丰田普锐斯混合动力数据流的处理与分析 - 图文

南京工程学院

本科毕业设计（论文）

题 目：丰田普锐斯混合动力总成数据流分析

专 业： 车辆工程（汽车技术） 班 级： 汽车技术102 学 号：215100210

学生姓名： 封 顺 指导教师： 赵建华 高级工程师

起迄日期： 2014.2.24～2014.6.20 设计地点： 车辆工程实验中心

南京工程学院本科毕业设计（论文）

Graduation Design (Thesis)

Toyota Prius Hybrid Powertrain Data Flow Analysis

By FENG Shun

Supervised by

Senior Engineer ZHAO Jianhua

(a) Nanjing Institute of Technology

(b) June, 2014

II

南京工程学院本科毕业设计（论文）

摘要

混合动力汽车作为纯电动汽车替换内燃机汽车的重要过渡产品，不仅在节油环保上的优势明显，而且其动力性和行驶里程也能和现在的内燃机汽车媲美，因而成为当今各大汽车公司研究开发的热点。国内外汽车制造业者普遍认为混合动力电动汽车是目前最具有开发和推广前景的新型交通工具之一。丰田普锐斯作为世界上第一款量产的混合动力汽车，如今已经历了第一代、第二代及第三代的发展历程，在混合动力上，普锐斯采用了最新的THS全混合动力系统、制动能量回收等新技术，使其具有较高的动力性、燃油经济性和排放清洁性。

本文通过分析丰田普锐斯混合动力总成的结构组成、工作原理、控制技术等新技术，全面了解其高性能之所在，最后用博士专用故障诊断仪对丰田普锐斯混合动力进行数据流的读取与分析，进而说明了丰田普锐斯在工作原理、结构组成、功能特性、操作要领方面的独特，以便开发出更适合城市发展，节约能源，降低功耗的混合动力汽车。

关键词：混合动力汽车；丰田普锐斯；故障诊断仪；数据流

III

南京工程学院本科毕业设计（论文）

ABSTRACT

Hybrid vehicles as an important transitional product of pure electric vehicles to replace the internal combustion engine, not only in energy saving and environmental protection of the obvious advantages, but its power and mileage can be compared favorably with those of conventional vehicles, has become the hot point of today's major automobile research and development company.Domestic and foreign automobile manufacturers generally believe that the hybrid electric vehicle is one of the new traffic tools at present most has the development and application prospects. Toyota Prius hybrid vehicles as the world's first mass production, has experienced the first generation, second generation and three generation of development. As one of the source engine based on inheriting the traditional engine structure and control of the advanced,using a new type of combustion chamber structure, high expansion ratio Atkinson, VVT-i system and new technology to reduce the engine speed, the power performance, fuel has high economic and emission clean.

In this paper, through the analysis of the new Prius engine technology, a comprehensive understanding of the high performance of the data flow,understanding Toyota meaning perspective analysis, mainly for the series hybrid electric vehicle are analyzed, then shows that the Toyota Prius in the working principle, structure, function, operation essentials of the unique, so that the development of more suitable for city development, save energy, reduce the power consumption of the hybrid car.

Keywords ：Hybrid；Toyota Prius；Fault diagnosis instrument；Data stream

IV

南京工程学院本科毕业设计（论文）

目 录

第一章 绪 论 ................................................... 1

1.1引 言 ........................................................ 1 1.2 选题背景与意义 .............................................. 1 1.3 国内外对混合动力汽车的研究现状 .............................. 2

1.3.1国外对混合动力汽车的研究 ............................... 2 1.3.2我国对混合动力汽车的研究 ............................... 2

1.4 本文的结构 .................................................. 3

第二章 混合动力汽车结构组成与控制系统 ....................... 4

2.1 混合动力汽车的分类 ......................................... 4 2.2 典型混合动力汽车的结构组成 ................................. 7

2.2.1 串联式混合动力汽车 .................................... 7 2.2.2 并联式混合动力汽车 .................................... 7 2.2.3 混联式混合动力汽车 .................................... 8 2.3 混合动力汽车的控制系统 ..................................... 9

第三章 丰田普锐斯混合动力汽车的概述 ........................ 12

3.1 丰田普锐斯混合动力汽车的技术特点和技术参数 ................ 11

3.1.1 丰田普锐斯混合动力汽车的技术特点 ...................... 11 3.1.2 丰田普锐斯混合动力汽车的技术参数 ...................... 13 3.2 丰田普锐斯混合动力系统的结构组成 .......................... 14 3.3 丰田普锐斯混合动力系统的工作原理 .......................... 20

第四章 博士故障诊断仪 .......................................... 27

4.1博士故障诊断仪介绍 .......................................... 27

4.1.1博士故障诊断仪介绍 .................................... 27 4.1.2 KT700 VCI博士故障诊断仪参数 .......................... 27 4.1.3 KT700 VCI博士故障诊断仪组成 .......................... 28 4.2使用故障诊断仪前的准备 ...................................... 29

4.2.1安全提示 .............................................. 29 4.2.2安全警告 .............................................. 30 4.2.3仪器使用注意事项 ...................................... 31 4.2.4操作汽车ECU注意事项 .................................. 31 4.2.5 PC软件环境 .......................................... 31

V

南京工程学院本科毕业设计（论文）

4.2.6 VCI软件安装指导 ..................................... 32 4.2.7 VCI系统设置 ......................................... 32 4.3 故障诊断仪检测功能 ........................................ 35

4.3.1汽车诊断仪的原理与功能 ................................ 35 4.3.2汽车诊断仪KT700的特性及优点 .......................... 35 4.4 故障诊断仪KT700操作使用步骤 .............................. 36

4.4.1 设备连接 .............................................. 36 4.4.2 汽车诊断 ............................................. 36

第五章 丰田普锐斯动力总成数据流的读取与分析 ................ 41

5.1动力总成数据流 .............................................. 41

5.1.1数据流技术含义以及数据流检测方式 ...................... 41 5.1.2怎样用电脑通信方式来获得汽车数据流? ................... 41 5.1.3数据流中数据参数是怎样分类的? ......................... 42 5.1.4对汽车数据流分析常采用的方法 .......................... 42 5.2动力总成数据流的连接 ........................................ 43 5.3 丰田普锐斯混合动力总成数据流读取与分析 .................... 45

第六章 结论 ...................................................... 50

致谢............................................................... 51 参考文献 .......................................................... 52 附件：毕业论文光盘资料

VI

南京工程学院本科毕业设计（论文）

第一章 绪 论

1.1引 言

能源和环境是当今世界可持续发展面临的两大根本问题。随着经济的发展，汽车拥有量急剧升高，这两大问题日益突出，而在我国显得更加严重。2012年中国轿车产销量以超过40%的增长而被称为“中国轿车元年”。2012年我国汽车总产量达到1600万辆，2013年总产量达到2000万辆[2]。汽车产销量的飞速增长，给我国石油能源带来巨大的压力，同时也给城市大气环境带来了严重的影响。进入21世纪，随着经济对可持续发展的追求和人们对生活环境提出越来越高的要求。为了降低汽车的燃油消耗，减少有害的排放生成物，各国相继出台了更严格的排放法规，汽车工作者对传统内燃机汽车采取了复杂的技术改造，例如代用燃料、添加剂、催化净化器、多气门结构、稀燃、分层燃烧、电控喷射等1。这

