一种车载排放故障监控系统

技术领域

本发明涉及故障监控技术领域，特别是涉及一种车载排放故障监控系统。

背景技术

目前，汽油机排放系统主要通过氧传感器对发动机空燃比进行闭环控制，以此来提高三元催化器的转化效率，降低汽车排放污染物。但是随着汽车行驶里程的增加，排放系统会出现排气管振动、氧传感器老化和三元催化器失效等故障，从而影响发动机的性能，导致汽车尾气排放恶化。虽然汽车OBD(On Board Diagnostics)诊断系统能实时监控尾气排放，但是这些故障对车辆的动力性和操控性几乎没有影响，因此排放系统故障车辆仍然可以继续行驶，这将增加汽车尾气排放量，无法实现对故障车辆的有效控制。

当排放系统出现故障时，维修人员需要花费大量时间对故障进行检测才能找到产生故障的部位，因此存在检修效率低以及检测维修成本高的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种车载排放故障监控系统，以实现自动监控车载排放故障。

为实现上述目的，本发明提供了一种车载排放故障监控系统，所述系统包括：

CAN通信模块，与汽车OBD诊断接口连接，用于通过所述汽车OBD诊断接口接收发动机ECU发送的排放故障信息；所述排放故障信息包括发动机转速、发动机扭矩、节气门开度、油门踏板位置信号和故障码；

主控制器，与所述CAN通信模块连接，用于接收所述CAN通信模块传输的所述排放故障信息，并识别故障码是否为排放故障码；

油门踏板位置信号处理模块，分别与所述发动机ECU和所述主控制器连接；

当所述油门踏板位置信号处理模块接收到所述主控制器发送的排放故障码时，对所述油门踏板位置信号按一定比例衰减后发送给所述发动机ECU，以使所述发动机ECU根据衰减后的所述油门踏板位置信号控制节气门开度；

当所述油门踏板位置信号处理模块接收到所述主控制器发送的非排放故障码时，将采集的所述油门踏板位置信号输送给所述发动机ECU，以使所述发动机ECU根据所述油门踏板位置信号控制节气门开度。

可选地，所述系统还包括：

串口模块，分别与所述主控制器和移动终端的蓝牙模块连接，用于将通过移动终端的所述蓝牙模块发送的获取指令发送至所述主控制器，以使所述主控制器根据所述获取指令发送所述排放故障信息；所述串口模块还用于将所述主控制器发送的所述排放故障信息发送至所述蓝牙模块，以使在移动终端进行显示所述排放故障信息。

可选地，所述系统还包括：

USB转换串口模块，分别与上位机和所述主控制器连接，用于将所述排放故障信息传输至所述上位机进行显示。

可选地，所述系统还包括：

第一电源转换模块，与所述汽车OBD诊断接口的第16针脚连接，用于通过第16针脚直接获取车辆蓄电池电压，并将所述车辆蓄电池电压转换成5V电压，给所述串口模块提供电能；

第二电源转换模块，分别与所述第一电源转换模块和所述主控制器连接，用于将5V电压转换成3V，给所述主控制器提供电能。

可选地，当所述主控制器识别到故障码中含有P00、P03和P04代码时，说明此时故障码为排放故障码，除此之外为非排放故障码。

可选地，所述CAN通信模块通过转接线与所述汽车OBD诊断接口连接。

可选地，当发动机ECU监测出车辆故障时，则通过所述汽车OBD诊断接口向所述CAN通信模块发送所述排放故障信息。

可选地，所述第一电源转换模块的内部设置有过热保护电路，当输出电流大于1A时会自动限制电流。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供了一种车载排放故障监控系统，包括：CAN通信模块、主控制器和油门踏板位置信号处理模块；主控制器接收CAN通信模块传输的所述排放故障信息，并识别故障码是否为排放故障码；当油门踏板位置信号处理模块接收到排放故障码时，对油门踏板位置信号按一定比例衰减后发送给发动机ECU，以使发动机ECU根据衰减后的油门踏板位置信号控制节气门开度；当油门踏板位置信号处理模块接收到非排放故障码时，将采集的油门踏板位置信号输送给发动机ECU，以使发动机ECU根据油门踏板位置信号控制节气门开度。本发明在排放系统故障状态下发动机ECU接收到的油门踏板位置信号比正常状态下油门踏板位置信号小，从而减小节气门开度，强制降低发动机动力输出，降低污染物的排放量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明车载排放故障监控系统结构图；

符号说明：1、CAN通信模块，2、主控制器，3、油门踏板位置信号处理模块，4、串口模块，5、蓝牙模块，6、USB转换串口模块，7、上位机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种车载排放故障监控系统，以实现自动监控车载排放故障。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明公开一种车载排放故障监控系统，所述系统包括：CAN通信模块1、主控制器2和油门踏板位置信号处理模块3；所述CAN通信模块1与汽车OBD诊断接口连接，所述主控制器2与所述CAN通信模块1连接，所述油门踏板位置信号处理模块3分别与发动机ECU和所述主控制器2连接。

