CN115050237A - 一种汽车发动机转速控制实训装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车类专业教学技术领域，公开了一种汽车发动机转速控制实训装置及控制方法。所述装置包括油门踏板、用于调节油门踏板深度的深度调节杆、电子节气门体、油门踏板位置传感器故障设置模块、油门踏板位置传感器供电模块、传感器角度测量模块、节气门体故障设置模块、节气门供电及驱动模块、显示及按键模块、主控制器。所述控制方法包括油门踏板控制、节气门体控制以及发动机油门控制。本发明克服了现有技术汽车发动机电控系统实物不便教学的缺陷，通过合理的装置结构及电路原理设计，既保留了实物教学，并且可操作性强、可视性能佳，能同时进行多种实训实验，具有成本低的特点。

Description

一种汽车发动机转速控制实训装置及控制方法

技术领域

本技术属于汽车类专业教学技术领域，特别涉及一种汽车发动机转速控制实训装置及控制方法。

背景技术

汽车发动机是整个车辆的动力来源，发动机电控系统是根据驾驶员意图对发动机的输出功率进行精确控制的闭环控制系统。而发动机的输出功率取决于发动机的转速，发动机的转速主要受在驾驶员控制下的油门踏板控制，典型的汽车发动机油门控制系统结构如图1所示。油门踏板中设置有油门踏板位置传感器，传感器将驾驶员的转速控制意图转换成电信号给到发动机电控系统，电控系统控制节气门体内的节气门打开角度，从而控制进入发动机的进气量，电控系统根据最佳空燃比控制策略控制喷油量，达到控制发动机转速的目的。

目前，各院校的汽车类相关专业在进行汽车发动机油门控制系统控制策略、油门踏板位置传感器、节气门位置传感器的教学时，都是以抽象的方式进行理论的讲解，或者直接将相关传感器的实物拿至课堂或实验室，利用万用表等工具对传感器进行测量与实验，这种教学设备或者方式主要存在以下缺陷：

（1）通过结构框图、动画的方式虽然能将油门控制的原理和策略讲解清楚，但学生对整个控制系统的控制过程没有建立感官的认识，不能通过改变相应传感器输出参数的方式，观察传感器参数对控制系统的影响，探究传感器参数与控制系统输出量之间的关系。

（2）在进行传感器及控制系统故障诊断方面的教学时，通常的做法是将功能整车的传感器人为的损坏，来模拟开路、短路、接触不良等故障现象，这种方式会相应的增加教学成本，另外，受部件自身的影响并不能进行汽车电控模块故障的模拟。

（3）实车进行故障诊断过程中需要对传感器、执行器等部件的信号进行测量时，由于汽车在设计之初为了安全性考虑没有预留裸露可供测量的位置，往往为了能工测量到相应的信号，会对部分接头和导线进行破皮处理，长时间教学后会导致导线断裂和车辆故障。

（4）当电路存在多种类型的故障需要模拟时，就得要准备多个传感器；当故障原因找出后，还得将故障部件更换来确认故障原因，在部件的反复拆卸和安装的过程中会造成部件接触不良的现象，大大的缩短了实验设备的使用寿命，间接的提高了教学成本。

（5）在进行油门踏板实验时，实验人员需要一边控制油门踏板的踩踏深度，同时需要进行传感器相关信号的测量和观察，注意力的转移会导致油门踏板踩踏的力度发生抖动，而且人力控制的踩踏深度也无法保证踩踏的过程不会抖动，从而使传感器的输出信号发生抖动，导致实验结果不能很精确。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提供一种汽车发动机转速控制实训装置，能够同时实现油门踏板、电子节气门体以及汽车油门控制系统的教学，具有可视性能好、操作便捷、教学原理更清晰的特点，同时降低了实验成本。具体技术方案如下：

