第08章巡航控制系统1Word文档格式.docx
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一个是用控制开关,另一个是用制动踏板。
图8-7用控制开关在CCS控制下减速
1)用控制开关。
①将控制开关向下推,接通SET/COAST,直至达到所需的车速。
②当达到所需的车速时,松开控制开关。
仅适用于LEXUS(凌志)LS400当实际车速与设定车速相差小于5km/h时,每次迅速(在0.6s之内)推下控制开关(至“SET/COAST”),设定车速可降低1.6km/h。
2)用制动踏板(较快的方式,见图8-8)。
图8-8用制动踏板在CCS控制下减速
①踩下制动踏板,以获得所需的车速。
②将控制开关推下(至SET/COAST位置),当达到所需的车速时松开。
3、取消巡航控制功能
若有表8-1中所列的任何一种情况发生,巡航控制就会自动取消(方法2~8也会取消预设车速)。
取消方法1~5称为手动取消。
手动取消由驾驶员操作。
至于7和8两种情况,取消由巡航控制ECU根据巡航情况自动执行。
表8-1取消巡航控制功能的方法
1、将控制操纵杆拉向驾驶员[至“CANCEL”(取消)位置]。
4、将换挡杆设置在“N”位置[A/T(自动变速器)车型]。
2、踩下制动踏板。
5、将驻车制动器操纵杆拉起少许。
3、踩下离合器踏板[M/T(手动变速器)车型]。
6、推主开关后松开(关断主开关),电源指示灯熄灭。
7、车速降至40km/h以下(自动执行)。
8、车速降至比预设车速低16km/h(自动执行)。
4、恢复预设车速
如果预设车速用表8-1中的方法(1、2、3、4或5)暂时取消,只要车速没有降至40km/h以下,接通RESUME/ACCEL(恢复/加速)开关(见图8-9),就会恢复预设巡航车速。
但要注意,表8-1中的方法6和第7或第8种情况,会将预设车速持久取消。
如果驾驶员希望恢复CCS的工作,就必须将主开关倒转拧人,重复上述的设置操作,重新将所想要的车速设置在存储器内。
图8-9接通RESUME/ACCEL开关、恢复预设车速
第二节构造和运行
一、概述
如图8-10所示,CCS由传感器、开关、执行器和巡航控制ECU组成。
传感器和开关将信号传送至巡航控制ECU。
根据这些信号,巡航控制ECU计算出节气门的适当开度,根据这些计算将驱动信号传送至执行器。
执行器则据此调节节气门开度。
执行器有两种:
真空驱动型和电机驱动型。
图8-10CCS系统的构成
二、方框图和电路图
1、真空驱动型执行器如图8-11所示。
图8-11CCS方框图和电路图(真空驱动型执行器)
2、电机驱动型执行器如图8-12所示。
图8-12CCS方框图和电路图(电动机驱动型执行器)
三、CCS部件的功能
表8-2CCS部件(用于Cressida)的功能
部件
功能
巡航控制ECU
接收来自车速传感器和开关的信号,据以控制CCS的所有功能
执行器
根据来自巡航控制ECU的信号,增减节气门开度
车速传感器
产生脉冲信号,巡航控制ECU利用这些脉冲的频率检测车速
SET/COAST
控制开关RES/ACC
CANCEL
用于设置巡航车速或将其重新设置为另一车速,以及取消巡航控制
维修用途:
这个开关也用于取出来自巡航控制ECU的诊断输入信号
主开关
CCS由这个开关启动
这个开关用于从巡航控制ECU中读取诊断输入信号
CCS指示灯
当CCS主开关位于ON时,指示灯点亮,表示电流正供应至CCS。
当CCS出现故障,电源指示灯闪烁以示警告
从指示灯的闪烁可得知故障代码或输入信号
取消开关
制动灯开关
检测制动踏板是踩下还是松开
操作这些开关中任何一个,都取消巡航控制
驻车制动器开关
检测是否在使用驻车制动器
离合器开关(M/T型号)
检测离合器踏板是踩下还是松开
空挡启动开关(A/T型号)
检测换挡杆是位于P或N或D、2、L或R挡
真空控制开关
