汽车巡航控制

1、汽车巡航控制系统,第一章 汽车电子巡航控制系统概述,汽车巡航控制系统(Cruise Control System , CCS)又称“巡航行驶装置”、“速度控制系统”、“自动驾驶系统”等。是一种利用电子控制技术保持汽车自动等速行驶的系统。,当汽车在高速公路上长时间行驶时，接通巡航控制主开关，设定希望的车速，巡航控制系统将根据汽车行驶阻力的变化，自动增大或减小节气门开度，使汽车按设定的车速等速行驶，驾驶员不必操纵加速踏板。,因此，巡航控制系统可以减轻驾驶员的疲劳。,由于巡航控制系统能够使汽车自动地以等速行驶，避免了驾驶员操纵加速踏板使汽车行驶车速反复变化的情况。,因而，使发动机的运行工况变化平稳，

2、改善了汽车的燃料经济性和发动机的排放性能。,另外，由于巡航控制系统工作时汽车等速行驶，当汽车巡航行驶时可以改善汽车的行驶平顺性，提高汽车的舒适性。,目前,不少车辆特别是高级轿车已把巡航控制系统作为配属设备或选配设备。例如日本皇冠、凌志、佳美、美国纽约人、别克、凯迪拉克、德国奔驰、宝马、我国广州本田雅阁、上海通用别克等车均装有巡航控制系统。,1.1 巡航控制系统的发展历程,汽车巡航控制系统的发展始于20世纪60年代，经历了机械巡航控制系统、晶体管巡航控制系统、模拟微型计算机巡航控制系统和数字微型计算机巡航控制系统四个发展阶段。,自80年代初开始，数字微型计算机巡航控制系统得到广泛应用。,数字微型

3、计算机巡航控制系统的控制过程如下图所示。,驾驶员操纵巡航控制开关，将车速设定、减速、恢复、加速、取消等命令输入计算机。,当驾驶员通过巡航控制开关输入了设定命令时，计算机便记忆此时车速传感器输入计算机的车速，并按该车速对汽车进行等速行驶控制。,汽车在巡航行驶过程中，不断通过比较电路将实际车速与设定车速进行比较，计算出实际车速与设定车速的差值；,然后通过补偿电路输出对执行部件的命令，执行部件控制发动机节气门开大或关小，使实际车速接近设定车速。,巡航控制系统的控制过程,分类,目前,CCS大多分为两大类,一是电子式巡航 控制系统,二是电控真空控制式巡航控制系 统。前者主要由指令开关、车速传感器、电 子

4、控制器和油门执行器4部分组成。后者一般 由控制开关、真空系统和控制电路等组成。,基本功能,车速设定： 按下车速调置开关,存储该时间的行驶速度,并保持这一速度行驶。 消除功能：踩下制动踏板,设定功能立即消失,但调置速度继续存储。 恢复功能：按下恢复开关,即恢复原来存储的车速。 滑行功能：继续按下开关减速,以离开开关时的速度作巡航行驶。 加速功能：继续按下开关加速,以不操纵开关时的车速进入巡航行驶。 速度微调升高功能：以巡航速度行驶,操纵开关以ON-OFF方式变换时,车速稍稍上升。,故障保险功能,低速自动消除功能：车速小于40km/h时,存储的车速消失,且不能再恢复此速度。 制动踏板消除功能：制动

5、踏板上装有两种开关,一种用于消除计算机的信号,另一种直接使执行元件工作停止。 各种消除开关：除了利用制动踏板的消除功能外,还有驻车制动、离合器、调速杆等操作开关的消除功能。,优点,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,汽车以一定速度行驶可减少驾驶员的负担,使其可轻松地驾驶。 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,巡航行驶可节省燃料15%,这是因为汽车巡航行驶时的燃料供给与发动机功率之间处于最佳配合状态,同时有害气体的排放量也大大减少。 保持汽车车速的稳定。无论是在上坡、下坡、平路或是在风速变化的情况下行驶,

6、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。,1.2 基本组成与原理,巡航控制系统由巡航控制开关、传感器、巡航控制ECU、执行器等组成。,CCS是一个典型的闭环控制系统。电子控制式CCS的控制原理如下页图片所示。输入CCSECU的信号有2个: 一个是驾驶员根据行驶条件,通过巡航开关设定的巡航车速指令信号; 另一个是车速传感器传送的实际车速反馈信号。,巡航控制开关和传感器将信号送至ECU，ECU根据这些信号计算出节气门的合理开度，并给执行器发出信号，调节节气门的开度，保持汽车按设定的车速等速行驶。,巡航控制开关,巡航控制开关一般采用手柄式开关，安装于转向盘下方，如下图所示。也有的采用按

7、键式开关，装在转向盘上。,(a) 凌志LS400 (b) 丰田佳美,以丰田车系为例，巡航控制开关包括主开关(MAIN)、设定/减速开关(SET/COAST)、恢复/加速开关(RES/ACC)和取消开关(CANCEL) 。,1. 主开关,主开关(MAIN)是巡航控制系统的主电源开关，位于巡航控制开关的端部，为按键式开关。,按下主开关，电源接通；再按一次主开关，电源断开。,当主开关接通时，如将点火开关关闭，主开关也关闭。,当再次接通点火开关时，巡航主 开关并不接通，而保持关闭。,凌志LS400,2. 控制开关,手柄式巡航控制开关一般由设定/减速开关、恢复/加速开关和取消开关组成。,该开关为自动回位

8、型。当向下推控制开关时(图中方向C)，设定/减速开关接通，放松控制开关时，开关自动回到原始位置；,当向上推控制开关时(图中方向B)，恢复/加速开关接通；当向后拉控制开关时，取消开关接通(图中方向D)。,3. 退出巡航控制开关,退出巡航控制开关是指开关接通后能使巡航系统自动退出工作的开关。,退出巡航控制开关除取消开关外，还包括制动灯开关、驻车制动开关、离合器开关(手动变速器)和空挡启动开关(自动变速器)。,(1) 制动灯开关,制动灯开关由常闭和常开两个开关组成，如下图所示。,同时，电源电压经开关A加在巡航控制ECU上，将制动信号输入巡航控制ECU，巡航控制ECU取消巡航控制系统的控制，巡航系统停