一种汽车发动机转速控制实训装置，所述装置包括油门踏板、用于调节油门踏板深度的深度调节杆、电子节气门体、油门踏板位置传感器故障设置模块、油门踏板位置传感器供电模块、传感器角度测量模块、节气门体故障设置模块、节气门供电及驱动模块、显示及按键模块、主控制器；所述油门踏板处设有油门踏板位置传感器，所述油门踏板位置传感器通过油门踏板位置传感器故障设置模块与主控制器相连；所述传感器角度测量模块分别测量油门踏板的转轴角度以及电子节气门体的转轴角度并将其传送给主控制器；所述电子节气门体通过节气门体故障设置模块与主控器相连；所述油门踏板位置传感器供电模块与油门踏板位置传感器故障设置模块相连；所述节气门供电及驱动模块分别与节气门体故障设置模块、主控制器相连；所述主控制器与显示及按键模块相连。

本方案中，通过深度调节杆调节油门踏板深度，油门踏板位置传感器检测油门踏板位置，并将其信息通过油门踏板位置传感器故障设置模块传送给主控制器；油门踏板位置传感器故障设置模块进行油门踏板位置传感器的故障设置和模拟，同时将油门踏板位置传感器的信号通过内部电路后输出给主控制器的模数转换电路；通过显示及按键模块进行故障输入，由主控制器根据输入通过油门踏板位置传感器故障设置模块进行油门踏板位置传感器故障设置，和/或通过节气门体故障设置模块进行节气门体故障设置。在主控制器的控制下，节气门体供电及驱动模块驱动电子节气门体内的步进电机，进行节气门体的开度控制，并通过显示及按键模块进行显示。

本发明的另一目的在于提供一种汽车发动机转速控制实训装置的控制方法，所述控制方法包括：S1.进行油门踏板控制；S2.进行电子节气门控制；S3.进行发动机油门控制。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、汽车发动机的油门控制系统中关键的传感器、执行器、控制器，以实物的方式呈现在实验装置上，在进行相关内容的教学时能帮助学生快速的理解和掌握相关知识和技能；同时控制系统的控制参数可以便捷地更改和设置，参数改变后系统的执行结果能直观的观察到，能帮助学生快速的理解和掌握传感器参数与控制系统输出量之间的关系。

2、在进行传感器及控制系统故障诊断相关内容教学时，可以通过操作实验装置的控制按键在不破坏传感器或执行器的前提下模拟出常见的开路、短路故障；当学生诊断出相应部件的故障后，只需要在实验装置中对故障进行还原即可；整个教学过程中相关的传感器、执行器只需要装备一个就能完成多种故障的设置及模拟，能有效的提高教学设备的使用寿命、降低教学成本。

3、在实验装置上设置有传感器信号接口模块，并设计了相关测量点，学生可利用万用表等测量工具便捷的对相关信号进行测量，而不需要对传感器和执行器进行破皮处理，对设备没有任何影响，除了能帮助学生快速的诊断和排除相关故障外，还能有效的解决现有教学方式中教学设备使用寿命低的问题，间接的降低了教学成本。

4、本发明基于汽车发动机转速控制实训装置设计了控制方法，可进行多种控制实验，控制方法逻辑性严谨。

本发明克服了现有技术汽车发动机转速控制中实物不便教学的缺陷，通过合理的装置结构及电路原理设计，既保留了实物教学，又能操作方便，实验原理直观，能同时进行多种实训实验，并且成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术汽车发动机油门控制系统控制结构示意图。

图2为实施例1汽车发动机转速控制实训装置结构示意图。

图3为实施例1汽车发动机转速控制实训装置平面布置示意图。

图4为实施例1油门踏板位置传感器供电模块电路原理图。

图5为实施例1油门踏板位置传感器故障设置模块电路原理图。

图6为实施例1节气门供电及驱动模块电路原理图。

图7为实施例1节气门体故障设置模块电路原理图。

图8为实施例1传感器角度测量模块电路原理图。

图9为实施例1传感器信号测量接口模块电路原理图。

图10为实施例1显示及按键模块电路原理图。

图11为实施例1主控制器电路原理图。

图12为实施例1电源模块电路原理图。

图13为实施例1深度调节杆结构示意图。

图14为实施例2油门踏板控制实验流程图。

图15为实施例2电子节气门体控制实验流程图。

图16为实施例2发动机油门控制控制实验流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图2所示，本实施例提供一种汽车发动机转速控制实训装置，包括油门踏板、深度调节杆、电子节气门体、油门踏板位置传感器故障设置模块、油门踏板位置传感器供电模块、传感器角度测量模块、传感器信号测量接口模块、节气门体故障设置模块、节气门供电及驱动模块、显示及按键模块、主控制器。

