【正文】 速。采用了這種裝置，當(dāng)在高速公路上長(zhǎng)時(shí)間行車(chē)后，司機(jī)就不用再去控制油門(mén)踏板，減輕了疲勞，同時(shí)減少了不必要的車(chē)速變化，可以節(jié)省燃料。 過(guò)程管理材料 3： 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 11 二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展動(dòng)態(tài) 1. 汽車(chē)電子巡航系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 汽車(chē)電子巡航控制系統(tǒng)（ CRUISE CONTROL SYSTEM）縮寫(xiě)為 CCS 在國(guó)外研究起步很早，其發(fā)展過(guò)程主要經(jīng)歷了三個(gè)階段： 第一階段是 20 世紀(jì) 60～ 70 年代中期，早期的汽車(chē)巡航控制系統(tǒng)主要是機(jī)械式和氣動(dòng)機(jī)械式巡航控制系統(tǒng)。如今的汽車(chē)已經(jīng)逐步進(jìn)入了電腦控制的時(shí)代。同時(shí)有效地解決傳統(tǒng)教學(xué)中存在的一些弊端，提高教學(xué)質(zhì)量及工作效率。汽車(chē)電子控制系統(tǒng)示教板，為汽車(chē)電子控制技術(shù)的教學(xué)、研究提供了很好的教學(xué)平臺(tái)，在汽車(chē)教學(xué)中使用，已收到了較好的教學(xué)效果?，F(xiàn)在對(duì) CCS 的研制和開(kāi)發(fā)主要是針對(duì)在高速公路上高速行駛的車(chē)輛，而不適用于城市中低速、高車(chē)流密度情況下使用，走?？刂普?CCS 針對(duì)車(chē)速低、車(chē)距近的行駛情況所做的功能擴(kuò)展，這要求 CCS 具有更好的 近距離探測(cè)能力，更快的信號(hào)處理功能，更迅速的系統(tǒng)響應(yīng)，同時(shí)還向 CCS 提出了增加車(chē)輛的自動(dòng)起步功能。具體地說(shuō)，它是將汽車(chē)自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)和車(chē)輛前向撞擊報(bào)警系統(tǒng) (Forward Collision Warning System， FCWS)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，既有自動(dòng)巡航功能，又有防止前向撞擊功能，駕駛員可通過(guò)設(shè)置在儀表盤(pán)上的人機(jī)交互界面啟動(dòng)或清除 CCS。然而該機(jī)電式巡航控制裝置雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，卻有控制精度不高、穩(wěn)定性不強(qiáng)等缺點(diǎn)。 目前不少車(chē)輛，特別是高級(jí)轎車(chē)已經(jīng)把巡航控制系統(tǒng)作為配備設(shè)備或備選設(shè)備。 目前國(guó)外很多專(zhuān)家都在研究自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)。美國(guó)摩托羅拉公司也研制了一種采用微處理器控制的巡航控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的所有輸入指令以數(shù)字形式直接存儲(chǔ)和處理，微處理器根據(jù)指令車(chē)速、實(shí)際車(chē)速以及其他輸入信號(hào)，按給定程序完成所有 數(shù)據(jù)處理，并產(chǎn)生步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出，改變節(jié)氣門(mén)開(kāi)度，每種車(chē)型的最佳加速度和減速度由編程人員決定。例如，日本豐田公司從 1965 年起就開(kāi)始在車(chē)上裝用機(jī)械式巡航控制系統(tǒng)。甚至可以說(shuō)無(wú)論哪種型式和用途的汽車(chē) , 人們?cè)诟倪M(jìn)產(chǎn)品或設(shè)計(jì)新 型產(chǎn)品時(shí) , 都離不開(kāi)電子控制技術(shù)的支持。 