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汽车电子控制系统开放实验

论                    文

姓          名:    栾子军
      院          系:    汽车与交通工程学院
班          级:    车辆工程083
学          号:    081201084
指 导 教 师 :   石      晶
日          期:    2011.12.12

实验一、汽车中央门锁、电动车窗、电动车窗后视镜、车门防盗原理实验
实验目的：
了解掌握汽车中央门锁、电动车窗、电动后视镜结构、工作原理及使用方法
实验设备：汽车中央门锁、电动车窗、电动后视镜、车门防盗示教板
中央门锁结构：主要由控制部分和执行机构组成，控制部分主要包括门锁开关和门锁控制器。
中央门锁工作原理：

• 1）门锁锁闭
将左前门门锁提钮压下，集控开关第2位触点被接通。由于提钮压下过程中，集控开关的附带的控制触点K已被短暂闭合过，故左前集控锁控制器J53的动合触点闭合。这时电源经熔断器，并通过J53的闭合触点及集控开关2号第2位加至集控门锁内部电源线P2；与此同时电源的负极经集控开关1号第2位加至集控门锁内部电源线P1。电动机反转，带动各自门锁锁闭。电流回路为：蓄电池正极→熔断器(S3)已闭合的左前集控锁控制器(J53)的动合触点→集控开关2号第2位P2→电动机→P1→集控开关1号第2位→接地→蓄电池负极。1～2s后，左前集控锁控制器J53控制其已闭合的触点断开，从而切断了为电动机供电的A路电源，电动机停转，门锁保持在闭锁状态。
• 1）门锁开启
将左前门门锁操纵提钮拔起，集控开关第2位触点被断开，第1位触点闭合。在这一过程中，集控开关附带的控制触点K又被短暂闭合，从而使左前集控锁控制器J53的触点再次闭合1~2s。这时A路电源经J53的闭合触点和集控开关1号第l位加至内部电源线P1；而电源的负极经集控开关2号第1位加至内部电源线P2。内部电源的供电电压极性改变，电动机正转，各门锁开启。电流回路为：蓄电池正极→熔断器 (S3)→已闭合的左前集控锁控制器(J53)的动合触点→集控开关1号第1位→P1→电动机→P2→集控开关2号第1位→接地→蓄电池负极。门锁开启1～2s后，左前集控锁控制器J53控制其已闭合的触点断开，电动机停转，门锁保持在开启状态。
电动车窗：
电动车窗的结构：车窗、车窗升降器、电动机、继电器、开关等组成
电动车窗的工作原理：

