一种氧传感器电子模拟器的制造方法

文档序号:6076776阅读:302来源:国知局
一种氧传感器电子模拟器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及发动机检测【技术领域】,提供一种氧传感器电子模拟器,所述氧传感器电子模拟器包括前面板和电子模拟电路,前面板上设有氧浓度输出精调旋钮、氧浓度输出粗调旋钮、ECU接线端口、加热器功率档位开关、电源开关、传感器温度旋钮、泵电池电阻旋钮、泵电流参考电阻旋钮以及加热升温开关等操作按钮,在电子模拟电路上设有5V直流电源电路、5V直流输出端、第一可调电阻、第二可调电阻、第三可调电阻、第一分压装置、第二分压装置、热敏电阻以及大功率电阻等,从而实现对氧传感器电信号的模拟,即实现模拟温度突升突降的现象,从而也适应各种工作环境下的不同种类的宽域氧传感器。
【专利说明】一种氧传感器电子模拟器

【技术领域】
[0001]本实用新型属于发动机检测【技术领域】,尤其涉及一种氧传感器电子模拟器。

【背景技术】
[0002]氧传感器用于检测排气中氧的含量,发动机电子控制单元依据排气中氧的含量判断混合气的浓度,及时的修正喷油量。传统的氧传感器在混合气浓时,输出一个约0.6?0.9V的电压;当混合气稀时,输出一个约0.1?0.3V的电压,E⑶依据氧传感器输出电压值判断混合气浓或稀,从而在反复的修正喷油量,所以氧传感器的电压在0.1?0.9V之间波动。
[0003]氧传感器分为开关氧传感器和宽域氧传感器,其中,宽域氧传感器的基本控制原理就是以普通氧化锆型氧传感器为基础扩展而来。利用了氧化锆的两个特性:第一个特性是当氧化锆两侧的含氧量不同时,在氧化锆两侧的电极上产生电动势,普通氧传感器正是利用氧化锆的这一特性;第二个特性与第一个特性相反,即当在氧化锆两侧的电极上加上电压时,可以使氧离子移动。
[0004]在发动机的检测过程中,氧传感器的电信号的模拟是一件常规的操作,目前常见的是开关型氧传感器的模拟装置,而对于应用在燃气发动机等稀燃发动机上的宽域氧传感器的电信号操作过程,不能依据现有的检测设备进行模拟。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于提供一种氧传感器电子模拟器,旨在解决现有技术中不能对宽域氧传感器的电信号操作进行模拟的问题。
[0006]本实用新型是这样实现的,一种氧传感器电子模拟器,所述氧传感器电子模拟器包括前面板以及电子模拟电路,其中:
[0007]所述前面板上设有氧浓度输出精调旋钮、氧浓度输出粗调旋钮、ECU接线端口、加热器功率档位开关、电源开关、传感器温度旋钮、泵电池电阻旋钮、泵电流参考电阻旋钮以及加热升温开关,其中,所述ECU接线端口设有能斯特电压端口、接地端口、泵电流端口、参考电阻端口、加热电源端口以及加热驱动端口 ;
[0008]所述电子模拟电路设有5V直流电源电路,所述5V直流电源电路设有5V直流输出端,所述5V直流输出端电连接第二分压装置的正极端,所述第二分压装置的负极端分别电连接第二可调电阻、第三可调电阻以及第一分压装置的正极端,所述第二可调电阻的输出端分别电连接所述能斯特电压端口、参考电阻端口以及热敏电阻的第一端,所述第二可调电阻与所述热敏电阻第一端之间设有第一电流节点,所述第一电流节点电连接第一可调电阻后与所述接地端口电连接,所述第一可调电阻与所述接地端口之间设有第二电流节点,所述第二电流节点电连接所述加热升温开关后与所述热敏电阻的第二端电连接,所述热敏电阻的第三端电连接所述加热驱动端口,所述热敏电阻设置在大功率电阻上,所述大功率电阻一端连接所述加热器功率档位开关,另一端电连接加热电源端口,所述第三可调电阻的另一端电连接泵电流端口,所述第一分压装置的负极端接地;
[0009]所述第一可调电阻与所述传感器温度旋钮相连接,所述第二可调电阻与所述参考电阻旋钮相连接,所述第三可调电阻与所述泵电池电阻旋钮相连接,所述第一分压装置与所述氧浓度输出精调旋钮相连接,所述第二分压装置与所述氧浓度输出粗调旋钮相连接。
