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1、学习情境4 电子巡航及防碰撞系统功能异常,机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS,学习单元4.1 电子巡航系统的检测,任务载体 一、引例 奥迪A6轿车装备了电子控制巡航系统。在车辆运行时，如何技术使用电子控制巡航系统；或一旦发现系统故障指示灯闪亮，我们该如何处理呢？ 二、任务分析 使用电子控制巡航系统时需要启动、设定、解除等操作，运行时需要注意电子控制巡航系统故障指示灯是否正常，一旦故障指示灯闪亮，就需要及时检修。为了更好的技术使用、调整维护和检修电子控制巡航系统，我们先熟悉以下相关知识。,相关知识,一、汽车巡航控制系统 （一）汽车巡航控制系统的作用 汽车巡航控制系
2、统英文为CRUISE CONTROL SYSTEM，缩写为CCS。根据其特点，巡航控制系统一般又称为巡航行驶装置、速度控制(Speed Control)系统、自动驾驶(Auto Drive)系统、恒速行驶系统或巡行控制系统等。 驾驶汽车在高速公路上长时间行驶时，打开自动操纵开关后，巡航控制系统将根据行车阻力自动增减节气门开度，使汽车行驶速度保持一定。并且可以避免驾驶员频繁踩油门踏板，减轻了驾驶员的疲劳强度。由于巡航控制系统能自动地维持车速，避免了不必要的油门踏板的人为变动，也进而改善了汽车的燃料经济性和发动机的排放性能。 汽车巡航控制系统(CCS)自1961年在美国首次应用以来，已经广泛普及。
3、在美国大多数轿车上均装用了巡航控制系统。我国一汽一大众生产的奥迪A6轿车也装用了汽车巡航控制系统(CCS)。,（二）系统的功能及优点,1巡航控制系统的功能 (1)基本功能 车速设定：当按下车速设置开关后，就能存储该时间的行驶速度，并能保持这一速度行驶。 消除功能：当踩下制动踏板，上述功能立即消失。但是，上述设置速度继续存储。 恢复功能(Resume function)：当按恢复开关(Resume switch)则能恢复原来存储的车速。 除了以上三种基本功能，如果需要可增加以下功能： 滑行(Coast)：持续按下开关进行减速，以离开开关时的速度作巡航行驶。 加速(Acc)：持续按下开关进行加速，
4、以不操纵开关时的车速进入巡航行驶。 速度微调升高：在巡航速度行驶中，当操纵开关以ONOFF(接通一断开)方式变换时，使车速稍稍上升。 (2)故障保险功能 低速自动消除功能：当车速小于40kmh时，存储的车速消失，并不能再恢复此速度。 制动踏板消除的功能：在制动踏板上装有两种开关，一个用于对ECU的信号消除；另一个是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(MT)、调速杆(AT)等操作开关的消除功能。,2巡航控制系统的优点 综合其功能作用，巡航控制系统主要具有以下的优点： (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，这种优越性更为
5、显著。另外，当汽车以一定的速度行驶时，减轻了驾驶员的疲劳程度。 (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。这是因为在使用了该系统以后，可使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。,（三）汽车巡航控制系统的发展与现状,汽车巡航控制系统已有30多年的发展历史，主要经历了机械控制系统、晶体管控制系统、模拟计算机控制系统和数字微型计算机控制系统4个阶段。数字微型计算机
