專利名稱：一種氧傳感器失效模擬設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種氧傳感器失效模擬設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及汽車車載診斷系統(tǒng)(OBD， on board diagnostics), 尤其涉及OBD系統(tǒng)中氧傳感器失效的診斷系統(tǒng)。背景技術(shù)：
OBD系統(tǒng)在整車中的主要功能是監(jiān)督車輛實際使用過程中與排放控制 有關(guān)的零部件狀態(tài)，包括發(fā)動機、催化器、氧傳感器和其它零部件。當(dāng)車 輛排放超過OBD系統(tǒng)所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)時向駕駛員報警提示，并對相應(yīng)的故障代碼以及數(shù)據(jù)幀進行儲存。這樣可以保證汽車在正常使用中，排放不會超過 0BD所規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，大幅減少由于故障造成的超標(biāo)排放和對大氣的污染。美國加利福尼亞州率先在1988年實施了 OBDI標(biāo)準(zhǔn)，檢測車輛氧傳感 器等排氣系統(tǒng)相關(guān)零部件在使用中的情況，并于1994年開始實施了更為 嚴(yán)格的OBDII法規(guī)。歐洲則是從2000年實施歐III排放標(biāo)準(zhǔn)后增加了 OBD 功能性檢査，即通常所說的EOBD (Europe on board diagnostics)。我 國為了防止機動車污染物排放對環(huán)境的影響，改善空氣質(zhì)量，也開始逐步 在全國推廣OBD系統(tǒng)，2008年7月1日后所銷售的車輛必須安裝該系統(tǒng)。 我國OBD系統(tǒng)的技術(shù)要求在《輕型汽車污染物排放限值及測量方法》(即 國家標(biāo)準(zhǔn)GB18352. 3 — 2005)中有詳細(xì)的規(guī)定。根據(jù)國標(biāo)的要求，在OBD 認(rèn)證試驗中有三個必檢的固定項目氧傳感器失效驗證、催化轉(zhuǎn)化器失效 驗證和失火失效驗證。氧傳感器失效驗證是模擬當(dāng)汽車氧傳感器老化失效 后，車輛OBD系統(tǒng)是否可以在規(guī)定的周期內(nèi)檢測到該故障，對故障代碼和 數(shù)據(jù)幀進行存儲，并點亮MIL(Malfunction Indicator Light)故障指示燈。 在0BD系統(tǒng)的開發(fā)和驗證試驗中，模擬氧傳感器的老化有兩種方式 一是 采用本來就已經(jīng)喪失功能的氧傳感器，但由于其老化程度不好把握，老化 后的性能不穩(wěn)定，可靠性較差。二是采用氧傳感器失效模擬設(shè)備。但國內(nèi) 尚無此類失效模擬設(shè)備，國內(nèi)汽車廠商進行OBD開發(fā)和驗證試驗時，必須向國外廠商采購此類系統(tǒng)，不但價格昂貴，而且采購周期較長(一般為三 個月)，大大影響了產(chǎn)品項目進度。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型就是為了克服以上的不足，提出了一種性能穩(wěn)定、可靠性 高的氧傳感器失效模擬設(shè)備。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提出一種氧傳感器失效模擬設(shè)備，包括 輸入電路模塊、計算機及數(shù)據(jù)板卡模塊和輸出電路模塊，通過計算機中的 信號處理程序，對輸入電路模塊輸入的信號進行實時運算，模擬不同型號 的氧傳感器在各種條件下老化后的輸出信號，經(jīng)輸出電路模塊輸出。其中，所述輸入電路模塊包括順序串聯(lián)的保護電路、濾波電路和調(diào)理 電路，調(diào)理電路將信號進行處理，對信號進行放大或分壓處理，使其滿足 計算機及數(shù)據(jù)板卡模塊的采集區(qū)間。