汽車電子控制技術(shù)：巡航控制系統(tǒng)

知識目標(biāo)：

1、了解巡航控制系統(tǒng)的組成、功能與工作原理；

2、熟悉巡航控制系統(tǒng)的使用方法；

3、了解巡航控制系統(tǒng)的故障碼及電路圖。

技能目標(biāo)：

1、掌握巡航控制系統(tǒng)故障碼的讀取和清除的方法；

2、掌握巡航控制系統(tǒng)故障自診斷的方法和步驟。

項(xiàng)目十一巡航控制系統(tǒng)巡航控制系統(tǒng)項(xiàng)目十一巡航控制系統(tǒng)活動(dòng)一概述活動(dòng)二巡航控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理巡航控制系統(tǒng)

一、巡航控制系統(tǒng)的作用和分類現(xiàn)代汽車經(jīng)常需要在高速公路上長時(shí)間奔馳，這時(shí)駕駛員的腳因一直踩在加速路板上而感到麻木，不但不好保持穩(wěn)定的行駛車速，而且很容易使駕駛員疲勞。因此，現(xiàn)在不少車輛上裝配了巡航控制系統(tǒng)（CCS，CruiseControlSystem），又叫速度控制系統(tǒng)，當(dāng)該系統(tǒng)工作時(shí)，駕駛員不用再去控制加速踏板，汽車也會按駕駛員所選定的速度勻速行駛，即使是上坡或下坡也一樣。

1、巡航控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)（1）提高汽車行駛時(shí)的舒適性：特別是在郊外或高速公路上行駛時(shí)，這種優(yōu)越性更為顯著。另外，當(dāng)汽車以一定的速度行駛時(shí)，減少了駕駛員的負(fù)擔(dān)，使其可以輕松地駕駛。（2）節(jié)省燃料，具有一定的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性：在同樣的行駛條件下，對一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的駕駛員來說，可節(jié)省燃料15%。這是因?yàn)樵谘埠娇刂茣r(shí)，汽車的燃料供給與發(fā)動(dòng)機(jī)功率之間處于最佳的配合狀態(tài)，并減少了廢氣的排放。（3）保持汽車車速的穩(wěn)定：汽車無論是在上坡、下坡、平路上行駛，或是在風(fēng)速變化的情況下行駛，只要在發(fā)動(dòng)機(jī)功率允許的范圍內(nèi)，汽車的行駛速度保持不變。項(xiàng)目十一巡航控制系統(tǒng)活動(dòng)一概述

2、巡航控制系統(tǒng)的分類根據(jù)控制節(jié)氣門的方式不同，巡航控制系統(tǒng)可以分為兩類：真空巡航控制系統(tǒng)；電子巡航控制系統(tǒng)。前者主要依賴于機(jī)械部件和轉(zhuǎn)動(dòng)零件，因而精度低、靈活性較差，所以現(xiàn)在已經(jīng)很少應(yīng)用；而電子控制系統(tǒng)則具有精度高的優(yōu)點(diǎn)，因而目前車速電子巡航控制系統(tǒng)得到廣泛的應(yīng)用。電子巡航控制系統(tǒng)根據(jù)執(zhí)行器的不同又可分為：真空驅(qū)動(dòng)型電子巡航控制系統(tǒng)：這種巡航控制只用于汽油車；馬達(dá)驅(qū)動(dòng)型電子巡航控制系統(tǒng)：這種巡航控制系統(tǒng)的應(yīng)用最為廣泛；電子油門控制型巡航控制系統(tǒng)：應(yīng)用范圍最窄，只用于配有電子油門發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車。項(xiàng)目十一巡航控制系統(tǒng)活動(dòng)一概述項(xiàng)目十一巡航控制系統(tǒng)活動(dòng)一概述二、巡航控制系統(tǒng)的操作巡航控制系統(tǒng)的操作主要通過總開關(guān)和控制開關(guān)來完成。總開關(guān)（CRUISEON-OFF）通常位于操縱手柄的頂端（本田-雅閣的巡航控制總開關(guān)位于儀表板左側(cè)，如圖11-1所示）。按下此開關(guān)時(shí)，儀表板上的巡航控制系統(tǒng)的CRUISEON-OFF指示燈亮，表示巡航控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)入運(yùn)行狀態(tài)；如再按一下，則開關(guān)彈起，指示燈熄滅，表示巡航控制系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)。巡航控制系統(tǒng)的控制開關(guān)一般位于方向盤下方（如圖11-2所示為本田雅閣轎車的巡航控制開關(guān)位置圖），它通常有五種工作模式：即設(shè)定、滑行、恢復(fù)（RES）、加速（ACCEL或ACC）和取消。操縱手柄朝下扳動(dòng)是巡航速度的設(shè)定開關(guān)（SET/COAST）；向上推則是巡航速度取消開關(guān)（CANCEL）；朝轉(zhuǎn)向盤方向扳起是恢復(fù)/加速開關(guān)（RES/ACC）。圖11-1雅閣巡航控制總開關(guān)圖11-2雅閣轎車的巡航控制開關(guān)位置項(xiàng)目十一巡航控制系統(tǒng)活動(dòng)一概述