油门踏板处设有油门踏板位置传感器，油门踏板位置传感器通过油门踏板位置传感器故障设置模块与主控制器相连；传感器角度测量模块分别测量油门踏板的转轴角度以及电子节气门体的转轴角度并将其传送给主控制器；电子节气门体通过节气门体故障设置模块与主控器相连；油门踏板位置传感器供电模块与油门踏板位置传感器故障设置模块相连；节气门供电及驱动模块分别与节气门体故障设置模块、主控制器相连；主控制器与显示及按键模块相连。

作为较佳的实施方式，油门踏板位置传感器供电模块由精密稳压电源、电源调整管、偏置电阻、上分压电阻、下分压电阻、滤波电容构成直流5V恒定稳压电源；上分压电阻和滤波电容的公共点与油门踏板位置传感器故障设置模块连接。如图4所示，油门踏板位置传感器供电模块设有两个，上分压电阻R3和滤波电容C7的公共点APP5V1，上分压电阻R6和滤波电容C8的公共点APP5V2，两个公共点分别与油门踏板位置传感器故障设置模块连接。油门踏板位置传感器供电模块通过油门踏板位置传感器故障设置模块与油门踏板位置传感器连接，为两路路油门踏板位置传感器提供基准电源，同时使得油门踏板位置传感器故障设置模块可以实现供电故障设置。

如图5所示，油门踏板位置传感器故障设置模块由故障模拟继电器、下拉电阻R8和R9、达林顿管驱动器U5、控制信号锁存器U6、控制信号串并转换器U7、油门踏板接线端口P3组成；达林顿管驱动器U5与继电器的控制线圈相连，提高电路的驱动电流；串并转换器U7和锁存器U6构成串并转换电路，将主控制器发送来的串行控制信号转换成并行控制信号，能有效的节省主控制器的端口资源，控制信号通过驱动器提升驱动电流后，对继电器进行通断电控制；油门踏板接线端口P3与实验装置上的油门踏板相连，将待实验的油门踏板与故障设置电路和传感器信号测量接口模块进行电气连接。继电器分别模拟第一路和第二路传感器供电开路故障、传感器信号对地短路故障、传感器信号开路故障；具体地，继电器开关K1、K2分别模拟第一路和第二路传感器供电开路故障，继电器开关K3、K5模拟传感器信号对地短路故障，继电器开关K4、K6模拟传感器信号开路故障。

如图6所示，节气门供电及驱动模块包括精密稳压电源U8、电源调整管Q3、偏置电阻R10、上分压电阻R11、下分压电阻R12、滤波电容C9，其构成直流5V恒定稳压电源，为节气门体内的位置传感器提供基准电源；步进电机驱动器U9在主控制器的控制下对节气门体内的步进电机进行转动角度控制。

如图7所示，节气门体故障设置模块由故障模拟继电器、下拉电阻、继电器功率驱动器、控制信号锁存器、控制信号串并转换器、节气门体接线端口组成；继电器模拟节气门体内位置传感器供电开路故障、传感器信号对地短路和开路故障、步进电机驱动信号开路故障；其中，继电器K7模拟节气门体传感器供电开路故障，继电器K8模拟节气门体步进电机驱动信号开路故障，继电器K9和K11模拟两路传感器信号对地短路故障，继电器K10和K12模拟两路传感器信号开路故障；达林顿管驱动器U12与继电器的控制线圈相连，提高电路的驱动电流；串并转换器U10和锁存器U11构成串并转换电路，将主控器发送来的串行控制信号转换成并行控制信号，能有效的节省主控制器的端口资源，控制信号通过驱动器提升驱动电流后，对继电器进行通断电控制；节气门体接线端口P4与实验装置上的电子节气门体相连，将待实验的电子节气门体、节气门体故障设置模块、传感器信号测量接口模块进行电气连接。

