巡航控制系统CCS

◆第一节巡航控制系统的功能及使用◆第二节巡航控制系统的组成及工作原理◆第三节巡航控制系统的检修第七章巡航控制系统（CCS）第一节巡航控制系统的功能及使用一、巡航控制系统的功能二、巡航控制系统的使用方法三、巡航控制使用注意事项巡航控制系统（CCS）是20世纪60年代发展起来的，又称恒速行驶系统。巡航控制系统工作时，ECU根据各种传感器输送来的信号判断汽车的运行工况，通过执行元件自动调节节气门的开度，使汽车的行驶速度与设定的车速保持一致。汽车在良好路面上长时间行驶时，驾驶员起动巡航控制系统并设定行驶速度，不需驾驶员操纵加速踏板，巡航控制系统即可自动保持汽车按设定的车速行驶，不仅减轻了驾驶员的劳动强度，同时利用先进的电子控制技术控制节气门的开度，比驾驶员操纵控制节气门开度更精确，汽车燃料经济性、排放污染性等也可得到改善。汽车进入巡航控制状态后，若车速过低（一般为40km/h）、汽车急减速（一般减速度超过2m/s）或ECU检测到系统有故障时，ECU将自动解除巡航控制。一、巡航控制系统的功能在进行巡航控制时，系统的主要功能包括：巡航控制系统的主要功能图7-1大众宝来轿车巡航指示灯由于不同车型，巡航控制系统操纵开关设置的位置和类型不同，巡航控制系统的使用方法也略有差异。以日本丰田凌志LS400为例，巡航控制系统操纵开关如图7-2所示。结构原理：巡航控制系统的操纵手柄有4个开关位置，手柄的端部为主开关按钮，按下主开关按钮时，仪表板上巡航控制系统的“CRUISEMAIN”指示灯亮，表示开启巡航控制模式；如再按一下主开关按钮，则按钮弹起，指示灯灭，表示关闭巡航控制模式。操纵手柄朝下扳动是巡航速度的设定开关，向上推则是解除巡航控制开关，朝转向盘方向扳起是恢复巡航控制开关。二、巡航控制系统的使用方法◆当交通流量较大，在雨、冰、雪等湿滑路面上或遇上大风天气时行驶，不要使用巡航控制系统。◆在解除巡航控制模式后，关闭巡航控制系统的控制开关，以免巡航控制系统误工作。◆汽车在坡道较大或较多的道路上行驶时，使用巡航控制系统，会引起发动机转速变化过大，因此最好不要使用巡航控制系统。汽车下长坡时，应解除巡航控制模式，以便将变速器换入低挡，利用发动机辅助制动使车速得到控制。三、巡航控制使用注意事项◆使用巡航控制系统要注意观察仪表板上的“CRUISEON-OFF”指示灯是否闪亮。指示灯闪亮时，表明巡航控制系统有故障，应解除巡航控制模式，待排除故障后再使用巡航控制系统。◆ECU是巡航控制系统的中枢，对电磁环境、湿度及机械振动等有较高的要求。ECU电源接插件一般不会插错，但在维修中有可能重新接线，此时必须注意电源的极性及电源线的位置。电源接插件应保持清洁，金属部分应保持无氧化、无变形和无油污。接插件应连接到位，有锁紧装置的必须锁紧。第二节巡航控制系统的组成及工作原理巡航控制系统主要由操纵开关、安全开关、传感器、巡航控制ECU和执行元件等组成，如图7-3所示。工作原理：汽车处于巡航控制模式行驶时，ECU根据各传感器的信号确定维持或解除巡航控制模式，如维持巡航控制模式，则根据相关传感器信号和设定的巡航控制车速，确定节气门的开度，并通过执行元件调节气门开度，使汽车自动以设定的巡航控制车速行驶。如图7-4所示，操纵开关安装在转向信号手柄上或转向盘上，驾驶员通过操纵开关给ECU输入巡航控制命令，主要用于选择巡航控制模式、设置或修改巡航控制车速等。一、操纵开关图7-5所示为本田凌志、佳美操纵开关电路。图7-5本田凌志、佳美操纵开关电路（1）检查SET/COAST、RESUME/ACCEL和CANCEL分别接通时指示灯的工作状况。正常情况下：当每一开关接通时应按表1所示输出信号；当开关关断时，信号应消失。若不正常，则进到下一步。操纵开关电路故障检查与排除：故障诊断流程图见图7-6。操纵开关电路故障检查与排除备注：当显示诊断代码34时，应仔细检查空档位置，特别是RES/ACC和SET/COAST之间时的电阻总是为∞，若不正常，则更换控制开关。