接通点火开关后，延时继电器J52与C路电源相通，其常开触点闭合，按键开关内的P_通过该触点接地，而P+通过熔断器S37与A路电源相通，此时，按动按键开关便可使车窗电机转动。
（1）发动机熄火后的延时控制：关闭点火开关后，C路电源断电，延时继电器J52由A路电源供电，延时50s后，继电器触点断开，按键开关的搭铁线被切断，所有按键开关失去控制作用。
（2）后车窗电机的控制：左后门和右后门的车窗电机各由两个按键开关E52、E53、和E54、E55控制，E52和E54安装在中央通道面板上，供驾驶员控制，E53和E55分别安装在两后门上，供后座乘员控制。同一后门的两个开关采用级联方式连接，当两个开关被同时按下时没有控制作用，只有当某一开关被按下时，才有控制作用。在安全开关E39被按下的情况下，E39的常闭触点断开，切断了后车门上控键开关E53和E55的电源，使其失去了对各自车窗电机的控制。因而，起到了保护儿童安全的作用。
① 车窗玻璃上升：在安全开关E39没有被按下的情况下，将E52（E54）置上升位，车窗电机V26（V27）正转，带动左后（右后）车门玻璃上升。其电路为： A 路电源→熔断器S37→P＋→E52（E54）→E53（E55）→左后（右后）门窗电机V26（V27）→E53（E55）→E52（E54）→P－→J52触点→接地→电源负极。如果按下左后（右后）车门上E53（E55）的上升键位，车窗电机V26（V27）同样可带动车门玻璃上升，此时其电路为：A 路电源→熔断器S37→P+→E39→E53（E55）→左后（右后）门车窗电机V26（V27）→E53（E55）→E52（E54）→P－→J52触点→搭铁→电源负极。
② 车窗玻璃下降：在安全按键开关E39没有被按下的情况下，按下E52（E54）或E53（E55）的下降位，车窗电机V26（V27）电枢电流的方向与上述情况相反，电机反转，带动左后（右后）车门玻璃下降。
（3）前车窗电机的控制：右前门车窗电机V15由按键开关E41控制，而左前门车窗电机V14由按键开关E40和自动继电器J51控制，且具有点动自动控制功能。
① 车窗玻璃上升：按下按键开关E41的上升键位时，车窗电机V15 正转，带动右前门车窗玻璃上升，其电路为：A路电源→熔断器S37→P+→E41→车窗电机V15→E41→P－→J52触点→搭铁→电源负极。
按下按键开关E40的上升键位时，P+和P－经E40分别接至自动继电器J51的输入端S2和S1，此时，自动继电器J51的触点1闭合，触点2断开，车窗电机V14正转，带动左前门玻璃上升，车窗电机的电路为：A路电源→熔断器S37→P+→E40→车窗电机V14→J51的常闭触点l→P－→J52触点→搭铁→电源负极。按键开关E40复位时，上述电路被切断，电机V14停转。
② 车窗玻璃下降：按下按键开关E41的下降键位时，车窗电机V15反转，带动右前门车窗玻璃下降，其电流通路与上升时相反。
按下按键开关E40的下降键位时，P+和P－经E40分别接至自动继电器J51的输入端S1和S2，此时，自动继电器J51的触点2闭合，触点1断开。车窗电机V14的电路为：A路电源→熔断器S37→P+→取样电阻R→J51的触点2→V14→E40→P－→J52触点→搭铁→电源负极，流过电机V14的电流方向与上升时相反，电机反转，带动玻璃下降。将手抬起时E40复位，J51的触点也复位（触点2断开，触点1闭合），切断了上述电路，电机停转。
③ 点动自动控制：当按下按键开关E40下降键位的时间≦300ms 时，自动继电器J51判断为点动自动下降操作，于是继电器动作，使触点2闭合。流过车窗电机V14的电流方向与正常下降操作时相同，电机反转，车窗玻璃下降。如果在下降期间E40的上升键位不被按下，继电器J51的触点2将一直处于闭合状态，直至玻璃下降到底，电机V14堵转，此时，电枢电流将增大，当电流增至约9A时，取样电阻R上的电压使继电器J51动作，触点2断开，自动切断车窗电机的通电回路，电机停转；如果在下降期间，按下E40的上升键位，继电器J51将判断为下降操作结束，触点2断开，车窗电机V14停转。这样，通过对按键开关E40进行点动控制就可以使左前车窗玻璃停止在任意位置。
电动后视镜：
电动后视镜的结构：调整开关、双电动机、传动和执行机构、外壳及连接件等组成。
电动后视镜的工作原理图如下：

实验方法：
1、 在使用本设备之前详细了解中控锁、门窗系统和电动后视镜等基本结构和功能。
2、 把示教板电源插头接上电源，把点火开关打开至“ON”位置，检测各保险丝是否正常。
3、 把点火开关打开至STA位置：
1） 对中控锁系统的操作：操纵电动车窗总开关内的门锁开关，可对左前、左后、右前、右后四个门锁电机同时上锁或开锁；操纵左前车门钥匙控制开关或右前车门钥匙控制开关可对四个门锁电机同时上锁或开锁
2） 对电动车窗系统的操作：操纵电动窗总开关，可以分别实现四个电动窗的升和降，其中右前、右后、左后电动窗有各自的单独开关，这些单独开关可以控制各自对应的电动窗单独实现升和降的动作。
3） 对电动后视镜的操作：操纵电动后视镜开关，可实现电动后视镜4个方向上的动作。
4、 利用控制面板上的检测端子，用万用表在面板上检测电动窗和中控锁各电路元件的电信号，如电阻、电压、电流信号等。确认各系统部件工作是否正常。
5、 设置故障和排除故障功能：实训台面板底座下安装有智能化故障设置接口，故障设置接口配有两个接头，短路接头和故障设置接头。当短路设置接头连接到故障设置接口，整个电路系统工作正常，无故障设置功能。取下短路接头，吧故障设置接头连接到故障设置接口，整个电路系统也工作正常，但可对电路系统进行故障设置。故障设置接头与智能故障设置进行设定可完成对电路系统故障设置和排除功能，如线路短路、对地短路、接触不良等。
6、 完成正常使用功能，故障设置、排除功能后，请关闭点火钥匙，断开示教板电源，恢复故障设置接口即可。
实验工作总结：
通过本次实验，对汽车中央门锁、电动车窗、电动车窗后视镜、车门防盗原理有了更深刻的了解，并且掌握了其使用方法， 对其内部结构，线路有了明确的认识，通过实践操作，对理论知识有了更深刻的认识，同时增强了我们的实验动手能力，可谓受益匪浅。

