[发明专利]一种基于高频注入的氧传感器内阻的检测电路

说明书

技术领域

本发明涉及汽车电子技术领域，具体涉及一种基于高频注入的氧传感器内阻的检测电路。

背景技术

随着世界各国汽车尾气排放法规的越来越严格，汽车氧传感器是现代汽车中一个非常重要的传感器，它被用来监测发动机尾气中氧的含量，不同的氧含量下氧传感器输出不同的电压信号，反馈给发动机控制器ECU，ECU根据收到的电压信号控制喷油量、进气量的大小，调整空燃比以达到最佳空燃比14.7:1，从而达到省油、提高燃料效率、减少污染等目的。

汽车氧传感器通常安装在排气系统中，直接与排气气流接触。一般在汽车的三元催化器前安装一个前氧传感器用于发动机的闭环控制，在三元催化器后安装一个后氧传感器用于检测前氧传感器和三元催化器工作是否正常。

汽车氧传感器的陶瓷传感材料在700℃或更高的温度下，在内阻小于几十欧姆的状态下才能有效的传导氧离子，但是发动机在冷启动和部分工况下的排气管温度远远低于700℃。而发动机在冷启动和部分工况下的排气管温度远远低于700℃时,氧传感器的内阻高达几千欧姆以上，输出信号是不能反映氧含量的，如果用这种工况下输出的信号给ECU做空燃比控制，反而会增大尾气污染。所以需要对氧传感器的内阻进行检测。

同时，氧传感器在使用中，由于老化、中毒、积碳等原因，也会使得氧传感元件的内阻增加，使得汽车在运行中出现怠速不稳、加速无力、油耗增加、尾气超标等故障。因此更需要对氧传感器的内阻进行检测来诊断氧传感器的故障。因为会改变氧传感器的输出信号幅值，所以原始的测量方法只有在实验室里测量或是氧传感器断开下测试，无法实时测量，

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于高频注入的氧传感器内阻的检测电路。本发明提供的一种基于高频注入的氧传感器内阻的检测电路，可以在车辆工作过程中实时检测，不影响氧传感器信号的输出和发动机的工作。通过实时的检测氧传感器的内阻，可以准确判断氧传感器的内阻，优化氧传感器输出电压，继而准确计算出空燃比。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于高频注入的氧传感器内阻的检测电路，包括：

高频信号整形电路：用以接收高频信号并对所述高频信号进行整形，继而形成标准的高频注入信号；

频伏转换电路：用以将注入的高频信号转化为电压信号，所述电压信号的大小随氧传感器内阻Ri变化而变化；

氧传感器内阻Ri以及向所述检测电路供电的电源模块，其中，所述高频信号输入高频信号整形电路，所述高频信号整形电路的输出端与频伏转换电路的输入端电气连接，所述频伏转换电路与氧传感器内阻Ri电气连接，所述频伏转换电路的输出端输出与氧传感器内阻Ri对应的电压信号幅值。

上述的一种基于高频注入的氧传感器内阻的检测电路，其中，还包括反馈回路，所述反馈回路用以将所述电压信号功率放大，所述频伏转换电路的输出端与反馈回路的输入端电气连接。

上述的一种基于高频注入的氧传感器内阻的检测电路，其中，所述高频信号整形电路包括一阶滤波电路模块、分压电路模块、抑制高频的共模扰动模块，所述高频信号输入一阶滤波电路模块，所述一阶滤波电路模块的输出端与分压电路模块的输入端连接，所述分压电路模块的输出端与抑制高频的共模扰动模块的输入端连接，所述抑制高频的共模扰动模块的输出端与频伏转换电路的输入端连接。

上述的一种基于高频注入的氧传感器内阻的检测电路，其中，所述一阶滤波电路模块包括第六电阻R6、第七电阻R7、稳压管Z与第四电容C4，所述第四电容C4的一端分别连接第六电阻R6和第七电阻R7，另一端接地；所述稳压管Z的一端分别连接第六电阻R6和第七电阻R7，另一端接地。

上述的一种基于高频注入的氧传感器内阻的检测电路，其中，所述抑制高频的共模扰动模块包括第三电容C3、第一运算放大器U1，所述第三电容C3跨接到第一运算放大器U1的输入正端和输入负端。

上述的一种基于高频注入的氧传感器内阻的检测电路，其中，所述分压电路模块包括第四电阻R4与第五电阻R5，所述第一运算放大器U1的输入负端分别连接第四电阻R4与第五电阻R5，所述第一运算放大器U1的输入负端就通过第五电阻R5接地。

上述的一种基于高频注入的氧传感器内阻的检测电路，其中，所述频伏转换电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1,第二电容C2，所述第一电容C1的一端连接到氧传感器内阻Ri的输出口，另一端分别连接第一电阻R1、第二电阻R2；所述第一电容C1通过第一电阻R1与第一运算放大器U1的输出端连接；所述第二电容C2的一端连接到第二电阻R2，另一端接地。