一种车载发动机积碳监测系统技术方案

本发明专利技术属于汽车检测技术领域，具体涉及一种车载发动机积碳监测系统，适用于配有氧传感器的闭环电喷汽车车载发动机积碳监测，其发明专利技术内容包括通过采集加速踏板位置信息、发动机启动时长及踩踏加速踏板过程时长信息、发动机冷却液温度信息及氧传感器反馈电压值，经由AT89S51单片机分析判断发动机积碳情况，并在发动机积碳程度达到警戒值时发出预警提示；本发明专利技术通过对氧传感器反馈电压变化的监测，实现汽车发动机积碳的监测预警。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车检测
，具体涉及一种基于闭环电喷汽车氧传感器反馈电压分析法的车载发动机积碳监测系统。
技术介绍
由于受燃油品质、道路行驶条件、驾驶人驾驶习惯等多种因素的影响，汽车在行驶运行过程中总会或快或慢的产生积碳，随着发动机积碳的逐渐增多,发动机的动力性和燃油经济性逐渐变差，严重地影响了汽车运行的整体性能。然而，积碳通常产生于发动机喷油器、气门、火花塞、活塞顶以及节气门体、进气道、EGR阀等处，这些部位往往不易被观察。驾驶员很难了解这些部位的积碳情况，只有在积碳较严重影响到车辆正常运行或在维修人员强烈建议下才进行积碳的清除，而此时由于积碳积累较多不易被清除，且积碳较严重还有可能会引发其他电子设备故障。目前汽车上还没有配备可以监测发动机积碳情况及提醒驾驶员清除积碳的预警系统。实验分析知，当发动机积碳积累较多时，积碳不断地吸收和释放燃油，影响了混合气调整周期，使混合气向极稀和极浓的程度变化，氧传感器的反馈电压值的变化幅度变大、周期变长。以大众车为例，一般情况下氧传感器的反馈电压在0.3V—0.7V间变化，其周期在10s内会有8次极大值和极小值的交替变化，当气缸内特别是气门产生积碳后，氧传感器反馈电压波动变大，比如由原来的0.3V—0.7V变成0.2V—0.8V，且其周期变化频率会降低。
技术实现思路
针对上述情况，本专利技术的目的是提供一种适用于闭环电喷汽车的车载发动机积碳监测预警系统。为了解决以上技术问题，本专利技术采用如下技术方案，结合附图说明如下：一种车载发动机积碳监测系统，该系统包括：发动机冷却液温度传感器，用于采集发动机冷却液温度信息，并将发动机冷却液温度信息经由信号采集与处理单元处理后发送给AT89S51单片机；加速踏板位置传感器，用于采集发动机加速踏板位置信息；并将此信息经由信号采集与处理单元处理后发送给AT89S51单片机，判断发动机是否处于怠速工况或急加速工况；氧传感器，用于采集氧传感器反馈电压信息，并将此信息经由信号采集与处理单元处理后发送给AT89S51单片机；计时器，用于记录发动机启动运行时长及踩踏加速踏板过程时长信息；并将此信息发送给AT89S51单片机，用于判断发动机运行时长是否满足要求，同时配合加速踏板位置传感器判断汽车是否处于急加速状态；信号采集与处理单元，用于将发动机冷却液温度传感器采集的发动机冷却液温度信息、加速踏板位置传感器采集的加速踏板位置信息、氧传感器采集的氧传感器反馈电压信息进行预处理，并将处理后的信息传送给AT89S51单片机；AT89S51单片机，用于接收来自信号采集与处理单元预处理后的发动机冷却液温度信息、加速踏板位置信息、氧传感器反馈电压信息和计时器传来的发动机启动运行时长及踩踏加速踏板过程时长信息；通过分析处理各传感器和计时器信息，判断发动机积碳状况，同时存储数据，并控制指示灯或显示屏和蜂鸣器发出积碳报警；指示灯或显示屏和蜂鸣器，用于接收来自AT89S51单片机的控制指令，发出灯光、文字及声音报警；所述发动机冷却液温度传感器、加速踏板位置传感器、氧传感器均与信号采集与处理单元相连；所述信号采集与处理单元、计时器、指示灯或显示屏、蜂鸣器均与AT89S51单片机相连。