[0010]作为一种改进的方案,所述前面板上还设有加热指示灯,所述加热指示灯位于所述大功率电阻的第三端与所述加热驱动端口之间。
[0011]作为一种改进的方案,所述大功率电阻包括有相互串联的第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻以及第六电阻,其中,所述热敏电阻贴合在所述第一电阻上,其中:
[0012]所述第一电阻的另一端与所述加热指示灯连接;
[0013]所述加热器功率档位开关设有初始档位触点、第一档位触点、第二档位触点、第三档位触点、第四档位触点、第五档位触点以及静触点;
[0014]所述第一电阻与所述第二电阻之间设有第三电流节点,所述第二电阻与所述第三电阻之间设有第四电流节点,所述第三电阻与所述第四电阻之间设有第五电流节点,所述第四电阻与所述第五电阻之间设有第六电流节点,所述第五电阻与所述第六电阻之间设有第七电流节点,所述第三电流节点与所述初始档位触点连接,所述第四电流节点与所述第一档位触点连接,所述第五电流节点与所述第二档位触点连接,所述第六电流节点与所述第三档位触点连接,所述第七电流节点与所述第四档位触点连接,所述第六电阻的另一端与所述第五档位触点连接;
[0015]所述静触点连接所述解热电源端口。
[0016]作为一种改进的方案,所述5V直流电源电路包括与220V交流电端口连接变压器以及交直流转换装置,所述交直流转换装置与所述5V直流输出端电连接,所述变压器与所述220V交流电端口之间设有220V控制开关。
[0017]作为一种改进的方案,所述220V控制开关串联风扇。
[0018]作为一种改进的方案,所述5V直流电源电路包括与24V直流电端口连接第三分压装置,所述第三分压装置与所述5V直流输出端电连接,所述第三分压装置与所述24V直流电端口之间设有24V控制开关。
[0019]作为一种改进的方案,所述24V控制开关串联风扇。
[0020]作为一种改进的方案,所述5V直流电源电路包括与9V直流电端口连接第四分压装置,所述第四分压装置与所述5V直流输出端电连接,所述第四分压装置与所述9V直流电端口之间设有9V控制开关。
[0021]由于氧传感器电子模拟器包括前面板和电子模拟电路,前面板上设有氧浓度输出精调旋钮、氧浓度输出粗调旋钮、ECU接线端口、加热器功率档位开关、电源开关、传感器温度旋钮、泵电池电阻旋钮、泵电流参考电阻旋钮以及加热升温开关等操作按钮,在电子模拟电路上设有5V直流电源电路、5V直流输出端、第一可调电阻、第二可调电阻、第三可调电阻、第一分压装置、第二分压装置、热敏电阻以及大功率电阻等,从而实现对氧传感器电信号的模拟,即实现模拟温度突升突降的现象,从而也适应各种工作环境下的不同种类的宽域氧传感器。
[0022]由于风扇的设置,实现对大功率电阻的散热。
[0023]由于大功率电阻由第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻以及第六电阻组成,从而在加热器功率档位开关的控制下,任何档位有电阻接入电路上,实现了热敏电阻阻值的变化。

【专利附图】

【附图说明】
[0024]图1是本实用新型提供的氧传感器电子模拟器的电子模拟电路的示意图;
[0025]图2是本实用新型提供的氧传感器电子模拟器的前面板的示意图;
[0026]图3是本实用新型提供的大功率电阻以及加热器功率档位开关的电路示意图;
