CN109410701B - 汽车动力的实验系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车动力的实验系统。该实验系统的汽车控制模块和汽车动力模块集成了实验系统的硬件实验平台，在第一控制终端和第二控制终端的控制下执行相应操作，能够使得学生在任何能够建立通信的地方进行实验教学内容的学习，实验的远距离操作，有利于提高实验教学效果和硬件实验平台的利用率，同时远距离操作实验还能确保实验操作的安全性。

Description

汽车动力的实验系统

技术领域

本发明涉及实验系统技术领域，特别是涉及一种汽车动力的实验系统。

背景技术

目前，理工科专业的实验教学在教学体系中的重要性日益突出，学生通过实验操作和数据分析，可以培养提升实际动手操作能力、综合应用能力以及创新设计等能力。然而，目前高校实验的实验教学设备，大多存在通信孤立以及使用场所限制等缺陷，学生只能集中在指定场所进行实验，实验教学设备利用率低，实验教学效果也受到制约。

因此，现有的实验教学平台由于通信孤立、使用场所受限等因素制约了实验教学效果，同时降低了实验教学设备的利用率。

发明内容

基于此，有必要针对现有的实验教学平台由于通信孤立、使用场所受限等因素制约了实验教学效果，同时降低了实验教学设备的利用率的问题，提供一种汽车动力的实验系统。

为了实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种汽车动力的实验系统，所述实验系统包括：

一个或多个第一控制终端，用于将输入的学习指令发送至第二控制终端，接收并显示第二控制终端对应反馈的实验教学内容，根据实验教学内容输入实验操作指令，接收并显示第二控制终端对应反馈的实验结果；

第二控制终端，分别连接所述第一控制终端和汽车控制模块，用于根据输入的实验设置指令设置实验教学内容，在接收到学习指令时将对应的实验设置指令发送至汽车控制模块，同时反馈实验教学内容至第一控制终端；还用于将接收的实验操作指令发送至汽车控制模块，接收汽车控制模块返回的执行数据，将执行数据与预设数据进行比较，生成实验结果并反馈至第一控制终端；

汽车控制模块，分别连接所述第二控制终端和汽车动力模块，用于根据实验设置指令生成运行设置参数，根据实验操作指令执行相关动作；

汽车动力模块，用于根据运行设置参数演示汽车动力的各种工况。

上述实验系统，汽车控制模块和汽车动力模块集成了实验系统的硬件实验平台，在第一控制终端和第二控制终端的控制下执行相应操作，能够使得学生在任何能够建立通信的地方进行实验教学内容的学习，实验的远距离操作，有利于提高实验教学效果和硬件实验平台的利用率，同时远距离操作实验还能确保实验操作的安全性。

