帶診斷功能的汽車氧傳感器信號處理電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及氧傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種帶診斷功能的汽車氧傳感器信號處理電路。包括單片機MCU、分壓電路和三極管Q1，氧傳感器信號輸出端通過信號線與單片機MCU的AD采樣端口連接，單片機MCU具有與三極管Q1基極連接的I/O端口，分壓電路通過隔離電阻R3連接在氧傳感器信號輸出端與單片機MCU的AD采樣端口之間，三極管Q1的集電極連接有第一電源，發(fā)射極通過上拉電阻R1連接在氧傳感器信號輸出端與單片機MCU的AD采樣端口之間。本電路對信號進行濾波處理、單片機端口保護、為一些特殊的二進制氧傳感器提供泵電流、診斷電路等功能。使發(fā)動機ECU在工作中實時監(jiān)控氧傳感器信號是否發(fā)生異常，從而使發(fā)動機燃燒的空燃比保持在最佳狀態(tài)，達到節(jié)能減排的效果。
【專利說明】
帶診斷功能的汽車氧傳感器信號處理電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及氧傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種帶診斷功能的汽車氧傳感器信號處理電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著大氣污染的日益嚴重化，國家對汽車的排放要求越來越嚴苛，能夠有效減排的氧傳感器扮演著重要的角色。汽車氧傳感器通過測定發(fā)動機燃燒后的排氣中是否含有過量的氧氣，并把氧氣含量的信息轉(zhuǎn)換成電信號，發(fā)動機ECU通過處理電路接受信號來判斷混合氣的濃、稀，依次對噴有脈寬進行調(diào)整。目前電路設計大多忽略了氧傳感器信號故障的診斷，不能及時發(fā)現(xiàn)氧傳感器故障，不利于車輛的節(jié)能減排。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種集氧傳感器信號采集與故障診斷為一體，且結(jié)構(gòu)簡單，易于控制的帶診斷功能的汽車氧傳感器信號處理電路。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案是:一種帶診斷功能的汽車氧傳感器信號處理電路，包括單片機MCU，氧傳感器信號輸出端通過信號線與所述單片機MCU的AD采樣端口連接，還包括分壓電路和三極管Ql，所述單片機MCU具有與三極管Ql基極連接的I/O端口，所述分壓電路通過隔離電阻R3連接在氧傳感器信號輸出端與單片機MCU的AD采樣端口之間，所述三極管Ql的集電極連接有第一電源，發(fā)射極通過上拉電阻Rl連接在氧傳感器信號輸出端與單片機MCU的AD采樣端口之間。
[0005]進一步的，所述分壓電路包括串聯(lián)連接于第二電源與地之間的分壓電阻R4和分壓電阻R5，所述隔離電阻R3連接于分壓電阻R4和分壓電阻R5之間。
[0006]進一步的，所述單片機M⑶的AD采樣端口前串聯(lián)有雙向二極管Dl。
[0007]進一步的，所述氧傳感器信號輸出端與單片機MCU的AD采樣端口之間并聯(lián)有濾波電容Cl和濾波電容C2，所述濾波電容Cl和濾波電容C2另一端接地。
[0008]本實用新型的有益效果是:本電路對信號進行濾波處理、單片機端口保護、為一些特殊的二進制氧傳感器提供栗電流(例如:德爾福的OSP+型氧傳感器)、診斷電路等功能。使發(fā)動機ECU在工作中實時監(jiān)控氧傳感器信號是否發(fā)生異常，從而使發(fā)動機燃燒的空燃比保持在最佳狀態(tài)，達到節(jié)能減排的效果。
【附圖說明】

[0009]圖1為本實用新型電路連接圖；
【具體實施方式】
