CN107677311B - 一种氮氧传感器检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种氮氧传感器检测装置，包括检测装置外壳、传感器对接插头、主控板、可调降压板及电压防反接模块；控制按键、显示屏连接主控板；所述传感器对接插头的一端连接主控板，另一端连接待测氮氧传感器的数据输出端或车载自动诊断***的数据接口，所述车载自动诊断***与待测氮氧传感器通讯连接；所述可调电压板的一端连接主控板，另一端连接氮氧传感器的电源端、电压防反接模块的一端，所述电压防反接模块的另一端连接电源接线端。本发明能够可视化的显示氮氧传感器的状态信息，完成故障检测，对工作人员的专业知识要求低，简化了测试方法，提高了测试效率。

Description

一种氮氧传感器检测装置

技术领域

本发明涉及氮氧传感器检测技术领域，尤其涉及一种氮氧传感器检测装置。

背景技术

目前国家针对柴油车排放法规日趋严格，国四、国五车型几乎都装备的氮氧传感器，与之相关的故障层出不穷。由于氮氧传感器不同于普通的电阻、霍尔类传感器，它内部集成CAN通讯模块，测量值以CAN-message形式发出，服务站、维修厂的工作人员没有受过专门的培训，对氮氧传感器故障也是茫然，不知所措。氮氧传感器检查需要有一定专业知识人员，或者昂贵复杂的测试台、测试设备，以往的测试方法操作繁琐，例如：搭建测试工作台，不仅需要消耗大量时间，而且大量传感器的接入才能使ECU驱动氮氧传感器工作。传统的氮氧传感器检测方案主要还是使用专用诊断仪读取故障码，但存在如下问题：一、价格昂贵，例如博世K系列最新版本价格接近万元；二、故障码释义笼统，能够识别故障与氮氧传感器模块相关，或者其他部件故障导致了氮氧传感器模块的故障(连带故障)，具体故障点仍然要自行排查；三、有接线开路供电异常等故障，诊断仪便会无法连接；四、仅能在整车上进行测试。如果测试台上接线模拟整车上情况，需要车辆线束、ECU、模拟器等诸多准备，且多存在其他故障影响判断；五、兼容性问题。随着国内越来越多的车辆，搭载不同品牌控制器，造成无法诊断或者不兼容，例如康明斯的INSITE诊断与博世KT系列，以及各种国产品牌不兼容的情况。每种诊断仪都购买显然不符实际。

发明内容

本发明的目的在于通过一种氮氧传感器检测装置，来解决以上背景技术部分提到的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种氮氧传感器检测装置，其包括检测装置外壳、传感器对接插头、主控板、可调降压板及电压防反接模块；控制按键、显示屏连接所述主控板；所述传感器对接插头的一端连接所述主控板，另一端连接待测氮氧传感器的数据输出端或车载自动诊断***的数据接口，所述车载自动诊断***与待测氮氧传感器通讯连接；所述可调电压板的一端连接所述主控板，另一端连接所述氮氧传感器的电源端、所述电压防反接模块的一端，所述电压防反接模块的另一端连接电源接线端；其中，所述主控板具体用于：一、控制显示屏显示开机界面；二、检测是否收到所述氮氧传感器的报文，若未收到，则控制显示屏显示所述氮氧传感器存在硬件连接故障，若收到，则记录所述氮氧传感器的累积供电时间；三、发送氮氧传感器工作命令，检测氮氧传感器的供电电压是否在设定范围内，若否，则控制显示屏显示电压值错误，若是，则检测氮氧传感器是否加热完成；四、若氮氧传感器加热未完成，则控制显示屏显示氮氧传感器正在加热；五、若氮氧传感器加热完成，则检测信号是否可以被使用，若否，则显示检测信号未就绪，若是，则控制显示屏显示：电压正常，加热完成，信号正在输出，及氮氧传感器的累积使用时间；六、停止发送氮氧传感器工作命令；七、判断定义信号是否存在，若否，则控制显示屏显示信号未知，若是，则显示信号值。