1、設(shè)定巡航速度當(dāng)汽車的行駛路況良好，并能保持高速行駛時(shí)，就可以設(shè)定為巡航行駛，以減少駕駛員的疲勞。但是為了確保行車安全，巡航控制系統(tǒng)的低速控制點(diǎn)一般為4Okm/h，也就是說車速低于40km/h巡航系統(tǒng)不工作。設(shè)定巡航速度的具體步驟是：（1）按下CRUISEON-OFF按鈕，開啟巡航控制系統(tǒng)，此時(shí)巡航指示燈應(yīng)該點(diǎn)亮，踩下加速踏板，使車輛加速。（2）當(dāng)車速達(dá)到駕駛員希望的設(shè)定值時(shí)，將巡航控制系統(tǒng)手柄向SET/COAST方向按動(dòng)然后釋放，這就進(jìn)入了自動(dòng)行駛狀態(tài)，駕駛員可將加速踏板松開，巡航控制系統(tǒng)會根據(jù)汽車行駛時(shí)阻力的變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)節(jié)氣門的開度，使車速保持在設(shè)定的范圍內(nèi)。項(xiàng)目十一巡航控制系統(tǒng)活動(dòng)一概述

2、巡航行駛時(shí)的加速或減速若駕駛員想加速或減速時(shí)，一般可通過兩種方法實(shí)現(xiàn)：（1）用控制開關(guān)

①加速，向恢復(fù)/加速開關(guān)（RES/ACC）方向按動(dòng)控制開關(guān)，此時(shí)車速將逐漸增加；當(dāng)達(dá)到所想要的車速時(shí)，松開控制開關(guān)。

②減速，向設(shè)定開關(guān)（SET/COAST）方向按動(dòng)控制開關(guān)，此時(shí)車速將逐漸減?。划?dāng)達(dá)到所想要的車速時(shí)，松開控制開關(guān)。（2）用加速踏板

①加速，踩下加速踏板，使汽車加速；向設(shè)定開關(guān)（SET/COAST）方向按動(dòng)控制開關(guān)，在達(dá)到想要的車速時(shí)松開。②減速，踩下制動(dòng)踏板，使汽車減速；向設(shè)定開關(guān)（SET/COAST）方向按動(dòng)控制開關(guān)，在達(dá)到想要的車速時(shí)松開。項(xiàng)目十一巡航控制系統(tǒng)活動(dòng)一概述

3、取消巡航控制當(dāng)路況變壞，駕駛員需要自己駕駛汽車時(shí)，可通過以下任意一個(gè)方法取消巡航控制功能：（1）向CANCEL方向拉動(dòng)控制開關(guān)。（2）踩下制動(dòng)踏板。（3）踩下離合器踏板（對裝有手動(dòng)變速器的車輛）。（4）將換檔桿置于“N”位置（對于裝有自動(dòng)變速器的車輛）。（5）將駐車制動(dòng)器拉起少許。（6）車速降至40km/h以下時(shí)。（7）車速降至比設(shè)定車速低16km/h時(shí)。其中第一至第五種方法由駕駛員操作，而第六和第七種方法由巡航控制模塊跟據(jù)巡航行駛情況自動(dòng)執(zhí)行。項(xiàng)目十一巡航控制系統(tǒng)活動(dòng)一概述