在其中一个实施例中，所述第一控制终端还用于输入查找指令，所述实验系统还包括：

数据库，分别连接所述第一控制终端和所述第二控制终端，用于获取和存储当前实验结果和历史实验结果，并在接收到所述查找指令时，输出对应的实验结果至所述第一控制终端。

在其中一个实施例中，所述实验系统还包括：

数据接收发送模块，用于通过数据接口分别连接所述第二控制终端和所述汽车控制模块，建立所述第二控制终端和所述汽车控制模块之间的通信连接。

在其中一个实施例中，所述数据接收发送模块包括网关。

在其中一个实施例中，所述第一控制终端还用于输入身份信息，向所述第二控制终端发送联机请求。

在其中一个实施例中，所述第二控制终端包括：

指令输入单元，用于输入实验设置指令，设置实验教学内容，将实验设置指令发送至汽车控制模块；

第一反馈单元，用于根据学习指令反馈实验教学内容至第一控制终端，将接收的实验操作指令发送至汽车控制模块，并接收汽车控制模块返回的执行数据；

比较单元，用于将返回的执行数据与预设数据进行比较，生成实验结果；

第二反馈单元，将所述实验结果反馈至第一控制终端。

在其中一个实施例中，所述实验设置指令包括故障设置操作指令，所述实验操作指令包括故障诊断操作指令，所述运行设置参数包括故障设置参数，所述汽车控制模块包括：

故障设置单元，用于根据故障设置操作指令生成故障设置参数；

故障诊断单元，用于根据故障诊断操作指令读取故障信息，执行故障排除，并反馈执行数据至第二控制终端。

在其中一个实施例中，所述实验设置指令包括故障设置操作指令，所述实验操作指令包括故障诊断操作指令，所述运行设置参数包括故障设置参数，所述汽车控制模块包括：

故障设置单元，用于根据故障设置操作指令生成故障设置参数；

故障诊断单元，用于根据故障诊断操作指令读取故障信息，执行故障排除，并反馈执行数据至第二控制终端。

在其中一个实施例中，所述汽车动力模块包括：

供电单元，用于接入电源；

电源管理单元，用于对接入的电源进行管理分配；

驱动单元，用于在接入电源时，根据运行设置参数控制动力单元进行演示；

动力单元，用于根据运行设置参数演示汽车动力的各种工况。

在其中一个实施例中，所述动力单元为油电混合动力单元。

附图说明

图1为一实施例中实验系统的系统结构图；

图2为另一实施例中实验系统的系统结构图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

参见图1，图1为一实施例中汽车动力的实验系统的系统结构图。

在本实施例中，该实验系统包括一个或多个第一控制终端110(图1以一个第一控制终端为例)、第二控制终端120、汽车控制模块130以及控制终端140。在一个实施例中，实验系统可以用于汽车工程类专业学生对汽车动力系统进行相关的实验操作与分析，也可以用于教师对相关实验教学内容进行设置、管理或者监控，从而提供实验教学效果。

第一控制终端110，用于将输入的学习指令发送至第二控制终端120，接收并显示第二控制终端120对应反馈的实验教学内容，根据实验教学内容输入实验操作指令，接收并显示第二控制终端120对应反馈的实验结果。

第二控制终端120，分别连接第一控制终端110和汽车控制模块120，用于输入实验设置指令设置实验教学内容，根据学习指令将实验设置指令发送至汽车控制模块，同时反馈实验教学内容至第一控制终端110；还用于将接收的实验操作指令发送至汽车控制模块130，接收汽车控制模块130返回的执行数据，将执行数据与预设数据进行比较，生成实验结果并反馈至第一控制终端110。

汽车控制模块130，分别连接第二控制终端120和汽车动力模块140，用于根据实验设置指令生成运行设置参数，根据实验操作指令执行相关动作。

汽车动力模块140，用于根据运行设置参数演示汽车动力的各种工况。

在本发明实施例中，第一控制终端110可以是实验教学过程的学生端，适用于学生的相关操作。第一控制终端110为移动终端，可以在汽车动力系统设定场所以外的地方使用，包括但不限于便携式电脑、平板电脑以及手机，且在第一控制终端110上可以安装与实验系统对应的APP，用户可以在APP上输入身份信息，向第二控制终端120发送联机请求，以进行通信连接的建立。学生通过第一控制终端110可以在任何能够建立通信的地方进行实验教学内容的学习，实验的远距离操作，有利于提高实验教学效果、实体实验设备的利用率，同时远距离操作实验还能确保实验操作的安全性。

当学生需要参与到实验教学中时，第一控制终端110将接收到学生输入的学习指令，并将学习指令发送至第二控制终端120，则第二控制终端120根据学习指令的内容查找对应的实验教学内容并反馈至第一控制终端110，第一控制终端110在接收到实验教学内容时，将实验教学内容进行显示，供学生在任何地方阅读或操作，方便实验教学。其中，学习指令包括实验教学的开启以及实验教学内容的选取，实验教学内容包括实验操作内容和理论教学内容。

当学生输入的学习指令为与实验操作内容相关的指令时，则在第一控制终端100显示出实验教学内容时，呈现输入界面供学生输入对应的实验操作指令，并将输入的实验操作指令发送至第二控制终端120，第二控制终端120在进行相应操作后返回相应的实验结果，第一控制终端110在接收到实验结果后，对该实验结果进行显示，以供学生在任何地方查看实验结果。其中，实验操作指令包括研究过程中的操作、观察到的现象、异常现象的处理及其产生原因以及影响因素的分析等；实验结果包括但不限于实验数据、实验曲线图表、实验分析结果以及实验考核分数。