［］

些技术的应用大大降低了汽车的尾气污染和燃油消耗。但是传统的内燃机车由于其固有的燃烧和排放特性，对燃油消耗和排放的解决有一定的局限性。同时复杂的技术改造直接的后果是使得传统汽车的造价不断上升，利润空间越来越小，长此以往，不利于汽车工业的发展，也不利于汽车的普及。在此背景下，各种各样的新型动力汽车脱颖而出。虽然人们普遍认为未来是电动汽车的天下，但是目前的技术问题阻碍了电动汽车的应用。由于电池的能量密度与汽油相比要差上百倍，远远未达到人们所期望的数值。专家估计在未来一段时间内，电动汽车还无法取代燃油发动机汽车，为此采取了一个两全其美的办法，开发了混合动力汽车HEV（Hybrid Electric Vehicle）。混合动力汽车是一种新出现的绿色环保汽车，它采用内燃机和电动机作为混合动力源,这种混合动力的汽车既有燃油发动机动力性好、续驶里程长的优点，又有电动机无污染和低噪声的好处,可达到发动机和电动机的最佳匹配。对于传统内燃机动力汽车，制动能量全部由刹车片摩擦消耗掉；而对于混合动力汽车，在刹车制动时，通过对电机、刹车系统及动力电池管理系统的协调控制，使电机工作在发电机状态而产生制动转矩，向动力电池高效率回收制动能量，可显著提高整车的能量利用率[3]。

1.2 选题背景与意义

能源供给和环境保护现己成为人类社会可持续发展面临的两大难题。尤其是进入21世纪 以来，汽车依赖的主要燃料一－化石燃料的供需矛盾进一步加剧。以我国为例，2012年我国石油消耗量达到4.93亿吨，同比增长9.3%，其中净进口石油1.627亿吨，同比增长37.9%， 石油对外依赖度达到47%，并呈现逐年增长趋势。同时，石油价格也呈现快速增长的现象, 石油价格不断出现历史新高。

1

南京工程学院本科毕业设计（论文）

石油需求量和价格的不断增长，使人类面临的能源问题更加严 峻。而另一方面，汽车排放的污染物已成为影响城市空气质量的重要因素。目前世界上空气污染最严重的20个城市里有10个在中国[1]。据统计，汽车氮氧化物造成的污染占城市空气中 氮氧化物污染的比例已上升到40.1%，一氧化碳的污染比重则高达94%。

随着社会环境、能源危机日益严重，混合动力汽车受到越来越广泛的关注。汽车采用混合动力驱动己成为国际公认的解决环境、能源等可持续发展战略问题的有效途径。世界各国都投入了巨额的人力、物力和财力开发混合动力汽车。一般认为这类汽车的燃油经济性可提高15%-40%，废气排放可降低30%-50%，排放指标最好水平能达到目前排放标准指标值的10%。

总体而言，混合动力汽车较传统内燃机汽车有以下优势： 1、能量转换率高 2、良好的环境保护效果 3、噪声低

4、排放的废热少，可以减轻城市的“热岛效应” 5、可回收利用部分能量

6、改善能源结构、解决汽车的代替能源问题

1.3 国内外对混合动力汽车的研究现状

1.3.1国外对混合动力汽车的研究

国外对于混合动力汽车的研究已有百年历史，世界上第一辆由汽油机和发电机组合的混合动力汽车于1902年由费迪南德保时捷研制成功。但由于受其他技术（如电机、电池和控制等)发展的制约，加上环境和能源问题尚未出现，使混合动力汽车技术在其后几十年内未受重视。直至近20年，随着能源和环境污染问题的日益严重，混合动力汽车的研究成为世界各大汽车工业的热点。从目前世界范围内的整个形势来看，日本是电动汽车技术发展速度最快的少数几个国家之一，特别是在发展混合动力汽车方面，日本居世界领先地位。目前，世界上能够批量产销混合动力汽车的企业，只有日本的丰田和本田两家汽车公司。美国在2012年己有56.93万台混合动力汽车上路，根据收集到的数据显示，与普通的汽车相比，混合动力汽车燃油经济性提高了40%—60%，同时减少各类排放污染物50%-90%。车辆保养成本、 噪音及驾乘人员的舒适性也得到极大改善欧洲方面，法国、德国、英国、意大利、瑞士 等国家均己跨入电动汽车产业化、商品化行列。

1.3.2我国对混合动力汽车的研究

我国在过去十多年中有计划地开展了混合动力汽车的关键技术攻关和整车

2

南京工程学院本科毕业设计（论文）

研制。国内已有几个单位尝试过混合动力汽车样车的研制，如广州市电车公司，华南理工大学与广东云山汽车厂。但是他们所研制的混合动力汽车大部分都是串联式的，只是在原有汽车基础上简单地加载发动机和发电机机组，技术含量很低，同时也缺乏高度自动化的控制系统和能量管理系统，只是两种动力系统的简单捏合，这与真正意义上的混合动力汽车及国外的先进技术水平相比还有很大差距。2002年初，科技部将混合动力汽车确定为“十五”国家“863 ” 计划能源技术领域重大专项，要求在整车开发上必须体现官、产、学、研四位一体的合作方 式，以汽车生产企业为背景，鼓励中小型企业共同参与、联合攻关。目前包括东风、一汽、奇瑞、重庆长安、天津汽车研究中心、清华大学、上海交通大学、吉林大学和中科院电工所等在内的一大批企业和科研院所正在联合研制开发我国的混合动力汽车，并且取得了长足的进步。

1.4 本文的结构

本文从了解丰田普锐斯的数据流的含义的角度进行分析，主要是针对丰田普锐斯汽车进行了实验分析。全文共分为七章，各章的主要内容如下：

第一章扼要地介绍了混合动力汽车的概念、特点与相关研究背景； 第二章研究了混合动力汽车的结构组成与控制系统； 第三章对丰田普锐斯混合动力汽车进行了研究； 第四章了解了博士故障诊断仪；

第五章对丰田普锐斯动力总成数据流进行了读取与分析；

第六章总结了全文的研究工作，给出了存在的问题和进一步研究的方向。

3

南京工程学院本科毕业设计（论文）

第二章 混合动力汽车结构组成与控制系统

2.1 混合动力汽车的分类

混合动力汽车的分类方法有很多，典型的分类方法如下。

（1）按动力传动系统布置分类

目前世界各国研究开发的混合动力汽车有不同的结构形式，根据其动力传动系统的配置和组合方式不同，分为串联式、并联式和混联式三种组合方式，各自的结构形式和特点如下。

①串联式混合动力驱动系统（SHEV），其示意图如图2-1所示。辅助动力单元（APU）由原动机和发电机组成。原动机带动发电机发电，其电能通过控制器直接输送到电动机，由电动机产生驱动力矩驱动汽车。电池实际上起平衡原动机输出功率和电动机输入功率的作用：当发电机的输出功率大于电动机所需的功率时，控制器控制发电机向电池充电；当发电机的输出功率低于电动机所需的功率时，电池则向电动机提供额外的电能。串联式结构可使发动机不受汽车行驶工况的影响，始终在其最佳的工作区稳定运行，因此，可使汽车的油耗和排污降低。串联式混合动力汽车特别适用于在市区内低速运行的工况。串联式结构的不足是：发动机的输出需全部转化为电能再变为驱动汽车的机械能，由于机电能量转换和电池充放点的效率较低，使得燃油能量的利用率比较低。

图2-1 串联式混合动力驱动系统示意图

②并联式混合动力驱动系统（PHEV），其示意图如图2-2所示，汽车可由发动机和电动机共同驱动或各自单独驱动。当电动机只是作为辅助驱动系统时，功率可以比较小。与串联式结构相比，发动机通过机械传动机构直接驱动汽车，其能量的利用率相对较高，这使得并联式燃油经济性比串联式的高。并联式驱动系统最适合于汽车在城市间公路和高速公路上稳定行驶的工况。由于并联式驱动系统的发动机工况要受汽车行驶工况的影响，因此不适于汽车行驶工况变化较多、较大的路况。相比串联式结构形式，需要变速装置和动力复合装置，传动机构较为复杂。