4、恢復(fù)預(yù)設(shè)巡航車速如果預(yù)設(shè)巡航車速是用上述第一至第五種方法暫時(shí)取消，而且車速沒有降至40km/h以下時(shí)，只要接通恢復(fù)/加速開關(guān)（RES/ACC），系統(tǒng)就會恢復(fù)到預(yù)設(shè)巡航車速。但是如果駕駛員通過關(guān)閉主開關(guān)或出現(xiàn)上述第六種和第七種情況，則巡航預(yù)設(shè)車速將永久取消，如果駕駛員想使汽車巡航行駛，就必須重新設(shè)置。課后練習(xí)：

1、通過學(xué)習(xí)本活動(dòng)內(nèi)容，請說出巡航控制系統(tǒng)在汽車應(yīng)用中有哪些優(yōu)點(diǎn)？

2、巡航控制系統(tǒng)是如何進(jìn)行基本操作設(shè)定的？

一、輸入部件輸入部件主要是主開關(guān)、控制開關(guān)、制動(dòng)開關(guān)、離合器開關(guān)（手動(dòng)檔）和速度傳感器等。主開關(guān)和控制開關(guān)一般都裝在操縱桿上或駕駛員容易操縱的地方。

1.主開關(guān)主開關(guān)是巡航控制系統(tǒng)的主電源開關(guān)。通常位于儀表臺上或控制桿頂端（如圖11-4示），它是一個(gè)按鍵型開關(guān)，工作時(shí)只需要將其推入就可以控制系統(tǒng)電源的接通或者關(guān)斷。在維修時(shí)，主開關(guān)還可以用于從巡航控制ECU中讀取診斷輸入信號。如果在主開關(guān)接通時(shí)，關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，主開關(guān)也會被關(guān)閉；但這時(shí)即使重新接通點(diǎn)火開關(guān)之后，主開關(guān)仍然將保持關(guān)閉狀態(tài)。

2.控制開關(guān)控制開關(guān)通常安裝在操縱桿上，如圖11-4。當(dāng)車輛巡航行駛時(shí)，可以通過控制開關(guān)，實(shí)現(xiàn)設(shè)定（SET）、恢復(fù)（RES）、滑行（COAST）、加速（ACC）以及取消（CANCEL）5種不同的功能，其中控制設(shè)定（SET）和滑行（COAST）共用一個(gè)開關(guān)，控制恢復(fù)（RES）和加速（ACC）共用一個(gè)開關(guān)?？刂崎_關(guān)是一個(gè)自動(dòng)回位型開關(guān)，它只有當(dāng)沿A、B、C三個(gè)方向操作時(shí)，才會起作用。項(xiàng)目十一巡航控制系統(tǒng)活動(dòng)二巡航控制系統(tǒng)的組成與工作原理項(xiàng)目十一巡航控制系統(tǒng)活動(dòng)二巡航控制系統(tǒng)的組成與工作原理

3.制動(dòng)開關(guān)當(dāng)有緊急狀況需要制動(dòng)時(shí)，駕駛員應(yīng)能迅速取消巡航控制，以保證安全，因此在制動(dòng)踏板上裝有制動(dòng)開關(guān)，當(dāng)踩下制動(dòng)踏板時(shí)，制動(dòng)開關(guān)將制動(dòng)信號傳給巡航控制模塊時(shí)，巡航控制模塊將立即切斷控制系統(tǒng)電源，取消巡航控制。

4.離合器開關(guān)（手動(dòng)變速器車輛）當(dāng)踩下離合器踏板后，車速降低，此時(shí)若不及時(shí)切斷巡航控制系統(tǒng)電源，巡航控制模塊就會控制發(fā)動(dòng)機(jī)加速，這將有可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)超速運(yùn)轉(zhuǎn)。因此在離合器踏板上也裝有開關(guān)，當(dāng)踩離合器時(shí)，此開關(guān)將信號傳送給巡航控制模塊，巡航控制模塊立即切斷系統(tǒng)電源，取消巡航控制。

5.速度反饋信號速度反饋信號由速度傳感器實(shí)時(shí)測得，控制模塊將汽車實(shí)際行駛速度與設(shè)定速度比較，以不斷調(diào)整汽車的行駛速度，使汽車定速行駛。因此，巡航控制系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。項(xiàng)目十一巡航控制系統(tǒng)活動(dòng)二巡航控制系統(tǒng)的組成與工作原理圖11-3佳美轎車巡航控制系統(tǒng)部件位置圖11-4控制開關(guān)項(xiàng)目十一巡航控制系統(tǒng)活動(dòng)二巡航控制系統(tǒng)的組成與工作原理