本設(shè)計(jì)課題的主要內(nèi)容是在深刻理解、充分掌握凌志 LS400 電子巡航系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)組成、工作原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出凌志 LS400 電子巡航系統(tǒng)示教板 。其作用是：按司機(jī)要求的速度合開(kāi)關(guān)之后，不用踩油門(mén)踏板就自動(dòng)地保持車(chē)速，使車(chē)輛以固定的速度行駛。 展望 出于作者才疏學(xué)淺、知識(shí)的局限性等原因，本設(shè)計(jì)的不足之處需要進(jìn)一步研究并改進(jìn)。 設(shè)置故障點(diǎn) 7，主控制開(kāi)關(guān)連接線 CCS 斷路，無(wú)故障碼，關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，檢測(cè)CCS 線路電阻，其阻值 為∞，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值。下圖的左圖所示為正常碼，右圖所示為 11 和 21 號(hào)故障碼 ，故障碼讀取結(jié)束后，拆開(kāi)針腳 TC 和 E1 的跨接線。 故障設(shè)置和消除 接上 12V 電源，打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，按下故障設(shè)置鍵盤(pán)的故障號(hào)，此時(shí)故障設(shè)置鍵上的故障設(shè)置燈會(huì)點(diǎn)亮，故障設(shè)置完成，再次按下同一故障號(hào)碼，故障設(shè)置將解除。 按下取消按紐，或空擋開(kāi)關(guān)，停車(chē)開(kāi)關(guān)，駐車(chē)制動(dòng)開(kāi)關(guān)。示教板采用 40 40mm 的方鋼管型材支撐架以支撐示教板和在示教板上的各種附件，支撐架采用焊接成型，焊接完成后，表面噴上油漆。讀取故障碼，無(wú)故障碼。讀取故障碼，故障碼為 13 或 11。示教板整體實(shí)物見(jiàn)附圖 2。 ECU 接到該信號(hào)后即解除巡航控制。 (2)故障診斷 伺服電動(dòng)機(jī)與巡航控制 ECU 的連接如圖 35 所示，其故障診斷流程是： 圖 34伺服電動(dòng)機(jī)的通電檢查 圖 35伺服電動(dòng)機(jī)與 ECU的連接電路 位置傳感器 位置傳感器及其與巡航控制： ECU 的連接如圖 36 所示。數(shù)字式巡航控制器可以采用先進(jìn)的大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路技術(shù)做成專(zhuān)用集成塊，也可在微機(jī)上編程實(shí)現(xiàn)。美國(guó)摩托羅拉 (Motorola)公司一種采用微處理器的巡航控制系統(tǒng)電路原理如圖 27 所示。 ③位置傳感器：檢測(cè)調(diào)速伺服電動(dòng)機(jī)控制油門(mén)的位置，即動(dòng)態(tài)反映了節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度情況。 圖 25 電機(jī)式巡航執(zhí)行器的結(jié)構(gòu) ①安全電磁離合器：安全電磁離合器起鎖住或釋放節(jié)氣門(mén)控制拉線的作用。較普遍采用電機(jī)式執(zhí)行器。當(dāng)按下 A/D(模 /數(shù) )轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)后，汽車(chē)電源系統(tǒng)給巡航控制系統(tǒng)供電，此時(shí)“ Power(功率 )”指示燈亮；當(dāng)按動(dòng)設(shè)置開(kāi)關(guān)時(shí)，“ Memory(存儲(chǔ) )”指示燈亮，此時(shí)的車(chē)速被存儲(chǔ)起來(lái)。在巡航中，操縱開(kāi)關(guān)以 0N→ 0FF(接通→斷開(kāi) )方式進(jìn)行變換，車(chē)速略有提高。當(dāng)踩下制 動(dòng)踏板時(shí)，車(chē)速設(shè)定解除，但已設(shè)定的車(chē)速存儲(chǔ)于微機(jī)中。當(dāng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)切斷時(shí)，恒速車(chē)系統(tǒng)的電源也被切斷；當(dāng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通時(shí)，如沒(méi)有合上恒速行車(chē)系統(tǒng)的主開(kāi)關(guān)，則恒速行車(chē)系統(tǒng)無(wú)電源而不能工作。 