CN209118132U - 汽车动力实验平台和汽车动力实验系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种汽车动力实验平台和汽车动力实验系统。其中，汽车动力实验平台包括：第一控制装置、第二控制装置、显示装置、车载控制器和动力总成；第一控制装置与车载控制器连接，用于向车载控制器发送控制信号；车载控制器与动力总成连接，用于控制动力总成的运行状态并检测汽车运行时的汽车性能信号；第二控制装置与第一控制装置连接，用于接收车载控制器反馈的汽车性能信号；第二控制装置还与显示装置连接，用于比较汽车性能信号和预存的标准信号，输出成绩。利用现有的信号比较技术和通信技术，自动生成实验成绩，大大提高效率，且可以预防评分过程中因为人为失误造成的成绩误判，成绩可靠性高，公平性得到保障，整体教学效果好。

Description

汽车动力实验平台和汽车动力实验系统

技术领域

本实用新型涉及测控技术领域，特别是涉及一种汽车动力实验平台和汽车动力实验系统。

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。目前在汽车检测等实验过程中，常由教师组织学生到特定场所进行汽车运行控制及故障检测等实验，在实验过程中，教师监测学生的实验操作过程，再结合学生所提交的实验报告，进行评分，评分后进行成绩录入。传统技术所提供的评分实现方式，由于完全依赖人工，所以效率很低。

实用新型内容

基于此，有必要针对由于人工评分方式造成的效率低的问题，提供一种汽车动力实验平台和汽车动力实验系统。

一种汽车动力实验平台，包括：第一控制装置、第二控制装置、显示装置、车载控制器和动力总成；

第一控制装置与车载控制器连接，用于向车载控制器发送控制信号；

车载控制器与动力总成连接，用于控制动力总成的运行状态并检测汽车运行时的汽车性能信号；

第二控制装置与第一控制装置连接，用于接收车载控制器反馈的汽车性能信号；

第二控制装置还与显示装置连接，用于比较汽车性能信号和预存的标准信号，输出成绩。

在其中一个实施例中，汽车动力实验平台还包括第三控制装置，第一控制装置包括数据接口，第三控制装置与数据接口通信连接。

在其中一个实施例中，第一控制装置包括处理器和显示器；

处理器和显示器连接；

处理器分别与车载控制器和第二控制装置连接。

在其中一个实施例中，汽车动力实验平台还包括车载诊断系统和通信模块，车载诊断系统和通信模块连接，通信模块与第一控制装置通信连接。

在其中一个实施例中，汽车动力实验平台还包括服务器，服务器与处理器通信连接。

在其中一个实施例中，第三控制装置还用于与汽车上的各传感器通信连接。

在其中一个实施例中，第一控制装置包括通信接口和/或网络接口。

在其中一个实施例中，动力总成为油电混合动力总成。

在其中一个实施例中，第一控制装置还包括纯电动档位开关和油电混合动力档位开关；

处理器分别与纯电动档位开关和油电混合动力档位开关连接；

当纯电动档位开关处于开启状态时，处理器输出第一电信号至车载控制器，使车载控制器控制动力总成工作在纯电动模式；

当油电混合动力档位开关处于开启状态时，处理器输出第二电信号至车载控制器，使车载控制器控制动力总成工作在油电混动力模式。

一种汽车动力实验系统，包括：终端和上述汽车动力实验平台；

终端与第一控制装置通信连接。

本实用新型中的一个或多个实施例至少具有如下优点和有益效果：一种汽车动力实验系统，包括：第一控制装置、第二控制装置、显示装置、车载控制器和动力总成；第一控制装置与车载控制器连接，用于向车载控制器发送控制信号；车载控制器与动力总成连接，用于控制动力总成的运行状态并检测汽车运行时的汽车性能信号；第二控制装置与第一控制装置连接，用于接收车载控制器反馈的汽车性能信号；第二控制装置还与显示装置连接，用于比较汽车性能信号和预存的标准信号，输出成绩。第一控制装置可以发送控制信号至车载控制器后，可以与车载控制器通信，以通过车载控制器控制动力总成的工作状态，从而对汽车的运行过程进行观察，同时，在汽车运行时，车载控制器反馈汽车故障码和汽车上的各种传感器采集的传感数据等汽车性能信号至第一控制装置，可以在第一控制装置上实时监测实验数据，且第一控制装置将获取到的汽车性能信号发送至第二控制装置，第二控制装置可以根据接收到的信号和预存的标准信号进行对比，输出成绩。利用现有的信号比较技术和通信技术，自动生成实验成绩，大大提高效率，且可以预防评分过程中因为人为失误造成的成绩误判，成绩可靠性高，公平性得到保障，整体教学效果好。

