汽车底盘构造与检修课件：巡航系统构造与检修

汽车底盘构造与检修

巡航系统构造与检修学习任务

巡航控制系统构造与检修

巡航系统构造与检修学习任务

巡航控制系统构造与检修学习目标知识目标

1．能叙述汽车巡航控制系统的作用及工作原理；

2．能叙述汽车巡航控制系统的基本结构；

3．能叙述汽车巡航控制系统的使用方法及使用注意事项。技能目标

1．能对汽车巡航控制系统进行正确操作；

2．能查阅维修资料，借助常用及专用工具，对汽车巡航控制系统各主要部件进行检修。建议课时

4课时。学习任务

巡航控制系统构造与检修

一、理论知识准备1．巡航控制系统的作用

汽车巡航控制系统英文为CruiseControlSystem（CCS），是现代汽车的一种舒适装备。根据其特点，又可称为恒速控制系统、车速控制系统或巡航控制系统等。

设置巡航控制系统，驾驶员可以将车速设定在一个固定的速度上，车辆将准确地按照所设定的速度行驶，驾驶员可以不必踩踏加速踏板，从而大大减轻长途驾车的疲劳，同时匀速行驶也可以减少燃油的消耗。

巡航控制系统的主要优点是：无论由于风力和道路坡度变化，引起汽车的行驶阻力怎样变化，只要在发动机功率允许范围内，汽车的行驶速度便可保持不变。学习任务

巡航控制系统构造与检修2．巡航控制系统的工作原理

在汽车巡航控制系统中，电子控制装置可根据行驶阻力的变化，自动调节发动机节气门开度，使行驶车速保持恒定。巡航控制系统的方框图，如图8-1所示。图8-1巡航控制系统方框图学习任务

巡航控制系统构造与检修

控制器有两个输入信号，一个是驾驶员设定的指令速度信号，另一个是实际车速的反馈信号。电子控制器检测这两个输入信号之间的误差后，产生一个送至节气门执行器的节气门控制信号。节气门执行器根据所接收的控制信号调节发动机节气门开度以修正电子控制器所检测到的误差，从而使车速保持恒定。实际车速由车速传感器测得并转换成与车速成正比的电信号反馈至电子控制器。作为巡航控制系统核心部件的控制器，采用一种叫作比例积分控制（简称PI控制）的电子控制装置。节气门控制信号实际上由两部分叠加而成。线性放大部件KP提供一个与误差信号e成正比的控制信号，而积分放大器K1则设置一条斜率可调整的输出控制线，用来将这一段时间内的车速误差降为零。这实际上并不能真正使车速误差降低到零，而是使其保持在一定的误差范围内，因为当车速误差为零时，行驶阻力的微小变化都将引起节气门开度的变化，容易产生游车。学习任务

巡航控制系统构造与检修3．巡航控制系统的基本组成

如图8-2所示为现代汽车巡航控制系统的基本结构示意图。巡航控制系统主要由指令开关、传感器、巡航控制系统ECU和节气门执行器四部分组成。各种开关与ECU被配置在车室内；执行元件、真空泵则配置在发动机舱内，执行元件的控制线缆与加速踏板相连接。图8-2巡航控制系统的基本结构示意图学习任务

巡航控制系统构造与检修4．巡航控制系统组成元件的结构及作用

1）指令开关

指令开关主要包括主控开关、离合器开关、变速器空挡起动开关、制动器开关（包括驻车制动器）和电源开关（点火开关）等。

（1）主控开关。

主控开关控制巡航系统的起动、关闭、控制调节巡航工作状态。主控开关一般为组合式开关，安装在方便驾驶员操作的转向盘下方或其他部位，如图8-3所示。它由主开关和控制开关组成，主开关（CRUISEON-OFF）为巡航系统的电源开关，按下此按钮时，仪表板上的巡航控制系统的CRUISEON-OFF指示灯亮，表示巡航控制系统可转入运行状态；再按一下，则按钮弹起，指示灯灭，巡航控制系统处于关闭状态。控制开关一般有三个开关、五种控制功能。即设置/减速开关（SET/COAST）、恢复/加速开关（RES/ACC）和取消开关（CANCEL）。将控制开关手柄朝不同方向扳动，可完成巡航速度设定、加速、减速、取消和恢复等控制功能。学习任务