4

南京工程学院本科毕业设计（论文）

图2-2 并联式混合动力驱动系统示意图

③混联式混合动力驱动系统（PSHEV），是串联式与并联式的综合，其示意图如图2-3所示。发动机发出的功率一部分通过机械传动输送给驱动桥，另一部分则驱动发电机发电。发电机发出的电能输送给电动机或电池，电动机产生的驱动力矩通过动力复合装置传送给驱动桥。混联式驱动系统的控制策略是：在汽车低速行驶时，驱动系统主要以串联方式工作；当汽车高速稳定行驶时，则以并联工作方式为主。

图2-3 混联式混合动力驱动系统示意图

混联式驱动系统充分发挥了串联式和并联式的优点，能够使发动机、发电机、电动机等部件进行更多的优化匹配，从而在结构上保证了在更复杂的工况下使系统处于最优状态下工作，所以更容易实现排放和油耗的控制目标，因此是最具影响力的辅助动力单元。与并联式相比，混联式的动力复合形式更复杂，因此对动力复合装置的要求更高。目前的混联式结构一般以行星齿轮作为动力复合装置的基本结构。

（2）按使用用途分类

①续驶里程延长型混合动力汽车 在纯电动汽车基础上增加了常规的辅助能量单元（APU），以提供额外的牵引功率或在需要时给电池充电。由于APU的油箱成了电池能量的补充，导致辅助动力单元续驶里程和驱动功率显著提高。续驶

5

南京工程学院本科毕业设计（论文）

里程延长型混合动力汽车一般由一个大容量的电池组和小型发电机组组成。

②动率辅助型混合动力汽车 在常规内燃机驱动的汽车基础上增加了辅助电驱动和能量存储系统以优化能量的管理。这种车上的主要能源来自于内燃机带动的发电机组。故功率辅助型混合动力汽车一般由较大功率的发电机组和较小容量的电池组组成。

（3）按电动机与内燃机的搭配比例分类

按照使用的电动机峰值功率与发动机额定功率的比值将混合动力汽车分为：微混混合动力电动汽车、轻混混合动力电动汽车、中混混合动力电动汽车、强混混合动力电动汽车，电动机峰值功率/发动机额定功率分别为：<=5%、5%～15%、15%～40%、>40%。

①微混混合动力电动汽车 有时也叫“启-停混合（Start-Stop）”，依靠电动机的功率比例很小，车辆的驱动功率主要由内燃机提供。在微混合系统中，电动机仅作为内燃机的起动机/发电机使用，其工作模式是：如遇到红灯或交通阻塞等情况车辆需短时停车怠速时，使内燃机熄火取消怠速，而当车辆再次行驶时，立即重新启动内燃机；在制动时转变为发电机，实现制动能量回收。微混合可实现5%～10%的节油效果。

②轻混混合动力电动汽车 与微混合系统相比，驱动车辆的两种动力源中依靠电动机功率的比例增大，内燃机功率的比例相对减小。在车辆加速、爬坡等工况下，电动机可向内燃机提供辅助的驱动力矩，但不能单独驱动车辆行驶，这种系统同样具有制动能量回收、发动机熄火/重启动等功能。轻混合系统节油可达10%～15%；

③中混混合动力电动汽车 与轻混合系统相比，驱动车辆的两种动力源中依靠电动机功率的比例进一步增大，内燃机功率的比例进一步减小。与轻混合系统不同，中混合系统采用的是高压电动机。另外，中混合系统还增加了一个功能：在汽车处于加速或者大负荷工况时，电动机能够辅助驱动车轮，从而补充发动机本身动力输出的不足，从而更好地提高整车地性能。

④强混混合动力电动汽车 与中混合系统相比，驱动车辆的两种动力源中依靠电动机功率的比例更大，内燃机功率的比例更小。强混合车辆，电动机和内燃机都可以独立或一同驱动车辆，因此在低速、缓加速行驶、车辆起步行驶和倒车等情况下，车辆可以纯电动行驶；急加速时电动机和内燃机一起驱动车辆，并有制动能量回收的能力。试验工况下的节油达30%～50%，但实际节油效果随车辆结构设计、行驶工况、开车操作细节而变化。

混合动力汽车的分类方法也可以按照串并混合比的不同，混合动力传动系统的复杂程度等进行更细致的分类[2]。

6

南京工程学院本科毕业设计（论文）

2.2 典型混合动力汽车的结构组成

混合动力汽车的主要组成包括发动机、电动机和电池。 （1）发动机

混合动力汽车可以广泛地采用四冲程内燃机（包括汽油机和柴油机）、二冲程内燃机（包括汽油机和柴油机）、转子发动机、燃气轮机和斯特林发动机等。一般转子发动机和燃气轮机的燃烧效率比较高，排放也比较洁净。采用不同的发动机就可以组成不同的混合动力汽车。 （2）电动机

混合动力汽车可以采用直流电动机、交流感应电动机、永磁电动机和开关磁阻电动机等。随着混合动力汽车的发展，直流电动机已经很少采用，多数采用了感应电动机和永磁电动机，开动磁阻电动机应用也得到重视，还可以采用特种电动机为混合动力汽车的驱动电动机。采用不同的电动机就可以组成不同的混合动力汽车。 （3）电池

混合动力汽车可以采用各种不同的蓄电池、燃料电池、储能器和超级电容器等作为“电池”，一般电池是作为混合动力汽车的辅助能源，只有在混合动力汽车用电动机起动发动机或电动机辅助驱动时才使用。 2.2.1 串联式混合动力汽车

串联式混合动力系统结构是由发动机、发电机和驱动电动机三大部件总成组成，结构组成图见图2-1所示。发动机仅仅用于发电，发电机发出的电能通过电动机控制器直接输送到电动机，由发动机产生的电磁力矩驱动汽车行走。发电机发出的部分电能向电池充电，来延续混合动力汽车的行驶里程。另外，电池还可以单独向电动机提供电能来驱动电动汽车，使混合动力汽车在零污染状态下行驶。

2.2.2 并联式混合动力汽车

并联式混合动力汽车有两套驱动系统，分别为内燃机和电动机驱动。它们既可以独立工作，也可以协调工作，共同驱动，结构组成图见图2-2所示。从结构上可以将并联式混合动力结构分为单轴式和双轴式两种形式。 2.2.2.1 单轴式并联混合动力系统

单轴式并联混合动力系统结构如图2-4所示，发动机和电动机的输出轴采用了同一根传动轴，这有利于电动机和变速箱结构的一体化模块设计，便于批量生产中的模块化供货和整车装配。单轴并联结构的合成方式为转矩合成。这种结构

7

南京工程学院本科毕业设计（论文）

将导致发动机和电动机两者每时每刻的转速值均为同一值，限制了电动机的工作区域。

2-4 单轴式并联混合动力系统结构

2.2.2.2 双轴式并联混合动力系统

双轴式并联混合动力系统结构如图2-5所示。双轴式结构中可以有两套机械式变速器：内燃机和电动机各自与一套变速机构相连，然后通过齿轮系进行复合。在这种结构中，可以通过调节变得更灵活，当采用行星差动系统作为动力复合机构时，行星差动动力复合机构有两个自由度，可以实现两个输入部件的转速复合， 以确定输出轴的转速，而各个部件间的转矩保持一定的比例关系，这种功率复合形式称为速度复合。双轴式并联混合动力系统结构复杂是一个很大的缺点。