其中，所述計算機及數(shù)據(jù)板卡模塊包括計算機和內(nèi)置在計算機中的數(shù) 據(jù)釆集板卡，數(shù)據(jù)采集板卡上集成模擬輸入口和模擬輸出口，分別實現(xiàn)對 模擬信號的采集和處理后信號的輸出。其中，所述輸出電路包括順序串聯(lián)的調(diào)理電路和保護電路，調(diào)理電路 對信號進行分壓或放大處理，還原信號的原始幅值變化范圍。本實用新型的有益效果是本實用新型提供的氧傳感器失效模擬設(shè)備通過計算機中的信號處理程 序，對輸入的信號進行實時運算，模擬不同型號的氧傳感器在各種條件下 老化后的輸出信號，不但性能穩(wěn)定，而且可靠性高。本實用新型的特征及優(yōu)點將通過實施例結(jié)合附圖進行詳細(xì)說明。
圖1是本實用新型氧傳感器失效模擬設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型氧傳感器失效模擬設(shè)備數(shù)據(jù)處理流程圖。圖中l(wèi).氧傳感器，2.輸入電路模塊，3.AI (模擬輸入口)保護電路， 4.AI濾波電路，5.AI調(diào)理電路，6.計算機，7.數(shù)據(jù)采集板卡，8.輸出電路 模塊，9. A0 (模擬輸出口)調(diào)理電路，10.A0保護電路，ll.發(fā)動機ECU， 12.AI信號輸入口， 13信號處理，14.A0信號輸出口。
具體實施方式
實施例，本實用新型提供的在氧傳感器失效驗證中所用到的氧傳感器 失效模擬設(shè)備，包括輸入電路模塊2、計算機及數(shù)據(jù)板卡模塊和輸出電路 模塊8。在本設(shè)備中，如圖1所示，氧傳感器l、輸入電路模塊2、計算機 及板卡6、輸出電路模塊8及發(fā)動機ECU11之間信號順序連接，通過計算 機6中的信號處理程序，對輸入的信號進行實時運算，模擬不同型號的氧
傳感器在各種條件下老化后的輸出信號，其中，模擬實現(xiàn)方法為改變輸入 氧傳感器波形的斜率、幅值衰減、延遲時間和響應(yīng)速度，并把運算結(jié)果輸 出。本設(shè)備的輸入端連接氧傳感器的輸出信號，輸出端連接汽車的發(fā)動機ECU (即OBD系統(tǒng)中的CPU)，通過木設(shè)備模擬氧傳感器老化后的信號輸出。 上述的輸入電路模塊2，由AI保護電路3、 AI濾波電路4和AI調(diào)理 電路5組成，均為電路中的常規(guī)設(shè)計。AI保護電路3、 AI濾波電路4和AI 調(diào)理電路5之間順序串聯(lián)，其中AI保護電路3可以保護數(shù)據(jù)采集板卡在意 外情況下所受到的損害。由于在試車現(xiàn)場不可避免的會受到各種信號噪聲 的污染，AI濾波電路4可以濾除此類噪聲，盡量保證信號精度；AI調(diào)理電 路5將信號進行處理，對信號進行放大或分壓處理，使其滿足采集板卡AI 口的采集區(qū)間。所述的計算機及板卡模塊包括計算機6和內(nèi)置在計算機中的數(shù)據(jù)采集 板卡7。數(shù)據(jù)采集板卡7上集成模擬輸入口 (AI)和模擬輸出口 (A0)， 可以分別實現(xiàn)對模擬信號的采集和處理后信號的輸出。計算機6提供信號 處理的程序及程序的人機界面，程序根據(jù)人機界面所選擇的氧傳感器型號、 老化類型、老化程度和各類數(shù)據(jù)參數(shù)對所采集的信號進行處理，處理后的 信號通過A0 口輸出，其中上述處理通過軟件實現(xiàn)，根據(jù)設(shè)置的參數(shù)，對原 始信號波形的斜率、上下限值、延遲時間和響應(yīng)速度進行處理。所述的輸出電路8，由A0調(diào)理電路9和A0保護電路10組成，均為電 路中的常規(guī)設(shè)計。A0調(diào)理電路9和A0保護電路10之間順序串聯(lián)。輸出電 路8的AO調(diào)理電路9為輸入電路調(diào)理電路的逆過程，對信號進行分壓或放 大處理，還原信號的原始幅值變化范圍，以供發(fā)動機ECU采集和分析。所 述的AO保護電路10實現(xiàn)對數(shù)據(jù)采集板卡的保護。