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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目審定表
指導(dǎo)教師姓名
鮑 宇
職稱
高級(jí)實(shí)驗(yàn)師
從事
專業(yè)
汽車運(yùn)用
是否外聘
□是■否
題目名稱
凱美瑞轎車的教學(xué)改裝設(shè)計(jì)
課題適用專業(yè)
車輛工程
課題類型
Y
課題簡(jiǎn)介（主要內(nèi)容、意義、現(xiàn)有條件、預(yù)期成果及表現(xiàn)形式）：
一、 主要研究?jī)?nèi)容：
1、.電控系統(tǒng)故障診斷：要求設(shè)計(jì)診斷儀器，測(cè)試診斷端子接口，通過(guò)外設(shè)可以實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)信號(hào)測(cè)試分析；
2、 發(fā)動(dòng)機(jī)工作數(shù)據(jù)顯示：可以顯示發(fā)動(dòng)機(jī)工作油壓以及進(jìn)氣管真空變化。通過(guò)燈、儀表演示系統(tǒng)工作狀態(tài)。
3、典型系統(tǒng)工作狀態(tài)演示：可以通過(guò)局部解剖切割的方法演示總成系統(tǒng)的工作狀態(tài)。（車門）
研究方法:
二、 研究的意義
基于豐田凱美瑞轎車，以滿足電控系統(tǒng)故障診斷以及顯示發(fā)動(dòng)機(jī)工作指示參數(shù)并直觀演示典型系統(tǒng)工作為目的，進(jìn)行教學(xué)改裝。改裝教學(xué)車輛可以進(jìn)行汽車電子控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，同時(shí)改善車輛的教學(xué)演示效果。
三、現(xiàn)有條件
實(shí)驗(yàn)室調(diào)研。
四、預(yù)期成果及表現(xiàn)形式
1、設(shè)計(jì)說(shuō)明書（20000字）。
2、設(shè)計(jì)圖紙（折合零號(hào)圖紙3張）。
3、使用說(shuō)明書
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
教
研
室
意
見(jiàn)
1
選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合度
□好
□較好
□一般
□較差
2
對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)及全面訓(xùn)練的程度
□好
□較好
□一般
□較差
3
選題與生產(chǎn)、科研、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等實(shí)際的結(jié)合程度
□好
□較好
□一般
□較差
4
論文選題的理論意義或?qū)嶋H價(jià)值
□好
□較好
□一般
□較差
5
課題預(yù)計(jì)工作量
□較大
□適中
□較小
6
課題預(yù)計(jì)難易程度
□較難
□一般
□較易
教研室主任簽字： 年 月 日
系（部）教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)意見(jiàn)：
負(fù)責(zé)人簽字： 年 月 日
注：課題類型填寫 W.科研項(xiàng)目；X.生產(chǎn)（社會(huì)）實(shí)際；Y.實(shí)驗(yàn)室建設(shè)；Z.其它。SY-025-BY-1
SY-025-BY-2
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
學(xué)生姓名
王冠
系部
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)、班級(jí)
車輛工程B07-4班
指導(dǎo)教師姓名
鮑 宇
職稱
高級(jí)實(shí)驗(yàn)師
從事
專業(yè)
汽車運(yùn)用
是否外聘
□是■否
題目名稱
凱美瑞轎車的教學(xué)改裝設(shè)計(jì)
一、設(shè)計(jì)（論文）目的、意義
基于豐田凱美瑞轎車，以滿足電控系統(tǒng)故障診斷以及顯示發(fā)動(dòng)機(jī)工作指示參數(shù)并直觀演示典型系統(tǒng)工作為目的，進(jìn)行教學(xué)改裝。改裝教學(xué)車輛可以進(jìn)行汽車電子控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，同時(shí)改善車輛的教學(xué)演示效果。
二、設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容、技術(shù)要求（研究方法）
設(shè)計(jì)內(nèi)容:
1、 電控系統(tǒng)故障診斷：要求設(shè)計(jì)診斷儀器，測(cè)試診斷端子接口，通過(guò)外設(shè)可以實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)信號(hào)測(cè)試分析；
2、 發(fā)動(dòng)機(jī)工作數(shù)據(jù)顯示：可以顯示發(fā)動(dòng)機(jī)工作油壓以及進(jìn)氣管真空變化。通過(guò)燈、儀表演示系統(tǒng)工作狀態(tài)。
3、典型系統(tǒng)工作狀態(tài)演示：可以通過(guò)局部解剖切割的方法演示總成系統(tǒng)的工作狀態(tài)。（車門）
研究方法:
實(shí)驗(yàn)室調(diào)研
三、設(shè)計(jì)（論文）完成后應(yīng)提交的成果：
1、設(shè)計(jì)說(shuō)明部分：
（1）畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書（15000字）
2、設(shè)計(jì)圖紙：
CAD零件圖和裝配圖。（折合零號(hào)圖至少三張）
四、設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排：
（1） 第1周( 2月28日~3月6日)：查閱參考資料，收集相關(guān)技術(shù)資料，掌握凱美瑞轎車電子控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理，熟悉電子控制系統(tǒng)控制方法。熟悉轎車結(jié)構(gòu)，選擇剖面、設(shè)計(jì)解剖方案。
（2） 第2周( 3月7日~3月13日)：結(jié)合任務(wù)書制定設(shè)計(jì)方案，撰寫開(kāi)題報(bào)告。
（3） 第3周(3月14日~3月20日)：查找相關(guān)設(shè)計(jì)資料或手冊(cè)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)控制柜的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸功能以及信號(hào)模擬。
（4） 第4周( 3月21日~3月27日)：根據(jù)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)一步完善控制柜的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)電器布線及及連接，滿足設(shè)計(jì)要求。
（5） 第5周(3月28日~4月3日)： 繪制圖紙，設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)功能演示裝置及機(jī)構(gòu)（指示燈、儀表）。根據(jù)車輛結(jié)構(gòu)，完成油壓表及真空表的安裝。
（6） 第6周(4月4日~4月10日)：繼續(xù)繪制圖紙。實(shí)現(xiàn)控制柜的演示功能，選擇剖面，設(shè)計(jì)車輛整體結(jié)構(gòu)的解剖方案，繪制剖面圖。
（7） 第7周(4月11日~4月17日)：繪制零件圖，繼續(xù)繪制圖紙。完善設(shè)計(jì)功能。
（8） 第8周(4月18日~4月24日)：接受中期檢查。
（9） 第9周(4月25日~5月1日)：對(duì)中期檢查的不足之處進(jìn)行修改。進(jìn)一步合理繪制剖面圖。
（10）第10周(5月2日~5月8日)：對(duì)設(shè)計(jì)草圖進(jìn)行修改，完善控制柜的設(shè)計(jì)，繪制裝配圖。進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)。
（11）第11周(5月9日~5月15日)：完成剖面圖的繪制，結(jié)合教學(xué)演示需要，完善剖面設(shè)計(jì)。
（12）第12周( 5月16日~5月22日)：完成設(shè)計(jì)圖紙及說(shuō)明書初稿。
（13）第13周( 5月23日~5月29日)：說(shuō)明書及圖紙送審，根據(jù)審閱老師意見(jiàn)進(jìn)行修改。
（14）第14周( 5月30日~6月5日)：預(yù)答辯。
（15）第15周( 6月6日~6月12日)：修改預(yù)答辯中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題準(zhǔn)備答辯。
（16）第16周( 6月13日~6月19日)：修改預(yù)答辯中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題準(zhǔn)備答辯。
（17）第17周( 6月20日~6月26日)：答辯。
五、主要參考資料
六、備注
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
教研室主任簽字：
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
設(shè)計(jì)（論文）題目: 凱美瑞轎車的教學(xué)改裝設(shè)計(jì)
院 系 名 稱: 車輛與交通
專 業(yè) 班 級(jí)： 車輛工程07-4
學(xué) 生 姓 名: 王冠
導(dǎo) 師 姓 名: 鮑宇
開(kāi) 題 時(shí) 間: 2011年2月28日
指導(dǎo)委員會(huì)審查意見(jiàn)：
簽字： 年 月 日
開(kāi)題報(bào)告撰寫要求
一、“開(kāi)題報(bào)告”參考提綱
1. 課題研究目的和意義；
2. 文獻(xiàn)綜述（課題研究現(xiàn)狀及分析）；
3. 基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題；
4. 技術(shù)路線或研究方法；
5. 進(jìn)度安排；
6. 主要參考文獻(xiàn)。
二、“開(kāi)題報(bào)告”撰寫規(guī)范
請(qǐng)參照《黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字?jǐn)?shù)應(yīng)在4000字以上，文字要精練通順，條理分明，文字圖表要工整清楚。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
學(xué)生姓名
王冠
院系
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)、班級(jí)
車輛工程B07-4班
指導(dǎo)教師姓名
鮑 宇
職稱
高級(jí)實(shí)驗(yàn)師
從事
專業(yè)
汽車運(yùn)用
是否外聘
□是■否
題目名稱
凱美瑞轎車的教學(xué)改裝設(shè)計(jì)
一、 課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
1、課題研究現(xiàn)狀
汽車在為人們提供方便的同時(shí)，也帶來(lái)大氣污染、噪聲和交通安全等一系列問(wèn)題。隨著行駛里程的增加和使用時(shí)間的延續(xù)，其技術(shù)狀況將不斷惡化。因此，一方面要不斷研制性能優(yōu)良的汽車；另一方面要借助維護(hù)和修理，恢復(fù)其技術(shù)狀況。汽車綜合性能檢測(cè)就是在汽車使用、維護(hù)和修理中對(duì)汽車的技術(shù)狀況進(jìn)行測(cè)試和檢驗(yàn)的一門技術(shù)。近年來(lái)，我國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量急劇增加，機(jī)動(dòng)車安全運(yùn)行的問(wèn)題越來(lái)越突出，加強(qiáng)機(jī)動(dòng)車輛的 管理，重視機(jī)動(dòng)車輛的檢測(cè)，成為整個(gè)社會(huì)的迫切要求，也為我國(guó)機(jī)動(dòng)車檢測(cè)儀器的發(fā)展提供一個(gè)良好的契機(jī)。
隨著汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，各相關(guān)的檢測(cè)設(shè)備生產(chǎn)廠家加大開(kāi)發(fā)新設(shè)備的力度，不斷改進(jìn)和增加檢測(cè)設(shè)備，使其更適應(yīng)實(shí)際需要。單臺(tái)檢測(cè)設(shè)備越 來(lái)越先進(jìn)，所有的傳感器從機(jī)械式的變成電子式了，控制方式也由繼電器控制變成計(jì)算機(jī)控制。數(shù)據(jù)采集和處理均使用計(jì)算機(jī)。
汽車檢測(cè)技術(shù)是伴隨著汽車技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。在汽車發(fā)展的早期，人們主要是通過(guò)有經(jīng)驗(yàn)的維修人員發(fā)現(xiàn)汽車的故障并作有針對(duì)性的修理。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，汽車檢測(cè)技術(shù)也飛速發(fā)展。目前人們能依靠各種先進(jìn)的儀器設(shè)備，對(duì)汽車進(jìn)行安全、迅速、可靠的檢測(cè)。
汽車檢測(cè)。特別是汽車不解體檢測(cè)，作為檢查和鑒定車輛技術(shù)狀況和車輛維修質(zhì)量的重要手段，是一門近年來(lái)才發(fā)展起來(lái)的新科學(xué)技術(shù)。汽車檢測(cè)技術(shù)是一門以現(xiàn)代數(shù)學(xué)、電子技術(shù)、控制論、可靠性理論和系統(tǒng)工程學(xué)為理論基礎(chǔ)的新興學(xué)科。
汽車檢測(cè)是指確定汽車技術(shù)狀況或工作能力的檢查。車輛經(jīng)營(yíng)長(zhǎng)期使用，其技術(shù)狀況逐漸變壞。出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性變基、動(dòng)力性下降及可靠性降低等不良現(xiàn)象，如果按照一定周期有規(guī)律地檢驗(yàn)車輛技術(shù)狀況，并采取相應(yīng)的維修措施，則可延長(zhǎng)汽車的使用壽命。“定期檢測(cè)、視情維修”已經(jīng)成為維修體制的基本原則，獲得日益廣泛的應(yīng)用
(1) 國(guó)外汽車檢測(cè)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r
汽車檢測(cè)技術(shù)是從無(wú)到有逐步發(fā)展起來(lái)的，早在50年代在一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家就形成以故障診斷和性能調(diào)試為主的單項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)和生產(chǎn)單項(xiàng)檢測(cè)設(shè)備。60年代初期進(jìn)入我國(guó)的汽車檢測(cè)試驗(yàn)設(shè)備有美國(guó)的發(fā)動(dòng)機(jī)分析儀、英國(guó)的發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系故障診斷儀和汽車道路試驗(yàn)速度分析儀等，這些都是國(guó)外早期發(fā)展的汽車檢測(cè)設(shè)備。60年代后期，國(guó)外汽車檢測(cè)診斷技術(shù)發(fā)展很快，并且大量應(yīng)用電子、光學(xué)、理化與機(jī)械相結(jié)合的光機(jī)電、理化機(jī)電一體化檢測(cè)技術(shù)。進(jìn)入70年代以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了汽車檢測(cè)診斷、數(shù)據(jù)采集處理自動(dòng)化、檢測(cè)結(jié)果直接打印等功能的汽車性能檢測(cè)儀器和設(shè)備。在此基礎(chǔ)上，為了加強(qiáng)汽車管理、各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相繼建立汽車檢測(cè)站和檢測(cè)線，使汽車檢測(cè)制度化。
