本课题在原汽车测控实验教学系统的基础上，通过软、硬件的设计与开发，研制了发动机及变速器测控实验教学系统。该系统以90款日产Maxima VG30E电控发动机及RE4F02型自动变速器为基础，在不影响电控发动机及自动变速器各种性能的前提下，对电控系统进行改造，最终设计了一套可进行实验、教学、科研及实际故障检测的平台。通过系统的信号显示及检测板、信号模拟台、故障设置台及基于虚拟仪器技术的软件平台，可实现电控发动机及自动变速器电控系统各信号的动态显示及检测，主控信号的模拟，常见故障的设置，信号波形及参数的显示、存储、再现及与标准波形的对比，数据流分析等功能，从而也具有故障检测功能。本课题的主要内容为：1)发动机及变速器台架的设计。使发动机、变速器、变速杆、加速踏板、制动踏板、燃油箱、蓄电池及各种仪表协调有序且可靠地布置在一可移动的台架内，并在熟悉系统电路的基础上对系统进行重新布线。设计后的台架具有布局合理，美观大方，灵活性、可靠性高、可操作性强，实验、教学效果好的优点；同时台架还能脱离系统其它部分单独运行，独立性强；2)测控台架的设计。设计了可进行电压变换、信号隔离、信号整形、信号放大、限压稳压、电路切换等功能的信号调理电路；通过优化发动机及变速器线路，设计出了信号显示及检测电路，实现了信号动态显示及检测功能；利用单刀双掷开关的切换、电位计的调节，可对4个主控信号进行模拟；设计了故障设置模块电路，利用AT89C51单片机及74LS154、74LS249等芯片扫描故障设置按键的状态，进而对操作终端的继电器进行控制，实现对常见36个故障进行设置；3)基于虚拟仪器技术的测控软件的设计。根据测试要求选择合适的计算机和数据采集卡，根据软件开发平台的特点选择LabVIEW软件作为系统的开发平台，设计了主控模块、参数设置、虚拟仪表、起动测试、波形测试、变速器测试、数据处理等10个软件模块，实现了系统的登陆、参数设置、虚拟仪表、测试各种工况下发动机及变速器各信号波形或变化趋势、测试波形与标准波形对比、数据流分析、波形打印、波形存储、数据事后处理、系统帮助等功能；4)系统软、硬件的调试及试验分析。对软硬件各模块进行现场调试，系统运行正常可靠、达到系统设计的要求；分别在起动、怠速、加速工况下进行原机试验、信号模拟试验、故障设置试验，使用Fluke98汽车万用示波器、万用表和软件平台的相关模块对信号的数据及波形进行测试，对比现实仪表与虚拟仪表的实验结果。通过试验结果的分析，表明系统能真实反映发动机及变速器的工作参数及信号波形，充分实现信号的动态显示及检测、信号模拟、故障设置等功能，使用软件平台能准确可靠地进行信号的采集、参数及波形的测试、数据及波形的保存、处理，系统达到了设计的目标。经实验室试用，结果表明，该系统具有人机界面友好、操作方便、可靠性高的优点，可同时服务于实验、教学、科研及故障诊断，具有较高的实用价值及应用前景。