（3）检查巡驶控制ECU与控制开关之间的配线和连接器。若不正常，则修理或更换配线或连接器；正常，则检查和更换巡驶控制ECU。（2）拆下方向盘中心衬垫，脱开控制开关连接器，控制开关接通时，测量控制开关连接器的端子3与4之间的电阻。正常如表7-1：安全开关的功用：向ECU提供解除巡航控制的信号，以免巡航控制系统的工作与驾驶员的操作目的发生冲突，导致系统损坏或发生事故。如汽车在巡航控制模式行驶时，紧急情况下，驾驶员不可能先通过其它操作解除巡航控制模式，然后再踩制动踏板。为防止紧急制动时，巡航控制系统继续工作而导致系统损坏或发生事故，ECU接收到制动开关信号时会自动解除巡航控制模式。安全开关包括制动灯开关、驻车制动开关、离合器开关和空挡起动开关。汽车在巡航控制模式下行驶时，如踩下制动踏板、拉起驻车制动操纵手柄、自动变速器挂入P或N位、踩下离合器踏板（装用手动变速器的汽车），ECU接到其中任一安全开关信号，都将自动解除巡航控制模式。此外，ECU检测到系统发生故障时，也会自动解除巡航控制模式。二、安全开关制动灯开关电路故障检查与排除：图7-7为丰田凌志、佳美制动灯开关线路图。当制动踏板踩下时，制动灯开关向ECU输出信号。ECU接到该信号后即消除巡驶控制。由于设置了失效保护功能，即使制动灯信号电路发生故障，消除功能仍然正常，消除条件为：①在端子STP-处为蓄电池电压；②在端子STP+处为0V。制动灯开关电路故障检查与排除制动时，蓄电池电压通过制动灯保险丝和制动灯开关加到ECU的端子STP-上，ECU关断巡驶控制。若连接至端子STP-的配线断路，端于STP-仍为蓄电池电压，巡驶控制会关断。若制动灯保险丝断路，则当制动开关接通时，端子STP+会接近0V。于是ECU正常执行消除功能。同理，当制动开关接通时，电磁离合器电路被制动灯开关以机械方式切断，使巡驶控制关断。故障诊断流程图如图7-8所示。制动灯开关电路故障检查与排除步骤如下：图7-8制动灯开关电路故障诊断流程图（1）检查制动灯的工作状况。制动踏板踩下时停车灯应亮；制动踏板松开时应灭。若不正常，则检查制动灯电路。（2）输入信号检查。检查制动踏板踩下时指示灯的状况，此时应输出6脉冲信号。（3）检查巡驶控制ECU与制动灯开关之间的配线和连接器是否开路。若正常，则检查和更换巡驶控制ECU；不正常，则修理或更换配线或连接器。解除巡航控制的瞬间车速不低于35km/h时，此车速将存储于巡航控制ECU中，通过Resume（恢复）开关，可自动恢复汽车以最后存储的车速进入巡航控制模式。巡航控制系统工作时，除上述开关给ECU的输送信号外，还必须由车速传感器、节气门位置传感器、执行元件位置传感器向ECU提供信号。车速传感器和节气门位置传感器与发动机控制系统和自动变速器控制系统共用。执行元件位置传感器向ECU提供执行元件的位置反馈信号，目前采用较多的是电位计式，其结构和工作原理与节气门位置传感器基本相同。图7-9所示为丰田凌志、佳美执行元件位置传感器电路，它用来检测执行器控制臂的转动位置，并将信号输给ECU。三、传感器图7-9位置传感器线路图执行元件位置传感器故障检查与排除：故障诊断流程图见图7-10。（1）保持连接器不脱开，拆下巡航控制ECU，将点火开关转到ON，用手慢慢拨动控制板从减速侧到加速侧，同时并测量巡航控制ECU连接器的端于VR2与VR3之间的电压。其正常电压在全关时约1.1V，全开时约4.2V；此外，当控制板转动时，电压应逐渐增加，不应有中断。执行元件位置传感器故障检查与排除（2）脱开执行器连接器，检查执行器位置传感器。首先，测量执行器端于1与3之间的电阻，其电阻应为2kΩ；然后，再用手慢慢拨动控制板从减速侧到加速侧，并测量执行器连接器的喘子2与3之间的电阻。其正常电阻值在全关时应为约530Ω，全开时约为1.8kΩ；此外，当控制板转动时，电阻应逐渐增加而不应有中断。若不正常，则更换执行器。（3）检查巡驶控制ECU与执行器之间的配线和连接器。