(2) 國(guó)內(nèi)汽車檢測(cè)技術(shù)發(fā)展概況
我國(guó)從60年代開(kāi)始研究汽車檢測(cè)技術(shù)。70年代，我國(guó)大力發(fā)展了汽車檢測(cè)技術(shù)，汽車不解體檢測(cè)技術(shù)及設(shè)備被列為國(guó)家科委的開(kāi)發(fā)應(yīng)用項(xiàng)目。由交通部主持研制開(kāi)發(fā)了反力式汽車制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)；慣性式汽車制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)；發(fā)動(dòng)機(jī)綜合檢測(cè)儀；汽車性能綜合檢驗(yàn)臺(tái)（具有制動(dòng)性檢測(cè)、底盤測(cè)功、速度測(cè)試等功能）。
80年代，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域都有了較快的發(fā)展，汽車檢測(cè)及診斷技術(shù)也隨之得到快速發(fā)展。如何保證車輛快速、經(jīng)濟(jì)、靈活，并盡可能不造成社會(huì)公害等問(wèn)題，已逐漸被提到政府有關(guān)部門的議事曰程，因而促進(jìn)了汽車診斷和檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展。
在單臺(tái)檢測(cè)設(shè)備研制成功的基礎(chǔ)上，為了保證汽車技術(shù)狀況良好，加強(qiáng)在用汽車的技術(shù)管理，充分發(fā)揮汽車檢測(cè)設(shè)備的使用，交通部1980年開(kāi)始有計(jì)劃的在全國(guó)公路運(yùn)輸和車輛管理系統(tǒng)（交通部當(dāng)時(shí)負(fù)責(zé)汽車監(jiān)理）籌建汽車檢測(cè)站，檢測(cè)內(nèi)容以汽車安全性檢測(cè)為主。
2、選題的目的和意義
基于豐田凱美瑞轎車，以滿足電控系統(tǒng)故障診斷以及顯示發(fā)動(dòng)機(jī)工作指示參數(shù)并直觀演示典型系統(tǒng)工作為目的，進(jìn)行教學(xué)改裝。改裝教學(xué)車輛可以進(jìn)行汽車電子控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，同時(shí)改善車輛的教學(xué)演示效果。
二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題
1、設(shè)計(jì)內(nèi)容:
（1）電控系統(tǒng)故障診斷：要求設(shè)計(jì)診斷儀器，測(cè)試診斷端子接口，通過(guò)外設(shè)可以實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)信號(hào)測(cè)試分析。
（2）發(fā)動(dòng)機(jī)工作數(shù)據(jù)顯示：可以顯示發(fā)動(dòng)機(jī)工作油壓以及進(jìn)氣管真空變化。通過(guò)燈、儀表演示系統(tǒng)工作狀態(tài)。
（3）典型系統(tǒng)工作狀態(tài)演示：可以通過(guò)局部解剖切割的方法演示總成系統(tǒng)的工作狀態(tài)。（發(fā)動(dòng)機(jī)艙、前制動(dòng)、車門）
2、擬解決的主要問(wèn)題
（1）了解凱美瑞教學(xué)車的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行初步設(shè)計(jì)
（2）了解凱美瑞教學(xué)車的電子控制設(shè)備儀器臺(tái)結(jié)構(gòu)
（3）了解凱美瑞教學(xué)車的發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)顯示
三、技術(shù)路線（研究方法）
收集相關(guān)資料
撰寫開(kāi)題報(bào)告
教學(xué)車綜合控制臺(tái)分析
選擇教學(xué)截面
設(shè)計(jì)相關(guān)儀器連接
教學(xué)車截面設(shè)計(jì)
利用專業(yè)繪圖繪制相關(guān)零件圖、裝配圖。
完成畢業(yè)設(shè)計(jì)和說(shuō)明書
四、進(jìn)度安排
（1）第1周( 2月28日~3月6日)：查閱參考資料，收集相關(guān)技術(shù)資料，掌握凱美瑞轎車電子控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理，熟悉電子控制系統(tǒng)控制方法。熟悉轎車結(jié)構(gòu)，選擇剖面、設(shè)計(jì)解剖方案。
（2）第2周( 3月7日~3月13日)：結(jié)合任務(wù)書制定設(shè)計(jì)方案，撰寫開(kāi)題報(bào)告。
（3）第3周(3月14日~3月20日) ：查找相關(guān)設(shè)計(jì)資料或手冊(cè)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)控制柜的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸功能以及信號(hào)模擬。
（4）第4周( 3月21日~3月27日)：根據(jù)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)一步完善控制柜的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)電器布線及及連接，滿足設(shè)計(jì)要求。
（5）第5周(3月28日~4月3日)： 繪制圖紙，設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)功能演示裝置及機(jī)構(gòu)（指示燈、儀表）。根據(jù)車輛結(jié)構(gòu)，完成油壓表及真空表的安裝。
（6）第6周(4月4日~4月10日)：繼續(xù)繪制圖紙。實(shí)現(xiàn)控制柜的演示功能，選擇剖面，設(shè)計(jì)車輛整體結(jié)構(gòu)的解剖方案，繪制剖面圖。
（7）第7周(4月11日~4月17日)：繪制零件圖，繼續(xù)繪制圖紙。完善設(shè)計(jì)功能。
（8）第8周(4月18日~4月24日)：接受中期檢查。
（9）第9周(4月25日~5月1日)：對(duì)中期檢查的不足之處進(jìn)行修改。進(jìn)一步合理繪制剖面圖。
（10）第10周(5月2日~5月8日)：對(duì)設(shè)計(jì)草圖進(jìn)行修改，完善控制柜的設(shè)計(jì)，繪制裝配圖。進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)。
（11）第11周(5月9日~5月15日)：完成剖面圖的繪制，結(jié)合教學(xué)演示需要，完善剖面設(shè)計(jì)。
（12）第12周( 5月17日~5月23日)：完成設(shè)計(jì)圖紙及說(shuō)明書初稿。
（13）第13周( 5月23日~5月29日)：說(shuō)明書及圖紙送審，根據(jù)審閱老師意見(jiàn)進(jìn)行修改。
（14）第14周( 5月30日~6月5日)：預(yù)答辯。
（15）第15周( 6月6日~6月12日)：修改預(yù)答辯中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題準(zhǔn)備答辯。
（16）第16周( 6月13日~6月19日)：修改預(yù)答辯中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題準(zhǔn)備答辯。
（17）第17周( 6月20日~6月26日)：答辯。
五、參考文獻(xiàn)
[1] 付百學(xué) 汽車電器與電子技術(shù) 汽車電器 2006.
[2] 余志生. 汽車?yán)碚?北京 機(jī)械工業(yè)出版社,2000.
[3] 莊繼德．汽車系統(tǒng)工程．北京機(jī)械工程出版社，2005.
[4] 戴冠軍．豐田轎車電控系統(tǒng)維修手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社，2002.
[5] 李涵武，趙雨旸。汽車電器與電子技術(shù)[M] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社2003.
[6] 汪貴平 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控汽油噴射系統(tǒng)故障診斷與排除 [M] 北京 人民交通出版社 2005.
[7] 齊志鵬 汽車傳感器與執(zhí)行器的原理與檢修[M] 北京 人民郵電出版社 2006.
[8] 孫志春, 李言, 周志立. 電子控制發(fā)展研究. 新技術(shù)新工藝 , 2005, (12).
[9] 周泳敏主編. 汽車電路圖識(shí)讀指南[M] 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.
[10] 李春明主編. 汽車電器與電路 北京:高等教育出版社,2003.
[11] 張憲 舒華 汽車電器原理件與零部件的檢測(cè)與維修 北京 國(guó)防工業(yè)出版社 2005.
[12] 姚國(guó)平 汽車電子控制技術(shù) 北京 人民交通出版社 2004.
[13] 肖云魁 汽車故障診斷學(xué) 北京 北京理工大學(xué)出版社 2004.
[14] 《汽車工程編寫組》編輯委員會(huì).汽車工程手冊(cè)設(shè)計(jì)篇，第一版.北京:人民交通出版社，2001
[15] 馮健璋主編.汽車?yán)碚?第二版.北京機(jī)械工業(yè)出版社，2007.
[16] 陳家瑞主編.汽車構(gòu)造(下冊(cè)).第三版.北京 人民交通出版社，2000.
[17] 黃景宇主編.汽車典型結(jié)構(gòu)圖冊(cè).第一版.北京 人民交通出版社，2008.
[18] 朱龍根主編.機(jī)械設(shè)計(jì).第一版.北京 機(jī)械工業(yè)出版社，2006.
[19] Sebulke A. The Two-Mass Flywheel-A Torsional Vibration Damper for the Power Train of Passenger Cars-State of the Art and Further Technical Development, (SAE870394). SAE Transactions.
[20]Nakayama T, Suda E. The present and future electric power steering.Int.J.of Vehicle Design,
六、備注
指導(dǎo)教師意見(jiàn)：
簽字： 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表
填表日期
2010年 4月18 日
迄今已進(jìn)行 8 周剩余 9 周
學(xué)生姓名
王冠
院系
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)、班級(jí)
車輛工程B07-4
指導(dǎo)教師姓名
鮑 宇
職稱
高級(jí)實(shí)驗(yàn)師
從事
專業(yè)
汽車運(yùn)用
是否外聘
□是■否
題目名稱
捷達(dá)汽車排氣裝置改進(jìn)及性能實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)
學(xué)
生
填
寫
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作進(jìn)度
已完成主要內(nèi)容
待完成主要內(nèi)容
（1）發(fā)動(dòng)機(jī)的選型；
（2）收集排氣系統(tǒng)相關(guān)資料；
（3）實(shí)驗(yàn)臺(tái)附加設(shè)備選；
（4）實(shí)驗(yàn)臺(tái)架布局設(shè)計(jì)；
（5）實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)草圖。
。
（1）實(shí)驗(yàn)臺(tái)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；
（2）裝配圖及定位件圖紙；
（3）說(shuō)明書的撰寫。
存在問(wèn)題及努力方向
在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)臺(tái)架的總體設(shè)計(jì)布局不夠合理，對(duì)裝配圖的畫法不夠清晰。在以后的設(shè)計(jì)中將明確目標(biāo)，理清思路，認(rèn)真學(xué)習(xí)研究將畢業(yè)設(shè)計(jì)完成。
學(xué)生簽字： 劉泓伸
指導(dǎo)教師
意 見(jiàn)
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
教研室
意 見(jiàn)
教研室主任簽字： 年 月 日
SY-025-BY-5
畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)分表
學(xué)生姓名
王冠
院系
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)、班級(jí)
車輛07-4
指導(dǎo)教師姓名
鮑宇
職稱
高級(jí)實(shí)驗(yàn)師
從事
專業(yè)
汽車運(yùn)用
是否外聘
□是■否
題目名稱
凱美瑞轎車的教學(xué)改裝設(shè)計(jì)
序號(hào)
評(píng) 價(jià) 項(xiàng) 目
滿分
得分
1
選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度，綜合訓(xùn)練情況；題目難易度
10
2
題目工作量；題目與工程實(shí)踐、社會(huì)實(shí)際、科研與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等的結(jié)合程度
10
3
綜合運(yùn)用知識(shí)能力（設(shè)計(jì)涉及學(xué)科范圍，內(nèi)容深廣度及問(wèn)題難易度）；應(yīng)用文獻(xiàn)資料能力
15
4
設(shè)計(jì)（實(shí)驗(yàn)）能力；計(jì)算能力（數(shù)據(jù)運(yùn)算與處理能力）；外文應(yīng)用能力
20
5
計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力；對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力（或綜合分析能力、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析能力）
10
6
插圖（圖紙）質(zhì)量；設(shè)計(jì)說(shuō)明書撰寫水平；設(shè)計(jì)的實(shí)用性與科學(xué)性；創(chuàng)新性
20
7
設(shè)計(jì)規(guī)范化程度（設(shè)計(jì)欄目齊全合理、SI制的使用等）
5
8
科學(xué)素養(yǎng)、學(xué)習(xí)態(tài)度、紀(jì)律表現(xiàn)；畢業(yè)論文進(jìn)度
10
得 分
X=
評(píng) 語(yǔ)：（參照上述評(píng)價(jià)項(xiàng)目給出評(píng)語(yǔ)，注意反映該論文的特點(diǎn)）
工作態(tài)度： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
研究能力或設(shè)計(jì)能力：強(qiáng)□ 較強(qiáng)□ 一般□ 較弱□ 很弱□
工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□
說(shuō)明書規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
圖紙規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
成果質(zhì)量（設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)方法、正確性）
好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
其他：
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱人評(píng)分表
學(xué)生
姓名
王冠
