第二節(jié) 汽車巡航控制系統(tǒng)控制部件的結(jié)構(gòu)

巡航控制系統(tǒng)由巡航控制開關(guān)、傳感器、巡航控制ECU、執(zhí)行器等組成。巡航控制開關(guān)和傳感器將信號送至巡航控制ECU，巡航控制ECU根據(jù)這些信號計(jì)算出節(jié)氣門的合理開度，并給執(zhí)行器發(fā)出信號，調(diào)節(jié)節(jié)氣門的開度，保持汽車按設(shè)定的車速等速行駛。

一、巡航控制的控制過程

巡航控制系統(tǒng)是一個(gè)典型的閉環(huán)控制系統(tǒng)。電子控制式巡航控制系統(tǒng)的控制原理如圖2-4所示。輸入巡航電控單元（CCS ECU）的信號有兩個(gè)：駕駛?cè)烁鶕?jù)行駛條件，通過巡航開關(guān)設(shè)定的巡航車速指令信號；車速傳感器輸入的實(shí)際車速反饋信號。

圖2-4 巡航控制系統(tǒng)的基本控制原理

當(dāng)巡航車速指令信號和實(shí)際車速反饋信號輸入CCS ECU后，CCS ECU的比較器A經(jīng)過比較運(yùn)算便可得到兩個(gè)信號之差，稱之為誤差信號。誤差信號經(jīng)過比例運(yùn)算和積分運(yùn)算后，再經(jīng)過放大處理就可得到控制節(jié)氣門開度大小的控制信號，CCS ECU將控制指令發(fā)送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)就可驅(qū)動節(jié)氣門拉索調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)節(jié)氣門開度的大小，將實(shí)際車速迅速調(diào)節(jié)到駕駛?cè)嗽O(shè)定的車速值，從而實(shí)現(xiàn)恒速控制，即實(shí)現(xiàn)巡航控制。

在控制過程中，當(dāng)實(shí)際車速低于駕駛?cè)嗽O(shè)定的巡航車速值時(shí)，CCS ECU將向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出增大節(jié)氣門開度的指令，使實(shí)際車速升高到巡航車速。反之，當(dāng)實(shí)際車速高于駕駛?cè)嗽O(shè)定的巡航車速值時(shí)，CCS ECU將向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出減小節(jié)氣門開度的指令，使實(shí)際車速降低到巡航車速，從而使實(shí)際車速基本保持在駕駛?cè)嗽O(shè)定的巡航車速值不變。

二、巡航控制開關(guān)

1.巡航控制開關(guān)

巡航控制開關(guān)是巡航控制系統(tǒng)的主要控制開關(guān)，其功用是將恒速、加速或減速、恢復(fù)原速以及取消巡航行駛等指令信號輸入CCS ECU，以便CCS ECU確定是否進(jìn)行恒速控制。

巡航控制開關(guān)實(shí)際上是一個(gè)類似于風(fēng)窗玻璃刮水與洗滌開關(guān)的組合手柄開關(guān)，一般都由“MAIN”（主開關(guān)）、“SET/COAST”（設(shè)置/巡航）、“RES/ACC”（恢復(fù)/加速）和“CAN-CEL”（取消）4個(gè)功能開關(guān)組成。巡航開關(guān)一般都安裝在轉(zhuǎn)向盤右下側(cè)偏上位置，并隨轉(zhuǎn)向盤一同轉(zhuǎn)動，以便于駕駛?cè)瞬僮鳌Ｔ隈{駛?cè)宿D(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤的同時(shí)，即可用右手（或左手）手指撥動組合手柄開關(guān)進(jìn)行巡航控制的有關(guān)操作。在每項(xiàng)功能開關(guān)的旁邊，標(biāo)注有完成相應(yīng)功能時(shí)開關(guān)手柄的操縱方向。

各型汽車用巡航控制開關(guān)的工作原理基本相同。但是，巡航開關(guān)的外形結(jié)構(gòu)各不相同，在設(shè)定巡航功能時(shí)，操縱手柄開關(guān)的方向也不盡相同，部分車型的巡航控制開關(guān)如圖2-5所示。