在本发明实施例中，第二控制终端120可以为实验教学过程的教师端或管理员端，适用于教师或管理员的相关操作。第二控制终端120可以为移动终端或固定终端，可以在汽车动力系统设定场所以外的地方使用，当然也可以在汽车动力系统设定场所使用，包括但不限于台式电脑、便携式电脑、平板电脑以及手机，且在第二控制终端120上可以安装与实验系统对应的APP，用户可以在APP上登录进行通信连接的建立。

第二控制终端120根据输入的实验设置指令可以设置实验教学内容，从而有针对性的设定实验操作内容和理论教学内容。例如，可以根据输入的故障设置操作指令设置故障，以使学生对该故障进行检测、诊断，考核学生的相关技能。

第二控制终端120在接收到学习指令时，将实验设置指令发送至汽车控制模块130以使汽车控制模块130控制汽车动力模块进行相应的演示，同时将学习指令相对应的实验教学内容并反馈至第一控制终端110。第二控制终端120在接收到实验操作指令时，将实验操作指令发送至汽车控制模块130，汽车控制模块130执行相应的操作后将返回执行数据，第二控制终端120通过对执行数据和预设数据进行比较，可以判断出实验操作指令是否符合操作规范，由此根据执行数据、预设数据以及判断结果生成实验结果反馈回第一控制终端110。其中，执行数据是指汽车控制模块130根据实验操作指令进行操作的运行数据以及运行结果数据；预设数据是实验设置指令中对应实验操作内容部分的运行参数以及在该运行参数下能够获得的标准执行结果数据。

在本发明实施例中，汽车控制模块130和汽车动力模块140集成了实验系统的硬件实验平台，在第一控制终端110和第二控制终端120的控制下执行相应操作。

在本发明实施例中，汽车控制模块130能够通过第二控制终端120分别接收实验设置指令和实验操作指令。具体地，汽车控制模块130根据实验设置指令生成运行设置参数，由此控制汽车动力模块140根据运行设置参数演示汽车动力的各种工况；还可以根据实验操作指令执行相关动作。其中，运行设置参数可以是汽车动力模块140正常运行的设置参数，用于汽车动力模块140演示正常的工况；也可以是故障运行的设置参数，用于汽车动力模块140演示故障时的工况。汽车控制模块130根据实验操作指令执行相关动作例如可以是根据实验操作指令对故障现象的进行处理分析，获得故障产生原因及影响因素的分析等。

在本发明实施例中，汽车动力模块140根据运行设置参数演示汽车动力的各种工况。例如，根据正常运行的设置参数演示正常的工况；或者根据故障运行的设置参数演示故障时的工况。通过正常工况的显示，使学生认识汽车动力系统的运行现象及其原理；通过故障工况的演示，使学生进行故障分析、检测诊断实训，培养学生故障分析检测诊断思维能力。汽车动力模块140可以是原车的混合动力模块，例如可以是比亚迪秦混合动力系统。

在其中一个实施例中，第二控制终端120包括指令输入单元、第一反馈单元、比较单元以及第二反馈单元。

指令输入单元，用于输入实验设置指令，设置实验教学内容，将实验设置指令发送至汽车控制模块130。

第一反馈单元，用于根据学习指令反馈实验教学内容至第一控制终端110，将接收的实验操作指令发送至汽车控制模块130，并接收汽车控制模块130返回的执行数据。

比较单元，用于将返回的执行数据与预设数据进行比较，生成实验结果。

第二反馈单元，将实验结果反馈至第一控制终端110。

在其中一个实施例中，实验设置指令包括故障设置操作指令，实验操作指令包括故障诊断操作指令，运行设置参数包括故障设置参数，汽车控制模块130包括故障设置单元和故障诊断单元。

故障设置单元，用于根据故障设置操作指令生成故障设置参数。

故障诊断单元，用于根据故障诊断操作指令读取故障信息，执行故障排除，并反馈执行数据至第二控制终端120。

在本发明实施例中，当实验操作内容选定为故障诊断操作时，则故障设置单元和故障诊断单元根据对应的指令执行动作：故障设置单元根据来自第二控制终端120的故障设置操作指令生成故障设置参数，使得汽车动力模块140根据故障设置参数进行故障工况演示；故障诊断单元根据来自第一控制终端110的故障诊断操作指令读取故障信息，执行故障排除，并反馈执行数据至第二控制终端120。在一个实施例中，故障设置单元可以是故障设置和排除盒；故障诊断单元可以是诊断座。