專業(yè)
班級(jí)
車輛07-4
指導(dǎo)教
師姓名
鮑宇
職稱
高級(jí)實(shí)驗(yàn)師
題目
凱美瑞轎車的教學(xué)改裝設(shè)計(jì)
評(píng)閱組或預(yù)答辯組成員姓名
出席
人數(shù)
序號(hào)
評(píng) 價(jià) 項(xiàng) 目
滿分
得分
1
選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度，綜合訓(xùn)練情況；題目難易度
10
2
題目工作量；題目與工程實(shí)踐、社會(huì)實(shí)際、科研與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等的結(jié)合程度
10
3
綜合運(yùn)用知識(shí)能力（設(shè)計(jì)涉及學(xué)科范圍，內(nèi)容深廣度及問(wèn)題難易度）；應(yīng)用文獻(xiàn)資料能力
15
4
設(shè)計(jì)（實(shí)驗(yàn)）能力；計(jì)算能力（數(shù)據(jù)運(yùn)算與處理能力）；外文應(yīng)用能力
25
5
計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力；對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力（或綜合分析能力、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析能力）
15
6
插圖（圖紙）質(zhì)量；設(shè)計(jì)說(shuō)明書撰寫水平；設(shè)計(jì)的實(shí)用性與科學(xué)性；創(chuàng)新性
20
7
設(shè)計(jì)規(guī)范化程度（設(shè)計(jì)欄目齊全合理、SI制的使用等）
5
得 分
Y=
評(píng) 語(yǔ)：（參照上述評(píng)價(jià)項(xiàng)目給出評(píng)語(yǔ)，注意反映該論文的特點(diǎn)）
回答問(wèn)題： 正確□ 基本正確□ 基本不正確□ 不能回答所提問(wèn)題□
研究能力或設(shè)計(jì)能力：強(qiáng)□ 較強(qiáng)□ 一般□ 較弱□ 很弱□
工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□
說(shuō)明書規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
圖紙規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
成果質(zhì)量（設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)方法、正確性）
好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
其他：
評(píng)閱人或預(yù)答辯組長(zhǎng)簽字： 年 月 日
注：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱可以采用2名評(píng)閱教師評(píng)閱或集體評(píng)閱或預(yù)答辯等形式。
畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯評(píng)分表
學(xué)生
姓名
王冠
專業(yè)
班級(jí)
車輛07-4
指導(dǎo)
教師
鮑宇
職 稱
高級(jí)實(shí)驗(yàn)師
題目
凱美瑞轎車的教學(xué)改裝設(shè)計(jì)
答辯
時(shí)間
月 日 時(shí)
答辯組
成員姓名
出席
人數(shù)
序號(hào)
評(píng) 審 指 標(biāo)
滿
分
得
分
1
選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度，綜合訓(xùn)練情況，題目難易度、工作量、與實(shí)際的結(jié)合程度
10
2
設(shè)計(jì)（實(shí)驗(yàn)）能力、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力、計(jì)算能力、綜合運(yùn)用知識(shí)能力
10
3
應(yīng)用文獻(xiàn)資料、計(jì)算機(jī)、外文的能力
10
4
設(shè)計(jì)說(shuō)明書撰寫水平、圖紙質(zhì)量，設(shè)計(jì)的規(guī)范化程度（設(shè)計(jì)欄目齊全合理、SI制的使用等）、實(shí)用性、科學(xué)性和創(chuàng)新性
15
5
畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備情況
5
6
畢業(yè)設(shè)計(jì)自述情況
20
7
畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯回答問(wèn)題情況
30
總 分
Z=
答辯過(guò)程記錄、評(píng)語(yǔ)：
自述思路與表達(dá)能力：好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
回答問(wèn)題： 正確□ 基本正確□ 基本不正確□ 不能回答所提問(wèn)題□
研究能力或設(shè)計(jì)能力：強(qiáng)□ 較強(qiáng)□ 一般□ 較弱□ 很弱□
工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□
說(shuō)明書規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
圖紙規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
成果質(zhì)量（設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)方法、正確性）
好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
其他：
答辯組長(zhǎng)簽字： 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?cè)u(píng)定表
學(xué)生姓名
王冠
性別
男
院系
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)
車輛工程
班級(jí)
07-4
設(shè)計(jì)（論文）題目
凱美瑞轎車的教學(xué)改裝設(shè)計(jì)
平時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)分（開(kāi)題、中檢、出勤）
指導(dǎo)教師姓名
鮑宇
職稱
高級(jí)實(shí)驗(yàn)師
指導(dǎo)教師
評(píng)分（X）
評(píng)閱教師姓名
職稱
評(píng)閱教師
評(píng)分（Y）
答辯組組長(zhǎng)
職稱
答辯組
評(píng)分（Z）
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)
百分制
五級(jí)分制
答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)：
答辯委員會(huì)主任簽字（蓋章）： 院系公章： 年 月 日
注：1、平時(shí)成績(jī)（開(kāi)題、中檢、出勤）評(píng)分按十分制填寫，指導(dǎo)教師、評(píng)閱教師、答辯組評(píng)分按百分制填寫，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)百分制=W+0.2X+0.2Y+0.5Z
2、評(píng)語(yǔ)中應(yīng)當(dāng)包括學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題質(zhì)量、能力水平、設(shè)計(jì)（論文）水平、設(shè)計(jì)（論文）撰寫質(zhì)量、學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）實(shí)施或?qū)懽鬟^(guò)程中的學(xué)習(xí)態(tài)度及學(xué)生答辯情況等內(nèi)容的評(píng)價(jià)。
優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）推薦表
題 目
凱美瑞轎車的教學(xué)改裝設(shè)計(jì)
類別
畢業(yè)設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
王冠
院（系）、專業(yè)、班級(jí)
汽車與交通工程學(xué)院車輛07-4
指導(dǎo)教師
鮑宇
職 稱
高級(jí)實(shí)驗(yàn)師
設(shè)計(jì)成果明細(xì)：
答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)：
答辯委員會(huì)主任簽字（蓋章）： 院、系公章： 年 月 日
備 注：
注：“類別”欄填寫畢業(yè)論文、畢業(yè)設(shè)計(jì)、其它
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）過(guò)程管理材料
題 目
凱美瑞轎車的教學(xué)改裝設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
劉泓伸
院系名稱
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)班級(jí)
車輛07-7班
指導(dǎo)教師
鮑 宇
職 稱
高級(jí)實(shí)驗(yàn)師
教研室
車輛工程
起止時(shí)間
2011.2.28-2011.6.24
教 務(wù) 處 制
本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)
凱美瑞轎車的教學(xué)改裝設(shè)計(jì)
院系名稱： 汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)班級(jí)： 車輛工程BW07-4
學(xué)生姓名： 王冠
指導(dǎo)教師： 鮑宇
職 稱： 實(shí)驗(yàn)師
黑 龍 江 工 程 學(xué) 院
二○一一年六月
Design of Directions
The design of CAMRY Automobile teaching modified
Candidate：Wang Guan
Specialty： Vehicle engineering
Class： BW07-04
Supervisor：Associate Prof. Bao Yu
Heilongjiang Institute of Technology
2011-06·Harbin
黑龍江工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
摘 要
豐田凱美瑞轎車為基礎(chǔ), 在保持原車基本功能不變的前提下, 對(duì)汽車車身及其相關(guān)部件進(jìn)行剖析, 以展示內(nèi)部結(jié)構(gòu)。安裝對(duì)外輸出插座, 并制作可移動(dòng)“教學(xué)控制柜”, 通過(guò)航空插頭與車內(nèi)插座相連后, 即可進(jìn)行工況檢測(cè)與故障設(shè)置, 此時(shí)可對(duì)學(xué)生進(jìn)行凱美瑞轎車維修檢測(cè)技術(shù)和判斷排除汽車故障的訓(xùn)練和教學(xué)。在教學(xué)控制柜與汽車本身脫開(kāi)時(shí), 教具車仍保持原車的行駛功能狀態(tài)。學(xué)生通過(guò)教具車的演示和動(dòng)手操作, 掌握工況信息的采集和控制, 以及進(jìn)行故障診斷分析及排除的教學(xué)和考核, 從而提高學(xué)生對(duì)豐田汽車的實(shí)際動(dòng)手能力, 大大豐富汽車專業(yè)教學(xué)內(nèi)容。
該系統(tǒng)是一種硬件在線實(shí)時(shí)技術(shù)，通過(guò)外設(shè)從而模擬整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。應(yīng)用開(kāi)關(guān)仿真研究汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)能大大加快產(chǎn)品設(shè)計(jì)速度，降低成本。本文的目的就是驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制控制用的邏輯、算法以及確定各種控制參數(shù)，模擬發(fā)動(dòng)機(jī)外部物理環(huán)境來(lái)調(diào)試、檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)性能。
關(guān)鍵詞：電子控制；信號(hào)模擬；電控燃油噴射；控制柜；航空接頭；教學(xué)演示。
Abstract
Along with the development of automobile industry, the control of automobile is developing from the mechanical-controlled to electronic-controlled period, Singlechip Electrical technology gets extensive application in modern automobile. The researching and development purpose of the experiment table is to assist teaching, it will make students convenient to know about the principle of mutual interlock between automobile electronic-controlled system and Singlechip controlled technology. It also can culture students’ ability of engineering practice. The development of the experiment table is according to the data stream that received from the VIOS engine, and it directed towards Toyota automotive type
· Key word: Electronic-controlled；Signal imitation；Electronic-controlled fuel oil injection；aviation connector .
目 錄
I
摘要…………………………………………………………………………………………I
Abstract …………………………………………………………………………………II
第1章 緒論……………………………………………………………………1
1.1現(xiàn)代汽車電子技術(shù)的應(yīng)用狀況……………………………………………………1
1.2汽車電子技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)……………………………………………………1
1.3 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r研究 …………………………………………………………2
1.4 故障診斷技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)…………………………………………………………3
第2章 電子控制系統(tǒng)的應(yīng)用……………………………………………………5
2.1 汽車電子技術(shù)的發(fā)展……………………………………………………………5
2.2 現(xiàn)代汽車電子技術(shù)的應(yīng)用 ………………………………………………………5
2.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)功率控制系統(tǒng) ……………………………………………………5
2.1.2 汽車電子綜合控制系統(tǒng)……………………………………………6
2.3 汽車電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)……………………………………………………6
第3章 發(fā)動(dòng)機(jī)控制柜設(shè)計(jì)……………………………………………………………9
