一种车载燃油质量监测和排放异常显示系统及方法与流程

1.本发明属于车辆燃料状态及污染物排放数据监测技术领域，尤其涉及一种车载燃油质量监测和排放异常显示系统及方法。


背景技术：

2.随着社会经济与汽车工业的发展，汽车使用量不断增加，汽车尾气的排放已成为影响温室效应产生的重要因素，为应对车辆污染物排放所造成的影响，环境保护部和国家质检总局发布了《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》，也就是国六标准，并于2023年7月1日开始正式实施国六b段标准。
3.根据标准要求，各个汽车制造厂商必须将车载obd诊断系统用于车辆排放控制系统的检测，当obd节点出现故障影响排放时，会报故障灯。但是在车辆本身故障产生前，除了一年一次的车检，驾驶员目前还没有有效的方式提前知晓车辆的排放情况。
4.不仅车辆本身obd节点的失效会影响排放，燃油质量的好坏，也直接影响了车辆的使用寿命，驾驶者在不知情的状况下加入劣质汽油，会导致排放物不达标，车辆会认为obd相关节点故障，并报警；长时间燃烧劣质汽油还可能会让车辆出现动力减弱、油路阻塞和积碳增加，甚至爆震燃烧损伤发动机，造成发动机故障，导致车辆无法运行等一系列问题。


