為結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)，充實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)與操作訓(xùn)練有機(jī)地結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動手能力和創(chuàng)造力，結(jié)合汽車電動門窗常見故障，訓(xùn)練學(xué)生獨(dú)立分析診斷的能力，選用具有代表性的車型設(shè)計(jì)、開發(fā)電動門窗實(shí)驗(yàn)臺。
1、總體設(shè)計(jì)功能要求
(1) 設(shè)有臺架以及設(shè)在臺架上的面板，還包括供電裝置，在臺架上設(shè)有電動門窗，在面板上設(shè)有信號輸出裝置和輸出接線端，供電裝置、信號輸出裝置和輸出接線端均與電動門窗電氣連接。
(2) 故障診斷功能。結(jié)合控制系統(tǒng)本身的故障自診斷功能可以任意設(shè)置故障，通過臺面設(shè)計(jì)的功能區(qū)，進(jìn)行設(shè)置故障和診斷故障。
(3) 檢測設(shè)備匹配功能。實(shí)驗(yàn)臺設(shè)有一個(gè)診斷端子接口，可以與故障分析儀進(jìn)行相連，直接測量輸出信號，進(jìn)行實(shí)車故障診斷與分析。
(4) 教學(xué)演示功能。真實(shí)反映出系統(tǒng)的組成及控制過程，并且實(shí)驗(yàn)臺具有可操控性能，可以動態(tài)測試。
(5) 在實(shí)驗(yàn)臺上能夠完整地實(shí)現(xiàn)電動門窗在實(shí)車上的全部功能。如防夾保護(hù)功能: 在單觸式自動關(guān)窗期間，如果異物卡在窗內(nèi)，此功能自動停止電動車窗并將車窗玻璃向下移動大約50mm。
(6) 實(shí)現(xiàn)速度感應(yīng)式車門自動鎖止功能。即當(dāng)車速大于約20km/h，所有車門均關(guān)閉時(shí)，此功能可使所有車門自動鎖止。
2、電動門窗實(shí)驗(yàn)臺的設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)臺的設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)良好的操縱性能及示教效果，同時(shí)考慮整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)件的支撐及定位緊湊，臺面質(zhì)量分布均勻度、臺面的整潔度、臺面穩(wěn)定性、運(yùn)動件與固定件是否發(fā)生干涉等因素。
2. 1 面板的設(shè)計(jì)
電器實(shí)驗(yàn)臺的板面設(shè)計(jì)和制作主要依據(jù)LS400轎車電動門窗線束進(jìn)行布置，同時(shí)也參照了LS400轎車電動門窗各電器元件的布置情況。該設(shè)計(jì)可以合理地利用板面空間，還可以盡zui
大可能地再現(xiàn)各電器元件在原車上的位置。但由于在同一平面上，沒有空間位置關(guān)系，這樣在某些細(xì)節(jié)部分和原車的實(shí)際位置就有一定的差別。板面尺寸的確定主要依據(jù)各個(gè)電器元件的形位尺寸和位置尺寸。根據(jù)線束的布置及幾個(gè)主要元件的形位尺寸，然后初步估算板面的大小，把布置在板面輪廓上的元件的位置確定下來。
2. 2 臺架的選材
臺架的材料選用45號方鋼，強(qiáng)度、價(jià)格均可行。臺架的各連接處均采用焊接，其強(qiáng)度不低于原材料的強(qiáng)度，可以達(dá)到支撐臺面及固定、穩(wěn)定的作用。為了移動方便，采用橡膠輪，起到減震的作用。
2. 3 實(shí)驗(yàn)臺動力源的選擇
為驅(qū)動電動門窗相關(guān)器件的運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)驗(yàn)臺需要有合適的驅(qū)動力，驅(qū)動力可選12V蓄電池或電動機(jī)提供，該實(shí)驗(yàn)臺選用12V的蓄電池。
3、實(shí)驗(yàn)臺顯示面板設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)臺面板的設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。包括信號輸出裝置、輸出接線端、狀態(tài)顯示燈和顯示儀表等。該設(shè)計(jì)遵循原車進(jìn)行繪制，如圖1所示，但略有改動，形象直觀地再現(xiàn)了電動門窗的工作原理，同時(shí)根據(jù)實(shí)車中的常發(fā)故障現(xiàn)象，在電路中設(shè)置了檢測端子，可通過檢測儀器對各主要傳感器、執(zhí)行器的電壓進(jìn)行檢測。

