丰田凯美瑞自动巡航系统原理与检修.doc

目录目录 第一章 引言 1 1 1国内外汽车自动巡航技术发展现状 1 1 2 汽车自动巡航控制系统的发展趋势 4 第二章 汽车电子巡航控制系统的原理与应用 7 1 2 汽车自动巡航控制技术 7 2 2 汽车自动巡航控制系统的工作环境 9 2 3 汽车电子巡航控制系统的功能 10 2 4 巡航控制系统的发展和应用现状 11 2 5 巡航控制系统的发展动向 12 第三章 丰田凯美瑞自动巡航系统检修 13 3 1 丰田凯美瑞汽车简介 13 3 2 诊断系统 14 3 2 1 指示器检查 14 3 2 2 诊断代码 14 3 2 3 诊断代码的输出 15 3 3 巡航系统故障征兆 16 3 4 巡航系统执行元件的检查 17 总 结 19 致 谢 20 参考文献 21 附录 I 外文文献翻译 22 附录 II 外文文献原文 30 第一章第一章 引言引言 1 11 1国内外汽车自动巡航技术发展现状国内外汽车自动巡航技术发展现状 随着社会的发展与进步 人们对汽车行驶安全性 舒适性的要求越来越高 为了 满足人们的需求 汽车电子化程度也越来越高 特别是微处理器进入汽车控制领域后 给汽车发展带来了划时代的变化 汽车的动力性 操作稳定性 安全性 燃油经济性 及尾气的排放都得到了大幅改善 随着汽车工业和公路运输业的发展 以及非专业司 机的不断增加 车辆驾驶的自动化己成为汽车发展的主要趋势之一 人们需要更加舒 适 简便和安全的交通工具 以适应快速的生活节奏 因此对汽车智能化的要求更加 迫切 汽车自动巡航控制系统可以有效地减轻长途驾驶的疲劳 是提高舒适性和趣味 性的重要方法之一 汽车自动巡航控制系统 Autonomous cruise Control System Accs 是当汽车在 高速公路上行驶时 驾驶员即使不踏加速踏板 汽车仍可以按驾驶员所希望的车速自 动保持行驶功能 汽车自动巡航控制系统根据驾驶员设定的目标车速和车辆行驶阻力 的变化 自动调节节气门开度 以使车辆达到按目标车速自动行驶的目的 汽车自动 巡航控制系统除了维持车辆按驾驶员所希望的车速行驶外 还具备加速 减速和恢复 的功能 在汽车自动巡航控制状态下 如果踏下制动踏板或操纵巡航控制取消开关 则可自动解除巡航功能 如果重新按下恢复开关 则恢复解除前的固定的车速 在巡 航控制期间 随着道路坡度的变化以及汽车行驶所可能遇到的阻力 车辆自动变换节 气门开度或自动进行档位转换 以按存储在微处理器内的最佳燃料经济性规律或动力 性规律稳定行驶 运用该系统可以减轻驾驶员因长时间控制节气门而产生的疲劳 从 而减少或避免交通事故的发生 同时可避免不必要的节气门振动 从而改善了汽车的 经济性 提高车流量和运输生产率 并在一定程度上提高了汽车的动力性和乘坐舒适 性 国外研发汽车自动巡航控制系统起步很早 其发展过程主要经历了三个阶段 国外研发汽车自动巡航控制系统起步很早 其发展过程主要经历了三个阶段 第一阶段是 20 世纪 60 70 年代中期 早期的汽车巡航控制系统主要是机械式和 气动机械式巡航控制系统 例如 日本丰田公司从 1965 年起就开始在车上装用机械式 巡航控制系统 之后 德国的 VD0 公司也研制出了气动机械式巡航控制系统 而 1968 年德国奔驰公司开发了晶体管控制的巡航控制系统 并在莫克利汽车上装用 这期间 美国和日本相继出现了以模拟电路为基础的汽车巡航控制系统 第二阶段是 20 世纪 70 年代中后期 80 年代中后期 以数字信号为主的控制系统 随着单片机技术的发展 特别是大规模集成电路及单片机的应用 出现了以数字技术 为基础的巡航控制系统 如 1974 年美国鲁卡斯汽车研究中心研究出了性能完善的运用 卫星雷达的数字车速 车距控制系统 该系统可以更好地适应路面状况的变化 日本 日野 Hino 公司于 1985 年投放市场一种基于燃油经济性的车速控制系统 其控制框图 如图 8 l 所示 其控制部分的核心是微处理器 美国摩托罗拉公司也研制了一种采用 微处理器控制的巡航控制系统 这种系统的所有输入指令以数字形式直接存储和处理 微处理器根据指令车速 实际车速以及其他输入信号 按给定程序完成所有数据处理 并产生步进电动机的驱动信号输出 改变节气门开度 每种车型的最佳加速度和减速 度由编程人员决定 从安全上考虑 将制动开关与节气门执行器直接相连 这样当踩 下制动踏板时 在断开巡航控制系统的同时 将执行器的动力源断开 从而使节气门 迅速脱离巡航控制系统的控制 图 1 1 系统框图 与模拟技术相比 数字系统的突出特点是系统的信号量以数字表示 受工作温度 和湿度的影响较小 因此数字控制系统具有更高的稳定性 对于汽车自动巡航控制系 统可采用先进的大规模或超大规模集成电路技术做成专用模块 也可在微处理器上编 程来实现 当汽车上其他系统已有控制微处理器时 只要修改一下程序便可将此功能 附加上去 因而可节省昂贵的硬件开支 第三阶段 从 20 世纪 90 年代开始 国外又开始发展以智能化为核心的汽车自动 巡航控制系统和以定距离控制为主的自适应巡航控制系统 1990 年美国鲁卡斯公司研制出一种自动恒速智能控制系统 该系统采用了连续调 频波雷达 通过雷达来探测前方车辆与本车的距离 通过处理单元计算出相对车速与 距离 并将该信息提供给电子控制单元 通过执行器控制节气门来控制车速 之后 