[0027]其中,11-氧浓度输出精调旋钮,12-氧浓度输出粗调旋钮,13-E⑶接线端口,131-能斯特电压端口,132-接地端口,133-泵电流端口,134-参考电阻端口,135-加热电源端口,136-加热驱动端口,14-加热器功率档位开关,141-初始档位触点,142-第一档位触点,143-第二档位触点,144-第三档位触点,145-第四档位触点,146-第五档位触点,147-静触点,15-电源开关,16-传感器温度旋钮,17-泵电池电阻旋钮,18-泵电流参考电阻旋钮,19-加热升温开关,20-加热指示灯,21-5V直流电源电路,211-变压器,212-交直流转换装置,213-220V控制开关,214-第三分压装置,215-24V控制开关,216-第四分压装置,217-9V控制开关,22-5V直流输出端,23-第二分压装置,24-第二可调电阻,25-第三可调电阻,26-第一分压装置,27-热敏电阻,28-第一电流节点,29-第一可调电阻,30-第二电流节点,31-大功率电阻,311-第一电阻,312-第二电阻,313-第三电阻,314-第四电阻,315-第五电阻,316-第六电阻,32-风扇,33-第三电流节点,34-第四电流节点,35-第五电流节点,36-第六电流节点,37-第七电流节点。

【具体实施方式】
[0028]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。应当理解,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。
[0029]图1示出了本实用新型提供的氧传感器电子模拟器的电子模拟电路的示意图,图2示出了本实用新型提供的氧传感器电子模拟器的前面板的示意图,为了便于说明,图中仅给出了与本实用新型相关的部分。
[0030]氧传感器电子模拟器包括前面板以及电子模拟电路,其中:
[0031]所述前面板上设有氧浓度输出精调旋钮11、氧浓度输出粗调旋钮12、E⑶接线端口 13、加热器功率档位开关14、电源开关15、传感器温度旋钮16、泵电池电阻旋钮17、泵电流参考电阻旋钮18以及加热升温开关19,其中,所述ECU接线端口 13设有能斯特电压端口131、接地端口 132、泵电流端口 133、参考电阻端口 134、加热电源端口 135以及加热驱动端P 136 ;
[0032]所述电子模拟电路设有5V直流电源电路21,所述5V直流电源电路21设有5V直流输出端22,所述5V直流输出端22电连接第二分压装置23的正极端,所述第二分压装置23的负极端分别电连接第二可调电阻24、第三可调电阻25以及第一分压装置26的正极端,所述第二可调电阻24的输出端分别电连接所述能斯特电压端口 131、参考电阻端口 134以及热敏电阻27的第一端,所述第二可调电阻24与所述热敏电阻27第一端之间设有第一电流节点28,所述第一电流节点28电连接第一可调电阻29后与所述接地端口 132电连接,所述第一可调电阻29与所述接地端口 132之间设有第二电流节点30,所述第二电流节点30电连接所述加热升温开关19后与所述热敏电阻27的第二端电连接,所述热敏电阻27的第三端电连接所述加热驱动端口 136,所述热敏电阻27设置在大功率电阻31上,所述大功率电阻31 —端连接所述加热器功率档位开关14,另一端电连接加热电源端口 135,所述第三可调电阻25的另一端电连接泵电流端口 133,所述第一分压装置26的负极端接地;
[0033]所述第一可调电阻29与所述传感器温度旋钮16相连接,所述第二可调电阻24与所述泵电流参考电阻旋钮18相连接,所述第三可调电阻25与所述泵电池电阻旋钮17相连接,所述第一分压装置26与所述氧浓度输出精调旋钮11相连接,所述第二分压装置23与所述氧浓度输出粗调旋钮12相连接。
[0034]在本实用新型中,所述前面板上还设有加热指示灯20,所述加热指示灯20位于所述大功率电阻31的第三端与所述加热驱动端口 136之间。
[0035]在本实用新型中,该氧传感器电子模拟器的体积较小,可内置电池,也可以通过直流或交流电进行供电,下述给出三种方式,具体如下:
[0036]第一种情况:5V直流电源电路21包括与220V交流电端口连接变压器211以及交直流转换装置212,所述交直流转换装置212与所述5V直流输出端22电连接,所述变压器211与所述220V交流电端口之间设有220V控制开关213 ;