如图8所示，传感器角度测量模块由限流电阻、反相器、编码器接线端口组成；反相器将编码器输出的12V电平信号转换成与主控制器适配的5V电平信号；编码器输出的脉冲信号与主控制器的外部中断相连，可提高电路对编码器脉冲信号的响应速度，提高角度测量电路的精度。

如图9所示，传感器信号测量接口模块由测量接口组成；测量接口P5与节气门供电及驱动模块的步进电机驱动输出端口相连，测量接口P5还与经节气门体故障设置模块进行故障模拟后的节气门位置传感器信号相连，实验人员可通过测量该位置的相关信号对电子节气门体常见的电源开路、信号开路、信号对地短路等故障进行判断；测量接口P6与油门踏板位置传感器供电模块的基准电压输出相连，测量接口P6还与经油门踏板位置传感器故障设置模块进行故障模拟后的油门踏板位置传感器信号相连，实验人员可通过测量该位置的相关信号对油门踏板常见的电源开路、信号开路、信号对地短路等故障进行判断；

如图10所示，显示及按键模块由液晶显示器、对比度调节电阻、按键、分压电阻组成；液晶显示器、分压偏置电阻构成显示电路，可完成实验装置相关信息和参数的显示；按键、分压电阻与主控制内的模数转换电路共同配合构成按键检测电路，当相应的按键被按下时在靠近电源端电阻处依次产生0V、1/2VCC、2/3VCC、3/4VCC、4/5VCC电压信号，该电压信号送入主控制器进行模数转换后可识别出对应的按键编号，实验人员可通过按键对实验装置进行控制和参数设置等操作。

如图11所示，主控制由单片机、退耦电容、精密稳压电源、限流电阻、滤波电容组成；精密稳压电源、限流电阻、滤波电容构成5V精密稳压电源，为单片机的模数转换电路提供基准电压；单片机是整个实验装置的控制核心，负责将各传感器信号的模拟信号转换成数字信号，将光电编码器的脉冲信号转换成角度值，对故障设置电路的各继电器进行控制模拟出各种故障，对液晶显示器进行时序控制完成信息及参数的显示。

作为一种优选的实施方式，本实训装置还设置有电源模块。如图12所示，电源模块由交流电源接口、整流二极管、滤波电容、集成稳压电源、续流二极管、滤波电感、退耦电容、限流电阻、电源指示二极管组成；电源模块经过二极管整流、电容滤波、稳压后产生12V、5V的直流稳压电源，给整个实验装置电路提供电能。

以上各模块的具体电路组成及相互间的具体连接，为本实施例的一种较佳的实施方式，控制效果佳，成本较低，在实际应用中其线路可以一块PCB板为载体、体积较小。

作为一种较佳实施方式，如图13所示，本实施例的深度调节杆包括压板2、螺杆3、蝶形螺母4、复位弹簧5；螺杆3依次穿过复位弹簧5、压板2和蝶形螺母4，压板2的一端设置在油门踏板1的上方。在实验过程中通过调节蝶形螺母来改变压板在螺杆上的位置，从而给油门踏板施加不同的压力，用以代替人踩踏油门踏板的过程。在对油门踏板1进行深度调节时，转动蝶形螺母4，使压板2的一端接触到油门踏板1并继续向下压迫，当油门踏板1到达目标深度时，停止转动，由于蝶形螺母4的定位以及复位弹簧5的支撑，压板2保持位置不动，使得油门踏板1的深度保持不变，避免因手动调整导致的深度跳动的问题。

在具体实施时，汽车发动机转速控制实训装置的平面布置如图3所示。

油门踏板、电子节气门体作为实训研究对象设置在平台之上。电子节气门体为汽车发动机电控系统进气量控制总成，包含节流阀片、步进电机、位置传感器等部件，在发动机电控模块的控制下通过节流阀片可对发动机的进气量进行控制，内部的节气门位置传感器可对阀片的打开角度转换成相应的电信号给发动机电控模块。电子节气门作为汽车发动机电控系统传感器总成，包含踏板、底座、复位弹簧、位置传感器等部件，在汽车行驶过程中将驾驶员的油门踩踏深度转换成相应的电信号给发动机电控模块，为其决策提供依据。