一种车载发动机积碳监测系统，该系统AT89S51单片机控制方法包括以下步骤：步骤一、加速踏板位置传感器、发动机冷却液温度传感器、氧传感器分别将加速踏板位置、发动机冷却液温度、氧传感器反馈电压值等信息经由信号采集与处理单元处理后发送给AT89S51单片机，计时器将发动机启动运行时长及踩踏加速踏板过程时长信息发送给AT89S51单片机；AT89S51单片机根据接收到的传感器和计时器信息确定发动机处于稳定怠速工况或急加速工况时，判断发动机运行时长是否达到60S，冷却液温度是否达到80℃；如果判断结果为是，则记录氧传感器反馈电压值，转步骤二；如果判断结果为否，则返回继续监测判断；步骤二、分别采集记录发动机稳定怠速和急加速工况一定时段内氧传感器反馈电压平均极大值和平均极小值并求取这四个值中最大值和最小值同时记录10s内氧传感器反馈电压周期变化的次数m，即极大值与极小值交替变化的次数；步骤三、查找单片机中是否存储有上次记录的氧传感器反馈电压最大值Umax及最小值Umin历史数据，该数据Umax、Umin用于与本次记录的数据据Vmax、Vmin进行比较；如果存在所需数据，转步骤四；如果不存在所需数据，则转步骤五；步骤四、将本次记录的数据Vmax、Vmin分别与历史数据Umax、Umin进行比较，令|Vmax-Umax|、|Vmin-Umin|均小于设定值；如果|Vmax-Umax|、|Vmin-Umin|均小于设定值，转步骤六；如果不满足|Vmax-Umax|、|Vmin-Umin|均小于设定值，则剔除该次的检测值，转步骤二；步骤五、若由于单片机中氧传感器反馈电压最大值Umax和最小值Umin的历史数据被清除导致无所需数据Umax、Umin，此时如果本次记录的数值Vmax、Vmin均处于合理范围内，转步骤六；如果本次记录的数值Vmax、Vmin并非均处于合理范围内，则剔除该次的检测值，转回步骤二；步骤六、判断是否满足条件：本次所记录的数据最大值Vmax>报警极限值、最小值Vmin<报警极限值、10s内氧传感器变化周期次数m<报警极限值；如果完全满足上述条件，则单片机向指示灯或显示屏和蜂鸣器发出积碳报警指令，并生成发动机积碳故障码；如果不满足上述条件，则将本次所记录的数据最大值Vmax以及最小值Vmin存入单片机中，成为最新历史数据，并转回步骤二。步骤四所述设定值设定为0.2V。步骤五所述Vmax、Vmin的合理范围设定为0V-1V。步骤六所述最大值Vmax的报警极限值设定为0.9V；最小值Vmin的报警极限值设定为0.1V；10s内氧传感器变化周期次数m的报警极限值设定为8次。所述指示灯或显示屏以及蜂鸣器接收到AT89S51单片机发出的积碳报警指令后，安装于控制面板上的积碳报警指示灯点亮或显示屏弹出诸如“请清理发动机积碳”的闪烁字样，同时蜂鸣器发出报警提示音。所述的发动机积碳故障码以及存储的氧传感器反馈电压历史数据，在发动机积碳清理后需进行清除。本专利技术的技术效果是：1、本专利技术提供了一种车载发动机积碳监测系统，使驾驶人能够及时了解发动机积碳情况并对发动机积碳进行清理，防止因发动机积碳严重导致油耗增加、动力下降、电子或机械部件损坏等问题。2、本专利技术为汽车维修人员判断发动机积碳提供了有效依据，为分析因发动机积碳引起的相关故障提供了方便。3、本专利技术可有效避免汽车维修人员对发动机积碳进行检测时拆解机械部件的繁琐过程，同时也可有效避免因拆卸操作不当引起的相关故障。附图说明图1为本专利技术一种车载发动机积碳监测系统的系统框架图；图2为本专利技术实施例AT89S51单片机的控制流程图。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术的具体实施方式作详细的描述：参阅图1，一种车载发动机积碳监测系统，该系统包括：发动机冷却液温度传感器、加速踏板位置传感器、氧传感器、信号采集与处理单元、计时器、AT89S51单片机、指示灯或显示屏、蜂鸣器。