实验二、汽车智能防盗系统原理实验
实验目的：
了解掌握智能防盗系统结构、工作原理及使用方法
实验设备：
汽车智能防盗系统示教板
智能防盗系统结构：
点火钥匙、发射匙线圈、防盗电脑、发动机电脑
智能防盗系统的工作原理：
该系统有一个带ID密码的点火钥匙，ID密码由原厂指定且不能更改。发动机启动时要对ID、密码进行识别，确认正确后才能正常起动，否则发动机即使被起动，3s之后也会自动熄火。这种系统采用内置无线发射芯片的点火钥匙，当位于点火开关周围的发射匙线圈接受从点火钥匙发射芯片发出的ID密码信号时，防盗电脑判断其ID密码是否与储存的密码相匹配，如果匹配，发动机才能起动。
电脑防盗系统的工作原理可分为三个步骤叙述。
1） 第一步：点火钥匙发射电磁脉冲ID密码信号。点火钥匙打开，发射匙线圈产生变化的磁场，点火钥匙内置芯片内的电感小线圈感应电场，其感应的电场能被电容储存起来。电容储存的电能给ID密码电路供电，电感及电容组成的耦合电路将ID密码以电磁脉冲信号发射出去。
2） 第二步：点火钥匙ID密码的电磁脉冲信号被发射匙线圈天线感应接收，发射匙线圈产生电磁脉冲信号并送至驻车防盗电脑的放大电路。电脉冲经过放大后被送至驻车防盗电脑的ID密码比较电路，比较电路将此ID密码与ID密码储存电路储存的密码进行比较，如果相同则进入下一步。
3） 第三步：发动机电脑向驻车防盗电脑发出一个联络代码，驻车防盗电脑经过辨认识别后发出一个允许发动机正常起动的指令代码给发动机电脑。发动机电脑接收该指令信号，使正常的喷油、点火程序继续执行，发动机继续工作。发动机电脑如果接收不到防盗电脑的指令信号，将会自动切断喷油、点火程序，发动机自动熄火。
实验方法：
1、把示教板电源插头接上电源；
2、把已经匹配好的点火钥匙打开到“ON”位置，防盗指示灯亮1S后熄灭，表示防盗系统工作正常，钥匙被认可；
3、摇转正时皮带的驱动机构，学员可以观察到四个火花塞点火和代替喷油嘴喷油的发光二级光连续闪烁，表示发动机正常运行；
4、取出匹配好的钥匙，把没有匹配好的点火钥匙打开到“ON”位置。此时防盗指示灯连续闪烁，表示这把钥匙不被认可，防盗功能开始起作用。摇转驱动机构，学员可以观察到喷油嘴停止工作；
5、匹配钥匙：利用汽车故障电脑诊断仪，连接号诊断座，在获取密码情况下，可完成点火钥匙的匹配工作，具体的匹配过程请参阅相关维修资料。
6、实训台面板底座下安装有智能化故障设置接口，故障设置接口有两个接头，短路接头和故障设置接头。当短路接头连接到故障设置接口，整个电路系统工作正常，无故障设置功能。取下短路接头，把故障设置接头连接到故障设置接口，整个电路系统也工作正常，但可对电路系统进行故障设置。故障设置接头与智能故障设置盒相连，通过屏幕上的按键对智能故障设置盒进行设定，可完成对电路系统故障设置和排除功能，如线路断路、对地短路、接触不良等。
7、完成正常使用功能，故障设置功能后，请关闭点火钥匙，断开蓄电池开关，恢复故障设置接口即可。
实验工作总结：
通过本次实验，对汽车智能防盗系统原理有了更深刻的了解，并且掌握了其使用方法， 对其内部结构，线路有了明确的认识，通过实践操作，对理论知识有了更深刻的认识，同时增强了我们的实验动手能力，明白了怎么匹配钥匙及其原理，也学会了对故障的设置与检测。

