第八节--汽车巡航控制系统

汽车底盘概述汽车传动系统汽车制动系统汽车行驶系统汽车转向系统主讲：闭荣富第八节汽车巡航控制系统第八节汽车巡航控制系统本章学习目标1、了解汽车巡航控制系统的作用及工作原理。2、掌握汽车巡航控制系统的基本组成及相应作用。3、掌握汽车巡航控制系统的使用方法及注意事项。4、识别汽车巡航控制系统的常见故障,并进行基本的故障诊断及检修。8.1概述8.1.1巡航控制系统的作用汽车巡航控制系统英文为CRUISECONTROLSYSTEM(缩写为CCS-定速巡航)，是现代汽车的一种舒适装备。根据其特点又称“恒速控制系统”、“车速控制系统”或“巡航控制系统”等。是由飞机巡航控制系统引申而来的。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油门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。而当汽车以定速行驶时，驾驶员负担明显减轻，使其可轻松驾驶，提高了行驶的舒适性。此外，可使汽车燃油的供给与发动机功率间的配合处于最佳状态，有效地降低了燃油的消耗，减少了有害气体的排放。8.1概述8.1.1巡航控制系统的作用8.1概述8.1.1巡航控制系统的作用8.1概述8.1.1巡航控制系统的作用8.1概述8.1.2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，自动调节发动机油门开度，使行驶车速保持恒定。8.2巡航控制系统的基本结构组成8.2.1巡航控制系统的基本组成现代汽车巡航控制系统基本结构示意图。巡航控制系统主要由指令开关、传感器、巡航控制系统ECU和油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室内，执行元件的控制线缆与加速踏板相联接。8.2巡航控制系统的基本结构组成8.2.2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、变速器空档起动开关、制动器开关（包括驻车制动期）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它部位，如图9-3所示。它由主开关和控制开关组成。8.2巡航控制系统的基本结构组成8.2.2组成元件的结构及作用1．指令开关(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，如变换变速器档位、制动等情况，驾驶员踩踏离合器踏板，离合器开关既由断开变为闭合，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。1．指令开关(3)变速器空档起动开关（仅对安装自动变速器车辆）变速器空档起动开关的作用与离合器开关类似。空档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档时，空档起动开关由断开变成闭合。8.2巡航控制系统的基本结构组成8.2.2组成元件的结构及作用1．指令开关(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。8.2巡航控制系统的基本结构组成8.2.2组成元件的结构及作用丰田Cressida真空驱动型执行器丰田陆地巡洋舰电动机驱动型执行器8.2巡航控制系统的基本结构组成8.2.2组成元件的结构及作用1．指令开关(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。安装位置紧靠手刹操纵杆并与手刹操纵杆联动，当拉手制动时，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。8.2巡航控制系统的基本结构组成8.2.2组成元件的结构及作用（7）停车灯开关蓄电池电压经过停车灯开关施加在巡驶控制ECU上，使其判断制动器处于工作状态，巡航ECU取消CCS工作，开关B断开，执行器得不到巡航ECU的信号，停止工作8.2巡航控制系统的基本结构组成8.2.2组成元件的结构及作用8.2巡航控制系统的基本结构组成8.2.2组成元件的结构及作用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。2．传感器(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。8.2巡航控制系统的基本结构组成8.2.2组成元件的结构及作用(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系统的节气门传感器共用。(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。它对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。8.2巡航控制系统的基本结构组成8.2.2组成元件的结构及作用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。8.2巡航控制系统的基本结构组成8.2.2组成元件的结构及作用（1）真空电磁膜片式执行机构它由真空驱动膜片、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。8.2巡航控制系统的基本结构组成8.2.2组成元件的结构及作用8.2巡航控制系统的基本结构组成8.2.2组成元件的结构及作用8.2巡航控制系统的基本结构组成8.2.2组成元件的结构及作用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、回位弹簧和空气滤。(1）控制阀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。8.2巡航控制系统的基本结构组成8.2.2组成元件的结构及作用（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。2．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。电动机驱动型执行器组成：由电动机、传动机构、电磁离合器和电位器等组成。图5-8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5-9电磁离合器及其控制电路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5-10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5-10电位器及其电路a）电位器b）电位器电路8.2巡航控制系统的基本结构组成8.2.2组成元件的结构及作用（2）步进电机式执行机构它采用直流永磁式双向步进电动机，通过改变电动机的电流方向就可改变电动机的运动方向、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—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。8.2巡航控制系统的基本结构组成8.2.2组成元件的结构及作用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。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选档杆。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。8.3巡航控制系统的使用8.3.1巡航控制系统的使用方法巡航控制系统的使用方法如下：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（如图9-3所示），这就进入了自动行驶状态，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。超车完毕后再释放加速踏板，汽车便又恢复到已设定的巡航速度行驶。8.3巡航控制系统的使用8.3.1巡航控制系统的使用方法2．取消设定巡航速度需取消设定的巡航速度时，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（如图9-3所示）；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；装备有AT（自动变速器）的汽车，将选档杆置于空档。当汽车的行驶速度低于40km/h，则设定的巡航速度将自动取消；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。8.3巡航控制系统的使用8.3.1巡航控制系统的使用方法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（如图9-3所示），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（如图9-3所示），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（如图9-3所示），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。8.3巡航控制系统的使用8.3.1巡航控制系统的使用方法8.3巡航控制系统的使用8.3.2巡航控制系统使用注意事项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）汽车行驶在陡坡上若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档，利用发动机制动使车速得到控制。4）汽车巡航行驶时，对装备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档，从而造成发动机转速骤然升高。5）使用巡航控制系统要注意观察仪