技术实现要素：

5.本发明实施例的目的在于提供一种车载燃油质量监测和排放异常显示系统及方法，旨在解决上述背景技术中提出的问题。
6.本发明实施例是这样实现的，一种车载燃油质量监测和排放异常显示系统，包括：第一氧传感器，所述第一氧传感器用于实时检测发动机产生的废气中的氧浓度；第二氧传感器，所述第二氧传感器用于实时检测经三元催化净化后的废气中的氧浓度；含水量传感器，所述含水量传感器用于检测燃油的含水量；爆震传感器，所述爆震传感器用于检测发动机是否产生爆震燃烧；整车控制器，所述整车控制器用于对总线上与排放相关的obd节点进行监测；以及显示单元，所述显示单元用于接收来自整车控制器的故障码（dtc码），并根据整车控制器提供的故障码显示相应的异常提示。
7.进一步的技术方案，加油前后正常行驶过程中，当第一氧传感器的信号值差值超出标准范围时，整车控制器上报“燃油可能被污染”故障码；当第二氧传感器的信号值超出标准范围时，整车控制器上报“尾气排放超标”故障码；当燃油含水量传感器信号值超出范围时，整车控制器上报“燃油含水量超标”故障码；当爆震传感器信号值超出范围时，整车控制器上报“燃油质量差”故障码。
8.进一步的技术方案，所述显示单元包括ic仪表。
9.进一步的技术方案，在系统中，需要获取参数的传感器还包括：
燃油温度传感器、节气门传感器、燃油油量传感器、进气流量传感器、进气压力传感器、进气温度传感器等。
10.本发明实施例的另一目的在于，一种车载燃油质量监测和排放异常显示方法，包括以下步骤：步骤1、首先判断车辆是否进入on挡，在未进入on挡时，燃油质量监测和排放异常显示系统不工作；步骤2、进入on挡后，系统开始监测异常状态，如果系统检测到异常报文，上报与故障匹配的dtc码，开启燃油/排放异常显示系统，将故障信息发送给显示单元，显示单元显示异常提示；步骤3、若无异常情况，车辆可以切换到start挡，发动机开始运行，此时需要判断车辆运行状态：当车速等于0km/h，车辆为静止状态，系统持续监测异常状态，如果检测到异常报文，处理方式与车辆处于on挡时相同，另外挡位应退回on挡，关闭发动机，驾驶员检查车辆状况；当车速大于0km/h，系统检测到异常报文，此时保持车辆正常行驶，同时显示单元显示异常提示，并向驾驶员发出警告：建议停车检查；步骤4、如果以上过程中均未检测出异常，应以此次进入on挡到切换为off挡或加注一次燃油为一个监测周期，记录上一周期车辆燃油/排放数据，当下一个周期开始时，将两次数据对比分析。
11.进一步的技术方案，在所述步骤2中，若显示单元未正确显示提示，系统会重复向显示单元发送报文，直至正确显示提示为止。
12.本发明实施例提供的一种车载燃油质量监测和排放异常显示系统及方法，通过整车控制器对总线上与排放相关的obd节点进行监测，实时记录第一氧传感器和第二氧传感器传输的信号，获取氧气浓度参数，整车控制器分别记录加油前后正常行驶过程中第一氧传感器的信号值，当差值较大或超出标准范围时，上报“燃油可能被污染”故障码；第二氧传感器信号值超出范围时，上报“尾气排放超标”故障码；燃油含水量传感器信号值超出范围时，上报“燃油含水量超标”故障码；爆震传感器信号值超出范围时，上报“燃油质量差”故障码；并将以上情况发生的信息上传给显示单元（ic仪表），ic仪表显示异常提示，提醒驾驶员停车检查。有效解决了因燃油质量问题导致车辆故障、排放不达标等问题，实现对燃油质量和车辆排放数据的监控及预警。
附图说明
13.图1为本发明实施例提供的一种车载燃油质量监测和排放异常显示系统的流程图。
具体实施方式
14.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
15.以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
16.如图1所示，为本发明一个实施例提供的一种车载燃油质量监测和排放异常显示系统，包括：第一氧传感器，所述第一氧传感器用于实时检测发动机产生的废气中的氧浓度；第二氧传感器，所述第二氧传感器用于实时检测经三元催化净化后的废气中的氧浓度；含水量传感器，所述含水量传感器用于检测燃油的含水量；爆震传感器，所述爆震传感器用于检测发动机是否产生爆震燃烧；整车控制器，所述整车控制器用于对总线上与排放相关的obd节点进行监测；以及显示单元，所述显示单元用于接收来自整车控制器的故障码（dtc码），并根据整车控制器提供的故障码显示相应的异常提示。
17.在本发明实施例中，加油前后正常行驶过程中，当第一氧传感器的信号值差值超出标准范围时，整车控制器上报“燃油可能被污染”故障码；当第二氧传感器的信号值超出标准范围时，整车控制器上报“尾气排放超标”故障码；当燃油含水量传感器信号值超出范围时，整车控制器上报“燃油含水量超标”故障码；当爆震传感器信号值超出范围时，整车控制器上报“燃油质量差”故障码；整车控制器将以上情况发生的信息上传给显示单元，显示单元显示异常提示，提醒驾驶员停车检查。故障码定义如表1所示（只列出关键部分，且仅适用于此发明，不涉及sae j1012协议中已定义内容，具体使用时可根据需求和实际情况进行变更和扩展）：
dtc码定义触发条件策略p1100燃油可能被污染氧传感器a信号值在加油后一个点火周期内超出标准值范围；确认故障时间：1min上报“燃油可能被污染，请停车检查燃油状态”提示；p1101尾气排放超标氧传感器b信号值在加油后一个点火周期内超出标准值范围；确认故障时间：5min上报“排放可能不达标，请注意”提示；p1102燃油含水量超标燃料含水量传感器信号值在加油后一个点火周期内超出标准值范围；确认故障时间：1min上报“燃油可能参水，请停车检查燃油状态”提示；p1103燃油质量差爆震传感器信号值在加油后一个点火周期内超出正常范围；确认故障时间：5min上报“发动机存在爆震情况，请停车检查燃油状态”提示。
与排放相关故障码说明：根据sae j1012中要求，一个故障码有5个字符组成，当故障码前两位是p0或p1时为排放相关故障，本系统中使用p1；第三位字符表示故障发生系统，1、2与燃油和空气计量相关，3是发动机点火相关故障，4是排放控制系统故障，后两位表示故障产生条件；除上述自定义部分外，也要同时参考整车节气门位置传感器参数，考虑节气门开放角度会影响进气量，同时兼顾海拔和温度对空气中含氧量的影响，计算负荷值=节气门开放度/空气流量，以上情况下统计标称值，与实际氧气浓度信号相比较，反馈燃油质量和排放情况是否存在异常。
18.作为本发明的一种优选实施例，所述显示单元包括ic仪表。
19.作为本发明的一种优选实施例，所述系统对于燃油质量监测和排放异常显示有以下定义：车辆需支持saej1979定义的车载obd诊断标准，支持sae j1012中规定的故障码显
