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摘要 在汽车电气电路教学过程中，学生普遍反映汽车电路、电控难以理解，作者从理论联系实践的角度出发，根据汽车电路的特点，选取了现代汽车上具有典型性和代表性的电路作为教学实验，培养学生的实践能力、研究和创新能力，解决汽车类专业的电子电气教学的难题，有助于培养既懂电子技术又懂汽车机械构造的高层次技能人才。
关键词 脉冲；直流电机；汽车电子
中图分类号 c778
文献标识码 A
文章编号 （2014）13-0055-02
随着微电子技术和嵌入式微机系统的飞速发展，汽车技术与微机系统的结合给汽车的结构和性能带来了革命性的变化。从汽车发动机的点火控制[1]、燃油喷射、怠速控制、排气再循环、故障诊断到汽车底盘的转向助力控制、防滑控制等，都采用了微机控制系统，微机控制的引入使汽车的动力性、安全性、舒适性、经济性得到显著的提高。现代汽车的排故与以前有了很大的区别，尤其是汽车电气电路的故障，维修人员单靠维修经验已很难适应现代汽车行业的发展，这就要求维修人员具备扎实的汽车电路知识和更专业的维修技能技术。
本文选用了四个常见的汽车电路作为教学实验。这几个电路涉及到传感器信号处理、执行器的控制、直流电机正反转控制和汽车转向灯控制。我们通过这些实验教学进一步理解汽车电路的控制方式，有助于加强学生动手能力。
一、轮速传感器信号采集
汽车防抱死制动系统（ABS）是为了防止或减少刹车时产生侧滑、掉头旋转等危险状况而研制的，它在制动过程中防止车轮被制动抱死，提高汽车的方向稳定性和转向操纵能力，缩短制动距离。ABS的控制需要一个重要的参数就是轮速。本实验采用的传感器是电磁感应式轮速传感器。磁电式转速传感器工作原理是齿轮转动过程中，磁阻发生变化，引起磁通量的变化，最后产生一个近似正弦函数的波形，这个波形的幅度、周期随着转速的提高而改变。
本实验将传感器产生的交流信号转换成汽车电脑需要的数字信号，具体步骤是先将轮速传感器的信号经过电阻R2分压、电容滤波以及二极管保护后同向输入放大器LM324。输出后的电压经过比较器变成矩形波，反相器是用来给矩形波整形。
图一 转速信号的处理电路
在汽车电路教學过程中，很少讲到信号的处理，通过这个实验学生可以掌握转速测量的基本原理和磁电式转速传感器的信号处理的基本方法；学会复杂电路的搭建，进一步加强工程操作素质的训练，提高理论和实践的综合程度。
二、喷油器驱动电路
电控汽油喷射（EFI）系统利用各种传感器检测发动机和汽车的状态，经过微机的判断、计算，确定喷油脉宽，使发动机在不同的工况下均能获得合适的空燃比。
喷油嘴的工作原理：当汽车电脑的喷油控制信号将喷油器的电磁线圈和电源回路接通时，针阀在电磁力的吸引下克服弹簧压力、摩擦力、自身重力，从静止位置升起，燃油从喷油嘴开始喷油。
本实验原理图如下，从函数信号发生器出来的脉冲信号控制场效应管的通断，从而控制喷油嘴的工作，喷油脉宽由信号控制。
图二 喷油器驱动电路
本实验的目的是学习单片机的输出到执行器功率驱动之间的接口电路，经过功率电路和逻辑电路的混合调试，进一步提高对于汽车电子机电结合的认识，了解喷油器对喷油量的控制方式、影响因素等。
三、直流电机的正反转控制
现代汽车上的车窗玻璃、后视镜、座椅基本上都采用电机驱动。这些电器通过电机的正反转实现前后、上下运动的功能。控制电机正反转最常用方法就是改变电枢的电流方向。
本实验通过改变转换开关接地或者接电源，改变输入端A、B的高低电平，当A为低电平0，B为高电平1时，继电器RL1和RL4吸合，RL2和RL3断开，电机左端电压高于右端电压，电机正转；当A为高电平1，B为低电平0时，RL2和RL3吸合，RL1和RL4断开，电机右端电压高于左端电压，电机反转；当A为高电平1，B为高电平1时，RL2和RL4吸合，RL1和RL3断开，没有电流流入电机，电机停转。电机驱动图和真值表如下。
执行器功率驱动之间的接口电路，掌握桥式驱动电路的设计方法，进一步提高对于汽车电子机电结合和电磁兼容的认识，了解直流电机在汽车控制系统的应用。
四、汽车转向灯的控制
汽车转向灯是指在车辆转弯时，起到警示车前或车后的行人或车辆的作用的灯。当汽车需要向左或向右转向时，驾驶员给控制开关一个转向信号，这个信号输入三极管的基极，使三极管处于通-断状态，左右转向灯随之闪烁，警示车前或者车后的行人、车辆。
555多谐振荡器[2]产生占空比可调的矩形波从3端子输出，经过档位选择开关，使三极管、转向灯工作，转向灯闪烁频率由555外部电路的电阻、电容参数决定。
图四 汽车转向灯控制
本实验的目的是了解555多谐振荡器的功能，知道汽车转向灯闪烁工作的控制原理。
五、总结
作者根据汽车电路的特点，选取了现代汽车上具有典型性和代表性的电路作为教学实验，提高学生对汽车电路的故障检测、分析和处理能力，培养既懂汽车电子技术又懂机械构造的高层次技能人才。
参考文献：
[1] 李建秋，赵六奇，韩晓东，等. 汽车电子学教程[M].北京：清华大学出版社，2011.