圖 21 巡航控制系統(tǒng)（ CCS）的結(jié)構(gòu)框圖 CCS 系統(tǒng)的 ECU 主要由專(zhuān)用集成塊 IC 和具有 4 位以上的單片機(jī)構(gòu)成。并已經(jīng)成為相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)校技術(shù)學(xué)校的通用教具，其發(fā)展前景良好。 在現(xiàn)代汽車(chē)維修中，查找故障所占的時(shí)間達(dá)總維修時(shí)間的 70%以上，因此開(kāi)發(fā) 用于教學(xué)的各類(lèi)傳感器示教板，對(duì) 于 汽車(chē)專(zhuān)業(yè)學(xué)生培養(yǎng)、 汽車(chē)維修從業(yè)人員培訓(xùn) 、 提高汽車(chē)維修人員素質(zhì)，從而達(dá)到提高維修質(zhì)量和效率 都有著積極的意義 。為了結(jié)合課堂知識(shí)，以便理論聯(lián)系實(shí)踐，結(jié)合目前各個(gè)廠家生產(chǎn)的不同的示教板，設(shè)計(jì)出對(duì)于汽車(chē)維修教學(xué)有實(shí)用價(jià)值的 凌志 LS400 電子巡航系統(tǒng) 的示教板。 關(guān)鍵詞 ： 電子巡航系統(tǒng) ；示教板；傳感器；故障；設(shè)計(jì) Lexus LS400 Electronic cruise system architecture principles and design of teaching board Name： Shao Guoquan Director： Cao Hongbing (Automobile maintenance engineering education, Vocational of Technical Education College, Zhejiang Normal University,06520216) Abstract: This is a profound understanding of the full Lexus LS400 electronic cruise control system structure, working principle, based on its electronic navigation system appropriate transformation, the final design of an electronic cruise control teaching board. Through the teaching board of the cruise the system repeatedly to set a variety of failure to meet the theoretical teaching and practical training needs of schools, access to better teaching results. Key words: electronic cruise control。 fault。為了達(dá)到更好的教學(xué)效果，尋找更易于理解的教學(xué)原則，示教板的出現(xiàn)在一定程度上緩解了汽車(chē)教學(xué)在理論與實(shí)際無(wú)法緊密結(jié)合的尷尬局面，同時(shí)填補(bǔ)了條件不足這個(gè)空白 ，成為理論聯(lián)系實(shí)踐的紐帶。針對(duì)電子巡航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作原理較 凌志 LS400 電子巡航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與示教板的設(shè)計(jì) 3 難理解的特點(diǎn)，研制了汽車(chē)電子巡航系統(tǒng)示教板，并加以改進(jìn)。但是需要指出的是，汽車(chē)上眾多的傳感器，都起著十分重要的作用。在操縱減速開(kāi)關(guān)時(shí)，加速踏板就會(huì)返回， 汽車(chē)減速。 