圖2-5 各型車的巡航控制開關(guān)

a）大眾POLO b）豐田RAV4 c）別克林蔭大道 d）福特福克斯 e）標(biāo)致408 f）寶馬X6

下面以圖2-6所示的豐田雷克薩斯LS400型轎車用巡航開關(guān)的外形結(jié)構(gòu)與內(nèi)部電路為例說明。

（1）主開關(guān)（MAIN） 主開關(guān)為按鈕式開關(guān)，設(shè)在開關(guān)操縱手柄的端部，是巡航控制系統(tǒng)的總開關(guān)。當(dāng)單擊一下操縱手柄端部的“MAIN”按鈕時(shí)，MAIN觸點(diǎn)接通，組合儀表盤上的巡航指示燈將發(fā)亮指示，此時(shí)巡航控制系統(tǒng)處于待命狀態(tài)，可以進(jìn)行恒速控制。再次單擊“MAIN”按鈕時(shí)，按鈕將彈起，MAIN觸點(diǎn)斷開，巡航指示燈將熄滅，指示巡航控制系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)，不能進(jìn)行恒速控制。

由圖2-6b所示電路可見，當(dāng)MAIN觸點(diǎn)接通時(shí)，CCS ECU的巡航主開關(guān)端子CMS（即CCS ECU線束插座上第4號端子）通過主開關(guān)觸點(diǎn)搭鐵CCS ECU得到一個(gè)低電平（0V）信號。此時(shí)CCS ECU便控制巡航執(zhí)行機(jī)構(gòu)處于待命狀態(tài)。與此同時(shí)，CCS ECU還要控制巡航指示燈電路接通，使巡航指示燈發(fā)亮指示系統(tǒng)所處狀態(tài)。如果主開關(guān)（MAIN）按鈕被按下后巡航指示燈不亮，說明巡航控制系統(tǒng)有故障。

圖2-6 巡航開關(guān)操縱手柄的外形結(jié)構(gòu)與內(nèi)部電路

a）操縱手柄外形圖 b）巡航開關(guān)電路圖

（2）設(shè)定/巡航（SET/COAST）開關(guān) 此開關(guān)為巡航速度設(shè)定開關(guān)。將巡航開關(guān)操縱手柄向下?lián)軇硬⒈３衷谙蛳挛恢脮r(shí)，巡航速度設(shè)定開關(guān)即可接通。當(dāng)設(shè)定/巡航開關(guān)處于接通位置時(shí)，只要按住操縱手柄不動，汽車就會不斷加速。當(dāng)車速達(dá)到駕駛?cè)讼胍难埠叫旭偟能囁伲ㄗⅲ很囁賾?yīng)在40km/h以上，低于40km/h不能進(jìn)行巡航行駛）時(shí)松開操縱手柄，手柄將自動復(fù)位，此時(shí)巡航控制系統(tǒng)就會使汽車以松開操縱手柄時(shí)的車速保持恒速行駛。

（3）恢復(fù)/加速（RES/ACC）開關(guān) 此開關(guān)為恢復(fù)（RESUME）巡航速度開關(guān)。向上撥動操縱手柄時(shí)，巡航速度恢復(fù)/加速開關(guān)即可接通。在汽車以設(shè)定的巡航速度行駛過程中，當(dāng)駕駛?cè)瞬认录铀偬ぐ宄嚮虿认轮苿犹ぐ逯苿樱驅(qū)⒆詣幼兯倨髯兯贄U撥到前進(jìn)檔位D位以外的位置時(shí)會導(dǎo)致車速升高或降低，如果此時(shí)想要恢復(fù)到原來設(shè)定的巡航車速，只需將巡航開關(guān)操縱手柄向上抬起并保持在該位置，使恢復(fù)/加速開關(guān)保持接通，汽車即可迅速加速或減速并恢復(fù)到原來設(shè)定的巡航車速行駛。但是，如果行駛車速已經(jīng)低于40km/h，則巡航車速不能恢復(fù)。

（4）取消（CANCEL）開關(guān) 此開關(guān)為取消巡航的操縱開關(guān)。將巡航開關(guān)操縱手柄向駕駛?cè)朔较驌軇訒r(shí)，即可接通巡航速度取消開關(guān)來解除巡航行駛。