实验三、汽车电子巡航系统原理实验

实验目的：

了解掌握汽车电子巡航系统结构、工作原理及使用方法

实验设备：

汽车电子巡航系统示教板

汽车电子巡航系统结构：由传感器、操作开关、执行器和巡航控制ECU等组成

汽车电子巡航系统工作原理：

汽车巡航控制系统是汽车在运行中不踩加速踏板便可按照驾驶员的要求，自动地保持一定的行车速度，减轻驾驶员的劳动强度，提高汽车舒适性的自动行驶装置。汽车巡航控制系统简称为CCS。根据其特点又称“汽车巡航控制系统”、“恒速控制系统”、“车速控制系统”、或“巡航控制系统”等。轿车装上巡航控制系统后，当车速在40min/h以上时，该装置可自动按照驾驶员所要求的速度保持行驶，并保持这一恒定速度，驾驶员不用踩加速踏板。采用这种装置后，当在高速公路上长时间行车时，就可使驾驶员踩加速踏板的脚得以休息，不致因长时间驾车控制加速踏板稳定车速而产生疲劳，减轻了驾驶员的操作负担。由于电子系统能准确地控制车辆的工况，从而使高速行驶的车辆更加安全、平稳、耗油量减少，提高了汽车的燃油经济性和驾驶的舒适性。此功能特别适用于在高速公路上行驶的车辆。巡航控制系统如果在安装有自动变速器的汽车上使用，更能发挥其优点。

实验方法：
1）定速：首先将定速巡航的拉杆上的滑动按钮向左拉到ON的位置，然后加油或者控制车速将车速维持到想要设定的速度，按拉杆顶端的SET钮，此时脚松开油门，汽车将自动向前走。
2）定速巡航中的安全意识：松开油门的左脚放到地板上，驾驶者应当保证能随时准备的踏到刹车上，保证遇到危险时能够及时的把脚移到刹车减速，此时保证定速巡航自动解除不踩油门时车速自行下降。有时在危险的情况下也可以直接通过关闭ON滑动按钮解除定速巡航。如果以加速度来避开危险，不加速时会自动恢复定速巡航的速度。如果加速大于原来10KM超过5分钟，也会解除定速巡航。
3）速度的手动控制：在定速巡航过程中如果要提高设定时的速度，可以向左拉滑动按钮，此时按SET钮，使速度减1.5Km/h熟练地使用这两个按钮可以适当加速减速，以便于避让或超车。如果通过刹车解除了定速巡航，可以通过拉滑动按钮使车速重新维持原来的速度。
实验工作总结：
通过本次实验，对汽车电子巡航系统原理有了更深刻的了解，并且掌握了其使用方法， 对其内部结构，线路有了明确的认识，通过实践操作，对理论知识有了更深刻的认识，同时增强了我们的实验动手能力，也学会了对故障的设置与检测，使我对汽车新技术也有了进一步的了解，明确了汽车的发展方向，使汽车更安全智能是我们的目的之一。

实验四、汽车音像导航系统原理实验

实验目的：
了解掌握汽车音像导航系统结构、工作原理及使用方法
实验设备：
汽车音像导航系统示教板
汽车音像导航系统结构：
显示器、电视调谐器、声道解码器、扬声器、多声道功率放大器、天线等组成。
GPS组成：
(1) 空间部分：21颗工作卫星，3颗备用卫星。
(2) 地面支撑系统：1个主控站，3个注入站，5个监测站。
(3) 用户设备部分：接收GPS卫星发射信号，以获得必要的导航和定位信息，经数据处理，完成导航和定位工作。GPS接收机硬件一般由主机、天线和电源组成。汽车上安装的就是用户设备部分。
GPS定位原理：
GPS的基本定位原理是：卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息。
实验方法：
1、 把示教板电源插头接上电源。
2、 把点火开关打开至“ON”位置。
3、 演示导航系统工作过程：操作显示屏旁的导航操作按键，进入导航界面，观察导航系统的工作。也可以拆下导航设备装配至汽车上，测试导航系统的工作。
4、 演示音响系统的工作：操作显示屏界面，调整到音响系统，可执行收音机功能。
5、 实训台面板底座下安装有智能化故障设置接口，故障设置接口配有两个接头，短路接头和故障设置接头。当短路接头连接到故障设置接口，整个电路系统工作正常，无故障设置功能。取下短路接头，把故障设置接头连接到故障设置接口，整个电路系统也工作正常，但可对电路系统进行故障设置。故障设置接头与智能故障设置盒相连，通过屏幕上的按键对智能故障设置盒进行设定，可完成对电路系统故障设置和排除功能，如线路短路、对地短路、接触不良等。
6、 完成正常使用功能，故障设置功能后，请关闭点火钥匙，断开蓄电池开关，恢复故障设置接口即可。
实验工作总结：
通过本次实验，对汽车音像导航系统结构、工作原理有了更深刻的了解，并且掌握了其使用方法， 对其内部结构，线路有了明确的认识，通过实践操作，对理论知识有了更深刻的认识，同时增强了我们的实验动手能力，也学会了对故障的设置与检测，使我对汽车新技术也有了进一步的了解，明确了汽车的发展方向，使汽车更安全智能是我们的目的之一。