6、自1981年起开始应用到巡航控制系统，目前应用广泛。 数字微型计算机巡航控制系统的电路框图见图4-1。 记忆车速和实际车速都输入到计算机的比较电路中，比较电路的输出信号经过补偿电路、执行部件、发动机和变速器后就可以变换驱动力。巡航控制系统中由专用的单片机和专用的IC等模块构成，单片机完成车速运算、记忆、比较、补偿、保持和异常诊断等信号的处理，专用的IC模块具有处理微机的再启动、输入、输出与电源通断和自诊断等功能。,图4-1 数字微型计算机巡航控制系统的电路框图,二、巡航控制系统的结构与工作原理,巡航控制系统由传感器、操作开关、执行器和巡航控制ECU等组成。传感器和开关将信号送如巡航控制ECU，
7、ECU根据这些信号计算节气门应有的开度，并给执行器发出信号，自动调节节气门开度。 （一）操作开关 操作开关主要用于设置巡航车速或将其重新设置为另一车速，以及取消巡航控制等。主要包括主开关、控制开关和退出巡航开关。 1主开关 主开关(MAIN)是巡航控制系统的主电源开关，多数采用按键方式，每次将其推人，该系统的电源就接通或关闭，见图4-2。主开关接通时，如将点火开关关闭，主开关也关闭。即使点火开关再次接通，主开关仍保持关闭。 2控制开关 手柄式控制开关有5种控制功能：SET(设置)、COAST(减速)、RES(恢复)、ACC(加速)和CANCEL(取消)。其中SET和COAST模式共用一个开关，
8、RES和ACC模式共用另一个开关。当沿箭头方向操作开关时，开关接通；而松开时，则关断。这是一个自动回位型开关。,图4-2 巡航系统操作开关 (a)丰田凌志LS400 (b)丰田佳美,3退出巡航控制开关,退出巡航控制开关包括取消开关、停车灯开关、驻车制动开关、离合器开关和空挡启动开关。当其中任一开关接通时，巡航控制将被自动取消。但当CCS取消瞬间的车速不低35km/h时，此车速存储于巡航控制ECU中。当接通RES开关时，最后存储的车速就会自动恢复。 (1)驻车制动开关 当拉起驻车制动操纵杆时，驻车制动器开关就接通，将取消信号传送至巡航控制ECU。同时，驻车制动指示灯亮。 (2)空挡启动开关 当换
9、挡杆设置在自动变速器的P或N挡位时，空挡起启开关即接通，将取消信号传送至巡航控制ECU。 (3)离合器开关 当踩下手动变速器的离合器踏板时，离合器开关即接通，将取消信号传送至巡航控制ECU。 (4)停车灯开关 停车灯开关实际上由两个开关组成，见图4-3，当踩下制动踏板时，两个开关同时工作。 开关A闭合，电流经其流过停车灯开关，使停车灯亮。同时，蓄电池电压经过这个开关施加在巡航控制ECU上，使其判明制动器处于工作状态。所以，巡航控制ECU取消CCS的工作，开关B断开，执行器得不到巡航控制ECU的信号，从而停止工作。,图4-3 停车灯开关电路 (a)Cressida真空驱动型执行器；(b)陆地巡洋
10、舰电机驱动型执行器,（二)传感器,1车速传感器 车速传感器用于提供一个与汽车实际车速成比例的交变振荡脉冲信号，巡航控制ECU将此信号进行下处理。车速传感器类型有磁脉冲式、霍尔式、光电式、磁阻式等，该传感器与发动机电控系统共用。 2节气门位置传感器 节气门位置传感器给巡航控制ECU提供一个与节气门位置成正比的电信号，该传感器与发动机电控系统共用。 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的电信号，目前采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且连续变化的电信号。,（三)巡航控制ECU,巡航控制ECIJ由
11、处理器芯片、AD、DA、IC及输出重置驱动和保护电路等模块组成，ECU接收来自车速传感器和各种开关的信号，按照存储的程序进行处理。当车速偏离设定的巡航车速时，给执行器一个电信号，控制执行器的动作，使实际车速与设定车速相一致。巡航控制系统ECU方框图见图4-4。 汽车在巡航控制状态时，一般当车速低于40kmh时，ECU将取消巡航控制，这样使汽车在制动、转弯时，巡航控制不起作用。当车速超过设定车速68kmh时，ECU将巡航控制取消；当汽车的减速度大于2m/s时，以及汽车的制动灯开关动作等情况时，ECU也自动取消巡航控制，以确保行车安全。,图4-4 巡航控制系统ECU方框图,巡航控制ECU具有以下控