检测进气歧管内的真空强度是在22.7kPa以上还是以下
真空泵
当进气歧管内的负压不足时,供应负压至执行器
TDCL或检查连接器
适当连接端子,就输出存储在巡航控制ECU中的故障代码
发动机和ECTECU或O/D电脑或O/D继电器(A/T型号)
自动变速器由来自巡航控制ECU的信号输出控制
O/D电磁线圈(A/T型号)
超速挡由来自巡航控制ECU的信号接通或关断
IDL开关
检测节气门是开启还是关闭
四、CCS部件的工作过程
1、主开关
如图8-13所示,主开关是巡航控制系统的主电源开关,它是一个按键开关,每次将其推入(MAIN◄),该系统的电源就会接通或关断。
主开关接通时,如将点火开关关断,主开关也关断。
即使点火开关再次接通,主开关仍保持关断。
图8-13CCS主开关及电路图
在图8-13的电路中,主继电器是安装在ECU内的。
另外也有些电路,其主继电器是安装在主开关内,或者是单独安装的,如下所示。
2、控制开关
如图8-14所示,控制开关在一茎状操纵杆上。
当车辆以巡航控制模式行驶时,这个操纵杆可控制5个不同的功能(设定、滑行、恢复、加速和取消)。
SET(没定)和COAST(滑行)模式共用一个开关,RESUME(恢复)和ACCEL(加速)模式共用另一个开关。
仅当沿箭头A、B和C方向操作开关时,这个开关才接通;
而松开时则关断,这是一个自动回位型开关。
图8-14CCS的控制开关及电路图(80系列Cressida)
除了图8-14所示的控制开关电路外,还有下面这种类型的电路:
3、车速传感器
车速传感器的功能是使巡航控制ECU得知当时的车速。
车速传感器的主要类型有片簧开关型、光电耦合器型(发光二极管和光电晶体管组合而成)和MRE(磁阻元件)型。
这个传感器安装在速度里程表内或变速器内。
如图8-15所示,当车速增加时,里程表软轴转
动也加快,使片簧开关(或晶体管)通断频率升高,从而提高车速信号的频率;
车速下降时,这个开关(或晶体管)通断频率降低,从而降低车速信号的频率。
图8-15车速传感器输出信号与车速的对应关系
(1)片簧开关型。
片簧开关型车速传感器与模拟式组合仪表结合使用。
车速里程表软轴转动,使磁铁也转动,车速里程表每转动一圈,就使片簧开关通、断4次,如图8-16所示。
图8-16片簧开关型车速传感器及电路图
(2)光电耦合器型。
如图8-17所示,这种车速传感器安装于车速里程表内,与数字式组合仪表结合使用。
车速里程表软轴使光栅转动,光栅转动时,暂时遮挡来自发光二极管(LED)的光线照射在光电晶体管上,使光电晶体管产生电压脉冲。
里程表每转一圈,来自LED的光线被阻断
20次,从而产生20个脉冲。
在信号传送至巡航控制ECU前,脉冲数目减至4个。
图8-17光电耦合器型车速传感器、电路和信号传输图
转子轴每转一圈,光电耦合器和光栅产生20个脉冲信号,由数字表ECU转换为每圈另外的4个脉冲信号,传送至巡航控制ECU。
(3)MRE(磁阻元件)型。
如图8-18所示,MRE型车速传感器由带内置MRE的HIC(混合集成电路)和磁环组成,安装在变速器或分动器上,由输出轴的主动齿轮驱动。
图8-18MRE型车速传感器
1)运作。
如图8-19所示,安装在磁环上的磁铁转动时,使磁力线方向改变,其结果是MRE的输出变为一交变波形。
车速传感器内的比较器将这一交变波形转换为数字信号,晶体管将其反向后传送至组合仪表。
这一波形的频率与安装在磁环上磁铁的极数相一致。
有两种磁环(根据车辆型号选用):
一种是有20个磁极的,另一种是有4个磁极的。
20极型产生20个循环的波形(即磁环每转一圈产生20个脉冲),而4极型则产生4个循环波形。
图8-19MRE型车速传感器的电路及信号输出图
2)信号传输。
如图8-20所示,在20极型中,组合仪表的脉冲转换电路,将数字信号的频率由磁环每转一圈产生的20个脉冲转换为4个脉冲。
图8-20车速信号的传输