该公司又针对暴露的问题加以改进 在美洲虎牌轿车上安装了新的自动恒速控制系统 并对控制节气门与制动器的执行机构作了改进 微波雷达安装在前保险杠内 通过塑 料车牌照发射微波探测信号 目前国外很多专家都在研究自适应巡航控制系统 这种巡航控制系统主要由测速 装置 转向角传感器 车速传感器 制动电子控制单元 ECU 和发动机 ECU 等组成 当 道路情况良好时 该系统就是普通的巡航控制系统 可以按设定车速巡航行驶 当距 另一辆车距离较近及相对车速较高时 通过巡航控制系统控制制动器减速 情况正常 后将自动恢复原先的车速 如果前方车辆减速 ACCS 便操纵制动器来维持一定的车距 从而避免了汽车的追尾 国外很多专家开始了一种半自主式巡航控制系统的研究 此种巡航控制系统能够 很快地应用于公路上 同时能够保持人工操纵和自适应巡航控制系统的共存 其研究 的理论结果表明 此种控制系统具有更高的控制精度 综合利用仿真 分析和实验结 果对人工驾驶和具有自适应控制系统的汽车进行了比较 从得到的数据和信息可以知 道 具有巡航控制系统的汽车能对驾驶员提供重要的辅助作用 对行驶安全性提供了 一种主动安全技术 目前不少车辆 特别是高级轿车已经把巡航控制系统作为配备设备或备选设备 例如美国别克 BUICK 凯迪拉克 CADILAC 协和 CONCORD 纽约人 NEW YORKER 克莱斯勒 CMC 等轿车均装用了巡航控制系统 而日本高速公路的迅速发展使得巡航控 制系统的装车率也不断得到提高 如日本皇冠 CROWN 佳美 CAMRY 凌志 LEXUS 等 轿车也装有巡航控制系统 欧洲的奔驰 BENZ 宝马 BMW 以及我国的红旗轿车等均装 有巡航控制系统 由于国内汽车起步较晚 并且就目前我国公路状况和实际应用来说 对汽车巡航 控制系统的研究应用主要是以单车定速控制为主 目前 模拟汽车恒速控制器在我国 已经投人生产和使用 例如 由江苏省某巡航设备厂生产的 XD 1 型汽车定速系统是一 种机电式汽车巡航控制系统 该系统用汽车发动机工作时产生的真空度作为动力 通 过简单的机电结构来稳定发动机的转速 使其产生的真空度保持最小的变化 然而该 机电式巡航控制装置虽然结构简单 却有控制精度不高 稳定性不强等缺点 国内有多所高校和科研单位从事汽车自动巡航控制系统的研究 控制系统的硬件 核心部件采用不同型号的单片机 控制策略多采用 PID 调节方式 也有人将模糊控制 算法应用于巡航控制系统 模仿驾驶员驾驶汽车的情况 根据目标车速与实际车速之 间的偏差及路面情况 利用自己的经验 决定加速踏板的变化量 从而使汽车车速趋 近于目标车速 用于汽车巡航控制的模糊控制器输入量一般可选择设定车速和实际车 速的偏差以及偏差的变化率 模糊控制是不依赖系统的精确数学模型 因而对系统的 参数不太敏感 其不足之处是模糊控制规则的获取和模糊隶属函数形状的确定 一旦 系统确定 其规则和隶属函数就确定了 不能随外界和车辆参数变化进行调整 1 1 2 2 汽车自动巡航控制系统的发展趋势汽车自动巡航控制系统的发展趋势 汽车自动巡航控制系统自 20 世纪 70 年代起各大汽车厂家都争相研制并装在较高 级的轿车上 到了 80 年代中末期 由于微处理器在汽车上的广泛应用和高速公路建设 的迅速发展 使得它更加完善 到 20 世纪末起以及目前展出的 21 世纪汽车 该系统 真可谓日臻完善 系统电路集成化水平提高 控制模块体积精巧 多路传输系统日渐 成熟 自检系统更准确有效 但是若使该系统步人普通家用轿车家族 还存在着一些问题 即虽然系统多用模 块控制 但造价昂贵 限速太高 一般系统都必须在 40km h 以上才起作用 检修虽 方便 但需较高的技术水平 随着汽车技术和现代公路交通的迅速发展 下一代的智能交通系统即将出现 其 中汽车自动巡航控制系统将发展为自适应巡航控制系统 进一步采用集中微处理器控 制 降低系统的成本 具体地说 它是将汽车自动巡航控制系统和车辆前向撞击报警 系统 FOrward Collision Warning System FCWS 有机地结合起来 既有自动巡航功 能 又有防止前向撞击功能 驾驶员可通过设置在仪表盘上的人机交互界面启动或清 除 ACCS 启动 ACCS 时 要设定汽车在巡航状态下的车速和与前方车辆间的安全距离 否则 ACCS 将自动设置为默认值 但所设定的安全距离不可小于设定车速下交通法规所 规定的安全距离 当汽车前方无行驶车辆时 汽车将处于普通的巡航行驶状态 ACCS 按照设定的行 驶车速对汽车进行匀速控制 当汽车前方有车辆行驶 且前方车辆的行驶速度小于汽 车的行驶速度时 ACCS 将控制汽车进行减速 确保两车间的距离为所设定的安全距离 当 ACCS 将汽车减速至理想的目标值之后采用跟随控制 与前方车辆以相同的速度行驶 当前方车辆发生移线 或汽车移线行驶使得汽车前方又无行驶车辆时 ACCS 将对主车 进行加速控制 使其恢复至设定的行驶速度 在恢复行驶速度后 ACCS 又转入对该汽 车的匀速控制 当驾驶员参与汽车驾驶后 ACCS 将自动退出对汽车的控制 ACCS 有以下几个发展趋势 1 集成化有助于降低成本 增强各系统间的内在联系 充分利用各种车辆信息 从而提高系统的稳定性和可靠性 ACCs 在发展之初就与巡航控制系统 CCS 结合在一起 按照 ACCS 的发展方向 它还会同主动后轮系统 Active Rear