由圖2-6b所示電路可知，設(shè)定/巡航（SET/COAST）、恢復(fù)/加速（RES/ACC）和取消巡航（CANCEL）3只開關(guān)的信號均從同一個(gè)端子（即“CCS”端子或18端子）輸入電控單元（CCS ECU）。3只開關(guān)中的任意一只接通時(shí)，都是接通搭鐵回路。但是，由于各開關(guān)之間連接有不同阻值的電阻，因此，當(dāng)接口電路以恒流源供給恒定電流時(shí)，不同開關(guān)接通時(shí)輸入CCSECU的信號電壓并不相同，CCS ECU根據(jù)信號電壓高低即可判定是哪一只開關(guān)接通。

2.解除巡航控制開關(guān)

（1）制動燈開關(guān) 制動燈開關(guān)接通信號的功用是在駕駛?cè)瞬认轮苿犹ぐ褰油ㄖ苿訜綦娐肥蛊浒l(fā)亮的同時(shí)，向CCS ECU輸入一個(gè)表示制動的信號，CCS ECU接收到該信號后將立即解除巡航控制狀態(tài)，以便制動器制動將車速降低。

制動燈開關(guān)由常閉和常開兩個(gè)開關(guān)組成，如圖2-7所示。開關(guān)A為常開開關(guān)，踏下制動踏板時(shí)開關(guān)閉合，將制動燈的電源電路接通，制動燈點(diǎn)亮。同時(shí)，電源電壓經(jīng)開關(guān)A加在巡航控制ECU上，將制動信號輸入巡航控制ECU，巡航控制ECU取消巡航控制系統(tǒng)的控制，巡航控制系統(tǒng)停止工作。開關(guān)B為常閉開關(guān)，當(dāng)踏下制動踏板時(shí)，開關(guān)B斷開，直接切斷巡航控制ECU對巡航控制執(zhí)行器的控制電路，確保巡航控制系統(tǒng)停止工作。

圖2-7 制動燈開關(guān)電路

a）豐田Cressida真空驅(qū)動執(zhí)行器 b）豐田陸地巡洋艦電動機(jī)驅(qū)動型執(zhí)行器

（2）駐車制動開關(guān) 在汽車行駛過程中，當(dāng)制動系統(tǒng)（防抱死制動系統(tǒng)或常規(guī)制動系統(tǒng)）發(fā)生故障時(shí)，就需要通過操作駐車制動器來降低車速。因此，駐車制動開關(guān)接通時(shí)的信號必須作為解除巡航控制的輸入信號之一。

駐車制動開關(guān)又稱為手剎，其功用是向CCS ECU輸送一個(gè)電信號，以便CCS ECU解除巡航行駛狀態(tài)。當(dāng)拉緊駐車制動器操縱桿時(shí)，駐車制動開關(guān)觸點(diǎn)閉合，在接通制動警告燈電路的同時(shí)，還向CCS ECU輸送一個(gè)表示駐車制動器處于制動狀態(tài)的信號（一般為低電平信號），CCS ECU接收到該信號后將解除巡航行駛狀態(tài)。

（3）空檔起動開關(guān) 在裝備自動變速器的汽車上配裝有空檔起動開關(guān)，安裝在自動變速器側(cè)面，由變速桿通過杠桿機(jī)構(gòu)操縱。當(dāng)變速桿置于N位時(shí)，空檔起動開關(guān)觸點(diǎn)閉合，如果此時(shí)點(diǎn)火開關(guān)接通“起動（START）”檔位，則空檔起動開關(guān)將向發(fā)動機(jī)ECU輸入一個(gè)電信號（高電平或低電平信號）。

在汽車行駛過程中接通“空檔N位”時(shí)，說明駕駛?cè)讼胍獪p速停車。因此，在裝備巡航控制系統(tǒng)的汽車上，空檔起動開關(guān)還有一個(gè)功用，就是向CCS ECU輸入一個(gè)電信號，以便CCS ECU解除巡航行駛狀態(tài)。

