專利名稱：一種空燃比分析裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及信號測量技術領域，尤其涉及一種空燃比分析裝置。
背景技術：
從氧傳感器中得到的信號為氧含量，空燃比分析裝置(lambda 儀)可根據氧含量計算出空燃比，而理想情況下的空燃比為14.7，把 實際的空燃比與理想情況下的空燃比相比，可得到空氣過量系數 (lambda)值，因而lambda值越接近l說明實際空燃比越接近理想值。 所以在對排放進行標定的過程中，是以lambda值接近1為衡量標準的。 目前巿場上的lambda儀都是與氧傳感器連接后經過 一 系列的處 理，最后得到lambda值。而現有技術中的lamda儀電路復雜，價格昂 貴，且體積很大。
實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種能夠根據氧傳感器的參數信號計
算出lambda值，并顯示出來的空燃比分析裝置。
根據本實用新型， 一種空燃比分析裝置，包括 電源供應模塊，用于給該裝置的其它模塊提供電源； 氧傳感器接口模塊，用于從氧傳感器中得到信號輸入給空氣過量
系數處理模塊，并從空氣過量系數處理模塊得到請求信號，根據請求
信號，選擇輸入信號是否經過輸入信號預處理模塊再輸出給空氣過量
系數處理模塊；
輸入信號預處理模塊，用于對從氧傳感器接口電路模塊中輸出的
信號進行預處理；
空氣過量系數處理模塊，用于對來自輸入信號預處理電路模塊和氧傳感器接口電路模塊的信號進行處理，以得到lambda值； 顯示模塊，用于顯示最終的lambda值。
所述空氣過量系數處理模塊包括lambda處理電路和用于存儲 lambda處理電路數據的數據存儲電路。
所述的空燃比分析裝置，還包括場效應管1電路，通過所述場效 應管1電路，空氣過量系數處理模塊向氧傳感器接口模塊發出請求信 號。
所述顯示模塊包括用于把lambda最終值輸入給液晶顯示屏的液 晶顯示屏接口電路和用于對液晶屏進行開關場效應管101電路。 所述輸入信號預處理模塊為差分電路。
上述技術方案僅是本實用新型的一個優選技術方案，具有如下優 點本實用新型通過一種電路簡單、體積小、使用方便的空燃比分析 裝置，能夠根據氧傳感器的參數信號計算出lambda值并進行顯示。
圖l是根據本實用新型的空燃比分析裝置的結構圖； 圖2是根據本實用新型的空燃比分析裝置中各模塊的工作流程
圖3是根據本實用新型的電源供應模塊電路圖4是根據本實用新型的氧傳感器接口模塊的電路圖5是根據本實用新型的差分電路圖6是根據本實用新型的場效應管1電路圖7是根據本實用新型的lambda處理電路圖8是根據本實用新型的數據存儲電路圖9是根據本實用新型的場效應管101電路圖10是根據本實用新型的液晶顯示屏接口電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新 型的范圍。
如圖1所示，本實用新型的空燃比分析裝置主要由電源供應模 塊、氧傳感器接口模塊、輸入信號預處理模塊、空氣過量系數處理模 塊、場效應管1電路、顯示模塊組成。其中，空氣過量系數處理模塊
包括lambda處理電路和數據存儲電路；顯示模塊包括液晶顯示屏接 口電路和場效應管101電路。
根據圖2所示的流程圖，其工作原理為通過氧傳感器接口模塊 把來自氧傳感器的原始信號先輸入給lambda處理電路中，lambda處理 電路對此信號與標準固定值相比較，如果輸入的原始信號小于等于固 定值，則通過場效應管l電路向氧傳感器接口模塊發出請求信號l，此 時氧傳感器接口模塊直接把氧傳感器信號輸入給lambda處理電路；如 果輸入的原始信號大于固定值，則lambda處理電路通過場效應管1電 路向氧傳感器接口模塊發出請求信號2，此時氧傳感器接口模塊中的 氧傳感器信號要先通過輸入信號預處理模塊進行處理，再輸出給 lambda處理電路。lambda處理電路對輸入的信號進行處理得到lambda 值，然后此值直接進入液晶顯示屏接口電路中，而場效應管101電路 則作為液晶顯示屏的開關，通過此開關將lambda值顯示到液晶屏上， 最后通過讀液晶顯示屏上的lambda的值，來進行標定。
其中電源供應模塊，用于給其它電路模塊提供不同的電源。如圖 3所示，首先外部電源通過電源接口J9給電路板供電，給J9的1腳和2 腳為信號12V， 12V與D5的正極連接；12V通過氧傳感器接口 J8的5腳 給氧傳感器供電；12V通過電阻R23與液晶顯示屏接口 J6的15腳連接。 電源轉換芯片IC1的3腳為VCC信號，VCC與液晶顯示屏接口J6的2腳、 電源轉換芯片IC9的3腳、lambda處理芯片IC2的5、17、27、38腳、lambda 處理電路的D1的負極、數據存儲芯片IC6的4腳、液晶顯示屏接口J6 的J6-3管腳、放大芯片IC3A的6腳連接。并且VCC通過電源轉換芯片IC9的3腳進入IC9后，從IC9的2腳輸出3.3V的信號，3.3V分別與數據 存儲芯片IC6的3、 5、 6腳連接。