图2-5 双轴式并联混合动力系统结构

2.2.3 混联式混合动力汽车

混联式混合动力系统是串联式与并联式的综合，其结构如图2-6所示。发动机发出的功率一部分通过机械式传动输送给驱动桥，另一部分则驱动发电机发电。发电机发出的电能输送给电动机或蓄电池，电动机产生的驱动力矩通过动力复合装置传送给驱动桥。混联式驱动系统的控制策略是：在汽车低速行驶时，驱动系统主要以串联方式工作；当汽车高速稳定行驶时，驱动系统则以并联工作方式为主。

8

南京工程学院本科毕业设计（论文）

图2-6 混联式混合动力系统结构

目前的混联式结构一般以行星齿轮机构作为动力分配装置。有一种最佳的混联式结构式将发动机、发电机和电动机通过一个行星齿轮装置连接起来，动力从发动机输出到与其相连的行星架，行星架将一部分转矩传送到发电机，另一部分传送到传动轴，同时发电机也可以驱动电动机来驱动传动轴。这种机构有两个自由度，可以自由地控制两个不同的速度。

2.3 混合动力汽车的控制系统

在混合动力汽车上普遍地采用以计算机为核心的现代计算机技术和自动控制技术，各种智能控制系统包括自适应控制技术、模糊控制技术（fuzzy）、专家控制系统（expert system）、神经网络控制系统（neural networks）等也逐渐应用到混合动力汽车上，使混合动力汽车更加安全、节能、环保和舒适。 （1）混合动力汽车控制系统的功能

①使混合动力汽车的动力性能能够达到或接近现代内燃机汽车的水平，逐步实现混合动力汽车的使用比。

②最大限度地发挥了电动及驱动的辅助作用，使混合动力汽车的燃油消耗量尽量降低，实现发动机的节能化。目前混合动力汽车燃油消耗量已达到3L/100km左右的水平。

③在环保方面，达到“最低污染”的环保标准。

④在混合动力汽车上实现多能源动力控制，混合动力汽车关键的控制技术，是对内燃机驱动系统和对电动机驱动系统实现双重控制。发动机与电动机的动力系统应进行最有效的组合和实现最佳匹配，发动机和驱动系统，电动机和驱动系统都能具有高效率，能够回收再生制动能量，延长混合动力汽车的行驶里程，改进混合动力汽车的节能性。

⑤在操纵装置和操纵方法上继承或沿用内燃机汽车主要的操纵装置和操纵方法，适应驾驶员的操作习惯，使操作简单化和规范化。在整车控制系统中，采

9

南京工程学院本科毕业设计（论文）

用全自动、机电一体化控制系统，达到安全、可靠、节能、环保和灵活的目的。

混合动力汽车一般是内燃机汽车的替代和延伸，继承和沿用了很大一部分内燃机汽车的传动系统，保留了人们已经习惯的内燃机汽车操纵装置，包括发动机控制装置加速踏板、制动踏板、离合器、自动离合器、变速器的操纵装置等。由这些操纵装置发出控制信号，通过以计算机CPU为核心的中央控制器和各种控制模块，向内燃机的驱动系统或电动机驱动系统发出单独驱动指令或混合驱动指令，来获得不同的驱动模式，按照驾驶员的意图，实现混合动力汽车的启动、行驶、加速、爬坡、减速和制动时的驱动模式转换的控制。 （2）混合动力汽车控制系统的基本组成

混合动力汽车控制系统主要包括：

①控制系统，由操纵装置、中央控制器和各种控制模块共同组成。 ②发动机和驱动系统，发动机和发动机驱动系统的控制系统。 ③电动机和驱动系统，电动机和电动机驱动系统的控制系统。

④信号反馈及检测装置，包括各电量检测装置（电压表、电流表等）、显示装置和自诊断系统等。 （3）混合动力汽车的控制策略

混合动力汽车控制策略设计的主要目标是开发近似优化且实际可行的管理策略，确实转矩分配方案和换挡方案，使油耗最低，同时满足下列约束：

·满足驾驶员的动力要求； ·保持电池的充电状态； ·满足一定的驾驶性要求。

有多种混合动力汽车控制策略，以下讲诉比较简单的基于规则的混合动力汽车稳态能量管理策略。

基于规则的稳态能量管理策略的主要依据是工程经验，根据部件的稳态效率MAP图来确定如何进行发动机和电动机之间的动力分配。将混合动力汽车控制分成了3种模式，即正常行驶模式、充电模式及制动能量回馈模式，同时将发动机的效率MAP图划分为纯电动、发动机驱动和电动机功率辅助3个区域，在不同模式下，根据发动机的稳态效率MAP图决定发动机和电动机的动力分配方式。

基于规则的能量管理策略主要依靠工程经验和实验，限定发动机的工作区域和工作方式，达到降低燃油消耗和排放的目的，方法比较简单直观，因此更具有使用价值，在实际混合动力汽车的能量管理系统中得到了广泛的应用。

10

南京工程学院本科毕业设计（论文）

第3章 丰田普锐斯混合动力汽车的概述

3.1 丰田普锐斯混合动力汽车的技术特点和技术参数

3.1.1 丰田普锐斯混合动力汽车的技术特点

丰田公司于1997年开始销售普锐斯混合动力汽车，为5座小型轿车。它是世界上第一款大批量生产的商业用途的混合动力车型。2003年推出第二代轿车，2012年推出最新第三代混合动力轿车。丰田普锐斯混合动力系统由汽油发动机和电动机组成，采用丰田汽车公司自行开发的THS（toyota hybrid system）混合动力系统［1］。THS的核心是用行星齿轮组组成的动力组合器，用于协调发动机和电动机的运动和动力传递。图3-1为最新款普锐斯混合动力轿车。

图3-1 丰田普锐斯混合动力汽车

丰田普锐斯混合动力汽车应用了大量先进技术，如采用“线控（by-wire）”技术、全电动空调等。简单介绍2012年最新款普锐斯混合动力汽车的先进技术。

（1）Atkinson 循环发动机

新款丰田普锐斯汽车采用1.8L汽油机，最大输出功率为73kw。工作循环为Atkinson 循环，其热效率高，膨胀比大。Atkinson 循环的汽油机采用延迟进气门关闭时刻的方法，增大膨胀比。在压缩冲程的起始阶段，部分进入气缸的空气回流到进气歧管，有效地延迟了压缩起始点，故膨胀比增大，而实际的压缩比并没有增大。由于用这种方法能增大节气门开度，在部门负荷时可减小进气管负压，从而减小进气损失。

（2）“线控（by-wire）”技术

11

南京工程学院本科毕业设计（论文）

“线控（by-wire）”技术是某些操纵机构采用电子控制、电动执行的，用来取代机械或液力控制。普锐斯混合动力汽车上的节气门、制动、换挡杆、牵引力控制和车辆稳定性控制（VSC+）都采用了“线控（by-wire）”技术，提高了操纵性。

（3）电控无级变速器

普锐斯的变速理论与无级变速器的变速理论相同，动力分配装置将发动机和电动机的力矩分配给驱动轮或发电机，通过选择性地控制动力源的转速，模拟变速器传档比的连续变化，工作起来像普锐斯的无级变速器（CVT）一样。

（4）电动牵引力控制

如果防滑控制单元（ECU）检测到车轮打滑时，会立即切断电动机传到车轮的驱动力矩，而不是像传统牵引力控制系统那样切断来自发动机的动力。此外电控制动系统可采取制动。普锐斯混合动力汽车是世界上第一辆采用电动机施力的牵引力控制系统，各组成部件之间信息传递快，提高了整车的主动安全性。

（5）电子换挡杆

电子换挡杆安装在仪表盘上，比传统的换挡杆使用起来更加方便、灵活，还可以用指尖点动。换挡杆每次动作后，总是回到原来位置。换挡杆有照明灯，方便夜间使用。换挡杆有四个位置：N（空挡）、D（驱动）R（倒档）B（发动机制动）。驻车开关安装在换挡杆的上方，与传统自动变速器手柄处于“P”位置的作用相同。