9、止工作。,开关B为常闭开关，当踏下制动踏板时，开关B断开，直接切断巡航控制ECU对巡航控制执行器的控制电路，确保巡航系统停止工作。,开关A为常开开关，踏下制动踏板时开关闭合，将制动灯的电源电路接通，制动灯点亮。,丰田Cressida真空驱动执行器,制动灯开关电路,丰田陆地巡洋舰电动机驱动型执行器,(2) 驻车制动开关,当使用驻车制动器时，驻车制动器开关接通，将驻车制动信号送至巡航控制ECU，巡航控制ECU将取消巡航系统的工作。同时，驻车制动灯点亮。,(3) 离合器开关,对于装有手动变速器的汽车，当踏下离合器踏板时，离合器开关接通，将取消信号送至巡航控制ECU，巡航控制ECU将取消巡航控制系统的

10、工作。,(4) 空挡启动开关,对于装有自动变速器的汽车，当将变速杆移至N(空挡)位时，空挡启动开关接通，将取消信号送至巡航控制ECU，巡航控制ECU将取消巡航控制系统的工作。,传感器,1. 车速传感器,车速传感器的类型有电磁式、霍尔式、光电式、舌簧开关式等。,车速传感器信号可同时用于发动机控制、自动变速器控制和巡航控制等。,对于巡航控制系统而言，车速传感器信号的作用是巡航控制ECU用于巡航车速的设定及将实际车速与设定车速进行比较，以便实现等速控制。,2. 节气门位置传感器,节气门位置传感器一般为线性输出型。节气门位置传感器信号可同时用于发动机控制、自动变速器控制和巡航控制等。,对于巡航控制系统

11、而言，节气门位置传感器信号的作用是巡航控制ECU用于计算输出与节气门开度的关系，以确定输出量的大小。,3. 节气门控制摇臂传感器,节气门控制摇臂传感器可对巡航控制ECU提供节气门摇臂位置信号。,节气门摇臂位置传感器为电位计式，该信号的作用是巡航控制ECU根据节气门摇臂位置信号对节气门进行控制。,巡航控制ECU,巡航控制ECU接收来自巡航控制开关、车速传感器信号和其他的开关信号，按照存储的程序对巡航系统进行控制。,巡航控制ECU有以下控制功能：,1. 记忆设定车速功能,当主开关接通，车辆在巡航控制车速范围内(一般为40km/h到200km/h)行驶时，操作设定/减速(SET/COAST)开关可以

12、设定巡航车速。,ECU将设定的车速存储在存储器内，并将按设定车速控制汽车等速行驶。,2. 等速控制功能,ECU将实际车速与设定车速进行比较，确定节气门是否应该开大或关小，并根据实际车速与设定车速的差值，计算出节气门开大或关小的量；,然后对执行器进行控制，保证汽车按设定车速等速行驶。,3. 设定车速调整功能,当汽车以巡航控制模式行驶时，如果需要使设定车速提高或降低，则只要操作恢复/加速或设定/减速开关，就可以使设定车速改变，巡航控制ECU将记忆改变后的设定车速，并按新的设定车速进行巡航行驶。,4. 取消和恢复功能,当汽车以巡航控制模式行驶时，如果接通取消开关或接通任何一个其他的退出巡航控制开关，

13、巡航控制ECU将控制执行器使巡航控制取消。,取消巡航控制以后，要想重新按巡航控制模式行驶，只要操作恢复/加速开关，巡航控制ECU即可恢复原来的巡航控制行驶。,5. 车速下限控制功能,车速下限是巡航控制所能设定的最低车速。不同的车型稍有不同，一般为40km/h。车速低于40km/h时，巡航车速不能被设定，巡航系统不能工作。,当巡航行驶时，如果车速降至40km/h以下，则巡航控制将自动取消，且巡航ECU存储器内存储的设定车速将被清除。,6. 车速上限控制功能,车速上限是巡航控制所能设定的最高车速，一般为200km/h。车速超过该数值，巡航控制车速不能被设定。,汽车在巡航控制模式行驶时，如果操作加速

14、开关，车速也不能加速至200km/h以上。,7. 安全电磁离合器控制功能,当汽车以巡航控制模式行驶时，如果因为下坡汽车车速高于设定车速15km/h，则巡航控制ECU将切断巡航控制系统的安全电磁离合器使车速降低。,当车速降低至比设定车速高出不足10km/h时，安全电磁离合器再次接通，恢复巡航控制。,8. 自动取消功能,当汽车以巡航控制模式行驶时，若出现执行器驱动电流过大，伺服电动机始终朝节气门打开的方向旋转时，则巡航控制ECU存储器内存储的设定车速将被清除，巡航控制模式将被取消，主开关同时关闭。,此外，当巡航控制ECU诊断出系统有故障时，将会使巡航系统自动停止工作。,9. 自动变速器控制功能,当

15、具有自动变速器的汽车以巡航控制模式行驶时，如上坡时变速器在超速挡，车速降至比设定车速低4km/h以上时，巡航控制ECU将超速挡取消信号送至自动变速器ECU，取消自动变速器超速挡。,当车速升至比设定车速低2km/h时，巡航控制ECU将超速挡恢复信号送至自动变速器ECU，恢复自动变速器超速挡。,10. 诊断功能,如果巡航控制系统发生故障，巡航控制ECU的自诊断系统能够诊断出故障，并使仪表板上的巡航指示灯闪烁，以便提醒驾驶员。,同时，巡航控制ECU将故障码存储在存储器内。,通过巡航控制指示灯的闪烁或使用故障诊断仪可以读取故障码。,执行器,巡航控制系统的执行器由ECU控制，根据ECU的控制信号控制节气