[0010]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。此外，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0011]如圖1所示，單片機M⑶具有AD采樣端口和I/O端口，氧傳感器信號輸出端通過信號線與單片機MCU的AD采樣端口連接。信號線兩側(cè)分別連接有分壓電路和三極管Ql，分壓電路由串聯(lián)連接于5V電源與地之間的分壓電阻R4和分壓電阻R5組成，分壓電阻R4和分壓電阻R5之間連接有隔離電阻R3，隔離電阻R3另一端與信號線連接。R4和R5分壓后隔離電阻R3端部電壓為450mv。三極管Ql基極連接單片機M⑶的I/O端口，集電極連接有5V電源，發(fā)射極通過上拉電阻Rl與信號線連接。三極管Ql和電阻Rl組成的栗電流電路，栗電流在7?13uA，為傳感器中鋯離子的運動提供動力。單片機MCU的AD采樣端口前串聯(lián)有雙向二極管Dl，雙向二極管Dl與氧傳感器信號輸出端之間串聯(lián)有限流電阻R2，氧傳感器信號輸出端與單片機MCU的AD采樣端口之間并聯(lián)有濾波電容Cl和濾波電容C2，濾波電容Cl和濾波電容C2另一端接地。濾波電容Cl和濾波電容C2用于對輸入信號進行濾波處理，抑制線束上串擾的高頻噪音。本實施例中，Rl的范圍為385K?625ΚΩ，R3的范圍為IM?2ΜΩ。
[0012]具體診斷方法如下:
[0013]氧傳感器開路時:發(fā)動機ECU上電后，單片機通過1/0端口關(guān)閉三極管Ql，此時單片機讀到450mv電壓(即隔離電阻R3端部電壓)；打開三極管Ql，三極管Ql集電極與發(fā)射極導通，上拉電阻Rl將隔離電阻R3端部電壓鉗位在3.13V左右(具體電壓值通過Rl?R5的取值大小決定)，單片機AD 口讀到3.13V電壓，由此診斷為氧傳感器開路，并發(fā)送故障碼。
[0014]氧傳感器對地短路時:單片機通過1/0打開和關(guān)閉三極管Ql時，單片機AD端口都讀到都為0V，由此診斷為氧傳感器對地短路，并發(fā)送故障碼。
[0015]氧傳感器對電源短路時:單片機通過1/0打開和關(guān)閉三極管Ql時，單片機AD端口均讀到5V電壓(即氧傳感器電源的電壓)，由此診斷為對電源短路，并發(fā)送故障碼。
[0016]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，應當指出，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種帶診斷功能的汽車氧傳感器信號處理電路，包括單片機MCU，氧傳感器信號輸出端通過信號線與所述單片機MCU的AD采樣端口連接，其特征在于:還包括分壓電路和三極管Ql，所述單片機MCU具有與三極管Ql基極連接的I/O端口，所述分壓電路通過隔離電阻R3連接在氧傳感器信號輸出端與單片機MCU的AD采樣端口之間，所述三極管Ql的集電極連接有第一電源，發(fā)射極通過上拉電阻Rl連接在氧傳感器信號輸出端與單片機MCU的AD采樣端口之間。2.如權(quán)利要求1所述的帶診斷功能的汽車氧傳感器信號處理電路，其特征在于:所述分壓電路包括串聯(lián)連接于第二電源與地之間的分壓電阻R4和分壓電阻R5，所述隔離電阻R3連接于分壓電阻R4和分壓電阻R5之間。3.如權(quán)利要求1所述的帶診斷功能的汽車氧傳感器信號處理電路，其特征在于:所述單片機MCU的AD采樣端口前串聯(lián)有雙向二極管Dl。4.如權(quán)利要求1所述的帶診斷功能的汽車氧傳感器信號處理電路，其特征在于:所述氧傳感器信號輸出端與單片機MCU的AD采樣端口之間并聯(lián)有濾波電容Cl和濾波電容C2，所述濾波電容Cl和濾波電容C2另一端接地。
【文檔編號】G01R31/02GK205720508SQ201620547094
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】方利志, 蔡丹丹, 王洪濤, 劉轉(zhuǎn)民, 儲祖江
【申請人】東風汽車公司