附图说明

通过附图中所示的本实用新型的优选实施例的更具体说明，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1为一个实施例中汽车动力实验平台的结构示意图；

图2为另一个实施例中汽车动力实验平台的结构示意图；

图3为一个实施例中汽车动力实验系统的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型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实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在其它元件数据。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型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，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型实施例提供一种汽车动力实验平台，如图1所示，包括：第一控制装置10、第二控制装置20、显示装置30、车载控制器40和动力总成50；第一控制装置10与车载控制器40连接，用于向车载控制器40发送控制信号；车载控制器40与动力总成50连接，用于控制动力总成50的运行状态并检测汽车运行时的汽车性能信号；第二控制装置20与第一控制装置10连接，用于接收车载控制器40反馈的汽车性能信号；第二控制装置20还与显示装置30连接，用于比较汽车性能信号和预存的标准信号，输出成绩。

第一控制装置10可以是以实验台的形式等设置，其外在形状可以根据用户需要进行设计，可以实现与车载控制器40之间的控制信号传递和数据处理的设备均是本实用新型的保护范围。车载控制器40可以是车载ECU但不限于车载ECU，也可以包括控制电池的控制器等。动力总成50(Powertrain)，指的是汽车上产生动力，并将动力传递到路面的一系列零部件组件。广义上包括发动机，变速箱，驱动轴，差速器，离合器等等，通常情况下，动力总成50，一般指发动机，变速器，以及集成到变速器上面的其余零件，如离合器/前差速器等。第二控制装置20是指具有数据录入和处理功能的装置。例如，第二控制装置20可以包括教师教学考核机和/或学生教学考核机等。第二控制装置20和第一控制装置10、显示装置30之间的通信可以采用局域网等无线通信方式，可实现对多台显示装置30的设置及管理。例如，第一控制装置10可对100台学生教学机、显示装置30、车载控制器40等进行通信，方便对第一控制装置10和车载控制器40等教学设备以及教学考核结果进行集中化管理。

第一控制装置10将能够反映实验操作内容的信号发送至车载控制器40，车载控制器40根据接收到的信号，控制动力总成50工作，在动力总成50工作过程中，车载控制器40可以监测获取汽车的运行信号，如车速、发动机信号、油压、发动机漏气率和电池剩余电量等，车载控制器40将获取到的汽车性能信号反馈至第一控制装置10，第一控制装置10可以显示汽车性能信号，第一控制装置10还可以将接收到的汽车性能信号转发给第二控制装置20，第二控制装置20根据第一控制装置10反馈的汽车性能信号，生成成绩。进一步可选的，第二控制装置20在接收到汽车性能信号后，在显示面板上弹出故障选择界面，供用户进行故障确认，确认后生成用户认为能够反映汽车故障情况的汽车性能信号，第二控制装置20将这个汽车性能信号与预存的标准信号进行比较，判断学生等用户确定的故障类型是否正确，并输出成绩。

车载诊断系统70在汽车运行过程中诊断到故障时，反馈能够反映故障码的电信号至第一控制装置10，第二控制装置20从第一控制装置10获取该电信号。电信号可以是0-5V电压无级调整电压，精度为0.02V。电信号还可以是2Hz～999±1Hz的独立可调的频率信号，其占空比可在1％～99％±1％范围内变动。

