確實(shí)存在失效的可能 解析定速巡航系統(tǒng)

1959年，凱迪拉克成為第一個(gè)將定速巡航系統(tǒng)應(yīng)用于量產(chǎn)轎車的汽車廠商，當(dāng)時(shí)所裝配的那套定速巡航裝置在結(jié)構(gòu)上與現(xiàn)在我們所接觸到的系統(tǒng)有所不同，別忘了那時(shí)的節(jié)氣門（節(jié)氣門即油門）還是由機(jī)械拉索控制的，而電子節(jié)氣門可是在近10年才逐漸向大多數(shù)轎車所普及的裝置。的確，由于種種原因，定速巡航系統(tǒng)并沒有在屬于機(jī)械拉索式節(jié)氣門的那個(gè)時(shí)代里被普及開來。然而，發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)氣門從機(jī)械拉索式到電子式的變化在一定程度上對(duì)定速巡航的發(fā)展起到了指引作用，不僅如此，隨著車輛電子電器化集成度越來越高，相比于原先，定速巡航的控制系統(tǒng)與其它環(huán)節(jié)的協(xié)同工作方面也變得更為復(fù)雜。

定速巡航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的變化并沒有將原先制定的最基礎(chǔ)的控制邏輯顛覆，無論是那些老古董還是最新的定速巡航技術(shù)，它們?cè)趫?zhí)行的過程中，都需要先對(duì)相關(guān)信號(hào)進(jìn)行采集并將其傳送至定速巡航的控制模塊進(jìn)行計(jì)算，待指令信號(hào)確定后發(fā)往執(zhí)行控制模塊，進(jìn)而對(duì)節(jié)氣門的開度進(jìn)行控制。這樣，車輛便能以駕駛員設(shè)定好的時(shí)速巡航行駛，在整個(gè)過程中，駕駛員無需控制油門踏板。隨著系統(tǒng)部件集成度越來越高，現(xiàn)在的定速巡航系統(tǒng)僅需一兩個(gè)部件就可以完成上述步驟。

另外，如何讓定速巡航功能停下來是現(xiàn)階段大家最為關(guān)注的一點(diǎn)，這從定速巡航系統(tǒng)誕生之日起，工程師就一直在為徹底解決這個(gè)問題而不斷努力著。

● 電噴與化油器

機(jī)械拉索式節(jié)氣門同時(shí)屬于電噴和化油器兩個(gè)時(shí)代，定速巡航系統(tǒng)最早也是裝配到化油器發(fā)動(dòng)機(jī)上，之后這一裝置延續(xù)至電噴發(fā)動(dòng)機(jī)，但兩種發(fā)動(dòng)機(jī)各自裝配的定速巡航系統(tǒng)在控制理念上則有所不同，這段還是看圖更直接一些。

在簡(jiǎn)要了解化油器發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的定速巡航系統(tǒng)的工作方式后，接下來，我將主要以電噴發(fā)動(dòng)機(jī)為討論背景，和大家一起來看看定速巡航是如何工作的。

● 建立在機(jī)械拉索式節(jié)氣門結(jié)構(gòu)之上的定速巡航系統(tǒng)

從技術(shù)上來說，在機(jī)械拉索式節(jié)氣門的基礎(chǔ)上安裝定速巡航系統(tǒng)并非難事，我們只要通過伺服電機(jī)來取代駕駛員用油門踏板控制節(jié)氣門拉索的動(dòng)作即可，而在車速信息的獲取環(huán)節(jié)則依賴于儀表的車速信號(hào)。駕駛員通過相關(guān)按鍵對(duì)安裝在節(jié)氣門處的伺服電機(jī)進(jìn)行控制，從而達(dá)到調(diào)整節(jié)氣門開度的目的，節(jié)氣門位置傳感器將節(jié)氣門開度的信號(hào)傳遞給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)工況脈譜圖對(duì)噴油脈寬，點(diǎn)火，甚至自動(dòng)變速箱的擋位進(jìn)行調(diào)整，巡航狀態(tài)下的車速因此可被改變。

圖中為第一代雷克薩斯LS車型所裝配的定速巡航系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，這款車的節(jié)氣門采用機(jī)械拉索式，節(jié)氣門的開度則由伺服電機(jī)進(jìn)行控制。

在關(guān)閉定速巡航功能的方式上，駕駛員可以通過控制開關(guān)來取消該功能，除此之外，踩下制動(dòng)踏板也會(huì)被系統(tǒng)認(rèn)定為終止信號(hào)。對(duì)于手動(dòng)擋車而言，踩下離合器踏板時(shí)定速巡航功能也會(huì)被取消。它們相互之間傳遞的都是電信號(hào)。

這種定速巡航系統(tǒng)對(duì)節(jié)氣門的控制邏輯較為單一，因電器電路故障導(dǎo)致系統(tǒng)無法停下來的情況幾率較小，但事實(shí)上，這種結(jié)構(gòu)的定速巡航系統(tǒng)也會(huì)存在一定的故障風(fēng)險(xiǎn)，我們假設(shè)在巡航狀態(tài)下，用于控制節(jié)氣門開度的伺服電機(jī)出現(xiàn)故障導(dǎo)致節(jié)氣門的拉索無法正常釋放，這時(shí)節(jié)氣門的開度便得不到有效地調(diào)整，系統(tǒng)因此無法被駕駛員所控制。