[0037]其中,所述220V控制开关213串联风扇32,该风扇用于对大功率电阻31进行散执.^ ,
[0038]第二种情况:5V直流电源电路21包括与24V直流电端口连接第三分压装置214,所述第三分压装置214与所述5V直流输出端22电连接,所述第三分压装置214与所述24V直流电端口之间设有24V控制开关215 ;
[0039]其中,所述24V控制开关215也串联风扇32,该风扇用于对大功率电阻31进行散热,其可以与上述实施例中的风扇为同一个;
[0040]第三种情况:所述5V直流电源电路21包括与9V直流电端口连接第四分压装置216,所述第四分压装置216与所述5V直流输出端22电连接,所述第三分压装置216与所述9V直流电端口之间设有9V控制开关217。
[0041]在本实用新型中,上述三种情况的电路可以并联共同与所述5V直流输出端电连接,作为一种较佳方案,但不用以限制本实用新型。
[0042]在本实用新型中,220V控制开关213、24V控制开关215以及9V控制开关217统统归属到电源开关15的范畴内,即当那一路进行供电时,该对应的开关即为电源开关,供电工作,在此不再赘述,但不用以限制本实用新型。
[0043]在本实用新型中,如图3所示,大功率电阻31包括有相互串联的第一电阻311、第二电阻312、第三电阻313、第四电阻314、第五电阻315以及第六电阻316,其中,所述热敏电阻27贴合在所述第一电阻311上,其中:
[0044]所述第一电阻311的另一端与所述加热电源端口 135连接;
[0045]所述加热器功率档位开关14设有初始档位触点141、第一档位触点142、第二档位触点143、第三档位触点144、第四档位触点145、第五档位触点146以及静触点147 ;
[0046]所述第一电阻311与所述第二电阻312之间设有第三电流节点33,所述第二电阻312与所述第三电阻313之间设有第四电流节点34,所述第三电阻313与所述第四电阻314之间设有第五电流节点35,所述第四电阻314与所述第五电阻315之间设有第六电流节点36,所述第五电阻315与所述第六电阻316之间设有第七电流节点37,所述第三电流节点33与所述初始档位触点141连接,所述第四电流节点34与所述第一档位触点142连接,所述第五电流节点35与所述第二档位触点143连接,所述第六电流节点36与所述第三档位触点144连接,所述第七电流节点37与所述第四档位触点145连接,所述第六电阻316的另一端与所述第五档位触点146连接。
[0047]在本实用新型中,上述图3所示的各个电阻的阻值为3欧功率50W,6个3欧50W组成大功率电阻电路,加热器功率档位开关为五档开关,除了初始档位以外还设有5个档位,每个档位对应的加热电阻为初始档位3欧50W,第一档位是6欧100W,第二档位是9欧150W,第三档位是12欧200W,第四档位是15欧250W,第五档位是18欧300W,设定初始档位电阻的意义在于防止加热电阻电路短路,任何档位都有加热电阻接入。
[0048]在本实用新型中,氧浓度输出精调旋钮11和氧浓度输出粗调旋钮12,调整的范围为:电压0-5V连续可调,氧浓度输出粗调旋钮12最多只可旋转一周,旋转一周氧浓度值可在0.7-4之间变化;氧浓度输出精调旋钮11每旋转一周氧浓度值变化0.2,可以旋转10周,使用时如果需要氧浓度值精确到0.1以上,需要使用氧浓度输出精调旋钮11,先用氧浓度输出粗调旋钮12确定在一定范围内,然后再精调,精调的值是在粗调的基础上变化的,例如粗调氧浓度值到1.3,那么氧浓度输出精调旋钮11转一周,氧浓度值可到1.1或1.5,这种精度完全满足测试条件,当然如果只靠氧浓度输出精调旋钮11精调氧浓度值也可,只是当目标氧浓度值与当前氧浓度值相差较大时,需要氧浓度输出精调旋钮11调整几周才能达到。