Steer System ARS 牵引力控制系统 ASR 以及发动机控制器等各种电控系统集成起来 2 走停控制 现在对 ACCS 的研制和开发主要是针对在高速公路上高速行驶的车辆 而不适用于城市中低速 高车流密度情况下使用 走停控制正是 ACCS 针对车速低 车 距近的行驶情况所做的功能扩展 这要求 ACCS 具有更好的近距离探测能力 更快的信 号处理功能 更迅速的系统响应 同时还向 ACCS 提出了增加车辆的自动起步功能 这 样即使在堵车情况下也无须驾驶员参与 只需操纵车辆的转向即可 驾驶员可以完全 从烦琐的驾驶操作中解放出来 3 随着近几年智能公路概念的提出以及卫星导航系统的开发与应用 未来的 ACCS 将同其他的汽车电控系统相互融合 形成智能汽车电子控制系统 驾驶这种汽车只需 在显示器中指明所要到达的目的地 汽车就会在卫星导航系统的指引下 借助公路两 旁的电子标志牌无需人为参与就可安全驶达目的地 实现完全的自动驾驶功能 4 通过采用 CAN 总线技术 可实现信号资源的共享 减少硬件开支 提高系统的 灵活性 第二章第二章 汽车电子巡航控制系统的原理与应用汽车电子巡航控制系统的原理与应用 1 1 2 2 汽车自动巡航控制技术汽车自动巡航控制技术 此处省略 NNNNNNNNNNNN 字 如需要完整说明书和设计图纸等 请 联系 扣扣 九七一九二零八零零 另提供全套机械毕业设计下载 该论文 已经通过答辩 3 迭代学习控制 因为汽车巡航行驶中存在着严重的非线性和不确定性 特别是巡航控制参数在不 同车速下其值是不确定的 并且运动载体对控制的实时性要求较高 所以有人将迭代 学习算法应用到了汽车巡航控制系统中 基于迭代学习技术的汽车巡航控制原理如图 2 2 所示 利用实际车速与设定车速的偏差 通过多次的迭代计算得出一个修正量 进 一步修正控制器输出的控制量 从而使实际车速更趋近于设定车速 图 2 2 汽车巡航控制系统的迭代学习控制原理框图 迭代学习控制可以对参数是未知的但是变化的或不变的系统实施有效控制 相对 于其他控制技术 迭代学习控制的适应性更广 实时性更强 但其算法复杂 计算机 编程困难 4 自适应控制 由于汽车自动巡航控制系统是一个本质非线性系统 并且汽车在行驶过程中受到 路面坡度 空气阻力等外界干扰 因而基于时不变系统得到的控制方法就难以在各种 工况下取得良好的效果 解决的办法是加入自适应环节 其控制方法能随各种因素的 变化而实时地加以调整 以适应复杂多变的行驶工况 自适应控制是针对具有一定不确定性的系统而设计的 自适应控制方法可以自动 监测系统的参数变化 从而时刻保持系统的性能指标为最优 目前用于汽车巡航控制 的自适应控制主要为模型参考自适应控制 基于自适应控制的汽车巡航控制原理如图 1 4 所示 设定车速同时加到控制器和参考模型上 由于参考模型的理想车速和实际车 速不一致 产生偏差 自适应机构检测到这一偏差后 经过一定的运算 产生适当的 调整信号改变控制器参数 从而使实际车速迅速趋近于理想车速 当偏差趋于零时 自适应调整过程就停止 控制参数也就调整完毕 当汽车在行驶过程中遇到上下坡或 是由于风力而使车速发生变化时 系统也如上述过程一样 对控制器参数进行调整 图 1 4 汽车巡航控制系统自适应控制原理框图 鉴于自适应控制的上述特点 自适应控制非常适合像汽车这样的一类非线性系统 的控制 在控制过程中 系统能够自动调整控制参数 使得控制效果更好 2 2 2 2 汽车自动巡航控制系统的工作环境汽车自动巡航控制系统的工作环境 人们知道 汽车的行驶是在发动机产生动力以后 借助于地面对车轮的反作用力 行驶的 车速的变化情况非常复杂 会受到路面滚动阻力 汽车行驶时风的阻力 以 及道路坡度等时变因素的影响而变化 而且也受到发动机工况 负荷情况等的影响 坡道的阻力是随着道路坡度大小而变化的 即使在高速公路上也不可能避免爬坡或下 坡行驶 车重越大时 坡道的阻力就越大 下坡时的惯性力也就越大 而路面的滚动 阻力系数也随路面的情况 轮胎形状 温度 气压 行车速度等变化而随机地变化 风阻与车速的二次方成正比 由于汽车行驶过程中风速的大小和方向不断变化 并且 车速越大 风阻也越大 巡航行驶时风阻便是一个不能忽略的因素 再如上发动机输 出转矩与节气门的关系非常复杂 决定了巡航控制的实现是非常复杂的 不但如此 由于巡航控制系统是工作在汽车上 而使用汽车的自然环境地区条件 是千差万别的 有时两地的条件差异特别大 所以又必须考虑一下巡航的特殊工作环 境 如南方和北方的冬季温差特别大 汽车各零部件工作温度也相差较多 温度对电 气零部件的额定工作电流是有影响的 同时湿度较高的环境容易造成电子元器件绝缘 损坏或腐蚀机件 当汽车行驶在崎岖不平的山路时 又会产生很大的振动 这对电子 控制系统来讲就要求较高 另外 汽车的供电系统有蓄电池和发动机两个电源 由于 发电机发电程度不同 使蓄电池两端输出电压变化较大 同时发动机调节器一般是用 通断方式控制发动机激励电流 所以汽车上的电源波动及瞬时过电压形成的电气环境 也较恶劣 这些环境对汽车的保养与控制系统的可靠性等都是一些不利的因素 在研 究巡航系统时 应充分考虑到这些复杂的因素 才能设计出具有较高控制精度的应用 系统 2 32 3 汽车电子巡航控制系统的功能汽车电子巡航控制系统的功能 巡航控制也叫恒速控制 汽车电子巡航控制系统 简称 CCS 