1.结构

一般汽车定速巡航控制系统（CCS）主要由主（控制）开关、设置/恢复/清除开关、制动开关、离合器开关、巡航控制电控单元（ECU）、定速巡航指示灯等组成，如图7-15所示。

2.定速巡航控制系统的功能

（1）基本功能

1）车速设定。当合上控制开关后，ECU就能存储此时的行驶速度，并能保持这一速度行驶。

2）消除功能。当踩下制动踏板时，车速设定解除，但已设定的车速存储在ECU中。

图7-15 巡航控制系统

3）恢复功能。按恢复开关，可恢复原来存储的车速。

4）滑行。继续按下开关进行减速，以离开开关时的车速稳定行驶。

5）加速。继续按下开关进行加速，以离开开关时的车速进行恒速行驶。

6）车速微调。在巡航速度行驶中，操纵开关以ON→OFF（接通→断开）的方式进行变换，车速略有提高。

（2）系统保护功能

1）低速自动消除。当车速低于40km/h时，原存储的车速自动消除，不能再恢复此车速。

2）踩制动踏板消除。通常在制动踏板上装有两个开关：一个用于对ECU的信号进行消除；另一个直接使执行器停止工作。

3）其他消除。有驻车制动、离合器（M/T车）、变速杆（A/T车）等控制开关功能的消除。

3.定速巡航控制系统的工作原理

定速巡航控制系统控制原理的框图如图7-16所示。汽车电控巡航系统是一个闭环控制系统，ECU有两个输入信号：一个是驾驶人利用控制开关，设定巡航车速并记入ECU的存储器中；另一个是实际车速的反馈信号。当车辆处于巡航状态时，设定车速和实际车速同时输入ECU的比较电路，经计算、对比，ECU检测这两个输入信号之间的误差后，产生一个送至节气门执行器的节气门控制信号。节气门执行器根据所接收的控制信号调节发动机节气门开度以修正ECU所检测到的误差，从而使实际车速稳定在设定车速附近。实际车速由车速传感器测得并转换成与车速成正比的电信号反馈至ECU。常用巡航控制系统主要有电动式和真空式两种。

图7-16 定速巡航控制系统控制原理的框图

（1）电动式巡航控制系统 电动式巡航控制系统主要由传感器、电控单元（ECU）、执行部件、故障自诊断装置和操作开关等组成。

1）主控开关。巡航控制开关即驾驶人指令开关，也称为主控开关，如图7-17所示。主控开关的作用是控制巡航控制系统的起动、关闭及调节巡航工作状态，它由主开关和控制开关组成。主开关（MAIN）是巡航系统的主电源开关，采用按键式，压入（ON）则接通电源，再压入（OFF）则关闭。控制开关具有五种控制功能：SET（设置）、COAST（减速）、RES（恢复）、ACC（加速）、CANCEL（取消）。SET和COAST使用同一个开关，RES和ACC同用另一个开关。主控开关一般是杆式开关，安装在转向柱上驾驶人易于操纵的地方，控制开关属于自动回位开关，按箭头B、C和D指示的方向操纵开关时，开关导通。手放松时，开关断开。

图7-17 巡航控制系统的主控开关

当巡航控制开关处于SET/COAST（设置/减速）档位时，只要按下按钮不动，车辆就不断加速。当达到所要求的车速时，松开按钮，巡航控制系统就使汽车按松开按钮时的车速保持恒速行驶。汽车在巡航控制状态中，一般当车速低于40km/h时，ECU自动将巡航控制取消，这样使汽车在制动、转弯时，巡航控制不起作用；当车速超出人为预定巡航车速6～8km/h时，ECU会自动将巡航控制取消；另外，在汽车的减速度大于2m/s以及汽车的制动开关动作时，ECU也会自动取消巡航控制，以确保汽车的行驶安全。当巡航控制开关转换到CANCEL（取消）档位时，巡航控制随即取消。RES/ACC（恢复/加速）档用于制动或换档断开后，使汽车重新按设定速度行驶。

