基于整车故障诊断维修的诊断教学系统的制作方法

本发明属于汽车诊断系统，具体涉及一种基于整车故障诊断维修的诊断教学系统。

背景技术：

1、在整车故障诊断维修的教学领域，现有技术主要依赖于传统的课堂教学方法和基础的实践操作。包括理论讲授、简单模拟演示以及基本的实车操作训练。

2、现有技术中，教学方法侧重于理论知识的传授，通常通过课堂讲解和教科书学习来进行，有助于学生理解基础概念和原理。然而实践操作有限，尽管包含一定的实践操作，通常受限于可用的设施和资源，实车练习机会有限，且往往不能覆盖各种复杂的故障情况。并且，教学内容和进度相对固定，难以根据每个学生的学习进度和能力进行个性化调整。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于整车故障诊断维修的诊断教学系统，用于解决现有技术中实践成本高、教学内容固定、难以个性化的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种基于整车故障诊断维修的诊断教学系统，包括故障设置模块、设备连接模块、故障诊断模块和触控一体机；

4、故障设置模块用于设置模拟车辆的故障情况；故障设置模块包括故障设置单元、端子存放单元、线路端子单元、常电单元和搭铁单元；故障设置模块与模拟车辆相连接；

5、设备连接模块用于将故障诊断模块连接到模拟车辆；设备连接模块包括电源连接接口和信号连接接口；分别用于进行电源线束连接和信号线束连接；

6、故障诊断模块用于采集模拟车辆的实时数据和故障代码；

7、触控一体机用于教师上传教学资源库，学生接收课程内容和指定的故障诊断任务，并访问教学资源库，记录修复过程并保存为json文件。

8、优选地，端子存放单元用于存放和管理用于模拟故障的各种电气端子和连接件，包括不同类型和尺寸的端子，用于适应不同的车辆和系统需要；

9、线路端子单元用于模拟车辆电气系统中的线路连接和故障，通过改变线路连接或引入线路故障，模拟包括断线、短路的电气故障；

10、常电单元用于模拟车辆的常电供电系统，常电供电系统指始终供电的电路，在汽车中，包括时钟和具有记忆功能的电气组件即使在熄火后也要持续供电，常电单元可以用于模拟与常电供电相关的故障，包括常电电路故障、电池漏电和常电电压低的供电故障；

11、搭铁单元用于模拟车辆的接地系统，即车辆电气系统中的搭铁或接地部分，在汽车中具有良好的接地才能保证电信号的稳定传输，搭铁单元通过模拟接地不良或接地故障模拟汽车故障。

12、优选地，电源线束连接需要将电源线束一端连接到设备连接模块的电源连接接口，另一端连接到模拟车辆蓄电池接口；信号线束连接将信号线束一端连接到设备连接模块的信号连接接口，另一端连接到模拟车辆的控制接口；

13、模拟车辆的实时数据包括发动机转速rpm、扭矩t、燃油流量f、燃油密度d，用于计算有效功率p和输入燃料能量ein；还包括空气流量m、燃油压力pf，用于计算实际空燃比ract；故障代码表示模拟车辆对故障位置的标识，通过结合实时数据对模拟车辆的故障原因作出判断；

14、教学资源库中包括教师上传的维修资料，包括针对特定故障代码的维修手册；教学资源库还包括维修教学视频和交互式课程。

15、优选地，基于整车故障诊断维修的诊断教学系统的具体工作流程包括：

16、步骤s1：初始故障设置与准备阶段；教师通过故障设置模块预设一系列模拟车辆故障情况，学生在触控一体机上登录学生端，接收课程内容和指定的故障诊断任务；

17、步骤s2：故障模拟与诊断阶段；学生通过设备连接模块将诊断工具连接到模拟车辆上；设备连接模块连接完成后，故障设置模块激活预设的故障，模拟真实车辆故障情况；学生通过故障诊断模块收集车辆的实时数据和故障代码，并进行初步分析；

18、步骤s3：诊断过程与学习阶段；学生通过触控一体机查阅相关的维修手册、维修课程和案例分析，理解故障原因和修复步骤；在理解故障原因后，学生通过触控一体机进行模拟车辆的故障修复；