根据其特点一般又 称为 巡航行驶装置 速度控制系统 自动驾驶系统 等 它是汽车的新装 置之一 它可以使汽车工作在发动机最有利的转速范围内 使汽车的行驶速度稳定在 自己设定的速度内 从而不仅提高了发动机的使用效率 而且还可以减轻驾驶员的驾 驶操作劳动强度 提高行驶的舒适性 汽车巡航控制系统 CCS 就是可使汽车工作在发 动机有利转速范围内 减轻驾驶员的驾驶操纵劳动强度 提高行驶舒适性的汽车自动 行驶装置 电子巡航控制系统 它是汽车在行驶中为了达到所希望的速度 通过操纵 调整开关 驾驶员不必踩踏油门调整车速 汽车也能以设定的车速进行定速行驶的装 置 这个装置的优点主要体现在于 当在高速公路上长时间行驶时 能够减轻驾驶员 的疲劳 且对紧急情况动作解除的可靠性与对排除装置故障等安全性方面作了充分的 考虑 大陆型的国家 驾驶汽车长途行驶的机会较多 而且在高速公路上行驶时变换车 速的频率及范围都较少 故能以稳定的车速行驶 但若长途驾驶而右脚不得不踩油门 踏板时 久之脚就容易感到疲劳 而汽车巡航控制系统 CCS 的作用是 按司机所要求 的速度闭合开关之后 不用踩油门踏板就可以自动地保持车速 使车辆以固定的速度 行驶 如果采用了这种装置 当长时间在公路上行车时 司机就不用再去控制油门踏 板 从而减轻了长途驾驶的疲劳 同时减少了不必要的车速变化 使车速稳定 可以 节省燃料 减轻了疲劳 目前车用巡航控制系统大多分为两大类 一是电子式巡航控制系统 二是由电控 真空控制式巡航控制系统 前者主要由指令开关 车速传感器 电子控制器和油门执 行器四部分组成 后者一般由控制开关 真空系统和控制电路等组成 巡航控制系统的功能主要有基本功能和故障保险功能 其基本功能是 1 车速设定 当按下车速调置开关后 就能存储该时间的行驶速度 并能保持这 一速度行驶 2 消除功能 当踩下制动踏板 上述功能立即消失 但上述调置速度继续存储 3 恢复功能 当按恢复开关 则能恢复原来存储的车速 除了以上三种基本功能 如果需要还可增加以下功能 4 滑行 继续按下开关进行减速 以离开开关时的速度作巡航行驶 5 加速 继续按下开关进行加速 以不操纵开关时的车速进入巡航行驶 6 速度微调升高 在巡航速度行驶中 当操纵开关以 ON OFF 接通 断开 方式变 换时 使车速稍稍上升 巡航控制系统的故障保险功能是 1 低速自动消除功能 当车速小于 40km h 时 存储的车速消失 并不能再恢复 此速度 2 制动踏板消除的功能 在制动踏板上装有两种开关 一个用于对计算机的信号 消除 另一个是直接使执行元件工作停止 3 各种消除开关 除了利用制动踏板的消除功能外 还有驻车制动 离合器 M T 调速杆 A T 等操作开关的消除功能 2 42 4 巡航控制系统的发展和应用现状巡航控制系统的发展和应用现状 汽车巡航控制系统 自 1961 年首次在美国应用以来 至今已有 40 年的发展史 在这 40 年中 它已陆续被各种轿车所装用 例如美国别克 凯迪拉克 协和 纽约人 克莱斯勒等均装用了巡航控制系统 而日本高速公路的迅速发展使得巡航控制系统的 装车率也不断得到提高 如日本皇冠 佳美 凌志 丰田大霸王等 欧洲的奔驰 宝 马等也装有巡航控制系统 在我国 广州本田雅阁 上海通用别克等的一些轿车上 巡航控制也已被作为标 准件 预计今后会有更多的车辆装用 而汽车巡航控制系统也会向小型化 智能化的 方向发展 并逐步实现与发动机 变速器等控制计算机的联动复合控制 使行车更为 舒适 安全 2 52 5 巡航控制系统的发展动向巡航控制系统的发展动向 新控制理论的应用车辆的行驶状况受到乘员 发动机输出的变化等影响 驾驶者 需要更平顺的驾驶感觉和更自然的速度控制 以传统的控制理论为基础 又引入了新 的控制理论 目前 模糊控制等新理论已不断地得到应用 联动控制 复合控制 目前 巡航控制装置是独立式的 要求在控制中提高感觉敏 感度 响应性和更高的精度 为此 需要发动机控制用计算机 变速控制用计算机进 行联动控制 使这些计算机形成一体化的复合控制 小型化 智能化 计算机 执行元件更趋小型化 一体化 向智能型发展 追踪行驶控制 现在巡航稳定行驶装置分别利用加速 减速 恢复车速 消除等开 关自由控制车速 但是往往在道路交通混杂的情况下 不便于当车辆接近时进行减速 或车辆拉开距离时加速 为解决这一问题 向前方车辆发射毫米波 30GHZ 300HZ 利用雷达测定与前方车辆之间的距离 隔开一定距离进行追踪行驶 车载雷达不仅可 以利用毫米波雷达 而且还可以利用激光 电子巡航控制系统 简称 CCS 它是汽车在行驶中为了达到所希望的速度 通过操 纵调整开关 驾驶员不必踩踏油门调整车速 汽车也能以设定的车速进行定速行驶的 装置 这个装置的优点主要体现在于 当在高速公路上长时间行驶时 能够减轻驾驶 员的疲劳 且对紧急情况动作解除的可靠性与对排除装置故障等安全性方面作了充分 的考虑 第三章第三章 丰田凯美瑞自动巡航系统检修丰田凯美瑞自动巡航系统检修 3 13 1 丰田凯美瑞汽车简介丰田凯美瑞汽车简介 丰田凯美瑞是 丰田汽车公司 的一个汽车品牌 上世纪 80 年代面世 在凯美瑞 的开发过程中 丰田汽车注入了老一代 CAMRY 所没有的奢华基因 赋予其更为优雅 的气质 同时 也将动感的元素融入其中 中高级轿车之王者归来 广汽丰田凯美瑞 无论从哪个角度看 凯美瑞都是 一款完美的产品 