（4）離合器開關(guān) 在裝備手動變速器而不是自動變速器的汽車上，當(dāng)駕駛?cè)瞬认码x合器踏板換檔時(shí)車速就會降低，CCS ECU就會發(fā)出指令使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速升高，因此，可能導(dǎo)致發(fā)動機(jī)超速運(yùn)轉(zhuǎn)而損壞。為了確保安全，在離合器踏板下面設(shè)置有一個(gè)離合器開關(guān)，開關(guān)觸點(diǎn)在駕駛?cè)瞬认码x合器踏板時(shí)就會閉合。

離合器開關(guān)的功用是當(dāng)汽車處于巡航狀態(tài)行駛時(shí)，如果駕駛?cè)瞬忍るx合器踏板（以便變換變速器檔位等），離合器開關(guān)觸點(diǎn)就會閉合，并向CCS ECU輸入一個(gè)電信號（低電平或高電平信號），以便CCS ECU解除巡航控制狀態(tài)，同時(shí)也便于駕駛?cè)俗儞Q變速器檔位。

三、巡航控制系統(tǒng)的使用

巡航控制系統(tǒng)如果使用不當(dāng)，不僅不能充分發(fā)揮巡航控制系統(tǒng)的作用，還可能損壞巡航控制系統(tǒng)，甚至危害汽車行駛安全。因此，使用巡航控制系統(tǒng)時(shí)應(yīng)按正確的使用方法進(jìn)行操作。巡航控制系統(tǒng)的使用，包括設(shè)定巡航車速、增加或降低巡航設(shè)定車速、取消巡航控制及取消巡航控制后的恢復(fù)巡航行駛。

巡航控制系統(tǒng)的使用方法如下：

（1）設(shè)定巡航車速 設(shè)定巡航車速的方法是按下巡航控制主開關(guān)，踏下加速踏板使汽車加速。當(dāng)達(dá)到希望的車速時(shí)（必須高于巡航控制系統(tǒng)工作時(shí)的最低車速），將巡航控制開關(guān)推至設(shè)定/減速位置后放松開關(guān)。開關(guān)放松時(shí)的車速即被巡航控制ECU記憶為設(shè)定車速，巡航控制系統(tǒng)開始工作。此時(shí)駕駛?cè)丝梢苑潘杉铀偬ぐ澹埠娇刂葡到y(tǒng)控制節(jié)氣門按設(shè)定車速等速行駛。

（2）加速 當(dāng)汽車巡航行駛時(shí)，如果要使巡航設(shè)定車速提高，應(yīng)將巡航控制開關(guān)置于恢復(fù)/加速位置保持不動，此時(shí)汽車將逐漸加速。當(dāng)汽車加速至所希望的車速時(shí)，放松巡航控制開關(guān)，汽車將按新的較高的設(shè)定車速等速行駛。如果需要使汽車臨時(shí)加速（如超車），則只需踏下加速踏板汽車即可，放松加速踏板后，汽車仍按原來設(shè)定的車速巡航行駛。

（3）減速 當(dāng)汽車巡航行駛時(shí)，如果要使巡航設(shè)定車速降低，應(yīng)將巡航控制開關(guān)置于設(shè)定/減速位置保持不動，汽車將逐漸減速。當(dāng)汽車減速至所希望的車速時(shí)，放松巡航控制開關(guān)，汽車將按新的較低的設(shè)定車速等速行駛。

（4）點(diǎn)動升速和點(diǎn)動降速 當(dāng)汽車以巡航控制模式行駛時(shí)，如果需要對巡航設(shè)定車速進(jìn)行微調(diào)時(shí)，只要點(diǎn)動1次恢復(fù)/加速開關(guān)（接通恢復(fù)/加速開關(guān)后立即放松開關(guān)，時(shí)間不超過0.6s），巡航設(shè)定車速就升高約1.6km/h。只要點(diǎn)動1次設(shè)定/減速開關(guān)，車速就降低約1.6km/h。

（5）取消巡航控制 取消巡航控制有幾種方式可以選擇：一是將巡航控制開關(guān)的取消開關(guān)接通然后釋放；二是踏下制動踏板；三是對于裝有手動變速器的汽車可以踏下離合器踏板；四是對于裝有自動變速器的汽車可以將變速桿置于空檔位置。

