基于智能化的汽車故障檢測系統研究

薛萌 張怡

1.華北理工大學電氣工程學院 河北省唐山市 063210 2.唐山市灤南縣職業教育中心 河北省唐山市 063500

1 引言

汽車的研發與汽車系統在不斷更新換代，尤其在汽車故障的檢測維修與診斷方面在不斷優化與完善，才能確保與汽車系統的發展形成相符。因此使用智能化技術可以加強汽車故障檢測系統的運行效率，加強汽車故障的判斷準確性，為人們的出行安全提供保障。

2 基于智能化技術的汽車故障檢測系統設計

將智能化技術應用在汽車故障檢測系統中，可以在不對汽車進行解體的基礎上，利用智能化的檢測方式，采集汽車運行期間出現的各種故障信息。同時，將采集到的相關信息，在智能化技術的基礎上，對故障進行檢測與判斷。在對汽車故障檢測系統進行構建時，可以加強對健康管理技術的綜合應用，該技術屬于航空航天領域中的管理技術。此外，在借助智能化系統對故障加以檢測時，診斷技術的發展已經由原分系統診斷故障的方式，逐漸發展為全面的汽車健康管理系統。通常來說，該系統包括系統系統運行情況的監測、故障的診斷與維修等。借助健康管理技術，能夠有效實現對汽車發生故障位置的確定，通過對故障程度的分析有效處理故障。最終，對檢測、診斷完成的故障進行清除。

在利用智能化技術對汽車故障檢測系統進行構建時候，要結合實際情況，對傳感器的數據采集、通信和故障識別等模塊，進行綜合的設計。智能化汽車故障檢測系統的工作原理是在汽車中安裝各個傳感器，傳感器數據采集模塊會對傳感器中的數據信息進行收集，之后將得到的數據傳輸到上位機中，由此實現對汽車各部位故障的檢測與識別[2]。借助準確的算法，能夠在故障識別代碼上精準的對故障代碼加以判斷，從而將所判斷出的故障代碼帶入到故障檢測與維修信息管理模塊中，運用該模塊對所判斷出的故障代碼加以查詢，得出最終的汽車故障信息與維修信息。另外，用戶在調用或是錄入汽車的相關信息時，可以根據汽車的故障情況，借助故障檢測與維修信息管理系統，實現對汽車信息的概括。同時，將汽車故障情況與以往所發生故障情況的記錄，展開對比與分析，從而完成系統的智能化管理目標。

3 基于智能化技術的汽車故障檢測與維修管理系統設計

3.1 系統設計目標

在智能化汽車故障檢測與維修管理系統中，其作為汽車故障檢測系統中的重要組成部分，其可以發揮的主要功能將是將故障識別模塊中的數據作為基礎，得到相應的故障代碼之后對故障信息進行 查詢，之后由查詢到的信息使用有效的維修工藝與措施，例如維修動作[3]、對故障元件進行及時更換等操作，之后故障檢測系統會將數據庫中的信息進行統計與分析，將最終分析結果發送給用戶，用戶就可以進行相應的管理或決策行為，因此在對智能化汽車故障檢測系統進行設計的過程中，需要實現以下設計目標：第一，要對操作界面進行合理設計，增強界面的友好性。由于系統與用戶的主要聯系都會通過界面完成，因此加強界面設計的合理性與友好性，會為用戶提供更多的便利，也可以讓用戶通過系統得到更全面的信息。第二，要將設計重點放在汽車故障信息與故障維修工藝信息的管理模塊方面， 這部分也作為系統的重要功能之一。第三，在對系統數據庫進行設計的過程中，要增加數據的分析與統計功能，才能構建更加完善、合理的數據模型，對用戶的管理與各項操作提供便利。

3.2 汽車故障檢測與維修管理系統分析與設計

3.2.1 系統數據庫的結構設計

智能化汽車故障檢測系統會將數據庫中的信息作為基礎開展各項操作，因此要加強數據庫結構的合理性，才能提升系統的整體使用效果。在對數據庫結構進行設計的過程中，需要對系統中的各個實體之間的關系進行分析，之后就可以得出智能化汽車故障檢測系統的E-R圖[4]。故障檢測系統在是較為重要的，其作為實體，隸屬于汽車維修管理信息系統。在汽車故障檢測系統中，可以從比較全面的角度上掌握汽車故障、維修等相關信息。可以證實，故障檢測系統是與汽車聯系較多的實體。故障檢測系統在對汽車故障相關信息加以管理時，通常需要用戶根據汽車故障的實際情況，填寫與汽車故障信息相關的表格。在故障信息表格中，所填寫的信息主要包括汽車故障的具體內容、故障部位及程度等。故障代碼的信息表內容包括：故障代碼，屬性碼為code，數據類型為char（10）；故障內容，屬性碼為name，數據類型為char（30）；故障發生位置，屬性碼為position，數據類型為char（30）；故障類型，屬性碼為gstyle，數據類型為char（30）；故障程度，屬性碼為chengdu，數據類型為char（30）。