特别地，所述主控板通过串行通讯接口连接上位机。

特别地，所述可调降压板包括二极管D1、滤波器U1、电解电容C1、电解电容C2、电解电容C3、降压稳压器U2、二极管D2、电感L1、电阻R1、电阻R2、电容C4、电解电容C5、电解电容C6、电容C7及电解电容C8；所述二极管D1的阳极连接电源接线端的正极，电源接线端的负极GND连接滤波器U1；所述二极管D1的阴极连接滤波器U1；所述电解电容C1、电解电容C2、电解电容C3并接后一端接地，另一端接降压稳压器U2的输入引脚、滤波器U1，滤波器U1的一端、降压稳压器U2的接地引脚接地；所述降压稳压器U2的输出引脚连接二极管D2的阴极、电感L1的一端，电感L1的另一端连接供电端、电阻R1、电容C4、电解电容C5、电解电容C6、电容C7、电解电容C8的一端，电阻R1的另一端连接电容C4的另一端、电阻R2的一端、降压稳压器U2，电解电容C5、电解电容C6、电容C7、电解电容C8的另一端与电阻R2的另一端、二极管D2的阳极连接。

特别地，所述降压稳压器U2选用LM2596S-ADJ降压稳压器，将电源接线端的10V-28V的电源电压转换为5V供电电压。

特别地，所述电压防反接模块包括保险丝F1和二极管D3；所述保险丝F1的一端接可调降压板，另一端连接二极管D3的阴极，二极管D3的阳极连接电源接线端的正极，可调降压板连接电源接线端的负极。

特别地，所述主控板还用于控制显示屏显示车辆信息。

特别地，所述车辆信息包括车速、燃油耗、扭矩、转速、油门、水温、环境温度、大气压力、尿素耗、尿素、尾气温度、露点信息。

特别地，所述主控板采用STM32F103VET6开发板；所述显示屏采用液晶显示屏。

特别地，所述检测装置外壳采用铝制外壳。

特别地，所述上位机选用电脑、平板或智能手机。

本发明提出的氮氧传感器检测装置能够通过显示屏可视化的显示氮氧传感器的状态信息，对工作人员的专业知识要求低，普通工作人员就能方便快速的对氮氧传感器进行故障排查，测试效率高，简化了测试方法，缩短了测试时间。本发明结构简单，成本低，体积小，便携易用，且铝制外壳防水，抗震，能够电磁屏蔽，具有高的稳定性和可靠性，适宜推广应用。本发明对卸下的氮氧传感器单独进行检测，对车载***的类型无要求，适用于所有车型的整车检查，也适用与经销商快速大批量质检，采购厂商的快速质检，兼容性强，这样一来，本发明也克服了在车辆上测量时，控制器内都有延时等待的策略，导致等待测试时间长的问题，例如为防止排气管中存在冷凝水，节约车载电源，等待车辆尾气温度到达某一值，再开始测量，等待时间较长。本发明可以实现翻新件检查，因为从国四实施到现在，市场存在大量翻新件，寿命和精度大打折扣，本品可识别已经使用的累积时间从而识别翻新件。本发明可通过串行通讯接口将信号输出给上位机显示，为广大科研人员提供二次开发接口。本发明可搭配传感器实现尾气值的快速检测。市面上的车辆排放是否超标，可以通过本发明+氮氧传感器的方法进行快速测试，如果氮氧化物浓度明显超标，需提前做好应对措施。本发明实现了电源防止反接功能，适用24V或12V车辆。

附图说明

图1为本发明实施例提供的氮氧传感器检测装置正视结构示意图；

图2为本发明实施例提供的氮氧传感器检测装置结构框图；

图3为本发明实施例提供的可调降压板的电路结构图；

图4为本发明实施例提供的氮氧传感器检测装置工作流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参照图1和图2所示，本实施例中氮氧传感器检测装置具体包括检测装置外壳101、传感器对接插头(图中未示出)、主控板106、可调降压板107及电压防反接模块108。所述检测装置外壳101上设置有控制按键和显示屏102。在本实施例中所述控制按键包括电源按键103、首页按键104和下页按键105。所述控制按键、显示屏102连接所述主控板106。所述传感器对接插头的一端连接所述主控板106的CAN通讯口，另一端连接待测氮氧传感器109的数据输出端或车载自动诊断***的数据接口，所述车载自动诊断***与待测氮氧传感器109通讯连接；所述可调电压板的一端连接所述主控板，另一端连接所述氮氧传感器109的电源端、所述电压防反接模块108的一端，所述电压防反接模块108的另一端连接电源接线端。

在本实施例中所述检测装置外壳101采用铝制外壳，防水，抗震，能够电磁屏蔽，具有高的稳定性和可靠性。所述主控板106通过串行通讯接口连接上位机110，在本实施例中所述串行通讯接口采用RS232接口。所述上位机110可选用电脑、平板或智能手机。所述主控板106采用STM32F103VET6开发板(集成TJA1050模块)，功耗小，性能稳定，减小自行设计制作板路费用。所述显示屏102采用LCD12864的液晶显示屏。

