確實存在失效的可能 解析定速巡航系統(tǒng)

機械式節(jié)氣門的定速巡航系統(tǒng)

如今，巡航控制功能不再是高端車的專屬配置。無論是原車組裝還是后期安裝，更多的車主享受到了這項功能帶來的便利。事實上，它可以在駕駛舒適性和油耗方面發(fā)揮積極作用。然而，前兩天因巡航控制系統(tǒng)故障導致交通事故的消息，讓這個曾經(jīng)搶手的功能受到質(zhì)疑，很多人提出了異議。但是，如果只看巡航控制系統(tǒng)，確實有完全失控的可能。這個“詛咒”是在1959年種下的。

1959年，凱迪拉克成為第一家將巡航控制系統(tǒng)應用于量產(chǎn)車的汽車制造商。當時組裝的巡航控制裝置在結構上與我們現(xiàn)在接觸的系統(tǒng)不同。別忘了當時的油門還是由機械拉線控制的，最近10年電子油門在大部分車內(nèi)逐漸普及。事實上，由于各種原因，巡航控制系統(tǒng)在機械電纜油門時代沒有普及。然而，發(fā)動機油門由機械拉線式向電子式的轉變，在一定程度上對巡航控制的發(fā)展起到了指導作用。不僅如此，隨著汽車電子與電子的日益融合，巡航控制的控制系統(tǒng)與其他環(huán)節(jié)之間的配合也變得比以前更加復雜。

巡航控制系統(tǒng)的結構變化并沒有顛覆原有的基本控制邏輯。無論是那些老式的巡航控制技術，還是最新的巡航控制技術，都需要采集相關信號，傳輸?shù)窖埠娇刂颇K進行計算，確定命令信號后再發(fā)送到執(zhí)行控制模塊，從而控制節(jié)氣門開度。這樣車輛就可以按照駕駛員設定的速度巡航，整個過程中駕駛員不需要控制油門踏板。隨著系統(tǒng)組件的集成度越來越高，目前的巡航控制系統(tǒng)只需要一兩個組件就可以完成上述步驟。

此外，如何停止巡航控制功能是現(xiàn)階段最受關注的一點。自巡航控制系統(tǒng)誕生以來，工程師們一直在努力徹底解決這個問題。

●電噴和化油器

機械式電纜節(jié)流閥同時屬于電噴和化油器時代。巡航控制系統(tǒng)首先裝配在化油器發(fā)動機上，然后這個裝置延續(xù)到電噴發(fā)動機上。但是兩款發(fā)動機裝配的巡航控制系統(tǒng)在控制理念上是不一樣的，所以看這一段的圖片更直接。

在簡單了解了化油器發(fā)動機裝配的巡航控制系統(tǒng)的工作模式后，接下來我就以電噴發(fā)動機為討論背景，看看巡航控制是如何和大家一起工作的。

●基于機械拉線油門結構的定速巡航系統(tǒng)

技術上來說，安裝基于機械拉線油門的巡航控制系統(tǒng)并不難。我們只需要用伺服電機代替駕駛員的油門踏板來控制油門拉線的動作，而車速信息的采集則依賴于儀表的車速信號。駕駛員通過相關按鍵控制安裝在油門上的伺服電機，從而達到調(diào)節(jié)油門開度的目的。節(jié)氣門位置傳感器將節(jié)氣門開度信號傳輸給發(fā)動機控制單元，并結合發(fā)動機工況圖調(diào)整自動變速器的噴油脈寬、點火甚至檔位，從而可以改變巡航狀態(tài)下的車速。

圖為第一代雷克薩斯LS（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）車型裝配的巡航控制系統(tǒng)結構示意圖。該車節(jié)氣門采用機械拉線式，節(jié)氣門開度由伺服電機控制。

在關閉巡航控制功能的方式下，駕駛員可以通過控制開關取消該功能。此外，踩剎車踏板也會被系統(tǒng)識別為終止信號。對于手動變速器車輛，當踩下離合器踏板時，巡航控制功能也將被取消。它們都互相傳遞電信號。