（6）恢復(fù)巡航行駛 如果通過操作退出巡航控制開關(guān)中的任何一個(gè)開關(guān)使巡航控制取消，要恢復(fù)巡航行駛，只要將恢復(fù)/加速開關(guān)接通然后放松開關(guān)，汽車將恢復(fù)原來巡航行駛。但如果車速已降低至40km/h以下，或?qū)嶋H車速低于設(shè)定車速16km/h以上，CCS ECU將不能恢復(fù)巡航行駛。

四、巡航控制電控單元

汽車在20世紀(jì)70年代裝備的巡航控制系統(tǒng)電子控制單元大多數(shù)都是采用模擬電子技術(shù)制成的。隨著數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展，特別是大規(guī)模集成電路和單片機(jī)的廣泛應(yīng)用，20世紀(jì)80年代開始采用數(shù)字式單片機(jī)進(jìn)行控制，目前已全部采用數(shù)字式單片機(jī)控制。圖2-8所示為美國摩托羅拉（Motorola）公司開發(fā)研制的數(shù)字式巡航控制電控單元電路框圖。

圖2-8 摩托羅拉數(shù)字式巡航控制電控單元（CCS ECU）電路框圖

巡航控制系統(tǒng)電控單元又稱為巡航電子控制器，其功用是接受車速傳感器、巡航開關(guān)、制動燈開關(guān)、駐車制動開關(guān)、空檔起動開關(guān)或離合器開關(guān)、發(fā)動機(jī)電控單元ECU以及自動變速系統(tǒng)電控單元（ECT ECU）的信號，經(jīng)過信號轉(zhuǎn)換與處理、數(shù)學(xué)計(jì)算（比例-積分計(jì)算）、邏輯判斷、記憶存儲、功率放大等處理后，向巡航執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出控制指令信號，驅(qū)動執(zhí)行器動作，從而實(shí)現(xiàn)恒速控制或解除巡航行駛狀態(tài)。

數(shù)字電路控制系統(tǒng)與模擬電路控制系統(tǒng)的控制原理基本相同，有所不同的是所有輸入指令均以數(shù)字信號直接存儲和處理，此外，它還帶有可擦除只讀存儲器（ROM）的8位微處理器（MCU）。

CCS ECU根據(jù)駕駛?cè)瞬僮髟O(shè)定/巡航（SET/COAST）開關(guān)輸入的設(shè)定車速信號、車速傳感器輸入的實(shí)際車速信號、各種開關(guān)輸入信號以及發(fā)動機(jī)ECU和ECT ECU輸入的信號，按照只讀存儲器中預(yù)先編制的程序進(jìn)行計(jì)算處理之后，向執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動電路發(fā)出指令，驅(qū)動執(zhí)行器（步進(jìn)電動機(jī)或直流電動機(jī)、電磁閥等）動作，執(zhí)行器通過節(jié)氣門聯(lián)動機(jī)構(gòu)和節(jié)氣門拉索等改變節(jié)氣門開度，使實(shí)際車速達(dá)到設(shè)定的巡航車速，控制流程如圖2-9所示。

圖2-9 巡航控制流程圖

目前，汽車CCS ECU普遍采用大規(guī)模或超大規(guī)模專用集成電路與單片機(jī)組合而成。當(dāng)汽車上已經(jīng)裝備發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)或自動變速控制系統(tǒng)時(shí)，許多傳感器（如節(jié)氣門位置傳感器、車速傳感器）和控制開關(guān)（如制動燈開關(guān)、空檔起動開關(guān)等）的信號可以共享，只需編制控制程序調(diào)用該信號即可，因此，可以大大降低系統(tǒng)的硬件成本。

巡航控制ECU接收來自巡航控制開關(guān)、車速傳感器信號和其他的開關(guān)信號，按照存儲的程序?qū)ρ埠较到y(tǒng)進(jìn)行控制。巡航控制ECU有以下控制功能：