示格式，诊断数据链路应满足iso 15765-4要求。
20.作为本发明的一种优选实施例，在系统中，需要获取参数的传感器还包括：燃油温度传感器、节气门传感器、燃油油量传感器、进气流量传感器、进气压力传感器、进气温度传感器等。
21.作为本发明的一种优选实施例，所述第一氧传感器和第二氧传感器的标准值的范围设定由发动机分别加入标准国六型号汽油、含铅和硅等非常规元素汽油、参水汽油等多种合格及不合格燃油后，进行多次燃烧实验取平均工况。
22.作为本发明的一种优选实施例，在所述系统中，所涉及的关键信号包括：（1）tank resistance value（油箱电阻值）信号：用于记录加油时间，当车辆正常行驶时油量减少，tank resistance value=0，油量上升，该信号从0跳转为1， tank resistance value=1，标记为一次加油过程；（2）oxygen concentration（氧气浓度）信号：用于记录氧气浓度参数，以两次加油之间间隔为一次采样周期，记录最大值oxygen concentration max、最小值oxygen concentration min、平均值oxygen concentration avg，电控单元储存加油前后1km行程内氧气浓度参数并计算差值oxygen concentration d-value；（3）knock frequency(爆震频率)信号：用于记录燃油燃烧爆震情况；（4）water content(含水量)信号：记录燃油含水量。
23.本发明一个实施例提供的一种车载燃油质量监测和排放异常显示方法，包括以下步骤：步骤1、首先判断车辆是否进入on挡，在未进入on挡时，燃油质量监测和排放异常显示系统不工作；步骤2、进入on挡后，系统开始监测异常状态，如果系统检测到异常报文，上报与故障匹配的dtc码，开启燃油/排放异常显示系统，将故障信息发送给显示单元，显示单元显示异常提示；步骤3、若无异常情况，车辆可以切换到start挡，发动机开始运行，此时需要判断车辆运行状态：当车速等于0km/h，车辆为静止状态，系统持续监测异常状态，如果检测到异常报文，处理方式与车辆处于on挡时相同，另外挡位应退回on挡，关闭发动机，驾驶员检查车辆状况；当车速大于0km/h，系统检测到异常报文，此时保持车辆正常行驶，同时显示单元显示异常提示，并向驾驶员发出警告：建议停车检查；步骤4、如果以上过程中均未检测出异常，应以此次进入on挡到切换为off挡或加注一次燃油为一个监测周期，记录上一周期车辆燃油/排放数据，当下一个周期开始时，将两次数据对比分析。
24.作为本发明的一种优选实施例，在所述步骤2中，若显示单元未正确显示提示，系统会重复向显示单元发送报文，直至正确显示提示为止。
25.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种车载燃油质量监测和排放异常显示系统，其特征在于，包括：第一氧传感器，所述第一氧传感器用于实时检测发动机产生的废气中的氧浓度；第二氧传感器，所述第二氧传感器用于实时检测经三元催化净化后的废气中的氧浓度；含水量传感器，所述含水量传感器用于检测燃油的含水量；爆震传感器，所述爆震传感器用于检测发动机是否产生爆震燃烧；整车控制器，所述整车控制器用于对总线上与排放相关的obd节点进行监测；以及显示单元，所述显示单元用于接收来自整车控制器的故障码，并根据整车控制器提供的故障码显示相应的异常提示。2.根据权利要求1所述的车载燃油质量监测和排放异常显示系统，其特征在于，加油前后正常行驶过程中，当第一氧传感器的信号值差值超出标准范围时，整车控制器上报“燃油可能被污染”故障码；当第二氧传感器的信号值超出标准范围时，整车控制器上报“尾气排放超标”故障码；当燃油含水量传感器信号值超出范围时，整车控制器上报“燃油含水量超标”故障码；当爆震传感器信号值超出范围时，整车控制器上报“燃油质量差”故障码。3.根据权利要求1所述的车载燃油质量监测和排放异常显示系统，其特征在于，所述显示单元包括ic仪表。4.根据权利要求1所述的车载燃油质量监测和排放异常显示系统，其特征在于，在系统中，需要获取参数的传感器还包括燃油温度传感器、节气门传感器、燃油油量传感器、进气流量传感器、进气压力传感器和进气温度传感器。5.一种车载燃油质量监测和排放异常显示方法，基于上述权利要求1-4任一项所述的车载燃油质量监测和排放异常显示系统，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、首先判断车辆是否进入on挡，在未进入on挡时，燃油质量监测和排放异常显示系统不工作；步骤2、进入on挡后，系统开始监测异常状态，如果系统检测到异常报文，上报与故障匹配的dtc码，开启燃油/排放异常显示系统，将故障信息发送给显示单元，显示单元显示异常提示；步骤3、若无异常情况，车辆切换到start挡，发动机开始运行，此时需要判断车辆运行状态：当车速等于0km/h，车辆为静止状态，系统持续监测异常状态，如果检测到异常报文，处理方式与车辆处于on挡时相同，另外挡位应退回on挡，关闭发动机，驾驶员检查车辆状况；当车速大于0km/h，系统检测到异常报文，此时保持车辆正常行驶，同时显示单元显示异常提示，并向驾驶员发出警告：建议停车检查；步骤4、如果以上步骤中均未检测出异常，应以此次进入on挡到切换为off挡或加注一次燃油为一个监测周期，记录上一周期车辆燃油/排放数据，当下一个周期开始时，将两次数据对比分析。6.根据权利要求5所述的车载燃油质量监测和排放异常显示方法，其特征在于，在所述步骤2中，若显示单元未正确显示提示，系统会重复向显示单元发送报文，直至正确显示提示为止。

技术总结
本发明适用于车辆燃料状态及污染物排放数据监测技术领域，提供了一种车载燃油质量监测和排放异常显示系统及方法，整车控制器分别记录加油前后正常行驶过程中第一氧传感器的信号值，当差值超出标准范围时，上报“燃油可能被污染”故障码；第二氧传感器信号值超出范围时，上报“尾气排放超标”故障码；燃油含水量传感器信号值超出范围时，上报“燃油含水量超标”故障码；爆震传感器信号值超出范围时，上报“燃油质量差”故障码；并将以上情况发生的信息上传给显示单元，显示单元显示异常提示。有效解决了因燃油质量问题导致车辆故障、排放不达标等问题，实现对燃油质量和车辆排放数据的监控及预警。及预警。及预警。


技术研发人员：唐振华 叔大海 孙立柱 李洪雷 高越
受保护的技术使用者：沈阳东信创智科技有限公司
技术研发日：2023.07.21
技术公布日：2023/10/19