了解电子控制巡航系统

任务三　了解电子控制巡航系统

任务描述

汽车巡航系统又称为恒速系统、稳速系统、经济车速系统或车速自动控制系统，英文简称为CCS。本任务主要了解汽车巡航系统的组成、结构特点、工作原理；教学现场应提供汽车巡航系统的相关示教板及实物部件。

任务实施

一、巡航系统的组成及各部件的功能

1．认识汽车巡航系统

汽车巡航系统是一种利用电子控制技术保持汽车自动等速行驶的系统。汽车在良好的路面（尤其是高速公路）行驶时，可开启巡航控制开关，将车速设定在一个固定的速度上，这时驾驶员的脚可以离开加速踏板，汽车根据行驶阻力的变化，自动增大或减小节气门的开度，保持汽车等速行驶。当路况发生变化时，驾驶员又能重新操纵汽车，使整个驾驶过程变得简便、轻松。巡航控制系统使发动机的运行工况变化平稳，改善汽车的燃料经济性和发动机的排放性能。电子巡航系统控制方框图如图3-24所示。

图3-24　电子巡航系统控制方框图

2．巡航系统的组成

一般汽车的巡航系统主要由巡航控制开关、传感器、巡航控制ECU和执行器等部分组成。

3．各部件的功能

（1）巡航控制开关

巡航控制开关一般采用手柄式开关，安装于方向盘的下方，也有采用按键式开关，安装在方向盘上。巡航控制开关一般包括主开关（MAIN）、设定/减速开关（SET/COAST）、恢复/加速开关（RES/ACC）和取消（CANCLE）开关。如图3-25所示为巡航控制开关实物图片。

图3-25　巡航控制开关实物图

（2）退出巡航控制开关

退出巡航控制开关是指开关接通后能够使巡航系统自动退出工作的开关，主要包括制动灯开关、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）。

（3）传感器

传感器主要包括车速传感器、节气门位置传感器和节气门控制摇臂传感器。车速传感器的作用是用来采集车辆的实时车速信息，送到巡航控制ECU中与设定的速度信息进行比较，以便实现等速控制。节气门位置传感器的作用是将节气门开度信息传输到ECU中，以便计算输出与节气门的开度关系，以确定输出量的大小。节气门控制摇臂传感器可对巡航系统提供节气门摇臂位置信号，巡航系统将根据该信号对节气门进行控制。

（4）巡航控制ECU

巡航控制ECU接收来自巡航控制开关、车速传感器信号和其他开关的信号，按照存储的程序对巡航系统进行控制。自动巡航控制ECU具有表3-11所示的功能。

表3-11　巡航控制ECU的功能及说明

续表

二、巡航系统的工作原理

如图3-26所示是一种典型的闭环汽车电子巡航控制系统原理框图。其工作原理是：控制器的输入是两个车速信号的差，一个是驾驶员设定的车速信号；另一个是实际车速的反馈信号。 ECU将这两种信号进行比较，得出误差信号，经放大、处理后输出节气门控制信号，传输至节气门执行器，驱动节气门执行器工作，自动调节发动机节气门开度，以修正实际车速，从而将实际车速很快调整到驾驶员设定的车速，并保持汽车车速恒定。汽车在平坦路面上行驶时车速与节气门开度的关系通常都存储在巡航控制系统ECU的ROM中。

图3-26　汽车电子巡航控制系统原理框图

三、巡航控制系统输入信号的检查及闪烁指示含义

巡航控制系统输入信号的检查及闪烁指示含义见表3-12。

表3-12　巡航控制系统输入信号的检查闪烁指示含义

四、巡航控制系统的使用及维护

①在汽车交通拥堵，或在雨、冰、雪等湿滑路面上行驶及遇上大风大雨天气时，为安全起见，不要使用巡航控制系统。

②为了避免巡航控制系统误工作，在不适用巡航控制系统时，务必使巡航控制系统的控制开关（CRUISE ON-OFF）关闭。

③汽车在陡坡行驶时，应该立即关闭巡航控制系统，否则会引起发动机转速变化过大，损害发动机。

④下坡驾驶中，需避免将车辆加速。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挡，利用发动机制动使车速得到控制（此点作为非巡航控制系统的车同样使用，并且较刹车更为安全和可靠，尤其是在长下坡过程中）。