與此同時，汽車中的每一個故障都應使用一套相應的維修工藝信息。借助汽車維修工藝信息表格，能夠全方位明確汽車故障在維修故障期間所使用的維修工藝。從某種角度而言，在故障檢測系統中構建和完善故障維修工藝信息管理表，可以使用戶和維修人員更全面的掌握汽車的應用現狀和維修現狀，從而進一步提高汽車故障維修工藝信息管理質量。此外，在該汽車維修工藝信息表格中，表格所包含的內容較多，包括汽車故障的具體信息、維修工藝和更換的汽車零部件等信息。系統也會使用一張維修工藝信息表實現對汽車故障維修工藝信息的管理。為了加強汽車故障維修工藝信息的管理效率與質量，需要在系統中構建汽車故障維修工藝信息管理表，在表中的內容需要包含汽車的故障內容、維修動作，需要更換的故障零件等相關信息。系統可以利用這張表中的內容為用戶提供相對應的故障維修動作與需要更換的故障零件，具體的相關零件信息需要參照零件信息表中的內容。

在智能化汽車故障檢測系統中還會包括汽車各個傳感器的信息，因此要在設計過程中實現對傳感器信息的管理，才能加強系統的故障檢測能力與效率。由于不同汽車會使用不同類型的傳感器，所以在對智能化汽車故障檢測系統加以設計時，通常要在汽車故障識別完成前，選擇相對合理的檢測車型。結合車型的實際情況，由車型判斷傳感器的標準值。在此種情況下，故障檢測系統中的故障識別模塊，就能夠依據所判斷的標準值，將其作為基礎對值域，展開綜合的分析與探討，還可以對汽車的故障模式進行準確識別。傳感器信息中，主要以汽車傳感器標準值、安裝位置信息等為主。此外，借助對傳感器綜合信息的歸納與管理，智能化汽車故障檢測系統也能夠為檢修人員提供便利，減少其工作時間和工作任務量。比如，故障檢測系統可以對傳感器的信息進行分類和查詢等。可見，智能化汽車故障檢測系統可以代替傳統汽車維修數據手冊。另外，在汽車傳感器信息中還包含變送電路、信號類型等多方面的信息。

在智能化汽車管理信息系統中，在系統進行決策管理之前，需要對系統提供相應的統計分析數據模型。系統若想對數據庫中的數據進行統計、整理與分析，就需要利用數據庫中的故障維修記錄。為了使系統可以對故障維修進行管理，需要建立汽車的故障維修記錄信息表，在表中包括的內容應含有汽車故障內容、車牌號、汽車維修等相關信息。系統在每一次完成對汽車的故障進行維修之后都會將相應的維修記錄存儲在數據庫中，系統還可以將不同用戶的需求作為基礎對信息進行統計與分析，使得到的數據模型更加直觀、全面。例如直方圖、圓餅圖等，這樣用戶就可以根據系統數據庫中的信息開展相應操作。

3.2.2 系統功能設計

將智能化汽車故障檢測系統的設計目標作為基礎，充分考慮多方面的實際需求因素，在對系統的功能進行設計時，需要包括汽車故障信息管理模塊、汽車維修信息管理模塊、汽車維修記錄統計分析模塊。第一，系統的維護模塊。在該模塊中，主要功能就是將OBD-Ⅱ故障代碼系統作為基礎對汽車的故障代碼進行有效管理。用戶可以將故障識別模塊提供的故障代碼作為基礎，利用該模塊對故障的相關內容與詳細情況進行掌握，其中可以包含汽車故障的發生位置、汽車故障針對會使用的傳感器或標準值等相關數據。第二，維修工藝信息管理模塊。在系統中設置維修工藝信息管理模塊，可以實現系統的車輛健康管理功能。利用該模塊，用戶可以在查詢到故障信息之后選取合適的維修工藝信息。第三，維修記錄統計與分析模塊。在該模塊中，可以實現系統的管理功能目標。該模塊的全部功能都會將維修記錄作為基礎，因此系統需要將維修記錄信息存儲，才能為之后的統計分析、管理等操作奠定基礎。

4 結語

使用智能化汽車故障檢測系統，可以對汽車的故障進行有效定位與分析，還可以為用戶提供有效的維修措施，從而加強汽車故障針對與檢測的準確性與實效性，促進汽車維修行業獲得進步與發展。