確實(shí)存在失效的可能 解析定速巡航系統(tǒng)

機(jī)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(xiàng)功能帶來的便利。事實(shí)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(dǎo)致交通事故的消息，讓這個(gè)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(shí)有完全失控的可能。這個(gè)“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(yīng)用于量產(chǎn)車的汽車制造商。當(dāng)時(shí)組裝的巡航控制裝置在結(jié)構(gòu)上與我們現(xiàn)在接觸的系統(tǒng)不同。別忘了當(dāng)時(shí)的油門還是由機(jī)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(shí)上，由于各種原因，巡航控制系統(tǒng)在機(jī)械電纜油門時(shí)代沒有普及。然而，發(fā)動(dòng)機(jī)油門由機(jī)械拉線式向電子式的轉(zhuǎn)變，在一定程度上對巡航控制的發(fā)展起到了指導(dǎo)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(fù)雜。

巡航控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(shù)，還是最新的巡航控制技術(shù)，都需要采集相關(guān)信號，傳輸?shù)窖埠娇刂颇K進(jìn)行計(jì)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(shè)定的速度巡航，整個(gè)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(gè)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(guān)注的一點(diǎn)。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(gè)問題。

●電噴和化油器

機(jī)械式電纜節(jié)流閥同時(shí)屬于電噴和化油器時(shí)代。巡航控制系統(tǒng)首先裝配在化油器發(fā)動(dòng)機(jī)上，然后這個(gè)裝置延續(xù)到電噴發(fā)動(dòng)機(jī)上。但是兩款發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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(jī)械拉線油門結(jié)構(gòu)的定速巡航系統(tǒng)

技術(shù)上來說，安裝基于機(jī)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(jī)代替駕駛員的油門踏板來控制油門拉線的動(dòng)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(guān)按鍵控制安裝在油門上的伺服電機(jī)，從而達(dá)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(dòng)機(jī)控制單元，并結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)工況圖調(diào)整自動(dòng)變速器的噴油脈寬、點(diǎn)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(jià)|參配|優(yōu)惠政策）車型裝配的巡航控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。該車節(jié)氣門采用機(jī)械拉線式，節(jié)氣門開度由伺服電機(jī)控制。

在關(guān)閉巡航控制功能的方式下，駕駛員可以通過控制開關(guān)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(dòng)變速器車輛，當(dāng)踩下離合器踏板時(shí)，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(shí)際上，這種結(jié)構(gòu)的巡航控制系統(tǒng)也存在一定的故障風(fēng)險(xiǎn)。我們假設(shè)用于控制節(jié)氣門開度的伺服電機(jī)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(jié)構(gòu)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(jī)，與機(jī)械式電纜節(jié)氣門相比，結(jié)構(gòu)更簡單。

除了結(jié)構(gòu)上的變化，實(shí)施理念上也有差異。原來基于機(jī)械式電纜油門結(jié)構(gòu)的巡航控制系統(tǒng)依靠電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)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(dòng)機(jī)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(shí)需要與發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算機(jī)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(dòng)機(jī)的定速巡航系統(tǒng)。

-駕駛員主動(dòng)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(dòng)機(jī)控制單元，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元將根據(jù)目標(biāo)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(dòng)機(jī)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(shí)噴油量和點(diǎn)火時(shí)間也會相應(yīng)調(diào)整。也就是說，當(dāng)開度變大時(shí)，車速將增加，而當(dāng)節(jié)氣門開度變小時(shí)，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(shí)現(xiàn)的，所以需要自動(dòng)變速箱配合，這種配合只針對自動(dòng)變速箱。換擋可以實(shí)現(xiàn)車速的變化。例如變速箱的低檔可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而利用發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的制動(dòng)效果來降低車速。相反，當(dāng)駕駛員給出加速指令時(shí)，如果還有更高的擋位可用，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨著車速的增加爬升到一定速度時(shí)，變速箱也會換擋。當(dāng)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(gè)過程都會順利進(jìn)行。

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

為了進(jìn)一步提高定速巡航的性能，提高駕駛舒適性，整個(gè)系統(tǒng)增加了特殊路況的響應(yīng)程序，例如車輛在非水平道路上行駛時(shí)，設(shè)定的巡航速度可能會發(fā)生變化。在上坡道路上行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載增加，車速降低。此時(shí)，巡航控制系統(tǒng)會根據(jù)車速的變化向發(fā)動(dòng)機(jī)電腦發(fā)送車速補(bǔ)償指令。補(bǔ)償?shù)脑砣匀皇窍日{(diào)整節(jié)氣門開度，讓發(fā)動(dòng)機(jī)可以帶走更多的空氣，增加噴油脈寬來補(bǔ)償燃油。其次，變速箱作為一種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，對車速的變化做出積極的響應(yīng)。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(dòng)變速箱也可以根據(jù)巡航控制系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元和自動(dòng)變速箱控制單元之間的連接，通過換檔來幫助補(bǔ)償車速。

當(dāng)然，如果車速的幅度范圍過大，巡航控制系統(tǒng)可能無法補(bǔ)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(biāo)車速時(shí)系統(tǒng)的反饋，則取決于系統(tǒng)的工作邏輯。有可能恢復(fù)原始設(shè)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(shí)候你甚至?xí)X得在這方面有些過于敏感。

-駕駛員主動(dòng)取消巡航控制系統(tǒng)。

駕駛員可以通過踩下制動(dòng)踏板或加速踏板、巡航控制的撥動(dòng)按鈕，并將自動(dòng)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(dòng)作被設(shè)置為暫時(shí)取消，也就是說，在駕駛員完成加速動(dòng)作后，車速將恢復(fù)到原來的設(shè)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(dòng)取消。

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)相關(guān)故障時(shí)，巡航控制功能將暫停。制動(dòng)踏板位置傳感器是一個(gè)向巡航控制功能發(fā)送取消信號的部件。當(dāng)該部件出現(xiàn)故障時(shí)，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(dòng)關(guān)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(yùn)行的基礎(chǔ)。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(jì)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(dāng)輪速傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，這些相關(guān)系統(tǒng)都會受到影響，定速巡航也不例外。

其實(shí)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(shí)候是傳感器與目標(biāo)輪之間的異物堆積造成的，使得傳感器無法監(jiān)測目標(biāo)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)情況。只需清潔表面，在處理輪速傳感器故障時(shí)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(dǎo)致巡航控制系統(tǒng)的中斷。除了節(jié)氣門機(jī)械故障，如果節(jié)氣門處積碳嚴(yán)重，還會導(dǎo)致電子節(jié)氣門故障報(bào)警。積碳清除后，油門再次匹配，故障碼清除，報(bào)警燈熄滅。

●巡航控制功能確實(shí)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?yàn)閺目刂圃砩蟻碚f，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(jī)一樣，斷電后重啟系統(tǒng)可能會恢復(fù)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(shí)，巡航控制系統(tǒng)確實(shí)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(gè)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(xiǎn)也不容忽視。

在做這篇文章的過程中，關(guān)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(gè)系統(tǒng)是否可以增加多個(gè)“后門程序”，當(dāng)巡航系統(tǒng)崩潰時(shí)，可以通過一些可行的方式激活應(yīng)急系統(tǒng)，有效干預(yù)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?jiān)谠u論中暢所欲言，也許會得到一些制造商的認(rèn)可。但是如果車真的停不下來怎么辦？你可以點(diǎn)擊下面的鏈接獲取相關(guān)內(nèi)容。