为了更加提升实验教学过程中的用户体验。第二控制装置20与对应的显示装置30连接，显示装置30可以是显示屏等。例如，显示屏可以是4dm*6dm的显示屏。显示屏用于显示第一控制装置10获取的汽车的汽车性能信号，并显示预先存储好的故障检测选项，供用户确认。当用户根据实验结果数据，在显示装置30上进行故障确认时，第二控制装置20根据预存的标准信号和汽车性能信号(用于反映当前的汽车运行时的实际故障的电信号，例如可以是发动机故障、传感器91损坏等)输出成绩，并在显示装置30上显示。第二控制装置20将预存的标准信号和汽车性能信号进行比较，这个比较可以是通过电压比较器等进行比较，通过比较两个电信号，输出能够反映考核结果的电信号，并存储，实现自动评分。可选的，第二控制装置20向第一控制装置10和/或远程终端2输出能够反映考核结果的电信号。用户(老师和学生)可以远程获取本次考核结果，方便教师进行成绩管理，也方便学生及时获取本次实验的结果，对不足的地方进行重点训练和学习。

需要说明的是，车载控制器40在动力总成50运行过程中获取汽车的运行信号实现，可以借助目前汽车本身自带的车载诊断系统70(OBD，On-BoardDiagnostic)等获取，类似于汽车配置的仪表盘的数据获取过程，即汽车性能信号的获取可以利用已有技术实现。

在其中一个实施例中，如图2所示，汽车动力实验平台还包括第三控制装置60，第一控制装置10包括数据接口11，第三控制装置60与数据接口11通信连接。

为了更好的保证实验效果，还提供了第三控制装置60，例如，可以是立式检测台形式存在的控制设备。第三控制装置60与第一控制装置10的数据接口11通信连接，可以获取第一控制装置10接收到的实验结果，进行存储、显示等。其中，通信连接可以采用检测线和跨接线连接。

在其中一个实施例中，第三控制装置60可以包括箱体。例如可以采用长宽高为2200mm*1500mm*1920mm的箱体，箱体可以是铝塑板材料的箱体。为了更好的提升教学效果，箱体的外表面可以印制有发动机的工作电路图，用户可通过工作电路图认识和分析汽车发动机的工作原理。

在其中一个实施例中，如图2所示，第三控制装置60还包括指示灯(可以是LED灯)与多个数显表(可以是四个)，指示灯可以与供电电源电连接，在供电电源供电时亮起，指示工作状态。数显表可以与第一控制装置10通信连接，根据获取的汽车性能信号进行数字显示。数显表还可以连接汽车的各类传感器91连接，直接获取传感器91的汽车性能信号，例如，可以采样汽车上设置的电压传感器91采集的电压，电阻传感器91采集的电阻等。

在其中一个实施例中，如图2所示，第一控制装置10包括处理器12和显示器13；处理器12和显示器13连接；处理器12分别与车载控制器40和第二控制装置20连接。

其中，处理器12可以是单片机、PLC等具有数据处理、运算功能的器件。处理器12和显示器13通信连接，处理器12接收车载控制器40获取的汽车性能信号，并发送至显示器13进行信号显示。例如，处理器12还可以利用现有的数据处理方法，对实时采集汽车性能信号进行存储和显示，并根据采集的历史汽车性能信号，进行数据拟合，得到能够反映数据变化趋势的信号曲线等。

在其中一个实施例中，如图2所示，汽车动力实验平台还包括车载诊断系统70和通信模块80，车载诊断系统70和通信模块80连接，通信模块80与第一控制装置10通信连接。

车载诊断系统70(OBD，On-Board Diagnostic)，可以监测发动机的运行状况和尾气后处理系统的工作状态，比如汽车故障码、里程、油耗和用户驾驶行为等汽车性能信号。车载诊断系统70通过通信模块80与第一控制装置10通信，将监测的汽车性能信号发送至处理器12，处理器12可以将该汽车性能信号发送至第二控制装置20或者远程终端2，第二控制终端2根据该汽车性能信号生成成绩，且用户可以在终端2进行实验结果的获取和观测。其中，车载诊断系统70可以采用基于CAN总线的ISO15765-4协议或者基于K线的ISO14230-4协议，或者采用ISO9141-2J1850VPW/PWM协议进行诊断和信号输出。车载诊断系统70可以与汽车的各类传感器91连接，获取汽车性能信号。

