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摘 要：介绍了汽车电控技术课程的特点；探讨了课程教材选用和教学内容确定等问题；结合课程特点，深入探讨了课程的教学方法和实验实践教学问题，特别是实验教学内容、实验教学途径和方法等。
关键词：车辆工程 电控 教学 实验
电子与控制技术在汽车上的广泛应用使其动力性、安全性、舒适性和可靠性都得到了显著提高，汽车的电子化程度已经成为衡量汽车先进水平的重要标志。
为了适应社会对汽车电子专业高素质人才的需求，目前国内几乎所有本科院校把汽车电控技术或类似课程列为车辆工程专业必修或选修课，并给予高度重视。但是，由于多数高校（特别是面向应用型的本科院校）此门课程开设时间不长，很多还在摸索中。为此，本文从该课程的教学内容、教材选用及教学方法等方面展开探讨。
国外汽车电控方面优秀的教材或参考书比较多，例如由William B. Ribbens编著的Understanding Automotive Electronics，目前该书已到第7版。该书首先系统地介绍了汽车、控制系统、电子技术和微机控制等基础，然后介绍了电控发动机及其数字控制系统、传感器与执行器、车辆动态控制、汽车设备等内容。
电动汽车方面的参考教材有美国芝加哥伊利诺斯科技学院电机工程方面讲座教授、电力及电力电子中心主任以及Grainger实验室主任Ali Emadi主编的Handbook of Automotive Power Electronics and Motor Drives。该手册分为5个部分（共31章），主要介绍了汽车电源系统，其中包括半导体器件、传感器和其他组件；不同的电力电子转换器，电机及相关的驱动器，各种先进的电器负载以及电池技术[3]。
由于汽车电控技术是综合性和实践性很强的课程，所以仅仅依靠教材和课堂教学，还难以达到预期效果。所以，还要进行全方位的教学资源建设，例如开发生动的教学课件，建设汽车教学实验和仿真平台、网上交流平台，进行必要的课外实习和实训等。
在教学内容上，汽车电控技术应包含汽车电器、汽车发动机电控技术、汽车底盘电控技术、汽车车身电控技术等几大模块。随着汽车新技术的发展，汽车电控内容也要不断增加，过时的内容要摈弃或少讲，例如对于在传统教材中篇幅较大的蓄电池原理和充电部分、化油器部分等内容，教师可以少讲或不讲；对一些实用或者难以理解的地方要深入细致地讲解，如对汽车电路图的讲解等[4]。
实验项目设置必须保证较好的覆盖面。通常需要开设：汽车电路实验、汽车传感器检测实验、电控汽油燃油喷射系统实验、电控柴油机系统实验、电控自动变速器系统实验、电控无级变速器系统实验、ABS系统检测实验、电控悬架系统检测实验、电动助力转向实验、自动巡航系统检测实验、自动空调系统检测实验、车载CAN总线系统测试与分析实验、安全气囊系统检测实验等必做或任选实验项目。让学生学会正确使用、数字万用表、示波器等设备，能够诊断发动机、自动变速器、ABS等电子控制系统的故障。
对本科院校，实验项目要以综合性、设计性实验为主，对实验中关键的方法步骤应加强对学生的指导，尽量让学生独立操作与思考，强化其动手实践技能。综合性、设计性实验在内容上应强调对原理的掌握与应用，使学生在有限的学时内，在深入掌握汽车电子电气系统结构、原理的基础上，理论联系实际，运用测试设备对实验对象进行检测以获得数据并加以分析，在实践过程中提高学生的综合分析能力[5]。对于部分实验，可采用数字仿真平台进行辅助教学，即在进行实物操作前利用3D虚拟仿真软件进行虚拟仿真，这样一方面可节约时间和成本，另一方面也可弥补实验设备数量的不足。
尽量开设一些多学科领域知识融合的汽车电控新技术实验项目，该类实验教学具有一定的研究性，其内容强调对所掌握的专业知识的综合与创新。必要时应打破课程、学时上和实验室建制、管理上的限制，采用多种灵活的形式，要求学生利用课内、课外时间去完成实验。
一些研究性实验可在Matlab工具箱Diad&Gauge和Simulink，LabVIEW等仿真平台上进行。例如，Matlab中有专用工具箱，其内容涵盖了汽车建模、汽车电子控制、汽车控制仿真技术等多个知识点，通过仿真实验可将汽车和控制紧密地结合起来，从而实现优势互补，既加强了学生的基本功训练，又让学生掌握了先进、高效的实验手段。