（6）电控制动系统（ECB）

普锐斯混合动力汽车采用独特的线控制动系统。踩动制动踏板会触动停车的控制电路，电控制动系统响应迅速，可与其他主动安全系统互相配合。ECB也用于提高再生制动系统的效率，将车辆制动时的动能回收。ECU有备用电源，以防车辆电源系统发生故障。

（7）全电动空调系统

普锐斯混合动力汽车的空调压缩机由空调变频器电机直接驱动，不依靠发动机的运转，其优点为：

①即使发动机熄火，空调也能发挥最大效率。

②空调与发动机的运转各自独立，空调的运转不会降低汽车的行驶性能。 ③电动水泵能够在发动机熄火时向加热器供热。

④电动压缩机比传统的压缩机小40%，轻50%，可将压缩机直接安装到发动机上。

（8）坡道起步辅助控制

坡道起步时，控制系统能够通过驱动电动机上的高灵敏度的转速传感器，判

12

南京工程学院本科毕业设计（论文）

别道路的坡度，防止汽车向下溜滑。若坡道很陡，系统会增大汽车启动力矩。

（9）增强型车辆稳定控制系统（VSC+）

增强型车辆稳定控制系统（VSC+）将车辆稳定控制系统与电动助力转向（EPS）组合在一起。在发生意外情况时提供一定量的辅助转向力矩，帮助驾驶员更快地转动方向盘，而在前轮打滑时转向，EPS提供较小的转向助力，防止过度转向。

（10）智能钥匙与启动系统

普锐斯混合动力汽车采用具有双向通信功能的智能钥匙，在汽车周围一定范围内，智能钥匙系统的ECU能够判别是否存在智能钥匙，只要车主随身携带智能钥匙，即可不用钥匙也能开或锁车门；同样，只要随身携带钥匙，驾驶员可推动按钮启动车辆（图3-2）。

汽车的前门和后舱门装有振荡器、触摸传感器和天线。振荡器若接收到智能钥匙电脑的命令，会发射信号，检测汽车周围是否有智能钥匙。若有人按动触摸传感器，则对应的车门锁会打开。若随身携带钥匙离开车，车主可以按下门手柄上锁开关将所有车门锁上。若在车内携带钥匙，只要按动仪表盘上的启动按钮就能启动汽车。

图3-2 智能钥匙的“遥控作用”

3.1.2丰田普锐斯混合动力汽车的技术参数

最新2012版丰田普锐斯混合动力汽车的技术参数见表3-1所示。

13

南京工程学院本科毕业设计（论文）

表3-1 丰田普锐斯混合动力汽车的技术参数 尺寸及质量 全长（mm） 全宽（mm） 全高（mm） 轴距（前/后）（mm） 轮距（前/后）（mm） 最小离地间隙（空载）（mm） 最小转弯半径（m） 整备质量（kg） 4460 1745 1510 2700 1525/1520 160 5.1 发动机型号 形式 排量（ml） 最大功率（kw） 最大马力（Ps） 最大扭矩（N*m） 发动机 5ZR 丝杠直列顶置双凸轮轴电喷16气门（VVT-i） 1798 73 99 142 4000 最大扭矩转速（rpm） 缸径×行程 （mm×mm） 压缩比 配气机构 百公里油耗（L） 1385 1805 195/65 R15 电动机 80.5×88.3 13 DOHC 4.3 总质量（kg） 轮胎规格 制动、悬架、驱动方式 同步交流电动机（永磁型） 60 400 悬架系统（前） 悬架系统（后） 驱动方式 制动系统（前/后） 通风盘式/盘式 麦弗逊式独立悬架 拖拽臂式 前轮驱动 形式 最大功率（kw） 最大转矩（N*m） 3.2 丰田普锐斯混合动力系统的结构组成

丰田普锐斯混合动力汽车的动力中枢是丰田混合动力系统（Toyota hybrid system，THS），它使用汽油机和电动机两种动力，通过串联与并联结合的方式进行工作，达到了低排放的效果。2003年，丰田公司推出了采用THS-II（第二代丰田混合动力系统）的新一代普锐斯混合动力汽车，使混合动力汽车的发展向前迈进了一大步。

丰田混合动力系统的主要部件在车上的位置如图3-3所示。

14

南京工程学院本科毕业设计（论文）

图3-3 丰田混合动力系统主要部件的位置

下面介绍丰田普锐斯动力系统的主要部件。 1.发电机（MG1）和电动机（MG2）

发电机（MG1）和电动机（MG2）结构紧凑、重量轻、高效，为交流永磁铁同步型电动/发电机，其技术参数见表3-2、3-3。

表3-2 发电机（MG1）参数

项目 类型 功能 最高电压/V 冷却系统 新车型 永磁铁电动机 发电机、发动机启动机 AC500 水冷

旧车型 永磁铁电动机 发电机、发动机启动机 AC273.6 水冷 15

南京工程学院本科毕业设计（论文）

表3-3 电动机（MG2）参数

项目 类型 功能 最高电压/V 最大输出功率/kw 最大转矩/N·m 冷却系统 新车型 永磁铁电动机 发电机、驱动车轮 AC500 60 400 水冷 旧车型 永磁铁电动机 发电机、驱动车轮 AC273.6 33 350 水冷

1）发电机（MG1）和电动机（MG2）的工作原理

THS-Ⅱ系统的电机（MG1、MG2）属于无刷直流同步电动机B D C M类型的驱动电机。B D C M用装有永磁体转子代替了有刷直流电动机的定子磁极。BDCM是将逆变器产生的方波交流电流直接输入电机定子绕组，省去了机械换向器和电刷。B D C M定子绕组中通入三相方波交流电流。定子绕组上会产生感应电动势，生成与永磁转子磁场在空间位置成正交的电枢反应磁场。在转子永磁铁磁场的作用下，电枢反应磁场以反作用电磁力驱动永磁转子同步旋转（图3-4）。

(c) 图3-4 电机（MG1、MG2）工作原理

2）电机（MG1、MG2）结构

MG1、MG2定子组采用三相Y形连接，每由4个绕组并联，可以在电机输入较大电流下，获最大转矩和最小转矩脉动

MG1、MG2永磁转子：采用稀土永磁材料为永磁铁，安装在转子铁内部（内埋式永磁转子）。转子内的永磁铁为“V”形，这样永磁体既有径向充磁，又有横向充磁，有效集中了磁通量，提高电机的扭矩（图3-5）。从永

16

南京工程学院本科毕业设计（论文）

磁转子的磁路特点分析，内埋式永磁转子结构，改变了电机交、直轴磁路，可以改善电机的调速特性，拓宽速度范围。

图3-5 电动机永磁体转子示意图

MG1、MG2解角传感器：为了满足电机静止启动和全转速范围内转矩波动的控制目的，需要利用解角传感器精确地测量MG1、MG2永磁转子磁极位置和速度。解角传感器是采用电磁感应原理制成的旋转型感应传感器，它由定子和转子组成（图3-6）。椭圆型转子与MG1、MG2的永磁转子相连接，同步转动。椭圆型转子外圆曲线代表着永磁转子磁极位置。定子包括1个励磁线圈和2个检测线圈，2个检测线圈S和C轴线在空间坐标上正交，H VE C U按预定频率的交流电流输入励磁线圈A，随着椭圆型转子的旋转，转子和定子间的间隙发生变化，就会在检测线圈S和C上感应出相位差90°正弦、余弦感应电流，HV ECU根据检测线圈S和C感应电流的波形相位和幅值，以及波形的脉冲次数（图3-7），计算出M G 1和M G 2永磁转子的磁极位置和转速值信号，作为HV ECU对电机MG1、MG2矢量控制的基础信号。

