【学习目标】
1.能描述巡航控制系统的控制原理
2.能描述巡航控制系统部件的结构与作用
3.能描述巡航控制系统使用注意事项
4.能检测与诊断巡航控制系统故障
【工作任务】
一辆雪佛兰科鲁兹汽车在行驶中发现巡航控制系统不能使用进厂维修，使用故障诊断仪初步检测后显示故障代码“DTC B379408 巡航控制功能请求电路性能—信号无效”，维修人员需要在充分分析雪佛兰科鲁兹汽车巡航系统工作原理的基础上，合理使用工具、仪器、设备等排除该故障。本任务具体要求如下：
（1）明确巡航系统控制原理；
（2）认识巡航控制系统各部件位置与作用；
（3）明确巡航控制系统使用注意事项；
（4）分析雪佛兰科鲁兹轿车巡航系统电路工作原理；
（5）诊断科鲁兹轿车巡航系统不工作故障。
【相关理论】
巡航控制系统（Cruise Control System，缩写为CCS），又称为恒速行驶系统或巡行控制系统，能自动调节节气门开度，使车辆按设定的速度行驶。巡航控制系统能根据行车阻力的变化自动增减节气门开度，不仅大大减轻了驾驶员的疲劳强度，而且改善了汽车的燃料经济性和发动机的排放性能。
一、巡航系统控制原理与优点
1.巡航系统控制原理
巡航系统控制原理如图2-1-1所示。驾驶员操纵巡航控制开关，将车速设定、减速、恢复、加速、取消等命令输入电子控制单元（巡航控制ECU）。当驾驶员通过巡航控制开关输入设定命令时，电子控制单元（巡航控制ECU）便记忆此时车速传感器输入电子控制单元的车速，并按此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，然后通过补偿电路对执行部件输出指令，执行部件控制发动机节气门开度增大或减小，使实际车速接近设定车速。
图2-1-1 巡航控制系统控制原理图
2.巡航控制系统的优点
1）可以减轻驾驶员的疲劳程度。当汽车在高速公路上长时间行驶时，接通巡航控制开关，设定希望的车速后，驾驶员不再需要操纵加速踏板，巡航控制系统将根据汽车行驶阻力的变化，自动增大或减小节气门开度，使汽车按设定的车速等速行驶。
2）提高汽车的舒适性。由于巡航控制系统工作时，汽车等速行驶，可以改善汽车的行驶平顺性，提高汽车的舒适性。
3）提高经济性和环保性。巡航控制系统使汽车以等速行驶，使发动机的运行工况平衡，改善了汽车的燃料经济性和发动机的排放性能。
二、巡航控制系统的组成
巡航控制系统由信号输入装置、巡航控制ECU和执行器等组成（见图2-1-2）。信号输入装置将信号送入巡航控制ECU，巡航控制ECU计算节气门相应的开度，并控制执行器工作。
1.信号输入装置
（1）控制开关。
控制开关安装在转向信号手柄或转向上，驾驶员通过控制开关给巡航控制ECU输入巡航控制命令，如图2-1-3所示。
图2-1-2 巡航控制系统的组成
图2-1-3 雪佛兰科鲁兹汽车巡航系统控制开关
1）电源开关。电源开关用来控制巡航控制系统电源的接通与断开。当点火开关接通时，按下该开关，巡航控制系统电源接通；当点火开关关闭时，巡航控制开关电源也断开；当点火开关关闭后再接通时，巡航控制开关电源仍保持关闭。
2）—/SET（滑行/设置开关）。用于设定巡航控制车速，或在巡航控制模式下使汽车减速滑行（降低巡航控制车速）。
3）＋/RES（加速/恢复开关）。用于恢复巡航控制模式，或在巡航控制模式下使汽车加速（提高巡航控制车速）。
4）Cancel（取消）开关。用于手动解除巡航控制模式。
（2）安全开关。
安全开关用来向巡航控制ECU提供解除巡航控制信号，以免巡航控制系统的工作与驾驶操作意图发生冲突，导致系统损坏或发生事故。安全开关包括取消开关、制动灯开关、驻车制动开关、离合器开关（手动变速器）和空挡启动开关（自动变速器）。
1）制动灯开关。制动灯由常开和常闭两个开关组成，当踏下制动踏板时，常开开关闭合，常闭开关打开，从而接通制动灯电路并将制动信号传送至电子控制单元，巡航控制系统停止工作。
