本實(shí)用新型屬于點(diǎn)燃式燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)傳感器信號(hào)處理領(lǐng)域，具體涉及一種寬域氧傳感器信號(hào)處理裝置，適用于降低寬域氧傳感器的故障率。

背景技術(shù)：

目前，中重型點(diǎn)燃式燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)通常是在柴油機(jī)的基礎(chǔ)上更改而來(lái)，其燃燒方式卻與汽油機(jī)類(lèi)似。汽油機(jī)一般采用當(dāng)量空燃比控制，而燃?xì)鈾C(jī)為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和降低燃?xì)庀?，普遍采用增壓稀燃方式，因此，為?shí)現(xiàn)空燃比閉環(huán)控制，需要采用寬域氧傳感器。另外，一些傳統(tǒng)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的電控系統(tǒng)是由汽油機(jī)的電控系統(tǒng)更改而來(lái)，其發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元ECU僅支持信號(hào)突變類(lèi)型的開(kāi)關(guān)氧傳感器，因此需要一種能夠?qū)捰蜓鮽鞲衅鞯碾娏餍盘?hào)轉(zhuǎn)化為ECU可支持的模擬電壓信號(hào)的裝置。

中國(guó)專(zhuān)利：授權(quán)公告號(hào)為CN201666193U，授權(quán)公告日為2010年12月8日的實(shí)用新型專(zhuān)利公開(kāi)了一種寬域氧傳感器控制器，包括微處理器、接口電路、加熱控制電路、空燃比信號(hào)輸出電路，微處理器分別與接口電路、加熱控制電路相連，可采集空燃比反饋信號(hào)、泵電流信號(hào)、溫度信號(hào)以及故障信號(hào)，產(chǎn)生加熱信號(hào)控制寬域氧傳感器加熱，整形輸出空燃比反饋信號(hào)。雖然該控制器可直接添加在原有系統(tǒng)中，與系統(tǒng)其它控制器接口簡(jiǎn)單、集成便捷，但仍然存在以下缺陷：

該裝置一旦上電后，寬域氧傳感器就開(kāi)始加熱。若在寬域氧傳感器加熱完成后起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，原先凝聚在排氣管上的水分會(huì)被散射到寬域氧傳感器內(nèi)部已經(jīng)處于高溫狀態(tài)的氧化鋯陶瓷元件上，引起元件爆裂，極易造成寬域氧傳感器的損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的寬域氧傳感器極易損壞的問(wèn)題，提供一種可有效降低寬域氧傳感器故障率的寬域氧傳感器信號(hào)處理裝置。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種寬域氧傳感器信號(hào)處理裝置，包括寬域氧傳感器、寬域氧傳感器處理芯片、微處理器、加熱控制元件，所述寬域氧傳感器的輸入端通過(guò)加熱控制元件與微處理器的輸出端電連，寬域氧傳感器的輸出端通過(guò)寬域氧傳感器處理芯片與微處理器的輸入端電連；

所述微處理器與ECU通信連接，用于接收ECU發(fā)出的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)信號(hào)并延遲T0后將加熱控制指令發(fā)送給加熱控制元件，其中，所述T0為發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管中水分干燥所需時(shí)間；還用于根據(jù)寬域氧傳感器處理芯片發(fā)出的溫度信號(hào)產(chǎn)生加熱指令，并將其發(fā)送給加熱控制元件；

所述寬域氧傳感器處理芯片與ECU通信連接，用于接收寬域氧傳感器發(fā)出的空燃比信號(hào)，并將該空燃比信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)后發(fā)送給ECU；還用于接收寬域氧傳感器發(fā)出的溫度信號(hào)并將其發(fā)送給微處理器。

所述寬域氧傳感器處理芯片還用于檢測(cè)寬域氧傳感器的故障后將診斷信號(hào)發(fā)送給微處理器；

所述微處理器還用于接收診斷信號(hào)，并將該診斷信號(hào)的電壓以及空燃比信號(hào)的電壓提升至超出正常范圍；

所述ECU用于識(shí)別超出正常范圍的診斷信號(hào)電壓以及空燃比信號(hào)電壓后控制故障燈點(diǎn)亮，并不再接收來(lái)自寬域氧傳感器處理芯片的空燃比模擬電壓信號(hào)。