由于实车测试困难、危险性高、所处环境难以实现等原因，一直是实验教学的难题。针对这种问题，有条件的高校，要充分利用硬件在环仿真实验平台。在设计该类实验平台时，首先，对所要搭建的平台进行总体设计；然后，在EDA软件开发环境下对平台硬件系统进行电路设计，搭建平台硬件系统；最后，在Matlab/Simulink等仿真建模环境下建立发动机、底盘子系统等半实物仿真模型，开发汽车电子控制系统半实物仿真平台。
例如，通过动力传动系统硬件在环测试实验平台，学生可以设置不同发动机转速、变速箱输入与输出转速、发动机油温、换挡手柄状态、变速箱挡位信号的情况下，直观地观测到TCU基于这些信号发出对变速箱模型的控制信号，例如换挡控制信号、离合器控制信号等。从而可以让学生更好地理解变速箱的工作原理以及发动机与变速箱之间的协调关系。
再如，通过汽车网络硬件在环平台，并结合汽车控制器开发进行实践教学，可以使学生理解汽车网络拓扑、不同网络协议构成子网之间的关系、网络基本概念、总线协议以及网络可靠性等内容。
还有，硬件在环测试平台可以把电工电子、自动控制、信号与系统等前面已修课程综合起来，从而提高综合应用能力。例如，硬件在环测试平台中往往涉及信号量的采集以及输出信号的调制等，并且是通过图形化建模（编程）语言（如Matlab/Simulink等）实现的，可以直观地分析信号和系统的时、频域特性，并进行系统综合（如滤波器设计等）[6]。
另外，借助各实验平台还可进行汽车电子实验设计、课程设计、学生课外科技活动等[7]。
汽车电子控制技术课程应该加强实践能力的考核，采用笔试与实践能力相结合的考核方法。评定成绩时，还要把实验课堂提问、作业、上课情况以及开放实验，甚至汽车电子控制技术论文等，纳入考核中。
参考文献
王绍銧，李建秋，夏群生.汽车电子学[M].第2版.北京：清华大学出版社，2011.
William B. Ribbens. Understanding Automotive Electronics[M]. Elsevier Science， 2003.
[3] Ali Emadi. Handbook of Automotive Power Electronics and Motor Drives[M]. Taylor & Francis， 2005.
[4]郑必松，李步照.汽车电器与电子设备课程教学改革尝试[J].扬州教育学院学报，2009，27（4）：85-87.
[5]屈敏.汽车电子电气课程实验的教学改革与实践[J].科技信息，2011（28）：1.
[6] 戴海峰.汽车电子教学中硬件在环测试实验平台的引入[J].出国与就业：就业版，2011（16）：203-204.
[7]仇成群.汽车电子虚拟实验教学研
关键词：车辆工程 电控 教学 实验
电子与控制技术在汽车上的广泛应用使其动力性、安全性、舒适性和可靠性都得到了显著提高，汽车的电子化程度已经成为衡量汽车先进水平的重要标志。
为了适应社会对汽车电子专业高素质人才的需求，目前国内几乎所有本科院校把汽车电控技术或类似课程列为车辆工程专业必修或选修课，并给予高度重视。但是，由于多数高校（特别是面向应用型的本科院校）此门课程开设时间不长，很多还在摸索中。为此，本文从该课程的教学内容、教材选用及教学方法等方面展开探讨。
1 课程特点
汽车电控技术是车辆工程专业中涉及机械、电子、液压、控制、计算机、信息以及传感技术等学科领域，理论性、综合性和实践性很强的专业课程之一，是汽车研究领域不可或缺的基础课程，同时也是学好汽车专业其他相关课程的桥梁。该课程综合性强，知识覆盖面广，要求学生具有工程数学、模拟电路、数字电路、控制工程、测试与信号处理等课程扎实的基础知识，而且还要具有很强的综合分析能力。2 教材选用与教学内容
教材是教学的基础，合适的教材是提高教学质量的关键因素。目前，国内已出版了大量适用于不同层面的汽车电控教材。其中，不乏优秀的教材，例如，由清华大学王源于：免费论文查重站www.udooo.com
