带诊断功能的汽车氧传感器信号处理电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及氧传感器技术领域，尤其涉及一种带诊断功能的汽车氧传感器信号处理电路。包括单片机MCU、分压电路和三极管Q1，氧传感器信号输出端通过信号线与单片机MCU的AD采样端口连接，单片机MCU具有与三极管Q1基极连接的I/O端口，分压电路通过隔离电阻R3连接在氧传感器信号输出端与单片机MCU的AD采样端口之间，三极管Q1的集电极连接有第一电源，发射极通过上拉电阻R1连接在氧传感器信号输出端与单片机MCU的AD采样端口之间。本电路对信号进行滤波处理、单片机端口保护、为一些特殊的二进制氧传感器提供泵电流、诊断电路等功能。使发动机ECU在工作中实时监控氧传感器信号是否发生异常，从而使发动机燃烧的空燃比保持在最佳状态，达到节能减排的效果。
【专利说明】
带诊断功能的汽车氧传感器信号处理电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及氧传感器技术领域，尤其涉及一种带诊断功能的汽车氧传感器信号处理电路。
【背景技术】
[0002]随着大气污染的日益严重化，国家对汽车的排放要求越来越严苛，能够有效减排的氧传感器扮演着重要的角色。汽车氧传感器通过测定发动机燃烧后的排气中是否含有过量的氧气，并把氧气含量的信息转换成电信号，发动机ECU通过处理电路接受信号来判断混合气的浓、稀，依次对喷有脉宽进行调整。目前电路设计大多忽略了氧传感器信号故障的诊断，不能及时发现氧传感器故障，不利于车辆的节能减排。
【实用新型内容】
[0003]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种集氧传感器信号采集与故障诊断为一体，且结构简单，易于控制的带诊断功能的汽车氧传感器信号处理电路。
[0004]本实用新型的技术方案是:一种带诊断功能的汽车氧传感器信号处理电路，包括单片机MCU，氧传感器信号输出端通过信号线与所述单片机MCU的AD采样端口连接，还包括分压电路和三极管Ql，所述单片机MCU具有与三极管Ql基极连接的I/O端口，所述分压电路通过隔离电阻R3连接在氧传感器信号输出端与单片机MCU的AD采样端口之间，所述三极管Ql的集电极连接有第一电源，发射极通过上拉电阻Rl连接在氧传感器信号输出端与单片机MCU的AD采样端口之间。
[0005]进一步的，所述分压电路包括串联连接于第二电源与地之间的分压电阻R4和分压电阻R5，所述隔离电阻R3连接于分压电阻R4和分压电阻R5之间。
[0006]进一步的，所述单片机M⑶的AD采样端口前串联有双向二极管Dl。
[0007]进一步的，所述氧传感器信号输出端与单片机MCU的AD采样端口之间并联有滤波电容Cl和滤波电容C2，所述滤波电容Cl和滤波电容C2另一端接地。
[0008]本实用新型的有益效果是:本电路对信号进行滤波处理、单片机端口保护、为一些特殊的二进制氧传感器提供栗电流(例如:德尔福的OSP+型氧传感器)、诊断电路等功能。使发动机ECU在工作中实时监控氧传感器信号是否发生异常，从而使发动机燃烧的空燃比保持在最佳状态，达到节能减排的效果。
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型电路连接图；
【具体实施方式】
[0010]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0011]如图1所示，单片机M⑶具有AD采样端口和I/O端口，氧传感器信号输出端通过信号线与单片机MCU的AD采样端口连接。信号线两侧分别连接有分压电路和三极管Ql，分压电路由串联连接于5V电源与地之间的分压电阻R4和分压电阻R5组成，分压电阻R4和分压电阻R5之间连接有隔离电阻R3，隔离电阻R3另一端与信号线连接。R4和R5分压后隔离电阻R3端部电压为450mv。三极管Ql基极连接单片机M⑶的I/O端口，集电极连接有5V电源，发射极通过上拉电阻Rl与信号线连接。三极管Ql和电阻Rl组成的栗电流电路，栗电流在7?13uA，为传感器中锆离子的运动提供动力。单片机MCU的AD采样端口前串联有双向二极管Dl，双向二极管Dl与氧传感器信号输出端之间串联有限流电阻R2，氧传感器信号输出端与单片机MCU的AD采样端口之间并联有滤波电容Cl和滤波电容C2，滤波电容Cl和滤波电容C2另一端接地。滤波电容Cl和滤波电容C2用于对输入信号进行滤波处理，抑制线束上串扰的高频噪音。本实施例中，Rl的范围为385K?625ΚΩ，R3的范围为IM?2ΜΩ。
[0012]具体诊断方法如下:
[0013]氧传感器开路时:发动机ECU上电后，单片机通过1/0端口关闭三极管Ql，此时单片机读到450mv电压(即隔离电阻R3端部电压)；打开三极管Ql，三极管Ql集电极与发射极导通，上拉电阻Rl将隔离电阻R3端部电压钳位在3.13V左右(具体电压值通过Rl?R5的取值大小决定)，单片机AD 口读到3.13V电压，由此诊断为氧传感器开路，并发送故障码。
[0014]氧传感器对地短路时:单片机通过1/0打开和关闭三极管Ql时，单片机AD端口都读到都为0V，由此诊断为氧传感器对地短路，并发送故障码。
[0015]氧传感器对电源短路时:单片机通过1/0打开和关闭三极管Ql时，单片机AD端口均读到5V电压(即氧传感器电源的电压)，由此诊断为对电源短路，并发送故障码。
[0016]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种带诊断功能的汽车氧传感器信号处理电路，包括单片机MCU，氧传感器信号输出端通过信号线与所述单片机MCU的AD采样端口连接，其特征在于:还包括分压电路和三极管Ql，所述单片机MCU具有与三极管Ql基极连接的I/O端口，所述分压电路通过隔离电阻R3连接在氧传感器信号输出端与单片机MCU的AD采样端口之间，所述三极管Ql的集电极连接有第一电源，发射极通过上拉电阻Rl连接在氧传感器信号输出端与单片机MCU的AD采样端口之间。2.如权利要求1所述的带诊断功能的汽车氧传感器信号处理电路，其特征在于:所述分压电路包括串联连接于第二电源与地之间的分压电阻R4和分压电阻R5，所述隔离电阻R3连接于分压电阻R4和分压电阻R5之间。3.如权利要求1所述的带诊断功能的汽车氧传感器信号处理电路，其特征在于:所述单片机MCU的AD采样端口前串联有双向二极管Dl。4.如权利要求1所述的带诊断功能的汽车氧传感器信号处理电路，其特征在于:所述氧传感器信号输出端与单片机MCU的AD采样端口之间并联有滤波电容Cl和滤波电容C2，所述滤波电容Cl和滤波电容C2另一端接地。
【文档编号】G01R31/02GK205720508SQ201620547094
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】方利志, 蔡丹丹, 王洪涛, 刘转民, 储祖江
【申请人】东风汽车公司