驶员完成加速动作后,车速将恢复到原来的设定速度。值得注意的是,这些信号都是以电信号的形式传输到巡航控制系统的控制单元。

-巡航控制系统自动取消。

当系统发现相关故障时,巡航控制功能将暂停。制动踏板位置传感器是一个向巡航控制功能发送取消信号的部件。当该部件出现故障时,意味着它可能无法向巡航控制系统发送取消信号。为了行车安全,巡航控制系统会自动关闭。

以上巡航控制逻辑的介绍中提到了信号采集和执行的内容,这也是保证系统正常运行的基础。如果该链接失败,巡航控制功能也将被取消。

从车轮速度传感器获得信号后,计算车速。车辆稳定系统、车速表显示器等需要轮速传感器信号的系统都会得到轮速传感器的信号。因此,当轮速传感器出现故障时,这些相关系统都会受到影响,定速巡航也不例外。

其实在日常用车过程中,轮速传感器的故障并不是传感器本身造成的,更多的时候是传感器与目标轮之间的异物堆积造成的,使得传感器无法监测目标轮的转动情况。只需清洁表面,在处理轮速传感器故障时值得大家注意,避免不必要的开支。

油门是控制车速的执行部件,它的故障也会导致巡航控制系统的中断。除了节气门机械故障,如果节气门处积碳严重,还会导致电子节气门故障报警。积碳清除后,油门再次匹配,故障码清除,报警灯熄灭。

●巡航控制功能确实有控制故障的可能性。

看完以上内容,我们可以肯定“巡航控制系统存在控制故障的可能性”的说法,因为从控制原理上来说,所有的取消信号都是以电信号的形式传递给巡航控制系统的巡航控制单元,控制单元分析完这些数据后决定是否退出巡航控制状态。

简单电路故障不会造成巡航控制系统失控,它只会停止巡航控制,而这样一来,车速就会由驾驶员控制。

然而,巡航控制系统的控制故障可能会出现在控制单元中的数据处理环节,更形象地说,就像电脑死机一样,断电后重启系统可能会恢复正常状态,就像什么都没发生一样。真的没有办法从根本上避免这样的问题。

编辑摘要:

在高速公路上行驶时,巡航控制系统确实可以提高驾驶员的舒适性,但这次事件之后,我们也看到了这个系统的隐患。即使只是小概率事件,考虑到该功能多用于高速行驶,隐患带来的危险也不容忽视。

在做这篇文章的过程中,关于如何避免这样的问题的思考一直像后台程序一样潜伏在意识中。就这些吗?这个系统是否可以增加多个“后门程序”,当巡航系统崩溃时,可以通过一些可行的方式激活应急系统,有效干预其无法减速的现象?这只是我非常肤浅的想法。如果你有更好的建议,请在评论中畅所欲言,也许会得到一些制造商的认可。但是如果车真的停不下来怎么办?你可以点击下面的链接获取相关内容。

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