（1）記憶設(shè)定車速功能 當(dāng)主開關(guān)接通，車輛在巡航控制車速范圍內(nèi)（一般為40～200km/h）行駛時(shí)，操作設(shè)定/減速開關(guān)可以設(shè)定巡航車速。ECU將設(shè)定的車速存儲在存儲器內(nèi)，并將按設(shè)定車速控制汽車等速行駛。

（2）等速控制功能 CCS ECU將實(shí)際車速與設(shè)定車速進(jìn)行比較，確定節(jié)氣門是否應(yīng)該開大或關(guān)小，并根據(jù)實(shí)際車速與設(shè)定車速的差值，計(jì)算出節(jié)氣門開大或關(guān)小的量，進(jìn)而對執(zhí)行器進(jìn)行控制，保證汽車按設(shè)定車速等速行駛。

（3）設(shè)定車速調(diào)整功能 當(dāng)汽車以巡航控制模式行駛時(shí)，如果將設(shè)定車速提高或降低，則只要操作恢復(fù)/加速或設(shè)定/減速開關(guān)，就可以使設(shè)定車速改變，巡航控制ECU將記憶改變后的設(shè)定車速，并按新設(shè)定車速進(jìn)行巡航行駛。

（4）取消和恢復(fù)功能 當(dāng)汽車以巡航控制模式行駛時(shí)，如果接通取消開關(guān)或接通任何一個(gè)其他退出巡航控制開關(guān)，巡航控制ECU將控制執(zhí)行器使巡航控制取消。取消巡航控制以后，要想重新按巡航控制模式行駛，只要操作恢復(fù)/加速開關(guān)，巡航控制ECU將恢復(fù)原來的巡航控制行駛。

（5）車速下限控制功能 車速下限是巡航控制所能設(shè)定的最低車速，不同的車型稍有不同，一般為40km/h。當(dāng)車速低于40km/h時(shí)，巡航車速不能被設(shè)定，巡航系統(tǒng)不能工作。巡航行駛時(shí)，如果車速降至40km/h以下，則巡航控制將自動取消，且巡航ECU存儲器內(nèi)存儲的設(shè)定車速將被清除。

（6）車速上限控制功能 車速上限是巡航控制所能設(shè)定的最高車速，一般為200km/h，車速超過該數(shù)值，巡航控制車速不能被設(shè)定。汽車在巡航控制模式行駛時(shí)，如果操作加速開關(guān)，車速也不能加速至200km/h以上。

（7）安全電磁離合器控制功能 當(dāng)汽車以巡航控制模式行駛時(shí)，如果因?yàn)橄缕缕囓囁俑哂谠O(shè)定車速15km/h，則巡航控制ECU將切斷巡航控制系統(tǒng)的安全電磁離合器使車速降低。當(dāng)車速降低至比設(shè)定車速高出不足10km/h時(shí)，安全電磁離合器再次接通，恢復(fù)巡航控制。

（8）自動取消功能 當(dāng)汽車以巡航控制模式行駛時(shí)，若出現(xiàn)執(zhí)行器驅(qū)動電流過大，伺服電動機(jī)始終朝節(jié)氣門打開的方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，則巡航控制ECU存儲器內(nèi)存儲的設(shè)定車速將被清除，巡航控制模式將被取消，主開關(guān)同時(shí)關(guān)閉。

在巡航控制行駛期間，若車速下降到低于40km/h，巡航控制系統(tǒng)的電源中斷時(shí)間超過5ms，巡航控制也被取消，但存儲器中設(shè)定的速度沒有被取消，巡航控制功能可用SET或RES開關(guān)恢復(fù)。此外，當(dāng)巡航控制ECU診斷出系統(tǒng)有故障時(shí)，將會使巡航控制系統(tǒng)自動停止工作。

（9）自動變速器控制功能 在車輛以超速檔上坡行駛時(shí)，車速降至超速檔切斷速度（設(shè)定車速減去2km/h）時(shí)，ECU自動取消超速檔并增加驅(qū)動力，防止車速繼續(xù)降低。當(dāng)車速升至超速檔恢復(fù)速度（設(shè)定車速減去2km/h）時(shí)，約6s后巡航控制ECU恢復(fù)超速檔。

