汽车定速巡航控制实训台操作探究

摘要：汽车电气化成为汽车产业革命的标志，汽车电子化程度覆盖正在飞速增长，未来汽车的竞争领域是电气电控技术的竞争，这将对汽车维修人员的要求也就愈来愈高。本文主要以新大众PassatB7电子式汽车巡航系统为研究对象，以实物台架为基础，提出一种结合实际车辆状态的测试方法，使教学内容能够更加贴合实际，提高学生的学习质量。

关键词：职业教育;故障检测;台架;定速巡航

0  引言

电子、通信、计算机等相关技术的飞速发展和进步，使得人们对智能化生活需要的意识越来越强烈，而汽车作为现在最重要的代步工具，人们对汽车的安全性，稳定性，舒适性要求也越来越高，但同时也对汽车后市场的人员提出了更高的要求[1]，据估计到2020年，新能源侧线束市场规模将达173亿元，2025年，新能源侧线束市场规模将达585亿元，要从以前的拆拆装装变成应用现代化的智能故障儀器进行分析判断，维修人员的基础知识分析应用能力，快速学习新技术的能力都要不断提高。

高职高专院校的人才培养模式特色是培养应用型，而高职高专院校的实训教学是最能体现高职院校人才培养的特点。现代高科技的发展，高职高专教育发展理念已经发生了很大的变化，对高职高专院校的实训教学质量也提出了更高的标准。本文以汽车巡航控制系统教学为例，将理论教学与实践教学结合起来，深入分析该电控系统的结构特点、工作原理、检测及故障排除方法等教学中的重点与难点。让学生的学习过程接近实际工作过程，可以培养学生学习兴趣，提高学生学习效果。

1  汽车专业实训台架应用现状分析

目前所有院校的汽车检测与维修专业实训操作台架都为教学设备厂制造，普遍存在以下几点问题。

1.1 实训功能上，实训教学设备，主要以演示操作为主。对于职业院校的学生来说，本身基础比较薄弱，学习电控系统的知识会存在很大的难度。为了更加有利于提高教学质量，实训室台架教学可以一定程度上可以解决，方便了老师，也让学生通过演示、模拟其工作过程可以更加直观的学习。

通常汽车电控实训台架会根据汽车电控系统的工作原理，将汽车电控系统的输入部分单元、控制单元、执行单元三部分集中在台架面板上，并且绘制三者之间的系统电路图，同时在电路线路上引出检测端子，可以通过检测端子直接测试控制单元接收信号、执行信号所产生的电压或者电流信号。通过这样电路图的演示，学生可以直接通过面板的铺设看到整个系统之间的关系，更加容易了解系统部件，也更加容易进行部件之间的相关检测。但实际上汽车每一个电控系统输入单元都是根据实现功能读取汽车相关部件的实际数值，而汽车单一电控系统通常情况下和车身上其他电控系统需要进行相关的联系，或者进行数据的通信，而电控系统输入信号通常需要读取车身实际状态信号，但是教学设备实训台架面板操作是一个独立的电控系统，所测信号和实车信号会存在一定的差距，方便了学生的基础理论学习，但是并没有让学生进行到真实故障信号检测。实训台架和实车存在一定的差距[2]。

1.2 部件设置情况：汽车专业实训台台架上演示的电控系统组成部件相当于从汽车上将电控系统所涉及到的每一个相关作用部件从车上摘除出来，集成在我们可以操作的实训台架上。实际上从车上摘除的过程中，不但破坏了系统原有的位置，也破坏了系统的工作性能，单从系统的电源供电来说，汽车上系统的供电有蓄电池和发电机，在汽车运行和行驶过程中，蓄电池和发电机会根据实际情况配合对车身实际运行的电器部件进行供电，在相互配合的过程中，电源的供给上会一定的变化，而对于台架系统来说，系统的电源已经在台架上设置完成，其他汽车电器部件不能够影响本系统，台架系统数据测量会和实际的有误差。台架的便利性会造成学生对部件的实际位置认知存在缺失。

1.3 故障设置情况：为了让学生提高学习分析能力，现下汽车专业实训台架都进行了故障设置，通过操作面板教师可以设置一定的故障，而为了实训台架来需要满足不同年级不同班级学生使用，现在汽车专业实训台架一般是在内部应用断路器串联在部件和控制单元之间，来通过通断、间歇控制来设置固定的几个故障，或者是直接通过插拔电器元件接口来进行设计简单的故障，这种情况下台架设置的故障数量有限，种类也比较单一，与真实故障是有差别的。汽车有些电子系统故障会存在相互之间的影响，这样就会导致演示故障和真实故障存在差距，这样培养出来的汽车检测与维修专业学生所需要的技能是不能够得到满足的。汽车的电子化程度覆盖，多个电控系统进行的功能叠加，如果只是从本身基本部件考虑故障的一方面，会导致分析的片面性。