所述的发动机冷却液温度传感器、加速踏板位置传感器、氧传感器均与信号采集与处理单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车载发动机积碳监测系统，包括发动机冷却液温度传感器、加速踏板位置传感器、氧传感器、计时器、信号采集与处理单元、AT89S51单片机、指示灯或显示屏和蜂鸣器，所述发动机冷却液温度传感器用于采集发动机冷却液温度信息，并将此信息经由信号采集与处理单元处理后发送给AT89S51单片机；所述加速踏板位置传感器用于采集加速踏板位置信息，并将此信息经由信号采集与处理单元处理后发送给AT89S51单片机；所述氧传感器用于采集氧传感器反馈电压信息，并将此信息经由信号采集与处理单元处理后发送给AT89S51单片机；所述计时器用于记录发动机启动运行时长及踩踏加速踏板过程时长信息；并将此信息发送给AT89S51单片机，用于判断发动机运行时长是否满足要求及汽车是否处于急加速状态；所述信号采集与处理单元用于将发动机冷却液温度传感器采集的发动机冷却液温度信息、加速踏板位置传感器采集的加速踏板位置信息、氧传感器采集的氧传感器反馈电压信息进行预处理，并将处理后的信息传送给AT89S51单片机；所述AT89S51单片机用于接收来自信号采集与处理单元预处理后的发动机冷却液温度信息、加速踏板位置信息、氧传感器反馈电压信息和计时器传来的发动机启动运行时长及踩踏加速踏板过程时长信息，分析判断发动机积碳状况，存储数据，并控制指示灯或显示屏和蜂鸣器发出积碳报警；所述指示灯或显示屏用于接收来自AT89S51单片机的控制指令，发出灯光或文字报警提示；所述蜂鸣器用于接收来自AT89S51单片机的控制指令，发出声音报警提示。...

【技术特征摘要】
1.一种车载发动机积碳监测系统，包括发动机冷却液温度传感器、加速踏板位置传感器、氧传感器、计时器、信号采集与处理单元、AT89S51单片机、指示灯或显示屏和蜂鸣器，所述发动机冷却液温度传感器用于采集发动机冷却液温度信息，并将此信息经由信号采集与处理单元处理后发送给AT89S51单片机；所述加速踏板位置传感器用于采集加速踏板位置信息，并将此信息经由信号采集与处理单元处理后发送给AT89S51单片机；所述氧传感器用于采集氧传感器反馈电压信息，并将此信息经由信号采集与处理单元处理后发送给AT89S51单片机；所述计时器用于记录发动机启动运行时长及踩踏加速踏板过程时长信息；并将此信息发送给AT89S51单片机，用于判断发动机运行时长是否满足要求及汽车是否处于急加速状态；所述信号采集与处理单元用于将发动机冷却液温度传感器采集的发动机冷却液温度信息、加速踏板位置传感器采集的加速踏板位置信息、氧传感器采集的氧传感器反馈电压信息进行预处理，并将处理后的信息传送给AT89S51单片机；所述AT89S51单片机用于接收来自信号采集与处理单元预处理后的发动机冷却液温度信息、加速踏板位置信息、氧传感器反馈电压信息和计时器传来的发动机启动运行时长及踩踏加速踏板过程时长信息，分析判断发动机积碳状况，存储数据，并控制指示灯或显示屏和蜂鸣器发出积碳报警；所述指示灯或显示屏用于接收来自AT89S51单片机的控制指令，发出灯光或文字报警提示；所述蜂鸣器用于接收来自AT89S51单片机的控制指令，发出声音报警提示。2.根据权利要求1所述的一种车载发动机积碳监测系统，其特征在于，该系统中AT89S51单片机控制方法包括以下步骤：步骤一、AT89S51单片机接收来自加速踏板位置传感器的加速踏板位置信息、来自计时器的发动机启动时长信息及踩踏加速踏板过程时长信息、来自发动机冷却液温度传感器的发动机冷却液温度信息、来自氧传感器的反馈电压变化信息；当发动机处于稳定怠速工况或急...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉梅，李战伦，庄娇娇，乔宁国，周懿，陈云，张志远，刘绪洪，刘丽，朱江，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22