圖 22 巡航控制系統(tǒng) (CCS)工作原理框圖 記憶車(chē)速與實(shí)際的行駛速度都輸入到 ECU 的比較電路中，比較電路的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)補(bǔ)償電路、執(zhí)行部件、發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器后就可以變換為驅(qū)動(dòng)力。 ④滑行。 ②踩制動(dòng)踏板消除。如圖 24 所示，按箭頭指示的方向操縱開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)導(dǎo)通。 電機(jī) 通電后向正反兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，始終以脈沖電流通電。若進(jìn)行下列操作之一時(shí)：踩制動(dòng)踏板、踩離合器踏板 (手動(dòng)變速器 )、從 D 擋掛至 N 擋 (自動(dòng)變速器 )、手制動(dòng) (駐車(chē)制動(dòng) )、巡航操縱桿至取消 (CANCEL)位置，安全電磁離合器則釋放節(jié)氣門(mén)拉索，巡航裝置與節(jié)氣門(mén)分離開(kāi)，巡航系統(tǒng)停止工作，防止汽車(chē)失控飛馳而造成危險(xiǎn)。通常情況下，加速踏板 (油門(mén) )與節(jié)氣門(mén)利用拉索進(jìn)行機(jī)械連接，與加速踏板的動(dòng)作相配合，節(jié)氣門(mén)軸臂的轉(zhuǎn)動(dòng)，控制節(jié)氣門(mén)的開(kāi)與閉。帶可擦只讀存儲(chǔ)器的 8 位微處理控制器 (MCU)根據(jù)指令車(chē)速、實(shí)際車(chē)速以及其他輸入信號(hào)，按照給定程序完成所有的數(shù)據(jù)處理之后，產(chǎn)生一輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)來(lái)改變油門(mén)開(kāi)度。一般說(shuō)來(lái)，這樣一個(gè)系統(tǒng)有如下特性要求：①快速響應(yīng)能力；②較好的系統(tǒng)穩(wěn)定性；③很小的穩(wěn)態(tài)誤差。其故障診斷流程如下： 控制開(kāi)關(guān) 控制開(kāi)關(guān) (含主開(kāi)關(guān) Main)與巡航控制 ECU 的連接如圖 37 所示。地面離桌面高度為 800mm,面板厚度為 120mm。 示教板線路圖采用原車(chē)線路配線。 圖 43 停車(chē)燈開(kāi)關(guān)（左圖為原線路圖右圖為改造后線路圖） 4. 如圖 44 所示為位置傳感器連接線路， VR2 為位置傳感器連接線 , 4 位斷路時(shí) (VR2 斷路 )，巡航系統(tǒng)停止工作。 圖 47 主控制開(kāi)關(guān)（左圖為原線路圖右圖為改造后線路圖） 8. 如圖 48 所示為停車(chē)燈 開(kāi)關(guān)連接線路， STP+為停車(chē)燈開(kāi)關(guān)連接線 , 8 位斷路時(shí) (STP+斷路 )，電壓為 0。 示教板使用說(shuō)明書(shū) 設(shè)定巡航基本操作 把開(kāi)關(guān)電源的正負(fù)極分別接到模板上，打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)。 按下主開(kāi)關(guān)按鈕此時(shí)巡航主指示燈亮起后， 按下恢復(fù) /加速按鈕，觀察實(shí)際轉(zhuǎn)速表的數(shù)值和凸輪軸的轉(zhuǎn)速變化。最后按照后面消除故障碼的方法消除 故障。 設(shè)置故障點(diǎn) 2，調(diào)速伺服電機(jī)連接線 MC 斷路，讀取故障碼為 13 或 11，關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，檢測(cè) MC 線路電阻，其阻值為∞，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值。 凌志 LS400 電子巡航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與示教板的設(shè)計(jì) 22 5 結(jié)論與展望 結(jié)論 本文設(shè)計(jì)的 凌志 LS400 電子巡航系統(tǒng) 示教板經(jīng)過(guò)安裝、調(diào)試后工作正常，并可以模擬電子巡航系統(tǒng)在使用過(guò)程中出現(xiàn)的大部分故障，并能反復(fù)進(jìn)行模擬，便于觀察其故障現(xiàn)象和記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而為分析 電子巡航系統(tǒng) 的原理提 供可靠的試驗(yàn)依據(jù)。