16、门的开度，以保持车速恒定。巡航控制系统执行器有真空驱动型和电动机驱动型两种。,1. 真空驱动型执行器,真空驱动型执行器依靠真空力驱动节气门。,真空源有两种取得方式，一种是仅从发动机进气歧管取得；另一种是从发动机进气歧管和真空泵取得，如下图所示。,当进气歧管真空度较低时，真空泵参与工作，提高真空度。,真空驱动型执行器主要由控制阀、释放阀、两个电磁线圈、膜片、回位弹簧和空气滤清器等组成。,(a)从进气歧管取得真空源 (b)从进气歧管和真空泵取得真空源,(1) 控制阀,控制阀用来控制膜片后方的真空度，以改变膜片的位置，从而控制节气门，如下图所示。,当ECU给控制阀电磁线圈通电时，与大气相通的空气通道

17、关闭，与进气歧管相通的真空通道打开，执行器内的真空度增加，膜片左移将弹簧压缩，与膜片相连的拉杆将节气门开大。,(a)控制线圈通电,控制线圈断电,当控制阀电磁线圈断电时，与进气歧管相通的真空通道关闭，与大气相通的空气通道打开，空气进入执行器，膜片右移，节气门关小。,ECU通过占空比信号控制电磁线圈的通电与断电，通过改变占空比控制执行器内的真空度，从而控制节气门的开度。,(2) 释放阀,释放阀的作用是取消巡航控制时，使空气迅速进入执行器将巡航控制立即取消。,释放阀的工作原理如下图所示。,(a)释放阀的结构 (b)释放阀的工作原理,巡航系统工作时，释放阀电磁线圈中有电流通过，与大气相通的空气通道关闭

18、，由控制阀控制执行器内的真空度，从而控制节气门的开度，保持汽车等速行驶。,取消巡航控制时，巡航控制ECU使控制阀电磁线圈断电，控制阀与大气相通的空气通道打开，释放阀电磁线圈也断电，与大气相通的空气通道也打开，让空气迅速进入执行器，使巡航控制立即取消。,(3) 真空泵,真空泵由电动机、连杆、膜片和3个单向阀等组成，如下图所示。,真空泵的作用是在进气歧管真空度较低时为巡航系统执行器提供真空源。,真空泵的结构,真空泵的工作原理,真空泵的工作原理如下图所示，当进气歧管真空度较高时，单向阀A被打开，由发动机进气歧管向执行器提供真空源，真空泵不工作。,真空泵的工作原理,当进气歧管真空度较低时，真空控制开关

19、检测到真空泵进气室的真空度变化，并将信号送至巡航控制ECU；,巡航控制ECU接通真空泵电源，真空泵电动机转动，带动膜片上下往复运动。,当膜片向下运动时，膜片上方产生真空，将单向阀B打开，为执行器提供真空源，单向阀A和C关闭；,当膜片向上运动时，单向阀B关闭，单向阀C打开，将空气排入大气。,2. 电动机驱动型执行器,电动机驱动型执行器由电动机、传动机构、电磁离合器和电位器等组成，结构如下图所示。,1驱动电动机； 2、14电位计；3、15电位计主动齿轮； 4电路板； 5、17蜗轮及电磁离合器； 6、18离合器片；7滑环； 8、21主减速器；9、19控制臂；10杆B； 13杆A； 11、12限位开关

20、；16蜗杆； 20电动机,巡航控制ECU控制电动机的工作，使电动机顺时针或逆时针旋转，从而改变节气门的开度。,当ECU控制电动机工作时，电动机轴上的蜗杆16带动电磁离合器17(5)外圆上的蜗轮旋转。,蜗轮通过电磁离合器带动小齿轮旋转，小齿轮带动主减速器齿扇21(8)转动。,齿扇通过齿扇轴带动控制臂19(9)转动，控制臂上的销轴通过拉索使节气门开大或关小。,为了防止节气门完全打开或完全关闭后电动机继续转动，电动机安装了两个限位开关11和12，用于控制电动机的转动。,(a)电磁离合器结构,1驱动电动机；2蜗轮及电磁离合器；3离合器片；4节气门拉索轴；5控制臂；6齿扇,电磁离合器及控制电路如图所示,

21、(b)电路,电磁离合器用于接通或断开电动机与节气门拉索之间的联系。,当巡航控制ECU给执行器发出控制信号时，电磁离合器2和3接合；,电动机通过蜗杆蜗轮传动和电磁离合器及齿轮和主减速器齿扇6的啮合带动控制臂5转动，通过销轴拉动拉索使节气门旋转。,若取消巡航控制，则ECU使电磁离合器断电分离，节气门不受电动机控制。,(a) 电位器 (b) 电位器电路,电位器及其电路如下图所示：,当电动机带动主减速器齿扇转动改变节气门的开度时，主减速器齿扇轴同时带动电位器主动齿轮旋转；,然后电位器主动齿轮通过从动齿轮带动电位器内的滑动臂转动，电位器就可以产生节气门控制臂位置信号。,当对巡航控制系统进行巡航车速设定时

22、，电位器将节气门控制臂信号送至巡航控制ECU；,ECU将此数据存储于存储器内，行车中ECU以此数据作为参照控制节气门控制臂，使实际车速与设定车速相符。,1.3 巡航控制系统的使用,巡航控制系统可以减轻驾驶员的疲劳，改善汽车的燃料经济性和发动机的排放性能，改善汽车的行驶平顺性，提高汽车的舒适性。,但是，巡航控制系统如果使用不当，不仅不能充分发挥巡航系统的作用，还可能损坏巡航系统，甚至危害汽车行驶安全。,因此，使用巡航系统时应注意按正确的使用方法进行操作。,巡航控制系统的使用包括设定巡航车速、增加或降低巡航设定车速、取消巡航控制及取消巡航控制后的恢复巡航行驶。,巡航控制系统的使用方法,1. 设定巡