绍銧等编著，清华大学出版社出版的普通高等教育“十一五”国家级规划教材《汽车电子学（第2版）》。该书分3篇：第一篇介绍动力传动控制系统，内容包括汽车电子控制系统及其开发方法、汽油发动机管理系统、柴油机电子控制系统和自动变速器的电子控制；第二篇介绍底盘和车身电子控制系统，内容包括底盘电子控制系统和车身电子控制系统；第三篇介绍汽车电子系统的可靠性和故障诊断，内容包括汽车控制网络、汽车电子系统的可靠性和汽车电子控制系统的故障诊断。国外汽车电控方面优秀的教材或参考书比较多，例如由William B. Ribbens编著的Understanding Automotive Electronics，目前该书已到第7版。该书首先系统地介绍了汽车、控制系统、电子技术和微机控制等基础，然后介绍了电控发动机及其数字控制系统、传感器与执行器、车辆动态控制、汽车设备等内容。
电动汽车方面的参考教材有美国芝加哥伊利诺斯科技学院电机工程方面讲座教授、电力及电力电子中心主任以及Grainger实验室主任Ali Emadi主编的Handbook of Automotive Power Electronics and Motor Drives。该手册分为5个部分（共31章），主要介绍了汽车电源系统，其中包括半导体器件、传感器和其他组件；不同的电力电子转换器，电机及相关的驱动器，各种先进的电器负载以及电池技术[3]。
由于汽车电控技术是综合性和实践性很强的课程，所以仅仅依靠教材和课堂教学，还难以达到预期效果。所以，还要进行全方位的教学资源建设，例如开发生动的教学课件，建设汽车教学实验和仿真平台、网上交流平台，进行必要的课外实习和实训等。
在教学内容上，汽车电控技术应包含汽车电器、汽车发动机电控技术、汽车底盘电控技术、汽车车身电控技术等几大模块。随着汽车新技术的发展，汽车电控内容也要不断增加，过时的内容要摈弃或少讲，例如对于在传统教材中篇幅较大的蓄电池原理和充电部分、化油器部分等内容，教师可以少讲或不讲；对一些实用或者难以理解的地方要深入细致地讲解，如对汽车电路图的讲解等[4]。
3 教学方法
根据汽车电控技术的特点，课堂可以采取的教学方法主要有：（1）演示教学。对原理比较复杂的结构或电气系统，采取教学课件、仿真软件、模型、实物、视频等多种演示方法，从不同的视角来表现结构和工作原理。（2）情景教学和现场教学。在教学实施全过程中，利用实物、多媒体技术、示教板等手段表现真实场景。例如，如果能对一个具体的解体结构进行测试和讲解，就会让抽象、枯燥的课堂变得愉悦起来，并且学生记忆深刻，起到事半功倍的效果。为了了解最新结构，还可带领学生到汽车或零部件企业、汽车修理厂、4S店等实地参观学习。（3）案例式教学。以具体案例引发学生解决实际问题的兴趣，使学生从这样的教学方法中联系生产实际。（4）小组讨论式教学。对某些专题进行讨论教学，组织学生在课下广泛收集资料，在课堂上分小组讨论。（5）启发引导式教学。4 实验和实践教学
该课程实践性很强，对学生的动手能力要求较高，所以在学好理论课程的同时，还需要掌握实验教学环节。实验教学从层次上可分为演示性、验证性、综合性、设计性、研究性实验等类型。目前，国内汽车电控技术实验教学普遍存在着实验学时少、开出率低；演示、验证性实验多，设计和研究性实验少；实验内容简单、类型模式单一；实验设备配备不足，实验教师素质有待提高等问题。实验项目设置必须保证较好的覆盖面。通常需要开设：汽车电路实验、汽车传感器检测实验、电控汽油燃油喷射系统实验、电控柴油机系统实验、电控自动变速器系统实验、电控无级变速器系统实验、ABS系统检测实验、电控悬架系统检测实验、电动助力转向实验、自动巡航系统检测实验、自动空调系统检测实验、车载CAN总线系统测试与分析实验、安全气囊系统检测实验等必做或任选实验项目。让学生学会正确使用、数字万用表、示波器等设备，能够诊断发动机、自动变速器、ABS等电子控制系统的故障。
