【第四篇】論文題目：計算機控制技術在汽車職業教育的應用與研究
摘要：隨著汽車電子化的發展, 電子集成技術在汽車上得到了廣泛應用, 這就要求汽車維修人員具備電子維修技能及知識, 這也對汽車維修領域的教學及培訓有了新的要求。通過計算機控制技術可以利用虛擬測量終端與某一臺設備進行連接采集教學設備真實的數據, 這樣不僅滿足了學生的實測需求及動手能力, 同時能夠使學生準確觀察和了解到所測項目的故障代碼、數據流、電壓、波形等相關信息, 降低了教育教學的應用成本。
關鍵詞：計算機控制; 虛擬測量終端; 采集設備數據;
我國汽車工業迅猛發展, 對汽車維修行業人才的需求逐漸旺盛。傳統的教育培訓模式已嚴重地制約了汽車維修行業人才的培養。因此, 在汽車業高速發展的今天, 如何為行業培養出合格的應用型人才, 已成為教育部門所面臨的首要問題。各大中專開設有汽車故障檢測與維修的院校, 一般采用“師傅帶徒弟”的方式, 教學效率低下, 教學成本居高不下。
一、研究目的
解決當前汽車故障檢測與維修高技能人才培養效率低、培養成本居高不下的問題。利用計算機控制技術將汽車的故障代碼、數據流信息以及汽車各總成的電信號, 通過網絡批量推送到學生測試終端, 幾十個學生可以同時利用虛擬測試終端, 進行汽車診斷與維修的練習和考核。從而一次性讓學生掌握先用診斷設備進行相應的汽車故障檢測, 然后利用自己的知識與經驗對檢查結果進行綜合分析, 作出最終診斷, 再填寫汽車故障檢測與維修診斷記錄表。
二、研究方法
實驗方法主要是利用計算機以及電子控制板控制發動機啟停、設置故障、清除故障, 將汽車各總成的信號線束連接到電子控制板上, 然后利用采集卡采集汽車各總成的電信號, 利用測試終端將采集的信號, 轉變為計算機能夠識別的信號, 轉化成虛擬電壓值、電阻值, 繪制每種傳感器的波形, 利用ODBII接口讀取汽車ECU信號, 發送到學生端。發現項目可行, 可以利用計算機控制技術改變現有的教學模式, 推動汽車職業教育的發展。
三、計算機控制技術在汽車信息通訊方面的應用
由于電子技術的飛速發展, 利用計算機以及手機對汽車故障在線檢測提供了方便。最常見技術如下。
\\(一\\) 串口通信技術
利用串口通信技術以及繼電器將計算機鼠標打開汽車點火開關, 啟動發動機, 甚至設置汽車各總成故障成為現實, 將自己制訂的控制協議以并行十六進制數據轉換為連續的串行數據流發送出去來控制單片機, 單片機控制繼電器來進行整個控制的實現。這種通信方式使用的數據線少, 在遠距離通信中可以節約通信成本, 但其傳輸速度比并行傳輸低, 適合小量數據控制命令的傳輸。
\\(二\\) CANBUS數據總線通訊技術
隨著汽車電子技術的發展, 汽車上電子裝置越來越多, 汽車的整體布置空間縮小, 傳統設備點對點的通訊, 導致大量線束的連接, 為了解決這個問題CANBUS數據總線出現, 實現了車載網絡數據通訊。目前汽車尤其是新能源汽車都逐步應用了CANBUS總線技術, 實現了各控制器之間的通訊。例如北汽新能源汽車, 整車VCU、MCU、BMS、儀表模塊、高壓控制模塊、空調控制模塊都采用了CANBUS總線通訊技術, 并且都是一路高CAN, 一路低CAN。
四、計算機控制系統在汽車監測方面的應用
\\(一\\) 車輛導航與車載自診斷系統
利用車載計算機控制系統進行路線精確導航及定位, 已經在大眾得到普及, 包括高德導航和百度導航, 能夠實時提示自己的位置, 以及個人線路提前規劃。車載診斷系統APP更是利用OBDII診斷協議或者CAN通訊協議, 以及藍牙通訊技術實時監控自己的車輛系統信息, 包括:當前油耗、里程、水溫、車速、發動機轉速、發動機負荷、氧傳感器濃度、點火提前角、控制模塊電壓、環境溫度、節氣門絕對位置、進氣溫度、空氣流量、長期燃油修正、氣缸1點火提前角、保養等相關數據流、發動機故障掃描、讀取故障碼、清除故障碼等基本功能, 實時監控自己愛車的健康狀況。
\\(二\\) 車輛胎壓監測系統 \\(TPMS\\)
胎壓監測系統可分為兩種。
間接式胎壓監測系統 \\(WSBTPMS\\) , 是通過OBDII軟件以及診斷接口讀取輪速信息, 經過復雜的公式獲得車胎轉速比和車胎半徑大小, 來監測汽車某個輪胎是否有問題。缺點:準確率不高, 計算相當復雜, 如果兩個輪胎的氣壓和半徑都降低, 系統不會報警, 或者車輛停止狀態時, 由于無法得到輪速信號數據, 無法計算當前輪胎是否有問題。優點:輪胎傳感器不會丟失, 造價低, 后期可以直接升級軟件即可, 維護簡單方便。
直接式胎壓監測系統 \\(PSBTPMS\\) , 是通過在四輪輪胎上直接加裝傳感器, 這樣車輛無論是靜止還是動態都可精確地判斷顯示四個輪胎氣壓、溫度, 如果超過設定氣壓和溫度, 就會精確報警那個輪胎有問題。缺點:造價高, 無線信號穩定性和可靠性長時間沒有保證, 傳感器的耐壓性、使用壽命較低。
五、計算機控制技術在汽車故障檢測與維修教學方面的應用
隨著汽車電控技術日趨成熟, 國內的汽車故障檢測維修行業已具相當規模。汽車控制技術大量引進了計算機相關通訊技術, 例如CNABUS通訊技術, 解決了線路過多, 控制器之間通訊慢的問題, 為此, 我們也要充分利用互聯網、計算機技術與汽車檢測與維修虛實融合, 提高汽修教師的教學效率以及教學水平。
利用計算機技術采集診斷數據以及相關汽車的電信號數據, 利用虛擬萬用表測量相關各總成的電壓信號、電阻信號;以及利用虛擬示波器繪制汽車各總成部件的波形。從而利用這些儀器設備總結故障點, 分析故障點, 找到故障點, 進而實現了單臺設備多人診斷、測量、分析, 練習找到問題、分析問題、解決問題的目的。
六、總結
總之, 傳統的模式下汽車培訓學校通過真實的汽車零部件現場教學或者是單獨地在教室里書本上或者電腦上教學, 就容易造成教學與實際操作脫軌, 而且根據不同的教學需求需要購買大量的汽車零部件, 造成教學成本不斷增加, 學生學到的知識不能馬上應用到實際的汽車零部件上。利用計算機控制技術可以很快讓學生通過瀏覽器隨時隨地掌握所學理論知識, 單臺設備多人使用虛實結合的方式驗證所學零部件的特性, 查看真實的零部件的外觀和原理, 進行在線故障準備、故障的分析、故障的排除以及填寫維修工單, 不僅提高了教學效率, 還節約了的教學成本。
參考文獻
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