本着 创造中高级轿车全球新标准 理念开发的凯美瑞颠覆了此 前人们心目中对中高级车的固有形象 什么是中高级轿车的全球新标准 尊贵的外 形 舒适的内部空间 完美的驾乘体验 同 级别车中最高的安全和 环保标准 以 及无所不在的 高科技配置 凯美瑞从这些方面对这个问题给出了完美的答案 作为中高级轿车引领者 凭借无与伦比的均衡品质和卓越的产品力 凯美瑞上 市仅 40 个月就实现了 50 万辆的产销 创下了行业单一车型最快纪录 并且在 2007 2008 年蝉联了中高级车年度上牌量冠军 成为国内最受瞩目的 明星车型 观其成功背后的原因 其卓越的产品品质功不可没 其中 凯美瑞的安全性能尤 为突出 在中高级车的安全碰撞成绩中遥遥领先 在 中国汽车技术研究中心 召开 的 2007 年度第三批车型 C NCAP 评价结果发布 上 凯美瑞最终以 48 8 分的出 色成绩荣获五星等级评定 同时 也创造了C NCAP 有史以来的最高分 凯美瑞 车型中配备的 VSC 车辆稳定性控制系统和 TRC 牵引力控制系统 等安全装置 其安 全性得到了很大的提升 VSC 车辆稳定控制系统能够有效避免车辆在湿滑路面转向 过度或转弯不足的现象 使车辆能尽快修正到原有正常路径上行驶 TRC 牵引力控 制系统可抑制驱动轮空转 在直线加速过程中确保适当的驱动力 以防侧滑 进一 步提高起步 加速时的安全性 另外 2009 年广汽丰田还率先导入 G BOOK 智能副 驾 实现了高科技技术和人性化服务的相结合 把 事故后安全 也纳入了考虑 范围 如在不太熟悉的路段遇上事故或者 故障 或者是驾车途中突然身体不适 再 或者担心车辆被盗风险等 G BOOK 智能副驾作为一个保障安全的强有力后盾 能够 配合车主各种 需求 为车主筑造一个安心 安全的汽车生活 今年 3 月份 2010 款凯美瑞再次打响了价值升级的枪声 为中高级带来三大突破 树立了三大标 杆 全球领先技术 G Book 智能副驾首次装备中高级车主销车型 突破 豪华车与中 高级车之间的技术界限 树立了中高级车的先进技术标杆 智能钥匙及一键启动 系统进入主销车型 240G 系列 突破原有的豪华配置区间 树立了中高级车的豪华 配置标杆 经典版凯美瑞则直指中高级车市最敏感的价格神经 突破 拓宽已有的 价格区间 树立了中高级车的全新性价比标杆 而刚量产上市的凯美瑞混合动力 更是搭载了用于 雷克萨斯的 VDIM 车辆动态综合管理系统 将安全性能推向新的 高度 VDIM 将 VSC 车辆稳定控制系统 TRC 牵引力控制系统 ABS 防抱死刹车系统 EPS 电动助力转向系统 等多个安全装备有机融合 提高了车辆的主动安全性和操控 性 与其他系统在接近极限时才对车辆进行控制相比 VDIM 将车辆的全方位动态 从临界点控制变成了平稳的全过程控制 即使在连续的弯道和容易打滑的极端路面 仍可让操控畅快自如 车辆的行驶稳定性和安全性得到前所未有的提升 优优点点 外观大气 人见人爱 功能人性化 例如方向盘上的各种控制和定速巡航 电动 坐椅 空调效果非常不错 音响效果较为满意 仪表板一片幽蓝的氛围感觉不错 遮阳帘非常实用提升了 品位 大灯清洗也较为实用 加速性能优异 油耗也可以 缺缺点点 在怠速的情况下在车外 噪音较大 发动机抖动厉害 20 万元的车还需要换正 时皮带 后视镜的防炫目效果不好 4 速自动变速箱效率较低 后轮双连杆式悬挂 相对薄弱 机械液压式助力转向在同级车中相对落后 操控性欠佳 3 23 2 诊断系统诊断系统 3 2 13 2 1 指示器检查指示器检查 1 将点火开关转到 ON 2 检查当巡航控制主开关接通时 行驶 CRUISE MAIN 指示灯亮 主开关关断 时 指示灯灭 若指示器检查结果不正常 应该进行组合仪表部分的故障排除 3 2 23 2 2 诊断代码诊断代码 若在巡航控制驾驶期间车速传感器或执行器灯发生故障 ECU 会执行巡航控制的自 动消除 AUTO CANCEL 并闪烁 CRUISE MAIN 指示灯 5 次以便告诉驾驶者出现了故障 与此同时 故障存人存储器作为诊断代码 3 2 33 2 3 诊断代码的输出诊断代码的输出 1 将点火开关转到 ON 2 用 SST 连接 TDEL 的端子 TC 和 E1 3 从 CRUIS MAIN 指示灯上读取诊断代码 若输不出诊断代码 应该查诊断电路 4 根据相应的诊断代码检查故障 5 检查完毕后 脱开端子 TC 和 E1 并关掉显示器 表 3 1 故障诊断代码 3 33 3 巡航系统故障征兆巡航系统故障征兆 若在诊断代码检查时显示正常代码 但仍然山现 重现 故障 则应按表 3 2 的顺序 查每 征兆的电路 力 进行故障排除 表 3 2 巡航系统故障征兆一览表 3 43 4 巡航系统执行元件的检查巡航系统执行元件的检查 巡航控制系统的整个执行元件的电路如图 3 1 所示 当巡航控制系统出现以下故 障 车速控制系统不能设定 运作不良 如设定时车速有较大波动 或车速出现上升 下降 当按动加速按钮时 汽车不加速 处于滑行位时 汽车不减速 当按恢复按钮时 车速不能回复到原有的巡航车速 图 3 1 巡航系统执行器电路图 此时 极有可能是巡航控制系统的执行元件山现故障造成的 应重点检查执行器的 工作情况 1 安全电磁离合器的检修 检测电阻 4 脚与 5 脚间的电阻值应为 38 欧姆 即离合器线圈的直流电阻值 