23、航车速,巡航系统工作时的最低车速一般为40km/h，这是为了防止汽车转弯时，由于巡航行驶而发生危险。,设定巡航车速的方法是：按下巡航控制主开关，踏下加速踏板使汽车加速。,当达到希望的车速时(必须高于巡航系统工作时的最低车速)，将巡航控制开关推至设定/减速位置后放松；,开关放松时的车速即被巡航控制ECU记忆为设定车速，巡航系统开始工作。此时驾驶员可以放松加速踏板，巡航系统控制节气门按设定车速等速行驶。,2. 加速,当汽车巡航行驶时，如果要使巡航设定车速提高，应将巡航控制开关置于恢复/加速位置保持不动，汽车将逐渐加速。,当汽车加速至所希望的车速时，放松巡航控制开关，汽车将按新的较高的设定车速等速行

24、驶。,当汽车巡航行驶时，如果需要使汽车临时加速(如超车)，则只需踏下加速踏板汽车即可加速，放松加速踏板后，汽车仍按原来设定的车速巡航行驶。,3. 减速,当汽车巡航行驶时，如果要使巡航设定车速降低，应将巡航控制开关置于设定/减速位置保持不动，汽车将逐渐减速。,当汽车减速至所希望的车速时，放松巡航控制开关，汽车将按新的较低的设定车速等速行驶。,4. 点动升速和点动降速,当汽车以巡航控制模式行驶时，如果需要对巡航设定车速进行微调时，只要点动一次恢复/加速开关(接通恢复加速开关后立即放松开关，时间不超过0.6s)，巡航设定车速就升高约1.6km/h；,只要点动一次设定/减速开关，车速就降低约1 .6k

25、m/h。,5. 取消巡航控制,取消巡航控制有几种方式可以选择：,一是将巡航控制开关的取消开关接通然后释放；,二是踏下制动踏板；,三是对于装有手动变速器的汽车可以踏下离合器踏板；,四是对于装有自动变速器的汽车可以将变速杆置于空 挡位置。,6. 恢复巡航行驶,如果通过操作退出巡航控制开关中的任何一个开关使巡航控制取消，要恢复巡航行驶，只要将恢复/加速开关接通然后放松开关，汽车将恢复原来巡航行驶。,但如果车速已降低至40km/h以下 ，或实际车速低于设定车速16km/h 以上，ECU将不能恢复巡航行驶。,调速过程,调速过程,巡航车速指令信号和实际车速反馈信号输入CCS ECU后,CCS ECU的比较

26、器A经过比较运算得到两个信号之差(误差信号)。对误差信号进行比例运算和积分运算后,经过放大处理就可得到节气门开度控制信号。 CCS ECU将控制指令发送给执行机构,执行机构驱动节气门拉索调节发动机节气门开度。当实际车速低于驾驶员设定的巡航车速时,CCS ECU向执行机构发出增大节气门开度的指令,使实际车速升高到巡航车速。 反之,CCS ECU发出减小节气门开度的指令,使实际车速降低到巡航车速,从而实现恒速控制,即实现巡航控制。,车速控制方式,CCS ECU作为CCS的控制核心,一般可采用很多控制理论。比例-积分计算法(Proportion and Integral Calculus) 也是一种

27、常用的控制算法。比例-积分计算法进行控制,称之为PI控制方式。 比较器A运算得到的误差信号经过比例运算电路KP线性放大后,输出的信号将正比于误差信号; 积分运算放大电路KI设置有一条斜率可调的输出控制线,用来在短时间内将车速误差调节到趋近于零的很小范围。 根据控制线控制的巡航车速与节气门开度之间的关系见下页图片。节气门控制信号则由比例运算电路和积分运算电路输出信号叠加而成。,当汽车在平坦路面上以设定的巡航车速vo行驶时,设节气门开度为o。如果此时CCS ECU向执行机构发出指令使节气门开度保持不变,则汽车将以vo行驶，但当车辆上坡行驶时,由于坡道阻力增加使车速降低到vd,不能以vo行驶,实际车

28、速比巡航车速vo低，CCS ECU必须向执行机构发出指令使节气门开度增大,即节气门旋转角度增大，才能使车速接近于vo。同理,当车辆下坡行驶时,实际车速将比巡航车速vo高， 节气门旋转角度将减小。,使用CCS时,要注意观察仪表板CRUISE 指示灯是否闪亮,若闪亮,则表明CCS处于故障状态。发现系统故障时,应停止使用CCS,待排除故障后再使用。 ECU是CCS的中枢,对电磁环境、湿度及机械振动等有较高的要求,使用时应注意:保持汽车发电机及其电压调节器处于良好技术状态;保证蓄电池与发电机、车体的良好连接;保持ECU电源接插件接线正确、连接可靠;注意防潮、防振、防磁、防污染。 其它等等。,1.4 使

29、用注意事项,(1) 为了保证行车安全，在交通繁忙的道路上或遇到雨、雾、雪天气时，不要使用巡航控制系统。,(2) 为了避免巡航控制系统误工作影响驾驶安全，在不使用巡航控制系统时，应将巡航控制系统的主开关关闭。,(3) 使用巡航控制系统时要注意观察仪表板上的巡航(CRUISE)指示灯是否闪亮。,若闪亮说明巡航系统有故障，巡航控制ECU将自动停止巡航系统的工作，应待故障排除后再使用巡航控制系统。,(4) 在较陡的坡道上行驶时，不宜使用巡航控制系统。,因为较大的坡度会引起发动机的转速变化过大，不利于发动机的正常工作。,如果在巡航行驶时遇到较陡的下坡，汽车车速会高出设定车速许多，此时可首先踏下制动踏板使

30、汽车减速；,同时也取消了巡航控制，然后将变速器换入低挡，利用发动机的运转阻力控制汽车车速。,(5) 巡航控制ECU与汽车上的其他控制系统的ECU一样，对于电磁环境、湿度和机械振动等有较高的要求，使用应注意以下事项：, 保持汽车发电机及其电压调节器处于良好的技术状态，为ECU提供稳定的电源电压。,如果电源电压波动较大，将影响ECU的工作，甚至损坏ECU。因此，要经常检查发电机及其电压调节器的工作状态，如果有故障应及时排除。, 保持蓄电池的可靠连接。,因为蓄电池能够吸收瞬时脉冲电压，如果蓄电池断开连接，系统内的瞬时脉冲电压就会加到ECU上使其损坏。,因此，要经常检查蓄电池的连接情况，蓄电池负极电缆

