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1、汽车底盘及车身电控系统维修汽车底盘及车身电控系统维修 第2版 第第4 4章章巡航控制系统（巡航控制系统（CCSCCS） 4.1 概述概述 4.1.1 定义及分类定义及分类 巡航控制系统是利用电子技术，在一定的车速范巡航控制系统是利用电子技术，在一定的车速范 围内，驾驶员不用控制加速踏板，而能保证汽车以设围内，驾驶员不用控制加速踏板，而能保证汽车以设 定的速度稳定行驶的一种电子控制装置。包括定速巡定的速度稳定行驶的一种电子控制装置。包括定速巡 航和主动巡航控制系统。航和主动巡航控制系统。 第第4 4章章巡航控制系统（巡航控制系统（CCSCCS） 4.1 概述概述 4.1.1 巡航控制系统的作用及
2、发展巡航控制系统的作用及发展 汽车巡航控制系统是为了减轻驾驶员的劳动强度，提汽车巡航控制系统是为了减轻驾驶员的劳动强度，提 高行驶舒适性，使汽车工作在发动机有利转速范围内的汽高行驶舒适性，使汽车工作在发动机有利转速范围内的汽 车自动行驶装置。车自动行驶装置。 巡航控制系统首先在飞机上应用，显示出了它的无可巡航控制系统首先在飞机上应用，显示出了它的无可 比拟的优点。汽车上应用巡航控制技术始于比拟的优点。汽车上应用巡航控制技术始于1961年，首先年，首先 在美国使用，并逐渐普及。在美国使用，并逐渐普及。 汽车巡航控制系统经历了机械汽车巡航控制系统经历了机械 控制系统、晶体管控制系统、模拟集成电路控
3、制系统和微控制系统、晶体管控制系统、模拟集成电路控制系统和微 机控制系统等几个过程。微机控制的汽车巡航控制系统自机控制系统等几个过程。微机控制的汽车巡航控制系统自 从从1981年开始应用于汽车后，发展迅速。现代汽车上采用年开始应用于汽车后，发展迅速。现代汽车上采用 的都是微机控制的巡航控制系统。的都是微机控制的巡航控制系统。 第第4 4章章巡航控制系统（巡航控制系统（CCSCCS） 4.1 概述概述 4.1.3 巡航控制系统的优点巡航控制系统的优点 （1）减轻驾驶员的疲劳 由于巡航行驶时驾驶员不必操纵 加速踏板，减轻了驾驶员的负担，使其可以轻松地驾驶。 （2）提高汽车行驶时的舒适性 由于巡航控
4、制系统工作时 汽车等速行驶，可以改善汽车的行驶平顺性，提高汽车舒适 性。 （3）有利于降低油耗减少排放 由于巡航控制系统工作时 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，有利于改善汽车的燃料 经济性和发动机的排放性能。 第第4 4章章巡航控制系统（巡航控制系统（CCSCCS） 4.1 概述概述 4.1.3 巡航控制系统的优点巡航控制系统的优点 （4）提高汽车行驶的安全性提高汽车行驶的安全性 巡航控制系统实现了自动驾驶，驾驶员只要掌握好转巡航控制系统实现了自动驾驶，驾驶员只要掌握好转 向盘，不用踩加速踏板和换档就能等速稳定运行，驾驶员可向盘，不用踩加
5、速踏板和换档就能等速稳定运行，驾驶员可 以精力集中驾驶车辆，提高了汽车行驶的安全性。以精力集中驾驶车辆，提高了汽车行驶的安全性。 （5）减少磨损）减少磨损 巡航控制系统可使汽车稳定等速行驶，额外惯性力减巡航控制系统可使汽车稳定等速行驶，额外惯性力减 少，所以机件磨损少，故障减少。少，所以机件磨损少，故障减少。 4.2 4.2 定速巡航控制系统定速巡航控制系统 定速巡航控制系统（cruising control system，简称CCS）是按 司机要求的速度合开关之后，不用踩油门踏板就自动地保 持车速，使车辆以固定的速度行驶。定速巡航只适用于路 况较好的情况下，比如高速、车少路况。 4.24.2
6、。1 1 定速巡航控制系统的控制过程定速巡航控制系统的控制过程 定速巡航控制系统的控制过程如图4-1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 令输入巡航控制ECU。当驾驶员通过巡航控制开关输入了车 速设定命令时，巡航控制ECU便记忆设定的车速，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 断通过比较电路将车速传感器检测的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器的命令，执行器控制发动机节气门 开大或关小，使实际车速达到设定车速。 CCSCCS控制过程控制过程 驾驶人驾驶人控制控制 开关开关 记忆记忆
7、 车速车速 行驶行驶 车速车速 车速传车速传 感器感器 比较比较 车速车速 补偿补偿 电路电路 变速器变速器 执行执行 器器 发动机发动机节气门节气门 巡航控巡航控 制制ECUECU 图图4-1 巡航控制系统的控制过程巡航控制系统的控制过程 4.2.2 4.2.2 巡航控制系统的组成与工作原理巡航控制系统的组成与工作原理 巡航控制系统主要由开关、传感器、巡航控制ECU、执行器 等组成。 1. 开关开关 用于巡航控制系统的开关有两种，一种是巡航控制开关，另 一种是退出巡航控制开关。 1. 巡航控制开关巡航控制开关 巡航控制开关有的采用手柄式开关，安装于转向盘下方，如 图5-2所示，也有的采用按键
8、式开关，装在转向盘或仪表板上。 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 主开关是巡航控制系统的主电源开关。按下主开 关，电源接通；再按一次主开关，电源断开。 （2）设定/减速开关 当向下推手柄式开关时（图5-2中的方向 C），设定/减速开关接通；放松手柄式开关时，开关自动回 到原始位置，设定/减速开关断开。 （3）恢复/加速开关 当向上推手柄 式开关时（图5-2中的方向B）， 恢复/加速开关接通；放松手柄式 开关时，开关自动回到原始位置， 恢复/加速开关断开。 图图