⑤使用巡航控制系统要注意观察仪表板上的指示灯CRUSE是否闪烁发亮，若闪烁就表明巡航控制系统处在故障状态。此时，应停止使用巡航控制系统，待故障排除后再使用。

五、任务评价表

自我测试

1．巡航控制系统是一种利用电子控制技术保持汽车_____________的系统。

2．一般汽车的巡航系统主要由_____________、_____________、_____________和_____________等部分组成。

3．巡航控制开关一般包括_____________、_____________、_____________和_____________开关。

4．车速上限是指巡航控制所能设定的_____________，一般为_____________。

5．巡航系统的传感器主要包括_____________、_____________和_____________。

6．退出巡航控制开关主要包括_____________开关、_____________开关、_____________开关（手动变速器）和_____________开关（自动变速器）。

7．请总结汽车如何进行巡航控制。

知识扩展

汽车车用传感器

汽车车用传感器是汽车计算机系统的输入装置，它把汽车运行中各种工况信息，如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等转化成电讯号输给计算机，以便发动机处于最佳工作状态。下面我们来认识一下汽车上的主要传感器。

1．空气流量传感器

空气流量传感器是将吸入的空气转换成电信号送至电控单元（ECU），作为决定喷油的基本信号之一。根据测量原理不同，可以分为旋转翼片式空气流量传感器（如丰田PREVIA旅行车）、卡门涡游式空气流量传感器（如丰田凌志LS400轿车）、热线式空气流量传感器（如日产千里马车用）等。

目前主要采用的是热线式空气流量传感器和热膜式空气流量传感器两种。

2．进气压力传感器

进气压力传感器可以根据发动机的负荷状态测出进气管内的绝对压力，并转换成电信号和转速信号一起送入计算机，作为决定喷油器基本喷油量的依据。国产奥迪100型轿车（V6发动机）、桑塔纳2000型轿车、北京切诺基（25 L发动机）、丰田皇冠3.0轿车等均采用这种压力传感器。目前广泛采用的是半导体压敏电阻式进气压力传感器。

3．节气门位置传感器

节气门位置传感器安装在节气门上，用来检测节气门的开度。它通过杠杆机构与节气门联动，进而反映发动机的不同工况。此时传感器可把发动机的不同工况检测后输入电控单元（ECU），从而控制不同的喷油量。它有3种形式：开关触点式节气门位置传感器（桑塔纳2000型轿车和天津三峰客车）、线性可变电阻式节气门位置传感器（北京切诺基）、综合型节气门位置传感器（国产奥迪100型V6发动机）。

4．曲轴位置传感器

曲轴位置传感器也称曲轴转角传感器，是计算机控制的点火系统中最重要的传感器，其作用是检测上止点信号、曲轴转角信号和发动机转速信号，并将其输入计算机，从而使计算机能按汽缸的点火顺序发出最佳点火时刻指令。曲轴位置传感器有3种形式：电磁脉冲式曲轴位置传感器、霍尔效应式曲轴位置传感器（桑塔纳2000型轿车和北京切诺基）、光电效应式曲轴位置传感器。曲轴位置传感器型式不同，其控制方式和控制精度也不同。曲轴位置传感器一般安装于曲轴皮带轮或链轮侧面，有的车型安装于凸轮轴前端，也有的安装于分电器（桑塔纳2000型轿车）。

5．爆震传感器

爆震传感器安装在发动机的缸体上，随时监测发动机的爆震情况。目前采用的爆震传感器有共振型和非共振型两大类。