圖1 實(shí)驗(yàn)面板設(shè)計(jì)圖前面板
3. 1 實(shí)驗(yàn)臺的故障設(shè)置
實(shí)驗(yàn)臺的故障設(shè)置可以迅速使電動門窗切換進(jìn)入不同的故障狀態(tài)，學(xué)生可以觀察各種故障對電動門窗工況的影響，進(jìn)一步確定故障現(xiàn)象，并可以利用解碼器、萬用表等儀器在實(shí)驗(yàn)臺
上進(jìn)行檢測和故障診斷與排除。控制電路中的故障是模擬實(shí)車電路中出現(xiàn)斷路、搭鐵不實(shí)、接觸不良等故障現(xiàn)象來設(shè)置的。因此，故障的設(shè)置是由一個(gè)隱蔽的開關(guān)對線路進(jìn)行斷開或接合的控制。隱蔽的開關(guān)被設(shè)置在實(shí)驗(yàn)臺面板背面，進(jìn)行集中控制。將一個(gè)故障開關(guān)置于斷開的位置時(shí)，在實(shí)驗(yàn)臺的相應(yīng)部位就會產(chǎn)生一個(gè)故障。可以設(shè)置單一故障，也可以同時(shí)設(shè)置多個(gè)故障，便于現(xiàn)場教學(xué)演示與故障診斷測試與考核。故障設(shè)置開關(guān)如圖2所示。

圖2 實(shí)驗(yàn)面板設(shè)計(jì)圖后面板
3. 2 信號輸出裝置的設(shè)計(jì)
在教學(xué)過程中，接通電源，信號輸出裝置( 如狀態(tài)顯示燈、顯示儀表、報(bào)警器等) 可以將電動門窗的各種狀態(tài)輸出，用于向?qū)W生顯示電動門窗的工作狀態(tài)，如用于顯示電動門窗閉鎖器、電機(jī)或報(bào)警等狀態(tài); 將檢測儀器與輸出接線端對接，可以檢測電動門窗某處的電壓或電流信號，如門窗電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向、電機(jī)的電壓等。其顯示儀表可用以ATmega16單片機(jī)為核
心的控制器先進(jìn)行調(diào)試，經(jīng)試驗(yàn)證明可行。
3. 3 控制電路的設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)臺面板電路的設(shè)計(jì)中設(shè)置了檢測點(diǎn)，因此在控制電路中對應(yīng)地也設(shè)計(jì)故障點(diǎn)，每個(gè)故障點(diǎn)均設(shè)有開關(guān)，利用故障開關(guān)的通斷來實(shí)現(xiàn)線路的通路和斷路，進(jìn)行故障模擬。
實(shí)驗(yàn)臺的控制電路如電動車窗系統(tǒng)電路圖3、電動門鎖系統(tǒng)電路圖4 所示。

圖3 電動車窗系統(tǒng)電路圖

圖4 電動門鎖系統(tǒng)電路圖
LS400轎車電動門窗實(shí)驗(yàn)臺是針對國內(nèi)職業(yè)教育行業(yè)的各類職業(yè)學(xué)校和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，它可以變被動教學(xué)為主動教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可有效縮短授課時(shí)間。本實(shí)驗(yàn)臺
的開發(fā)應(yīng)用，將對電動門窗系統(tǒng)的教學(xué)實(shí)施起到積極的推動作用。實(shí)驗(yàn)臺檢測技術(shù)相對先進(jìn)，實(shí)用價(jià)值相對較高并且價(jià)格合理，具有一定的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。