对本科院校，实验项目要以综合性、设计性实验为主，对实验中关键的方法步骤应加强对学生的指导，尽量让学生独立操作与思考，强化其动手实践技能。综合性、设计性实验在内容上应强调对原理的掌握与应用，使学生在有限的学时内，在深入掌握汽车电子电气系统结构、原理的基础上，理论联系实际，运用测试设备对实验对象进行检测以获得数据并加以分析，在实践过程中提高学生的综合分析能力[5]。对于部分实验，可采用数字仿真平台进行辅助教学，即在进行实物操作前利用3D虚拟仿真软件进行虚拟仿真，这样一方面可节约时间和成本，另一方面也可弥补实验设备数量的不足。
尽量开设一些多学科领域知识融合的汽车电控新技术实验项目，该类实验教学具有一定的研究性，其内容强调对所掌握的专业知识的综合与创新。必要时应打破课程、学时上和实验室建制、管理上的限制，采用多种灵活的形式，要求学生利用课内、课外时间去完成实验。
一些研究性实验可在Matlab工具箱Diad&Gauge和Simulink，LabVIEW等仿真平台上进行。例如，Matlab中有专用工具箱，其内容涵盖了汽车建模、汽车电子控制、汽车控制仿真技术等多个知识点，通过仿真实验可将汽车和控制紧密地结合起来，从而实现优势互补，既加强了学生的基本功训练，又让学生掌握了先进、高效的实验手段。
由于实车测试困难、危险性高、所处环境难以实现等原因，一直是实验教学的难题。针对这种问题，有条件的高校，要充分利用硬件在环仿真实验平台。在设计该类实验平台时，首先，对所要搭建的平台进行总体设计；然后，在EDA软件开发环境下对平台硬件系统进行电路设计，搭建平台硬件系统；最后，在Matlab/Simulink等仿真建模环境下建立发动机、底盘子系统等半实物仿真模型，开发汽车电子控制系统半实物仿真平台。
例如，通过动力传动系统硬件在环测试实验平台，学生可以设置不同发动机转速、变速箱输入与输出转速、发动机油温、换挡手柄状态、变速箱挡位信号的情况下，直观地观测到TCU基于这些信号发出对变速箱模型的控制信号，例如换挡控制信号、离合器控制信号等。从而可以让学生更好地理解变速箱的工作原理以及发动机与变速箱之间的协调关系。
再如，通过汽车网络硬件在环平台，并结合汽车控制器开发进行实践教学，可以使学生理解汽车网络拓扑、不同网络协议构成子网之间的关系、网络基本概念、总线协议以及网络可靠性等内容。
还有，硬件在环测试平台可以把电工电子、自动控制、信号与系统等前面已修课程综合起来，从而提高综合应用能力。例如，硬件在环测试平台中往往涉及信号量的采集以及输出信号的调制等，并且是通过图形化建模（编程）语言（如Matlab/Simulink等）实现的，可以直观地分析信号和系统的时、频域特性，并进行系统综合（如滤波器设计等）[6]。
另外，借助各实验平台还可进行汽车电子实验设计、课程设计、学生课外科技活动等[7]。
汽车电子控制技术课程应该加强实践能力的考核，采用笔试与实践能力相结合的考核方法。评定成绩时，还要把实验课堂提问、作业、上课情况以及开放实验，甚至汽车电子控制技术论文等，纳入考核中。
5 结束语
应用型本科院校在教学方式、方法上要强调应用性、实践性。要以提高教学质量为核心，以理论与实践相结合的原则，注重学生动手能力的培养，特别是学生综合专业能力的培养。参考文献
王绍銧，李建秋，夏群生.汽车电子学[M].第2版.北京：清华大学出版社，2011.
William B. Ribbens. Understanding Automotive Electronics[M]. Elsevier Science， 2003.
[3] Ali Emadi. Handbook of Automotive Power Electronics and Motor Drives[M]. Taylor & Francis， 2005.
[4]郑必松，李步照.汽车电器与电子设备课程教学改革尝试[J].扬州教育学院学报，2009，27（4）：85-87.
[5]屈敏.汽车电子电气课程实验的教学改革与实践[J].科技信息，2011（28）：1.
[6] 戴海峰.汽车电子教学中硬件在环测试实验平台的引入[J].出国与就业：就业版，2011（16）：203-204.
[7]仇成群.汽车电子虚拟实验教学研
源于：论文资料网www.udooo.com
究探讨[J].装备制造技术，2011（11）：211-213.