基于PFAutoECU-B5的《汽车电脑与总线测试诊断技术》课程工学一体化教学改革

邓炯锋

（广东机电职业技术学院汽车学院，广东 广州 510515）

基于PFAutoECU-B5的《汽车电脑与总线测试诊断技术》课程工学一体化教学改革

邓炯锋

（广东机电职业技术学院汽车学院，广东 广州 510515）

车载电控单元（ECU）的数量日益增多，以CAN总线为代表的车用总线通信系统得到广泛应用，汽车电脑与总线相关课程的改革迫在眉睫，笔者提出了基于PFAutoECU-B5的理实一体化教学改革设计，理论与实践教学对分，学生动手机会多，操作熟练度显著提升，教学效果改善明显。

汽车电脑；CAN总线；测试诊断；一体化；教学改革

1 引言

伴随着汽车电子技术的快速发展，车载电控单元（ECU）的数量日益增多，车内外数据交换量大幅度提升，汽车总线技术的应用可以避免电子设备和电控单元的剧增带来线束数量的骤增，在汽车上得到了广泛的应用。以CAN总线为代表的车用总线通信系统，将各个ECU连接成一个网络，以共享的方式传送数据和信息，实现网络化的数字通信与控制功能[1]。

根据传输速率要求的不同，车用CAN总线系统可分为三类：(1)动力CAN，速率为500Kbit/s；(2)舒适CAN，速率为100Kbit/s；(3)信息娱乐系统CAN，速率为100Kbit/s[2]。目前，很多高职院校汽车电子技术专业都开设了汽车电脑与总线相关课程，内容基本涵盖了上述各类汽车CAN总线的技术协议、组成、数据传输原理、结构原理、故障诊断与检修等。因为汽车CAN技术相关课程是理论性和实践性都比较强的，其教学重点都应该会放在CAN总线控制系统原理与诊断上。而CAN总线技术是一门跨学科的产物，融合了计算机、电子信息、车辆工程、汽车运用与维修等多个学科[3]，技术新、更新快、种类多、太抽象、难理解，因此要求授课老师必须具有较丰富的实践经验，要熟练掌握各种总线的技术特点、开发方法等，进而充分利用特点对比法、共性分析法进行教学。

2 汽车电脑与总线相关课程教学方法

汽车电脑与总线相关课程在教学方法选取上应以理实一体化为宜。例如文献4以《汽车总线技术》课程改革为突破口，开展汽车总线教学做一体化实训室建设[4]。其中，汽车电脑部分，可利用proteus软件设计一些实例进行讲解演示，这种方式比较生动形象，有助于提高学生的学习兴趣[5]。而对于汽车总线部分，为弥补汽车总线技术实训设备的不足，有的学校则专门成立科研团队，以大众帕萨特车载网络系统的实物元器件为基础，构建车载网络系统的模拟运行装置，同时通过校企深度合作，开发课程资源[6]。也有人针对基于CAN总线的车身控制系统综合测试及教学演示的需要在分析现有平台的基础上，给出了一个用于车身CAN总线的信息综合分布式控制监督管理以及自动监测的虚拟试验平台[7]。笔者所在的学校则主要采用了一套基于大众帕萨特B5总线系统的汽车电脑与总线技术实训设备PFAutoECUB5汽车CAN总线实训台架系统。

3 基于PFAutoECU-B5汽车CAN总线实训台架系统的实训项目设计

如前所述，汽车电脑与总线课程宜采用理实一体化教学方法，课程总学时为72学时，其中实践学时为36学时。

PFAutoECU-B5系统由16个ECU组成，每个ECU为一个联网但具备独立控制功能的电子控制单元，充分体现了基于汽车CAN总线的分布式控制系统优势。

图1 PFautoECU-B5系统网络结构图

每个电子控制单元都具有CAN总线通信功能，并都可以独立工作或与其他单元等通过CAN总线联网工作。根据每个电子控制单元在整个CAN网络系统中的不同角色，分别组成物理层为容错CAN（ISO-11898-3）的舒适系统CAN网络和物理层为高速CAN（ISO-11898-2）的动力系统CAN网络。