● 建立在電子式節(jié)氣門結(jié)構(gòu)之上的定速巡航系統(tǒng)

相比于機(jī)械拉索式節(jié)氣門，在電子式節(jié)氣門基礎(chǔ)上建立的定速巡航系統(tǒng)因取消了控制節(jié)氣門開度的伺服電機(jī)進(jìn)而使得結(jié)構(gòu)變得更為簡(jiǎn)單。

除了結(jié)構(gòu)的變化之外，在執(zhí)行理念方面也有所不同，原先建立在機(jī)械拉索式節(jié)氣門結(jié)構(gòu)之上的定速巡航系統(tǒng)是依靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)拉索來調(diào)整節(jié)氣門開度，而電子式節(jié)氣門的執(zhí)行信號(hào)則是從發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元發(fā)出的（這也是二者間存在的本質(zhì)不同），因此，定速巡航系統(tǒng)在節(jié)氣門開度的控制環(huán)節(jié)需要與發(fā)動(dòng)機(jī)電腦進(jìn)行協(xié)商。

☆ 車速是如何變化的？

接下來所探討的部分僅限于電噴發(fā)動(dòng)機(jī)且采用電子式節(jié)氣門的車型所裝配的定速巡航系統(tǒng)。

-- 駕駛員主動(dòng)調(diào)整

駕駛員通過撥桿向定速巡航控制單元發(fā)出調(diào)整車速的需求，這一需求被傳送至發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元會(huì)根據(jù)目標(biāo)車速的情況來制定調(diào)整方案。

如果車速的變化需求不大，且在節(jié)氣門開度的調(diào)整范圍內(nèi)，那么，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元僅需向節(jié)氣門發(fā)出調(diào)整開度的指令，同時(shí)，噴油量以及點(diǎn)火時(shí)刻也會(huì)隨之做出調(diào)整。即開度變大時(shí)提高車速，減小節(jié)氣門開度則使車速降低。

另一種情況是，駕駛員發(fā)出改變車速的需求僅憑節(jié)氣門開度的調(diào)整無法實(shí)現(xiàn)，那么就需要自動(dòng)變速箱來配合，這僅對(duì)自動(dòng)擋車而言。通過擋位的變化來實(shí)現(xiàn)車速的變化，例如，通過變速箱更低的擋位將發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速拉高，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)駕駛員發(fā)出加速指令時(shí)，如果還有更高的擋位可以利用，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨著車速的提高攀升至一定轉(zhuǎn)速后，變速箱也會(huì)進(jìn)行加擋的動(dòng)作。當(dāng)然，無論駕駛員通過撥桿發(fā)送的是加速指令還是減速指令，整個(gè)過程都會(huì)很平緩的進(jìn)行。

-- 針對(duì)不同路況，定速巡航系統(tǒng)主動(dòng)調(diào)整

為了進(jìn)一步完善定速巡航的性能，從而提高行車舒適性，在整個(gè)系統(tǒng)中添加了對(duì)特殊路況的應(yīng)對(duì)程序，如，車輛在非水平的道路上行駛時(shí)，設(shè)定好的巡航車速有可能出現(xiàn)變化。當(dāng)行駛在上坡路段時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載增加，受此影響，車速降低，此時(shí)，定速巡航系統(tǒng)會(huì)依據(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)脑瓌t依舊是最先進(jìn)行節(jié)氣門開度的調(diào)整，讓發(fā)動(dòng)機(jī)多進(jìn)氣同時(shí)增加噴油脈寬以補(bǔ)償燃油。其次，作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，變速箱對(duì)于車速的變化做出的響應(yīng)也是很積極的，如果車速的變化不足以通過節(jié)氣門開度進(jìn)行調(diào)整，依靠定速巡航系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元以及自動(dòng)變速箱控制單元之間的聯(lián)系，自動(dòng)變速箱也可通過擋位的切換來為補(bǔ)償車速做出貢獻(xiàn)。

當(dāng)然，如果車速的幅動(dòng)范圍過大，定速巡航系統(tǒng)也有可能無法對(duì)車速進(jìn)行補(bǔ)償工作，在這樣的情況下，就需要駕駛者對(duì)車速進(jìn)行接管，至于待車速重新接近目標(biāo)車速時(shí)，系統(tǒng)作何反饋，這要依據(jù)系統(tǒng)的工作邏輯而定，有可能恢復(fù)原先設(shè)定的狀態(tài)，也有可能需要駕駛員通過控制撥桿激活系統(tǒng)功能。

● 如何取消定速巡航？

我不得不說，在正常的情況下，想要取消定速巡航功能是十分容易的，有時(shí)候你甚至覺得它在這方面的反應(yīng)上有些過于敏感。

-- 駕駛員主動(dòng)取消定速巡航系統(tǒng)

