[实用新型]一种车载发动机积碳监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及汽车检测技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

针对上述情况，本实用新型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，本实用新型采用如下技术方案，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；