图3-6 电动机解角传感器示意图

17

南京工程学院本科毕业设计（论文）

图3-7 检测线圈感应电流波形图

2.HV变速驱动桥

混合动力车辆（HV）变速驱动桥由发动机（MG1）、电动机（MG2）和行星齿轮组组成。图3-8为混合驱动桥剖面结构图。

①发电机（MG1） 发电机（MG2）由电动机带动旋转产生高压电以操作电动机（MG2）或为HV蓄电池充电。同时，它还可以作为启动机启动发动机。

②电动机（MG2） 由发动机（MG1）或HV蓄电池的电能驱动，产生车辆动力。制动期间或制动踏板未被踩下时，它产生电能为HV蓄电池再次充电。

③行星齿轮组 以适当的比例分配发动机驱动力来直接驱动车辆和发电机。

图3-8 普锐斯混合驱动桥剖面图

18

南京工程学院本科毕业设计（论文）

3.HV蓄电池

在起步、加速和上坡时，将制动时或制动踏板未被踩下时再次充入的电能提供给电动/发动机。HV蓄电池如图3-9所示。

图3-9 HV蓄电池

4.变频器总成

此设备用于将高压DC（HV蓄电池）转换为AC[发电机（MG1）和电动机（MG2）]，反之亦然（AC转为DC）。包括增压转换器、DC/DC转换器和空调变频器。如图3-10所示。

①增压转换器 将HV蓄电池的最高电压从DC201.6V增加到DC500V，反之亦然（从DC500V降到DC201.6V）。

②DC/DC转换器 将最高电压从DC201.6V降到DC12V，为车身电气组件供电以及为备用蓄电池再次充电（DC12V）。

③空调变频器 将HV蓄电池的额定电压DC201.6V转换为AC201.6V，为空调系统中的电动变频压缩机供电。

图3-10 变频器总成

19

南京工程学院本科毕业设计（论文）

5.HV ECU

HV ECU始终监视SOC状态、蓄电池温度、水温和电载荷状况。在READY指示灯亮，车辆处于“P”档或车辆倒车时，如果监视项目符合条件，HV ECU发出指令，启动发动机，驱动发电机（MG1），并为HV蓄电池充电。

接收每个传感器及ECU（发动机ECU、蓄电池ECU、制动防滑控制ECU和EPS ECU）的信息，根据此信息计算所需的转矩和输出功率。

HV ECU将计算结果发给发动机ECU、变频器总成、蓄电池ECU和制动防滑控制ECU。 6.发动机ECU

根据接收的来自HV ECU的目标发动机转速和所需的发动机动力启动ETCS-i（智能电子节气门控制系统）。 7.蓄电池ECU

监控HV蓄电池的充电状态。 8.制动防滑控制ECU

控制电动/发动机产生的再生制动以及控制液压制动，使总制动力等于仅配备液压制动的传统车辆。同样，制动防滑控制ECU照常进行制动系统控制（带ECU的ABS、制动辅助和VSC+）。

3.3 丰田普锐斯混合动力系统的工作原理

混合动力系统的工作原理：

THS-II使用发动机和电动机（MG2）提供的两种动力，并使用MG1作为发电机。系统根据各种车辆行驶状况优化组合这两种动力。

图3-11为混合动力THS-II系统车辆行驶状况分析的工作原理，来分析说明THS-II系统如何控制发动机、MG1和电动机（MG2）来驱动汽车。

图3-11 车辆行驶状况

20

南京工程学院本科毕业设计（论文）

图3-11中，1表示仪表板上“READY”灯亮；2表示启动；3表示发动机微加速；4表示小负荷巡航；5表示节气门全开加速；6表示减速行驶；7表示倒车。

表3-4对行星齿轮的旋转方向、转速和电源平衡进行了说明，并对MG1和MG2 的充电 或发电状态、旋转方向和转矩状态作了说明。

表3-4 模拟杠杆图 状态 旋转方向 正转 转矩状态 +转矩 模拟杠杆图例 +侧 放电 反转 箭头向上 -转矩 -侧 箭头向下 正转 -转矩 发电 +侧 箭头向下 1.READY灯打开状态 （1）发动机停止

21

南京工程学院本科毕业设计（论文）

1）如果冷却液温度、SOC状态、蓄电池温度和电载荷状态不满足条件，即使驾驶员按下POWER开关、READY灯打开，发动机也不会运转。在这种状态下，发动机MG1和MG2均停止工作。

2）若要使车辆停止并换到P挡，如果冷却液温度、SOC状态、蓄电池温度和电载荷状态满足条件，则HV ECU将继续使发动机在预定时间段内运行，然后使发动机停机。

（2）启动发动机

1）READY灯打开，车辆处于P挡或者倒车时，HV ECU监视的任何项目不满足条件HV ECU启动MG1 (太阳齿轮带动支架运转）从而启动发动机，如图3-12所示。

图3-12 准备启动状态

2）运行期间，为了防止MG1的太阳齿轮的反作用力使MG2的环齿轮转动并驱动驱动轮MG2接收电流，施加制动，这个功能叫做反作用控制。

3）在下一状态中，运转中的发动机启动作为发电机的MG1，进而为HV蓄电池充电，如图3-13所示。

图3-13 启动后蓄电池充电

22

南京工程学院本科毕业设计（论文）

2.起步后

（1）MG2驱动（图3-14）

起步后，车辆仅由MG2驱动，这时，发动机保持停止状态，MG1以反方向旋转而不发电。

图3-14 起步工况

（2）启动发动机（图3-15）

当只有MG2工作时，在两种情况下发动机将被启动。 1）如果增加驱动转矩，则MG1将被启动，进而启动发动机。

图3-15 汽车起步后发动机启动

2）如果HV ECU监视的任何项目（如SOC状态、蓄电池温度、冷却液温度和电载荷状态）与规定值有偏差，则MG1将被启动，进而启动发动机。

在下一状态中，已经启动的发动机将使MG1作为发电机为HV蓄电池充电。如果需要增加驱动转矩，发动机将启动作为发电机的MG1并转变为发动机稍微加速模式，如图3-16所示。

图3-16 发动机驱动发电机

23

南京工程学院本科毕业设计（论文）

3.发动机稍微加速（图3-17）

发动机稍微加速时，发动机的动力由行星齿轮分配，其中一部分动力直接输出，剩余动力用于MG1发电。通过变频器的电动传输，电力输送到MG2，作为MG2的输出动力。

图3-17 发动机微加速工况

4.低速巡航（图3-18）

车辆以低载荷巡航时，发动机的动力由行星齿轮分配，其中一部分动力直接输出，剩余动力用于MG1发电。通过变频器的电动传输，电力输送到MG2，作为MG2的输出动力。

图3-18 低载荷巡航工况

5.节气门全开加速（图3-19）

车辆从低载荷巡航转换为节气门全开加速时，系统将在保持MG2动力的基础上，增加HV蓄电池的电动力。

图3-19 节气门全开加速工况

24

南京工程学院本科毕业设计（论文）

6.减速行驶

（1）D挡减速（图3-20）

1）车辆以D挡减速行驶时，发动机停止工作，动力为零，这时，车轮驱动MG2，使MG2作为发电机运行并为HV蓄电池充电。

2）车辆从较高速度开始减速时，发动机以预定速度继续工作，保护行星齿轮组。

图3-20 “D”挡减速行驶

(2)B挡减速（图3-21）

车辆以B挡减速行驶时，车轮驱动MG2，使MG2作为发电机运行并为蓄电池充电，为MG1供电，这样，MG1保持发动机转速并施加发动机制动，此时，发动机燃汕供给被切断。