3.1系統(tǒng)的原理…………………………………………………………………9
3.1.1發(fā)動(dòng)機(jī)控制柜工作流程 …………………………………………………9
3.1.2基本組成與原理…………………………………………………………9
3.2 電子控制燃油噴射………………………………………………………………10
3.2.1噴射系統(tǒng)的組成 ………………………………………………………10
3.3點(diǎn)火系的組成及原理 ……………………………………………………………13 3.4故障診斷原理 ……………………………………………………………………13
3.4.1傳感器故障診斷分析 …………………………………………………13
3.4.2執(zhí)行器的故障診斷 …………………………………………………13
3.4.3線路故障診斷 ………………………………………………………13
3.5發(fā)動(dòng)機(jī)控制柜的功能要求 ………………………………………………………13
4.6發(fā)動(dòng)機(jī)控制柜的工作原理 ………………………………………………………13
第4章 教學(xué)改進(jìn)設(shè)計(jì)………………………………………………………………15
4.1 總體設(shè)計(jì)方案 …………………………………………………………………15
4.1.1 凱美瑞轎車特點(diǎn)與改裝計(jì)劃 ……………………………………………15
4.1.2 控制柜總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) …………………………………………………18
4.2 控制柜的制作 …………………………………………………………………18
4.2.1 控制柜的焊接 …………………………………………………………18
4.2.2 控制面板的制 ……………………………………………………………21
4.2.3 組件的安裝………………………………………………………………21
4.3 硬件的選擇與安裝………………………………………………………………22
4.3.1 部件的選擇……………………………………………………………22
4.3.2 主要電路圖……………………………………………………………22
結(jié)論………………………………………………………………………………25
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄
IV
黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
第1章 緒 論
１. １課題研究的背景與意義
系統(tǒng)仿真是迅速發(fā)展起來(lái)的一門新興學(xué)科，隨著系統(tǒng)仿真的理論方法和應(yīng)用技術(shù)的研究和深入以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)實(shí)際系統(tǒng)或假想的的系統(tǒng)進(jìn)行仿真的技術(shù)越來(lái)越受到人們的重視。總結(jié)和回顧系統(tǒng)仿真系統(tǒng)的應(yīng)用歷史，系統(tǒng)仿真技術(shù)不僅在航天，航海，原子能，電力等領(lǐng)域進(jìn)一步提高了應(yīng)用水平，而且逐步發(fā)展到應(yīng)用于社會(huì)，經(jīng)濟(jì)，交通，生態(tài)系統(tǒng)等各個(gè)領(lǐng)域，已成為高科技產(chǎn)品從論證，設(shè)計(jì)，生產(chǎn)試驗(yàn)，訓(xùn)練到更新等生命周期各個(gè)階段不可缺少的技術(shù)手段，為研究和解決復(fù)雜的系統(tǒng)問(wèn)題提供了有效的工具。
近20多年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)和電子技術(shù)的發(fā)展，汽車工業(yè)和汽車技術(shù)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。采用電子技術(shù)已經(jīng)成為解決汽車質(zhì)量與性能諸多問(wèn)題中的最佳方案。應(yīng)用微機(jī)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油與點(diǎn)火就是為了適應(yīng)社會(huì)對(duì)汽車排放法規(guī)與節(jié)能的要求。目前，多數(shù)轎車都已裝用發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行綜合控制發(fā)動(dòng)機(jī)的控制已由早期的模擬裝置發(fā)展成為微機(jī)控制的數(shù)字控制系統(tǒng)。在發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)中，微機(jī)不僅控制點(diǎn)火定時(shí)與噴油系統(tǒng)的空然比，還控制怠速轉(zhuǎn)速，爆燃，增壓壓力，近期和廢棄再循環(huán)以及變速器傳動(dòng)諸多方面，還增加了自診斷系統(tǒng)，后備系統(tǒng)與保護(hù)裝置，提高了整個(gè)控制系統(tǒng)的可靠性。
現(xiàn)代汽車工業(yè)已經(jīng)進(jìn)入成熟的發(fā)展階段，世界各大汽車制造商為進(jìn)一步地爭(zhēng)奪汽車銷售市場(chǎng)，不斷加強(qiáng)開(kāi)發(fā)投資力度，試圖以提高汽車安全性、降低能耗、改善舒適性和增加功能等來(lái)推動(dòng)汽車工業(yè)向高附加值方向發(fā)展。汽車電子技術(shù)是汽車技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，汽車電子化被認(rèn)為是汽車技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中的一次革命。在現(xiàn)代汽車上，電子技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，汽車已經(jīng)由單純的機(jī)械產(chǎn)品發(fā)展為高級(jí)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，成為所謂的“電子汽車”。
汽車電子化是現(xiàn)代汽車發(fā)展的重要標(biāo)志。隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展, 現(xiàn)代汽車技術(shù)與電子技術(shù)、信息技術(shù)融合在一起, 汽車已成為現(xiàn)代科技的載體和結(jié)晶。據(jù)核計(jì)，目前平均每輛車上的電子裝備已經(jīng)占到整車成本的20%-30%，在一些豪華轎車上，使用單片微型計(jì)算機(jī)的數(shù)量已經(jīng)達(dá)到50個(gè)，電子產(chǎn)品費(fèi)用占到整車成本的50%以上?？梢哉f(shuō),目前電子技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)深入到汽車所有的系統(tǒng)并在提高汽車的操縱性能、燃油經(jīng)濟(jì)性、可靠性和自動(dòng)化程度等方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。在發(fā)達(dá)國(guó)家，汽車已經(jīng)進(jìn)入電子時(shí)代，汽車電子控制技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)代汽車技術(shù)領(lǐng)域關(guān)注和研究的重點(diǎn)問(wèn)題。
由此可以看出，現(xiàn)代汽車已不再是傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品，其中汽車的機(jī)械部分的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了極致，汽車?yán)^續(xù)改進(jìn)的空間將集中在傳統(tǒng)汽車技術(shù)和電子技術(shù)的的結(jié)合上，汽車上70%的革新來(lái)自汽車電子技術(shù)及產(chǎn)品。然而，由于汽車運(yùn)行的環(huán)境多變，特別是發(fā)動(dòng)機(jī)所處的環(huán)境惡劣，因此，由發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)引起的故障也相應(yīng)增多。據(jù)相關(guān)從事汽車維修多年的人員表示，現(xiàn)代汽車由于電控系統(tǒng)引起的故障大約占全車故障的70%，特別是新車。發(fā)動(dòng)機(jī)電子燃油噴射是一項(xiàng)涉及面很廣的技術(shù)，它包括了傳感器技術(shù)、微處理技術(shù)、控制工程等多方面知識(shí)。并且，在汽車修理過(guò)程中，由于車系、車型的差別，維修人員判定傳感器元件信號(hào)及電子控制單元導(dǎo)致的故障很困難。這就給汽車維修和汽車教學(xué)帶來(lái)了很大的障礙。而現(xiàn)有的教學(xué)試驗(yàn)臺(tái)架絕大部分仍然基于傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，這是制約學(xué)生理論學(xué)習(xí)和提高實(shí)踐能力的一個(gè)重要原因。本設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制部分實(shí)施改制，使之形成可以脫離發(fā)動(dòng)機(jī)本體試驗(yàn)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，應(yīng)用相應(yīng)傳感器來(lái)模擬實(shí)際運(yùn)行工況，實(shí)現(xiàn)故障診斷，通過(guò)故障代碼的分析，查找并排除故障。研制出一套對(duì)汽車電子控制系統(tǒng)診斷準(zhǔn)確、操作方便、快速經(jīng)濟(jì)的故障診斷系統(tǒng)，從而把理論教學(xué)與實(shí)踐過(guò)程有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，使理論教學(xué)更直觀，實(shí)踐過(guò)程更容易。
1.2國(guó)內(nèi)外汽車教學(xué)改裝的發(fā)展趨勢(shì)
我國(guó)改裝技術(shù)的研究與應(yīng)用開(kāi)展得比較早，發(fā)展迅速。80年代就建設(shè)了一批水平高、規(guī)模大的半實(shí)物改裝系統(tǒng)，如射頻制導(dǎo)導(dǎo)彈半實(shí)物仿真改裝系統(tǒng)、工程飛行模擬等等，主要應(yīng)用于軍事用途。目前半實(shí)物改裝仿真在工業(yè)、交通優(yōu)化逐步開(kāi)始應(yīng)用，同時(shí)，半實(shí)物仿真技術(shù)已成為國(guó)內(nèi)汽車工程師研究的熱點(diǎn)，已滿足應(yīng)用設(shè)計(jì)周期的縮短、產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高、開(kāi)發(fā)及設(shè)計(jì)費(fèi)用的減少的要求。
在國(guó)外，汽車公司的工程師感到他們需要一種替代傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的新途徑。他們?cè)?jīng)嘗試過(guò)的方法所遇到的主要問(wèn)題還是硬件原型的不完備，整個(gè)設(shè)計(jì)在工程化時(shí)需要重新設(shè)計(jì)和重新編程。因此汽車公司的工程師開(kāi)始尋找一種新的方法來(lái)填補(bǔ)傳統(tǒng)與現(xiàn)代的汽車電子控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)之間的空白，使得需求定義者控制器設(shè)計(jì)人員有一個(gè)共同的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
故障診斷(Diagnostics)，是指確定故障的起因，即在不拆卸發(fā)動(dòng)機(jī)本體或僅拆下個(gè)別零件的條件下，查找故障零件部位和查明故障原因的過(guò)程。診斷技術(shù)，是指能用于發(fā)現(xiàn)和分析故障元件及故障區(qū)域的技術(shù)。按故障診斷技術(shù)從無(wú)到有，與電控燃油噴射技術(shù)的發(fā)展水平相對(duì)應(yīng)的診斷技術(shù)可分為人工經(jīng)驗(yàn)診斷、簡(jiǎn)單儀器診斷、精密監(jiān)測(cè)診斷和人工智能診斷四個(gè)階段。
人工經(jīng)驗(yàn)診斷：20世紀(jì)50年代以前，發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，電控燃油噴射系統(tǒng)還沒(méi)有應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，通過(guò)簡(jiǎn)單的測(cè)試儀表，如轉(zhuǎn)速表、氣壓表、真空表電壓表、電流表等，或者是判定發(fā)動(dòng)機(jī)是否有異響、是否過(guò)熱、有異味等情況。再依靠人工經(jīng)驗(yàn)來(lái)完成對(duì)的發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷工作。目前，人工經(jīng)驗(yàn)診斷方法對(duì)某些復(fù)雜故障的診斷仍十分有效。
簡(jiǎn)單儀器診斷：20世紀(jì)50年代初至70年代末，由于汽油噴射系統(tǒng)開(kāi)始應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，傳感器、微處理器技術(shù)、控制工程技術(shù)也隨之在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上得到應(yīng)用。因此，在汽油噴射系統(tǒng)故障診斷過(guò)程中就必須借助相關(guān)傳感器、微處理器及示波器等儀器設(shè)備對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況進(jìn)行檢測(cè)，以判定其工作性能的好壞。
精密監(jiān)測(cè)診斷：20世紀(jì)80年代初至90年代初，電子技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)電控燃油噴射系統(tǒng)的控制內(nèi)容更加全面，控制程度更加精確。隨之，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的各種精密診斷設(shè)備得到了快速的發(fā)展，對(duì)電控發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷的準(zhǔn)確率也有了很大提高。如各種發(fā)動(dòng)機(jī)分析儀、點(diǎn)火正時(shí)儀、電腦檢測(cè)儀以及各種電子化檢測(cè)儀表等都是進(jìn)行精密檢測(cè)所必備的儀器。
人工智能診斷：20世紀(jì)90年代開(kāi)始，由于汽車電控燃油噴射技術(shù)的不斷完善，而且車型及其控制技術(shù)又不盡相同。因此，在汽車維修中，故障診斷就成為關(guān)鍵性問(wèn)題。應(yīng)用人工智能理論與技術(shù)以及現(xiàn)代的信息技術(shù)開(kāi)發(fā)出的各種故障系統(tǒng)將有助于電控燃油噴射系統(tǒng)故障診斷問(wèn)題的解決。
1.3故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
近年來(lái)，一些新的科學(xué)分支的出現(xiàn)和發(fā)展及其在設(shè)備故障診斷中的成功應(yīng)用，為汽車故障診斷技術(shù)的發(fā)展開(kāi)拓了新的途徑。由于汽車電子化的趨勢(shì)是從整體上來(lái)設(shè)計(jì)全車的控制系統(tǒng)，因此，現(xiàn)代故障診斷系統(tǒng)的技術(shù)正向著故障專家系統(tǒng)、人工智能故障診斷系統(tǒng)方面發(fā)展，開(kāi)發(fā)要求是：具有在線更新自診斷功能、故障預(yù)測(cè)功能、自我保護(hù)功能，并且還可以實(shí)現(xiàn)在線信息資源的交流與共想。
1.4主要研究?jī)?nèi)容
（1）控制柜的設(shè)計(jì)：具有較強(qiáng)的演示功能，可以實(shí)現(xiàn)隨車故障診斷以及針對(duì)不同電子控制系統(tǒng)元件進(jìn)行信號(hào)測(cè)試；