2  汽车定速巡航控制系统实训台结构设计

汽车定速巡航控制系统是为了减轻驾驶员操作负荷，提高车辆行驶的安全性和舒适性，提出了一种控制方式。系统要求在车辆运行状态下（车速40码以上），通过开启巡航控制系统，通过系统设定车辆运行速度，发动机的进气量和供油量便由电脑控制，电脑会根据道路状况和汽车的行驶阻力不断地调整进气量和供油量，使汽车始终保持在所设定的车速行驶，驾驶员而无需操纵油门[4]。汽车巡航系统实训台是采用新大众PassatB7电子式汽车巡航系统实物为基础，该设备通过手动操纵油门踏板位置来实现节气门开度的调，手动控制车速信号、发动机转速，通过一系列手动操作来实现系统的功能展示。设定巡航状态后，引擎控制单元可对节气门开度进行自动调节，演示汽车电子巡航系统的工作过程和工作原理。因本系统是从实车上摘出汽车定速巡航系统部件，没有车辆的运行环境，需要手动设置汽车车速、汽车转速，手动控制油门踏板，这样会导致模拟转速、车速和节气门开度和实际情况不匹配，没有综合考虑其他发动机的载荷体。

根据现有台架出现的问题，以汽车巡航控制系统实训台为基础，提出一部分改进想法。

2.1 提出模拟汽车行驶环境

现汽车定速巡航实训台台架，车辆的行驶特性需要人为来设置，节气门的开度情况和转速和车速不一致，所以在设置定速巡航时，有可能会出现定速设置完成后，节气门开度发生变化。并且也不能模拟外在空气阻力对车辆影响时，节气门的变化和车速的定速运行。

在此基础上，提出模拟汽车的行驶性能，并能够在此基础上加上一定阻力。而对于测试汽车的行驶性能有试车场试验、实际道路行驶试验、汽车底盘测功机等几种方法，前两种方法，需要财力和人力，而对于我们需要观察检测巡航系统的运行数据并不利，所以我们可以采用第三种方法底盘测功机，在室内通过底盘测功机模拟，以转鼓的表面来取代路面，同时与一定的计算机技术与数据处理方法相结合模拟汽车的行驶阻力。

2.2 检测端设置

以实车作为实训车辆，将该车的巡航控制单元进行改装，制作一个信号转出装置，通过转出装置可使得汽车在模拟行驶环境下定速巡航控制系统各元件信号输出到外部的电路原理面板上，面板上通过显示输入信号和执行器的工作情况，这样既满足的演示教学，同时测量数据也是在真实车辆上进行了测量，学生更加直观地学习了定速巡航控制系统的操作情况，也查看了实物的位置和相关单元之间的联系。

检测元件包括节气门位置传感器、车速传感器、制动开关、巡航开关、加速踏板位置传感器，节气门驱动电机等[3]，检测装置在各元件实际检测位置制作，学生直接在检测装置可通过专用仪器仪表检测电脑与传感器的直流电流和电压，这种情况下给学生建立了真实运行环境，也保证测量信号的稳定性和有效性，学生的操作过程与实际工作过程一致，和台架教学相比起来更加有效，学生的主动性和能动性都可以得到提高。

3  结论

本文所探究的实训操作台，利用了现有整车，对其中汽车巡航控制系统部件进行了改造，使其具备实训教学功能，实训操作台架结构与工厂检测维修场景一致，保证了故障设置的真实性。该台架将在汽车专业的实训教学中，大大提高教学效果，和真实环境匹配。

参考文献：

[1]师江超.考虑道路条件的自适应巡航控制算法研究[D].吉林大学，2016.

[2]杨明.多功能发动机台架实验室的建设[J].润滑油，2011，26（3）：45-48.

[3]陈加国.汽车发动机电控系统实训台的研究与制作[J].南京工业职业技术学院学报，2012，12（4）.

[4]裴晓飞.一种汽车巡航控制的分层控制算法[J].北京理工大学报，2012，32（5）.

作者简介：苏军英（1985-），女，讲师，硕士，安阳职業技术学院。