所述CAN通信模块1用于通过所述汽车OBD诊断接口接收发动机ECU发送的排放故障信息；所述排放故障信息包括发动机转速、发动机扭矩、节气门开度、油门踏板位置信号和故障码；具体的，所述CAN通信模块1通过转接线与汽车OBD诊断接口连接，本实施例转接线选择OBD一分二转接线，转接线一端接头连接到汽车OBD诊断接口，另外两端中一个接头连接到CAN通信模块1，另一个接头作为预留供其他用途使用。本实施例中，汽车OBD诊断接口为汽车OBD系统的诊断接口。

所述主控制器2用于接收所述CAN通信模块1传输的所述排放故障信息，并识别故障码是否为排放故障码；具体的，排放故障代码在OBD系统中前3位固定为P00、P03、P04，当所述主控制器2识别到故障码含有P00、P03和P04代码时，说明此时故障码为排放故障码，除此之外为非排放故障码。

当所述油门踏板位置信号处理模块3接收到所述主控制器2发送的排放故障码时，对所述油门踏板位置信号按一定比例衰减后发送给发动机ECU，以使发动机ECU根据衰减后的所述油门踏板位置信号控制节气门开度，减少燃油喷射系统的燃油喷射量，降低发动机动力输出，从而实现在有排放故障时驾驶员无论怎么踩油门踏板，发动机都不能输出其希望的动力，促使驾驶员强制维修车辆。

当所述油门踏板位置信号处理模块3接收到所述主控制器2发送的非排放故障码时，将采集的所述油门踏板位置信号输送给发动机ECU，以使发动机ECU根据所述油门踏板位置信号控制节气门开度。本实施例中，发动机的车载电脑统称发动机ECU。

作为一种实施方式，本发明所述系统还包括：串口模块4，分别与所述主控制器2和移动终端的蓝牙模块5连接，用于将移动终端通过所述蓝牙模块5发送的获取指令发送至所述主控制器2，以使所述主控制器2根据所述获取指令发送所述排放故障信息；所述串口模块4还用于将所述排放故障信息发送至所述蓝牙模块5，以使在移动终端进行显示所述排放故障信息，以使维修人员在移动终端上方便查看排放故障信息，节省维修时间和维修成本。

也就是说，所述串口模块4实质是在主控制器2和蓝牙模块5之间进行逻辑信号的电平转换。

排放故障信息以完整数据帧的形式在移动终端的蓝牙模块5和串口模块4之间传输，制定专门的通信协议来识别处理数据帧的格式，确保收发数据的可靠性和完整性。蓝牙通讯协议的帧头和帧尾都用一个字节表示，将美国信息互换标准代码ASCII值0作为固定帧头标识，值255作为固定帧尾标识。数据用十六进制，其长度范围为0～255，长度两个字节。数据块ASCII编码，包含了0～9及24个大写字母，其ASCII值范围从48～90。数据类型用一个字节表示，其中ASCII值1代表OBD诊断系统指令，ASCII码值2代表设计的监控系统指令。

作为一种实施方式，本发明所述系统还包括：USB转换串口模块6，分别与所述上位机7和所述主控制器2连接，用于将排放故障信息传输至所述上位机7进行显示，实现对车载排放故障进行监测。

作为一种实施方式，本发明所述系统还包括：第一电源转换模块和第二电源转换模块，所述第一电源转换模块与所述汽车OBD诊断接口的第16针脚连接，所述第二电源转换模块分别与所述第一电源转换模块和所述主控制器2连接。所述第一电源转换模块用于通过第16针脚直接获取车辆蓄电池电压，并将车辆蓄电池电压转换成5V电压，给所述串口模块4提供电能。所述第二电源转换模块用于将5V电压转换成3V，给所述主控制器2提供电能。

所述第一电源转换模块的输入端和输出端均设计两个滤波电容优化输出电压的直流特性，所述第一电源转换模块的内部设置有过热保护电路，当输出电流大于1A时会自动限制电流。所述第二电源转换模块的输入端和输出端均设计两个滤波电容优化输出电压的直流特性。

发动机熄火状态下，发动机电压值为12～13V之间，发动机起动后为发动机电压一般在13.8～14.2V之间。随着用电设备负载的变化，发动机电压波动比较明显。在发动机电源电路上设计一个保险丝，防止系统出现故障对车辆蓄电池造成损坏。同时设计π型滤波电路，避免车辆蓄电池电压波动对系统造成影响。

将本发明车载排放故障监控系统中的所述CAN通信模块1与所述汽车OBD诊断接口连接后，点火开关处于ON档位时，汽车OBD诊断系统自动搜索匹配的通信协议，直到建立正常的OBD通信为止，进入自检模式，同时完成车载排放故障监控系统的初始化。一旦发动机ECU控制汽车仪表盘上故障指示灯MIL(Malfunction Indicator Lamp)点亮，说明监测出车辆故障，此时发动机ECU通过所述汽车OBD诊断接口向所述CAN通信模块1发送所述排放故障信息，主控制器2识别故障码是否为排放故障码，当所述油门踏板位置信号处理模块3接收到所述主控制器2发送的排放故障码时，对所述油门踏板位置信号按一定比例衰减后发送给所述发动机ECU，以使所述发动机ECU根据衰减后的所述油门踏板位置信号控制节气门开度，降低发动机的动力输出，促使驾驶员强制维修车辆。

明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。