（2）控制面板的設(shè)計(jì)：實(shí)現(xiàn)車輛控制信號(hào)測(cè)試；
（3）發(fā)動(dòng)機(jī)工作數(shù)據(jù)顯示：可以顯示發(fā)動(dòng)機(jī)工作油壓以及進(jìn)氣管真空變化。通過(guò)燈、儀表演示系統(tǒng)工作狀態(tài)。
（4）典型系統(tǒng)工作狀態(tài)演示：可以通過(guò)局部解剖切割的方法演示總成系統(tǒng)的工作狀態(tài)。
第2章 凱美瑞電子控制系統(tǒng)的應(yīng)用
汽車電子化是現(xiàn)代汽車發(fā)展的重要標(biāo)志，現(xiàn)代汽車電子控制技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和安全性, 改善了行駛的穩(wěn)定性和舒適性, 推動(dòng)了汽車工業(yè)的發(fā)展, 還為電子產(chǎn)品開(kāi)拓了廣闊的市場(chǎng), 從而推動(dòng)了電子工業(yè)的發(fā)展。因此, 發(fā)展汽車電子控制新技術(shù), 加快汽車電子化速度, 是振興和發(fā)展汽車工業(yè)的重要手段。
近年來(lái)，隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的應(yīng)用，汽車電子控制技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，尤其在控制精度、控制范圍、智能化和網(wǎng)絡(luò)化等多方面有了較大突破。汽車電子控制技術(shù)已成為衡量現(xiàn)代汽車發(fā)展水平的重要標(biāo)志。
汽車電子控制系統(tǒng)基本由傳感器、電子控制器（ECU）、驅(qū)動(dòng)器和控制程序軟件等部分組成，與車上的機(jī)械系統(tǒng)配合使用（通常與動(dòng)力系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)和車身系統(tǒng)中的子系統(tǒng)融合），并利用電纜或無(wú)線電波互相傳輸訊息，即所謂的“機(jī)電整合”，如電子燃油噴射系統(tǒng)、制動(dòng)防抱死控制系統(tǒng)、防滑控制系統(tǒng)、電子控制懸架系統(tǒng)、電子控制自動(dòng)變速器、電子助力轉(zhuǎn)向等。汽車電子控制系統(tǒng)大體可分為四個(gè)部分：發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)，底盤綜合控制系統(tǒng)，車身電子安全系統(tǒng)，信息通訊系統(tǒng)。其中，前兩種系統(tǒng)與汽車的行駛性能有直接關(guān)系。
2.1 汽車電子技術(shù)的發(fā)展
世界汽車電子技術(shù)的發(fā)展過(guò)程在不同的資料介紹中略有不同，但按照時(shí)間順序大致可以分為以下三個(gè)階段：
第一階段 （1960～1975年）：20世紀(jì)60年代晶體管收音機(jī)、晶體管點(diǎn)火裝置的實(shí)用化揭開(kāi)了電子化時(shí)代的序幕，主要產(chǎn)品有交流發(fā)電機(jī)、電子電壓調(diào)節(jié)器、電子點(diǎn)火控制器等。1967年，德國(guó)BOSCH公司利用進(jìn)氣支管絕對(duì)壓力信號(hào)和模擬計(jì)算機(jī)來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比的D型燃油噴射系統(tǒng)裝配在汽車上，率先達(dá)到了當(dāng)時(shí)美國(guó)加州的排放法規(guī)要求，開(kāi)創(chuàng)了汽油機(jī)電子控制燃油噴射技術(shù)的新時(shí)代。
第二階段 （1975～1985年）：由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，汽車進(jìn)入了微機(jī)控制時(shí)代，汽車上廣泛應(yīng)用集成電路和16位以下的微處理器。電子控制燃油噴射裝置的功能得到進(jìn)一步的擴(kuò)充，在三元催化轉(zhuǎn)化的系統(tǒng)中采用了氧傳感器，形成了閉環(huán)控制，顯著降低了污染。有的還采用了發(fā)動(dòng)機(jī)整體控制系統(tǒng)，出現(xiàn)了無(wú)分電器的微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)。其主要特點(diǎn)是發(fā)展專用的控制系統(tǒng)，主要產(chǎn)品有電子燃油噴射系統(tǒng)（EFI）、空燃比反饋控制系統(tǒng)、故障自診斷系統(tǒng)等。
第三階段 （1985年～現(xiàn)在）：高科技的迅速發(fā)展時(shí)期，汽車電子產(chǎn)品的研制開(kāi)發(fā)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈，主要側(cè)重于汽車性能的進(jìn)一步提高、各種功能的進(jìn)一步完善及減少汽車的質(zhì)量，開(kāi)始使用32位微處理器。主要產(chǎn)品有故障自診斷系統(tǒng)、信息顯示系統(tǒng)、數(shù)字式油壓表、驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)等。
2.2 現(xiàn)代汽車電子技術(shù)的應(yīng)用
汽車電子技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在車用微型計(jì)算機(jī)的推廣使用上。雖然汽車微機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍很廣, 但是技術(shù)比較成熟且應(yīng)用很普遍的還是發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。
2.2.1發(fā)動(dòng)機(jī)功率和排放的閉環(huán)控制系統(tǒng)
電子點(diǎn)火正時(shí)：電子點(diǎn)火正時(shí)是利用專用微機(jī)或大規(guī)模芯片實(shí)行對(duì)點(diǎn)火時(shí)刻的最佳控制, 它的關(guān)鍵部件是高精度曲軸位置傳感器、負(fù)荷傳感器、排氣含氧量傳感器、爆然傳感器、進(jìn)排氣溫度傳感器、冷卻水溫度傳感器等。
電子控制燃油供給系統(tǒng)。目前使用最普遍的是電子汽油噴射系統(tǒng), 其次是電子式化油器和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制等。它們的關(guān)鍵部件除與電子點(diǎn)火正時(shí)系統(tǒng)相同外, 還包括進(jìn)氣流量傳感器、燃油泵和噴油嘴。電子技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用往往是綜合性的, 這樣才易于降低成本, 提高性能。如日本日產(chǎn)汽車公司生產(chǎn)的ECCS系統(tǒng)就同時(shí)具有點(diǎn)火正時(shí)、汽油噴射、廢氣再循環(huán)、怠速控制系統(tǒng)及故障診斷等多種功能。
2.2.2 汽油機(jī)電子綜合控制系統(tǒng)
汽油機(jī)電子控制裝置除完成一般的電子控制汽油噴射裝置的起動(dòng)噴油量控制、伺服噴油量控制、暖車工況控制外, 還能實(shí)現(xiàn)空燃比反饋控制、點(diǎn)火控制、排氣再循環(huán)控制和二次空氣供給控制、怠速控制等。此外, 新型汽油機(jī)電子控制裝置還裝有自適應(yīng)控制, 智能控制及故障自診斷操作等。汽油機(jī)電子綜合控制已將發(fā)動(dòng)機(jī)的工作控制在最佳的運(yùn)行狀態(tài)。
此外，電子技術(shù)還應(yīng)用于柴油機(jī)綜合控制系統(tǒng)、汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、行駛系、主動(dòng)懸架、通訊導(dǎo)航、娛樂(lè)和乘坐舒適性等方面。
2.3汽車電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
當(dāng)前，汽車電子技術(shù)進(jìn)入了優(yōu)化人- 車- 環(huán)境的融化關(guān)系的階段，它向著超微型磁體、超高效電機(jī)以及集成電路的微型化方向發(fā)展，并為汽車上集中控制提供了基礎(chǔ)（如制動(dòng)、轉(zhuǎn)向和懸架的集中控制以及發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器的集中控制）。未來(lái)汽車電子技術(shù)的突破口可能會(huì)在以下幾個(gè)方面：
（1）傳感器技術(shù)：汽車電子化越發(fā)達(dá)，自動(dòng)化程度越高，對(duì)傳感器依賴性就越大，它是促進(jìn)汽車高檔化、電子化、自動(dòng)化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一，所以，國(guó)內(nèi)外都將車用傳感器技術(shù)列為重點(diǎn)。其發(fā)展趨勢(shì)是：多功能化、集成化、智能化、微型化，它不僅要能提供用于模擬和處理的信號(hào)，而且還能對(duì)信號(hào)做放大和處理。同時(shí)，還具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
（2）微處理技術(shù)：微機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)指揮其他設(shè)備工作。目前汽車上用的微機(jī)以通用單片機(jī)和高抗干擾及耐振的汽車專用微機(jī)為主，但速度和精度要求不如計(jì)算用微機(jī)高。現(xiàn)在，車用微機(jī)正從8位、16位發(fā)展到32位，有670萬(wàn)個(gè)晶體管, 448k字節(jié)的片上快閃內(nèi)存和8個(gè)片上外圍設(shè)備,可同時(shí)管理發(fā)動(dòng)機(jī)和變速控制系。
（3）現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)：現(xiàn)場(chǎng)總線是指安裝在制造或過(guò)程區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)裝置與控制室的自動(dòng)控制裝置之間數(shù)字式、串行、多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線。由于CPU傳感器和執(zhí)行系統(tǒng)的增多,汽車系統(tǒng)中的導(dǎo)線數(shù)將會(huì)達(dá)到千根以上,許多汽車的線束質(zhì)量和線束直徑已分別達(dá)到40Kg和12Km。由于線束太多，按傳統(tǒng)的連線方式嚴(yán)重影響汽車部件的設(shè)計(jì)、布局、和制造，易使故障增多且很難診斷出故障所在，反過(guò)來(lái)就制約了控制技術(shù)在汽車中的應(yīng)用。在這種情況下，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中的多路復(fù)用通信技術(shù)應(yīng)用到汽車中，則可促成對(duì)汽車性能的精確、高速控制，并可減少配線。目前, 由德國(guó)BOSCH公司推出的CAN現(xiàn)場(chǎng)控制總線正逐漸在被歐洲汽車商使用。在我國(guó)，由于這方面的技術(shù)研究比較晚，所以發(fā)展比較慢，但已經(jīng)有很多汽車廠家和相關(guān)科研單位及高校都在做這方面的技術(shù)研究，并取得了一定的成果。
（4）智能汽車及智能交通系統(tǒng)的研究和應(yīng)用：汽車智能化相關(guān)的技術(shù)問(wèn)題已受到制造商們的高度重視。其主要技術(shù)中“自動(dòng)駕駛儀”的構(gòu)想必將依賴于電子技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。智能交通系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)將與電子、衛(wèi)星定位等多個(gè)交叉學(xué)科相結(jié)合，能根據(jù)駕駛員的目標(biāo)資料，向駕駛員提供距離最短而且能繞開(kāi)車輛密度相對(duì)集中處的最佳行駛路線。它裝有電子地圖，可以顯示出前方道路，并采用衛(wèi)星導(dǎo)航。從全球衛(wèi)星獲取沿途天氣、車流量、交通事故、交通堵塞等各種情況，自動(dòng)篩選出最佳行車路線。
此外，還有軟件新技術(shù)、多通道傳輸技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸載體方面的電子新技術(shù)將在汽車上得到應(yīng)用。當(dāng)今社會(huì)，隨著能源問(wèn)題的日益突出和對(duì)安全要求的不斷提高，未來(lái)汽車設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題仍將是環(huán)保節(jié)能和安全。電子技術(shù)的快速發(fā)展為汽車向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、多媒體的方向發(fā)展創(chuàng)造了條件?？梢灶A(yù)見(jiàn)，未來(lái)汽車將不再僅僅是個(gè)代步工具，它同時(shí)具備了交通、娛樂(lè)、辦公和通信的多種功能。汽車的電子化使汽車工業(yè)步入了數(shù)字化時(shí)代。
隨著集成控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，汽車電子技術(shù)已明顯向集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化三個(gè)主要方向發(fā)展。
（1）集成化
近年來(lái)嵌入式系統(tǒng)、局域網(wǎng)控制和數(shù)據(jù)總線技術(shù)的成熟，使汽車電子控制系統(tǒng)的集成成為汽車技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。將發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)和自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)，集成為動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的綜合控制；將制動(dòng)防抱死控制系統(tǒng)、牽引力控制系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)綜合在一起進(jìn)行制動(dòng)控制；通過(guò)中央底盤控制器，將制動(dòng)、懸架、轉(zhuǎn)向、動(dòng)力傳動(dòng)等控制系統(tǒng)通過(guò)總線進(jìn)行連接，控制器通過(guò)復(fù)雜的控制運(yùn)算，對(duì)各子系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)，將車輛行駛性能控制到最佳水平，形成一體化底盤控制系統(tǒng)。
（2）智能化
智能化傳感技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，加快了汽車的智能化進(jìn)程。汽車智能化相關(guān)的技術(shù)問(wèn)題已受到汽車制造商的高度重視。其主要技術(shù)中“自動(dòng)駕駛儀”的構(gòu)想必將依賴于電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)。智能交通系統(tǒng)（ITS）的開(kāi)發(fā)將與電子、衛(wèi)星定位等多個(gè)交叉學(xué)科相結(jié)合，它能根據(jù)駕駛員提供的目標(biāo)資料，向駕駛員提供距離最短而且能繞開(kāi)車輛密度相對(duì)集中處的最佳行駛路線。它裝有電子地圖，可以顯示出前方道路、并采用衛(wèi)星導(dǎo)航。從全球定位衛(wèi)星獲取沿途天氣、車流量、交通事故、交通堵塞等各種情況，自動(dòng)篩選出最佳行車路線。
（3）網(wǎng)絡(luò)化