踩制動(dòng)踏板或加速踏板、定速巡航的撥桿按鍵、將自動(dòng)變速箱切換至空擋（手動(dòng)擋車踩離合器踏板），駕駛員通過這些操作都能將定速巡航功能取消，其中，踩加速踏板的動(dòng)作在有些車上的定速巡航系統(tǒng)中則被設(shè)定為暫時(shí)取消，也就是當(dāng)駕駛員結(jié)束加速動(dòng)作后，車速還會(huì)恢復(fù)到原先設(shè)定的車速行駛。值得注意的是，這些信號(hào)都是以電信號(hào)的方式傳送至定速巡航系統(tǒng)控制單元的。

-- 定速巡航系統(tǒng)自動(dòng)取消

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)相關(guān)故障時(shí)，定速巡航功能則會(huì)被暫停。制動(dòng)踏板位置傳感器是向定速巡航功能發(fā)送取消信號(hào)的部件，當(dāng)這個(gè)部件出現(xiàn)故障時(shí)就意味著它有可能無法向定速巡航系統(tǒng)發(fā)送取消信號(hào)，出于對(duì)行車安全的考慮，此時(shí)，定速巡航系統(tǒng)將自動(dòng)關(guān)閉。

上面在介紹定速巡航控制邏輯中提到信號(hào)采集和執(zhí)行的內(nèi)容，這也是保證系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)，如果該環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，定速巡航功能同樣會(huì)被取消。

車速是從輪速傳感器獲取信號(hào)后計(jì)算得來的，車輛穩(wěn)定系統(tǒng)、車速表的顯示以及其它對(duì)車速信號(hào)有需求的系統(tǒng)都會(huì)從輪速傳感器獲取信號(hào)，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(huì)受到影響，定速巡航也不例外。

其實(shí)，在日常用車過程中，有關(guān)輪速傳感器的故障并非是傳感器本身出現(xiàn)了問題，更多的時(shí)候是傳感器與靶輪（一般被固定在半軸上，其表面帶有齒形結(jié)構(gòu)）之間堆積的異物使得傳感器無法對(duì)靶輪的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)導(dǎo)致，只要將表面清洗干凈即可，這點(diǎn)在處理輪速傳感器故障時(shí)值得大家注意，避免不必要的費(fèi)用支出。

節(jié)氣門是控制車速的執(zhí)行部件，它出現(xiàn)故障后也會(huì)導(dǎo)致定速巡航系統(tǒng)中斷，其中，除了節(jié)氣門機(jī)械故障外，如果節(jié)氣門處有較為嚴(yán)重的積碳也會(huì)導(dǎo)致電子節(jié)氣門故障報(bào)警，將積炭清除后，重新進(jìn)行節(jié)氣門匹配并清除故障碼，報(bào)警燈就會(huì)熄滅。

● 定速巡航功能確實(shí)存在控制失效的可能

在看過以上的內(nèi)容后，我們可以肯定“定速巡航系統(tǒng)存在控制失效的可能”的說法，因?yàn)椋瑥目刂圃韥砜?，所有的取消信?hào)都是以電信號(hào)的方式傳遞至定速巡航系統(tǒng)控制單元，由控制單元對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析之后，決定是否退出定速巡航狀態(tài)。

簡(jiǎn)單的電路故障（如制動(dòng)踏板傳感器故障、輪速傳感器故障以及相關(guān)電路故障等）不會(huì)導(dǎo)致定速巡航系統(tǒng)失控，它只會(huì)讓定速巡航被終止，其結(jié)果是車速交由駕駛員控制。

而定速巡航系統(tǒng)控制失效的問題有可能出現(xiàn)在控制單元內(nèi)數(shù)據(jù)處理的環(huán)節(jié)，更形象的說就像是電腦死機(jī)一樣，而斷電后再重新啟動(dòng)該系統(tǒng)還有可能就恢復(fù)了正常狀態(tài)，就像什么都沒發(fā)生過一樣。這樣的問題確實(shí)還沒有辦法去從根本上避免。

編輯總結(jié)：

在高速路上行駛時(shí)，定速巡航系統(tǒng)確實(shí)可以提高駕駛員的舒適感，但經(jīng)過這一事件也讓我們看到了這套系統(tǒng)所存在的隱患，即便這僅是小概率事件，但考慮到這項(xiàng)功能多用于高速行駛，所以，故障隱患帶來的危險(xiǎn)也變得不容忽視。

在制作這篇文章的過程中，對(duì)如何能避免此類問題的思考一直像后臺(tái)程序一樣潛伏在意識(shí)里，難道只是這樣了嗎？能不能在這套系統(tǒng)增加多重的“后門程序”，當(dāng)巡航系統(tǒng)出現(xiàn)死機(jī)狀態(tài)時(shí)，通過一些可行的方式來激活應(yīng)急系統(tǒng)來對(duì)由此造成的無法減速的現(xiàn)象進(jìn)行有效干預(yù)？這只是我非常膚淺的想法，如果你有更好的提議，請(qǐng)?jiān)谠u(píng)論中暢所欲言，說不定就被哪個(gè)廠家所認(rèn)可了呢。但如果車真的停不下來了怎么辦？你可以點(diǎn)擊下面的鏈接獲取相關(guān)內(nèi)容。