19、步骤s4：评估与反馈阶段；在学生完成模拟车辆的故障修复后，使用故障诊断模块验证故障是否被成功修复；教师通过触控一体机登录教师端，查询学生的故障修复过程记录。

20、进一步地，预设一系列模拟车辆故障情况的具体方法包括：首先确定需要模拟的故障类型，例如断路故障、搭铁短路故障、电源短路故障和互短故障等；其次根据需要模拟的故障类型，从端子存放单元取所需的线路端子和连接件；最后，构建故障模拟电路；对于不同的故障类型，通过设置线路端子单元来模拟车辆电气系统故障，通过设置常电单元来模拟常电单元故障，通过调整搭铁单元来模拟接地相关的故障；通过电气系统故障模拟动力系统故障。

21、进一步地，故障诊断模块通过模拟车辆内的传感器收集车辆实时数据，包括发动机转速rpm、扭矩t、燃油流量f、燃油密度d，用于计算有效功率p和输入燃料能量ein；还包括空气流量m、燃油压力pf，用于计算实际空燃比ract；

22、有效功率p与转速和扭矩具有函数关系，输入燃料能量ein与燃油流量f、燃油密度d具有函数关系，判断点火故障、怠速控制系统故障故障；实际空燃比ract判断燃油供应不足、进气系统泄露故障；

23、在修复过程中，触控一体机需要将学生的修复步骤保存为修复过程记录文件，为了方便教师通过触控一体机对修复过程进行还原，将修复过程记录文件通过json格式保存。

24、进一步地，步骤s2中通过故障诊断模块收集车辆的实时数据和故障代码，并进行初步分析的具体步骤包括：

25、收集车辆实时数据，根据实时数据计算判断故障的关键指标，并与故障代码对应起来，若相应指标的表现与故障代码的含义相对应，则判断故障类型；

26、记录车辆的发动机转速rpm、扭矩t，通过公式计算出车辆的发动机有效功率p，其中ρ表示机械效率，在车辆传动系统中，不同传动连接类型的机械效率属于固定值，由本行业标准可查得；其次，通过公式ein＝f×d，计算得到输入燃料能量ein，其中f表示燃油流量，d表示燃油密度；

27、记录车辆的排气管空气流量m、燃油压力pf，排气温度tex，通过公式计算得到实际空燃比ract，再通过公式计算得到空燃效率a；

28、排气温度正常工况值、额定空燃效率是车辆及其部件的工作参数，记载于生产厂家的数据手册中。

29、进一步地，修复过程记录文件的数据结构格式包括学生信息、故障修复记录、修复过程详情、系统反馈和教师评价；其中，学生信息包括学生id、姓名和班级/课程，故障修复记录包括故障代码、修复开始时间和修复结束时间，修复过程详情包括步骤记录、决策点和工具使用，系统反馈包括实时提示和效果评估，教师评价包括教师评分和评论；

30、学生id表示唯一标识学生的编号，故障代码表示学生修复的具体故障代码，步骤记录包括每个修复步骤的描述和每步开始和结束的时间，决策点包括修复过程中的关键决策和每个决策的时间点，工具使用包括修复过程中使用的工具和设备，实时提示表示系统在修复过程中给出的提示和警告，效果评估表示每个修复步骤后的系统效果评估。

31、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

32、1、本发明通过模拟真实车辆故障情况，学生能够在实际操作中更好地理解和应用理论知识，从而在技能和知识两方面都得到全面发展，系统中的故障设置模块允许教师创建多样化的故障场景，增加教学的广度和深度；此外，触控一体机作为一个交互式教学平台，提供了丰富的教学资源，包括维修手册、视频教程和交互式课程，这些都极大地丰富了学生的学习体验。

33、2、本发明故障诊断模块为学生提供了一个实时数据收集和分析的平台，提高了学生在实际工作环境中诊断和修复故障的能力，通过对实时数据的分析和故障代码的解读，学生能够更准确地判断故障类型，并学习如何采取有效的修复措施。

34、3、本发明修复过程记录文件的数据结构为教师提供了一个量化的工具来评估学生的学习进度和技能水平，通过详细记录学生的每一步操作、决策和工具使用情况，教师能够更精确地了解学生的学习状况，并提供针对性的指导和反馈。