汽車定速巡航控制實訓臺操作探究

摘要：汽車電氣化成為汽車產業革命的標志，汽車電子化程度覆蓋正在飛速增長，未來汽車的競爭領域是電氣電控技術的競爭，這將對汽車維修人員的要求也就愈來愈高。本文主要以新大眾PassatB7電子式汽車巡航系統為研究對象，以實物臺架為基礎，提出一種結合實際車輛狀態的測試方法，使教學內容能夠更加貼合實際，提高學生的學習質量。

關鍵詞：職業教育;故障檢測;臺架;定速巡航

0 ?引言

電子、通信、計算機等相關技術的飛速發展和進步，使得人們對智能化生活需要的意識越來越強烈，而汽車作為現在最重要的代步工具，人們對汽車的安全性，穩定性，舒適性要求也越來越高，但同時也對汽車后市場的人員提出了更高的要求[1]，據估計到2020年，新能源側線束市場規模將達173億元，2025年，新能源側線束市場規模將達585億元，要從以前的拆拆裝裝變成應用現代化的智能故障儀器進行分析判斷，維修人員的基礎知識分析應用能力，快速學習新技術的能力都要不斷提高。

高職高專院校的人才培養模式特色是培養應用型，而高職高專院校的實訓教學是最能體現高職院校人才培養的特點。現代高科技的發展，高職高專教育發展理念已經發生了很大的變化，對高職高專院校的實訓教學質量也提出了更高的標準。本文以汽車巡航控制系統教學為例，將理論教學與實踐教學結合起來，深入分析該電控系統的結構特點、工作原理、檢測及故障排除方法等教學中的重點與難點。讓學生的學習過程接近實際工作過程，可以培養學生學習興趣，提高學生學習效果。

1 ?汽車專業實訓臺架應用現狀分析

目前所有院校的汽車檢測與維修專業實訓操作臺架都為教學設備廠制造，普遍存在以下幾點問題。

1.1 實訓功能上，實訓教學設備，主要以演示操作為主。對于職業院校的學生來說，本身基礎比較薄弱，學習電控系統的知識會存在很大的難度。為了更加有利于提高教學質量，實訓室臺架教學可以一定程度上可以解決，方便了老師，也讓學生通過演示、模擬其工作過程可以更加直觀的學習。

通常汽車電控實訓臺架會根據汽車電控系統的工作原理，將汽車電控系統的輸入部分單元、控制單元、執行單元三部分集中在臺架面板上，并且繪制三者之間的系統電路圖，同時在電路線路上引出檢測端子，可以通過檢測端子直接測試控制單元接收信號、執行信號所產生的電壓或者電流信號。通過這樣電路圖的演示，學生可以直接通過面板的鋪設看到整個系統之間的關系，更加容易了解系統部件，也更加容易進行部件之間的相關檢測。但實際上汽車每一個電控系統輸入單元都是根據實現功能讀取汽車相關部件的實際數值，而汽車單一電控系統通常情況下和車身上其他電控系統需要進行相關的聯系，或者進行數據的通信，而電控系統輸入信號通常需要讀取車身實際狀態信號，但是教學設備實訓臺架面板操作是一個獨立的電控系統，所測信號和實車信號會存在一定的差距，方便了學生的基礎理論學習，但是并沒有讓學生進行到真實故障信號檢測。實訓臺架和實車存在一定的差距[2]。

1.2 部件設置情況：汽車專業實訓臺臺架上演示的電控系統組成部件相當于從汽車上將電控系統所涉及到的每一個相關作用部件從車上摘除出來，集成在我們可以操作的實訓臺架上。實際上從車上摘除的過程中，不但破壞了系統原有的位置，也破壞了系統的工作性能，單從系統的電源供電來說，汽車上系統的供電有蓄電池和發電機，在汽車運行和行駛過程中，蓄電池和發電機會根據實際情況配合對車身實際運行的電器部件進行供電，在相互配合的過程中，電源的供給上會一定的變化，而對于臺架系統來說，系統的電源已經在臺架上設置完成，其他汽車電器部件不能夠影響本系統，臺架系統數據測量會和實際的有誤差。臺架的便利性會造成學生對部件的實際位置認知存在缺失。

1.3 故障設置情況：為了讓學生提高學習分析能力，現下汽車專業實訓臺架都進行了故障設置，通過操作面板教師可以設置一定的故障，而為了實訓臺架來需要滿足不同年級不同班級學生使用，現在汽車專業實訓臺架一般是在內部應用斷路器串聯在部件和控制單元之間，來通過通斷、間歇控制來設置固定的幾個故障，或者是直接通過插拔電器元件接口來進行設計簡單的故障，這種情況下臺架設置的故障數量有限，種類也比較單一，與真實故障是有差別的。汽車有些電子系統故障會存在相互之間的影響，這樣就會導致演示故障和真實故障存在差距，這樣培養出來的汽車檢測與維修專業學生所需要的技能是不能夠得到滿足的。汽車的電子化程度覆蓋，多個電控系統進行的功能疊加，如果只是從本身基本部件考慮故障的一方面，會導致分析的片面性。