也有把主开关和控制开关分开设置的，主开关安装在指示灯的附近，它是巡航控制系统的按钮式电源开关。当按下A/D（模/数）转换器开关后，汽车电源系统给巡航控制系统供电，此时Power（功率）指示灯亮；当按动设置开关时，Memory（存储）指示灯亮，此时的车速被存储起来。

2）车速传感器。车速传感器的作用是将汽车行驶中产生的车速信号送入ECU，作为汽车行驶的实际车速反馈信号，以便实现控制汽车恒速行驶功能。

车速传感器通常和车速表驱动装置相连。如果车速表是电子式的，其信号可直接用作巡航控制ECU的反馈信号，而不必为巡航控制系统另设车速传感器。如果车速表是机械式的，必须专门设置用于巡航控制系统的车速传感器。专门用于巡航控制系统的车速传感器一般安装在变速器输出轴上，这是因为实际行驶车速与变速器输出轴成正比。(www.daowen.com)

3）电动式巡航执行器。执行器也称为伺服器，其作用是接受巡航控制ECU的控制指令，操纵节气门，改变节气门开度，使汽车加速、减速及恒速行驶。电动式巡航执行器一般采用步进电动机控制。

它利用蜗轮、蜗杆减速机构降低直流电动机的转速，使节气门臂动作，并通过电磁离合器调节节气门臂的位置，以最终实现对节气门的控制。如图7-18所示，伺服电动机通电后向正反两个方向旋转，始终以脉冲电流通电。如果控制臂到达规定位置就停止通电，利用减速齿轮机构的保持力仍确保此位置不变。此外，装有用于检测节气门开度的电位计，通过对控制臂的位置检测来提高控制性能。采用这种方式，在解除巡航功能时，电磁离合器脱开后又可恢复节气门的位置。电动式巡航执行器主要由伺服调速电动机、安全电磁离合器和控制臂位置传感器组成。

图7-18 电动式巡航执行器的基本结构

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索的作用，当汽车沿平直的道路以高于40km/h的速度行驶，并且驾驶人已起动巡航按钮SET时，安全电磁离合器即将钢丝绳锁住，使节气门保持一定的开度，使车速基本稳定在驾驶人所设定的速度范围内。当进行下列操作之一时：踩下制动踏板、踩下离合器踏板（手动变速器车型）、从D位换至N位（自动变速器车型）、拉紧驻车制动手柄或将巡航控制开关换至取消位置，安全电磁离合器释放节气门拉索，巡航装置与节气门分离开，防止车辆失控而发生事故。

②伺服调速电动机。汽车行驶时，会因路面高低不平、上下坡和转弯等道路状况的变化，而造成车速上下波动，影响车辆恒速行驶。为减少车速上下波动，必须对节气门开度进行微量调整，将车速控制在设定值范围内，在车速控制系统执行器中，装有一台调速伺服电动机。该调速伺服电动机采用的是永磁可逆式电动机，受ECU控制。其功能是微量调整节气门开度，因为电动机能将控制装置输出的脉冲数字信号转变为一定量的角位移。每输入一个脉冲，电动机便可带动节气门转过一定的角度，这就保证了节气门开闭动作的平顺与准确。电动机转过的角度即为节气门转过的角度，该角度与输入的脉冲数成正比。这样保持了车辆动态恒速行驶。同时调速伺服电动机还用于加速（ACC）和减速（如下坡滑行——COAST）的调整。

③控制臂位置传感器。控制臂位置传感器是一个由滑线电阻器构成的电位计，用于检测调速伺服电动机控制节气门的位置，即动态反映了节气门的开度情况。随时将反馈信息输入巡航控制ECU。电动机式巡航控制装置与发动机节气门的关系如图7-19所示。

