朱明zhubob汽车电控第七章巡航控制底盘其他电控系统四节教案.docx
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朱明zhubob汽车电控第七章巡航控制底盘其他电控系统四节教案
朱明zhubob-汽车电控
第七章底盘其他电子控制系统
第四节巡航控制系统
复习（5＇）
电子控制动力转向系统的控制功能
内容（60＇）
一、概述
汽车巡航控制系统CCS（CruiseControlSyetem）根据其特点又称恒速控制系统、稳速控制系统、巡行控制系统或车速自动控制系统等。
该系统是利用先进的电子技术对汽车行驶速度进行自动调节，从而实现按事先设定的速度行驶的一种电子控制装置。
汽车巡航控制系统的作用：
按照驾驶所设定的速度，不踩加速踏板就可以使汽车自动地以固定的速度行驶。
在行驶中，驾驶员只要掌握转向盘就可轻松地进行驾驶。
当路况变化时，驾驶员又能重新操纵汽车，如加速、减速、停靠等，从而使整个驾驶过程变得简便、轻松和舒适。
装有巡航控制系统的汽车具有以下优点：
（1）保持汽车车速的稳定。
（2）提高汽车行驶的舒适性。
（3）节省燃料，提高经济性和环保性。
自1961年美国首先在汽车上应用巡航控制装置以来，目前在美、日、欧等国家许多轿车上都装用了这种装置。
巡航控制系统的应用见表7-11所示。
二、巡航控制系统（CCS）的组成和工作原理
汽车的巡航控制系统（CCS）组成：
如图741所示
输入装置（如主控制开关、恒速／减速开关、恢复／加速开关、车速传感器）、电于控制单元ECU、执行器三大部分。
该系统的ECU具有处理微机的再启动、输入、辅出与电源的通断、自我诊断等功能。
在车速高于40km／h时，驾驶员利用恒速开关可以控制汽车以恒速行驶。
按动解除开关，则停止恒速运行。
再按恢复开关时，车辆又会按照解除开关动作之前所记忆的车速恒速行驶。
较新式的巡行控制系统中主开关的断开挡与点火开关是联动的，当点火开关切断时，该系统的电源也被切断。
当点火开关接通时，如果没有合上CCS主开关，则整个系统无电源而不能工作。
基本工作原理如图742所示：
电子控制器ECU有两个输入信号：
一个是驾驶员利用控制开关选定的指令车速信号；
另一个是实际车速反馈信号。
当测出的实际车速高于或低于驾驶员调定的车速时，
电子控制器将这两种信号进行分析比较后，输出节气门控制信号送到节气门执行器，调节发动机节气门开度，以修正两输入车速信号的误差，从而使实际车速很快恢复到驾驶员设定的车速井保持恒定。
练习（5＇）
巡航控制系统（CCS）的组成
小结（10＇）
巡航控制系统（CCS）的组成和工作原理
作业（5＇）
（把课堂练习写成作业待交）
第四节巡航控制系统
复习（5＇）
巡航控制系统（CCS）的工作原理
内容（60＇）
三、巡航控制系统主要部件的结构与原理
巡航控制系统结构：
由巡航控制开关、车速传感器、电子控制器ECU和执行器四部分组成。
1.巡航控制开关，如图7-43所示，
巡航控制开关即驾驶员指令开关，也称主控开关，安装在转向柱上，操纵非常方便。
大多数巡航控制开关有三个档位、五种控制功能：
即设置／巡航（SET／COAST）、复回／加速（RES／ACC）和取消（CANCEL）档。
2．车速传感器
车速传感器安装在变速器输出轴上，其结构／和原理前面章节已讲过，这里不在重述。
3．执行器
执行器也称伺服器，其作用是接受巡航控制ECU的控制指令信号，以电动或气动方式操纵节气门，改变节气门的开度，使车辆作加速、减速及定速行驶。
执行器可分为电动式和真空式两种，普遍使用的是电机式执行器。
1）真空巡航控制执行器
真空式巡航控制执行器的结构如图7-44所示，
利用发动机的负压或专用气泵所产生的负压驱动其膜片，以控制节气门的开度来实现巡航控制的。
工作时，利用控制阀的通电来控制大气通道口、负压通道口的开闭，改变控制室内的压力，以调节膜片的位置。
膜片通过拉线与加速踏板及节气门联动，以控制节气门的开度。
控制阀的通电，利用占空比控制，并由通电时间的比率决定膜片所处的位置。
执行器除了装设控制阀，还有泄放阀，当解除巡航车速时，控制室就与大气相通，确保巡航车速的解除。
真空式巡航控制系统是由真空调节器、节气门驱动伺服膜盒和制动踏板上的真空解除阀等组成，如图7-45所示。
根据ECU的输出信号，经电磁阀可调节控制进入真空调节器的空气量，从而控制作用于伺服膜盒的真空度。
当车速低于预定速度时，真空调节器供给的空气量减少，使伺服膜盒内的真空度增加，通过膜片的移动，使节气门开大。
当车速高于控制车速时，真空调节器供给的空气量就会增加，减少了伺服膜盒内的真空度，使节气门开度减小，若以预定速度行驶时，在发动机进气管负压和真空调节器供给定量空气的共同作用下，使伺服膜盒内保持一定的负压，控制汽车按预定速度稳定行驶。