车速传感器的输出电路是因车辆型号而异的,因此,输出的信号也是因车型而异[见正是表(图)所示]。
4、取消开关
如图8-21所示,取消开关包括控制开关(在取消开关是分开的车型上,还包括取消开关)、制动灯开关、驻车制动器开关、离合器开关和空挡启动开关。
当这些开关中的任一个接通,巡航控制就自动取消。
但只要在CCS取消瞬间的车速不低于40km/h,这个车速就寄存在巡航控制ECU中。
所以,当接通RESUME(恢复)开关时,最后寄存的车速就会自动恢复。
图8-21取消开关电路图(80系列Cressida)
(1)驻车制动器开关。
当拉起驻车制动器操纵杆时,驻车制动器开关就接通,将取消信号(接地电压)传送至巡航控制ECU。
同时,驻车制动器指示灯亮。
(2)空挡启动开关[A/T(自动变速器)车型]。
当换挡杆设置在自动变速器的“P”或“N”挡位时,空挡启动开关即接通,将取消信号(接地电压)传送至巡航控制ECU。
(3)离合器开关[M/T(手动变速器)车型]。
当踩下手动变速器的离合器踏板时,离合器开关即接通,将取消信号(接地电压)传送至巡航控制ECU。
注意!
在手动变速器车辆上,使用离合器换挡是很重要的。
当车辆在CCS控制下行驶时,如果没有踩下离合器踏板就将变速器换至空挡,发动机可能会超速运转。
(4)制动灯开关。
如图8-22所示,制动灯开关实际上由A和B两个开关组成。
当踩下制动踏板时,两个开关同时工作。
图8-22CCS制动灯开关电路图
1)开关A闭合,电流流过制动灯开关,使制动灯亮。
同时,蓄电池电压经过这个开关施加在巡航控制ECU上,使其知道已经使用制动器。
所以,巡航控制ECU取消CCS的工作。
2)开关B断开,阻止来自巡航控制ECU的信号(在真空驱动执行器的情况是释放阀信号;
在电机驱动执行器的情况是电磁离合器信号)达到执行器。
这就关断了执行器。
五、巡航控制ECU(用于Cressida)
巡航控制ECU接收到来自车速传感器和各种开关的信号后,按照预先存储的程序进行处理。
根据这些信号,巡航控制ECU将控制信号传送至真空泵、执行器、ECTECU(电控变速器的电子控制单元)和超速挡(OD)继电器。
巡航控制ECU还有一个特殊电路,使维修人员能利用主开关上的电源指示灯,进行巡航控制系统的诊断以及检查输入和输出信号的工作。
CCS(巡航控制系统)车速控制范围
(1)当车速降至40km/h以下时,电脑使执行器不工作,擦除预先设定在存储器中的车速。
CCS不能将车速设定在40km/h或以下。
(2)CCS不能将车速设定在200km/h或以上,也不能将控制开关转至RES/ACC(恢复/加速)位置,而将车速加速至200km/h或更快。
判断ECU功能的决窍
一般认为ECU是否正确工作不易判断。
其实,这是很容易的。
通常不可能单独检查ECU,所以,必须安装在车辆上才能检查。
准备好修理手册(这是维修人员的“圣经”)和电路测试器(如有示波器就更好),参照修理手册,检查至ECU的输入信号(电压信号)和来自ECU的输出信号(电压信号)是否在规范值以内,就得到答案(当然,还应该仔细检查每个传感器、执行器、连接器和电线束)。
巡航控制ECU有16项主要功能(见表8-3),下面对各项功能的工作情况进行介绍。
表8-3巡航控制ECU的主要功能
巡航控制ECU的功能
真空驱动型
电机驱动型
1
匀速控制
〇
2
车速设定
3
滑行
4
加速
5
恢复
6
车速下限控制
7
车速上限控制
—
8
手动取消
9
自动取消
10
A/T(自动变速器)的控制
11
执行器阀控制
12
真空泵控制
13
安全电磁离合器控制
14*
迅速降速(Tap-down)控制
*〇
15*
迅速升速(Tap-up)控制
16
·
警告显示
诊断:
故障代码显示
输入信号检查功能
*仅限凌志LS400
1、匀速控制功能
ECU将实际车速与设定车速进行比较。
如车速高于设定车速.就启动执行器,将节气门适当闭合。
