本發(fā)明涉及汽車電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于高頻注入的氧傳感器內(nèi)阻的檢測(cè)電路。

背景技術(shù)：

隨著世界各國(guó)汽車尾氣排放法規(guī)的越來越嚴(yán)格，汽車氧傳感器是現(xiàn)代汽車中一個(gè)非常重要的傳感器，它被用來監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中氧的含量，不同的氧含量下氧傳感器輸出不同的電壓信號(hào)，反饋給發(fā)動(dòng)機(jī)控制器ecu，ecu根據(jù)收到的電壓信號(hào)控制噴油量、進(jìn)氣量的大小，調(diào)整空燃比以達(dá)到最佳空燃比14.7:1，從而達(dá)到省油、提高燃料效率、減少污染等目的。

汽車氧傳感器通常安裝在排氣系統(tǒng)中，直接與排氣氣流接觸。一般在汽車的三元催化器前安裝一個(gè)前氧傳感器用于發(fā)動(dòng)機(jī)的閉環(huán)控制，在三元催化器后安裝一個(gè)后氧傳感器用于檢測(cè)前氧傳感器和三元催化器工作是否正常。

汽車氧傳感器的陶瓷傳感材料在700℃或更高的溫度下，在內(nèi)阻小于幾十歐姆的狀態(tài)下才能有效的傳導(dǎo)氧離子，但是發(fā)動(dòng)機(jī)在冷啟動(dòng)和部分工況下的排氣管溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于700℃。而發(fā)動(dòng)機(jī)在冷啟動(dòng)和部分工況下的排氣管溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于700℃時(shí),氧傳感器的內(nèi)阻高達(dá)幾千歐姆以上，輸出信號(hào)是不能反映氧含量的，如果用這種工況下輸出的信號(hào)給ecu做空燃比控制，反而會(huì)增大尾氣污染。所以需要對(duì)氧傳感器的內(nèi)阻進(jìn)行檢測(cè)。

同時(shí)，氧傳感器在使用中，由于老化、中毒、積碳等原因，也會(huì)使得氧傳感元件的內(nèi)阻增加，使得汽車在運(yùn)行中出現(xiàn)怠速不穩(wěn)、加速無力、油耗增加、尾氣超標(biāo)等故障。因此更需要對(duì)氧傳感器的內(nèi)阻進(jìn)行檢測(cè)來診斷氧傳感器的故障。因?yàn)闀?huì)改變氧傳感器的輸出信號(hào)幅值，所以原始的測(cè)量方法只有在實(shí)驗(yàn)室里測(cè)量或是氧傳感器斷開下測(cè)試，無法實(shí)時(shí)測(cè)量，

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種基于高頻注入的氧傳感器內(nèi)阻的檢測(cè)電路。本發(fā)明提供的一種基于高頻注入的氧傳感器內(nèi)阻的檢測(cè)電路，可以在車輛工作過程中實(shí)時(shí)檢測(cè)，不影響氧傳感器信號(hào)的輸出和發(fā)動(dòng)機(jī)的工作。通過實(shí)時(shí)的檢測(cè)氧傳感器的內(nèi)阻，可以準(zhǔn)確判斷氧傳感器的內(nèi)阻，優(yōu)化氧傳感器輸出電壓，繼而準(zhǔn)確計(jì)算出空燃比。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種基于高頻注入的氧傳感器內(nèi)阻的檢測(cè)電路，包括：

高頻信號(hào)整形電路：用以接收高頻信號(hào)并對(duì)所述高頻信號(hào)進(jìn)行整形，繼而形成標(biāo)準(zhǔn)的高頻注入信號(hào)；

頻伏轉(zhuǎn)換電路：用以將注入的高頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，所述電壓信號(hào)的大小隨氧傳感器內(nèi)阻ri變化而變化；

氧傳感器內(nèi)阻ri以及向所述檢測(cè)電路供電的電源模塊，其中，所述高頻信號(hào)輸入高頻信號(hào)整形電路，所述高頻信號(hào)整形電路的輸出端與頻伏轉(zhuǎn)換電路的輸入端電氣連接，所述頻伏轉(zhuǎn)換電路與氧傳感器內(nèi)阻ri電氣連接，所述頻伏轉(zhuǎn)換電路的輸出端輸出與氧傳感器內(nèi)阻ri對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)幅值。

上述的一種基于高頻注入的氧傳感器內(nèi)阻的檢測(cè)電路，其中，還包括反饋回路，所述反饋回路用以將所述電壓信號(hào)功率放大，所述頻伏轉(zhuǎn)換電路的輸出端與反饋回路的輸入端電氣連接。

上述的一種基于高頻注入的氧傳感器內(nèi)阻的檢測(cè)電路，其中，所述高頻信號(hào)整形電路包括一階濾波電路模塊、分壓電路模塊、抑制高頻的共模擾動(dòng)模塊，所述高頻信號(hào)輸入一階濾波電路模塊，所述一階濾波電路模塊的輸出端與分壓電路模塊的輸入端連接，所述分壓電路模塊的輸出端與抑制高頻的共模擾動(dòng)模塊的輸入端連接，所述抑制高頻的共模擾動(dòng)模塊的輸出端與頻伏轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接。