在其中一个实施例中，通信模块80可以采用蓝牙，蓝牙与车载控制器40连接，汽车性能数据通过蓝牙连接传送到第一控制装置10或者终端2，实现终端2对汽车的实时监控。其中车载诊断系统70和蓝牙可以通过RS232连接。

其中，蓝牙发射信号可以是1-2KHz频率无级调整的正弦波信号，信号端对地输出，发射信号可以是峰峰值为无级调整5Vpp-18Vpp。通信模块80的通信距离可以达到600米以上。

在其中一个实施例中，如图2所示，汽车动力实验平台还包括服务器90，服务器90与处理器12通信连接。

为了方便数据管理和数据安全性，本实用新型实施例提供的汽车动力实验系统还包括服务器90，第一控制装置10可以将控制信号以及车载控制器40反馈给第一控制装置10的汽车性能信号，均可以发送至服务器90进行数据存储。其中，服务器90也称伺服器，是提供计算服务的设备。一般服务器90可以包括处理器12、硬盘、内存、系统总线等，和通用的计算机架构类似，但是由于需要提供高可靠的服务，因此在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面要求较高。

在其中一个实施例中，如图2所示，第三控制装置60还用于与汽车上的各传感器91通信连接。第三控制装置60还可以直接与汽车上的各类传感器91或者车载诊断系统70进行通信，直接获取各传感器91在汽车运行过程中采集的数据，并进行显示。

在其中一个实施例中，如图2所示，第一控制装置10包括通信接口14和/或网络接口15。第一控制装置10可以通过通信接口14与第二控制装置20、第三控制装置60、车载控制器40以及终端2等进行通信。第一控制装置10还可以包括无线收发模块，通过无线网络与第二控制装置20、第三控制装置60、车载控制器40以及终端2等进行通信。第一控制装置10还可以通过网络接口15接网线，实现联网功能，将接收的终端2发送的控制信号以及车载控制器40反馈的汽车运行数据均上传到网络。

在其中一个实施例中，动力总成50为油电混合动力总成50。

在其中一个实施例中，如图2所示，第一控制装置10还包括还包括纯电动档位开关16和油电混合动力档位开关17；处理器分别与纯电动档位开关16和油电混合动力档位开关17连接；当纯电动档位开关16处于开启状态时，处理器输出第一电信号至车载控制器，使车载控制器控制动力总成工作在纯电动模式；当油电混合动力档位开关17处于开启状态时，处理器输出第二电信号至车载控制器，使车载控制器控制动力总成工作在油电混动力模式。

其中，两种工作模式的实现可以是目前已有的混动力汽车中的任意一种实现方式，用户通过触发纯电动档位开关16或者油电混合动力档位开关17中的一个，实现模式选择，则在实验过程中，若纯电动档位开关16被开启，汽车将在纯电动模式下进行运行，车载控制器40将采集该模式下的汽车运行数据，以监测和诊断该工况下的汽车性能情况。若油电混合动力档位开关17被开启，则汽车将在油电混动力模式下运行，车载控制器40将采集该模式下的汽车运行数据，以监测和诊断混动工况下的汽车性能情况。

在其中一个实施例中，动力总成50还可以包括电源适配单元、电源管理电路和驱动电路。电源适配单元用于接入发电机输出的电压。例如，电源适配单元可以包括车载充电器、电机控制装置以及DC升压装置，其中，车载充电器可以接入220V的交流电，然后电源管理电路对输入的交流电进行管理分配，将接入的交流电分配至驱动电路，以使得驱动电路在通电下工作，驱动电路驱动车轮等机构进行运转，使汽车按照一定的车速、档位等进入运行状态。例如，驱动电路可以包括驱动电控制器与DC总成，驱动电控制器与DC总成控制车轮等动力机构进行汽车动力的各种工况的演示。动力机构可以包括发动机、离合器、电动机、变速器、减速器以及车轮等。