信號(hào)和數(shù)據(jù)不但要包括原機(jī)的信息，還有設(shè)置各種故障時(shí)的巡航系統(tǒng)信息，并能將這些信息存儲(chǔ)下來(lái)，便于提取出來(lái)進(jìn)行對(duì)比分析。中央控制器（ ECU）是速度控制系統(tǒng)的中樞，根據(jù)每種車(chē)型最平穩(wěn)加速設(shè)計(jì)確定。 ③對(duì)主要的傳感器信號(hào)線、執(zhí)行器控制線進(jìn)行短路或斷路處理，以便人為設(shè)置各種模擬故障，并可通過(guò)診斷接口進(jìn)行檢測(cè)。如今的汽車(chē)已經(jīng)逐步進(jìn)入了電腦控制的時(shí)代。第二階段是 20 世紀(jì) 70 年代中后期～80 年代中后期，以數(shù)字信號(hào)為主的 控制系統(tǒng)。對(duì)于汽車(chē)自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)可采用先進(jìn)的大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路技術(shù)做成專(zhuān)用模塊，也可在微處理器上編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。情況正常后將自動(dòng)恢復(fù)原先的車(chē)速，如果前方車(chē)輛減速， CCS 便操縱制動(dòng)器來(lái)維持一定的 車(chē)距，從而避免了汽車(chē)的追尾。歐洲的奔馳 (BENZ)、寶馬 (BMW)以及我國(guó)的紅旗轎車(chē)等均裝有巡航控制系統(tǒng)。其不足之處是模糊控制規(guī)則的獲取和模糊隸屬函數(shù)形狀的確定，一旦系統(tǒng)確定，其規(guī)則和隸屬函數(shù)就確定了，不能隨外界和車(chē)輛參數(shù)變化進(jìn)行調(diào)整。 CCS 按照設(shè)定的行駛車(chē)速對(duì)汽車(chē)進(jìn)行勻速控制，當(dāng)汽車(chē)前方有車(chē)輛行駛，且前方車(chē)輛的行駛速度小于汽車(chē)的行駛速度時(shí)， CCS 將控制汽車(chē)進(jìn)行減速，確保兩車(chē)間的距離為所設(shè)定的安全距離。 4. 通過(guò)采用 CAN 總線技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)信號(hào)資源的共享，減少硬件開(kāi)支，提高系統(tǒng)的靈活性。為了真實(shí)的模擬汽車(chē)維修時(shí)的工況，培養(yǎng)學(xué)生的分析判斷能力，操作臺(tái)的控制面板除原車(chē)的組合儀器和相應(yīng)的檢測(cè)端子及一些開(kāi)關(guān)外，最好不再安裝其它顯示儀表，相關(guān)的電信號(hào)可用萬(wàn)用表和示波器測(cè)量。 2. 示教板實(shí)驗(yàn)臺(tái)架檢測(cè)與實(shí)車(chē)檢測(cè)存在著一定的問(wèn)題 通過(guò)調(diào)查，有相當(dāng)一部分學(xué)員，在通過(guò)示教板的臺(tái)架試驗(yàn)后，雖然從一定程度上，把書(shū)本上的知識(shí)付諸于實(shí)踐，但到了實(shí)車(chē)檢測(cè)時(shí)，往往又理不清檢測(cè)順序和故障診斷，因此，示教板實(shí)驗(yàn)臺(tái)架檢測(cè)與實(shí)車(chē)檢測(cè)存在著一定的差距。汽車(chē)工業(yè)和公路運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，以及非專(zhuān)業(yè)司機(jī)的不斷增加，車(chē)輛駕駛的自動(dòng)化己成為汽車(chē)發(fā)展的主要趨勢(shì)之一，人們需要更加舒適、更加簡(jiǎn)便、更加安全的交通工具，以適應(yīng)快速的生活節(jié)奏，而汽車(chē) 電子巡航控制系統(tǒng)，可以有效地減輕長(zhǎng)途駕駛的疲勞，是提高舒適性和趣味性的重要方法之一，也是電子控制技術(shù)的一個(gè)分支和發(fā)展。而 1968 年德國(guó)奔馳公司開(kāi)發(fā)了晶體管控制的巡航控制系統(tǒng)，并在莫克利汽車(chē)上裝用，這期間美國(guó)和日本相繼出現(xiàn)了