其中氧傳感器接口模塊，此部分主要是先從氧傳感器中得到一信 號，經過比較后，接著從lambda處理電路的處理芯片IC2中得到請求 信號，根據請求信號，從氧傳感器中得到氧含量信號，并把此信號傳 輸給lambda處理電路。此電路模塊主要由接口芯片J8和電阻R30組成。 如圖4所示，J8的1腳與R30連接，R30的另一端與lambda處理芯片IC2 的37腳連接，即與端口PAO連接。J8的2腳與差分電路芯片IC3的2腳連 接。J8的3腳與IC2的42腳連接,即與端口PB2連接。J8的4腳與場效應 管1電路中的Q1的漏級連接。J8的5腳與12V連接。
輸入信號預處理模塊為差分電路，此電路模塊的作用是對氧傳感 器的信號進行預處理。如圖5所示，首先R27的一端與電壓信號VREF 連接，另一端與差分電路芯片IC3的3腳連接。R28與R20串聯后的兩 端分別與差分電路芯片IC3的2、 3兩腳連接。lambda處理芯片IC2的15 腳(即端口PD6)與R7連接，而R7的另一端接IC3的2腳。差分電路芯 片IC3的1腳(即差分輸出)與IC2的37腳(即端口PAO)連接。IC3 的6腳(即供電電壓)與電壓信號VCC連接。
場效應管l電路，此電路模塊的作用是向氧傳感器發出請求信號。 如圖6所示，lambda處理芯片IC2的16腳(即端口PD7)分別與RIO、 R26連接。R10的另一端接地，而R26的另一端與Q1的柵極連接。場 效應管Q1的漏級與氧傳感器接口芯片J8的4腳連接。Ql的源極則分別 與R9和IC2的35腳(即端口PA2)連接，而R9的另一端接地。
空氣過量系數處理模塊包括lambda處理電路和數據存儲電路，用 于對氧傳感器的信號進行處理，從而得到lambda值。其中lambda處理 電路，主要由lambda處理芯片、晶振和一些電阻電容二極管組成。如 圖7所示，首先描述lambda處理芯片IC2中各個管腳的信號。IC2的5、 38、 17腳都為電壓信號。并且都與信號VCC連接。而27腳為信號AVCC，它通過一低通濾波電路與VCC信號連接，即27腳分別與電感 L1和電容C4的一端連接，而電感L1的另一端與信號VCC連接，電容 C4的另一端接地。IC2的6、 18、 28、 39腳都為地信號，因而都接地。 IC2的端口PA0 7、 PB0~3、 PC0 7、 PD(M、 PD3 7都為通用IO端口 。 其中，PA0 7對應的管腳分別為37~30腳；PB0 3對應的管腳分別為 40 43腳；PC0 7對應的管腳分別為19~26腳；PD0 1對應的管腳分 別為9、 IO兩腳；PD3 7對應的管腳分別為12 16腳。而原PB4 7 則采用它們的第二功能，分別為SS (SPI從機選擇引腳)、SDI(SPI 總線的從機輸入信號)、SDO (SPI總線的從機輸出信號)、SCK(SPI 總線的串行時鐘)。原PD2 (管腳ll)也釆用其第二功能，此功能為 外部中斷輸入。對于通用功能的管腳PA3 7,它們分別與電容C21、 C19、 C20、 C17、 C18連接，而這5個電容的另一端都接地。端口PCO 和PB1分別與開關SW3、 SW2連接，而SW3和SW2的另一端都接地。
其中PD4 (即IC2的13腳)和PB3 (即IC2的43腳)通過一電阻R13 連接起來，而PB3與信號AVCC通過電阻R5連接起來，PB3還與電阻 R6的一端連接，而R6的另一端與二極管D2的負極連接(在這里，它 們的連接處即為信號VREF)， 二極管D2的正極接地。這一模塊電路 主要是用于得到電壓信號VREF。
其中IC2的36管腳(即端口PA1)分別與R1、 R2、 Dl的正極連接， R1的另一端與電壓信號12V連接，R2的另一端接地，Dl的負極與電 壓信號VCC連接。這一模塊電路上拉PA1端口。
其中IC2的7、 8、 29腳用于與晶振電路連接。其中，7、 8兩腳分 別與晶振XTAL1的兩端連接，并且7、 8、 29三腳分別與電容C13、 C12、 C3的一端連接，而這三個電容的另一端都接地。這樣就構成了晶振電 路。 —