一种汽车动力实验系统，如图3所示，包括：终端2和上述汽车动力实验平台1；终端2与第一控制装置10通信连接。

其中，终端2可以是手机、平板等可移动的终端2设备，也可以是设置在室内的台式电脑、嵌入式控制面板等终端2。

具体的，在需要进行实验时，用户(学生和/或老师)在终端2执行操作，终端2与第一控制装置10建立通信关系，并发送终端2输入的控制信号给第一控制装置10，若控制信号是反映实验教学内容获取需求的信号时，第一控制装置10将存储好的教学内容打包发送至终端2，用户可以在终端2事先进行实验教学内容的学习，有利于提高整个实验的操作效率。在学习完教学内容后，用户可以在终端2输入反映实验操作内容的信号时，第一控制装置10将能够反映实验操作内容的信号发送至车载控制器40，车载控制器40根据接收到的信号，控制动力总成50工作，在动力总成50工作过程中，车载控制器40可以监测获取汽车的运行信号，如车速、发动机信号、油压、发动机漏气率和电池剩余电量等，车载控制器40将获取到的汽车性能信号反馈至第一控制装置10，第一控制装置10显示汽车性能信号，第一控制装置10还可以将接收到的汽车性能信号转发给终端2，以便用户在任何地点进行实验结果的查看，实验结果包括汽车运行的汽车性能信号和故障码等。由于可以远距离进行实验操作，采用本实用新型实施例提供的汽车动力实验系统，还可以保证实验过程中的安全性。

需要说明的是，教学内容可以是利用现有的数据存储技术预先存储在第一控制装置10中的，在需要调取时，利用如SQL(Structured Query Language，结构化查询语言)数据库中的现有信号，进行数据存取，总体来说，数据存储和获取等过程可以采用现有方法来实现。

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实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种汽车动力实验平台，其特征在于，包括：第一控制装置、第二控制装置、显示装置、车载控制器和动力总成；

所述第一控制装置与所述车载控制器连接，用于向所述车载控制器发送控制信号；

所述车载控制器与所述动力总成连接，用于控制所述动力总成的运行状态并检测汽车运行时的汽车性能信号；

所述第二控制装置与所述第一控制装置连接，用于接收所述车载控制器反馈的汽车性能信号；

所述第二控制装置还与所述显示装置连接，用于比较汽车性能信号和预存的标准信号，输出成绩。

2.根据权利要求1所述的汽车动力实验平台，其特征在于，还包括第三控制装置，所述第一控制装置包括数据接口，所述第三控制装置与所述数据接口通信连接。

3.根据权利要求1或2所述的汽车动力实验平台，其特征在于，所述第一控制装置包括处理器和显示器；

所述处理器和所述显示器连接；

所述处理器分别与所述车载控制器和所述第二控制装置连接。

4.根据权利要求3所述的汽车动力实验平台，其特征在于，还包括车载诊断系统和通信模块，所述车载诊断系统和所述通信模块连接，所述通信模块与所述处理器通信连接。

5.根据权利要求3所述的汽车动力实验平台，其特征在于，还包括服务器，所述服务器与所述处理器通信连接。

6.根据权利要求2所述的汽车动力实验平台，其特征在于，所述第三控制装置还用于与汽车上的各传感器通信连接。

7.根据权利要求1所述的汽车动力实验平台，其特征在于，所述第一控制装置包括通信接口和/或网络接口。

8.根据权利要求3所述的汽车动力实验平台，其特征在于，所述动力总成为油电混合动力总成。

9.根据权利要求8所述的汽车动力实验平台，其特征在于，所述第一控制装置还包括纯电动档位开关和油电混合动力档位开关；

所述处理器分别与所述纯电动档位开关和所述油电混合动力档位开关连接；

当所述纯电动档位开关处于开启状态时，所述处理器输出第一电信号至所述车载控制器，使所述车载控制器控制所述动力总成工作在纯电动模式；

当所述油电混合动力档位开关处于开启状态时，处理器输出第二电信号至所述车载控制器，使所述车载控制器控制所述动力总成工作在油电混动力模式。

10.一种汽车动力实验系统，其特征在于，包括：终端和权利要求1-9中任一项所述的汽车动力实验平台；

所述终端与所述第一控制装置通信连接。