汽车故障诊断仿真实训系统的设计与实现

熊先锋

摘要：汽车故障诊断仿真实训系统的设计与实现对受训人员汽车故障检验技能的培训和提升有着重要作用。本文分析了当前汽车故障诊断的几种采用方法，并在此基础上探讨了汽车故障诊断仿真实训系统的设计与实现。

关键词：汽车故障诊断；汽车故障诊断仿真实训系统；设计与实现；

1. 引言

汽车故障诊断仿真实训系统的设计与实现对受训人员汽车故障检验技能的培训和提升有着重要作用，并受到全世界培训机构的重视。这种虚拟现实场景的系统模式，很好的满足了受训学员因为参与汽车故障诊断的机会少而难以提升检测技能的需求，从而让受训学员能够满足社会发展的需求。

2. 现代汽车故障诊断方法

2.1 人工检验方法

依靠维修人员的诊断经验，在不拆解汽车或者只是在局部拆解的情况下，借助一些建设的设备仪器，依靠维修人员丰富的知识积累，采用眼睛、手感、鼻子、耳朵等身体器官来确定汽车故障存在的原因并指出故障发生部位。可以说，人工检验方法是最简单也最原始的方法，具有很大的开发潜能性，即使现在科技突飞猛进，也不能替代人工检验方法，因为科技的使用也需要通过人员来完成，只有将科技技术检测建立在人员检测的基础上，通过人工检验对汽车故障有了初步判断和定性分析以后，才能更科的利用现代化科学技术。

2.2 仪器诊断方法

仪器诊断方法是通过现代化检测诊断仪器，在不拆解和仅仅做局部拆解的情况下对汽车各种故障进行检测、分析，最终确定汽车故障的原因及存在部位。仪器诊断方法是当前常用检测方法中比较精确的方法。随着社会发展和技术进步，人们对汽车安全性、环保型以及舒适性要求的越来越高，对汽车故障诊断的要求也将越来越高。仪器诊断对汽车故障做出的精确定量分析正好满足了当下汽车故障诊断从定性分析向定量分析逐渐转变的需求，成为协助维修人员迅速有效诊断汽车故障的一种科学设备。

2.3 故障码诊断方法

故障码诊断方法又被称之为电脑自诊断方法，在诊断过程中维修人员通过汽车电脑故障诊断仪器调取故障码之后，通过询问汽车生产厂家提供的维修手册中的故障码，并结合维修手册提供的诊断流程图对汽车故障进行诊断分析。故障码诊断是一种特殊的诊断方式，随着电子系统技术的发展，故障码诊断也将成为一种主流诊断方式，对汽车故障诊断有着重要作用。

2.4 综合诊断方法

根据已经查明的汽车故障状况，在汽车结构原理之上，通过分析汽车故障原因分析汽车故障与故障之间的内在联系，从而确定汽车故障原因及存在部位，最后综合分析汽车故障。这种方法更多的适合于无故障码或者无电控系统汽车的故障诊断。传统模式下的汽车故障诊断法就是综合诊断法的基础。综合诊断法是最常见的一种方法，无论过去，现在还是将来，综合诊断法都将是一项具有重要意义的汽车故障诊断方法。

3. 仿真实训系统的设计与实现

3.1 虚拟现实技术的应用

VRML就是虚拟现实建模的一种语言工具，能够有效的帮助建立真实场景模型或者虚构三维世界的场景建模语言。这种软件主要通过计算机和网络技术得以体现，用该建模语言来实现虚拟场景时，一般是由小到大将所有场景计划成若干个小场景和片段，存在不同的文件中，最后根据指令将各个部分进行有效的链接，从而实现场景的再现。

3.2 汽车仿真实训场景的实现

根据实训需要，建模主要包含了轿车、汽车举升机、尾气排放设备等，并采用3D实时渲染技术，场景可以根据需要进行360度旋转和缩放功能，实现了各个角度的切换，只要通过电脑就能进行全方位的场景互换操作，从而保证了仿真实训系统的实现。为了让维修人员能够感受到身临其境的真实感觉，实训场景建模举升机场景周围要配有工具车、排放设备、零件柜、工作照明灯、气动设备等等；在驾驶室模型构建方面，操作感受要尽量体现真实驾驶的环境；发动机舱模型是学习人员实训最多的地方，其仿真效果要更加完善，这些场景能够让学习人员通过实训场景快速找到真实状态。

3.3 系统建模的实现

3.3.1建模工具以及建模精度

为了能够确保所建立的虚拟现实环境更加真实，让受训人员能够感受到与真实场景一样的气氛，在建模过程中要对模型进行等级划分，不同的模型不不同的等级表示，这样可以减少开发工作量，同时减少运行过程中的复杂程度，对提高建模的运行和质量都能带来更多优势。在分级过程中，可以将建模分成三个等级，依次为A、B、C三级。A级最高，B级次之，C级最低。维修场地这样的模型场景就可以将其分布在C级；车辆外观、车辆内饰等对虚拟场景有一定的影响，可定义为B级；车辆零部件、检测仪器以及维修工具这些直接关系建模质量和使用效果的场景则要定义为A级。通过这样的级别定义，可以更加有效的实现建模精度，提升建模的使用效果。

3.3.2轿车实体建模的过程

在建模过程中需要完成资料收集、模型制作与后期处理以及模型合成三大块内容。在这个三个阶段中，各自的工作重心是不一样的。在收集资料阶段，要收集车辆的相关数据，包括车宽、车高、轴距以及车辆实物图片、原车电路图、车辆零部件图片等资料。在模型制作与后期处理阶段，模型制作要以实体车辆数据为基础，根据实际车辆尺寸比例、外观等设计模型，从而保证模型合乎实际需求。在模型合成阶段，要通过各种技术转换，将独立创建的各模型实体按照模型数据库的逻辑要求组织起来。

3.3.3汽车检测仪器以及维修工具模型

随着电子技术和自诊断系统在汽车上的大量应用，传统模式下的维修检验方式已经无法满足当下汽车检测需求。为了能够提高培训学员利用现代化检测诊断仪器的能力，在设计和实现系统的时候，除了要建立维修工具模型，还要对故障诊断仪器等现代化检测仪器进行建模，主要包括万用表、废气分析仪、气缸压力表、燃油压力表、真空表、示波仪等。受训人员在实训过程中通过对汽车检测仪器和维修工具的使用，可以增强实训人员的维修技能。

总而言之，虚拟现实技术是基于现代化科技技术和计算机技术以及互联网技术的进步而得以实现的一种新兴场景模拟技术。该技术适应了社会发展潮流，通过人们的听觉、视觉等感官反应对虚拟的现实环境进行感知，实现和真实环境一样的训练模式，从而在虚拟现实环境下实现对汽车故障诊断的实训。

4. 参考文献：

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[3]邹亚强，史庭足. 基于典型工作任务的“汽车故障诊断技术”课程设计与实施[J]. 职教通讯，2013，27：10-14.