汽车电子专业实训教学资源开发探究范文

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摘要：我校汽车电子专业主要教学方向在汽车电器、电路的构造及故障诊断，为培养学生的动手能力和科技创新能力，由学生动手制作不同类型的智能车模型，从整车层面上培养学生的综合知识运用能力。文章介绍了一种摄像头智能车的整车调校及摄像头程序框架，为汽车电子专业实训资源开发提供设计思路。

关键词：智能车；实训教学；汽车电子

汽车电子专业实训面临的问题：①教学内容老旧。汽车已经迈入智能化、互联化时代，传统教学内容不适应工作要求；②教学设备落后。汽车电子实训设备更新快，汽车的新技术每年都有所突破，学校没有实时更新设备；③学生的学习兴趣不高，汽车缺乏足够的兴趣。为解决这个问题，我校基于大学生“恩智浦”智能车竞赛，开发实训资源，鼓励学生学习智能车控制方法，锻炼动手能力和创新能力，激发了学生的学习兴趣。智能模型车包括转向系统、行驶系统、动力传动系统以及传感器等，指导学生调校智能模型车需要从整车运行操纵姿态和运行轨迹来确定，要求参考车辆坐标系，及前进速度、垂直速度、侧向速度、侧倾角速度、俯仰角速度、横摆角速度。

1车轮调校

智能车的轮胎是非充气轮胎，轮胎和轮辋是分离的。智能车在高速运行时，由于轮胎受到各种力和力矩作用，容易与轮辋脱离，需要用专业的粘胎胶把轮胎和轮辋粘接。新轮胎比较光滑而且较硬，故需要用细砂纸对轮胎表面进行适度打磨。汽车ABS功能是通过电磁阀控制制动系统工作状态来保证制动时车轮出现的抱死状态，核心为控制滑移率，通过电磁阀实现连续不断的点动刹车。智能车可以在车辆后部安装车轮来检测实际车速，也可以加装测速的第五轮。编码器检测的信号通过传动比折算后即智能车的理论车速，五轮仪检测的是实际车速，可以实时得到智能车的滑移率。

2质心位置调校

根据车辆坐标系，可知质心在x轴上的位置体现了汽车前后轴荷分布，而前后轴荷对转向和制动性能有所影响。质心在y轴上的位置体现汽车左右质量对称性，而质心在x轴上的位置与汽车侧倾相关。智能车为竞速小车，具备一定的过度转向特性有助于高速过弯，需要后轴略重于前轴。实际调教时，可以通过调整电路板、电池、舵机等部件的前后位置来调节质心位置。为避免智能车发生侧翻现象，主要是因为侧向加速度太大且小车质心不够低，因此，可借鉴真实汽车侧翻阈值B/2h来预估汽车的抗侧翻能力，其中B为轮距，h为质心高度，实际使用时考虑到悬架变形和轮胎弹性变形，侧翻阈值约减小10%。

3悬架调校

夜上海论坛智能车的前悬架是独立式悬架，其中的小弹簧起到减震作用，小弹簧的刚度影响前悬架的软硬。实际调校可以选用不同刚度的弹簧测试，以小车在赛道上的运动姿态决定弹簧的型号。智能车的后悬架因结构原因整体偏软，沿着x轴有较大的窜动量，这是不利于小车的高速性能的，所以，后悬架需要调校得偏硬。质心高度会影响侧翻，而悬架的软硬也会影响侧翻。侧翻是汽车从一边到另一边的来回运动，在弯道中时外侧悬架被压缩，同时内侧伸张，此时汽车的质心高度会升高，存在侧翻趋势。汽车上安装有防倾杆连接左右悬架，通过防倾杆吸收侧倾，降低侧翻趋势。防倾杆的制作可选用偏硬但有一定弹性的PCB材料制作，前悬架参考汽车防倾杆，制作一根连接左右悬架的细杆防倾。

4动力传动系调校

夜上海论坛动力传动系统通过传动平顺性和差速性能来评判。传动平顺性主要由电机齿轮与从动盘之间的啮合间隙体现，啮合间隙不合适，会造成小车在行驶过程中传感器抖动甚至发生车轮跳动现象。差速性能影响过弯平顺性以及加速性能。理论上只要调整电机前后位置，保证轴间距为两齿轮分度圆半径之和，就可达到齿轮传动平顺的条件。实际上，轴间距是很难准确测量的。可以通过给电机一个稳定转速，然后听齿轮啮合声来判断是否调整到位。声音尖锐，说明啮合间隙过大；声音沉闷，说明啮合间隙过小。调整电机前后位置直到齿轮传动声音很小，几乎听不到，此时啮合间隙合适。

5程序框架

摄像头智能车电机驱动模块、舵机驱动模块、电源模块、核心板、摄像头模块、按键和显示模块、速度采集模块是需要用程序对其进行控制的。摄像头到指定的采样行，需立即进行图像的采集，不能延时，而且行采集距行中断程序处理时间尽量短，不能在中断中处理大的程序。

参考文献：

[1]刘允峰，韩建群.基于飞思卡尔S12单片机的智能车系统设计与实现[J].渤海大学学报(自然科学版),2015,36(4).

[2]周华祥.汽车电器实训教学模式及其运行机制创新探索与实践[J].湖北理工学院学报,2015,31(1).

夜上海论坛作者：冯帆；张靖雯 单位：陕西国防工业职业技术学院