如车速低于设定车速,就启动执行器,将节气门适当开启。
2、设定功能
当主开关接通,车辆在巡航控制车速范围(约40~200km/h)内行驶时,如SET/COAST开关接通后松开,巡航控制ECU就会将这个车速存储在存储器内,并使车辆保持这个速度。
3、滑行功能
当车辆以巡航控制模式行驶时,如SET/OOASF开关接通后不松开,执行器就会关闭节气门,使车辆减速。
ECU将开关松开时的车速存储,使车辆保持这一速度行驶。
4、加速功能
当车辆以巡航控制模式行驶时,如RES/ACC开关接通,执行器就会将节气门适当开启,使车辆加速。
ECU将开关松开时的车速存储,使车辆保持在这一速度行驶。
5、恢复功能
只要车速没有降至速度下限(约40km/h)以下,如用任一个取消开关用手动的方法将巡航控制模式取消后,接通RES/ACC开关,即可恢复设定车速。
车速一旦降至车速下限以下,设定车速就不能恢复,因为存储器中的车速设定已被清除。
6、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(约40km/h)。
巡航控制不能低于这个速度。
当车辆以巡航控制模式巡航时,如车速降至这个速度以下,巡航控制就会自动取消,设置在存储器内的车速设定被清除。
7、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(约为200km/h)。
巡航控制不能高于这个速度,操作ACCEL(加速)开关,也不能使车速的增加超过这个速度。
注:
这个控制仅在能以200km/h行驶的车辆上才有。
8、手动取消功能
当车辆以巡航控制模式行驶时,下列信号中任一个传送至巡航控制ECU,巡航控制就会取消:
真空驱动执行器。
执行器内的释放阀和控制阀同时关断,就会取消巡航控制模式(大气压进入)。
·
电机驱动执行器。
关断执行器内的电磁离合器,巡航控制模式即取消。
序号
手动取消信号
制动灯开关“ON”(接通)信号(制动踏板踩下)
驻车制动器开关“ON”信号(使用了驻车制动器)
离合器开关“ON”信号[(仅限MT变速器)离合器踏板踩下]
空挡启动开关“N”挡位信号(仅限A/T变速器,换挡杆移至“N”挡位)
CANCEL(取消)开关“ON”信号(控制开关拉起)
9、自动取消功能
(1)用于Cressida(真空驱动执行器)。
当车辆以巡航控制模式行驶时,如发生以下任何一种情况,设置在存储器内的车速就会清除,巡航控制取消。
自动取消信号
车速降至车速下限(约40km/h)以下
车速降至设定车速以下,相差超过约16km/h(上坡行驶时)
供应巡航控制系统的电力暂时中断超过5ms
制动灯开关线束断路或制动灯灯泡烧毁
2号车速传感器信号不正常(仅限ECT)
6*
流至执行器驱动晶体管的电流过大
7*
执行器控制阀或释放阀电路断路
8*
预定时间内(约140ms),无车速传感器信号输入巡航控制ECU
9*
当接通主开关时,RESUME(恢复)开关已经接通
10*
控制开关短路或不正常
11*
微电脑(在巡航控制ECU内)的执行器输出信号不正常
12*
来自控制开关的输人信号不正常
*如果发生这些故障,巡航控制CCU就切断执行器的电源。
巡航控制系统的构造使其要在点火开关通断一次后,主开关才会重新接通。
除上述1、2、8、9、10、11和12这些情况外,在发生以下任何一种情况时,“陆地巡洋舰”(电机驱动执行器)的自动取消功能也会工作(见“陆地巡洋舰”电路图):
流至电机或电磁离合器驱动电路的电流过大
14
电机不断试图打开节气门
15
电磁离合器断路
SET(设定)开关和RESUME(恢复)开关同时接通
17
尽管电机驱动信号输出,电机不工作
18
电位计信号不传送至ECU
(2)用于Cressida(真空驱动执行器)。
当车辆以巡航控制模式行驶时,如发生以下任何一种情况,巡航控制取消,但设置在存储器内的车速并不清除。