4）巡航控制电控单元（ECU）。巡航控制电控单元（ECU）的作用是接受车速传感器、巡航控制开关、制动开关等作用信号，经计算、记忆、放大及信号转换等处理后，输出控制信号，驱动执行器动作，如图7-20所示。

图7-19 电动机式巡航控制装置与发动机节气门的关系

图7-20 巡航控制系统电控单元（ECU）的结构框图

巡航控制电控单元（ECU）可以实现以下功能：

①当驾驶人开启巡航控制系统，进入巡航状态并设定巡航车速后，ECU可通过车速传感器自动记忆设定的巡航车速。当重新设定巡航车速时，ECU可将原设定的车速消除并记住新设定的车速。

②在巡航控制状态，ECU不断对汽车行驶中各个时刻的车速进行检测，并和它记忆中的人为设定车速做比较运算，以作为调节控制的基础。

③当实际车速低于设定车速时，ECU控制电动机驱动节气门向开度增大的方向转动，使车速升高；当实际车速高于设定车速时，ECU控制电动机驱动节气门向开度减小的方向转动，使车速降低。当实际车速低于或高于设定车速时，ECU不仅控制电动机驱动节气门改变开度，还可根据汽车减速度或加速度值的大小，控制电动机的转速随之改变，使节气门的开度能实现较迅速或较缓慢的变化。

④ECU能够在人为干预时（如踩制动踏板、拉驻车制动手柄、变速器挂入空档或踩下离合器踏板等），迅速中断巡航控制状态，以保证行车安全。

⑤ECU具有故障自诊断功能，并设有诊断接口，以备检修时使用。

（2）真空控制式巡航系统 真空控制式巡航控制系统一般由控制开关、真空系统和控制电路等组成。整个系统的控制目标是节气门，真空控制式巡航系统控制开关和巡航控制ECU的功能与电动式巡航系统基本类似，所不同的是执行器，真空式大多采用有进气歧管真空度控制的气动式结构。

图7-21 真空式执行器结构

1、2—空气电磁阀 3—真空电磁阀 4—真空吸气口（接节气门进气歧管） 5—空气进口 6—节气门拉索 7—弹簧 8—膜片

如图7-21所示，真空控制式巡航系统的真空式执行器主要由真空筒、膜片、弹簧、两个空气电磁阀和一个真空电磁阀等组成。膜片和弹簧装置在真空筒内，膜片一端经拉索与节气门相连。真空筒内的真空度由空气电磁阀和真空电磁阀控制，电磁阀的通电时机则由巡航控制ECU控制。

当巡航控制系统未工作时，真空电磁阀阀门关闭，空气电磁阀阀门打开，真空筒与大气相通，膜片在弹簧张力的作用下向上拱曲，将节气门拉索放松，使节气门开度减小。

当欲使汽车加速时，空气电磁阀及真空电磁阀线圈电流均经ECU内部搭铁构成通路，使真空电磁阀阀门打开，将进气歧管真空度引入真空筒，与此同时使空气电磁阀阀门关闭，切断真空筒与大气通路，由于真空筒内真空度增大，吸动膜片向下拱曲，通过拉索拉动节气门使其开度增大，汽车将加速行驶。

当汽车加速到一定车速后，需要保持恒速行驶时，巡航控制ECU将控制空气电磁阀及真空电磁阀线圈同时断电，阀门同时关闭，使真空筒内的真空度保持不变，从而维持节气门开度不变。

（3）电子节气门式巡航控制系统 电子节气门式巡航控制系统又称为速度控制系统，它是一种减轻驾车者疲劳的装置。当驾驶人开启该系统时，车速将被固定下来，驾驶人不必长时间踩踏加速踏板。该系统工作原理如下：车速传感器将车速信号输入控制单元，控制单元根据行驶阻力的变化输出信号自动调节电子节气门开度，当汽车阻力增大（上坡）和车速降低时，控制节气门开度增大，反之减小，使行驶车速保持稳定。