如图3所示，在本实施例中所述可调降压板107包括二极管D1、滤波器U1、电解电容C1、电解电容C2、电解电容C3、降压稳压器U2、二极管D2、电感L1、电阻R1、电阻R2、电容C4、电解电容C5、电解电容C6、电容C7及电解电容C8；所述二极管D1的阳极连接电源接线端的正极，电源接线端的负极GND连接滤波器U1；所述二极管D1的阴极连接滤波器U1；所述电解电容C1、电解电容C2、电解电容C3并接后一端接地，另一端接降压稳压器U2的输入引脚、滤波器U1，滤波器U1的一端、降压稳压器U2的接地引脚接地；所述降压稳压器U2的输出引脚连接二极管D2的阴极、电感L1的一端，电感L1的另一端连接供电端、电阻R1、电容C4、电解电容C5、电解电容C6、电容C7、电解电容C8的一端，电阻R1的另一端连接电容C4的另一端、电阻R2的一端、降压稳压器U2，电解电容C5、电解电容C6、电容C7、电解电容C8的另一端与电阻R2的另一端、二极管D2的阳极连接。所述可调降压板107结构简单，成本低，工作稳定可靠，降压稳压器U2选用LM2596S-ADJ降压稳压器，将电源接线端的10V-28V(常用为24V/12V)的电源电压转换为5V供电电压。在本实施例中所述电压防反接模块108包括保险丝F1和二极管D3；所述保险丝F1的一端接可调降压板107，另一端连接二极管D3的阴极，二极管D3的阳极连接电源接线端的正极，可调降压板107连接电源接线端的负极。所述主控板106还用于控制显示屏102显示车辆信息。所述车辆信息包括车速、燃油耗、扭矩、转速、油门、水温、环境温度、大气压力、尿素耗、尿素、尾气温度、露点信息。

如图4所示，工作时，所述主控板106具体用于：一、控制测试开始，显示屏102显示开机界面；二、检测是否收到所述氮氧传感器109的报文，若未收到，则控制显示屏102显示所述氮氧传感器109存在硬件连接故障，若收到，则记录所述氮氧传感器109的累积供电时间；三、发送氮氧传感器109工作命令，检测氮氧传感器109的供电电压是否在设定范围内，若否，则控制显示屏102显示电压值错误，若是，则检测氮氧传感器109是否加热完成；四、若氮氧传感器109加热未完成，则控制显示屏102显示氮氧传感器109正在加热；五、若氮氧传感器109加热完成，则检测信号是否可以被使用，若否，则显示检测信号未就绪，若是，则控制显示屏102显示：电压正常，加热完成，信号正在输出，及氮氧传感器109的累积使用时间；六、停止发送氮氧传感器109工作命令；七、判断定义信号是否存在，若否，则控制显示屏102显示信号未知，若是，则显示信号值。