隨著電控器件在汽車上越來(lái)越多的應(yīng)用，車載電子設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信變得越來(lái)越重要。以分布式控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)構(gòu)造汽車車載電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是十分必要的。大量數(shù)據(jù)的快速交換、高可靠性及低成本是對(duì)汽車電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的要求。在該系統(tǒng)中，各子處理機(jī)獨(dú)立運(yùn)行，控制改善汽車某一方面的性能，同時(shí)在其它處理機(jī)需要時(shí)提供數(shù)據(jù)服務(wù)。主處理機(jī)收集整理各子處理機(jī)的數(shù)據(jù)，并生成車況顯示。
綜上所述，當(dāng)汽車大量采用電子元件及其計(jì)算機(jī)控制技術(shù)后，其產(chǎn)品本身的質(zhì)量、安全性、排放性和舒適性得到了提高。同時(shí)，當(dāng)汽車出現(xiàn)故障時(shí)，也毫無(wú)疑問(wèn)地帶來(lái)了故障診斷復(fù)雜化等新問(wèn)題，給汽車故障診斷和維修工作帶來(lái)了越來(lái)越多的困難，對(duì)汽車維修技術(shù)人員的要求越來(lái)越高。這就對(duì)汽車的現(xiàn)代化保養(yǎng)與快速檢測(cè)、診斷、維修提出了新的課題題。
2.4 本章小結(jié)
本章簡(jiǎn)要地介紹了汽車電子技術(shù)的發(fā)展歷程及以后的發(fā)展趨勢(shì)，其中主要是對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)控制方面，這對(duì)于本設(shè)計(jì)有宏觀的指導(dǎo)意義，有助明確實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)的目的和確定系統(tǒng)最終要達(dá)到的功能要求。
第3章 教學(xué)控制柜控制柜設(shè)計(jì)
3.1系統(tǒng)的原理
以豐田凱美瑞轎車為基礎(chǔ), 在保持原車基本功能不變的前提下, 對(duì)汽車車身及其相關(guān)部件進(jìn)行剖析, 以展示內(nèi)部結(jié)構(gòu)。安裝對(duì)外輸出插座, 并制作可移動(dòng)“教學(xué)控制柜”, 通過(guò)航空插頭與車內(nèi)插座相連后, 即可進(jìn)行工況檢測(cè)與故障設(shè)置, 此時(shí)可對(duì)學(xué)生進(jìn)行凱美瑞轎車維修檢測(cè)技術(shù)和判斷排除汽車故障的訓(xùn)練和教學(xué)。在教學(xué)控制柜與汽車本身脫開(kāi)時(shí), 教具車仍保持原車的行駛功能狀態(tài)。學(xué)生通過(guò)教具車的演示和動(dòng)手操作, 掌握工況信息的采集和控制, 以及進(jìn)行故障診斷分析及排除的教學(xué)和考核, 從而提高學(xué)生對(duì)豐田汽車的實(shí)際動(dòng)手能力, 大大豐富汽車專業(yè)教學(xué)內(nèi)容。
該系統(tǒng)是一種硬件在線實(shí)時(shí)技術(shù)，通過(guò)外設(shè)從而模擬整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。應(yīng)用開(kāi)關(guān)仿真研究汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)能大大加快產(chǎn)品設(shè)計(jì)速度，降低成本。本文的目的就是驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制控制用的邏輯、算法以及確定各種控制參數(shù)，模擬發(fā)動(dòng)機(jī)外部物理環(huán)境來(lái)調(diào)試、檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)性能。
3.1.1發(fā)動(dòng)機(jī)控制柜的工作流程一般如下
用戶在進(jìn)行實(shí)物仿真系統(tǒng)時(shí)，對(duì)其外部總體設(shè)計(jì)，對(duì)其控制面板、顯示模塊，外部插頭、航空接頭及對(duì)其內(nèi)部電路布線設(shè)計(jì)。對(duì)其要求布局合理，演示直觀，最后確定模型。
3.1.2基本組成與原理
發(fā)動(dòng)機(jī)控制柜由箱體、插頭面板、開(kāi)關(guān)面板、顯示面板、航空接頭及支架組成，通過(guò)在其內(nèi)部配置ECU及合理的布線，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)信號(hào)測(cè)試分析
（1）ECU
ECU是實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)的核心部分，它運(yùn)行實(shí)體對(duì)象和仿真環(huán)境的模型和程序。一般來(lái)說(shuō)，采用層次化、模塊化的建模法，將模塊化程序劃分為不同的速率塊，在仿真計(jì)算機(jī)中按速率塊實(shí)時(shí)調(diào)度運(yùn)行。
（2）物理效應(yīng)設(shè)備
物理效應(yīng)設(shè)備的作用是模擬復(fù)現(xiàn)真實(shí)世間的物理環(huán)境，形成仿真環(huán)境或成為虛擬環(huán)境。物理效應(yīng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)的技術(shù)途徑多種多樣。
（3）接口設(shè)備
仿真計(jì)算機(jī)輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)變換后驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的物理效應(yīng)設(shè)備。接口設(shè)備同時(shí)將操作人員或?qū)嵨锵到y(tǒng)的控制輸入信號(hào)到仿真計(jì)算機(jī)。實(shí)現(xiàn)半實(shí)物仿真。
3.2 電子控制燃油噴射
3.2.1電子控制燃油噴射的基本原理
由內(nèi)燃機(jī)原理知，汽油和空氣必須按一定比例組成的混合氣進(jìn)入氣缸后，才能容易點(diǎn)燃和完全燃燒。理論上完全燃燒一定量的汽油所需的空氣量，可以用化學(xué)當(dāng)量比進(jìn)行計(jì)算。按質(zhì)量計(jì)，對(duì)汽油來(lái)說(shuō)，空氣與汽油的比例為14.7：1。
一般用α表示過(guò)量空氣系數(shù)，即：
α=
α=1時(shí)稱為標(biāo)準(zhǔn)混合氣，α﹤1稱為濃混合氣，α﹥1稱為稀混合氣。
電子控制汽油噴射裝置（EFI），就是利用計(jì)算機(jī)準(zhǔn)確地控制發(fā)動(dòng)機(jī)所需的燃油量，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下的混合氣的空燃比都在規(guī)定的范圍之內(nèi)?？刂破骶C合各種不同傳感器送來(lái)的信息作出判斷，控制噴嘴以一定的壓力，正確、迅速地把燃油噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管里，與吸入的空氣混合后，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸，同時(shí)配合電子控制點(diǎn)火在最佳時(shí)刻點(diǎn)燃可燃混合氣。圖3.1所示是電子控制燃油噴射系統(tǒng)的基本原理圖。
汽 油 泵
噴 油 嘴
壓力調(diào)節(jié)器
汽 油 箱
發(fā) 動(dòng) 機(jī)
傳 感 器
控 制 器
圖3.1 電子控制汽油噴射的基本原理方框圖
3.2.2 電子控制燃油噴射系統(tǒng)的組成
電控汽油噴射系統(tǒng)主要由燃油供給系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成。
1、燃油供給系統(tǒng)
燃油供給系統(tǒng)的作用是將燃油從油箱中吸出，經(jīng)過(guò)加壓濾清后由噴嘴向發(fā)動(dòng)機(jī)缸體中噴射。主要由汽油箱、汽油濾清器、電動(dòng)汽油泵、壓力調(diào)節(jié)器、電磁噴油器等組成。
汽油在電動(dòng)汽油泵的壓力作用下從油箱中泵出，再經(jīng)濾清器除去氧化鐵、粉塵等固體夾雜物后由燃油管輸送到壓力調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)油壓，使燃油壓力始終高于進(jìn)氣管壓力約0.3Mpa,然后經(jīng)汽油分配管送給各缸電磁噴油器，電磁噴油器根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的指令將汽油適時(shí)地噴入進(jìn)氣管中。
2、空氣供給系統(tǒng)
空氣供給系統(tǒng)的任務(wù)是按發(fā)動(dòng)機(jī)各工況的需要，適時(shí)地提供足夠的空氣，并測(cè)量進(jìn)入氣缸的空氣量?？諝饬渴怯呻娍貑卧ㄟ^(guò)進(jìn)氣壓力傳感器測(cè)出的壓力和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)出的曲軸轉(zhuǎn)速計(jì)算求得。它主要由空氣濾清器、空氣流量計(jì)、節(jié)氣門控制單元、進(jìn)氣歧管等組成。
發(fā)動(dòng)機(jī)從外界吸入的空氣，經(jīng)空氣濾清器除去雜質(zhì)后，再由節(jié)氣門根據(jù)相關(guān)工況對(duì)其進(jìn)氣量進(jìn)行控制，將足夠的空氣量通過(guò)進(jìn)氣歧管與燃油混合后或直接送入發(fā)動(dòng)機(jī)。
3、控制系統(tǒng)的組成和控制原理
控制系統(tǒng)的功能是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況和車輛運(yùn)行狀況確定汽油的最佳噴射量和噴射時(shí)刻，使發(fā)動(dòng)機(jī)即可獲得較大的動(dòng)力，又可具備良好的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)又能滿足排放的要求。該系統(tǒng)主要由ECU、傳感器和執(zhí)行器組成?；窘Y(jié)構(gòu)如圖3.2所示。
傳感器
I/O
CPU
存儲(chǔ)器
執(zhí)行器
模
擬
信
號(hào)
數(shù)
字
信
號(hào)
輸出回路
轉(zhuǎn)換器
輸入信號(hào)
輸入信號(hào)
ECU
圖3.2 控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)
電子控制單元是電子控制系統(tǒng)的核心部件，它主要由輸入回路、A/D轉(zhuǎn)換器、微型計(jì)算機(jī)和輸出回路等四部分組成。其基本功能如下：
(1)給傳感器提供基準(zhǔn)電壓，將所需輸出的信息轉(zhuǎn)變成控制單元所能接受的信號(hào)；
(2)接受傳感器或其他裝置輸入的各種信息；
(3)進(jìn)行存儲(chǔ)、計(jì)算、分析處理信息；存儲(chǔ)該車的特征參數(shù)；計(jì)算出輸出值；存儲(chǔ)運(yùn)算中的數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)故障信息；
(4)運(yùn)算分析。根據(jù)信息參數(shù)求出執(zhí)行命令數(shù)值，并將輸出信息與標(biāo)準(zhǔn)值比較；
(5)輸出執(zhí)行命令，把弱信號(hào)變?yōu)閺?qiáng)的執(zhí)行命令；
(6)自我修正、自我保護(hù)和自診斷功能；
微機(jī)利用數(shù)字控制，能在較短的時(shí)間內(nèi)處理很多信號(hào)，且具有上述功能，能夠進(jìn)行高精度的發(fā)動(dòng)機(jī)控制。
進(jìn)氣溫度傳感器：它是一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)電阻，即溫度升高阻值下降。它安裝于進(jìn)氣管道上，是檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)吸入空氣的溫度的傳感器。由于吸入空氣溫度的變化會(huì)引起空氣密度發(fā)生變化，因此需要進(jìn)行燃油噴射量修正。將進(jìn)氣溫度轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，送給控制單元，用于各種控制功能的修正。如果該信號(hào)中斷，控制單元將啟用一個(gè)替代值，但不能準(zhǔn)確感知進(jìn)氣溫度，會(huì)導(dǎo)致熱啟動(dòng)困難，排放升高等故障。
冷卻水溫傳感器也是一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)電阻，它安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)溫器處，直接與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水接觸。溫度越低阻值越大，并將冷卻液溫度的高低，轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，輸出給電控單元，從而控制供油加濃量、點(diǎn)火正時(shí)和怠速轉(zhuǎn)速。該信號(hào)是一個(gè)較重要的修正信號(hào)，如果該信號(hào)中斷，控制單元將啟用一個(gè)替代值，但不能準(zhǔn)確感知冷卻水溫度，將會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)冷熱啟動(dòng)困難、油耗增加、怠速自適應(yīng)差、排放升高等故障。
空氣流量計(jì)：空氣流量計(jì)安裝在空氣濾清器和節(jié)氣門體之間，用來(lái)精確地測(cè)定吸入發(fā)動(dòng)機(jī)中的空氣量的多少，作為決定基本噴油量的參數(shù)，確保發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下都能獲得最佳的空燃比。根據(jù)測(cè)量原理不同，可分為葉片式、卡門渦流式、熱線式和熱膜式等幾種。當(dāng)它出現(xiàn)故障時(shí)，可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降、運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)、油耗增加等故障。
節(jié)氣門位置傳感器：節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門體上，是檢測(cè)節(jié)氣門開(kāi)度的傳感器，有線性輸出型和開(kāi)關(guān)量輸出型兩種形式。它把節(jié)氣門打開(kāi)的角度轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)送到ECU，在節(jié)氣門不同開(kāi)度下進(jìn)行油量控制，怠速觸點(diǎn)信號(hào)用于斷油控制和點(diǎn)火提前角的修正。
氧傳感器：氧傳感器安裝在三元轉(zhuǎn)化器前面和排氣支管或排器管內(nèi)，用來(lái)檢測(cè)排氣中的氧含量，以確定實(shí)際空燃比與理論空燃比相比是稀還是濃，并向ECU反饋相應(yīng)的電壓信號(hào)，ECU根據(jù)此信號(hào)，控制噴油量的增加或減少，從而實(shí)現(xiàn)空燃比反饋控制。癢傳感器有氧化鋯和氧化鈦兩種，當(dāng)它出現(xiàn)故障時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的排放會(huì)增加。
執(zhí)行器有主繼電器和短路繼電器，用來(lái)控制系統(tǒng)和燃油泵的電源。
3.3 點(diǎn)火系的組成及原理
現(xiàn)代汽車中的普遍使用了電子點(diǎn)火系統(tǒng)，使點(diǎn)火時(shí)間的控制精度和可靠性發(fā)生了巨大的變化。電子點(diǎn)火系統(tǒng)主要有三大部分組成：檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀況的傳感器；處理信號(hào)并發(fā)出工作指令的ECU；執(zhí)行ECU指令的執(zhí)行器，包括點(diǎn)火器、點(diǎn)火線圈、分電器和火花塞等等。