若不正常，则修理或更换配线或连接器；正常，则检查和更换巡驶控制ECU。车速传感器电路故障检查与排除故障诊断流程见图7-11。图7-11车速传感器电路故障诊断流程图（1）检查车速在40km/h以上和40km/h以下行驶时指示灯的工作情况。正常结果应为车速高于40km/h，指示灯闪烁；车速低于40km/h时，指示灯一直亮。（2）检查车速表电路。若不正常，则修理或更换配线、连接器或组合仪表总成；正常，则检查和更换巡驶控制ECU。有些汽车的巡航控制ECU是专用的，有些则与发动机控制ECU或车身控制系统ECU等合为一体。巡航控制ECU主要由稳压电源电路、D/A转换电路、存储电路、低速限制电路、高速限制电路、保护电路、加速控制电路、减速控制电路等组成。ECU接收来自车速传感器、节气门位置传感器、执行元件位置传感器和各种开关的信号，按照存储的程序进行处理。当汽车在巡航控制车速范围（一般为40～200km/h）内行驶时，ECU接收到驾驶员通过操纵开关输入的“SET”设置信号后，存储此时的行驶车速信号并进入巡航控制模式，然后ECU便对车速传感器信号与设定的巡航车速进行比较，根据比较结果向执行元件发出执令信号，控制执行元件的动作，以调整节气门开度，使实际车速与设定车速相一致。四、巡航控制ECU早期的巡航控制ECU一般都是采用模拟电子技术制造的，主要由四个不同功能的运算放大器组成，其工作原理如图7-12所示。工作原理：驾驶员通过设定开关S1设定巡航控制车速，它向采样保持电路发出信号，让其对已经选定的指令车速采样并记忆下来。切断开关S2安装在控制执行元件的执令信号输出电路中，汽车在巡航控制模式行驶时，如果车速下降到低于40km/h、踩下制动踏板、拉起驻车制动操纵手柄、自动变速器挂入P或N位时，或驾驶员通过操纵开关输入“Cancel”取消信号时，开关S2切断ECU向执行元件输送控制信号的电路，自动解除巡航控制模式。运算放大器1是一个比较器，它是对驾驶员设定的巡航控制车速与实际车速进行比较，并将得到的误差信号Vc输送给运算放大器2和3。运算放大器2为线性运算放大器，运算放大器3为积分运算放大器，可变电阻R1和R3用来调节运算放大器2和运算放大器3的放大倍数。运算放大器4产生一模拟电压输出信号Vs，这个模拟电压信号通过电压/脉冲信号转换器转换成脉冲信号Vc，然后驱动节气门执行元件工作。工作原理随着数字电子技术的发展，巡航控制系统已全部采用数字式微型计算机控制，组成如图7-13所示。图7-13数字式微机控制巡航控制系统数字式微机控制巡航控制系统的控制原理与模拟电路基本相同，区别主要在于所有输入信号均以数字信号直接存储和处理。带可擦除只读存储器的八位微处理器，根据设定车速、实际车速以及其它输入信号按照给定程序完成所有的数据处理之后，产生一输出信号驱动步进电动机型执行元件工作。为确保安全，将制动开关与执行元件直接相连，当踩下制动踏板时，在断开巡航控制程序的同时，停止执行元件的工作，从而保证节气门完全关闭。其它输入信号按照给定程序完成所有的数据处理之后，产生一输出信号驱动步进电动机型执行元件工作。为确保安全，将制动开关与执行元件直接相连，当踩下制动踏板时，在断开巡航控制程序的同时，停止执行元件的工作，从而保证节气门完全关闭。（1）检查保险丝是否烧坏。（2）如果保险丝完好，从真空调节器上拆下导线连接器。（3）将线束中的接台导线和真空调节器上的保持线柱连接，使电流不经过下限速度开关。（4）接通点火开关，发动机不起动，慢慢按压和松开车速控制开关，如能听到真空阀的吸合响声，且指示灯亮，说明真空管和有关电路良好。控制电路的检查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。五、执行元件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：一是仅从发动机进气歧管取得；二是从发动机进气歧管和真空泵两个真空源取得，见图7-14。当进