31、的搭铁位置不得随意改动。, 在点火开关处于接通位置时，不要拆装系统中的电器元件和线束插接器。,若必须拆装系统中的电器元件和线束插接器时，则应先关闭点火开关。, 在对ECU插接器进行维修时，应保持ECU插接器内的电源线路的接线正确，连接可靠。, 用充电机对车上的蓄电池充电时，要拆下蓄电池电缆线后进行，不可用充电机启动发动机。, 在车上进行电焊时，应将ECU插接器拔下后进行。, 注意ECU的防潮、防振、防磁、防污染、防高温。,ECU通常安装在车辆干燥清洁处，其外壳应保持可靠固定，注意防水、油进入ECU内部。,ECU存放时，注意防潮、防尘。ECU的屏蔽罩应保证牢固，不可松脱变形，不可在屏蔽罩上打孔、

32、安装螺钉。,当对汽车进行烤漆作业时，应视情况将ECU从车上拆下。,1.5 巡航控制系统的故障诊断与检修,当巡航控制系统发生故障时，首先应进行直观检查。检查巡航控制系统的线束及插接器是否完好，部件是否丢失或损坏等。,直观检查后一般应进行故障自诊断，其内容包括巡航控制系统状态指示的检查、读取故障码、输入信号检查、取消信号检查等。,在进行故障自诊断时，如果读取到故障码，应进行故障码诊断，以进一步确定故障部位；如果没有读取到故障码，可按照故障征兆进行故障诊断。,当确定故障的具体部位后，对有故障的电路或部件进行修理或更换。,下面以凌志LS400汽车为例，介绍巡航控制系统的故障诊断与检修方法。,1.5.1

33、 凌志LS400汽车巡航控制系统简介,凌志LS400汽车巡航控制系统为数字微型计算机控制型，巡航控制开关为手柄型，执行器为电动机驱动型。,凌志LS400汽车巡航控制系统部件位置如下页图所示，电路图如下页图所示，巡航控制ECU插接器端子如下页图所示，插接器端子名称见下页。,巡航控制系统部件位置,巡航控制系统电路,巡航控制ECU插接器,1.5.2 故障自诊断,1. 巡航控制系统状态指示的检查,仪表板上的CRUISE指示灯的闪烁情况可以指示巡航控制系统的状态。,巡航控制系统状态指示的检查步骤如下：,(1) 接通点火开关。,(2) 接通巡航控制主开关，巡航指示灯应点亮；关闭巡航控制主开关，巡航控制指示

34、灯应熄灭。,若指示灯不亮，应检查指示灯和指示灯电路。,(3) 如果巡航控制ECU诊断出系统有故障时，巡航指示灯将闪烁5次，每次闪烁指示灯亮0.5s，灭1.5s，并且ECU将故障码存储在存储器内。,2. 读取故障码,(1) 接通点火开关。,(2) 用跨接线将诊断座TDCL(如下图所示)的端子Tc与端子E1短接。,诊断座TDCL,(3) 根据仪表板上的CRUISE指示灯的闪烁情况读取故障码。,故障码为两位数，指示灯首先闪烁故障码的十位数，指示灯点亮、熄灭的间隔为0.5s，显示完十位数后，间隔1.5s后闪烁个位数，个位数的显示方式与十位数相同。,如果有多个故障码，故障码将按从小到大的顺序依次显示。,

35、故障灯的电压波形如下图所示。,(4) 如果系统没有存储故障码，则巡航指示灯将以点亮0.25s、熄灭0.25s的方式持续闪烁。,(5) 故障码的含义见下表。,(6) 完成检查后，拆下Tc与E1端子之间的跨接线，关闭点火开关。,凌志LS400巡航控制系统故障码的含义,3. 清除故障码,排除故障后，关闭点火开关，拆下位于发动机室的熔断器/继电器盒内的“DOME”熔断器10s以上，即可清除故障码。,装上熔断器，重新读取故障码，应显示正常代码。,4. 输入信号检查,输入信号包括巡航控制开关信号、制动灯信号、驻车制动信号和空挡启动开关信号等。,输入信号检查的目的是确认各输入信号是否正常地输入巡航控制ECU

36、。,方法是在巡航控制系统进入输入信号检查模式后，通过操作输入信号开关或在汽车行驶时使相应输入信号进入巡航控制ECU，如ECU收到相应的信号，将通过巡航指示灯闪烁输出相应的代码，确认接收到该输入信号。,如果巡航指示灯没有输出相应的代码，表明ECU没有接收到相应的输入信号，说明信号输入装置或其电路有故障。,进入输入信号检查模式的步骤如下：,(1) 接通点火开关，将巡航控制开关置于设定/减速位置保持不动，接通巡航控制主开关，巡航指示灯应反复闪烁。,(2) 放松巡航控制开关使设定/减速开关关闭，按下表的操作方法进行检查。,(3) 根据巡航指示灯的闪烁读取代码，见下表。,当两个以上的信号输入ECU时，只

37、显示最小的代码。,(4) 要退出输入信号检查模式，关闭巡航控制主开关。,巡航控制系统输入信号的检查,5. 取消信号检查,如果正在进行巡航行驶的汽车其巡航行驶被不正常地自动取消，可能是某个取消开关或电路出现了故障。,通过取消信号检查，可确定发生故障的开关及其电路。对于间歇性故障，可通过路试的方式使故障再现。,一旦故障发生，导致故障的取消信号将储存在巡航控制ECU的存储器内，通过取消信号检查，可以确定故障部位。,巡航控制系统ECU进入取消信号检查模式方法如下：,接通点火开关，将巡航控制开关置于取消位置保持不动，接通巡航控制主开关，巡航控制ECU即进入取消信号检查模式。,读取仪表板上的巡航指示灯闪烁

