专利名称：一种汽车氧传感器加热器的故障诊断电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车氧传感器加热器的故障诊断电路，属于汽车电子技术领域。
背景技术：
随着汽车工业的发展，汽车尾气所带来的环境污染问题日益严重。为了有效地控 制汽车尾气，降低排放污染，大多数汽车在发动机排放系统中安装了三元催化转化器用以 净化尾气。但是空燃比(以下简称A/F) —旦偏离理论值(14. 7 1)，三元催化剂对排放物 的净化能力会急剧下降。因此在汽车排气管道内安装氧传感器，根据废气口的氧浓度测定 空燃比，将氧传感器的信号反馈到汽车电子控制单元(以下简称ECU)中，用来微调燃料的 喷射量，尽可能控制A/F收敛于理论值(14.7 1)，既降低排污量又节省能源。如果氧传感 器发生故障会造成其反馈信号出现异常，从而ECU失去混合气空燃比的调节，排放恶化，污 染环境。因而必须及时排除故障或更换器件。导致氧传感器出现故障的原因如下使用含 铅汽油导致氧传感器中毒；润滑油及传感器的胶垫和涂剂导致传感器硅中毒；积碳导致传 感器信号失真；氧传感器破碎失效；电加热器故障造成传感器在发动机启动及低温时不工 作。目前使用的氧传感器有氧化锆和氧化钛两种，应用最多的为氧化锆式氧传感器。 氧化锆在温度超过350°C后，才能进行正常的工作。因此当加热器电阻丝烧蚀后，氧传感器 很难达到正常的工作温度，从而失去作用。因此及时准确的检测出氧传感器加热器的故障， 排除故障或更换器件对于氧传感器正常工作是非常重要的。通常对于加热器的故障，在将氧传感器拆除的情况下可以通过万用表测量氧传感 器接线端中加热器端子和搭铁端子间的电阻来检测，或者在安装状态下通过驱动芯片自身 的返回值来实现诊断，要求选用有诊断功能的驱动芯片，而且可以诊断出来的故障也受到 驱动芯片的本身的限制。
发明内容
本发明的目的是提出一种汽车氧传感器加热器的故障诊断电路，使得氧传感器加 热器的驱动不再局限于具有诊断功能的驱动芯片，节省系统的驱动端口。本发明提出的汽车氧传感器加热器的故障诊断电路，包括第一电阻R1、第二电阻 R2、第三电阻R3、第四电阻R4和电容RO ；所述的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和 第四电阻R4的一端连在一起；所述的第一电阻Rl的另一端与汽车氧传感器加热器的驱动 信号输出端相连；所述的第二电阻R2的另一端与故障诊断电路电源相连；所述的第三电阻 R3的另一端与电容CO的一端相连，相连后的公共端接地；第四电阻R4的另一端与电容CO 的另一端相连，相连后的公共端为故障诊断电路的诊断信号Vdiag的输出端。本发明提出的汽车氧传感器加热器的故障诊断电路，其优点是使用分立器件架 构诊断电路，根据诊断电路中的器件参数设置诊断阈值，根据诊断电路的输出电压Vdiag 与诊断阈值的关系实现氧传感器加热器的诊断。与传统氧传感器加热器的诊断方法相比，可以实现对电源短路、对地短路和开路三种故障的诊断，氧传感器加热器的驱动不再局限于具有诊断功能的驱动芯片，节省系统的驱动端口。
图1是本发明提出的汽车氧传感器加热器的故障诊断电路的电路图。
具体实施例方式本发明提出的汽车氧传感器加热器的故障诊断电路，其电路图如图1所示，包括 第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和电容RO ；所述的第一电阻R1、第二 电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4的一端连在一起；所述的第一电阻Rl的另一端与汽车 氧传感器加热器的驱动信号输出端相连；所述的第二电阻R2的另一端与故障诊断电路电 源相连；所述的第三电阻R3的另一端与电容CO的一端相连，相连后的公共端接地；第四电 阻R4的另一端与电容CO的另一端相连，相连后的公共端为故障诊断电路的诊断信号Vdiag 的输出端。根据诊断电路特性，在氧传感器加热状态下，在发生对电源短路故障时，所述诊断 电压Vdiag_on_SCb和正常情况下Vdiag_on_normal是有区别的；在停止加热状态下，在发 生对地短路故障、开路故障时，所述诊断电压Vdiag_Cl0Se_SCg、Vdiag_close_oc和正常情 况下Vdiag_close_normal是有区别的。