上述的一種基于高頻注入的氧傳感器內(nèi)阻的檢測(cè)電路，其中，所述一階濾波電路模塊包括第六電阻r6、第七電阻r7、穩(wěn)壓管z與第四電容c4，所述第四電容c4的一端分別連接第六電阻r6和第七電阻r7，另一端接地；所述穩(wěn)壓管z的一端分別連接第六電阻r6和第七電阻r7，另一端接地。

上述的一種基于高頻注入的氧傳感器內(nèi)阻的檢測(cè)電路，其中，所述抑制高頻的共模擾動(dòng)模塊包括第三電容c3、第一運(yùn)算放大器u1，所述第三電容c3跨接到第一運(yùn)算放大器u1的輸入正端和輸入負(fù)端。

上述的一種基于高頻注入的氧傳感器內(nèi)阻的檢測(cè)電路，其中，所述分壓電路模塊包括第四電阻r4與第五電阻r5，所述第一運(yùn)算放大器u1的輸入負(fù)端分別連接第四電阻r4與第五電阻r5，所述第一運(yùn)算放大器u1的輸入負(fù)端就通過第五電阻r5接地。

上述的一種基于高頻注入的氧傳感器內(nèi)阻的檢測(cè)電路，其中，所述頻伏轉(zhuǎn)換電路包括第一電阻r1、第二電阻r2、第一電容c1,第二電容c2，所述第一電容c1的一端連接到氧傳感器內(nèi)阻ri的輸出口，另一端分別連接第一電阻r1、第二電阻r2；所述第一電容c1通過第一電阻r1與第一運(yùn)算放大器u1的輸出端連接；所述第二電容c2的一端連接到第二電阻r2，另一端接地。

上述的一種基于高頻注入的氧傳感器內(nèi)阻的檢測(cè)電路，其中，所述反饋回路包括第三電阻r3、第九電阻r9、與第二運(yùn)算放大器u2，所述第二運(yùn)算放大器u2的輸入正端依次連接第三電阻r3、第二電容c2，并通過第三電阻r3、第二電容c2接地，所述第二運(yùn)算放大器u2的輸入負(fù)端與其輸出端連接，所述第二運(yùn)算放大器u2的輸入負(fù)端與第九電阻r9連接，所述第二運(yùn)算放大器u2的輸出端與第九電阻r9連接。

上述的一種基于高頻注入的氧傳感器內(nèi)阻的檢測(cè)電路，其中，還包括第八電阻r8，所述第八電阻的一端與電源模塊連接，所述第八電阻r8的另一端分別于第七電阻r7、高頻信號(hào)輸入口連接；所述第四電阻r4的一端與電源模塊連接，另一端第一運(yùn)算放大器u1的輸入負(fù)端連接。

本發(fā)明提供一種基于高頻注入的氧傳感器內(nèi)阻的檢測(cè)電路，通過實(shí)時(shí)的檢測(cè)氧傳感器的內(nèi)阻，可以準(zhǔn)確判斷氧傳感器的內(nèi)阻，優(yōu)化氧傳感器輸出電壓，準(zhǔn)確計(jì)算出空燃比。同時(shí)，可以準(zhǔn)確診斷出氧傳感器的失效狀態(tài)，避免因氧傳感器的失效，造成的排放污染。高頻注入信號(hào)和氧傳感器的輸出信號(hào)由于處在不同的頻域，不影響氧傳感器的信號(hào)輸出，實(shí)現(xiàn)了在車輛工作中，實(shí)時(shí)檢測(cè)氧傳感器的內(nèi)阻。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明一種基于高頻注入的氧傳感器內(nèi)阻的檢測(cè)電路的原理框圖；

圖2是本發(fā)明一種基于高頻注入的氧傳感器內(nèi)阻的檢測(cè)電路的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例

如圖1-2所示，一種基于高頻注入的氧傳感器內(nèi)阻的檢測(cè)電路，包括高頻信號(hào)整形電路10、頻伏轉(zhuǎn)換電路20、反饋回路30、氧傳感器內(nèi)阻ri50以及向所述檢測(cè)電路供電的電源模塊vdd40，所述高頻信號(hào)輸入高頻信號(hào)整形電路10，所述高頻信號(hào)整形電路10的輸出端與頻伏轉(zhuǎn)換電路20的輸入端電氣連接，所述頻伏轉(zhuǎn)換電路20與氧傳感器內(nèi)阻ri50電氣連接，所述頻伏轉(zhuǎn)換電路20的輸出端與反饋回路30的輸入端電氣連接。

在上述電路中：

高頻信號(hào)整形電路10：用以接收高頻信號(hào)并對(duì)所述高頻信號(hào)進(jìn)行整形，繼而形成標(biāo)準(zhǔn)的高頻注入信號(hào)；