38、的诊断码，见下表。,巡航控制系统取消信号检查,指示灯显示的代码即为取消巡航控制系统工作的取消信号代码，即发生故障的取消开关的代码。,要退出取消信号检查诊断模式，关闭巡航主开关即可。,需要指出的是，当驾驶员通过操纵某一取消开关停止巡航控制系统的工作时，代表相应取消信号的代码同样会存储在巡航控制ECU内。,因此，上页表中的代码不能理解为故障码。,1.5.3 巡航控制系统的故障检查排除方法,1.故障现象与故障部位的对应关系 2.驱动电动机电路的检修 3.安全电磁离合器电路的检修 4.位置传感器电路的检修 5.车速传感器电路的检修 6.主控开关电路的检查 7.停车灯开关电路的检查 8.节气门控制摇臂拉

39、索的检查,1.故障现象与故障部位的对应关系,若在诊断代码的检查中显示正常代码，但仍然出现（重现）故障，则应按故障现象与检查部位表给出的顺序检查对应的部位，代码数字小的优先检查。 检查更换巡航控制的电控单元应放在最后。,2.驱动电动机电路的检修,驱动电动机的检查流程,检查驱动电动机,更换驱动电动机,检查电控单元位置传感 器之间的连线和连接器,修理或更换配 线及连接器,检查下一步,正常：Y 不正常：N,Y,Y,N,N,检修流程,驱动电动机电路的检查方法: （1）脱开电动机与电控单元之间的导线。 （2）将蓄电池的正极接到连接器端子5，蓄电池的负极接到连接器端子4，使安全电磁离合器通电。 （3）将蓄电

40、池电压加到其余的每两个端子之间时，电动机应转动、控制摇臂应摆动，且摆动平稳。 （4）驱动电动机转动使控制摇臂摆动到加速侧或减速侧的限位点时，电动机应停止转动、控制摇臂应停止摆动。,检查方法,3.安全电磁离合器电路的检修,安全电磁离合器电路的检查流程,检查巡航控制电控单元配线连接 器的端子与车身之间的导通情况,检查和修理电控单元和安全电磁离合器 制动灯开关之间的配线及连接器,检查下一步,Y,Y,N,N,检查安全电磁离合器,检查制动开关,更换制动开关,更换安全电磁离合器,N,Y,检修流程,（1）测量安全电磁离合器的线圈电阻值是否正常。 （2）检查节气门控制摇臂的情况。 （3）检查制动灯开关。,安全

41、电磁离合器电路的检修方法,3.安全电磁离合器电路的检修,检查方法,检查节气门控制臂,检查制动灯开关,4.位置传感器电路的检修,位置传感器电路的检查流程,检查连接器的传感器（电位器）的中间 滑动端，与电控单元的接地之间的电压 （在不脱开连接器的状态下）,检查或更换电控单元,检查下一步,Y,Y,N,N,检查位置传感器,检查电控单元与位置传 感器之间的连线和连接器,更换配线及连接器,更换配线及连接器,N,Y,检修流程,位置传感器电路的检查方法,（1）保持连接器不脱开的状态: 将点火开关转到ON; 用手慢慢转动节气门控制摇臂的同时，用万用表直流电压挡测量位置传感器（电位器）的中间滑动端与电控单元接地之

42、 间的电压; 控制摇臂使节气门开度最大时，电压约为4.2 V，在开度最小时，电压约为1.1 V ; 当控制摇臂转动时，电压的变化应连续平稳。符合以上情况，位置传感器是好的，否则传感器已坏。,检查方法,位置传感器的电压检查,（2）脱开连接器: 用手慢慢转动节气门控制摇臂的同时，用万用表欧姆挡测量位置传感器（电位器）的中间滑动端与电控单元接地之间的电阻; 控制摇臂使节气门开度最大时，电阻约为1.8 k，在开度最小时，电阻约为530; 当控制摇臂转动时，电阻的变化应连续平稳。,检查方法,位置传感器的电阻检查,5.车速传感器电路的检修,车速传感器电路的检查流程,检查车速信号,进入下一步,检查车速表电路

43、,修理或更换配线、连接 器或组合仪表板总成,检查或更换电控单元,正常：Y 不正常：N,Y,Y,N,N,检修流程,车速传感器电路的检查方法:,（1）车速信号的检查，是在车速高于40 km/h时，打开巡航控制系统，巡航控制指示 灯闪烁，在车速低于40 km/h时，打开巡航控制系统，巡航控制指示灯保持一直亮，符合以上两个条件的，车速信号正常，否则为有故障。 （2）检查配线和仪表板等连接是否可靠。,检查方法,6.主控开关电路的检查,主控开关信号检查,进入下一步,检查主控开关,检查巡航控制电控单元与主 控开关之间的配线和连接器,检查或更换电控单元,Y,Y,N,N,主控开关电路的检查流程,Y,更换主控开关

44、,更换配线和连接器,N,正常：Y 不正常：N,检修流程,主控开关电路的检查方法:,（1）各个主控开关的信号检查:分别接通SET/COAST，RES/ACC和CANCEL开关，在开关接通时，注意观察仪表板上的巡航控制指示灯的闪烁形式。 （2）对主控开关的欧姆挡检查，主控开关内有三个不同阻值的电阻，可通过用万用表的欧姆挡检测连接器的端子3和4之间的电阻值，判断各个开关的好坏。拆下转向盘中心衬垫，脱开主控开关的连接器;测量主控开关接通时，端子3和4之间的电阻。,7.停车灯开关电路的检查,停车灯状况检查,进入下一步,检查停车灯开关,检查电控单元与停车灯开关 之间的配线和连接器,检查或更换电控单元,Y,

45、Y,N,N,停车开关电路的检查流程,Y,检查停车灯电路,更换配线和连接器,N,正常：Y 不正常：N,检修流程,检查停车灯电路的方法:,（1）检查停车灯的状态，踩下制动踏板，停车灯应亮。 （2）停车灯开关的信号检查，当踩下制动踏板时， 观察仪表板上的巡航控制指示灯的 闪烁形式，停车灯开关电路与电控单元联系正常时，巡航指示灯应闪烁6次。否则为有故障。 （3）检查停车灯电路与电控单元的配线和连接器，接触是否可靠。,检查方法,8.节气门控制摇臂拉索的检查,控制摇臂拉索与节气门的接头安装应正确； 拉索与节气门的动作应平稳;拉索松紧度应适中，拉索过松会使汽车上坡的车速损失过大，拉索过紧发动机怠速会升高。,