在其中一个实施例中，汽车控制模块130还包括测量单元。

测量单元，用于实时测量汽车动力模块140各种工况的运行参数，并将各种工况的运行参数发送至第二控制终端120进行显示。通过测量单元对运行参数的实时测量和第二控制终端120对运行参数的显示，有助于教师或管理员对整个实验系统的运行进行实时监控，可以确保实验过程的正确性，同时确保实验系统的安全性。

需要说明的是，在具体应用中，汽车控制模块130还包括但不限于启动按钮、检测台、发动机控制器、认证控制器、自动变速器控制器、安全气囊控制器、车身控制器、档位控制器总成、混合控制器、车身电子定位系统、电子驻车制动系统等。

在其中一个实施例中，汽车动力模块140包括供电单元、电源管理单元、驱动单元以及动力单元。

供电单元，用于接入电源。供电单元具体可以包括车载充电器、电机控制装置以及DC升压装置，其中，车载充电器用于接入220V的交流电，DC升压装置用于接入车载发电机输出的电压。

电源管理单元，用于对接入的电源进行管理分配。电源管理单元1402具体可以包括高压配电箱、动力电池组件以及动力电池管理组件。通过电源管理单元，可以将接入的电源分配至驱动单元或其他辅助驱动单元，使得驱动单元或其他辅助驱动单元等在通电下运行。

驱动单元，用于在接入电源时，根据运行设置参数控制动力单元进行演示。驱动单元可以包括驱动电控制器与DC总成，运行设置参数可以包括制动信号参数、油门信号参数以及档位信号参数等，由此，在接入电源时，驱动电控制器与DC总成根据制动信号参数、油门信号参数以及档位信号参数等控制动力单元104进行汽车动力的各种工况的演示。

动力单元，用于根据运行设置参数演示汽车动力的各种工况。动力单元具体可以为油电混合动力单元，在具体应用中，动力单元包括发动机、离合器、电动机、变速器、减速器以及车轮等。

本发明实施例提供的实验系统，汽车控制模块130和汽车动力模块140集成了实验系统的硬件实验平台，在第一控制终端110和第二控制终端120的控制下执行相应操作，能够使得学生在任何能够建立通信的地方进行实验教学内容的学习，实验的远距离操作，有利于提高实验教学效果和硬件实验平台的利用率，同时远距离操作实验还能确保实验操作的安全性。

参见图2，图2为另一实施例中汽车动力的实验系统的系统结构图。

在本实施例中，该实验系统包括一个或多个第一控制终端210(图2以一个第一控制终端为例)、第二控制终端220、汽车控制模块230、控制终端240、数据库250以及数据接收发送模块260。

在本发明实施例中，第一控制终端210、第二控制终端220、汽车控制模块230以及控制终端240的相关描述参见上一实施例，在此不再赘述。其中，第一控制终端210还用于输入查找指令。

在本发明实施例中，数据库250分别连接第一控制终端210和第一控制终端220，用于获取和存储当前实验结果和历史实验结果，并在接收到查找指令时，输出对应的实验结果至第一控制终端210。由此，第一控制终端210接收到实验结果后，学生能通过第一控制终端210查看当前实验结果和历史实验结果。

在本发明实施例中，数据接收发送模块用于通过数据接口分别连接第二控制终端和汽车控制模块，建立第二控制终端和汽车控制模块之间的通信连接。由此，通过数据接收发送模块及其数据接口，能够建立各模块之间的通信连接，以此实现数据间的传输。在一个实施例中，数据接收发送模块包括网关，具体可以是车载网关。例如CAN(Controller AreaNetwork，控制器局域网络)通信网关、RS485通信网关，其中CAN通信网关通过CAN线与汽车控制模块连接并读取和传输相关信息，RS485通信网关通过RS485总线与第二控制终端220连接。