頻伏轉(zhuǎn)換電路20：用以將注入的高頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，所述電壓信號(hào)的大小隨氧傳感器內(nèi)阻ri變化而變化；頻伏轉(zhuǎn)換電路是將注入的高頻測(cè)試信號(hào)轉(zhuǎn)化為可測(cè)量的電壓信號(hào)，此電壓信號(hào)的大小由氧傳感器的內(nèi)阻決定。

反饋回路30：所述反饋回路用以將所述電壓信號(hào)功率放大。由于頻伏轉(zhuǎn)換電路生成的電壓信號(hào)幅值太小，需要由反饋放大電路將此信號(hào)整形并放大數(shù)十倍，得到一個(gè)0-5v范圍內(nèi)的電壓值，進(jìn)一步便于采樣。

上述高頻信號(hào)整形電路10包括一階濾波電路模塊11、分壓電路模塊12、抑制高頻的共模擾動(dòng)模塊13，所述高頻信號(hào)輸入一階濾波電路模塊11，所述一階濾波電路模塊11的輸出端與分壓電路模塊12的輸入端連接，所述分壓電路模塊12的輸出端與抑制高頻的共模擾動(dòng)模塊13的輸入端連接，所述抑制高頻的共模擾動(dòng)模塊13的輸出端與頻伏轉(zhuǎn)換電路20的輸入端連接。

上述一階濾波電路模塊11包括第六電阻r6、第七電阻r7、穩(wěn)壓管z與第四電容c4，所述第四電容c4的一端分別連接第六電阻r6和第七電阻r7，另一端接地；所述穩(wěn)壓管z的一端分別連接第六電阻r6和第七電阻r7，另一端接地。

上述分壓電路模塊12包括第四電阻r4與第五電阻r5，所述第一運(yùn)算放大器u1的輸入負(fù)端分別連接第四電阻r4與第五電阻r5，所述第一運(yùn)算放大器u1的輸入負(fù)端就通過第五電阻r5接地。

上述抑制高頻的共模擾動(dòng)模塊13包括第三電容c3、第一運(yùn)算放大器u1，所述第三電容c3跨接到第一運(yùn)算放大器u1的輸入正端和輸入負(fù)端。

上述頻伏轉(zhuǎn)換電路20包括第一電阻r1、第二電阻r2、第一電容c1,第二電容c2，所述第一電容c1的一端連接到氧傳感器內(nèi)阻ri的輸出口，另一端分別連接第一電阻r1、第二電阻r2；所述第一電容c1通過第一電阻r1與第一運(yùn)算放大器u1的輸出端連接；所述第二電容c2的一端連接到第二電阻r2，另一端接地。

上述反饋回路30包括第三電阻r3、第九電阻r9、與第二運(yùn)算放大器u2，所述第二運(yùn)算放大器u2的輸入正端依次連接第三電阻r3、第二電容c2，并通過第三電阻r3、第二電容c2接地，所述第二運(yùn)算放大器u2的輸入負(fù)端與其輸出端連接，所述第二運(yùn)算放大器u2的輸入負(fù)端與第九電阻r9連接，所述第二運(yùn)算放大器u2的輸出端與第九電阻r9連接。

上述的一種基于高頻注入的氧傳感器內(nèi)阻的檢測(cè)電路，其中，還包括第八電阻r8，所述第八電阻的一端與電源模塊vdd連接，所述第八電阻r8的另一端分別于第七電阻r7、高頻信號(hào)輸入口連接；所述第四電阻r4的一端與電源模塊vdd連接，另一端第一運(yùn)算放大器u1的輸入負(fù)端連接。

本發(fā)明提供的一種基于高頻注入的氧傳感器內(nèi)阻的檢測(cè)電路，由注入信號(hào)口輸入高頻信號(hào)，此高頻信號(hào)經(jīng)過第一運(yùn)算放大器u1、第四電阻r4、第五電阻r5、第六電阻r6、第七電阻r7、第三電容c3、第四電容c4和穩(wěn)壓管z1的組成的整形電路進(jìn)行波形的整形，此信號(hào)經(jīng)過由氧傳感器內(nèi)阻ri、第一電阻r1、第二電阻r2、第一電容c1和第二電容c2組成頻伏轉(zhuǎn)換電路，產(chǎn)生一個(gè)電壓信號(hào)，該電壓信號(hào)的幅值和氧傳感器內(nèi)阻ri的值有關(guān)，通過采樣該電壓的幅值，可以得出氧傳感器內(nèi)阻ri的值。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本申請(qǐng)不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本申請(qǐng)的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申請(qǐng)的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化涵括在本申請(qǐng)內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。此外，顯然“包括”一詞不排除其他單元或步驟，單數(shù)不排除復(fù)數(shù)。裝置權(quán)利要求中陳述的多個(gè)單元或裝置也可以由一個(gè)單元或裝置通過軟件或者硬件來實(shí)現(xiàn)。第一，第二等詞語用來表示名稱，而并不表示任何特定的順序。

當(dāng)然，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本申請(qǐng)不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本申請(qǐng)的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申請(qǐng)的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化涵括在本申請(qǐng)內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。