46、巡航控制系统故障诊断与排除顺序,当对巡航控制系统进行自诊断测试后，如读取到故障码，还要进一步进行故障码诊断，以确定故障的具体部位。,由于同一个故障码的产生可能有几个原因，因此在进行故障码诊断时，应按一定的顺序进行检查，数字小的项目优先检查(见下表)。,1.5.4 故障码诊断,在故障自诊断测试中，如果读取到故障码，应根据读取到的故障码进行故障码诊断，以进一步确定故障的具体部位。,1. 故障码11或13 执行器电动机电路故障,巡航控制执行器的电动机由巡航控制ECU通过占空比信号控制工作。ECU通过改变输出信号占空比实现节气门的开大或关小。如果输出到执行器电动机的占空比信号为100%，则故障码11将

47、设立。,故障码11还表示执行器电动机电路短路。,当执行器电动机工作时，如果位置传感器信号不变化，则故障码13将设立。,故障码11或13诊断步骤如下：,(1) 拔下巡航控制执行器电动机插接器，将蓄电池正极与执行器端子5连接，将蓄电池负极与执行器端子4连接，如右图所示，确认电磁离合器接合。,(2) 将蓄电池的正极与执行器端子6连接，负极与执行器端子7 连接，控制臂应平滑地转向节气门打开方向。,(3) 将蓄电池的正极与执行器端子7连接，负极与执行器端子6连接，控制臂应平滑地转向节气门关闭方向。,(4) 当控制臂转到节气门全开或全关的极限位置时，限位开关应使控制臂停止转动。,如果检查结果不是如上所述，

48、则应更换巡航控制执行器。,(5) 检查巡航控制ECU与执行器之间的导线，如果导线有故障，应进行修理。,当对巡航控制系统进行自诊断测试后，如读取到故障码，还要进一步进行故障码诊断，以确定故障的具体部位。,2. 故障码11或12 电磁离合器电路故障,2. 故障码11或12 电磁离合器电路故障,当巡航控制系统工作时，巡航控制ECU使巡航执行器内的电磁离合器通电接合。,如果巡航控制系统有故障，则电磁离合器不工作，执行器电动机与控制臂之间的联系将被切断。,故障码11表示电磁离合器电路短路，故障码12表示电磁离合器电路断路。,故障码11或12的诊断步骤如下：,(1) 拔下巡航执行器电动机插接器(电磁离合器

49、分离)，用手转动执行器控制臂，应能自由转动。,(2) 如右图所示，将蓄电池正极与执行器端子5连接，将蓄电池负极与执行器端子4连接(电磁离合器接合)；,用手转动执行器控制臂，应转不动；否则更换执行器。,(3) 拔下制动灯开关插接器，检测开关端子(如下图所示)之间的导通性。,放松制动踏板时，端子1与3之间应导通，踏下制动踏板时，端子2与4之间应导通。,(4) 检查制动灯开关与巡航控制ECU之间的导线、制动灯开关与执行器之间的导线、执行器与搭铁之间的导线的通断。,如果导线有故障，则进行修理。,3. 故障码13 位置传感器电路故障,位置传感器的作用是检测执行器控制臂的位置，并将位置信号送至巡航控制EC

50、U。,当ECU检测到不正常的位置传感器电压信号或当电动机工作而位置传感器信号不变化时，故障码13设立。,故障码13的诊断步骤如下：,(1) 拆下巡航控制ECU，保持线束插接器连接，接通点火开关。,用手慢慢将控制臂从加速侧转向减速侧时，检测巡航控制ECU线束侧插接器端子VR2与端子VR3之间的电压，如下图所示。,位置传感器电压的检查,(2) 控制臂在节气门全关位置，电压应为1.1V；在节气门全开位置，电压应为4.2V。,(3) 拔下执行器插接器，测量执行器端子1与3之间的电阻，电阻值应为2000 。,(4) 用手慢慢将控制臂从加速侧转向减速侧时，检测执行器端子2与3之间的电阻，电阻值应连续平稳地

51、增大；,控制臂在节气门全关位置时电阻值应为530 ，在节气门全开位置时电阻值应为1800 。否则更换执行器总成。,(5) 检查巡航控制ECU与执行器之间的导线和插接器，如果导线和插接器有故障，进行修理。,如果导线和插接器良好，更换巡航控制ECU。,4. 故障码21 车速传感器电路故障,车速传感器转子轴变速器输出轴驱动旋转。转子每转一圈，车速传感器发出20个信号脉冲给组合仪表。,组合仪表将该信号转换成4个脉冲的信号送给巡航控制ECU，巡航控制ECU依据此信号计算出车速。,当巡航控制ECU没有从组合仪表接收到该信号时，故障码21设立。,故障码21的诊断步骤如下：,(1) 进行输入信号检查，驾驶车辆

52、行驶，检查车速在低于和高于40km/h时巡航控制指示灯的工作情况。,(2) 当车速低于40km/h时，巡航指示灯应常亮；车速高于40km/h时，巡航指示灯应闪烁。,(3) 驾驶车辆行驶，检查车速表的工作情况。如果车速表不工作，排除车速表故障。,如果车速表工作良好，拆下组合仪表，保持组合仪表线束的连接。,(4) 接通点火开关，顶起汽车驱动轮，用手转动传动轴，检测组合仪表A插接器端子10(如下图所示)与搭铁之间的电压。,(5) 传动轴每转一转电压应在0至5V之间变化一次，如果没有电压或电压没有按上述变化，检查组合仪表电源。,如果电压如上所述，检查组合仪表与巡航控制ECU之间的导线。,(6) 如果车