lambda處理電路的作用是，通過氧傳感器接口電路把氧傳感器的 信號PB2傳入至Ulambda處理電路中，把PB2與PB3進行比較(其中，PB3為固定值)，當PB2小于等于PB3時，lambda處理電路通過場效應管l 電路向氧傳感器發出請求信號l;當PB2大于PB3時，lambda處理電 路通過場效應管1電路向氧傳感器發出請求信號2。當lambda處理電路 發出請求信號1時，則氧傳感器信號從氧傳感器接口電路l腳通過電阻 R30進入到lambda處理芯片PAO腳中；當lambda處理電路發出請求信 號2時，則氧傳感器信號從氧傳感器接口電路2腳通過差分電路進入到 lambda處理芯片PAO腳中。
數據存儲電路，用于存儲lambda值。由于lambda處理芯片的內存 很小，因而在芯片外專門設置一數據存儲電路。如圖8所示，此電路 由數據存儲芯片IC6和電阻R14組成。IC6的6腳(電壓信號)、3腳(復 位信號)和5腳(硬件頁寫保護管腳)都與電壓信號3.3V連接。因而 IC6芯片不進行復位和硬件頁寫保護。IC6的1腳為串行輸入信號，因 而與信號SDI (即IC2的1腳)連接。IC6的8腳為串行輸出信號，因而 與信號SDO (即IC2的2腳)連接。IC6的2腳為串行時鐘信號，因而與 信號SCK(IC2的3腳)連接。IC6的4腳為片選信號，與IC2的11腳(外 部中斷輸入功能)連接。為了使IC6芯片一直處于片選狀態，則需加 一上拉電阻R14，而R14的另一端與電壓信號VCC連接。
場效應管101電路，作用相當于液晶顯示屏的開關。如圖9所示， IC2的14腳(即端口PD5)與場效應管101中的Q的柵極連接。Q101的 源極接地，而柵極與源極之間用一電阻R101連接。Q101的漏級為此 模塊的輸出，它與液晶顯示屏接口J6的16腳連接。
液晶顯示屏接口電路，主要用于把得到的lambda最終值從液晶顯 示屏上顯示出來。如圖10所示，它主要由液晶顯示屏接口J6及三個電 阻組成。J6的1腳與地信號GND連接。J6的2腳與電壓信號VCC連接。 J6的2腳通過兩個電阻被上拉，即2腳分別接R24、 R25兩個電阻，其 中R24的另一端與電壓信號VCC連接，而R25的另一端接地。J6的4、 5、 6、 11、 12、 13、 14腳分別接lambda處理芯片IC2的PCl 7端口。 J6的15腳與電阻R23的一端連接，而R23的另 一端則與電壓信號12V連 接。J6的16腳與場效應管101電路中的輸出(即Q101的漏級)連接。
由以上實施例可以看出，本實用新型通過一種電路簡單、體積小、 使用方便的空燃比分析裝置，能夠根據氧傳感器的參數信號計算出 lambda值并進行顯示。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領 域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以 做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
權利要求1、一種空燃比分析裝置，其特征在于，包括電源供應模塊，用于給該裝置的其它模塊提供電源；氧傳感器接口模塊，用于從氧傳感器中得到信號輸入給空氣過量系數處理模塊，并從空氣過量系數處理模塊得到請求信號，根據請求信號，選擇輸入信號是否經過輸入信號預處理模塊再輸出給空氣過量系數處理模塊；輸入信號預處理模塊，用于對從氧傳感器接口電路模塊中輸出的信號進行預處理；空氣過量系數處理模塊，用于對來自輸入信號預處理電路模塊和氧傳感器接口電路模塊的信號進行處理，以得到空氣過量系數lambda值；顯示模塊，用于顯示最終的lambda值。
2、 如權利要求1所述的空燃比分析裝置，其特征在于，所述空 氣過量系數處理模塊包括lambda處理電路和用于存儲lambda處理電 路數據的數據存儲電路。
3、 如權利要求1或2所述的空燃比分析裝置，其特征在于，還包括場效應管(1)電路，通過所述場效應管(1)電路，空氣過量系 數處理模塊向氧傳感器接口模塊發出請求信號。
4、 如權利要求1所述的空燃比分析裝置，其特征在于，所述顯 示模塊包括用于把lambda最終值輸入給液晶顯示屏的液晶顯示屏接 口電路和用于對液晶屏進行開關場效應管(101)電路。
5、 如權利要求1所述的空燃比分析裝置，其特征在于，所述輸 入信號預處理模塊為差分電路。
專利摘要本實用新型涉及一種空燃比分析裝置。本實用新型包括電源供應模塊、氧傳感器接口模塊、輸入信號預處理模塊、空氣過量系數處理模塊、顯示模塊。本實用新型具有電路簡單、體積小、使用方便的優點。
文檔編號G01N33/22GK201163279SQ200820078780
公開日2008年12月10日 申請日期2008年1月28日 優先權日2008年1月28日
發明者何文鑫, 李朝暉, 高志遠 申請人:華夏龍暉(北京)汽車電子科技有限公司