深度调节杆设置在平台上方便调节操作。

传感器信号测量接口模块分为传感器信号测量第一区和传感器信号测量第二区其分别对应图3中传感器信号测量区1和传感器信号测量区2；传感器信号测量区1设有6个测量端子，其分别与两组油门踏板位置传感器供电及信号相连；传感器信号测量区2设有6个测量端子，其分别与电子节气门体的步进电机控制信号、节气门位置传感器供电及信号相连。在实验过程中可通过测量相关信号达到研究传感器的信号特点、判断故障原因等实验目的。

电源控制区设置电源开关、指示灯、直流12V测量端子，对实验装置的电源进行开关控制及工作状态指示，直流12V测量端子用于在试验过程中比对供电电压情况。

功能按键区设置“上、下、左、右、确认”5个按键，实验人员通过操作按键结合液晶显示屏可完成实验装置的相关操作和设置。

液晶显示屏进行油门踏板位置传感器信号电压、踩踏深度百分比值、节气门位置传感器信号电压、节气门开度等参数额显示，以及实验装置控制系统相关内容的显示。

光电编码器1与电子节气门体内节流阀片转轴刚性连接，对其转动角度进行测量。光电编码器2与油门踏板转轴刚性连接，对其转动角度进行测量。

本实施例的汽车发动机转速控制实训装置具有可操作性强、且操作方便、成本低、可视性好的特点。

实施例2

本实施例为基于实施例1的汽车发动机转速控制实训装置的控制方法。控制方法如下所述。

S1.进行油门踏板控制；

调节深度调节杆，使油门踏板的踩踏深度变化，输出两路与踏板踩踏深度成比例关系的模拟信号经过油门踏板位置传感器故障设置模块，送入主控制器的模数转换通道转换成相应的数字值，通过显示及按键模块将踏板传感器电压和相应的油门深度百分比进行显示在液晶显示器上，从而模拟汽车发动机电控系统对油门踏板踩踏深度检测的过程；

通过与油门踏板转轴刚性连接的传感器角度测量模块内的光电编码器，实时输出与踏板的转动角度一致的脉冲信号给到主控制器，主控制器将其转换成对应的角度值后通过显示及按键模块进行显示，给实验者提供主控制器检测得到的角度与实际转动角度的对比，以验证油门踏板传感器及检测电路的正确性；

通过主控制器控制油门踏板位置传感器故障设置模块设置两路电源开路故障、两路信号开路故障、两路信号对路短路故障；通过传感器信号测量接口模块测量传感器的输出电压，并与显示及按键模块显示的传感器电压值进行比对。

如图14所示，在实际进行油门踏板控制实验操作时，可预先通过显示及按键模块设置油门踏板故障；实验人员通过调节深度调节杆改变油门踏板深度；观察显示屏上油门踏板的深度值、电压值等参数，再利用万用表、示波器等工具测量信号通过传感器信号测量第一区测量油门踏板的输出信号，通过对比显示屏的数值和测量的相应数值来判断，油门踏板是否正常，如果不正常则通过数据分析故障原因，借助仪器及设备确定故障位置后，通过操作按键在显示屏的配合下进入管理界面恢复故障，如果两者之间的数据正常则记录当前实验数据，再次调节深度调节杆改变油门踏板深度并记录当前实验数据，反复实验后通过分析实验数据达到研究传感器信号特点的实验目的。

S2.进行电子节气门控制；

通过操作显示及按键模块输入信号至主控制器，主控制器控制节气门体的驱动电机打开角度在3%-97%之间，主控制器经节气门体故障设置模块向电子节气门体内的步进电机发送控制信号，控制电子节气门体内的节流阀片沿转轴转动相应的角度，从而模拟汽车发动机电控系统对电子节气门体的控制过程；

通过与电子节气门体转轴刚性连接的传感器角度测量模块内的光电编码器，实时输出与节气门体节流阀片转动角度一致的脉冲信号给到主控制器，主控制器将其转换成对应的角度值后通过显示及按键模块进行显示，给实验者提供主控制器检测电子节气门体内的节气门位置传感器得到的角度与节气门阀片体实际转动角度的对比，从而验证节气门位置传感器及检测电路的正确性；