没有通电前 扳动离合器杆应能转动 当 5 脚接电源正极 4 脚搭铁时 离合器 杆应至锁住位 此时不能人为扳动离合器杆 2 伺服电动机的检修 保持安全电磁离合器的通电状况 再按表 3 3 所尔给伺服电动机通电 离合器杆 应在两极限位置 A 与 B 范围内运动 表 3 3 伺服电机的通电检查 3 位置传感器的检修 如图 3 1 所示 不通电时检测 1 脚与 3 脚问的电阻值府为 2000 欧姆 当手慢移离合 器杆从 B 到 A 时 2 3 脚间的电阻值应平滑地由 500 欧姆增加到 1800 欧姆 总总 结结 这对自己来说 是一个总结 也是一个提醒 因为毕业论文的完成 既为大学划 上了一个完美的句号 也为将来的人生之路做好了一个很好的铺垫 从开始了我的毕 业设计工作 时至今日 设计基本完成 从最初的茫然 到慢慢的进入状态 再到对 思路逐渐的清晰 整个设计过程难以用语言来表达 通过此次毕业设计我不仅把知识 融会贯通 而且丰富了大脑 同时在查找资料的过程中也了解了许多课外知识 开拓 了视野 认识了汽车巡航系统在未来应用的发展 是自己在专业知识方面和动手能力 方面有了质的飞跃 毕业的时间一天一天的临近 回首前面的时光 在没做毕业设计之前觉得毕业设 计只是对这几年来所学知识的大概总结 但是真的面对毕业设计是发现自己的想法基 本是错误的 毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验 而且是对自己能力的一种 提高 通过这次毕业设计是我明白自己原来的知识太理论化了 面对单独的课题是感 觉很茫然 觉得自己学要的东西还很多 以前自己眼高手低 通过此次毕业设计 我 才明白学习是一个长期积累的过程 在以后的工作 生活中都应该不断的学习 努力 提高自己知识和综合素质 致致 谢谢 在这里我首先要感谢我的导师老师 老师平日里工作繁多 但在我做毕业设计的 每个阶段 从外出实习到查阅资料 设计草案的确定和修改 中期检查 后期详细设 计 装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导 我的设计较为繁琐 但是聂老师 仍然细心地纠正图纸中的错误 除了敬佩的老师的专业水平外 他的治学严谨和科学 研究的精神也是我永远学习的榜样 并将积极影响我今后的学习和工作 其次我要感学和我一起做毕业设计的同学们 他们在本次设计中勤奋工作 克服 了许多困难来完成此次毕业设计 并承担了大部分的工作量 如果没有他们的努力工 作 此次设计的完成将变的非常困难 然后还要感谢大学来所有的老师 为我们打下机械专业知识的基础 同时还要感 谢所有的同学们 正是因为有了你们的支持和鼓励 此次毕业设计才会顺利完成 参考文献参考文献 1 付百学 马彪 潘旭峰 现代汽车电子技术 M 北京 北京理工大学出版社 2008 2 张景波 刘昭度 齐志权 马岳峰 汽车自适应巡航控制系统的发展 J 车辆与 动力技术 2003 2 44 49 3 催胜民 薛瑞臻 汽车巡航控制技术的研究 J 交通科技与经济 2002 4 28 32 4 寇国瑗 杨生辉 李建文 汽车电器与电子控制系统 M 北京 人民交通出版社 1999 5 周洁 子荫 巡航控制系统及自适应巡航控制系统 J 汽车电器 2001 1 242 249 6 司立增 汽车计算机控制 M 北京 人民交通出版社 2002 7 纪光兰 汽车电子巡航控制系统 J 公路与汽运 2005 10 8 10 8 綦声波 亓庆刚 岳成亮 汽车巡航控制系统的模糊控制与应用 J 汽车电子 2006 1 2 227 230 9 陶永华 尹怡欣 葛芦生 新型 PID 控制及其应用 M 北京 北京机械工业出版社 1998 10 赵杰红 汽车巡航控制 D 吉林工业大学硕士学位论文 2000 11 汪立亮 徐寅生 杨生超 现代汽车电子巡航控制系统 CCS 原理与检修 M 北京 电子工业出版社 2000 附录附录 I I 外文文献翻译外文文献翻译 估计导致工程几何分析错误的一个正式理论估计导致工程几何分析错误的一个正式理论 SankaraHariGopalakrishnan KrishnanSuresh 机械工程系 威斯康辛大学 麦迪逊分校 2006 年 9 月 30 日 摘要摘要 几何分析是著名的计算机辅助设计 计算机辅助工艺简化 小或无关特征 在 CAD 模型中 的程序 如有限元分析 然而 几何分析不可避免地会产生分析错误 在目前的理论框架实在不容 易量化 本文中 我们对快速计算处理这些几何分析错误提供了严谨的理论 尤其 我们集中力量解 决地方的特点 被简化的任意形状和大小的区域 提出的理论采用伴随矩阵制定边值问题抵达严格 界限几何分析性分析错误 该理论通过数值例子说明 关键词关键词 几何分析 工程分析 误差估计 计算机辅助设计 计算机辅助教学 1 1 介绍介绍 机械零件通常包含了许多几何特征 不过 在工程分析中并不是所有的特征都是至关重要的 以前的分析中无关特征往往被忽略 从而提高自动化及运算速度 举例来说 考虑一个刹车转子 如图 1 a 转子包含 50 多个不同的特征 但所有这些特征 并不是都是相关的 就拿一个几何化的刹车转子的热量分析来说 如图 1 b 有限元分析的全功 能的模型如图 1 a 需要超过 150 000 度的自由度 几何模型图 1 b 项要求小于 25 000 个自由 