本发明实施例提供的实验系统，汽车控制模块230和汽车动力模块240集成了实验系统的硬件实验平台，数据接收发送模块260建立系统内部模块的通信连接，数据库250存储和输出实验结果，汽车控制模块230和汽车动力模块240在第一控制终端110和第二控制终端120的控制下执行相应操作，能够使得学生在任何能够建立通信的地方进行实验教学内容的学习，实验的远距离操作，以及实验结果的随时查看，有利于提高实验教学效果和硬件实验平台的利用率，同时远距离操作实验还能确保实验操作的安全性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种汽车动力的实验系统，其特征在于，所述实验系统包括：

一个或多个第一控制终端，用于将输入的学习指令发送至第二控制终端，接收并显示第二控制终端对应反馈的实验教学内容，根据实验教学内容输入实验操作指令，接收并显示第二控制终端对应反馈的实验结果；

第二控制终端，分别连接所述第一控制终端和汽车控制模块，用于根据输入的实验设置指令设置实验教学内容，在接收到学习指令时将对应的实验设置指令发送至汽车控制模块，同时反馈实验教学内容至第一控制终端；还用于将接收的实验操作指令发送至汽车控制模块，接收汽车控制模块返回的执行数据，将执行数据与预设数据进行比较，生成实验结果并反馈至第一控制终端；

汽车控制模块，分别连接所述第二控制终端和汽车动力模块，用于根据实验设置指令生成运行设置参数，根据实验操作指令执行相关动作；

汽车动力模块，用于根据运行设置参数演示汽车动力的各种工况；

其中，所述运行设置参数可以是汽车动力模块正常运行的设置参数，也可以是故障运行的设置参数。

2.根据权利要求1所述的实验系统，其特征在于，所述第一控制终端还用于输入查找指令，所述实验系统还包括：

数据库，分别连接所述第一控制终端和所述第二控制终端，用于获取和存储当前实验结果和历史实验结果，并在接收到所述查找指令时，输出对应的实验结果至所述第一控制终端。

3.根据权利要求1所述的实验系统，其特征在于，所述实验系统还包括：

数据接收发送模块，用于通过数据接口分别连接所述第二控制终端和所述汽车控制模块，建立所述第二控制终端和所述汽车控制模块之间的通信连接。

4.根据权利要求3所述的实验系统，其特征在于，所述数据接收发送模块包括网关。

5.根据权利要求1-4任一项所述的实验系统，其特征在于，所述第一控制终端还用于输入身份信息，向所述第二控制终端发送联机请求。

6.根据权利要求1-4任一项所述的实验系统，其特征在于，所述第二控制终端包括：

指令输入单元，用于输入实验设置指令，设置实验教学内容，将实验设置指令发送至汽车控制模块；

第一反馈单元，用于根据学习指令反馈实验教学内容至第一控制终端，将接收的实验操作指令发送至汽车控制模块，并接收汽车控制模块返回的执行数据；

比较单元，用于将返回的执行数据与预设数据进行比较，生成实验结果；

第二反馈单元，将所述实验结果反馈至第一控制终端。

7.根据权利要求1-4任一项所述的实验系统，其特征在于，所述实验设置指令包括故障设置操作指令，所述实验操作指令包括故障诊断操作指令，所述运行设置参数包括故障设置参数，所述汽车控制模块包括：

故障设置单元，用于根据故障设置操作指令生成故障设置参数；

故障诊断单元，用于根据故障诊断操作指令读取故障信息，执行故障排除，并反馈执行数据至第二控制终端。

8.根据权利要求7所述的实验系统，其特征在于，所述汽车控制模块还包括：

测量单元，用于实时测量所述汽车动力模块各种工况的运行参数，并将各种工况的运行参数发送至所述第二控制终端进行显示。

9.根据权利要求1-4任一项所述的实验系统，其特征在于，所述汽车动力模块包括：

供电单元，用于接入电源；

电源管理单元，用于对接入的电源进行管理分配；

驱动单元，用于在接入电源时，根据运行设置参数控制动力单元进行演示；

动力单元，用于根据运行设置参数演示汽车动力的各种工况。

10.根据权利要求9所述的实验系统，其特征在于，所述动力单元为油电混合动力单元。

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