通过主控制器控制节气门体故障设置模块模拟电源开路、节气门信号开路、节气门信号对地短路故障；通过测量电子节气门体内传感器的输出电压，与显示及按键模块显示的传感器电压值进行比对；测量电子节气门体内传感器的输出电压，与显示及按键模块显示的传感器电压值进行比对。

如图15所示，电子节气门控制实验的流程为：预先通过显示及按键模块设置节气门故障；故障设置包括传感器电源开路、步进电机驱动开路、两路信号开路、两路信号对地短路四类故障，而后在实验管理界面通过按键调节节气门打开角度，然后观察显示屏上节气门的开度值、电压值、角度等参数，再利用万用表、示波器等工具测量信号测量区节气门体的输出信号，观察和分析两者之间的数据是否正常，如果不正常则通过数据分析故障原因，借助仪器及设备确定故障位置后，通过操作按键在显示屏的配合下进入管理界面恢复故障，如果两者之间的数据正常则记录当前实验数据，再次通过按键调节节气门打开角度并记录当前实验数据，反复实验后通过分析实验数据达到研究传感器信号特点的实验目的。

S3.进行发动机油门控制；

根据步骤S1中所述对油门踏板进行调节，并将实验者的油门控制意图输入至主控制器，通过主控制器接控制电子节气门体内节流阀片进行动作，由节气门体内的节气门位置传感器对阀片转动角度进行监测，以实现闭环控制，从而实现模拟汽车发动机油门控制的过程。

如图16所示，发动机油门控制实验的流程是：实验人员通过操作按键在显示屏的配合下进入实验装置控制系统的实验管理界面，对油门踏板和节气门进行故障设置，而后调节深度调节杆从而改变油门踏板踩踏深度，然后观察显示屏上油门踏板的深度值、电压值等参数，再利用万用表、示波器等工具测量信号测量区油门踏板的输出信号，观察和分析两者之间的数据是否正常，如果不正常则通过数据分析故障原因，借助仪器及设备确定故障位置后，通过操作按键在显示屏的配合下进入管理界面恢复故障，如果两者之间的数据正常则进入后续实验流程；再观察显示屏上节气门的开度值、电压值、角度等参数，再利用万用表、示波器等工具测量信号测量区节气门体的输出信号，观察和分析两者之间的数据是否正常，如果不正常则通过数据分析故障原因，借助仪器及设备确定故障位置后，通过操作按键在显示屏的配合下进入管理界面恢复故障，如果两者之间的数据正常则记录当前油门踏板和节气门的实验数据，再次调节深度调节杆改变油门踏板深度并记录当前油门踏板和节气门的实验数据，反复实验后通过分析实验数据达到研究汽车发动机油门控制系统工作原理的实验目的。

本实施例通过汽车发动机转速控制实训装置可以实现对传感器参数与控制系统输出量实验，包括油门踏板控制实验、节气门体控制实验以及发动机油门控制实验；其实训装置可模拟真实的发动机转速控制，实验可操作性强、实验过程直观、成本较低。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护之内。

Claims (5)

1.一种汽车发动机转速控制实训装置，其特征在于，所述装置包括油门踏板、用于调节油门踏板深度的深度调节杆、电子节气门体、油门踏板位置传感器故障设置模块、油门踏板位置传感器供电模块、传感器角度测量模块、节气门体故障设置模块、节气门供电及驱动模块、显示及按键模块、主控制器；所述油门踏板处设有油门踏板位置传感器，所述油门踏板位置传感器通过油门踏板位置传感器故障设置模块与主控制器相连；所述传感器角度测量模块分别测量油门踏板的转轴角度以及电子节气门体的转轴角度并将其传送给主控制器；所述电子节气门体通过节气门体故障设置模块与主控器相连；所述油门踏板位置传感器供电模块与油门踏板位置传感器故障设置模块相连；所述节气门供电及驱动模块分别与节气门体故障设置模块、主控制器相连；所述主控制器与显示及按键模块相连。