這種巡航控制系統(tǒng)的節(jié)氣門控制邏輯比較簡單，系統(tǒng)因電路故障無法停車的概率很小。但實際上，這種結構的巡航控制系統(tǒng)也存在一定的故障風險。我們假設用于控制節(jié)氣門開度的伺服電機不能正常釋放節(jié)氣門的拉索，因此節(jié)氣門開度無法有效調(diào)節(jié)，系統(tǒng)無法由駕駛員控制。

電子式節(jié)氣門的定速巡航系統(tǒng)

●基于電子節(jié)氣門結構的定速巡航系統(tǒng)

基于電子節(jié)氣門的定速巡航系統(tǒng)，由于取消了控制節(jié)氣門開度的伺服電機，與機械式電纜節(jié)氣門相比，結構更簡單。

除了結構上的變化，實施理念上也有差異。原來基于機械式電纜油門結構的巡航控制系統(tǒng)依靠電動機驅(qū)動電纜來調(diào)節(jié)油門開度，而電子油門的執(zhí)行信號則是從發(fā)動機控制單元發(fā)出的。因此，巡航控制系統(tǒng)在控制節(jié)氣門開度時需要與發(fā)動機計算機協(xié)商。

☆速度如何變化？

下一部分的討論僅限于帶電子節(jié)氣門的電噴發(fā)動機的定速巡航系統(tǒng)。

-駕駛員主動調(diào)節(jié)。

駕駛員通過操縱桿將調(diào)整車速的需求發(fā)送到巡航控制單元，并將該需求傳遞到發(fā)動機控制單元，發(fā)動機控制單元將根據(jù)目標車速制定調(diào)整方案。

如果車速的變化需求不大，并且在節(jié)氣門開度的調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，那么發(fā)動機控制單元只需要發(fā)出調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度的指令，同時噴油量和點火時間也會相應調(diào)整。也就是說，當開度變大時，車速將增加，而當節(jié)氣門開度變小時，車速將降低。

還有一種情況，駕駛員改變車速的需求僅僅通過調(diào)節(jié)油門開度是無法實現(xiàn)的，所以需要自動變速箱配合，這種配合只針對自動變速箱。換擋可以實現(xiàn)車速的變化。例如變速箱的低檔可以提高發(fā)動機轉速，從而利用發(fā)動機產(chǎn)生的制動效果來降低車速。相反，當駕駛員給出加速指令時，如果還有更高的擋位可用，當發(fā)動機轉速隨著車速的增加爬升到一定速度時，變速箱也會換擋。當然，無論駕駛員是通過操縱桿發(fā)出加速指令還是減速指令，整個過程都會順利進行。

-根據(jù)不同路況，巡航控制系統(tǒng)主動調(diào)節(jié)。

為了進一步提高定速巡航的性能，提高駕駛舒適性，整個系統(tǒng)增加了特殊路況的響應程序，例如車輛在非水平道路上行駛時，設定的巡航速度可能會發(fā)生變化。在上坡道路上行駛時，發(fā)動機負載增加，車速降低。此時，巡航控制系統(tǒng)會根據(jù)車速的變化向發(fā)動機電腦發(fā)送車速補償指令。補償?shù)脑砣匀皇窍日{(diào)整節(jié)氣門開度，讓發(fā)動機可以帶走更多的空氣，增加噴油脈寬來補償燃油。其次，變速箱作為一種傳動機構，對車速的變化做出積極的響應。如果車速的變化不足以通過節(jié)氣門開度來調(diào)節(jié)，自動變速箱也可以根據(jù)巡航控制系統(tǒng)、發(fā)動機控制單元和自動變速箱控制單元之間的連接，通過換檔來幫助補償車速。

當然，如果車速的幅度范圍過大，巡航控制系統(tǒng)可能無法補償車速。在這種情況下，駕駛員需要接管車輛速度。至于車速再次接近目標車速時系統(tǒng)的反饋，則取決于系統(tǒng)的工作邏輯。有可能恢復原始設定狀態(tài)，或者駕駛員有必要通過控制操縱桿來激活系統(tǒng)功能。