二、巡航控制模塊（ECU）巡航控制模塊（ECU）是整個(gè)巡航控制系統(tǒng)的中樞。它將車速傳感器測定的實(shí)際車速與系統(tǒng)設(shè)定的巡航車速進(jìn)行比較，由簡單的減法運(yùn)算，得出兩個(gè)信號之差，即誤差信號。然后將誤差信號放大、處理后形成控制信號，控制執(zhí)行器動(dòng)作，以調(diào)整節(jié)氣門的開度，保證汽車定速行駛。三、執(zhí)行器巡航控制系統(tǒng)（CCS）中執(zhí)行器的作用是按照巡航控制模塊的指令，平順、漸進(jìn)地增、減節(jié)氣門的開度，以保證汽車定速行駛。按照驅(qū)動(dòng)方式的不同，執(zhí)行器可以分為真空驅(qū)動(dòng)型、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)型和電子油門控制型三種。真空驅(qū)動(dòng)型執(zhí)行器由負(fù)壓通過拉索操縱節(jié)氣門的運(yùn)動(dòng)；馬達(dá)驅(qū)動(dòng)型執(zhí)行器是通過改變馬達(dá)的電流方向來控制節(jié)氣門的運(yùn)動(dòng)方向；電子油門巡航控制系統(tǒng)是由控制模塊直接控制電子油門來控制行駛速度。項(xiàng)目十一巡航控制系統(tǒng)活動(dòng)二巡航控制系統(tǒng)的組成與工作原理

1.真空驅(qū)動(dòng)型執(zhí)行器對于真空驅(qū)動(dòng)型執(zhí)行器，按照施加負(fù)壓的不同方式又可以分為兩種，一種方法是僅從發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管取得負(fù)壓，如圖11-5所示；另一種方法是在進(jìn)氣歧管負(fù)壓太低時(shí)，利用真空泵來提高負(fù)壓，如圖11-6所示。裝備這種執(zhí)行器的巡航控制系統(tǒng)如廣州本田雅閣、一汽奧迪A6等。真空驅(qū)動(dòng)型執(zhí)行器由控制閥、釋放閥、電磁線圈、膜片、回位彈簧和空氣濾清器等組成（如圖11-7所示）。其中最主要的兩個(gè)部件是控制閥和釋放閥，所以下面主要介紹這兩個(gè)部件的工作過程。圖11-5進(jìn)氣歧管施加負(fù)壓原理圖11-6真空泵的施加負(fù)壓原理項(xiàng)目十一巡航控制系統(tǒng)活動(dòng)二巡航控制系統(tǒng)的組成與工作原理圖11-7真空驅(qū)動(dòng)型執(zhí)行器項(xiàng)目十一巡航控制系統(tǒng)活動(dòng)二巡航控制系統(tǒng)的組成與工作原理

（1）控制閥執(zhí)行器控制閥的作用是將空氣或真空吸入執(zhí)行器，從而使執(zhí)行器帶動(dòng)節(jié)氣門動(dòng)作，達(dá)到控制恒定車速的目的。控制閥的工作狀態(tài)有兩種，即：控制閥中沒有電流流過時(shí)；控制閥中有電流流過時(shí)；

①當(dāng)沒有電流流過時(shí)如圖11-8所示，如果沒有電流流過控制閥的電磁線圈時(shí)，控制閥上部的大氣通道在彈簧的作用下打開，真空通道關(guān)閉，空氣充滿執(zhí)行器內(nèi)部。這時(shí)執(zhí)行器內(nèi)部的膜片在回位彈簧的作用下，向右推動(dòng)，從而帶動(dòng)節(jié)氣門拉桿向右運(yùn)動(dòng)，放松拉索，使得節(jié)氣門關(guān)閉，這樣就可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率、車速。圖11-8電流斷開時(shí)控制閥的工作項(xiàng)目十一巡航控制系統(tǒng)活動(dòng)二巡航控制系統(tǒng)的組成與工作原理