2.根据权利要求1所述的汽车发动机转速控制实训装置，其特征在于，所述实训装置还包括传感器信号测量接口模块，所述传感器信号测量接口模块分为传感器信号测量第一区和传感器信号测量第二区；所述传感器信号测量第一区设有测量端子，其分别与两组油门踏板位置传感器供电及信号相连；所述传感器信号测量第二区设有测量端子，其分别与电子节气门体的步进电机控制信号、节气门位置传感器供电及信号相连。

3.根据权利要求1或2所述的汽车发动机转速控制实训装置，其特征在于，所述节气门体故障设置模块包括故障模拟继电器、下拉电阻、继电器功率驱动器、控制信号锁存器、控制信号串并转换器、节气门体接线端口；所述故障模拟继电器模拟节气门体内位置传感器供电开路故障、传感器信号对地短路和开路故障、步进电机驱动信号开路故障；所述继电器功率驱动器与故障模拟继电器的控制线圈相连；所述控制信号串并转换器和控制信号锁存器构成串并转换电路，将主控制器发送来的串行控制信号转换成并行控制信号，控制信号通过继电器功率驱动器提升驱动电流后，对故障模拟继电器进行通断电控制；所述节气门体接线端口与电子节气门体相连。

4.根据权利要求3所述的汽车发动机转速控制实训装置，其特征在于，所述深度调节杆包括螺杆、蝶形螺母、压板、复位弹簧；所述螺杆依次穿过复位弹簧、压板和蝶形螺母，所述压板的一端设置在油门踏板的上方。

5.一种汽车发动机转速控制实训装置的控制方法，其特征在于，应用了权利要求1至4任意一项所述汽车发动机转速控制实训装置；所述控制方法包括：

S1.进行油门踏板控制；

调节深度调节杆，使油门踏板的踩踏深度变化，输出两路与踏板踩踏深度成比例关系的模拟信号经过油门踏板位置传感器故障设置模块，送入主控制器的模数转换通道转换成相应的数字值，通过显示及按键模块将踏板传感器电压和相应的油门深度百分比进行显示，从而模拟汽车发动机电控系统对油门踏板踩踏深度检测的过程；

通过与油门踏板转轴刚性连接的传感器角度测量模块内的光电编码器，实时输出与踏板的转动角度一致的脉冲信号给到主控制器，主控制器将其转换成对应的角度值后通过显示及按键模块进行显示，给实验者提供主控制器检测得到的角度与实际转动角度的对比，以验证油门踏板传感器及检测电路的正确性；

通过主控制器控制油门踏板位置传感器故障设置模块设置电源开路故障、油门踏板信号开路故障、油门踏板信号对路短路故障；通过传感器信号测量接口模块测量传感器的输出电压，并与显示及按键模块显示的传感器电压值进行比对；

S2.进行电子节气门控制；

通过操作显示及按键模块输入信号至主控制器，主控制器控制电子节气门体的驱动电机打开角度，主控制器经节气门体故障设置模块向电子节气门体内的步进电机发送控制信号，控制电子节气门体内的节流阀片沿转轴转动相应的角度，从而模拟汽车发动机电控系统对电子节气门体的控制过程；

通过与电子节气门体转轴刚性连接的传感器角度测量模块内的光电编码器，实时输出与节气门体节流阀片转动角度一致的脉冲信号给到主控制器，主控制器将其转换成对应的角度值后通过显示及按键模块进行显示，给实验者提供主控制器检测电子节气门体内的节气门位置传感器得到的角度与节气门阀片体实际转动角度的对比，从而验证节气门位置传感器及检测电路的正确性；

通过主控制器控制节气门体故障设置模块模拟电源开路、节气门信号开路、节气门信号对地短路故障；通过测量电子节气门体内传感器的输出电压，与显示及按键模块显示的传感器电压值进行比对；测量电子节气门体内传感器的输出电压，与显示及按键模块显示的传感器电压值进行比对；

S3.进行发动机油门控制；

根据步骤S1中所述对油门踏板进行调节，并将实验者的油门控制意图输入至主控制器，通过主控制器接控制电子节气门体内节流阀片进行动作，由节气门体内的节气门位置传感器对阀片转动角度进行监测，以实现闭环控制，从而实现模拟汽车发动机油门控制的过程。

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