普锐斯混合动力汽车故障诊断实验系统的设计研究

【摘要】：近年来,混合动力汽车逐渐成为新时代的主流,因此社会对高技术、高素质的混合动力汽车维修行业的技术人才需求量越来越大,要求也是越来越高。为了应对这样的社会需求,给国内汽车类职业院校和相关培训机构开发利用单片机电路控制的混合动力汽车故障诊断实验系统实训设备势在必行。本文在研究国内外混合动力汽车发展状况的基础上,对各品牌经典混合动力汽车的结构组成和工作原理进行分析,最终选择丰田普锐斯混合动力汽车作为实验系统的研究对象。重点研究了丰田普锐斯混合动力汽车THS-II系统的控制原理,调研分析了丰田普锐斯混合动力汽车电机系统常见故障。设计了通过单片机电路控制的普锐斯混合动力汽车故障模拟诊断实验系统,主要包括以下几方面内容:利用制图软件设计绘制了普锐斯驱动桥总成电路图,并设置了故障点的位置和类型;利用软件设计绘制了普锐斯混合动力电机系统的故障诊断流程图,并总结分析其故障诊断思路及具体步骤;利用单片机系统,完成了实验系统单片机系统电源电路、复位电路,串行转并行芯片驱动继电器电路,系统工作状态演示LED流水灯电路以及故障模拟系统硬件电路的设计与分析;同时,设计了与系统工作状态演示LED流水灯电路以及故障模拟硬件系统电路相对应的单片机程序。本故障模拟诊断实验系统能够激发学生的学习兴趣,培养学生的自学能力为实践操作提供良好的基础。 【关键词】：混合动力 故障诊断 实验系统 单片机
【学位授予单位】：天津职业技术师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U467;U472.9
【目录】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-12
• 1.1 课题的背景及意义8-9
• 1.1.1 课题研究的背景8
• 1.1.2 课题研究的意义8-9
• 1.2 国内的发展现状9-10
• 1.2.1 汽车故障诊断技术的发展现状9
• 1.2.2 我国汽车类实训教学设备的发展现状9-10
• 1.2.3 混合动力汽车故障实验系统的发展现状10
• 1.3 课题研究的主要内容10-11
• 1.3.1 普锐斯混合动力汽车技术特征与运行工况分析10-11
• 1.3.2 普锐斯混合动力汽车动力总成系统电路分析11
• 1.3.3 普锐斯混合动力系统故障实验系统的设计11
• 1.4 小结11-12
• 第2章 普锐斯混合动力汽车的理论研究12-27
• 2.1 第二代丰田混合动力系统（THS-II）12-13
• 2.2 变频器总成控制系统13-18
• 2.2.1 变频器13-15
• 2.2.2 升压转换器15-17
• 2.2.3 直流转换器17-18
• 2.3 电动发电机MG1/MG2系统18-21
• 2.3.1 电动发电机MG1/MG2结构组成及功用19-20
• 2.3.2 电动发电机MG1/MG2工作原理20
• 2.3.3 解角传感器的结构与工作原理20-21
• 2.4 基于杠杆法的THS-II工作原理分析21-26
• 2.5 小结26-27
• 第3章 实验系统总体设计27-35
• 3.1 实验系统的特点27
• 3.2 实验系统的结构设计27-30
• 3.2.1 实验系统的整体结构设计27-28
• 3.2.2 实验系统控制柜的设计28-30
• 3.3 实验系统的功能设计30-34
• 3.3.1 结构与原理展示功能30-31
• 3.3.2 故障模拟功能31-34
• 3.3.3 数据检测功能34
• 3.4 小结34-35
• 第4章 实验系统单片机硬件系统设计35-42
• 4.1 STM32F4单片机35-37
• 4.1.1 STM32F4单片机电源电路设计36
• 4.1.2 STM32F4单片机复位电路设计36-37
• 4.2 74HC595串行转并行数据芯片37
• 4.3 实验系统故障模拟电路设计37-39
• 4.3.1 单开路故障电路设计37-38
• 4.3.2 开/短路故障电路设计38-39
• 4.4 系统工作状态演示LED流水灯电路设计39
• 4.5 单片机程序设计39-41
• 4.5.1 随机故障设置程序设计39-40
• 4.5.2 系统工作状态演示LED流水灯程序设计40-41
• 4.6 小结41-42
• 第5章 实验系统局部故障诊断举例42-56
• 5.1 常见故障现象42
• 5.2 局部故障诊断举例42-55
• 5.2.1 电机温度传感器42-47
• 5.2.2 变频器电压传感器47-55
• 5.3 小结55-56
• 第6章 结论与展望56-57
• 参考文献57-61
• 致谢61-62
• 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文62-63
• 附录一 随机故障设置程序代码63-64
• 附录二 系统工作状态演示LED流水灯程序代码64-67

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