[0049]在本实用新型中,第一可调电阻29、第二可调电阻24以及第三可调电阻25的每个电阻在O-1K欧之间连续可调。
[0050]在本实用新型中,加热温升的原理是:
[0051]在大功率电阻31上贴有热敏电阻27,热敏电阻27的阻值随温度变化,采用NTC的热敏电阻,工作特性与真实传感器内部的能斯特电池内阻类似,当大功率电阻31被加热的时候,热敏电阻27阻值变小,热敏电阻27与第一可调电阻29模拟的能斯特电池内阻并联,此时热敏电阻27与第一可调电阻29 —同模拟能斯特电池内阻,内阻随温度变小,E⑶采集到的传感器温度升高,当温度升高到一定值的时候加热停止,目前为了安全起见,将此温度设定到120°C,设定温度可以通过调节热敏电阻27来调节,此热敏电阻27由加热升温开关19控制,加热升温开关19断开时,热敏电阻27开路,方便模拟温度突升突降的现象。
[0052]在本实用新型中,为了便于理解,下述给出本实用新型提供的氧传感器电子模拟器的工作原理:
[0053]E⑶接线端口与能斯特电压端口、接地端口、泵电流端口、参考电阻端口、加热电源端口以及加热驱动端口相对应,氧传感器可以看做一个能斯特电池和ECU的泵电流一同工作的过程;
[0054]电源经过5V直流输出端后输出5V直流,然后经过第一分压装置和第二分压装置的调节,调节后的电压可以看作是没有泵电流情况下的氧传感器的能斯特电压;
[0055]通过泵电流端口,E⑶发出的泵电流经过第二可调电阻、第三可调电阻与第一分压装置和第二分压装置调节出的电压相叠加,模拟泵电流对能斯特电压的影响,第一可调电阻模拟宽域氧传感器能斯特电池的内阻,因为传感器安置在发动机排气管内,正常工作温度为780度,所以在某些发动机工况下需要对传感器进行加热,能斯特电池的内阻是随温度变化的,所以可调电阻就模拟了能斯特电池内阻变化的过程,热敏电阻与第一可调电阻并联,一同组成模拟能斯特电池内阻的功能,在加热大功率电阻加热时,电阻温度上升,此时热敏电阻阻值会变化,达到自动模拟能斯特电池内阻变化的过程。
[0056]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种氧传感器电子模拟器,其特征在于,所述氧传感器电子模拟器包括前面板以及电子模拟电路,其中: 所述前面板上设有氧浓度输出精调旋钮(11)、氧浓度输出粗调旋钮(12)、ECU接线端口(13)、加热器功率档位开关(14)、电源开关(15)、传感器温度旋钮(16)、泵电池电阻旋钮(17)、泵电流参考电阻旋钮(18)以及加热升温开关(19),其中,所述ECU接线端口(13)设有能斯特电压端口(131)、接地端口(132)、泵电流端口(133)、参考电阻端口(134)、加热电源端口 (135)以及加热驱动端口 (136); 所述电子模拟电路设有5V直流电源电路(21),所述5V直流电源电路(21)设有5V直流输出端(22),所述5V直流输出端(22)电连接第二分压装置(23)的正极端,所述第二分压装置(23)的负极端分别电连接第二可调电阻(24)、第三可调电阻(25)以及第一分压装置(26)的正极端,所述第二可调电阻(24)的输出端分别电连接所述能斯特电压端口(131)、参考电阻端口(134)以及热敏电阻(27)的第一端,所述第二可调电阻(24)与所述热敏电阻(27)第一端之间设有第一电流节点(28),所述第一电流节点(28)电连接第一可调电阻(29)后与所述接地端口(132)电连接,所述第一可调电阻(29)与所述接地端口(132)之间设有第二电流节点(30),所述第二电流节点(30)电连接所述加热升温开关(19)后与所述热敏电阻(27)的第二端电连接,所述热敏电阻(27)的第三端电连接所述加热驱动端口(136),所述热敏电阻(27)设置在大功率电阻(31)上,所述大功率电阻(31) —端连接所述加热器功率档位开关(14),另一端电连接加热电源端口(135),所述第三可调电阻(25)的另一端电连接泵电流端口(133),所述第一分压装置(26)的负极端接地; 所述第一可调电阻(29)与所述传感器温度旋钮(16)相连接,所述第二可调电阻(24)与所述泵电流参考电阻旋钮(18)相连接,所述第三可调电阻(25)与所述泵电池电阻旋钮(17)相连接,所述第一分压装置(26)与所述氧浓度输出精调旋钮(11)相连接,所述第二分压装置(23)与所述氧浓度输出粗调旋钮(12)相连接。