巡航控制系统构造与检修图8-3巡航控制系统操纵手柄学习任务

巡航控制系统构造与检修

（2）离合器开关（仅对安装手动变速器车辆）。

当汽车在巡航状态下行驶，出现驾驶员干预，如变换变速器挡位、制动等情况，驾驶员踩踏离合器踏板，离合器开关即由断开变为闭合，离合器开关的闭合，使电控单元立即自动关闭巡航工作状态。离合器开关装在驾驶室离合器踏板的上部，靠驾驶员踩踏离合器踏板的机械动作，使其闭合。

（3）变速器空挡起动开关（仅对安装自动变速器车辆）。

变速器空挡起动开关的作用与离合器开关类似。空挡起动开关的安装位置紧靠变速器操纵杆，并与变速器操纵杆联动，当变速器操纵杆置于空挡时，空挡起动开关由断开变成闭合。学习任务

巡航控制系统构造与检修

（4）制动器灯开关。

当驾驶员踩踏制动踏板时，在制动（接通）灯亮的同时，将控制节气门动作摇臂的电磁离合器断开，迅速退出巡航控制的工作状态。在制动器灯开关中，原来常开触点的基础上，增加了与之联动的常闭触点，当驾驶员踩踏制动踏板、制动灯亮的同时，常闭触点断开，电磁离合器断电，节气门不再受巡航系统控制。

（5）驻车制动器制动开关。

驻车制动器制动开关的作用与离合器开关（变速器空当起动开关）类似。安装位置紧靠驻车制动器操纵杆并与驻车制动器操纵杆联动，当拉起驻车制动器操纵杆时，此开关由断开变为闭合。

（6）点火开关。

点火开关的主要作用是通断蓄电池和发电机的巡航控制的工作电源。学习任务

巡航控制系统构造与检修

2）传感器

传感器主要有车速传感器、节气门传感器和节气门控制摇臂位置传感器等。

（1）车速传感器。

车速传感器通常和车速里程表驱动装置相连。如果车速表是电子式的，车速表传感器给出的信号可直接用作巡航控制系统的反馈信号，因而不必为巡航控制系统另外设置传感器。具有非电子式车速表的汽车，巡航系统设有专用车速传感器，一般安装在汽车变速器输出轴上。车速传感器有光电式、霍尔感应式、磁阻式等多种结构形式。最简单且最常用的是磁阻式，其结构如图8-4所示。学习任务

巡航控制系统构造与检修图8-4磁阻式车速传感器结构图1-传感线圈；2-磁铁；3-钢盘；4-凸齿；5-变速器输出轴学习任务

巡航控制系统构造与检修

带凸齿的钢制圆盘安装在变速器输出轴上并随输出轴一起转动，当凸齿位于磁铁两极之间时，由于钢的导磁性能远高于空气隙，磁回路磁阻突然减小，从而在传感线圈中产生一高的脉冲电压信号。而变速器输出轴每转一周，四个凸齿各通过传感线圈一次。因此，信号处理电路计数一分钟内传感线圈中的电压脉冲数并除以4就可得到以转/分表示的变速器输出轴转速。学习任务

巡航控制系统构造与检修

（2）节气门传感器。

节气门传感器对电控单元提供一个与节气门位置成比例变化的电信号。节气门传感器与发动机电控的传感器共用。

（3）节气门控制摇臂传感器。

节气门控制摇臂传感器是巡航控制系统专用的传感器。其结构及电路简图如图8-5所示，它为电控单元提供节气门控制摇臂位置的电信号，目前应用较多的是滑线电位计式。当节气门控制摇臂转动时，电位计随之转动，便输出一个与控制摇臂位置成比例变化的、连续变化的电信号。学习任务

巡航控制系统构造与检修图8-5节气门控制摇臂传感器1-控制摇臂；2-主减速器；3-电位计主动齿轮；4-电位计学习任务

巡航控制系统构造与检修

3）执行器

执行器是将巡航控制系统ECU输出的电流或电压信号转变为机械运动，进而控制节气门的开度，最终达到控制车速的目的。目前使用的执行器有两种类型，一种是真空电磁膜片式执行机构；另一种是步进电机式执行机构。前者由负压操纵节气门，后者由步进电机操纵节气门。

（1）真空电磁膜片式执行机构。

真空电磁膜片式执行机构，如图8-6所示。它由真空驱动膜片、真空阀（让膜片室连接真空源的常闭型电磁阀）、空气阀（让膜片室通至大气的常开型空气电磁阀）、可变电感式位置传感器和节气门拉索等组成。可变电感式位置传感器的作用是提供一组不间断的伺服位置的电压信号给ECU，该信号还能与车速信号进行连续的比较，以确定恒速装置是否校正了车速误差，或还需要进行校正。学习任务