[2] 周立功，等.单片机实验与实践[M].北京：北京航空航天大学出版社，2010.
作者简介：
朱勇（1982年-），男 汉族 现职称：初级，学历：硕士研究生，研究方向：汽车电子技术。
关键词 脉冲；直流电机；汽车电子
中图分类号 c778
文献标识码 A
文章编号 （2014）13-0055-02
随着微电子技术和嵌入式微机系统的飞速发展，汽车技术与微机系统的结合给汽车的结构和性能带来了革命性的变化。从汽车发动机的点火控制[1]、燃油喷射、怠速控制、排气再循环、故障诊断到汽车底盘的转向助力控制、防滑控制等，都采用了微机控制系统，微机控制的引入使汽车的动力性、安全性、舒适性、经济性得到显著的提高。现代汽车的排故与以前有了很大的区别，尤其是汽车电气电路的故障，维修人员单靠维修经验已很难适应现代汽车行业的发展，这就要求维修人员具备扎实的汽车电路知识和更专业的维修技能技术。
本文选用了四个常见的汽车电路作为教学实验。这几个电路涉及到传感器信号处理、执行器的控制、直流电机正反转控制和汽车转向灯控制。我们通过这些实验教学进一步理解汽车电路的控制方式，有助于加强学生动手能力。
一、轮速传感器信号采集
汽车防抱死制动系统（ABS）是为了防止或减少刹车时产生侧滑、掉头旋转等危险状况而研制的，它在制动过程中防止车轮被制动抱死，提高汽车的方向稳定性和转向操纵能力，缩短制动距离。ABS的控制需要一个重要的参数就是轮速。本实验采用的传感器是电磁感应式轮速传感器。磁电式转速传感器工作原理是齿轮转动过程中，磁阻发生变化，引起磁通量的变化，最后产生一个近似正弦函数的波形，这个波形的幅度、周期随着转速的提高而改变。
本实验将传感器产生的交流信号转换成汽车电脑需要的数字信号，具体步骤是先将轮速传感器的信号经过电阻R2分压、电容滤波以及二极管保护后同向输入放大器LM324。输出后的电压经过比较器变成矩形波，反相器是用来给矩形波整形。
图一 转速信号的处理电路
在汽车电路教學过程中，很少讲到信号的处理，通过这个实验学生可以掌握转速测量的基本原理和磁电式转速传感器的信号处理的基本方法；学会复杂电路的搭建，进一步加强工程操作素质的训练，提高理论和实践的综合程度。
二、喷油器驱动电路
电控汽油喷射（EFI）系统利用各种传感器检测发动机和汽车的状态，经过微机的判断、计算，确定喷油脉宽，使发动机在不同的工况下均能获得合适的空燃比。
喷油嘴的工作原理：当汽车电脑的喷油控制信号将喷油器的电磁线圈和电源回路接通时，针阀在电磁力的吸引下克服弹簧压力、摩擦力、自身重力，从静止位置升起，燃油从喷油嘴开始喷油。
本实验原理图如下，从函数信号发生器出来的脉冲信号控制场效应管的通断，从而控制喷油嘴的工作，喷油脉宽由信号控制。
图二 喷油器驱动电路
本实验的目的是学习单片机的输出到执行器功率驱动之间的接口电路，经过功率电路和逻辑电路的混合调试，进一步提高对于汽车电子机电结合的认识，了解喷油器对喷油量的控制方式、影响因素等。
三、直流电机的正反转控制
现代汽车上的车窗玻璃、后视镜、座椅基本上都采用电机驱动。这些电器通过电机的正反转实现前后、上下运动的功能。控制电机正反转最常用方法就是改变电枢的电流方向。
本实验通过改变转换开关接地或者接电源，改变输入端A、B的高低电平，当A为低电平0，B为高电平1时，继电器RL1和RL4吸合，RL2和RL3断开，电机左端电压高于右端电压，电机正转；当A为高电平1，B为低电平0时，RL2和RL3吸合，RL1和RL4断开，电机右端电压高于左端电压，电机反转；当A为高电平1，B为高电平1时，RL2和RL4吸合，RL1和RL3断开，没有电流流入电机，电机停转。电机驱动图和真值表如下。
执行器功率驱动之间的接口电路，掌握桥式驱动电路的设计方法，进一步提高对于汽车电子机电结合和电磁兼容的认识，了解直流电机在汽车控制系统的应用。
四、汽车转向灯的控制
汽车转向灯是指在车辆转弯时，起到警示车前或车后的行人或车辆的作用的灯。当汽车需要向左或向右转向时，驾驶员给控制开关一个转向信号，这个信号输入三极管的基极，使三极管处于通-断状态，左右转向灯随之闪烁，警示车前或者车后的行人、车辆。
555多谐振荡器[2]产生占空比可调的矩形波从3端子输出，经过档位选择开关，使三极管、转向灯工作，转向灯闪烁频率由555外部电路的电阻、电容参数决定。
图四 汽车转向灯控制
本实验的目的是了解555多谐振荡器的功能，知道汽车转向灯闪烁工作的控制原理。
五、总结
作者根据汽车电路的特点，选取了现代汽车上具有典型性和代表性的电路作为教学实验，提高学生对汽车电路的故障检测、分析和处理能力，培养既懂汽车电子技术又懂机械构造的高层次技能人才。
参考文献：
[1] 李建秋，赵六奇，韩晓东，等. 汽车电子学教程[M].北京：清华大学出版社，2011.
[2] 周立功，等.单片机实验与实践[M].北京：北京航空航天大学出版社，2010.
作者简介：
朱勇（1982年-），男 汉族 现职称：初级，学历：硕士研究生，研究方向：汽车电子技术。