在真空系统工作时，如驾驶员踏下制动踏板，首先使真空解除阀起作用，切断系统电源，电磁阀断电，真空调节器内部与大气相通，负压消失。
在踏下制动踏板的同时，真空解除阀也使系统与大气相通。
2）电机式巡航控制执行器
如图7-46所示，电机式巡航控制执行器通常包括安全电磁离合器、调速伺服电动机和位置传感界三个部分。
（1）安全电磁离合器。
安全电磁离合器起锁住或释放节气门控制拉线的作用。
当车辆在平直道路上以超过40krn／h的车速行驶，驾驶员启动巡行按钮SET（调置）时，安全电磁离台器则锁住钢绳使节气门保持一定的开度，车辆也就基本稳定在这个速度上行驶。
若进行踩制动踏板、踩离合器踏板（手动变速器）、从D档挂至N档（自动变速器）、手制动（驻车制动）、巡航操纵杆移至解除（CANCEL）位置等任一项操作时，安全电田离合器则释放节气门拉索，巡航装置与节气门分离开，巡行系统停止工作，防止车辆失控而造成飞驰危险。
（2）调速伺服电动机。
调速伺服电动机—般使用永磁可逆式电动机，
作用：
保持车辆的动态恒速。
调速伺服电动机还用于加速（ACC）和减速（如下坡滑行一COAST）的调整。
伺服电动机的工作是由巡行控制ECU控制的。
（3）位置传感器。
位置传感器用于检测调速伺服电动机控制油门的位置，即动态反映节气门的开度情况。
它作为反馈信号输入巡航控制ECU。
电机式巡航控制装置与发动机节气门之间的关系。
如图7-47所示：
通常情况下，加速踏板与节气门控制拉索进行机械性连结，与加速踏板动作相配合，由节气门臂转动来控制节气门开与关。
在执行元件的控制臂中，它将电机的旋转运动变换为摇摆运动并传递出去。
在电机与控制臂之间装有电磁离合器，只是在进行巡航控制时离合器接合，电机的旋转力矩传递给节气门，当解除巡航速度而行驶在调置状态后，若发生某种异常情况，离合器首先松开，同时电机向节气门全闭方向旋转。
四、巡航控制系统的工作控制过程
丰田凌志（Lexus）汽车电子巡航控制系统的电路图。
图7-48
巡航控制ECU根据开关和传感器的信号，控制巡航系统的实现各种功能：
1．恒速控制功能
ECU将实际车速与设置车速相比较，当实际车速高于（或低于）设置车速时，ECU使巡航执行元件的伺服电机关闭（或打开）节气门。
2．设置功能
接通主控开关，当汽车在巡航车速控制范围内（40-200km／h）将控制开关压到SET／COAST并松开，巡航控制ECU储存此时的车速并以此车速稳速行驶。
3．减速、加速功能
当汽车以巡航控制方式行驶时，将控制开关按到SLT／COAST（或RES／ACC）侧时，执行元件的伺服电机将关闭（或打开）节气门，汽车不断减速（或加速）。
当松开开关时，ECU储存这时的车速井以此车速稳速行驶。
4．速度上下限控制功能
速度上下限是巡航控制系统所能设置的最高（400km／h）和最低车速（40km／h）。
若汽车以巡航控制方式行驶时，车速低于下限速度，巡航控制被自动取消，存储器中的速度设置也被清除。
巡航控制无法设置高于上限的车速。
5．恢复功能
当控制开关压向RES／ACC，可恢复巡航控制方式井以设置的速度行驶。
6．安全电磁离合器控制功能
下坡行驶时，若车速比设置车速高出15km／h，巡航控制ECU将切断安全电磁离合器降低车速。
当车速降到比设置车速高出不到10km／h时，安全电磁离合器再次接通，恢复巡航控制。
7．手动取消功能
汽车以巡航控制方式行驶时，如果下列信号中任一信号送到巡航控制ECU，安全电磁离合器切断伺服调速电机也关闭节气门，巡航控制方式也相应取消：
（1）停车灯开关接通（踩下制动踏板）；
（2）驻车制动灯开关接通（踏下驻车制动）；
（3）空档起动开关接通（变速器换档杆在空档位置）；
（4）取消开关接通。
8．恒速自动解除功能
在巡航控制行驶期间，若出现伺服调速电机或安全电磁离合器晶体管驱动电流过大，伺服电机始终朝节气门打开方向转动等情况，存储器中设置的车速被清除，安全电磁离合器断电，巡航控制方式自动解除，主控开关也同时关闭。
9．与自动变速器复合控制功能
当汽车以巡航控制方式挂人超速档上坡行驶时，当车速降低到超速档切断速度（设置车速减去4km／h时），ECU将自动取消超速档并增加驱动力，防止车速进一步下降。
取消超速档，若车速增加超过超速档恢复速度，ECU即根据位置传感器信号恢复超速档。
当汽车以巡航控制方式行驶时，巡航控制ECU将信号送到发动机和变速器控制ECU，发动机和变速器控制ECU即转入正常换档方式，以确保巡航控制行驶平稳。
练习（5＇）
控制巡航系统的有哪些功能？
小结（10＇）
巡航控制系统的工作控制过程
作业（5＇）
（把课堂练习写成作业待交）
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