2）驻车制动开关。当拉起驻车制动操纵杆时，开关就接通，将取消信号传送至电子控制单元，同时驻车制动指示灯亮。
3）空挡启动开关。对于装有自动变速器的车辆，当换挡杆设置在自动变速器的P挡或N挡位置时，开关即接通，将取消信号传送至巡航控制ECU。
4）离合器开关。对于装有手动变速器的车辆，当踩下离合器踏板时，开关即接通，将取消信号传送至巡航控制ECU。
（2）传感器。
1）车速传感器。车速传感器有电磁式、霍尔式、光电式等多种类型。车速传感器将车速信号输入巡航控制ECU，巡航控制ECU根据该信号与设定车速进行比较，以便实现等速控制。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。
2）节气门位置传感器。节气门位置传感器将节气门开度信号输入巡航控制ECU，巡航控制ECU计算输出与节气门开度的关系，以确定输出量的大小，该信号可用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向巡航控制ECU输入节气门摇臂位置信号，巡航控制ECU根据该信号对节气门进行控制。
2.巡航控制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ECU集合在一体。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，如图2-1-4所示。巡航控制ECU具有如下控制功能：
（1）记忆设定车速功能。
汽车在巡航控制车速范围（40～200km/h）内行驶时，通过操纵开关设定巡航控制开关，巡航控制ECU将设定时的车速存储于巡航控制ECU存储器内，并使汽车保持这个速度行驶。
（2）匀速控制功能。
巡航控制ECU将实际车速与设定车速进行比较，并根据实际车速与设定车速的差值，计算出节气门开大或关小的量；然后对执行器进行控制，保证汽车按设定车速匀速行驶。
图2-1-4 巡航控制ECU框图
（3）设定车速调整功能。
当以巡航控制模式行驶时，如果需要使设定车速提高或降低，则只要操作恢复/加速或设定/减速开关，就可以使设定车速改变，巡航控制ECU将记忆改变后的设定车速，并按新的设定车速进行巡航行驶。
（4）取消和恢复功能。
当汽车以巡航控制模式行驶时，如果接通取消开关或接通任何一个其他的安全开关，巡航控制ECU将控制执行器使巡航控制取消。
取消巡航控制后，要想重新按巡航控制模式行驶，只要操作恢复/加速开关，巡航控制ECU即可恢复原来的巡航控制行驶。
（5）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。不同的车型稍有不同，一般为40km/h。车速低于40km/h时，巡航车速不能被设定，巡航系统不能工作。当巡航行驶时，如果车速降至40km/h以下，则巡航控制将自动取消，且巡航ECU存储器内存储的设定车速将被取消。
（6）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，一般为200km/h。即使操作加速开关，也不能使车速超过200km/h。
（7）汽车电磁离合器控制功能。
当汽车以巡航控制模式行驶时，如果因为下坡汽车车速高于15km/h，则巡航控制ECU将切断巡航控制系统的安全电磁离合器使车速降低。当车速降低至比设定车速高出不足10km/h时，安全电磁离合器再次接通，恢复巡航控制。
（8）自动取消功能。
当汽车以巡航控制模式行驶时，若出现执行器驱动电流过大，伺服电动机始终朝节气门打开的方向旋转时，则巡航控制ECU存储器内存储的设定车速将被清除，巡航控制模式将被取消，巡航控制电源开关同时关闭。
（9）自动变速器控制功能。
在巡航控制模式下，汽车以超速挡上坡行驶，当车速降至超速挡切断速度（比设定车速低4km/h以上）时，ECU自动降挡以增加驱动力，防止车速进一步降低。当车速升至超速挡恢复速度（比设定车速低2km/h）时，约6s后巡航控制ECU自动恢复超速挡行驶。