所述發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)信號(hào)為模擬電壓信號(hào)。

所述裝置還包括DC電源芯片，該DC電源芯片分別與寬域氧傳感器處理芯片、微處理器電連。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果為：

本實(shí)用新型一種寬域氧傳感器信號(hào)處理裝置中微處理器用于接收ECU發(fā)出的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)信號(hào)并延遲T0后將加熱控制指令發(fā)送給加熱控制元件，T0為發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管中水分干燥所需時(shí)間，即實(shí)現(xiàn)了待凝聚在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管上的水分干燥后再對(duì)寬域氧傳感器進(jìn)行加熱，可避免因水汽凝結(jié)而導(dǎo)致寬域氧傳感器損壞，有效降低了寬域氧傳感器的故障率，同時(shí)，寬域氧傳感器處理芯片與ECU通信連接，用于接收寬域氧傳感器發(fā)出的空燃比信號(hào)，并將該空燃比信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)后發(fā)送給ECU，即采用了ECU可支持的模擬電壓信號(hào)，不僅成本較低，而且適用范圍廣。因此，本實(shí)用新型不僅降低了寬域氧傳感器的故障率，而且成本低、適用范圍廣。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的加熱控制電壓曲線(xiàn)圖。

圖3為本實(shí)用新型的空燃比電氣特性圖。

圖中：寬域氧傳感器1、寬域氧傳感器處理芯片2、微處理器3、加熱控制元件4、DC電源芯片5、ECU6。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖說(shuō)明和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

參見(jiàn)圖1，一種寬域氧傳感器信號(hào)處理裝置，包括寬域氧傳感器1、寬域氧傳感器處理芯片2、微處理器3、加熱控制元件4，所述寬域氧傳感器1的輸入端通過(guò)加熱控制元件4與微處理器3的輸出端電連，寬域氧傳感器1的輸出端通過(guò)寬域氧傳感器處理芯片2與微處理器3的輸入端電連；

所述微處理器3與ECU6通信連接，用于接收ECU6發(fā)出的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)信號(hào)并延遲T0后將加熱控制指令發(fā)送給加熱控制元件4，其中，所述T0為發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管中水分干燥所需時(shí)間；還用于根據(jù)寬域氧傳感器處理芯片2發(fā)出的溫度信號(hào)產(chǎn)生加熱指令，并將其發(fā)送給加熱控制元件4；

所述寬域氧傳感器處理芯片2與ECU6通信連接，用于接收寬域氧傳感器1發(fā)出的空燃比信號(hào)，并將該空燃比信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)后發(fā)送給ECU6；還用于接收寬域氧傳感器1發(fā)出的溫度信號(hào)并將其發(fā)送給微處理器3。

所述寬域氧傳感器處理芯片2還用于檢測(cè)寬域氧傳感器1的故障后將診斷信號(hào)發(fā)送給微處理器3；

所述微處理器3還用于接收診斷信號(hào)，并將該診斷信號(hào)的電壓以及空燃比信號(hào)的電壓提升至超出正常范圍；

所述ECU6用于識(shí)別超出正常范圍的診斷信號(hào)電壓以及空燃比信號(hào)電壓后控制故障燈點(diǎn)亮，并不再接收來(lái)自寬域氧傳感器處理芯片2的空燃比模擬電壓信號(hào)。

所述發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)信號(hào)為模擬電壓信號(hào)。

所述裝置還包括DC電源芯片5，該DC電源芯片5分別與寬域氧傳感器處理芯片2、微處理器4電連。

本實(shí)用新型的原理說(shuō)明如下：

本實(shí)用新型不僅采用智能加熱控制方式來(lái)降低寬域氧傳感器1的故障率，而且當(dāng)檢測(cè)到寬域氧傳感器1出現(xiàn)故障時(shí)，ECU6能及時(shí)收到反饋，提醒用戶(hù)及時(shí)更換維修，提高了維修的便利性。具體控制原理如下：

