汽車電子專業實訓教學資源開發探究范文

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摘要：我校汽車電子專業主要教學方向在汽車電器、電路的構造及故障診斷，為培養學生的動手能力和科技創新能力，由學生動手制作不同類型的智能車模型，從整車層面上培養學生的綜合知識運用能力。文章介紹了一種攝像頭智能車的整車調校及攝像頭程序框架，為汽車電子專業實訓資源開發提供設計思路。

關鍵詞：智能車；實訓教學；汽車電子

汽車電子專業實訓面臨的問題：①教學內容老舊。汽車已經邁入智能化、互聯化時代，傳統教學內容不適應工作要求；②教學設備落后。汽車電子實訓設備更新快，汽車的新技術每年都有所突破，學校沒有實時更新設備；③學生的學習興趣不高，汽車缺乏足夠的興趣。為解決這個問題，我校基于大學生“恩智浦”智能車競賽，開發實訓資源，鼓勵學生學習智能車控制方法，鍛煉動手能力和創新能力，激發了學生的學習興趣。智能模型車包括轉向系統、行駛系統、動力傳動系統以及傳感器等，指導學生調校智能模型車需要從整車運行操縱姿態和運行軌跡來確定，要求參考車輛坐標系，及前進速度、垂直速度、側向速度、側傾角速度、俯仰角速度、橫擺角速度。

1車輪調校

智能車的輪胎是非充氣輪胎，輪胎和輪輞是分離的。智能車在高速運行時，由于輪胎受到各種力和力矩作用，容易與輪輞脫離，需要用專業的粘胎膠把輪胎和輪輞粘接。新輪胎比較光滑而且較硬，故需要用細砂紙對輪胎表面進行適度打磨。汽車ABS功能是通過電磁閥控制制動系統工作狀態來保證制動時車輪出現的抱死狀態，核心為控制滑移率，通過電磁閥實現連續不斷的點動剎車。智能車可以在車輛后部安裝車輪來檢測實際車速，也可以加裝測速的第五輪。編碼器檢測的信號通過傳動比折算后即智能車的理論車速，五輪儀檢測的是實際車速，可以實時得到智能車的滑移率。

2質心位置調校

根據車輛坐標系，可知質心在x軸上的位置體現了汽車前后軸荷分布，而前后軸荷對轉向和制動性能有所影響。質心在y軸上的位置體現汽車左右質量對稱性，而質心在x軸上的位置與汽車側傾相關。智能車為競速小車，具備一定的過度轉向特性有助于高速過彎，需要后軸略重于前軸。實際調教時，可以通過調整電路板、電池、舵機等部件的前后位置來調節質心位置。為避免智能車發生側翻現象，主要是因為側向加速度太大且小車質心不夠低，因此，可借鑒真實汽車側翻閾值B/2h來預估汽車的抗側翻能力，其中B為輪距，h為質心高度，實際使用時考慮到懸架變形和輪胎彈性變形，側翻閾值約減小10%。

3懸架調校

智能車的前懸架是獨立式懸架，其中的小彈簧起到減震作用，小彈簧的剛度影響前懸架的軟硬。實際調校可以選用不同剛度的彈簧測試，以小車在賽道上的運動姿態決定彈簧的型號。智能車的后懸架因結構原因整體偏軟，沿著x軸有較大的竄動量，這是不利于小車的高速性能的，所以，后懸架需要調校得偏硬。質心高度會影響側翻，而懸架的軟硬也會影響側翻。側翻是汽車從一邊到另一邊的來回運動，在彎道中時外側懸架被壓縮，同時內側伸張，此時汽車的質心高度會升高，存在側翻趨勢。汽車上安裝有防傾桿連接左右懸架，通過防傾桿吸收側傾，降低側翻趨勢。防傾桿的制作可選用偏硬但有一定彈性的PCB材料制作，前懸架參考汽車防傾桿，制作一根連接左右懸架的細桿防傾。

4動力傳動系調校

動力傳動系統通過傳動平順性和差速性能來評判。傳動平順性主要由電機齒輪與從動盤之間的嚙合間隙體現，嚙合間隙不合適，會造成小車在行駛過程中傳感器抖動甚至發生車輪跳動現象。差速性能影響過彎平順性以及加速性能。理論上只要調整電機前后位置，保證軸間距為兩齒輪分度圓半徑之和，就可達到齒輪傳動平順的條件。實際上，軸間距是很難準確測量的。可以通過給電機一個穩定轉速，然后聽齒輪嚙合聲來判斷是否調整到位。聲音尖銳，說明嚙合間隙過大；聲音沉悶，說明嚙合間隙過小。調整電機前后位置直到齒輪傳動聲音很小，幾乎聽不到，此時嚙合間隙合適。

5程序框架

攝像頭智能車電機驅動模塊、舵機驅動模塊、電源模塊、核心板、攝像頭模塊、按鍵和顯示模塊、速度采集模塊是需要用程序對其進行控制的。攝像頭到指定的采樣行，需立即進行圖像的采集，不能延時，而且行采集距行中斷程序處理時間盡量短，不能在中斷中處理大的程序。

參考文獻：

[1]劉允峰，韓建群.基于飛思卡爾S12單片機的智能車系統設計與實現[J].渤海大學學報(自然科學版),2015,36(4).

[2]周華祥.汽車電器實訓教學模式及其運行機制創新探索與實踐[J].湖北理工學院學報,2015,31(1).

作者：馮帆；張靖雯 單位：陜西國防工業職業技術學院