以下结合附图，详细介绍本发明诊断电路的工作原理和工作过程1、分别计算各种工作情况下，汽车氧传感器加热器的故障诊断电路的输出电压 Vdiag (1)氧传感器加热器驱动信号正常情况下，汽车氧传感器在加热状态时，诊断电路 的输出电压 Vdiag_on_normal ；(2)氧传感器加热器驱动信号正常情况下，汽车氧传感器在停止加热状态时，诊断 电路的输出电压Vdiag_close_normal ；(3)氧传感器加热器驱动信号对电源短路情况下，汽车氧传感器在加热状态时，诊 断电路的输出电压Vdiag_on_scb ；(4)氧传感器加热器驱动信号对地短路情况下，汽车氧传感器在停止加热状态时， 诊断电路的输出电压Vdiag_close_scg ；(5)氧传感器加热器驱动信号对地短路情况下，汽车氧传感器在停止加热状态时， 诊断电路的输出电压Vdiag_close_oc ；2、根据计算结果设定氧传感器加热器对电源短路阈值(V_SCB_DIAG)和对地短路 阈值(V_SCG_DIAG)；3、E⑶每1毫秒对诊断电路输出的诊断电压Vdiag进行更新；4、E⑶每10毫秒根据氧传感器加热器的工作情况和诊断电路的输出电压Vdiag对 氧传感器加热器进行诊断氧传感器加热时，若诊断电路的输出电压Vdiag小于对电源短 路阈值(V_SCB_DIAG)，则认为氧传感器加热器正常；若诊断电路的输出电压Vdiag大于对 电源短路阈值(V_SCB_DIAG)，则认为氧传感器加热器对电源短路。氧传感器停止加热时，若 诊断电路的输出电压Vdiag大于对电源短路阈值(V_SCB_DIAG)，则认为氧传感器加热器正常；若诊断电路的输出电压Vdiag大于对地短路阈值(V_SCG_DIAG)，且小于对电源短路阈 值(V_SCB_DIAG)，则认为氧传感器加热器开路；若诊断电路的输出电压Vdiag小于对地短 路阈值(V_SCG_DIAG)，则认为氧传感器加热器对地短路。 在诊断电路中，诊断电压Vdiag为方波信号，一阶滤波电路的时间常数选取不当 时，经滤波后会使方波信号变为积分信号，出现非标准电压值，超出故障诊断的范围。为了 尽量缩短诊断电压Vdiag出现非标准电压的时间，降低误报风险，R4、C0需要选取合适的阻 容值，调整电路中的一阶滤波电路的时间常数。
权利要求
一种汽车氧传感器加热器的故障诊断电路，其特征在于该电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和电容R0；所述的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4的一端连在一起；所述的第一电阻R1的另一端与汽车氧传感器加热器的驱动信号输出端相连；所述的第二电阻R2的另一端与故障诊断电路电源相连；所述的第三电阻R3的另一端与电容C0的一端相连，相连后的公共端接地；第四电阻R4的另一端与电容C0的另一端相连，相连后的公共端为故障诊断电路的诊断信号Vdiag的输出端。
全文摘要
本发明涉及一种汽车氧传感器加热器的故障诊断电路，属于汽车电子技术领域。该诊断电路中，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4的一端连在一起，第一电阻R1的另一端与汽车氧传感器加热器的驱动信号输出端相连，第二电阻R2的另一端与故障诊断电路电源相连，第三电阻R3的另一端与电容C0的一端相连，相连后的公共端接地，第四电阻R4的另一端与电容C0的另一端相连，相连后的公共端为故障诊断电路的诊断信号Vdiag的输出端。本发明诊断电路可以实现对电源短路、对地短路和开路三种故障的诊断，氧传感器加热器的驱动不再局限于具有诊断功能的驱动芯片，节省系统的驱动端口。
文档编号G01R31/00GK101833052SQ20101015997
公开日2010年9月15日 申请日期2010年4月23日 优先权日2010年4月23日
发明者汤贵秋, 赵小娜 申请人:北京锐意泰克汽车电子有限公司