表1 高速CAN、容错CAN对比表

PFAutoECU-B5系统涵盖了CAN总线教学、汽车电控系统教学所需的软硬件。以某中型轿车CAN网络控制系统为蓝本设计的PFAutoECU-B5系统，输入输出硬件绝大多数采用实物汽车硬件，具有很好的教学易用性；CAN网络参照实际汽车CAN网络构架、控制策略，配合多个彩色液晶显示屏显示通信状态、控制状态动画等，具备很好的汽车CAN总线实训教学效果。具体的实训项目的设计，主要参考了相关岗位能力需求及岗位工作任务，包括以下几个方面：

表2 实践教学设计

4 总结

针对汽车电脑与总线技术相关课程，有人提出了教材建设、增加实验学时、改变教学方式和加强教师自身专业知识修养等方面的改革措施[3]。也有人提出通过LabVIEW编写上位机测控软件，并结合网络技术与多媒体技术，使远程实验教学与操作成为现实[8]。

而我们则采取以特定车型的总线系统为模型进行示范性教学，亦即先向学生介绍各种汽车车型所采用的总线系统，然后再选取一款最经典、最具代表性的车型所采用的总线系统进行理实一体化的系统教学。大众车型所采用的汽车总线系统为CAN—BUS总线，通过网关将驱动总线、舒适总线、仪表总线、信息总线、诊断总线连接，最具代表性[9]。所以我们选择了大众的帕萨特B5系列轿车CAN总线系统为对象。在教学过程中，理论和实践学时达到1：1，学生动手机会多，操作熟练度显著提升，教学效果改善明显。

[1]王宇嘉，陈小龙．《汽车总线通信综合实验》教学改革与探索[J]．时代教育，2015（17）：56，62．

[2]崔幸．浅谈汽车CAN总线项目教学法[J]．课程教育研究（新教师教学），2012（01）：25-26．

[3]吴斌．汽车总线技术教学改革探索与实践[J]．信息通信，2014(07)：285-286．

[4]杨德明．教学做一体化实训室建设研究——基于《汽车总线技术》课程开发[J]．电子测试，2017，(02)：120，122．

[5]邹浙湘，王思卓，李明扬．汽车单片机实验教学改革探索与实践[J]．教育教学论坛，2012(25)：27-28．

[6]杨建良，占百春，屠晓东，等．汽车车载网络系统教学平台研发与应用[J]．中国职业技术教育，2015(11)：42-45．

[7]姚远达，徐榕．虚拟汽车CAN总线平台的开发与研究[J]．机械，2006(06)：14-15，18．

[8]连静，高仁璟，李琳辉，等．基于虚拟仪器的汽车空调远程实验系统[J]．实验室科学，2013(05)：105-108．

[9]马理．《汽车总线诊断》课程实施学做一体化教学方法的探索研究[J]．天津职业院校联合学报，2013(05)：93-96．

Study on the Cooperative Education Reform of the Curriculum ofAutoPC and Bus Testing Diagnosis Technology Based on theAuto CAN Testing Platform of PFAutoECU-B5

Deng Jiongfeng
(College ofAutomobile Mechanics,Guangdong Mechanical&Electrical Polytechnic,Guangzhou 510515,Guangdong)

With the increasing of the automotive ECU and the wide application of the automotive bus communication systems as the CAN bus,the education reform of the curriculums of the AutoPC and the bus technology becomes urgent.The paper provides the instructional design of theory and practice integration based on the Auto CAN Testing Platform of PFAutoECU-B5,which develops the practice opportunities.For the students,both of their operation proficiency and the education effect can be raised evidently.

AutoPC;CAN bus;testing diagnosis;integration;education reform

G712.4；U471-4

A

1008-6609(2017)07-0084-03

邓炯锋（1979-），男，广东从化人，本科，助理研究员，研究方向为汽车可视化教学、汽车局域网研究。