本氧傳感器失效模擬設(shè)備的輸入端連接氧傳感器l的信號輸出，設(shè)備 的輸出端連接發(fā)動機ECUll。工作時，如圖2所示，氧傳感器l所產(chǎn)生的 信號，經(jīng)輸入電路2進行保護、濾波和調(diào)理等處理后，送入數(shù)據(jù)板卡7的 AI信號輸入口 12，計算機對信號進行相應(yīng)的算法處理后，經(jīng)數(shù)據(jù)板卡7 的AO信號輸出口 14，送至輸出電路，進行調(diào)理和保護處理后，輸出信號 給發(fā)動機ECU。采用本實用新型可以模擬各類氧傳感器在不同老化程度下的波形輸 出，是OBD系統(tǒng)的開發(fā)、發(fā)動機數(shù)據(jù)標(biāo)定和氧傳感器失效驗證中功能強大 的工具。氧傳感器失效驗證是指在正常車況下模擬氧傳感器老化后，檢測 0BD故障指示燈是否點亮，以驗證0BD系統(tǒng)是否正常工作。在驗證的使用 過程中，將該設(shè)備信號輸入端連接氧傳感器，設(shè)備的信號輸出端連接發(fā)動 機ECU，即將設(shè)備串聯(lián)入氧傳感器和發(fā)動機ECU之間，并按驗證要求設(shè)定 老化類型和參數(shù)。如果OBD故障指示燈能在規(guī)定的時間內(nèi)點亮，并可以通 過故障診斷儀讀到氧傳感器失效的故障代碼，即說明自診斷系統(tǒng)工作正常， 車輛可以通過驗證。與采用已經(jīng)喪失功能的老化氧傳感器對比，本實用新 型可靠性高，老化程度連續(xù)可調(diào)。與進口設(shè)備對比，本實用新型開發(fā)周期 短，便于維護，設(shè)備成本低。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細(xì) 說明，不能認(rèn)定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新 型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下， 還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實用新型的專利保護 范圍。
權(quán)利要求1. 一種氧傳感器失效模擬設(shè)備，其特征在于:包括與氧傳感器相連接的輸 入電路模塊、對輸入電路模塊輸入的信號進行實時運算的計算機及數(shù)據(jù)板 卡模塊和輸出模擬氧傳感器在各種條件下老化后的信號的輸出電路模塊， 所述輸入電路模塊、計算機及數(shù)據(jù)板卡模塊和輸出電路模塊順序串聯(lián)。
2. 如權(quán)利要求1所述的氧傳感器失效模擬設(shè)備，其特征在于:所述輸入電 路模塊包括順序串聯(lián)的保護電路、濾波電路和將信號進行處理使其滿足計 算機及數(shù)據(jù)板卡模塊的采集區(qū)間的調(diào)理電路。
3. 如權(quán)利要求l所述的氧傳感器失效模擬設(shè)備，其特征在于所述計算機 及數(shù)據(jù)板卡模塊包括計算機和內(nèi)置在計算機中的數(shù)據(jù)采集板卡，數(shù)據(jù)采集 板卡上集成模擬輸入口和模擬輸出口 。
4. 如權(quán)利要求1所述的氧傳感器失效模擬設(shè)備,其特征在于:所述輸出電 路包括對信號進行處理使其還原為原始幅值變化范圍的調(diào)理電路和保護電 路，所述調(diào)理電路和保護電路順序串聯(lián)。
專利摘要本實用新型公開了一種氧傳感器失效模擬設(shè)備，包括輸入電路部分、計算機及數(shù)據(jù)板卡部分和輸出電路部分，通過計算機中的信號處理程序，對輸入的信號進行實時運算，模擬不同型號的氧傳感器在各種條件下老化后的輸出信號。本實用新型提供的氧傳感器失效模擬設(shè)備不但性能穩(wěn)定，而且可靠性高。
文檔編號G01N35/00GK201021927SQ200620016450
公開日2008年2月13日 申請日期2006年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月13日
發(fā)明者宋豪杰, 波 徐, 超 徐 申請人:比亞迪股份有限公司