2.根据权利要求1所述的氧传感器电子模拟器,其特征在于,所述前面板上还设有加热指示灯(20),所述加热指示灯(20)位于所述大功率电阻(31)的第三端与所述加热驱动端口 (136)之间。
3.根据权利要求2所述的氧传感器电子模拟器,其特征在于,所述大功率电阻(31)包括有相互串联的第一电阻(311)、第二电阻(312)、第三电阻(313)、第四电阻(314)、第五电阻(315)以及第六电阻(316),其中,所述热敏电阻(27)贴合在所述第一电阻(311)上,其中: 所述第一电阻(311)的另一端与所述加热指示灯(20)连接; 所述加热器功率档位开关(14)设有初始档位触点(141)、第一档位触点(142)、第二档位触点(143)、第三档位触点(144)、第四档位触点(145)、第五档位触点(146)以及静触点(147); 所述第一电阻(311)与所述第二电阻(312)之间设有第三电流节点(33),所述第二电阻(312)与所述第三电阻(313)之间设有第四电流节点(34),所述第三电阻(313)与所述第四电阻(314)之间设有第五电流节点(35),所述第四电阻(314)与所述第五电阻(315)之间设有第六电流节点(36),所述第五电阻(315)与所述第六电阻(316)之间设有第七电流节点(37),所述第三电流节点(33)与所述初始档位触点(141)连接,所述第四电流节点(34)与所述第一档位触点(142)连接,所述第五电流节点(35)与所述第二档位触点(143)连接,所述第六电流节点(36)与所述第三档位触点(144)连接,所述第七电流节点(37)与所述第四档位触点(145)连接,所述第六电阻(316)的另一端与所述第五档位触点(146)连接; 所述静触点(147)连接所述解热电源端口(135)。
4.根据权利要求1所述的氧传感器电子模拟器,其特征在于,所述5V直流电源电路(21)包括与220V交流电端口连接变压器(211)以及交直流转换装置(212),所述交直流转换装置(212)与所述5V直流输出端(22)电连接,所述变压器(211)与所述220V交流电端口之间设有220V控制开关(213)。
5.根据权利要求4所述的氧传感器电子模拟器,其特征在于,所述220V控制开关(213)串联风扇(32) ο
6.根据权利要求1所述的氧传感器电子模拟器,其特征在于,所述5V直流电源电路(21)包括与24V直流电端口连接第三分压装置(214),所述第三分压装置(214)与所述5V直流输出端(22)电连接,所述第三分压装置(214)与所述24V直流电端口之间设有24V控制开关(215) ο
7.根据权利要求6所述的氧传感器电子模拟器,其特征在于,所述24V控制开关(215)串联风扇(32) ο
8.根据权利要求1所述的氧传感器电子模拟器,其特征在于,所述5V直流电源电路(21)包括与9V直流电端口连接第四分压装置(216),所述第四分压装置(216)与所述5V直流输出端(22)电连接,所述第四分压装置(216)与所述9V直流电端口之间设有9V控制开关(217)。
【文档编号】G01M15/10GK204241230SQ201420689360
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月17日 优先权日:2014年11月17日
【发明者】于洪峰, 宋长营, 吴速超 申请人:潍柴动力股份有限公司
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