發(fā)動(dòng)機(jī)工作期間，各種傳感器分別將每瞬間發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸位置和轉(zhuǎn)速、負(fù)荷（進(jìn)氣歧管壓力）以及冷卻水溫度等工況信號(hào)輸入ECU中。CPU根據(jù)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷信號(hào)，在存儲(chǔ)器ROM中檢查到與發(fā)動(dòng)機(jī)所處工況下對(duì)應(yīng)的最佳基本點(diǎn)火提前角和初級(jí)線圈通電時(shí)間（閉合角），并根據(jù)冷卻水溫度等信號(hào)查出相應(yīng)的點(diǎn)火提前角修正值。據(jù)此，由CPU計(jì)算出最佳的點(diǎn)火提前角，再根據(jù)曲軸轉(zhuǎn)角和曲軸位置傳感器判別出曲軸位置、轉(zhuǎn)角及第幾缸處于壓縮上止點(diǎn)，向點(diǎn)火器發(fā)送點(diǎn)火正時(shí)信號(hào)，按所需的通電時(shí)間，先控制功率三極管接通點(diǎn)火線圈電路，經(jīng)一段最佳通電時(shí)間，使一次電流達(dá)到飽和后，再切斷初級(jí)線圈電路，在次極線圈中感應(yīng)產(chǎn)生高壓電，直接送往相應(yīng)的火花塞，點(diǎn)燃混合氣。
在點(diǎn)火控制系統(tǒng)中，采用爆震傳感器來(lái)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)有無(wú)爆燃現(xiàn)象，并將信號(hào)送入發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元，從而對(duì)點(diǎn)火提前角進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)火時(shí)刻的閉環(huán)控制，有效地抑制了發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃現(xiàn)象的發(fā)生。
3.4 故障診斷原理
電子控制系統(tǒng)正常工作時(shí)，ECU輸入、輸出信號(hào)的電平都是在規(guī)定的范圍內(nèi)變動(dòng)。當(dāng)某信號(hào)一段時(shí)間內(nèi)不變化或超出規(guī)定范圍時(shí)，故障自診斷系統(tǒng)就會(huì)判定為該信號(hào)的元件或電路出現(xiàn)故障，并把這一故障以代碼的形式存入內(nèi)部存儲(chǔ)器，同時(shí)點(diǎn)亮儀表盤上的故障指示燈。
3.4.1傳感器的故障診斷
各種傳感器正常工作時(shí)，其輸入ECU的信號(hào)數(shù)值都是在一定范圍內(nèi)變化的。
當(dāng)某一傳感器電路出現(xiàn)超出規(guī)定的信號(hào)時(shí)，ECU就判定為該電路或傳感器信號(hào)發(fā)生故障。例如冷卻液溫度信號(hào)，當(dāng)傳感器值異?；虿荒茏R(shí)別時(shí)，ECU就可判定冷卻液溫度傳感器出現(xiàn)故障。冷卻液溫度傳感器正常工作時(shí)，其輸出電壓值在0.1～4.8V之間變化；如果輸出電壓低于0.1V（相當(dāng)于冷卻液溫度高于139℃）或高于4.8V（相當(dāng)于冷卻液溫度低于-50℃），CEU檢測(cè)到電壓值超出規(guī)定范圍時(shí)，既判定為冷卻液溫度傳感器短路或斷路。
3.4.2 執(zhí)行器的故障診斷
ECU向執(zhí)行器發(fā)出指令信號(hào)，如果沒(méi)有來(lái)自執(zhí)行器的信號(hào)信息，則顯示執(zhí)行器故障。因此，在故障診斷時(shí)，常需要增加專用回路來(lái)監(jiān)測(cè)執(zhí)行器的工作信息。例如：當(dāng)點(diǎn)火回路中的大功率晶體管不能正常工作時(shí)，點(diǎn)火器內(nèi)的點(diǎn)火監(jiān)視器回路就不能把大功率晶體管正常工作信號(hào)輸送給控制發(fā)動(dòng)機(jī)的ECU。如果ECU得不到點(diǎn)火器的監(jiān)控信號(hào)，就判定點(diǎn)火系發(fā)生故障。此時(shí)，ECU立即采取措施，使噴油器停止燃油噴射。
如果由于某種原因偶爾出現(xiàn)一次不正常信號(hào)，ECU并不會(huì)判定為故障。只有當(dāng)不正常的信號(hào)持續(xù)一定時(shí)間或多次出現(xiàn)時(shí)，ECU才判定為故障。
3.4.3 線路故障診斷
故障信號(hào)的出現(xiàn)，不僅與傳感器或執(zhí)行器本身有關(guān)，還可能與出現(xiàn)故障的整個(gè)電路有關(guān)，而ECU在故障診斷系統(tǒng)判定故障時(shí)，只是提供了故障的性質(zhì)和范圍，要最后確定故障的原因，還應(yīng)進(jìn)一步檢查配線、插頭、ECU和相關(guān)元件，才能準(zhǔn)確地找到出現(xiàn)故障的具體位置，從而排除故障。
3.5 發(fā)動(dòng)機(jī)控制柜的功能要求
為了實(shí)現(xiàn)方便教學(xué)以及汽車電腦檢測(cè)等目的，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求：
（1）電子控制方面，利用單片機(jī)模擬各種傳感器信號(hào)取代傳感器所反饋的信號(hào)來(lái)控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)中執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作。
（2）可以模擬發(fā)動(dòng)機(jī)電控燃油噴射、電子點(diǎn)火，以滿足教學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求。
（3）系統(tǒng)要設(shè)置一塊轉(zhuǎn)接板，通過(guò)轉(zhuǎn)接板可以與同一車系不同車型的電腦連接，從而檢測(cè)汽車電腦工作是否正常。
（4）系統(tǒng)應(yīng)有一個(gè)故障診斷端子，通過(guò)與發(fā)動(dòng)機(jī)故障分析儀連接，可以測(cè)出各傳感器信號(hào)數(shù)據(jù)流，而且可以讀取ECU故障碼，從而排除故障。
3.6發(fā)動(dòng)機(jī)控制柜的工作原理及過(guò)程
在系統(tǒng)使用前，先將從單片機(jī)芯片輸出的傳感器模擬信號(hào)輸出端子與跳線接口的輸入端接好，再把所要檢測(cè)的汽車電腦的輸入口與轉(zhuǎn)接板上相應(yīng)的輸出口相接。啟動(dòng)電源，根據(jù)需要來(lái)操作不同的功能開(kāi)關(guān)就可以實(shí)現(xiàn)不同的功能。達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)或檢測(cè)汽車電腦工作情況的要求。
（1）模擬發(fā)動(dòng)機(jī)電控燃油噴射、電子點(diǎn)火，以滿足教學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求。
當(dāng)半實(shí)物仿真系統(tǒng)作為教學(xué)演示使用時(shí)，應(yīng)該把一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的、控制精確的汽車電腦接入系統(tǒng)。它的輸入端和輸出端分別與轉(zhuǎn)接板和執(zhí)行器相連。然后接通電源，通過(guò)操作面板上的功能開(kāi)關(guān)控制執(zhí)行器的各工況下的工作。
接通電源前，把操作面板上的各控制開(kāi)關(guān)置于空擋位置。當(dāng)接通電源時(shí)，實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位，程序進(jìn)行初始化，此時(shí)，操作面板上轉(zhuǎn)速顯示數(shù)碼管顯示轉(zhuǎn)速為800r/min，即怠速工況下的轉(zhuǎn)速。同時(shí)，在系統(tǒng)的演示功能區(qū)里，噴油器噴油和火花塞開(kāi)始演示。當(dāng)把操作面板上轉(zhuǎn)速控制開(kāi)關(guān)置于增擋位置時(shí)，數(shù)碼管顯示的轉(zhuǎn)速會(huì)每隔2秒鐘會(huì)自動(dòng)增加50轉(zhuǎn)，而噴油器和火花塞的工作速度會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的增加逐漸加快，當(dāng)數(shù)碼管上顯示轉(zhuǎn)速為3500r/min——本實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)的最高轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)速便不再增加。相應(yīng)地，執(zhí)行器也對(duì)應(yīng)于最高轉(zhuǎn)速工作；相反，當(dāng)置轉(zhuǎn)速控制開(kāi)關(guān)于減擋位置時(shí)，數(shù)碼管顯示的轉(zhuǎn)速會(huì)每隔2秒鐘會(huì)自動(dòng)減少50轉(zhuǎn)，噴油器和火花塞的工作速度會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的減少逐漸減緩，當(dāng)數(shù)碼管上顯示轉(zhuǎn)速為600r/min——本實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)的最低轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)速便不再減少。相應(yīng)地，執(zhí)行器也對(duì)應(yīng)于最低轉(zhuǎn)速工作。在轉(zhuǎn)速增加或減少的過(guò)程中，如果把轉(zhuǎn)速控制開(kāi)關(guān)置于空擋位置時(shí)，那么實(shí)驗(yàn)臺(tái)將會(huì)在當(dāng)前轉(zhuǎn)速工況下工作。如果按下操作面板上轉(zhuǎn)速?gòu)?fù)位鍵時(shí)，實(shí)驗(yàn)臺(tái)執(zhí)行器就回到怠速工況，隨后再根據(jù)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)繼續(xù)工作。同樣，在操作面板上還有進(jìn)氣溫度控制開(kāi)關(guān)和水溫控制開(kāi)關(guān)，當(dāng)它們工作時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)將會(huì)對(duì)應(yīng)于不同的進(jìn)氣溫度和水溫進(jìn)行不同工況下的工作。
執(zhí)行器在工作時(shí)，可以用專用儀器接在故障診斷端子上讀取各信號(hào)數(shù)據(jù)流，對(duì)汽車電腦的工作進(jìn)行分析，從而就可以對(duì)汽車電子控制系統(tǒng)進(jìn)行更深入的研究。
3.7本章小結(jié)
本章主要闡述發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制燃油噴射和點(diǎn)火系故障診斷實(shí)驗(yàn)臺(tái)的基本原理，明細(xì)的講解了車用主要傳感器工作原理和控制過(guò)程。從理論上來(lái)分析故障發(fā)生的位置和機(jī)理，提出了實(shí)驗(yàn)臺(tái)的功能要求，對(duì)以后設(shè)計(jì)任務(wù)的切實(shí)開(kāi)展有明確的指導(dǎo)作用。
第4章 凱美瑞轎車的教學(xué)改裝設(shè)計(jì)
4.1 總體方案的確定
以豐田凱美瑞轎車為基礎(chǔ), 在保持原車基本功能不變的前提下, 對(duì)汽車車身及其相關(guān)部件進(jìn)行剖析, 以展示內(nèi)部結(jié)構(gòu)。安裝對(duì)外輸出插座, 并制作可移動(dòng)“教學(xué)控制柜”, 通過(guò)航空插頭與車內(nèi)插座相連后, 即可進(jìn)行工況檢測(cè)與故障設(shè)置, 此時(shí)可對(duì)學(xué)生進(jìn)行凱美瑞轎車維修檢測(cè)技術(shù)和判斷排除汽車故障的訓(xùn)練和教學(xué)。在教學(xué)控制柜與汽車本身脫開(kāi)時(shí), 教具車仍保持原車的行駛功能狀態(tài)。學(xué)生通過(guò)教具車的演示和動(dòng)手操作, 掌握工況信息的采集和控制, 以及進(jìn)行故障診斷分析及排除的教學(xué)和考核, 從而提高學(xué)生對(duì)豐田汽車的實(shí)際動(dòng)手能力, 大大豐富汽車專業(yè)教學(xué)內(nèi)容。
4.1.1 凱美瑞轎車特點(diǎn)與改裝計(jì)劃
1、凱美瑞轎車的特點(diǎn)
(1) 潤(rùn)滑系統(tǒng) 汽缸蓋裝有VVT-i 控制器和凸輪軸正時(shí)機(jī)油控制閥, 控制潤(rùn)滑系統(tǒng)的工作過(guò)程。
(2) 采用VVT-i 智能可變氣門正時(shí)系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量、節(jié)氣門位置和水溫傳感器信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)電腦計(jì)算出各個(gè)行駛條件下的最佳氣門正時(shí)、控制凸輪軸正時(shí)油壓控制閥動(dòng)作, 使進(jìn)氣凸輪軸在400 范圍內(nèi)保持最佳氣門正時(shí), 提高了燃油經(jīng)濟(jì)性和發(fā)動(dòng)機(jī)性能, 實(shí)現(xiàn)在所有速度范圍內(nèi)提高扭矩和燃油經(jīng)濟(jì)性, 減少?gòu)U氣排放量。VVT-i 控制器裝在進(jìn)氣凸輪軸前端, 由與進(jìn)氣凸輪軸耦合的葉片和從動(dòng)正時(shí)鏈的殼體組成,在進(jìn)氣凸輪軸上的提前或滯后油路傳遞機(jī)油壓力, 使VVT-i 控制器葉片沿圓周方向旋轉(zhuǎn), 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)電腦的提前、滯后或保持信號(hào), 凸輪軸正時(shí)機(jī)油控制閥選擇至VVT-i 控制器的通路。
(3) 燃油系統(tǒng)
燃油系統(tǒng)采用了無(wú)回油系統(tǒng), 以減少燃油蒸氣的排放, 采用燃油切斷控制, 在安全氣囊展開(kāi)時(shí), 燃油泵停止工作, 以提高安全性。
(4) 點(diǎn)火系統(tǒng)采用了DIS
直接點(diǎn)火裝置DIS 直接點(diǎn)火裝置的每個(gè)汽缸有一個(gè)帶點(diǎn)火器的點(diǎn)火線圈與火花塞直接接觸, 以簡(jiǎn)化系統(tǒng)和提高點(diǎn)火效率。
(5) 發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)
采用L 型EFI 電控形式, 包括ESA 電子點(diǎn)火提前控制、怠速控制、VVT-i 智能可變氣門正時(shí)控制、燃油泵控制、燃油蒸氣排放控制、空調(diào)功能控制、冷卻風(fēng)扇控制、發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)控制、安全保護(hù)控制等。
2、教具車的改裝
豐田凱美瑞教具車包括教具車本體和教學(xué)控制柜兩大部分。也分為“保持原車行駛”和“進(jìn)入檢測(cè)與排故程序”兩大狀態(tài)。在原型車線路基本不變的情況下, 在原車線束加設(shè)了相應(yīng)線路, 并作了改動(dòng)。
(1) 根據(jù)教學(xué)需要, 切割左側(cè)前車門, 展示車內(nèi)的防撞桿和其它結(jié)構(gòu), 可以觀察電動(dòng)窗升降機(jī)構(gòu)的動(dòng)作情況和中央門鎖的工作情況。
(2) 在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi), 加設(shè)3 個(gè)壓力表組和電磁閥工況顯示燈組。3 個(gè)壓力表分別是進(jìn)氣歧管真空度表、發(fā)動(dòng)機(jī)燃油壓力表和自動(dòng)變速器油壓表, 分別對(duì)真空度、燃油壓力和變速器油壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)。5 個(gè)變速器電磁閥信號(hào)燈分別是: 換檔電磁閥S1、S2、鎖止電磁閥SL、壓力調(diào)節(jié)電磁閥SLT 和計(jì)時(shí)電磁閥ST, 分別對(duì)他們的運(yùn)行工況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
圖4.1 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙壓力表