②當(dāng)有電流流過時(shí)如圖11-9所示，當(dāng)有電流流過控制閥的電磁線圈時(shí)，電磁線圈產(chǎn)生磁力，吸附開關(guān)，從而使大氣通道關(guān)閉，進(jìn)氣歧管的真空通道打開，使執(zhí)行器內(nèi)部產(chǎn)生一定的負(fù)壓，向左吸執(zhí)行器內(nèi)的膜片。當(dāng)進(jìn)氣歧管的真空度增加，使負(fù)壓產(chǎn)生的吸力大于回位彈簧的彈力時(shí)，膜片將向左移動(dòng)，從而帶動(dòng)節(jié)氣門拉桿向左運(yùn)動(dòng)，使得節(jié)氣門打開，這樣就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率，提高汽車行駛車速。圖11-9電流流過時(shí)控制閥的工作項(xiàng)目十一巡航控制系統(tǒng)活動(dòng)二巡航控制系統(tǒng)的組成與工作原理

（2）真空泵真空泵的作用是當(dāng)進(jìn)氣歧管的負(fù)壓不足（例如當(dāng)汽車上坡行駛或加速踏板完全踩下時(shí)），向執(zhí)行器提供額外的負(fù)壓。

①真空泵的構(gòu)造和工作過程真空泵由電機(jī)、連桿、三個(gè)單向閥和膜片組成，如圖11-10所示。由圖可見，由于進(jìn)氣歧管內(nèi)負(fù)壓的作用，單向閥A通常保持打開，所以使進(jìn)氣歧管與執(zhí)行器保持相通，向執(zhí)行器提供負(fù)壓，控制節(jié)氣門開度，達(dá)到保持車速恒定。當(dāng)進(jìn)氣歧管的負(fù)壓比較低時(shí)巡航控制模塊（ECU）就會發(fā)出信號，將真空泵接通。真空泵工作產(chǎn)生的負(fù)壓通過單向閥B施加到執(zhí)行器上。

②真空控制開關(guān)真空控制開關(guān)檢測進(jìn)氣歧管的負(fù)壓，當(dāng)負(fù)壓降低到一定數(shù)值或低于這一數(shù)值時(shí)，真空控制開關(guān)就會接通，將信號傳送給巡航控制模塊，由巡航控制模塊再控制真空泵接通。項(xiàng)目十一巡航控制系統(tǒng)活動(dòng)二巡航控制系統(tǒng)的組成與工作原理圖11-10真空泵構(gòu)造項(xiàng)目十一巡航控制系統(tǒng)活動(dòng)二巡航控制系統(tǒng)的組成與工作原理

2.馬達(dá)驅(qū)動(dòng)型執(zhí)行器馬達(dá)驅(qū)動(dòng)型執(zhí)行器主要由電動(dòng)機(jī)（馬達(dá)）、限位開關(guān)、電磁離合器和電位計(jì)等組成，如圖11-11所示。采用這種執(zhí)行器的巡航控制系統(tǒng)如豐田佳美等。圖11-11馬達(dá)驅(qū)動(dòng)型執(zhí)行器項(xiàng)目十一巡航控制系統(tǒng)活動(dòng)二巡航控制系統(tǒng)的組成與工作原理

（1）電動(dòng)機(jī)（馬達(dá)）和限位開關(guān)電動(dòng)機(jī)的作用是根據(jù)來自巡航控制模塊的信號，順時(shí)針或逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到控制節(jié)氣門開度增大或減小的目的。但是如果節(jié)氣門已經(jīng)完全打開或關(guān)閉后，馬達(dá)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，就有可能造成自身損壞。為了防止這種情況的發(fā)生，在電動(dòng)機(jī)內(nèi)安裝了兩個(gè)限位開關(guān)。這兩個(gè)開關(guān)在節(jié)氣門從完全關(guān)閉到完全打開的過程中，是閉合的。在巡航控制系統(tǒng)工作期間，其工作為：電動(dòng)機(jī)收到巡航控制模塊的加速信號后，會逐漸打開節(jié)氣門，但當(dāng)節(jié)氣門到達(dá)完全打開的位置時(shí)，1號限位開關(guān)就會斷開，切斷到達(dá)電動(dòng)機(jī)的電路；同樣，電動(dòng)機(jī)收到巡航控制模塊的減速信號后，會逐漸關(guān)閉節(jié)氣門，但當(dāng)節(jié)氣門完全關(guān)閉時(shí)，2號限位開關(guān)就會斷開，切斷到達(dá)馬達(dá)