汽车电子控制技术：巡航控制系统

知识目标：

1、了解巡航控制系统的组成、功能与工作原理；

2、熟悉巡航控制系统的使用方法；

3、了解巡航控制系统的故障码及电路图。

技能目标：

1、掌握巡航控制系统故障码的读取和清除的方法；

2、掌握巡航控制系统故障自诊断的方法和步骤。

项目十一巡航控制系统巡航控制系统项目十一巡航控制系统活动一概述活动二巡航控制系统的结构与原理巡航控制系统

一、巡航控制系统的作用和分类现代汽车经常需要在高速公路上长时间奔驰，这时驾驶员的脚因一直踩在加速路板上而感到麻木，不但不好保持稳定的行驶车速，而且很容易使驾驶员疲劳。因此，现在不少车辆上装配了巡航控制系统（CCS，CruiseControlSystem），又叫速度控制系统，当该系统工作时，驾驶员不用再去控制加速踏板，汽车也会按驾驶员所选定的速度匀速行驶，即使是上坡或下坡也一样。

1、巡航控制系统的优点（1）提高汽车行驶时的舒适性：特别是在郊外或高速公路上行驶时，这种优越性更为显著。另外，当汽车以一定的速度行驶时，减少了驾驶员的负担，使其可以轻松地驾驶。（2）节省燃料，具有一定的经济性和环保性：在同样的行驶条件下，对一个有经验的驾驶员来说，可节省燃料15%。这是因为在巡航控制时，汽车的燃料供给与发动机功率之间处于最佳的配合状态，并减少了废气的排放。（3）保持汽车车速的稳定：汽车无论是在上坡、下坡、平路上行驶，或是在风速变化的情况下行驶，只要在发动机功率允许的范围内，汽车的行驶速度保持不变。项目十一巡航控制系统活动一概述

2、巡航控制系统的分类根据控制节气门的方式不同，巡航控制系统可以分为两类：真空巡航控制系统；电子巡航控制系统。前者主要依赖于机械部件和转动零件，因而精度低、灵活性较差，所以现在已经很少应用；而电子控制系统则具有精度高的优点，因而目前车速电子巡航控制系统得到广泛的应用。电子巡航控制系统根据执行器的不同又可分为：真空驱动型电子巡航控制系统：这种巡航控制只用于汽油车；马达驱动型电子巡航控制系统：这种巡航控制系统的应用最为广泛；电子油门控制型巡航控制系统：应用范围最窄，只用于配有电子油门发动机的汽车。项目十一巡航控制系统活动一概述项目十一巡航控制系统活动一概述二、巡航控制系统的操作巡航控制系统的操作主要通过总开关和控制开关来完成。总开关（CRUISEON-OFF）通常位于操纵手柄的顶端（本田-雅阁的巡航控制总开关位于仪表板左侧，如图11-1所示）。按下此开关时，仪表板上的巡航控制系统的CRUISEON-OFF指示灯亮，表示巡航控制系统转入运行状态；如再按一下，则开关弹起，指示灯熄灭，表示巡航控制系统处于关闭状态。巡航控制系统的控制开关一般位于方向盘下方（如图11-2所示为本田雅阁轿车的巡航控制开关位置图），它通常有五种工作模式：即设定、滑行、恢复（RES）、加速（ACCEL或ACC）和取消。操纵手柄朝下扳动是巡航速度的设定开关（SET/COAST）；向上推则是巡航速度取消开关（CANCEL）；朝转向盘方向扳起是恢复/加速开关（RES/ACC）。图11-1雅阁巡航控制总开关图11-2雅阁轿车的巡航控制开关位置项目十一巡航控制系统活动一概述

1、设定巡航速度当汽车的行驶路况良好，并能保持高速行驶时，就可以设定为巡航行驶，以减少驾驶员的疲劳。但是为了确保行车安全，巡航控制系统的低速控制点一般为4Okm/h，也就是说车速低于40km/h巡航系统不工作。设定巡航速度的具体步骤是：（1）按下CRUISEON-OFF按钮，开启巡航控制系统，此时巡航指示灯应该点亮，踩下加速踏板，使车辆加速。（2）当车速达到驾驶员希望的设定值时，将巡航控制系统手柄向SET/COAST方向按动然后释放，这就进入了自动行驶状态，驾驶员可将加速踏板松开，巡航控制系统会根据汽车行驶时阻力的变化，自动调节节气门的开度，使车速保持在设定的范围内。项目十一巡航控制系统活动一概述