12、制功能： 1匀速控制功能 ECU将实际车速与设定车速进行比较，若车速高于设定车速，控制执行器将节气门适当关小；若车速低于设定车速，控制执行器将节气门适当开大。 2设定功能 当主开关接通，车辆在巡航控制车速范围(约40200kmh)内行驶时，若SET,COAST开关接通后松开，巡航控制ECU便将此车速存储于ECU存储器内，并使车辆保持这个速度行驶。 3滑行功能 当车辆以巡航控制模式行驶时，若SETCOAST开关接通后不松开，执行器就会关小节气门，使车辆减速。ECU将开关松开时的车速存储，并保持此车速行驶。 4加速功能 当车辆以巡航控制模式行驶时，若SETACC开关接通，执行器就会将节气门适当开大
13、，使车辆加速。ECU将开关松开时的车速存储，并保持此车速行驶。 5恢复功能 只要车速没有降至40kmh以下，若用任一个取消开关以手动的方法将巡航控制模式取消后，接通RESACC开关，即可恢复设定车速。车速一旦处于40kmh以下，设定车速就不能恢复，因为存储器中的车速已被清除。,6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，约为40kmh，巡航控制不能低于这个速度。当车辆以巡航控制模式行驶时，若车速降至40kmh以下，巡航控制就会自动取消，设置在存储器内的车速也被清除。 7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，约为200kmh。操作ACC开关，也不能使车速超过200
14、kmh。 8手动取消功能 当车辆以巡航控制模式行驶时，如下列信号中任一个传送至巡航控制ECU，巡航控制就会取消：真空驱动执行器内的释放阀和控制阀同时关断，就会取消巡航控制模式(大气压进入)；电机驱动执行器关断执行器内的电磁离合器，巡航控制模式即取消。 9自动取消功能 当车辆以巡航控制模式行驶时，若出现伺服调速电动机或安全电磁阀晶体管驱动电流过大，伺服电动机始终朝节气门打开方向转动时，存储器中设置的车速被清除，安全电磁阀离合器断电，巡航控制方式取消，主控开关同时关闭。 在巡航控制行驶期间，若出现车速下降低于40km/h，巡航控制系统的电源中断时间超过5 ms，巡航控制也被取消，但存储器中设定的速
15、度尚未取消，巡航控制功能可用SET或RES开关恢复。,10自动变速器控制功能 在车辆以超速挡上坡行驶时，车速降至超速挡切断速度(设定车速减去2km/h)时，ECU自动取消超速挡并增加驱动力，防止车速进一步降低。当车速升至超速挡恢复速度(设定车速减去2kmh)时，约6 s后巡航控制ECIJ恢复超速挡。 11迅速降速和迅速升速控制功能 当实际车速与设定车速相差不足约5kmh时，每次迅速(在06 s以内)操纵SET/COASI、开关，可将设定车速降低约165kmh；当实际车速与设定车速相差不足约5km,h时，每次迅速(在06 s以内)操纵RESACC开关，可将设定车速升高约165kmh。 12诊断功
16、能 巡航控制系统发生故障，ECU确定故障并使组合仪表上的指示灯闪烁，以提醒驾驶员；同时，ECU存储相应的故障代码，故障代码可通过指示灯读取。,（四)执行器,执行器将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，一种是真空驱动型，另一种是电机驱动型。前者由负压操纵节气门，后者由电动机操纵节气门。 1真空驱动型执行器 真空驱动型执行器可用于发动机进气歧管真空度控制，当进气歧管负压太低时，用真空泵提高负压进行控制。真空驱动型执行器的工作原理见图4-5。,图4-5 真空驱动型执行器的工作原理 1电磁铁；2电磁线圈；3阀弹簧；4压力控制阀； 5气缸；6活塞；7连杆；8节气门拉杆,执行器活塞连杆与节气门拉杆相连，当活塞连杆对节气门拉杆无作用时，弹簧力使节气门关闭。当节气门的输入信号Ve对电磁阀线圈通电时，压力控制阀阀芯克服阀弹簧力下移，执行器活塞气缸与进气歧管连通。由于进气歧