图3-21 B挡减速

7.制动

车辆减速时，如果驾驶员踩下制动踏板，制动防滑控制ECU计算所需的再生制动力并将信号发送到HV ECU。接收到信号后HV ECU在符合所需再生制动力的范围内增加再生制动力，这样，可以控制MG2产生充足的电能。

8.倒车

（1）MG2驱动（图3-22）

图3-22 倒车时MG2驱动

25

南京工程学院本科毕业设计（论文）

车辆倒车时,仅由MG2为车辆提供动力，此时，MG2反向旋转,发动机不工作，MG1正向旋转，但不发电。

（2）启动发动机（图3-23）

只有MG2驱动车辆时，如果HV ECU监视的任何项目（如SOC状态、蓄电池温度、冷却液 温度和电栽荷状态）与规定值有偏差，则MG1将被启动，进而启动发动机。

图3-23 倒车启动发动机

在下一状态中，已经启动的发动机启动作为发电机工作的MG1，并为蓄电池充电，如图3-24所示。

图3-24 发动机启动MG1并为HV蓄电池充电

26

南京工程学院本科毕业设计（论文）

第4章 博士故障诊断仪

4.1博士故障诊断仪介绍

4.1.1博士故障诊断仪介绍

KT700是博世检测设备（深圳）有限公司最新平台开发的最新一代基于PC电脑实现汽车诊断和维修的模块，开发严格按照百年博世品质的标准，采用无线通讯，独立的诊断模块可以方便快速对车辆ECU进行诊断，独立的测量模块可以安全可靠的对车辆各电控系统，传感器及执行器等进行维修测试。

随着汽车后市场的发展，客户对诊断设备的功能和性能提出了越来越高的需求，KT700是博世检测设备（深圳）有限公司基于最新平台开发的最新一代模块化诊断类设备，开发严格按照品质的标准，是便于维护，技术先进的新一代车辆诊断设备。

KT700诊断仪包括汽车诊断模块和测量模块，采用基于PC的操作理念，使得操作更加便捷且安全可靠。在保留了博世产品优良性能和快捷升级服务优势基础上进行进一步技术改进，外观更加高贵，测试性能更加稳定，测试车型和测试系统范围也在不断升级，汽车示波功能更加强大，实时监测点火系统，传感器和示波器的波形的功能，同时提供维修帮助等辅助功能。主机内核性能更加强大的Cortex-A8，使用可充电电池，使系统运行速度更快，系统稳定性更高，系统独立性更强，高标准的硬件质量和完美的结构化设计使得ECU通讯速度得到前所未有的提高，快速读取故障码并且一键式清除所有故障码，数据流可以以数值，波形及控件方式显示，存储和对比，控制ECU进行执行元件的测试，控制器编码，自适应值清除，基本设定和匹配，保养归零及防盗匹配等高级功能，可选择品牌及车型进行软件下载升级。

集国内独有的行车记录仪功能将使得用户可选择多条数据流进行实时的运行记录，记录时间更长将达1000分钟以上，记录的动态数据可在任意时间地进行回放分析和请博世专家进行远程协助分析，并结合KT700自带的维修资料最快地解决汽车各种疑难杂症。

4.1.2 KT700 VCI博士故障诊断仪参数

KT700 VCI博士故障诊断仪参数详见表格4-1

27

南京工程学院本科毕业设计（论文）

表4-1 KT700 VCI博士故障诊断仪参数

外部供电 功率 输入电压 USB RJ45网络接口 按键 WIFI

4.1.3 KT700 VCI博士故障诊断仪组成 KT700 VCI故障诊断仪组成（图4-1）

220V/50~60Hz <5W DC7~32V 标准Micro USB-B 10/100M 行车记录键 802.11/b/g/n 图4-1 故障诊断仪组成

1 VCI 主机2 各种诊断接头3 测试延长线4 USB通讯线5 网线6 记录延长线

1)VCI主机介绍

VCI主机正面上有电源指示灯（黄色为电源接通正常）、电脑通讯指示灯（绿色为有线连接，黄色为无线连接）、故障指示灯（红色表示VCI存在故障）、ECU通讯指示灯（绿色为CAN通讯方式，黄色为其它通讯方式）、行车记录仪按键（方便您快速进入行车记录的操作），如图4-2所示。VCI侧面分为诊断端口和连接端口，如图4-3、4-4所示。

28

南京工程学院本科毕业设计（论文）

图4-2 VCI主机（正面）

图4-3 诊断端口（1 数据记录接口，2 诊断接口，3 电源接口）

图4-4 连接接口（1 USB通讯接口，2 网络通讯接口）

4.2使用故障诊断仪前的准备

4.2.1安全提示

4.2.1.1 WLAN（无线局域网） 1）关于WLAN的重要信息

WLAN代表无线局域网。与蓝牙相同，WLAN提供免费2.4GHz ISM频段（ISM：工业、科学、医疗）上的无线链路。该频率范围受到政府监管，但在多数国家内，无需获得授权即可使用。因此，大量应用和设备采用此频段进行数据传输。这会产生频率干扰。根据环境条件，在存在蓝牙连接、无绳电话、无线控制温度计、无线控制车库门开门器、无线控制灯开关或无线控制报警系统时，WLAN链路的性能可能变差。

2）注意下列要点，以确保获得最佳连接：

·WLAN无线信号总是尝试寻找最直接的路径。设置PC/笔记本电脑和接入点时，务必尽可能减少障碍物（例如钢质门和混凝土墙），障碍物会对VCI接收和

29

南京工程学院本科毕业设计（论文）

发送的无线信号产生干扰。在建筑物内，WLAN的传输范围还会受到建筑材料的极大影响。传统的砖石结构、木板墙和某些类型的干结构墙基本不会阻碍无线电波。但薄石膏墙会导致问题，因为大量湿气可能积聚在石膏内，会吸收无线信号。混凝土（尤其是加固的混凝土）会阻挡大部分无线电波。地下室顶棚通常是无法穿透的。总而言之，装有许多金属（例如管道、电线）的墙壁会阻挡无线电波。