（10）診斷功能 如果巡航控制系統(tǒng)發(fā)生故障，巡航控制ECU的自診斷系統(tǒng)能夠診斷出故障，并使儀表板上的巡航指示燈閃爍，以便提醒駕駛?cè)恕Ｍ瑫r(shí)，巡航控制ECU將故障碼存儲在存儲器內(nèi)。通過巡航控制指示燈的閃爍或使用故障診斷儀，可以讀取故障碼。

五、巡航控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)

執(zhí)行機(jī)構(gòu)又稱為執(zhí)行器。汽車巡航控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)又稱為速度伺服裝置，其作用是根據(jù)CCS ECU的控制指令，通過操縱節(jié)氣門拉索來改變發(fā)動機(jī)節(jié)氣門開度，使汽車加速、減速或保持恒定的速度行駛。

巡航控制系統(tǒng)執(zhí)行器有真空驅(qū)動型和電動機(jī)驅(qū)動型兩種。電動機(jī)驅(qū)動型采用直流電動機(jī)或步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動，如豐田系列轎車巡航系統(tǒng)和摩托羅拉巡航系統(tǒng)；真空驅(qū)動型采用真空裝置驅(qū)動，如切諾基吉普車巡航控制系統(tǒng)。

1.真空驅(qū)動型執(zhí)行器

真空驅(qū)動型執(zhí)行器依靠真空力驅(qū)動節(jié)氣門。真空源有兩種取得方式：一種是僅從發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管取得；另一種是從發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管和真空泵取得，如圖2-10所示。

圖2-10 真空驅(qū)動型執(zhí)行器的控制方法

a）從進(jìn)氣歧管取得真空源 b）從進(jìn)氣歧管和真空泵取得真空源

當(dāng)進(jìn)氣歧管真空度較低時(shí)，真空泵參與工作，提高真空度。真空驅(qū)動型執(zhí)行器主要由控制閥、釋放閥、兩個(gè)電磁線圈、膜片、回位彈簧和空氣濾清器等組成。

（1）控制閥 控制閥用來控制膜片后方的真空度，以改變膜片的位置，從而控制節(jié)氣門，如圖2-11所示。當(dāng)ECU給控制閥電磁線圈通電時(shí)，與大氣相通的空氣通道關(guān)閉，與進(jìn)氣歧管相通的真空通道打開，執(zhí)行器內(nèi)的真空度增加，膜片左移將彈簧壓縮，與膜片相連的拉桿將節(jié)氣門開大；當(dāng)控制閥電磁線圈斷電時(shí)，與進(jìn)氣歧管相通的真空通道關(guān)閉，與大氣相通的空氣通道打開，空氣進(jìn)入執(zhí)行器，膜片右移，節(jié)氣門關(guān)小。ECU通過占空比信號控制電磁線圈的通電與斷電，通過改變占空比控制執(zhí)行器內(nèi)的真空度，從而控制節(jié)氣門的開度。

圖2-11 控制閥

a）控制線圈通電 b）控制線圈斷電

（2）釋放閥 釋放閥的作用是取消巡航控制時(shí)，使空氣迅速進(jìn)入執(zhí)行器將巡航控制立即取消。釋放閥的工作原理如圖2-12b所示。

巡航系統(tǒng)工作時(shí)，釋放閥電磁線圈中有電流通過，與大氣相通的空氣通道關(guān)閉，由控制閥控制執(zhí)行器內(nèi)的真空度，從而控制節(jié)氣門的開度，保持汽車等速行駛。取消巡航控制時(shí)，巡航控制ECU使控制閥電磁線圈斷電，控制閥與大氣相通的空氣通道打開，釋放閥電磁線圈也斷電，與大氣相通的空氣通道也打開，讓空氣迅速進(jìn)入執(zhí)行器，使巡航控制立即取消。