（10）诊断功能。
巡航控制ECU对系统进行监控，当发生故障时，仪表板上的巡航指示灯会闪烁，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，使用故障诊断仪可以读取故障码。
3.执行器
执行器将巡航控制单元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，由负压操纵节气门；另一种是电动机驱动型，由电动机操纵节气门。
（1）真空驱型执行器。
真空驱动型执行器施加负压的方法有两种：一种是从发动机进气歧管施加负压；另一种是当进气歧管负压太低时，用真空泵提高负压，如图2-1-5所示。真空驱动型执行器主要由控制阀、释放阀、电磁线圈、膜片、回位弹簧和空气滤清器组成。
图2-1-5 真空驱动型执行器控制方法 （a）仅从发动机进气歧管施加负压；（b）用真空泵提高负压
（2）电动机驱动型执行器。
电动机驱动型执行器由电动机、电磁离合器和电位计组成，执行器与节气门的关系如图2-1-6所示。
图2-1-6 执行器与节气门的关系
巡航控制ECU控制电动机顺时针或逆时针转动，从而改变节气门的开度。节气门已完全打开或关闭后，若电动机继续转动，则会损坏。为此，电动机安装了两个限位开关，用于控制电动机的运转。
电磁离合器用于控制电动机和节气门拉索。当巡航控制ECU向执行器发出控制信号时，电磁离合器接合，电动机通过拉索转动节气门。若按下任一安全开关后，巡航控制ECU控制电磁离合器分离，取消巡航控制。
当设定巡航车速时，电位计将节气门开度转换成电信号，送入巡航控制ECU，ECU根据此数据控制节气门的开度，使实际车速与设定的车速相符。
三、巡航控制系统使用注意事项
1）为了使汽车获得最佳控制，当遇到交通堵塞或在雨、冰、雪等湿滑路面上行驶或遇上大风天气时，不要使用巡航控制系统。
2）为了避免巡航控制系统耽误工作，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处于关闭状态。
3）汽车行驶在陡坡使用巡航控制系统，会引起发动机转速变化过大，因此，最好不要使用。
4）汽车巡航行驶时，对装备手动变速器的汽车应在踩下离合器踏板时将变速器置于空挡，否则发动机转速会急剧升高。
5）使用巡航控制系统时要注意观察仪表板上的CRUISE指示灯是否闪亮，若闪亮，则表明巡航控制系统处于故障状态，应停止使用巡航控制系统。
6）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，使用时应注意：
①保持汽车发电机及其电压调节器处于良好的技术状态。
②必须保证车辆的蓄电池与发电机、车体的良好连接。
③保持ECU电源插接件接线正确、连接可靠。
④注意ECU防潮、防振、防磁、防污染。
【任务准备】
实施本任务的单个工位所使用的设备及工具材料可参考表2-1-1。
表2-1-1 实训设备及工具材料
【任务实施】
一、安装车辆防护装置
1）安装车轮挡块（或三角木）。注意：车轮挡块的安装位置可以是两个后轮，也可以是呈对角关系的前后轮。
2）安装尾气排放系统，并接通尾气排放系统的电源。
3）取车钥匙，解锁车辆，开车门，安装车内防护五件套（方向盘套、手制动杆套、换挡杆手柄套、座椅套、地板垫），同时检查驻车制动杆处于拉紧位置，换挡杆处于空挡（手动变速器）或P挡（自动变速器）位置。
4）打开发动机舱盖，安装车外防护三件套（左、右翼子板布和前格栅布）。
二、诊断雪佛兰科鲁兹汽车巡航系统故障
1.分析雪佛兰科鲁兹汽车巡航系统工作原理
雪佛兰科鲁兹汽车巡航系统电路如图2-1-7所示，其工作原理如下：
图2-1-7 雪佛兰科鲁兹巡航控制系统电路图
（1）巡航系统启用。
