汽车电子专业实训教学资源开发探究.

汽车电子专业实训教学资源开发探究

汽车电子专业实训面临的问题：①教学内容老旧。汽车己经迈 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，轮胎和轮網是分离的。智能车在高 速运行时，由于轮胎受到各种力和力矩作用，容易与轮網脱离，需要 用专业的粘胎胶把轮胎和轮網粘接。新轮胎比较光滑而且较硬，故需 要用细砂纸对轮胎表而进行适度打磨。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% O

3悬架调校

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

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。