9、4-2 巡航控制开关巡航控制开关 a）雷克萨斯）雷克萨斯LS400 b）丰田凯美瑞）丰田凯美瑞 （4）取消开关 当向后 拉手柄式开关时，取消 开关接通（图5-2中的 方向D），放松手柄式 开关时，开关自动回到 原始位置，取消开关断 开。 2 2退出巡航控制开关退出巡航控制开关 （1）制动灯开关 制动灯开关由常闭和常开两个开关组成，开关A为常开开关， 踏下制动踏板时开关闭合，制动灯点亮。开关B为常闭开关， 当踏下制动踏板时，开关B断开，直接切断了巡航控制ECU对 巡航控制执行器的控制电路，确保巡航系统停止工作。 a）丰田）丰田Cressida真空驱动型执行器真空驱动型执行器 b）丰田陆地巡洋舰电
10、动机驱动型执行器）丰田陆地巡洋舰电动机驱动型执行器 （2）驻车制动开关 当施用驻车制动器时，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，将离合器开关信号送至巡 航控制ECU，巡航控制ECU将取消巡航控制系统的工作。 （4）空档起动开关 对于装有自动变速器的汽车，当将变 速杆移至N（空档）位置时，空档起动开关接通，将空档 位置信号送至巡航控制ECU，巡航控制ECU将取消巡航控 制系统的工作。 2 .2 .传感器传感器 (1)(1)车速传感器车
11、速传感器 车速传感器的类型有舌簧开关式、磁脉冲式、霍尔式、光电 式、磁阻式等。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以及将实际 车速与设定车速进行比较，以便实现等速控制。 (2)(2)节气门位置传感器节气门位置传感器 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)(3)节气门控制臂传感器节气门控制臂传感
12、器 节气门控制臂传感器安装在巡航控制系统的执行器内，用于 检测执行器控制臂位置。节气门控制臂位置传感器为电位计式， 该信号的作用是巡航控制ECU根据节气门控制臂位置信号对执 行器进行控制。 3. 3. 巡航控制巡航控制ECUECU 巡航控制ECU接收来自巡航控制开关、车速传感器信号和 其它的开关信号，按照存储的程序对巡航系统进行控制。巡 航控制ECU的主要功能是记忆驾驶员通过巡航控制开关设定 的车速，将实际车速与设定车速进行比较，根据比较的结果 输出控制指令，控制执行器使节气门开大或者关小，使汽车 按设定车速等速行驶。 巡航控制ECU具有自诊断功能，如果巡航控制系统发生故 障，自诊断系统能够诊
13、断出故障，使巡航控制系统停止工作， 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。 4 .4 .执行器执行器 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 a）从进气歧管取得真空源）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）从进气歧管和真空泵取得真空源 真空驱动型执行器的组成：真空驱动型执行器的组成：控制阀、释放阀、两个电磁线 圈、膜片、回位
14、弹簧和空气滤。 (1(1）控制）控制 阀阀 ECUECU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。 图图4-9 控制阀控制阀 （2）释放阀）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。 图图4-10 释放阀释放阀 （2 2）电动机驱动型执行器）电动机驱动型执行器 电动机由巡航控制ECU控制转动，并通过减速机构、电磁离 合器、控制臂、传动索缆传至节气门摇臂，实现对节气门的控 制。 图图4-11 电动机驱动型执行器的传动原理电动机驱动型执行器的传动原理 电动机电动机 驱动型驱动型 执行器执
15、行器 组成：组成： 由电动 机、传 动机构、 电磁离 合器和 电位器 等组成。 图图4-12 电动机驱动型执行器电动机驱动型执行器 电磁离合器用于接通或断开电动机与节气门索缆之间的 联系。 图图4-13 电磁离合器及电磁离合器及 其控制电路其控制电路 a）结构b）电路 1-驱动电动机 2-蜗轮 及电磁离合器 3-小齿轮 及离合器片 4-节气门索 缆轴 5-控制臂 6-齿扇 电位器及其电路如图4-14所示。当电动机带动齿扇转动 改变节气门的开度时，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，电位器就可以产生控制臂位置信号。 图图4-14 电位器及
16、其电路电位器及其电路 a）电位器b）电位器电路 4.2.3 4.2.3 巡航控制系统的使用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、取消巡航控制以及取消巡 航控制后的恢复巡航行驶。 1.1.巡航控制系统的使用方法巡航控制系统的使用方法 （1 1）设定巡航行驶）设定巡航行驶 巡航系统工作时的车速范围一般为40200km/h，设 置巡航行驶最低车速是为了防止汽车转弯时，由于巡航行 驶而发生危险。设定巡航行驶的方法是：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 （必须在巡航系统工作车速范围内），将巡航控制开关推 至设定/减速位置然后放松，开关放松时的车速即被巡航控 制ECU记忆为设