寬域氧傳感器的加熱控制：參見(jiàn)圖2，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)完成后，ECU6向微處理器3發(fā)出發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)信號(hào)，低電平有效，微處理器3接收到該信號(hào)后，先延遲一段時(shí)間T0，再向加熱控制元件4發(fā)出控制指令，然后加熱控制元件4控制寬域氧傳感器1開(kāi)始加熱。微處理器3可采用PWM調(diào)制的方式來(lái)控制發(fā)出，起始加熱電壓為V1，占空比不超過(guò)50%，之后逐漸增加占空比，使電壓按照一定斜率上升，在T1時(shí)刻，占空比達(dá)到最大，此時(shí)電壓為Vmax（不要超過(guò)13V），達(dá)到氧化鋯的激活溫度，隨后維持一段時(shí)間到T2。由于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度也在給寬域氧傳感器1加熱，為了維持氧化鋯的溫度僅需要較小的V2即可，此時(shí)寬域氧傳感器1可將溫度信號(hào)發(fā)送給寬域氧傳感器處理芯片2，待寬域氧傳感器處理芯片2轉(zhuǎn)化后發(fā)送給微處理器3，并由微處理器3內(nèi)部閉環(huán)控制寬域氧傳感器1的加熱溫度維持在750℃。

信號(hào)處理：參見(jiàn)圖3，寬域氧傳感器1被加熱到750℃時(shí)，其敏感元件氧化鋯活性被激發(fā)，此時(shí)寬域氧傳感器1將空燃比信號(hào)輸出給寬域氧傳感器處理芯片2，寬域氧傳感器處理芯片2將其轉(zhuǎn)化成0﹣2.78V的模擬電壓信號(hào)后輸出給ECU6。

診斷處理：寬域氧傳感器處理芯片2檢測(cè)到寬域氧傳感器1故障后，將診斷信號(hào)發(fā)送給微處理器3，然后微處理器3將空燃比電壓信號(hào)提升至4V、將診斷電壓信號(hào)提升至5V，ECU6識(shí)別到電壓超出0﹣2.78V后控制故障燈點(diǎn)亮以通知駕駛員及時(shí)進(jìn)行維修，并不再接收來(lái)自寬域氧傳感器處理芯片2的空燃比模擬電壓信號(hào)。

本實(shí)用新型所述DC電源芯片5用于為寬域氧傳感器處理芯片2、微處理器3提供5V電源。

實(shí)施例1：

參見(jiàn)圖1，一種寬域氧傳感器信號(hào)處理裝置，包括寬域氧傳感器1、寬域氧傳感器處理芯片2、微處理器3、加熱控制元件4、DC電源芯片5，所述寬域氧傳感器1的輸入端通過(guò)加熱控制元件4與微處理器3的輸出端電連，寬域氧傳感器1的輸出端通過(guò)寬域氧傳感器處理芯片2與微處理器3的輸入端電連，DC電源芯片5分別與寬域氧傳感器處理芯片2、微處理器4電連；所述微處理器3與ECU6通信連接，用于接收ECU6發(fā)出的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)模擬電壓信號(hào)并延遲T0后將加熱控制指令發(fā)送給加熱控制元件4，其中，所述T0為發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管中水分干燥所需時(shí)間，還用于根據(jù)寬域氧傳感器處理芯片2發(fā)出的溫度信號(hào)產(chǎn)生加熱指令，并將其發(fā)送給加熱控制元件4，還用于接收診斷信號(hào)，并將該診斷信號(hào)的電壓以及空燃比信號(hào)的電壓提升至超出正常范圍；所述寬域氧傳感器處理芯片2與ECU6通信連接，用于接收寬域氧傳感器1發(fā)出的空燃比信號(hào)，并將該空燃比信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)后發(fā)送給ECU6，還用于接收寬域氧傳感器1發(fā)出的溫度信號(hào)并將其發(fā)送給微處理器3，還用于檢測(cè)寬域氧傳感器1的故障后將診斷信號(hào)發(fā)送給微處理器3；所述ECU6用于識(shí)別超出正常范圍的診斷信號(hào)電壓以及空燃比信號(hào)電壓后控制故障燈點(diǎn)亮，并不再接收來(lái)自寬域氧傳感器處理芯片2的空燃比模擬電壓信號(hào)。