巡航控制系统构造与检修图8-6真空电磁膜片式执行机构1-外壳；2-真空阀；3-可变电感传感器；4-空气阀；5-膜片弹簧；6-节气门拉索；7-膜片学习任务

巡航控制系统构造与检修

汽车在巡航行驶状态时，真空电磁阀与空气电磁阀均关闭，膜片室内真空度恒定。膜片及拉索保持节气门在一定位置，车速恒定。如果车速低于设定速度，电控单元发出指令使真空阀开启，增大膜片室真空度，吸动膜片及拉索克服节气门复位弹簧弹力，增大节气门开度，使汽车加速。当车速超过设定车速时，电控单元发出指令使空气阀打开，膜片室真空度下降，节气门在复位弹簧的作用下开度减小，使汽车减速。解除巡航控制时，真空阀关闭，空气阀打开，膜片与大气相通。

（2）步进电机式执行机构。

步进电机式执行机构，如图8-7所示。它采用直流永磁式双向步进电机，通过改变电机的电流方向就可改变电机的运动方向，由于输入电流是一个十分之几秒的短路电流脉冲，同时节气门每次只能转动一个很小的角度，从而能保证节气门平顺而准确地开启或关闭。学习任务

巡航控制系统构造与检修图8-7步进电机式执行机构1-限位块；2-电磁线圈；3-盘式离合器；4-齿圈；5-蜗形齿轮；6-驱动轮；7-定位操纵杆；8-蜗杆；9-直流步进电机；10-太阳轮；11-行星齿轮；12-定速控制拉板学习任务

巡航控制系统构造与检修

当接通巡航控制主开关时，电磁线圈通电，巡航控制离合器吸合。巡航控制系统开始起作用，再由两个限值块相配合，使巡航控制系统在规定的车速范围内起作用。定位操纵杆与节气门相连，用来控制节气门开度。巡航控制ECU输出电压控制直流步进电机的运动，通过蜗杆蜗轮系统控制定位操纵杆的转角，从而控制节气门开度。

4）巡航控制系统ECU

巡航控制系统ECU是巡航控制系统的核心，它将来自制动踏板、车速传感器和操纵开关的信号，经处理后控制伺服装置，继而控制执行机构动作，以调节节气门开度。学习任务

巡航控制系统构造与检修

5）电子巡航控制系统的安全装置

为了确保行车安全，巡航控制系统的控制器电路中设有多重安全装置，一旦以下所列的任一项动作发生，巡航控制器都会立即停止工作，同时直接使执行元件的工作停止。

（1）踏下制动踏板或拉动驻车制动器。

（2）踏下离合器踏板或扳动自动变速器操纵杆。

（3）关掉主开关或打开取消开关。

（4）车速下降超过原设定车速20km/h。

（5）关掉电源。学习任务

巡航控制系统构造与检修5．巡航控制系统的使用方法

1）设定巡航速度

为确保行车安全，巡航控制系统的低速控制点一般为40km/h，也就是说车速低于40km/h时巡航系统不工作。设定巡航速度的方法是：第一，开启巡航控制系统，按下CRUISEON-OFF按钮，踩下加速踏板，使车辆加速。第二，当车速达到人为设定值时，将巡航控制系统控制开关手柄置于SET/COAST方位并释放（图8-3），这时汽车便进入自动行驶状态，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。若驾驶员想加速，如需超越前方的车辆时，只要踩下加速踏板即可。超车完毕后，再抬起加速踏板，汽车便又恢复到已设定的巡航速度行驶。学习任务

巡航控制系统构造与检修

2）取消设定巡航速度

需取消已设定的巡航速度时，有几种方法可供选择：第一，将巡航控制系统控制开关手柄置于CANCEL方位并释放（图8-3）；第二，踩下制动踏板使汽车减速；第三，装备MT（手动变速器）的汽车，踩下离合器踏板即可；装备AT（自动变速器）的汽车，将换挡操纵杆置于空挡。

当汽车的行驶速度低于40km/h，则设定的巡航速度自动取消；而如汽车减速后车速比设定的巡航车速低时，巡航控制系统也将自动停止工作。

此外，汽车行驶时设定的巡航速度如不是由上述原因而自动取消，或仪表板上的巡航控制CRUISEON-OFF开关指示灯出现闪烁现象，则表明系统出现故障。学习任务

巡航控制系统构造与检修

3）设定装备AT（自动变速器）的汽车加速

将巡航控制系统操纵手柄置于RES/ACC方位并保持手柄不动（图8-3），此时车速将逐渐加快，当车速达到要重新设定的巡航速度时释放手柄。这种加速的方法与前面所述设定巡航速度的操作方法相比，所用的时间较长。