53、速信号及导线良好，检查并更换巡航控制ECU。否则，修理组合仪表和导线。,当对巡航控制系统进行自诊断测试后，如读取到故障码，还要进一步进行故障码诊断，以确定故障的具体部位。,5. 故障码31、32或34 巡航控制开关电路故障,5. 故障码31、32或34 巡航控制开关电路故障,巡航控制开关电路的作用是将控制开关信号传送至ECU。,当恢复/加速信号一直输入ECU(巡航主开关接通)时，故障码31设立。,故障码32代表控制开关电路短路。,当巡航控制ECU同时收到设定/减速和恢复/加速信号时，故障码34设立。,故障码31、32或34的诊断步骤如下：,(1) 按7.4.2节所述的步骤进行“输入信号检查”，

54、接通设定/减速开关、恢复/加速开关和取消开关，读取巡航指示灯闪烁的代码。,(2) 当取消开关接通时应闪烁代码1，当设定/减速开关接通时应闪烁代码2，当恢复/加速开关接通时应闪烁代码3。,(3) 当关闭这些开关时，不应闪烁这些相应的代码。,若指示灯工作情况如上述，应按下表进行下一输入信号检查，否则进行下一步骤。,(4) 拆下转向盘衬垫，拔下巡航控制开关插接器(如下图所示)，检测端子3与端子4之间的电阻。,(5) 不向任何方向扳动巡航控制开关，使开关位于原始位置，检测的电阻值应为。,开关在恢复/加速位置，电阻值应为70；开关在设定/减速位置，电阻值应为200；开关在取消位置，电阻值应为420。,如

55、果电阻值正确，检查巡航控制开关线束。,如果电阻值不正确，进行下一步骤。,(6) 检查巡航控制ECU与巡航控制开关之间的线束。,如果线束有故障，修理或更换线束或插接器。,如果线束良好，更换巡航控制ECU。,1.5.5 故障征兆诊断,当对巡航系统进行故障自诊断测试时，如果没有读取到故障码，但巡航系统有故障征兆存在，应根据故障征兆进行故障诊断。,1. 故障征兆诊断表,同一个故障征兆有几种可能的原因，当对某一故障征兆进行故障诊断时，应按表中列出的顺序进行检查。,2. 制动灯开关电路检查,当踏下制动踏板时，制动信号送至巡航控制ECU，巡航控制ECU接收到制动信号后，取消巡航控制系统的工作。另外，当踏下制

56、动踏板时，制动灯开关将安全电磁离合器的电路切断，使巡航系统停止工作。,即使制动信号电路有故障，制动灯开关电路也可以提供失效-安全保护，保证取消功能正常。,1) 检查制动灯电路,踏下制动踏板，确认制动灯点亮；放松制动踏板，确认制动灯熄灭。否则检查制动灯电路。,2) 检查输入信号,(1) 接通点火开关，将巡航控制开关置于设定/减速位置保持不动，接通巡航控制主开关，巡航指示灯应反复闪烁。,(2) 放松巡航控制开关使设定/减速开关关闭，踏下制动踏板，巡航控制指示灯应闪烁6次，否则说明制动输入信号有故障。,3) 检查线束,检查巡航控制ECU与制动灯开关之间的线束，如果线束有故障，进行修理或更换，否则检查

57、并更换巡航控制ECU。,3. 怠速开关电路检查,当怠速开关接通时，信号送至巡航控制ECU，巡航控制ECU利用该信号校正节气门位置传感器与执行器位置传感器信号的偏差，以保证巡航控制系统设定车速精确。如果怠速开关有故障，则会影响到发动机控制系统的工作。,1) 检查电压,(1) 拆下巡航控制ECU，保持线束连接，接通点火开关。,测量巡航控制ECU插接器端子IDL(如下图所示)与搭铁之间的电压。,(2) 节气门全关时电压值应为5V，节气门全开时电压值应为0V。,2) 检查节气门位置传感器,(1) 拆下进气导管，拔下节气门位置传感器插接器，测量节气门位置传感器端子1与2之间的电阻，如图所示。,(2) 节

58、气门全开时，电阻值应为无穷大；节气门全关时，电阻值应为0。否则更换节气门位置传感器。,3) 检查线束,检查巡航控制ECU与节气门位置传感器之间的线束及节气门位置传感器与搭铁之间的线束。,如果线束有故障，进行修理或更换，否则检查并更换巡航控制ECU。,4. 与电控变速器的通信电路的检查,为了减少变速器挡位在超速挡和3挡之间的频繁变换，使汽车行驶平稳，当电控变速器降挡时，巡航控制ECU发送一个信号至发动机/变速器ECU；当汽车以巡航模式上坡行驶时，发动机/变速器ECU将阻止变速器升挡。,巡航控制ECU的ECT端子(如下图所示)检测来自发动机/变速器的换挡信号。当巡航控制ECU接收到该信号后，如果汽

59、车在上坡行驶，巡航控制ECU发出一个信号至发动机/变速器ECU，切断超速挡和液力变矩器锁止离合器，使变速器的换挡次数减少，换挡点改变。,1) 检查超速挡的工作,启动发动机使其达到正常工作温度，驾驶汽车行驶。,当接通超速挡开关时，确认汽车能进入超速挡；当关闭超速挡开关时，确认汽车不能进入超速挡。否则检修电控变速器。,2) 检查超速挡信号电压,拆下巡航控制ECU，保持12端子插接器的连接，拔下10端子插接器，接通点火开关。检测线束侧10端子插接器端子OD(如所示)与搭铁之间的电压，电压值应为4V。,3) 检查电控变速器电压,(1) 关闭点火开关，重新连接巡航控制ECU插接器，启动发动机使其达到正常工作温度，驾驶汽车行驶。,接通和关闭超速挡开关，测量巡航控制ECU插接器端子ECT(如图所示)与搭铁之间的电压。,(2) 接通超速挡开关，电压值应为0V；关闭超速挡开关，应为蓄电池电压。,4) 检查ECT线束,检查巡航控制ECU插接器端子ECT与电控变速器电磁阀之间的线束。,如果线束有故障，进行修理或更换，否则更换巡航控制ECU。,5) 检查OD线束,检查巡航控制ECU插接器端子OD与发动机/变速器ECU线束插接器端子O/D1端子之间的线束。,如果线束有故障，进行修理