度 从而导致非常缓慢的运算速度 图 1 a 刹车转子 图 1 b 其几何分析版本 除了提高速度 通常还能增加自动化水平 这比较容易实现自动化的有限元网格几何分析组 成 内存要求也跟着降低 而且条件数离散系统将得以改善 后者起着重要作用迭代线性系统 但是 几何分析还不是很普及 不稳定性到底是 小而局部化 还是 大而扩展化 这取 决于各种因素 例如 对于一个热问题 想删除其中的一个特征 不稳定性是一个局部问题 1 净 热通量边界的特点是零 2 特征简化时没有新的热源产生 4 对上述规则则例外 展示这些物理 特征被称为自我平衡 结果 同样存在结构上的问题 从几何分析角度看 如果特征远离该区域 则这种自我平衡的特征可以忽略 但是 如果功 能接近该区域我们必须谨慎 从另一个角度看 非自我平衡的特征应值得重视 这些特征的简化理论上可以在系统任意位 置被施用 但是会在系统分析上构成重大的挑战 目前 尚无任何系统性的程序去估算几何分析对上述两个案例的潜在影响 这就必须依靠工 程判断和经验 在这篇文章中 我们制定了理论估计几何分析影响工程分析自动化的方式 任意形状和大小 的形体如何被简化是本文重点要解决的地方 伴随矩阵和单调分析这两个数学概念被合并成一个统 一的理论来解决双方的自我平衡和非自我平衡的特点 数值例子涉及二阶 scalar 偏微分方程 以 证实他的理论 本文还包含以下内容 第二节中 我们就几何分析总结以往的工作 在第三节中 我们解决 几何分析引起的错误分析 并讨论了拟议的方法 第四部分从数值试验提供结果 第五部分讨论如 何加快设计开发进度 2 2 前期工作前期工作 几何分析过程可分为三个阶段 识别 哪些特征应该被简化 简化 如何在一个自动化和几何一致的方式中简化特征 分析 简化的结果 第一个阶段的相关文献已经很多 例如 企业的规模和相对位置这个特点 经常被用来作为 度量鉴定 此外 也有人提议以有意义的力学判据确定这种特征 自动化几何分析过程 事实上 已成熟到一个商业化几何分析的地步 但我们注意到 这些 商业软件包仅提供一个纯粹的几何解决 因为没有保证随后进行的分析错误 所以必须十分小心使 用 另外 固有的几何问题依然存在 并且还在研究当中 本文的重点是放在第三阶段 即快速几何分析 建立一个有系统的方法 通过几何分析引起 的误差是可以计算出来的 再分析的目的是迅速估计改良系统的反应 其中最著名的再分析理论是 著名的谢尔曼 Morrison 和 woodbury 公式 对于两种有着相似的网状结构和刚度矩阵设计 再分 析这种技术特别有效 然而 过程几何分析在网状结构的刚度矩阵会导致一个戏剧性的变化 这与 再分析技术不太相关 3 3 拟议的方法拟议的方法 3 13 1 问题阐述问题阐述 我们把注意力放在这个文件中的工程问题 标量二阶偏微分方程式 pde fauuc 许多工程技术问题 如热 流体静磁等问题 可能简化为上述公式 作为一个说明性例子 考虑散热问题的二维模块 如图 2 所示 图 2 二维热座装配 热量 q 从一个线圈置于下方位置列为 coil 半导体装置位于 device 这两个地方都属 于 有相同的材料属性 其余 将在后面讨论 特别令人感兴趣的是数量 加权温度 Tdevice 内 device 见图 2 一个时段 认定为 slot 缩进如图 2 会受到抑制 其对 Tdevice 将予以 研究 边界的时段称为 slot 其余的界线将称为 边界温度 假定为零 两种可能的边界条 件 slot 被认为是 a 固定热源 即 kt n q b 有一定温度 即 T Tslot 两种情况会导 致两种不同几何分析引起的误差的结果 设 T x y 是未知的温度场和 K 导热 然后 散热问题可以通过泊松方程式表示 1 0 0 slctslct slct coil coil TTb or onqhka onT inin inQ Tk BCPDE 2 device dycTyxHTCompute device 其中 H x y 是一些加权内核 现在考虑的问题是几何分析简化的插槽是简化之前分析 如 图 3 所示 图 3defeatured 二维热传导装配模块 现在有一个不同的边值问题 不同领域 t x y 3 on 0t 0 in Q k BCPDE coil slot coil in t 4 devide device dyxtyxHtCompute 观察到的插槽的边界条件为 t x y 已经消失了 因为槽已经不存在了 关键性变化 解决的问题是 设定 tdevice 和 t x y 的值 估计 Tdevice 这是一个较难的问题 是我们尚未解决的 在这篇文章中 我们将从上限和下限分析 Tdevice 这些方向是明确被俘引理 3 4 和 3 6 至于其余的这一节 我们将发展基本概念和理 论 建立这两个引理 值得注意的是 只要它不重叠 定位槽与相关的装置或热源没有任何限制 上下界的 Tdevice 将取决于它们的相对位置 3 23 2 伴随矩阵方法伴随矩阵方法 我们需要的第一个概念是 伴随矩阵公式表达法 应用伴随矩阵论点的微分积分方程 包括 其应用的控制理论 形状优化 拓扑优化等 我们对这一概念归纳如下 相关的问题都可以定义为一个伴随矩阵的问题 控制伴随矩阵 t x y 必须符合下列公式 计算 23 ont in inH tk deviceslot device 0 5 