4）设定装备AT（自动变速器）的汽车减速

将巡航控制系统的操纵手柄置于SET/COAST的方位并保持手柄不动（图8-3），此时车速将逐渐减慢，当车速降至所要求的设定速度时释放操纵手柄。这种减速方法与踩制动踏板减速相比，减速度要小。

5）恢复到原来设定的巡航速度

将巡航控制系统操纵手柄置于RES/ACC方位（图8-3），汽车可恢复到原设定的速度做巡航行驶。除非车速已降至40km/h以下或低于设定速度的差值在16km/h以上时，巡航控制系统自动停止工作。学习任务

巡航控制系统构造与检修6．巡航控制系统使用注意事项

巡航控制系统在使用中应注意以下几个问题：

（1）为了让汽车获得最佳控制，遇交通拥堵的场合，或在雨、冰、雪等湿滑路面上行驶及遇上大风天气时，不要使用巡航控制系统。

（2）为了避免巡航控制系统误工作，在不使用巡航控制系统时，务必使巡航控制系统的控制开关（CRUISEON—OFF）处于关闭状态。

（3）若在陡坡上使用巡航控制系统时，则会引起发动机转速变化过大，所以此时最好不要使用巡航控制系统。下坡驾驶中，须避免将车辆加速。如果车辆的实际行驶速度较设定的正常行车速度高出太多，则可省略巡航控制装置，然后将变速器换成低挡，利用发动机制动使车速得到控制。学习任务

巡航控制系统构造与检修

（4）汽车巡航行驶时，对于装备MT（手动变速器）的汽车，切记不能在未踩下离合器踏板的前提下就将变速杆移置空挡，以免造成发动机转速骤然升高。

（5）使用巡航控制系统时，要注意观察仪表板上的指示灯“CRUISE”是否闪烁发亮，若闪烁则表明巡航控制系统是在故障状态。发现故障状态时，应停止使用巡航控制系统，待排除故障后再使用巡航控制。学习任务

巡航控制系统构造与检修

二、任务实施

1．巡航控制系统主要部件检修

1）巡航控制系统的路试检查

为确认巡航控制系统的工作是否正常，可进行路试检验。路试检验的项目和方法见表8-1。学习任务

巡航控制系统构造与检修

2）巡航控制系统的检修

在进行故障诊断之前，应先对执行机构的连接情况进行检查，检查执行机构与节气门的连接杆件是否变形或连接松动；巡航控制系统各连接导线是否有绝缘损坏、裸露或折断；巡航控制系统安装是否正确，插头是否连接可靠等。经确认上述外部部件都良好时，才能对巡航控制系统进行检修（以皇冠轿车为例）。

（1）主开关的检测。

①小心地将主开关撬出仪表板，断开主开关5针插头。

②导通性检查。按表8-2所示，检查开关在接通或断开位置时端子3、4之间的导通性。

③若连线端子间不导通，则应更换主开关。学习任务

巡航控制系统构造与检修

④电阻检查。测量主开关插接器中2、4端子电阻，电阻值如表8-3所示。学习任务

巡航控制系统构造与检修

（2）离合器开关检测。

①断开离合器开关上的插头。

②拆下离合器开关。

③按表8-4检查1、2端子间的导通性。

④如有必要，可更换开关或调节离合器踏板高度。学习任务

巡航控制系统构造与检修

（3）制动开关检测。

①断开制动开关上的4针插头。

②拆下制动开关。

③按表8-5检查各端子的导通性。

④如有必要，可更换开关或调节制动踏板高度。学习任务

巡航控制系统构造与检修

（4）执行器检测。

执行器的检查如图8-8所示。

①电磁离合器的检查。

电磁离合器应接通，用手应能平滑地转动执行器摇臂，当电源正极接执行器插接器5端子、负极接4端子时，电磁离合器应接通。图8-8执行器的检查a）执行器；b）执行插接器学习任务

巡航控制系统构造与检修

②电机的检查。

a．当电磁离合器接通时，6端子接电源正极、7端子接电源负极，摇臂可移动到开的位置。当摇臂全开到垂直位置，电机应断开，停止转动。

b．当电磁离合器接通时，6端子接电源正极、7端子接电源负极，摇臂可移动到关闭位置。当摇臂全