2、巡航行驶时的加速或减速若驾驶员想加速或减速时，一般可通过两种方法实现：（1）用控制开关

①加速，向恢复/加速开关（RES/ACC）方向按动控制开关，此时车速将逐渐增加；当达到所想要的车速时，松开控制开关。

②减速，向设定开关（SET/COAST）方向按动控制开关，此时车速将逐渐减小；当达到所想要的车速时，松开控制开关。（2）用加速踏板

①加速，踩下加速踏板，使汽车加速；向设定开关（SET/COAST）方向按动控制开关，在达到想要的车速时松开。②减速，踩下制动踏板，使汽车减速；向设定开关（SET/COAST）方向按动控制开关，在达到想要的车速时松开。项目十一巡航控制系统活动一概述

3、取消巡航控制当路况变坏，驾驶员需要自己驾驶汽车时，可通过以下任意一个方法取消巡航控制功能：（1）向CANCEL方向拉动控制开关。（2）踩下制动踏板。（3）踩下离合器踏板（对装有手动变速器的车辆）。（4）将换档杆置于“N”位置（对于装有自动变速器的车辆）。（5）将驻车制动器拉起少许。（6）车速降至40km/h以下时。（7）车速降至比设定车速低16km/h时。其中第一至第五种方法由驾驶员操作，而第六和第七种方法由巡航控制模块跟据巡航行驶情况自动执行。项目十一巡航控制系统活动一概述

4、恢复预设巡航车速如果预设巡航车速是用上述第一至第五种方法暂时取消，而且车速没有降至40km/h以下时，只要接通恢复/加速开关（RES/ACC），系统就会恢复到预设巡航车速。但是如果驾驶员通过关闭主开关或出现上述第六种和第七种情况，则巡航预设车速将永久取消，如果驾驶员想使汽车巡航行驶，就必须重新设置。课后练习：

1、通过学习本活动内容，请说出巡航控制系统在汽车应用中有哪些优点？

2、巡航控制系统是如何进行基本操作设定的？

一、输入部件输入部件主要是主开关、控制开关、制动开关、离合器开关（手动档）和速度传感器等。主开关和控制开关一般都装在操纵杆上或驾驶员容易操纵的地方。

1.主开关主开关是巡航控制系统的主电源开关。通常位于仪表台上或控制杆顶端（如图11-4示），它是一个按键型开关，工作时只需要将其推入就可以控制系统电源的接通或者关断。在维修时，主开关还可以用于从巡航控制ECU中读取诊断输入信号。如果在主开关接通时，关闭点火开关，主开关也会被关闭；但这时即使重新接通点火开关之后，主开关仍然将保持关闭状态。

2.控制开关控制开关通常安装在操纵杆上，如图11-4。当车辆巡航行驶时，可以通过控制开关，实现设定（SET）、恢复（RES）、滑行（COAST）、加速（ACC）以及取消（CANCEL）5种不同的功能，其中控制设定（SET）和滑行（COAST）共用一个开关，控制恢复（RES）和加速（ACC）共用一个开关。控制开关是一个自动回位型开关，它只有当沿A、B、C三个方向操作时，才会起作用。项目十一巡航控制系统活动二巡航控制系统的组成与工作原理项目十一巡航控制系统活动二巡航控制系统的组成与工作原理

3.制动开关当有紧急状况需要制动时，驾驶员应能迅速取消巡航控制，以保证安全，因此在制动踏板上装有制动开关，当踩下制动踏板时，制动开关将制动信号传给巡航控制模块时，巡航控制模块将立即切断控制系统电源，取消巡航控制。

4.离合器开关（手动变速器车辆）当踩下离合器踏板后，车速降低，此时若不及时切断巡航控制系统电源，巡航控制模块就会控制发动机加速，这将有可能导致发动机超速运转。因此在离合器踏板上也装有开关，当踩离合器时，此开关将信号传送给巡航控制模块，巡航控制模块立即切断系统电源，取消巡航控制。

5.速度反馈信号速度反馈信号由速度传感器实时测得，控制模块将汽车实际行驶速度与设定速度比较，以不断调整汽车的行驶速度，使汽车定速行驶。因此，巡航控制系统是一个闭环控制系统。项目十一巡航控制系统活动二巡航控制系统的组成与工作原理图11-3佳美轿车巡航控制系统部件位置图11-4控制开关项目十一巡航控制系统活动二巡航控制系统的组成与工作原理

二、巡航控制模块（ECU）巡航控制模块（ECU）是整个巡航控制系统的中枢。它将车速传感器测定的实际车速与系统设定的巡航车速进行比较，由简单的减法运算，得出两个信号之差，即误差信号。然后将误差信号放大、处理后形成控制信号，控制执行器动作，以调整节气门的开度，保证汽车定速行驶。三、执行器巡航控制系统（CCS）中执行器的作用是按照巡航控制模块的指令，平顺、渐进地增、减节气门的开度，以保证汽车定速行驶。按照驱动方式的不同，执行器可以分为真空驱动型、马达驱动型和电子油门控制型三种。真空驱动型执行器由负压通过拉索操纵节气门的运动；马达驱动型执行器是通过改变马达的电流方向来控制节气门的运动方向；电子油门巡航控制系统是由控制模块直接控制电子油门来控制行驶速度。项目十一巡航控制系统活动二巡航控制系统的组成与工作原理