●如何取消巡航控制？

不得不說，正常情況下取消巡航控制功能是非常容易的，有時候你甚至會覺得在這方面有些過于敏感。

-駕駛員主動取消巡航控制系統(tǒng)。

駕駛員可以通過踩下制動踏板或加速踏板、巡航控制的撥動按鈕，并將自動變速器切換到空檔來取消巡航控制功能。其中，在一些車輛的巡航控制系統(tǒng)中，踩下油門踏板的動作被設置為暫時取消，也就是說，在駕駛員完成加速動作后，車速將恢復到原來的設定速度。值得注意的是，這些信號都是以電信號的形式傳輸?shù)窖埠娇刂葡到y(tǒng)的控制單元。

-巡航控制系統(tǒng)自動取消。

當系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)相關故障時，巡航控制功能將暫停。制動踏板位置傳感器是一個向巡航控制功能發(fā)送取消信號的部件。當該部件出現(xiàn)故障時，意味著它可能無法向巡航控制系統(tǒng)發(fā)送取消信號。為了行車安全，巡航控制系統(tǒng)會自動關閉。

以上巡航控制邏輯的介紹中提到了信號采集和執(zhí)行的內(nèi)容，這也是保證系統(tǒng)正常運行的基礎。如果該鏈接失敗，巡航控制功能也將被取消。

從車輪速度傳感器獲得信號后，計算車速。車輛穩(wěn)定系統(tǒng)、車速表顯示器等需要輪速傳感器信號的系統(tǒng)都會得到輪速傳感器的信號。因此，當輪速傳感器出現(xiàn)故障時，這些相關系統(tǒng)都會受到影響，定速巡航也不例外。

其實在日常用車過程中，輪速傳感器的故障并不是傳感器本身造成的，更多的時候是傳感器與目標輪之間的異物堆積造成的，使得傳感器無法監(jiān)測目標輪的轉動情況。只需清潔表面，在處理輪速傳感器故障時值得大家注意，避免不必要的開支。

油門是控制車速的執(zhí)行部件，它的故障也會導致巡航控制系統(tǒng)的中斷。除了節(jié)氣門機械故障，如果節(jié)氣門處積碳嚴重，還會導致電子節(jié)氣門故障報警。積碳清除后，油門再次匹配，故障碼清除，報警燈熄滅。

●巡航控制功能確實有控制故障的可能性。

看完以上內(nèi)容，我們可以肯定“巡航控制系統(tǒng)存在控制故障的可能性”的說法，因為從控制原理上來說，所有的取消信號都是以電信號的形式傳遞給巡航控制系統(tǒng)的巡航控制單元，控制單元分析完這些數(shù)據(jù)后決定是否退出巡航控制狀態(tài)。

簡單電路故障不會造成巡航控制系統(tǒng)失控，它只會停止巡航控制，而這樣一來，車速就會由駕駛員控制。

然而，巡航控制系統(tǒng)的控制故障可能會出現(xiàn)在控制單元中的數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)，更形象地說，就像電腦死機一樣，斷電后重啟系統(tǒng)可能會恢復正常狀態(tài)，就像什么都沒發(fā)生一樣。真的沒有辦法從根本上避免這樣的問題。

編輯摘要:

在高速公路上行駛時，巡航控制系統(tǒng)確實可以提高駕駛員的舒適性，但這次事件之后，我們也看到了這個系統(tǒng)的隱患。即使只是小概率事件，考慮到該功能多用于高速行駛，隱患帶來的危險也不容忽視。

在做這篇文章的過程中，關于如何避免這樣的問題的思考一直像后臺程序一樣潛伏在意識中。就這些嗎？這個系統(tǒng)是否可以增加多個“后門程序”，當巡航系統(tǒng)崩潰時，可以通過一些可行的方式激活應急系統(tǒng)，有效干預其無法減速的現(xiàn)象？這只是我非常膚淺的想法。如果你有更好的建議，請在評論中暢所欲言，也許會得到一些制造商的認可。但是如果車真的停不下來怎么辦？你可以點擊下面的鏈接獲取相關內(nèi)容。