2 ?汽車定速巡航控制系統實訓臺結構設計

汽車定速巡航控制系統是為了減輕駕駛員操作負荷，提高車輛行駛的安全性和舒適性，提出了一種控制方式。系統要求在車輛運行狀態下（車速40碼以上），通過開啟巡航控制系統，通過系統設定車輛運行速度，發動機的進氣量和供油量便由電腦控制，電腦會根據道路狀況和汽車的行駛阻力不斷地調整進氣量和供油量，使汽車始終保持在所設定的車速行駛，駕駛員而無需操縱油門[4]。汽車巡航系統實訓臺是采用新大眾PassatB7電子式汽車巡航系統實物為基礎，該設備通過手動操縱油門踏板位置來實現節氣門開度的調，手動控制車速信號、發動機轉速，通過一系列手動操作來實現系統的功能展示。設定巡航狀態后，引擎控制單元可對節氣門開度進行自動調節，演示汽車電子巡航系統的工作過程和工作原理。因本系統是從實車上摘出汽車定速巡航系統部件，沒有車輛的運行環境，需要手動設置汽車車速、汽車轉速，手動控制油門踏板，這樣會導致模擬轉速、車速和節氣門開度和實際情況不匹配，沒有綜合考慮其他發動機的載荷體。

根據現有臺架出現的問題，以汽車巡航控制系統實訓臺為基礎，提出一部分改進想法。

2.1 提出模擬汽車行駛環境

現汽車定速巡航實訓臺臺架，車輛的行駛特性需要人為來設置，節氣門的開度情況和轉速和車速不一致，所以在設置定速巡航時，有可能會出現定速設置完成后，節氣門開度發生變化。并且也不能模擬外在空氣阻力對車輛影響時，節氣門的變化和車速的定速運行。

在此基礎上，提出模擬汽車的行駛性能，并能夠在此基礎上加上一定阻力。而對于測試汽車的行駛性能有試車場試驗、實際道路行駛試驗、汽車底盤測功機等幾種方法，前兩種方法，需要財力和人力，而對于我們需要觀察檢測巡航系統的運行數據并不利，所以我們可以采用第三種方法底盤測功機，在室內通過底盤測功機模擬，以轉鼓的表面來取代路面，同時與一定的計算機技術與數據處理方法相結合模擬汽車的行駛阻力。

2.2 檢測端設置

以實車作為實訓車輛，將該車的巡航控制單元進行改裝，制作一個信號轉出裝置，通過轉出裝置可使得汽車在模擬行駛環境下定速巡航控制系統各元件信號輸出到外部的電路原理面板上，面板上通過顯示輸入信號和執行器的工作情況，這樣既滿足的演示教學，同時測量數據也是在真實車輛上進行了測量，學生更加直觀地學習了定速巡航控制系統的操作情況，也查看了實物的位置和相關單元之間的聯系。

檢測元件包括節氣門位置傳感器、車速傳感器、制動開關、巡航開關、加速踏板位置傳感器，節氣門驅動電機等[3]，檢測裝置在各元件實際檢測位置制作，學生直接在檢測裝置可通過專用儀器儀表檢測電腦與傳感器的直流電流和電壓，這種情況下給學生建立了真實運行環境，也保證測量信號的穩定性和有效性，學生的操作過程與實際工作過程一致，和臺架教學相比起來更加有效，學生的主動性和能動性都可以得到提高。

3 ?結論

本文所探究的實訓操作臺，利用了現有整車，對其中汽車巡航控制系統部件進行了改造，使其具備實訓教學功能，實訓操作臺架結構與工廠檢測維修場景一致，保證了故障設置的真實性。該臺架將在汽車專業的實訓教學中，大大提高教學效果，和真實環境匹配。

參考文獻：

[1]師江超.考慮道路條件的自適應巡航控制算法研究[D].吉林大學，2016.

[2]楊明.多功能發動機臺架實驗室的建設[J].潤滑油，2011，26（3）：45-48.

[3]陳加國.汽車發動機電控系統實訓臺的研究與制作[J].南京工業職業技術學院學報，2012，12（4）.

[4]裴曉飛.一種汽車巡航控制的分層控制算法[J].北京理工大學報，2012，32（5）.

作者簡介：蘇軍英（1985-），女，講師，碩士，安陽職業技術學院。