当车速在40.2km/h以上时，将巡航“ON/OFF”（打开/关闭）开关转到“ON”（打开）后，按一下“—SET”开关。车身控制模块（BCM）通过其内部监测电路感知到巡航控制开关已接通后，将该信号传送给发动机控制模块，发动机控制模块（ECM）确认巡航控制开关接通信号后，通过监测车速信号电路记录巡航车速并开启巡航控制系统，保证车辆以恒定的速度行驶。同时，发动机控制模块向仪表板组合仪表发送一条串行数据信息，以点亮组合仪表中的巡航控制启用指示灯。
（2）调整巡航行驶速度。
巡航控制系统启用后，驾驶员可通过加速踏板和“—SET（设置）”开关和“＋RES（恢复）”开关控制汽车行驶速度。当驾驶员踩下加速踏板后，车速升高并超过设定巡航车速，松开加速踏板后，车速降低并恢复到设置的车速。驾驶员长按“—SET”开关，车速下降（每按一次降低1.6km/h，最低车速为38km/h），松开“—SET（设置）”开关后，发动机控制模块记录并保持此车速作为新的设定车速；驾驶员长按“＋RES”开关，车速上升（每按一次升高1.6km/h），松开“＋RES（恢复）”开关后，发动机控制模块记录并保持此车速作为新的设定车速。在踩下制动踏板或按下“CANCEL（取消）”开关关闭巡航控制系统后，瞬时激活“＋RES（恢复）”开关将恢复至以前的车速。
（3）停用巡航控制系统。
当制动踏板踩下、巡航控制“ON/OFF”（打开/关闭）开关转到“OFF”（关闭），或者巡航控制开关取消开关接通时，车身控制模块向发动机控制模块发送串行数据信息，发动机控制模块接收到该信息后停用巡航控制系统，同时向组合仪表（TPC）发送串行数据，熄灭巡航启用指示灯。
2.故障诊断流程
1）将点火开关置于“OFF”位置，断开左侧方向盘控制开关（S70L）线束连接器，再将点火开关置于“ON”位置。
2）使用测试灯连接线束接头端子1和搭铁，确认测试灯点亮。
注意：如果测试灯没有点亮，则进行以下测试。
将点火开关置于“OFF”位置，断开K9车身控制模块上的线束连接器，测试线路1444和搭铁之间的电阻是否大于100Ω。如果为100Ω或更小，则修理线路1444对搭铁短路故障；如果线路1444和搭铁之间的电阻大于100Ω，进一步测试线路1444端对端的电阻是否小于2Ω，若电阻为2Ω或更大，则修理线路1444开路/电阻过大，若电阻小于2Ω，则更换K9车身控制模块。
3）确认故障诊断仪上的数据流选项“发动机控制模块巡航控制开关状态”参数为“关闭”。
注意：如果故障诊断仪上的数据流选项“发动机控制模块巡航控制开关状态”参数不为“关闭”，则进行以下测试。
将点火开关置于“OFF”位置，断开K9车身控制模块上的线束连接器，再将点火开关置于“ON（打开）”位置，测试线路1884和搭铁之间的电压是否低于1V。如果是1 V或更高，则修理线路1844对电压短路故障；如果低于1V，则更换K9车身控制模块。
4）在线束接头端子3和端子1之间安装一条带3A保险丝的跨接线，确认故障诊断仪上的数据流选项“发动机控制模块巡航控制”参数为“停用”。
注意：故障诊断仪上的数据流选项“发动机控制模块巡航控制”参数不为“停用”，则进行以下测试：
将点火开关置于“OFF”位置，断开K9车身控制模块上的线束连接器，测试线路1884和搭铁之间的电阻是否为无穷大。如果电阻不为无穷大，则修理线路1884对搭铁短路故障。如果电阻为无穷大，测试信号电路端对端的电阻是否小于2Ω，若电阻为2Ω或更大，则修理线路1884开路/电阻过大；若电阻小于2Ω，则更换K9车身控制模块。
5）更换S70L左侧方向盘控制装置开关。
【检查评议】
1.考核要求
1）能正确安装车辆防护装置。
2）能正确读取并记录故障码。
3）能准确分析巡航控制系统故障原因。
4）能正确使用工具、量具。
5）排除巡航控制系统故障过程合理。
2.配分与评分标准
配分与评分标准见表2-1-2。
表2-1-2 配分与评分标准
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