计算机控制技术在汽车职业教育的应用与研究

王永

摘 要：随着汽车电子化的发展，电子集成技术在汽车上得到了广泛应用，这就要求汽车维修人员具备电子维修技能及知识，这也对汽车维修领域的教学及培训有了新的要求。通过计算机控制技术可以利用虚拟测量终端与某一台设备进行连接采集教学设备真实的数据，这样不仅满足了学生的实测需求及动手能力，同时能够使学生准确观察和了解到所测项目的故障代码、数据流、电压、波形等相关信息，降低了教育教学的应用成本。

关键词：计算机控制；虚拟测量终端；采集设备数据

中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1673-9132（2017）35-0040-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2017.35.021

我国汽车工业迅猛发展，对汽车维修行业人才的需求逐渐旺盛。传统的教育培训模式已严重地制约了汽车维修行业人才的培养。因此，在汽车业高速发展的今天，如何为行业培养出合格的应用型人才，已成为教育部门所面临的首要问题。各大中专开设有汽车故障检测与维修的院校，一般采用“师傅带徒弟”的方式，教学效率低下，教学成本居高不下。

一、研究目的

解决当前汽车故障检测与维修高技能人才培养效率低、培养成本居高不下的问题。利用计算机控制技术将汽车的故障代码、数据流信息以及汽车各总成的电信号，通过网络批量推送到学生测试终端，几十个学生可以同时利用虚拟测试终端，进行汽车诊断与维修的练习和考核。从而一次性让学生掌握先用诊断设备进行相应的汽车故障检测，然后利用自己的知识与经验对检查结果进行综合分析，作出最终诊断，再填写汽车故障检测与维修诊断记录表。

二、研究方法

实验方法主要是利用计算机以及电子控制板控制发动机启停、设置故障、清除故障，将汽车各总成的信号线束连接到电子控制板上，然后利用采集卡采集汽车各总成的电信号，利用测试终端将采集的信号，转变为计算机能够识别的信号，转化成虚拟电压值、电阻值，绘制每种传感器的波形，利用ODBII接口读取汽车ECU信号，发送到学生端。发现项目可行，可以利用计算机控制技术改变现有的教学模式，推动汽车职业教育的发展。

三、计算机控制技术在汽车信息通讯方面的应用

由于电子技术的飞速发展，利用计算机以及手机对汽车故障在线检测提供了方便。最常见技术如下。

（一）串口通信技术

利用串口通信技术以及继电器将计算机鼠标打开汽车点火开关，启动发动机，甚至设置汽车各总成故障成为现实，将自己制订的控制协议以并行十六进制数据转换为连续的串行数据流发送出去来控制单片机，单片机控制继电器来进行整个控制的实现。这种通信方式使用的数据线少，在远距离通信中可以节约通信成本，但其传输速度比并行传输低，适合小量数据控制命令的传输。

（二）CANBUS数据总线通讯技术

随着汽车电子技术的发展，汽车上电子装置越来越多，汽车的整体布置空间缩小，传统设备点对点的通讯，导致大量线束的连接，为了解决这个问题CANBUS数据总线出现，实现了车载网络数据通讯。目前汽车尤其是新能源汽车都逐步应用了CANBUS总线技术，实现了各控制器之间的通讯。例如北汽新能源汽车，整车VCU、MCU、BMS、仪表模块、高压控制模块、空调控制模块都采用了CANBUS总线通讯技术，并且都是一路高CAN，一路低CAN。

四、计算机控制系统在汽车监测方面的应用

（一）車辆导航与车载自诊断系统

利用车载计算机控制系统进行路线精确导航及定位，已经在大众得到普及，包括高德导航和百度导航，能够实时提示自己的位置，以及个人线路提前规划。车载诊断系统APP更是利用OBDII诊断协议或者CAN通讯协议，以及蓝牙通讯技术实时监控自己的车辆系统信息，包括：当前油耗、里程、水温、车速、发动机转速、发动机负荷、氧传感器浓度、点火提前角、控制模块电压、环境温度、节气门绝对位置、进气温度、空气流量、长期燃油修正、气缸1点火提前角、保养等相关数据流、发动机故障扫描、读取故障码、清除故障码等基本功能，实时监控自己爱车的健康状况。

（二）车辆胎压监测系统（TPMS）

胎压监测系统可分为两种。

间接式胎压监测系统（WSBTPMS），是通过OBDII软件以及诊断接口读取轮速信息，经过复杂的公式获得车胎转速比和车胎半径大小，来监测汽车某个轮胎是否有问题。缺点：准确率不高，计算相当复杂，如果两个轮胎的气压和半径都降低，系统不会报警，或者车辆停止状态时，由于无法得到轮速信号数据，无法计算当前轮胎是否有问题。优点：轮胎传感器不会丢失，造价低，后期可以直接升级软件即可，维护简单方便。

直接式胎压监测系统（PSBTPMS），是通过在四轮轮胎上直接加装传感器，这样车辆无论是静止还是动态都可精确地判断显示四个轮胎气压、温度，如果超过设定气压和温度，就会精确报警那个轮胎有问题。缺点：造价高，无线信号稳定性和可靠性长时间没有保证，传感器的耐压性、使用寿命较低。

五、计算机控制技术在汽车故障检测与维修教学方面的应用

随着汽车电控技术日趋成熟，国内的汽车故障检测维修行业已具相当规模。汽车控制技术大量引进了计算机相关通讯技术，例如CNABUS通讯技术，解决了线路过多，控制器之间通讯慢的问题，为此，我们也要充分利用互联网、计算机技术与汽车检测与维修虚实融合，提高汽修教师的教学效率以及教学水平。

利用计算机技术采集诊断数据以及相关汽车的电信号数据，利用虚拟万用表测量相关各总成的电压信号、电阻信号；以及利用虚拟示波器绘制汽车各总成部件的波形。从而利用这些仪器设备总结故障点，分析故障点，找到故障点，进而实现了单台设备多人诊断、测量、分析，练习找到问题、分析问题、解决问题的目的。

六、总结

总之，传统的模式下汽车培训学校通过真实的汽车零部件现场教学或者是单独地在教室里书本上或者电脑上教学，就容易造成教学与实际操作脱轨，而且根据不同的教学需求需要购买大量的汽车零部件，造成教学成本不断增加，学生学到的知识不能马上应用到实际的汽车零部件上。利用计算机控制技术可以很快让学生通过浏览器随时随地掌握所学理论知识，单台设备多人使用虚实结合的方式验证所学零部件的特性，查看真实的零部件的外观和原理，进行在线故障准备、故障的分析、故障的排除以及填写维修工单，不仅提高了教学效率，还节约了的教学成本。

参考文献：

[1] 刘峰，富钢，牟晓东.计算机控制技术在汽车安全方面的应用[J].辽宁经济，2007（9）：58-59.

[2] 王佰岩.计算机控制技术在汽车的应用浅析[J].中国科技博览，2012（38）：547-547.