1.真空驱动型执行器对于真空驱动型执行器，按照施加负压的不同方式又可以分为两种，一种方法是仅从发动机进气歧管取得负压，如图11-5所示；另一种方法是在进气歧管负压太低时，利用真空泵来提高负压，如图11-6所示。装备这种执行器的巡航控制系统如广州本田雅阁、一汽奥迪A6等。真空驱动型执行器由控制阀、释放阀、电磁线圈、膜片、回位弹簧和空气滤清器等组成（如图11-7所示）。其中最主要的两个部件是控制阀和释放阀，所以下面主要介绍这两个部件的工作过程。图11-5进气歧管施加负压原理图11-6真空泵的施加负压原理项目十一巡航控制系统活动二巡航控制系统的组成与工作原理图11-7真空驱动型执行器项目十一巡航控制系统活动二巡航控制系统的组成与工作原理

（1）控制阀执行器控制阀的作用是将空气或真空吸入执行器，从而使执行器带动节气门动作，达到控制恒定车速的目的。控制阀的工作状态有两种，即：控制阀中没有电流流过时；控制阀中有电流流过时；

①当没有电流流过时如图11-8所示，如果没有电流流过控制阀的电磁线圈时，控制阀上部的大气通道在弹簧的作用下打开，真空通道关闭，空气充满执行器内部。这时执行器内部的膜片在回位弹簧的作用下，向右推动，从而带动节气门拉杆向右运动，放松拉索，使得节气门关闭，这样就可以降低发动机输出功率、车速。图11-8电流断开时控制阀的工作项目十一巡航控制系统活动二巡航控制系统的组成与工作原理

②当有电流流过时如图11-9所示，当有电流流过控制阀的电磁线圈时，电磁线圈产生磁力，吸附开关，从而使大气通道关闭，进气歧管的真空通道打开，使执行器内部产生一定的负压，向左吸执行器内的膜片。当进气歧管的真空度增加，使负压产生的吸力大于回位弹簧的弹力时，膜片将向左移动，从而带动节气门拉杆向左运动，使得节气门打开，这样就可以增加发动机输出功率，提高汽车行驶车速。图11-9电流流过时控制阀的工作项目十一巡航控制系统活动二巡航控制系统的组成与工作原理

（2）真空泵真空泵的作用是当进气歧管的负压不足（例如当汽车上坡行驶或加速踏板完全踩下时），向执行器提供额外的负压。

①真空泵的构造和工作过程真空泵由电机、连杆、三个单向阀和膜片组成，如图11-10所示。由图可见，由于进气歧管内负压的作用，单向阀A通常保持打开，所以使进气歧管与执行器保持相通，向执行器提供负压，控制节气门开度，达到保持车速恒定。当进气歧管的负压比较低时巡航控制模块（ECU）就会发出信号，将真空泵接通。真空泵工作产生的负压通过单向阀B施加到执行器上。

②真空控制开关真空控制开关检测进气歧管的负压，当负压降低到一定数值或低于这一数值时，真空控制开关就会接通，将信号传送给巡航控制模块，由巡航控制模块再控制真空泵接通。项目十一巡航控制系统活动二巡航控制系统的组成与工作原理图11-10真空泵构造项目十一巡航控制系统活动二巡航控制系统的组成与工作原理

2.马达驱动型执行器马达驱动型执行器主要由电动机（马达）、限位开关、电磁离合器和电位计等组成，如图11-11所示。采用这种执行器的巡航控制系统如丰田佳美等。图11-11马达驱动型执行器项目十一巡航控制系统活动二巡航控制系统的组成与工作原理

（1）电动机（马达）和限位开关电动机的作用是根据来自巡航控制模块的信号，顺时针或逆时针方向转动，从而达到控制节气门开度增大或减小的目的。但是如果节气门已经完全打开或关闭后，马达继续运转，就有可能造成自身损坏。为了防止这种情况的发生，在电动机内安装了两个限位开关。这两个开关在节气门从完全关闭到完全打开的过程中，是闭合的。在巡航控制系统工作期间，其工作为：电动机收到巡航控制模块的加速信号后，会逐渐打开节气门，但当节气门到达完全打开的位置时，1号限位开关就会断开，切断到达电动机的电路；同样，电动机收到巡航控制模块的减速信号后，会逐渐关闭节气门，但当节气门完全关闭时，2号限位开关就会断开，切断到达马达