圖2-12 釋放閥的結(jié)構(gòu)和工作原理

a）釋放閥的結(jié)構(gòu) b）釋放閥的工作原理

（3）真空泵 真空泵由電動機(jī)、連桿、膜片和3個(gè)單向閥等組成，如圖2-13a所示。真空泵的作用是在進(jìn)氣歧管真空度較低時(shí)為巡航系統(tǒng)執(zhí)行器提供真空源。真空泵的工作原理如圖2-13b所示，當(dāng)進(jìn)氣歧管真空度較高時(shí)，單向閥A被打開，由發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管向執(zhí)行器提供真空源，真空泵不工作。當(dāng)進(jìn)氣歧管真空度較低時(shí)，真空控制開關(guān)檢測到真空泵進(jìn)氣室的真空度變化，并將信號送至巡航控制ECU；巡航控制ECU接通真空泵電源，真空泵電動機(jī)轉(zhuǎn)動，帶動膜片上下往復(fù)運(yùn)動。當(dāng)膜片向下運(yùn)動時(shí)，膜片上方產(chǎn)生真空，將單向閥B打開，為執(zhí)行器提供真空源，單向閥A和C關(guān)閉；當(dāng)膜片向上運(yùn)動時(shí)，單向閥B關(guān)閉，單向閥C打開，將空氣排入大氣。

圖2-13 真空泵的結(jié)構(gòu)和工作原理

a）真空泵的結(jié)構(gòu) b）真空泵的工作原理

2.電動機(jī)驅(qū)動型執(zhí)行器

電動機(jī)驅(qū)動型執(zhí)行器由電動機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)、電磁離合器和電位器等組成，結(jié)構(gòu)如圖2-14所示。巡航控制ECU控制電動機(jī)的工作，使電動機(jī)順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，從而改變節(jié)氣門的開度。當(dāng)ECU控制電動機(jī)工作時(shí)，電動機(jī)軸上的蝸桿帶動電磁離合器外圓上的蝸輪旋轉(zhuǎn)。蝸輪通過電磁離合器帶動小齒輪旋轉(zhuǎn)，小齒輪帶動末端傳動齒輪轉(zhuǎn)動。末端傳動齒輪通過齒輪軸帶動控制臂轉(zhuǎn)動，控制臂上的銷軸通過拉索使節(jié)氣門開大或關(guān)小。為了防止節(jié)氣門完全打開或完全關(guān)閉后電動機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動，電動機(jī)安裝了兩個(gè)限位開關(guān)No.1開關(guān)和No.2開關(guān)，用于控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)動。電磁離合器的結(jié)構(gòu)及其控制電路如圖2-15所示。

圖2-14 電動機(jī)驅(qū)動型執(zhí)行器

電磁離合器用于接通或斷開電動機(jī)與節(jié)氣門拉索之間的聯(lián)系。當(dāng)巡航控制ECU給執(zhí)行器發(fā)出控制信號時(shí)，電磁離合器和離合板連接；電動機(jī)通過蝸桿蝸輪傳動和電磁離合器及齒輪和主減速器齒扇的嚙合帶動控制臂轉(zhuǎn)動，通過銷軸拉動拉索使節(jié)氣門旋轉(zhuǎn)。若取消巡航控制，則ECU使電磁離合器斷電分離，節(jié)氣門不受電動機(jī)控制。電位器及其電路如圖2-16所示。

圖2-15 電磁離合器及其控制電路

a）電磁離合器結(jié)構(gòu) b）電磁離合器控制電路

圖2-16 電位器及其電路

a）電位器結(jié)構(gòu) b）電位器工作電路

當(dāng)電動機(jī)帶動主減速器齒扇轉(zhuǎn)動改變節(jié)氣門的開度時(shí)，主減速器齒扇軸同時(shí)帶動電位器主動齒輪旋轉(zhuǎn)，然后電位器主動齒輪通過從動齒輪帶動電位器內(nèi)的滑動臂轉(zhuǎn)動，電位器就可以產(chǎn)生節(jié)氣門控制臂位置信號。當(dāng)對巡航控制系統(tǒng)進(jìn)行巡航車速設(shè)定時(shí)，電位器將節(jié)氣門控制臂信號送至巡航控制ECU，ECU將此數(shù)據(jù)存儲于存儲器內(nèi)，行車中ECU以此數(shù)據(jù)作為參照控制節(jié)氣門控制臂，使實(shí)際車速與設(shè)定車速相符。