上表所示为氮氧传感器故常见的故障类别和故障描述对应表。

本发明提出的技术方案能够通过显示屏简洁可视化的显示氮氧传感器的状态信息，对工作人员的专业知识要求低，普通工作人员就能方便快速的对氮氧传感器进行故障排查，测试效率高，简化了测试方法，缩短了测试时间。本发明结构简单，成本低，体积小，尺寸150×88×38mm，便携易用，且铝制外壳防水，抗震，能够电磁屏蔽，具有高的稳定性和可靠性，适宜推广应用。本发明对卸下的氮氧传感器单独进行检测，对车载***的类型无要求，适用于所有车型的整车检查，也适用与经销商快速大批量质检，采购厂商的快速质检，兼容性强，这样一来，本发明也克服了在车辆上测量时，控制器内都有延时等待的策略，导致等待测试时间长的问题，例如为防止排气管中存在冷凝水，节约车载电源，等待车辆尾气温度到达某一值，再开始测量，等待时间较长。本发明可以实现翻新件检查，因为从国4实施到现在，市场存在大量翻新件，寿命和精度大打折扣，本品可识别已经使用的累积时间从而识别翻新件。本发明可通过串行通讯接口将信号输出给上位机显示，为广大科研人员提供二次开发接口。本发明可搭配传感器实现尾气值的快速检测。市面上的车辆排放是否超标，可以通过本发明+氮氧传感器的方法进行快速测试，如果氮氧化物浓度明显超标，需提前做好应对措施。本发明实现了电源防止反接功能，适用24V或12V车辆。本发明添加尾气处理模块部分参数显示。带有氮氧传感器的车辆大部分是采用的尿素喷射的SCR技术，本发明基于J1939-71附加添加了部分信号显示，部分信号可能由于不同厂家自定义而不同，只需要简单修改即可。车辆仪表盘提示OBD尾气故障灯亮，或排放超标故障汉字描述，或P码0422,0423,042F,SPN码3226,康明斯码2772,2773，识别为尾气氮氧相关故障。正如诊断仪检测一样，这些仅能指示故障与氮氧有关，具体故障需要人工排查，本发明能迅速得出氮氧传感器正常的结论，减小工作量，再去检测到底是线束原因，还是控制器(ECU/DCU/SCU)故障未发送“氮氧工作命令”，亦或是其他原因。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种氮氧传感器检测装置，其特征在于，包括检测装置外壳、传感器对接插头、主控板、可调降压板及电压防反接模块；控制按键、显示屏连接所述主控板；所述传感器对接插头的一端连接所述主控板，另一端连接待测氮氧传感器的数据输出端或车载自动诊断***的数据接口，所述车载自动诊断***与待测氮氧传感器通讯连接；所述可调电压板的一端连接所述主控板，另一端连接所述氮氧传感器的电源端、所述电压防反接模块的一端，所述电压防反接模块的另一端连接电源接线端；其中，所述主控板具体用于：一、控制显示屏显示开机界面；二、检测是否收到所述氮氧传感器的报文，若未收到，则控制显示屏显示所述氮氧传感器存在硬件连接故障，若收到，则记录所述氮氧传感器的累积供电时间；三、发送氮氧传感器工作命令，检测氮氧传感器的供电电压是否在设定范围内，若否，则控制显示屏显示电压值错误，若是，则检测氮氧传感器是否加热完成；四、若氮氧传感器加热未完成，则控制显示屏显示氮氧传感器正在加热；五、若氮氧传感器加热完成，则检测信号是否可以被使用，若否，则显示检测信号未就绪，若是，则控制显示屏显示：电压正常，加热完成，信号正在输出，及氮氧传感器的累积使用时间；六、停止发送氮氧传感器工作命令；七、判断定义信号是否存在，若否，则控制显示屏显示信号未知，若是，则显示信号值；其中，所述主控板通过串行通讯接口连接上位机；所述可调降压板包括二极管D1、滤波器U1、电解电容C1、电解电容C2、电解电容C3、降压稳压器U2、二极管D2、电感L1、电阻R1、电阻R2、电容C4、电解电容C5、电解电容C6、电容C7及电解电容C8；所述二极管D1的阳极连接电源接线端的正极，电源接线端的负极GND连接滤波器U1；所述二极管D1的阴极连接滤波器U1；所述电解电容C1、电解电容C2、电解电容C3并接后一端接地，另一端接降压稳压器U2的输入引脚、滤波器U1，滤波器U1的一端、降压稳压器U2的接地引脚接地；所述降压稳压器U2的输出引脚连接二极管D2的阴极、电感L1的一端，电感L1的另一端连接供电端、电阻R1、电容C4、电解电容C5、电解电容C6、电容C7、电解电容C8的一端，电阻R1的另一端连接电容C4的另一端、电阻R2的一端、降压稳压器U2，电解电容C5、电解电容C6、电容C7、电解电容C8的另一端与电阻R2的另一端、二极管D2的阳极连接。

2.根据权利要求1所述的氮氧传感器检测装置，其特征在于，所述降压稳压器U2选用LM2596S-ADJ降压稳压器，将电源接线端的10V-28V的电源电压转换为5V供电电压。

3.根据权利要求1所述的氮氧传感器检测装置，其特征在于，所述电压防反接模块包括保险丝F1和二极管D3；所述保险丝F1的一端接可调降压板，另一端连接二极管D3的阴极，二极管D3的阳极连接电源接线端的正极，可调降压板连接电源接线端的负极。

4.根据权利要求1所述的氮氧传感器检测装置，其特征在于，所述主控板还用于控制显示屏显示车辆信息。

5.根据权利要求4所述的氮氧传感器检测装置，其特征在于，所述车辆信息包括车速、燃油耗、扭矩、转速、油门、水温、环境温度、大气压力、尿素耗、尿素、尾气温度、露点信息。

6.根据权利要求1所述的氮氧传感器检测装置，其特征在于，所述主控板采用STM32F103VET6开发板；所述显示屏采用液晶显示屏。

7.根据权利要求1至6之一所述的氮氧传感器检测装置，其特征在于，所述检测装置外壳采用铝制外壳。

8.根据权利要求1所述的氮氧传感器检测装置，其特征在于，所述上位机选用电脑、平板或智能手机。

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