0 伴随场 t x y 基本上是一个预定量 即加权装置温度控制的应用热源 可以观察到 伴随 问题的解决是复杂的原始问题 控制方程是相同的 这些问题就是所谓的自身伴随矩阵 大部分工程 技术问题的实际利益 是自身伴随矩阵 就很容易计算伴随矩阵 另一方面 在几何分析问题中 伴随矩阵发挥着关键作用 表现为以下引理综述 引理 3 1 已知和未知装置温度的区别 即 Tdevice tdevice 可以归纳为以下的边界积分比 几何分析插槽 slot slot dntktT dntTkt tT devicedevice 在上述引理中有两点值得注意 1 积分只牵涉到边界 slot 这是令人鼓舞的 或许 处理刚刚过去的被简化信息特点可以 计算误差 2 右侧牵涉到的未知区域 T x y 的全功能的问题 特别是第一周期涉及的差异 在正常的 梯度 即涉及 k T t n 这是一个已知数量边界条件 kt n 所指定的时段 未知狄里克莱 条件作出规定 kt n 可以评估 在另一方面 在第二个周期内涉及的差异 在这两个领域 即 T 管 因为 t 可以评价 这是一个已知数量边界条件 T 指定的时段 因此 引理 3 2 差额 tdevice tdevice 不等式 dntTkdt dtTntktT and dtTdntk dntTkttT slotslot slot devicedevice slotslot slot devicedevice 2 2 22 然而 伴随矩阵技术不能完全消除未知区域 T x y 为了消除 T x y 我们把重点转向单 调分析 3 33 3 单调性分析单调性分析 单调性分析是由数学家在 19 世纪和 20 世纪前建立的各种边值问题 例如 一个单调定理 添加几何约束到一个结构性问题 是指在位移 某些 边界不减少 观察发现 上述理论提供了一个定性的措施以解决边值问题 后来 工程师利用之前的 计算机时代 上限或下限同样的定理 解决了具有挑战性的问题 当然 随着计算机时代的到来 这些相当复杂的直接求解方法已经不为人所用 但是 在当前的几 何分析 我们证明这些定理采取更为有力的作用 尤其应当配合使用伴随理论 我们现在利用一些单调定理 以消除上述引理 T x y 遵守先前规定 右边是区别已知和 未知的领域 即 T x y t x y 因此 让我们在界定一个领域 E x y 在区域为 e x y t x y t x y 据悉 T x y 和 T x y 都是明确的界定 所以是 e x y 事实上 从公式 1 和 3 我 们可以推断 e x y 的正式满足边值问题 slot slot ontTeb or onqneka one inek Solve 0 0 解决上述问题就能解决所有问题 但是 如果我们能计算区域 e x y 与正常的坡度超过插 槽 以有效的方式 然后 Tdevice tdevice 就评价表示 e X Y 的效率 我们现在考虑在上述 方程两种可能的情况如 a 及 b 例 a 边界条件较第一插槽 审议本案时槽原本指定一个边界条件 为了估算 e x y 考虑 以下问题 6 0 0 22 yxasyxe onqntknek inek Solve slot slot 因为只取决于缝隙 不讨论域 以上问题计算较简单 经典边界积分 边界元方法可以引用 关键是计算机领域 e1 x y 和未知领域的 e x y 透过引理 3 3 这两个领域 e1 x y 和 e x y 满足以下单调关系 2 22 max slotslot measureedede slotslot 把它们综合在一起 我们有以下结论引理 引理 3 4 未知的装置温度 Tdevice 当插槽具有边界条件 东至以下限额的计算 只要求 1 原 始及伴随场 T 和隔热与几何分析域 2 解决 e1 的一项问题涉及插槽 dntkgdntkqtTT slot slot device lower devicedevice 2 max 2 2 slotslot slotslot device upper devicedevice measureedeg where dntkgdntkqttTT slot 观察到两个方向的右侧 双方都是独立的未知区域 T x y 例 b 插槽 Dirichlet 边界条件 我们假定插槽都维持在定温 Tslot 考虑任何领域 即包含域和插槽 界定一个区域 e x y 在 满足 7 0 0 slotslot ontTe one inek Slove 现在建立一个结果与 e x y 及 e x y 引理 3 5 slotslot dnekdnek 2 2 注意到 公式 7 的计算较为简单 这是我们最终要的结果 引理 3 6 未知的装置温度 Tdevice 当插槽有 Dirichlet 边界条件 东至以下限额的计算 只要求 1 原始及伴随场 T 和隔热与几何分析 2 围绕插槽解决失败了的边界问题 slotslot slot slot device upper devicedevice slotslot slot slot device lower devicedevice dnekdt dtTntk tTT dnekdt dtTntk tTT 22 22 再次观察这两个方向都是独立的未知领域 T x y 4 4 数值例子说明数值例子说明 我们的理论发展 在上一节中 通过数值例子 设 k 5