·无线接收也会受到暖气和窗框等大型金属物体以及DECT电话和微波炉等有源干扰源的阻碍。

·提前请数据系统专家安装和测试网络基础设施。

·妥善保管无线链路的SSID和密码。确保在发生故障时，可以方便地获得这些数据。

·我们建议在调试时，对建筑结构进行彻底检查：确定VCI在建筑内什么地方可以正常工作，同时确定工作限值。

·如果在车辆内使用VCI，无线通信可能会受到严重限制。 ·无线链路会受到天气情况的影响。因为接收信号会发生变化。 3）关于接入点（AP）的信息

无线接入点是一种电子装置，用做无线网络和电缆连接的计算机网络之间的接口。无线接入点在VCI和PC/笔记本电脑之间提供无线连接。

请注意下列要点：

·接入点应尽可能位于中心，并尽可能高，最好位于天花板下方。 ·接入点天线应向下，朝向地板。

·连接不好时，可更改接入点的设定通道。尽量避免使用先前通道的相邻通道。

·建议在接入点配置无线通信加密。 4.2.2安全警告

·在良好的通风环境条件下进行检测，如果没有足够的通风，则将汽车排气管接到室外；

·严禁在检测过程中抽烟、有明火；

·汽车电瓶液中含有硫酸，硫酸对皮肤有腐蚀性，操作时应避免电瓶液与皮肤直接接触，特别注意不能溅入眼睛；

·发动机运转时温度较高，应避免接触水箱和排气管等高温部件； ·启动发动机前，拉好手刹，特别应挡好前轮，并将排档杆置于P档或空档以免启动发动机时，车辆冲出去伤人；

·若以外接电瓶做电源，请注意电极极性须用红色电瓶夹接电瓶正极，黑色电瓶夹接电瓶负极。

30

南京工程学院本科毕业设计（论文）

·若在发动机舱进行维修工作时，不要带手表、戒指，也不要穿宽大的衣服。 ·只有包裹好的电源适配器或电源线，才能用于电源连接； 4.2.3仪器使用注意事项

·本仪器为精密电子仪器，请勿摔碰；

·首次测试时，仪器可能响应较慢，请耐心等待，不要频繁操作仪器； ·发动机点火瞬间显示屏可能发生闪烁，属正常现象；

·保证仪器和诊断座连接良好，以免信号中断影响测试。如发现不能正常连接，请拔下接头重插一次，不要在使用过程中剧烈摇动接头；

·使用连接线和接头时请尽量使用螺丝紧固，避免移动时断开和损坏接口。拔接头时请握住接头前端，切忌拉扯后端连接线；

·保证仪器和PC连接正常，以免信号中断影响测试。若发现不能正常连接，请拔下通信线重插一次，不要在使用过程中剧烈摇动通信线。 4.2.4操作汽车ECU注意事项

对装备了电脑控制系统的汽车进行诊断操作时，应注意以下事项： ·不能将无线电扬声器等磁性物体置于靠近电脑的地方，因为扬声器的磁性会损坏ECU中的电路和部件；

·当点火开关接通时，绝不能断开汽车内部电器装置，由于断开时线圈的自感作用，将会产生很高的瞬时电压，这种电压将会造成传感器及ECU的损坏；

·在靠近电脑或传感器的地方进行修理作业时，应特别注意以免损坏ECU和传感器；

·应可靠地连接ECU结束接头，否则可能损坏ECU内部的集成电路等电子元件；

·在对ECU控制的数字式仪表进行维修作业或靠近这种仪表时，一定要戴上搭铁金属带，并将其一端夹在车身上，另一端缠在手腕上；

·当在汽车上进行焊接作业时，事先应切断ECU系统电源；

·不要用测试灯去测试与ECU有关的电器装置，以防止ECU或传感器受损，除非有特别的说明；

·除在测试程序中有特别说明外，不能用指针型欧姆表测试ECU和传感器，而应使用高亢阻的数字仪表进行测试。 4.2.5 PC软件环境

VCI需要配合软件使用，首先必须安装VCI软件及相关的驱动到电脑上。 1）电脑参数（表4-2）

31

南京工程学院本科毕业设计（论文）

表4-2 电脑参数

配置项 主频 内存 硬盘剩余空间 USB接口 WLAN LAN 显示分辨率 操作系统 参数（推荐） 2G以上CPU 1G以上 2G以上 USB2.0全速或高速 WLAN无线网卡 （WPA/WPA2+PSK） 10M/100M以上太网卡 1280*800以上，32位以上颜色深度 WINDOWS XP/WINDOWS 7 参数（最低） 1.5G以上CPU 512M以上 1G以上 USB2.0全速或高速 WLAN无线网卡 （WPA/WPA2+PSK） 10M/100M以上太网卡 1024*768以上，16位以上颜色深度 WINDOWS XP/WINDOWS 7 4.2.6 VCI软件安装指导

安装步骤：

① 从博世汽车检测设备（深圳）有限公司提供的CD光盘或官方网站获取安装文件KT700 SETUP.EXE；

② 双击运行“KT700 SETUP.EXE”；

③ 点击“下一步”按钮，界面将显示用户许可协议，仔细阅读后接受所有协议，点击“我接受”按钮；

④ 选择软件安装的目标文件夹，默认为C盘，可以点击“浏览”按钮，选择所需要的安装文件夹；程序会自动检测选择的目标磁盘已用和剩余的空间；

⑤ 点击“安装”按钮，软件正在安装中，等待安装结束；

⑥ 安装完成后，将在电脑桌面显示其快捷方式，点击即可运行VCI软件； 4.2.7 VCI系统设置 1)系统设置

系统设置包括语言设置、系统信息、用户信息、代理设置、产品激活。 （1）语言设置

VCI提供多种语言系统，可供用户进行语言切换。 操作方法：

① 进入“语言设置”模块，在“请选择语言种类”选框内选择所需要的语言；

② 点击“确定”按钮，界面提示“系统重启后生效！”； ③ 重启VCI软件即可。 （2）系统信息

系统信息包括产品序列号、仪器类型、机型、软件版本、激活状态。

32

南京工程学院本科毕业设计（论文）

（3）用户信息

用户信息包括：联系人、联系电话、维修站名称、维修站代码、维修站地址、备注。

操作方法：

① 在所有“*”标示的输入框内输入用户的信息；

② 点击“确定”按钮，即保存用户输入的用户信息；用户也可以点击“取消”按钮，将不会保存用户输入的用户信息。

（4）代理设置

此功能室设置电脑连接INTERNET是否需要使用代理服务器。默认方式是：不使用代理服务器。

使用代理服务器的设置方法： ① 选中“使用代理服务器”；

② 在地址和端口输入框内输入用户的地址和端口信息； ③ 用户可以设置用户名和密码，对设置进行保护； ④ 点击“确定”按钮即可。 （5）产品激活

如果产品没有激活，用户将无法使用VCI进行诊断，只能看测试演示。 本次毕业试验中所用的KT700 VCI是已经激活的。 4.2.8 VCI

VCI包括VCI通讯设置、VCI信息、VCI自检。 1)VCI通讯设置

VCI通讯设置包括：USB设置、有线网络设置、无线网络设置。 （1）USB设置

当VCI与电脑正常连接后，系统自动匹配可用串口列表。 操作方法：

① 在“可用串口列表”中选择串口名，点击“自动连接测试”按钮，测试可用的串口；

② 测试成功后，系统自动提示您是否需要保存设置；

③ 点击“是”按钮，保存您测试成功的串口，并将结果显示在测试结果显示框内。

（2）有线网络设置

有线网络设置包括点对点模式和路由模式。

点对点模式操作方法： ① 选择点对点模式；

33

南京工程学院本科毕业设计（论文）

② 输入相关信息；

③ 点击“自动连接测试”按钮，等待测试结束； ④ 测试完成后，测试结果显示在结果显示框内。 路由模式操作方法： ① 选择路由模式； ② 输入相关信息；

③ 点击“自动连接测试”按钮，等待测试结束； ④ 测试完成后，测试结果显示在结果显示框内。 （3）无线网络设置

无线网络设置包括点对点模式和路由模式。 首先确定电脑的无线连接已正常。 点对点模式操作方法： ① 选择点对点模式；

② 搜索可用的无线网络，并建立连接；

③ 选择可以连接的无线网络，点击“确定”按钮，界面将显示VCI连接到的网络所有信息；

④ 点击“自动连接测试”按钮，等待测试结束； ⑤ 测试完成后，测试结果显示在结果显示框内。 路由模式操作方法： ① 选择路由模式；

② 点击“扫描网络”按钮，搜索可用的无线网络；

③ 选择可以连接的无线网络，点击“确定”按钮，界面将显示VCI连接到的网络的所有信息；

④ 点击“自动连接测试”按钮，等待测试完成； ⑤ 测试完成后，测试结果显示在结果显示框内。 2）VCI信息

VCI信息包括序列号和固件软件版本，VCI与电脑正常连接后，系统自动检测。 3)VCI自检

此功能用来检测VCI是否正常。 操作方法：

① 保证VCI与电脑正常连接；

② 点击“开始自检”按钮，等待自检完成，显示检测结果。

34

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/fgz6.html