只要车速超过车速下限(约40km/h),操纵SET(设定)或RESUME(恢复)开关,即可恢复设定车速。
在制动灯开关端子3与巡航控制ECU端子3/12之间发生断路(见Cressida电路图)。
Cressida(真空驱动型执行器)“陆地巡洋舰”(电机驱动型执行器)
10、自动变速器的控制
在车辆以超速挡上坡巡航等情况下,车速降至超速挡切断速度(比设定车速约少4km/h)时,ECU即取消超速挡,增加扭矩,阻止车速进一步降低。
当车速升至超速挡恢复速度(比设定车速约多2km/h)以上时,约6s后ECU即恢复超速挡。
仅限于凌志LS400
当车辆以巡航控制模式行驶时,巡航控制ECU将信号传送至发动机和变速器的ECU。
在收到这一信号时,发动机和变速器的ECU即转换为正常换挡模式,并在节气门位置传感器的IDL(怠速开关)触点接通时(如下坡行驶等),禁止变矩器锁止。
这就保证了平稳的巡航控制行驶。
11、控制阀和释放阀的控制功能(仅限于真空驱动型执行器)
当车速升至设定车速以上(超过15km/h)时,执行器内的释放阀电磁线圈关断大气常压状态下的空气进入),使车辆减速。
当车速减至仍在设定车速以上,但相差不足10km/h时,释放阀电磁线圈接通(切断大气常压状态下的空气),巡航控制恢复工作。
12、真空泵控制功能(仅限于真空驱动型执行器)
当CANCEL或COAST任一功能工作时,真空泵就不工作。
当ACCEL功能工作时,真空泵即工作。
除上述两种情况外,如有以下情况,真空泵就会接通或关断:
情况
接通
①当真空开关接通时
②当实际车速为设定车速,或降至设定车速以下(相差超过3km/h)时
关断
①在上述①和②的接通条件未得到满足,已过去约14s时
②当实际车速升至设定车速以上(相差超过3km/h)时
13、电磁离合器的控制功能(电机驱动型执行器)
如车速增至设定车速以上(相差超过15km/h,如在下坡行驶时),ECU即将电磁离合器分离,使车辆减速。
当车速降至超过设定车速(不足约10km/h)时,电磁离合器再次接通,恢复巡航车速。
14、迅速降速(Tab-down)控制功能(仅限于凌志LS400)
当实际车速与设定车速相差不足约5km/h时,每次迅速(在0.6s以内)操纵SET/COAST开关,可将设定车速降低约1.6km/h。
15、迅速升速(Tap-up)控制功能
当实际车速与设定车速相差不足约5km/h时,每次迅速(在0.6s以内)操纵RES/ACC开关,可将设定车速增加约1.6km/h。
16、诊断功能
警告显示。
如CCS发生故障,即通知驾驶员。
诊断代码显示。
告诉维修人员故障的性质。
输入信号检查功能。
使维修人员能检查输入信号从传感器和开关传送入ECU的情况。
取消信号检查功能。
告诉维修人员最后哪个输入信号取消了巡航控制。
备注:
诊断功能将在本章第三节以凌志LS400的CCS为例进行详细介绍。
在凌志LS400车辆中,还有以下取消信号检查功能
ECU存储最后一次取消巡航控制的取消信号的条件。
那个信号可由电源指示灯的闪烁方式显示。
当巡航控制系统发生故障,巡航控制自动取消但难于模拟故障(由于连接器或触点接触不良等原因导致间歇性断路)时,检查存储器中的取消信号,可得知故障原因。
取消信号可按如下方法检查:
将点火开关转至ON(接通)位置。
接通CANCEL(取消)开关①,保持在该位置,然后接通主开关②。
完成上述操作后,电源指示灯就会开始闪烁。
当主开关关断,或TDCL的端子Tc与E1连接,或车速升至超过16km/h时,显示就会终止。
电源指示灯闪烁方式
诊断
诊断代码为11、12、13、21、31、32或34时,表示故障存在
由于故障代码23所显示的故障,使巡航控制自动取消
收到CANCEL(取消)开关信号
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