(3) 空調(diào)高、低壓壓力表組, 安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙最前部, 對(duì)空調(diào)的高、低壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
(4) 在駕駛室副駕駛座下面, 安裝四個(gè)航空插座, 車內(nèi)所有改制線路均通到航空插座上,ABCD 四個(gè)航空插座為: A、B 為發(fā)動(dòng)機(jī)教學(xué)控制; C 是自動(dòng)變速器和ABS 教學(xué)控制; D 為空調(diào)與車身電氣教學(xué)控制。平時(shí), 四個(gè)插座上面安裝短接端蓋, 此時(shí)教學(xué)車保持原車全部功能, 擰下短接端蓋, 將4 根電纜和教學(xué)控制柜相連, 此時(shí)即進(jìn)入檢測(cè)與排故狀態(tài)。
圖4.2 ABCD4個(gè)航空接頭插座
3、增設(shè)教學(xué)電子控制柜
教學(xué)電子控制機(jī)柜是一個(gè)可移動(dòng)的控制機(jī)柜, 正面上半部分是檢測(cè)面板, 下半部分是一個(gè)儲(chǔ)物箱, 檢測(cè)面板上方有4 個(gè)數(shù)字式電表分別顯示空氣流量計(jì)VG、進(jìn)氣溫度傳感器THA、水溫傳感器THW 和節(jié)氣門位置傳感器VTA, 可實(shí)際測(cè)量空氣流量、氣溫、水溫和節(jié)氣門位置的電壓反饋信號(hào), 并通過(guò)4 個(gè)模擬故障設(shè)置開(kāi)關(guān)可產(chǎn)生上述4 個(gè)傳感器模擬信號(hào), 用以取代4 個(gè)傳感器輸出信號(hào), 以觀察不同的輸出信號(hào)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作的影響和設(shè)置傳感器信號(hào)誤差故障。
4個(gè)數(shù)字式電表下面分別是發(fā)動(dòng)機(jī)部分, 自動(dòng)變速器部分和ABS、空調(diào)和車身電氣部分的檢測(cè)插孔, 這些檢測(cè)插孔有些是從汽車電腦端引出來(lái)的, 也有的是從傳感器、執(zhí)行器和其它元件上引出來(lái)的, 在這些插孔上測(cè)量與在車上各元件端測(cè)量一樣, 故可用萬(wàn)用表和示波器測(cè)得汽車運(yùn)行時(shí)的各個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù), 可觀察各傳感器的輸出波形變化, 以加深對(duì)汽車各組成部件工作原理工作過(guò)程的了解, 并可進(jìn)一步根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)來(lái)分析判斷汽車的運(yùn)行工況和故障原因及故障存在的部位。
圖4.3控制柜4個(gè)數(shù)字式電表
轎車仿真系統(tǒng)的研究教學(xué)電子控制機(jī)柜分別設(shè)置了發(fā)動(dòng)機(jī)、自動(dòng)變速器和ABS、汽車空調(diào)和車身電氣的等故障開(kāi)關(guān)共百余個(gè), 按下一個(gè)開(kāi)關(guān), 就會(huì)在教具車的相應(yīng)部位產(chǎn)生一個(gè)故障。故障設(shè)置開(kāi)關(guān)下方是A、B、C、D 四個(gè)航空插座, 與車內(nèi)4 個(gè)航空插座相對(duì)應(yīng)。通過(guò)4 根電纜, 使得控制機(jī)柜與教具車連成一體, 教具車即進(jìn)入檢測(cè)故障設(shè)置狀態(tài)。
5、線路改造與連接
(1) 將A、B、C、D 四個(gè)短接插頭對(duì)應(yīng)插入教具車副駕駛座下的A、B、C、D 四個(gè)航空插座, 此時(shí), 教具車保持原車的全部行駛功能。
(2) 教具車點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于“OFF”, 從教具車航空插座上擰下短接電纜插頭, 從教學(xué)控制機(jī)柜儲(chǔ)物箱內(nèi)取出A、B、C、D 四根短接電纜。將短接電纜插頭對(duì)應(yīng)連接教具車A、B、C、D 和教學(xué)控制機(jī)柜A、B、C、D 四個(gè)航空插座, 連接可靠并擰緊鎖住。
(3) 將教具車點(diǎn)火發(fā)動(dòng)后, 教學(xué)控制機(jī)柜4個(gè)數(shù)字電子表即顯示空氣流量計(jì)、節(jié)氣門位置傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣溫度傳感器和水溫傳感器的動(dòng)態(tài)反饋信號(hào)。在各檢測(cè)孔用萬(wàn)用表和示波器可測(cè)得各元件數(shù)據(jù)和波形。打開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙蓋, 可觀察各儀表顯示的油壓、真空度和空調(diào)壓力信號(hào), 將電腦診斷儀插入教具車診斷座, 可讀得汽車運(yùn)行動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流。
(4) 操縱車窗門鎖開(kāi)關(guān), 可從剖切部位觀察電動(dòng)門窗機(jī)構(gòu)和中央門鎖的動(dòng)作過(guò)程。
(5) 打開(kāi)教學(xué)控制柜后蓋, 即露出故障設(shè)置開(kāi)關(guān)?？煞謩e設(shè)置發(fā)動(dòng)機(jī)、自動(dòng)變速器和ABS、汽車空調(diào)和車身電氣部分的故障, 按下開(kāi)關(guān)即可設(shè)置一個(gè)故障。當(dāng)開(kāi)關(guān)撥到模擬位置時(shí), 此時(shí)真實(shí)傳感器信號(hào)被切斷, 轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)傳感器顯示數(shù)字電子表下的旋扭即可將模擬的傳感器信號(hào)輸入到發(fā)動(dòng)機(jī)電腦, 產(chǎn)生相應(yīng)的故障現(xiàn)象或電腦進(jìn)入安全保護(hù)狀態(tài)。
5、開(kāi)發(fā)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
通過(guò)使用加設(shè)在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的真空表壓力,再配合發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表及示波器, 可以同時(shí)將真空度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、噴油脈寬這三組數(shù)據(jù)流形象直觀地展現(xiàn)給學(xué)生, 可以使學(xué)生明白發(fā)動(dòng)機(jī)燃油的噴射控制工作過(guò)程, 如單次噴油時(shí)間及噴油頻率的區(qū)別; 轉(zhuǎn)速不發(fā)生改變, 真空度就不會(huì)改變,單次噴油時(shí)間就不會(huì)發(fā)生改變, 即無(wú)論轉(zhuǎn)速是在怠速、2000 RPM、3000 RPM,只要發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速固定, 真空度就會(huì)變化, 則單次噴油時(shí)間不會(huì)改變。這樣, 學(xué)生明白了發(fā)動(dòng)機(jī)燃油的噴射控制工作過(guò)程和噴油時(shí)間的關(guān)系。
4.1.2 控制柜總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
按照該控制柜的功能要求可以知道，該控制柜上需安裝的主要硬件設(shè)備有PC機(jī)及其顯示器、噴油裝置、點(diǎn)火裝置、系統(tǒng)電源、汽車ECU、控制面板等其他附屬件。其中控制面板上安裝診斷端子、各種傳感器等。
控制柜的結(jié)構(gòu)尺寸主要由點(diǎn)火和噴油裝置、PC機(jī)和顯示器、油箱之間的相對(duì)位置決定?？紤]到在教學(xué)實(shí)驗(yàn)或汽車維修過(guò)程中學(xué)生或維修人員大都采用站立的姿勢(shì)操作故障診斷實(shí)驗(yàn)臺(tái)，且為增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的實(shí)用性，操作方便、易于觀察，將控制柜設(shè)計(jì)成三維一體結(jié)構(gòu)。
4.2 控制柜的制作
4.2.1 控制面板的制作
1、材料的選擇
控制柜有一塊控制面板，用來(lái)顯示和操作。為了與柜更好的連接，選擇與臺(tái)架一樣的材料即45號(hào)薄鋼板。
2、尺寸的確定
為了使控制柜整體布局合理、美觀，所以使控制板的長(zhǎng)度以框架的長(zhǎng)度保持一致，同時(shí)又考慮到安裝在控制板上的各組件的大小及尺寸和方便操作員的實(shí)際操作，操作面板的高度要適當(dāng)。
3、控制面板的布置
考慮到控制板上的布局美觀和線束的簡(jiǎn)潔和縮短線束的距離，因此我們按照接線方式和連接形式來(lái)確定各組件的安裝位置。在操作板上左側(cè)是顯示器，右側(cè)及下
圖4.1 控制柜主視圖 圖4.2 控制柜左視圖
4.2.2組件的安裝
1、在上面我們已經(jīng)將各組件的位置確定了，并且使各組件間保持了一定的間隙，先將各組件在控制板上的位置用鉛筆畫出他們具體的位置，之后，在畫出的組件的位置上用做出是組件固定在控制板上的螺紋孔。然后把各個(gè)器件依次用螺栓固定在面板上。
2、把面板組放在臺(tái)架上，用螺栓固定。
3、連接線路和管路。
4.2.3 控制柜的整體合理性
控制柜的整體合理性：在實(shí)驗(yàn)臺(tái)各部安裝完了后，由于控制板上各組件的連接造成了控制柜內(nèi)線路的混亂，為了避免實(shí)驗(yàn)時(shí)線路損壞和控制柜布線的合理性，將控制柜內(nèi)的線路按其分布捆成線束，以線束的方式固定，這樣就避免了控制柜內(nèi)線路的混亂，使控制柜總體布局合理。同時(shí)為了使控制柜整體看起來(lái)美觀，將控制柜框架刷上油漆，就使控制柜整體看起來(lái)整齊美觀了。因?yàn)?，控制板我們選用的是膠合板因此就不可避免的存在邊緣的不整齊和毛邊，為了使控制板美觀，將控制面板半邊用裝飾條包上，這樣就使控制板看起來(lái)美觀了。
4.3 硬件的選擇與安裝
4.3.1 控制柜主要部件的選擇
1、微機(jī)的選擇：本實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要功能是進(jìn)行點(diǎn)火和噴油的教學(xué)演示和故障診斷，通過(guò)微機(jī)系統(tǒng)輸出相關(guān)的診斷結(jié)果。因此，對(duì)微機(jī)的系統(tǒng)配置要求不高，一般的個(gè)人電腦都能滿足要求。
2、LED顯示器：該顯示器主要用來(lái)顯示轉(zhuǎn)速的變化，普通的8位就可以；
3、電位器：控制精度要求達(dá)到0.1V；
4、電源：要求電壓穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)。
4.3.2 控制柜主要電路圖
1、ABS電路分布圖
圖4.3 ABS電路分布圖
2、發(fā)動(dòng)機(jī)控制電路圖
圖4.4 發(fā)動(dòng)機(jī)控制電路圖
3、自動(dòng)變速器電路分布圖
圖4.5 自動(dòng)變速器電路分布圖
4.5本章小結(jié)
故障診斷控制柜的設(shè)計(jì)是該設(shè)計(jì)的主體部分，詳細(xì)闡述了其總體方案的確定，對(duì)，相關(guān)重要電器元件的選擇，控制面板的布置。
結(jié) 論
以豐田凱美瑞轎車為基礎(chǔ), 在保持原車基本功能不變的前提下, 對(duì)汽車車身及其相關(guān)部件進(jìn)行剖析, 以展示內(nèi)部結(jié)構(gòu)。安裝對(duì)外輸出插座, 并制作可移動(dòng)“教學(xué)控制柜”, 通過(guò)航空插頭與車內(nèi)插座相連后, 即可進(jìn)行工況檢測(cè)與故障設(shè)置, 此時(shí)可對(duì)進(jìn)行凱美瑞轎車維修檢測(cè)技術(shù)和判斷排除汽車故障的訓(xùn)練和教學(xué)。在教學(xué)控制柜與汽車本身脫開(kāi)時(shí), 教具車仍保持原車的行駛功能狀態(tài)。通過(guò)教具車的演示和動(dòng)手操作, 掌握工況信息的采集和控制, 以及進(jìn)行故障診斷分析及排除的教學(xué)和考核。
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致 謝
三個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這三個(gè)多月里，經(jīng)過(guò)數(shù)次的嘗試和修改，在指導(dǎo)老師鮑宇的精心指導(dǎo)下，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)順利完成了，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過(guò)我對(duì)豐田凱美瑞轎車的教學(xué)改裝設(shè)計(jì)，不僅使我對(duì)汽車電子控制系統(tǒng)有了進(jìn)一步了解，還使我對(duì)汽車控制技術(shù)有了進(jìn)一步的學(xué)習(xí)，而且使我的理論專業(yè)知識(shí)得到了加強(qiáng)和鞏固，動(dòng)手操作實(shí)踐能力也得到了提高，相信這在以后的工作中將對(duì)我會(huì)有很大的幫助，同時(shí)，也讓我體會(huì)了理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要性。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的圓滿結(jié)束，特別要感謝我的指導(dǎo)教師鮑宇老師，還有幫助過(guò)我的所有老師，在我畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里，他們都給了我很大的幫助，才使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能順利地完成。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，感覺(jué)到我真的學(xué)到了很多的東西，使我在大學(xué)中學(xué)到的知識(shí)全部的貫穿起來(lái)，對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力得到了進(jìn)一步的提高。
再次感謝我的指導(dǎo)教師鮑宇老師和各位老師的指點(diǎn)和幫助！
附錄
1. Welding on Engines with Electronic Controls
Because the strength of the frame may decrease, some manufacturers do not recommend welding onto a chassis frame or rail. Consult the OEM of the equipment or your Caterpillar dealer regarding welding on a chassis frame or rail.
Proper welding procedures are necessary in order to avoid damage to the engine’s ECM, sensors, and associated components. When possible, remove the component from the unit and then weld the component. If removal of the component is not possible, the following procedure must be
Followed when you weld on a unit that is equipped with a Caterpillar Electronic Engine. The following procedure is considered to be the safest procedure to weld on a component. This procedure should provide a minimum risk of damage