CN117589847B - 一种氧传感器起燃时间测试方法及测试电路 - Google Patents

一种氧传感器起燃时间测试方法及测试电路 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种氧传感器起燃时间测试方法及测试电路，属于测试领域，方法包括，设置气氛管路；在所述气氛管路内制造气氛环境；在所述气氛管路内设置氧传感器测试端，感应气氛环境；控制气氛环境的振荡周期变化；根据气氛环境的振荡周期变化耦合氧传感器电信号振荡周期变化，采集氧传感器电信号，测定预设目标区间的采样值。通过上述方案，在气氛管路中制造气氛环境，划分气氛管路的各个功能段，根据划分气氛管路的各个功能段设置孔位和安装位，使测试工作方便可调，模拟方便；通过逼近预设赫兹周期下预设λ值振荡阈值区间之间振荡的波形，采集氧传感器的能斯特电动势，测得氧传感器起燃时间精度提高。

Description

一种氧传感器起燃时间测试方法及测试电路
技术领域
本申请涉及测试领域，尤其涉及一种氧传感器起燃时间测试方法及测试电路。
背景技术
现有技术中，常通过氧传感器检测发动机排放的氧气浓度，将氧传感器耦合的电信号传递给ECU，控制发动机的空燃比。
由于配合发动机的特殊工作环境，氧传感器不但要在高温下工作，还面临氧传感器从冷态到正常工作状态的预热工作过程。
为配合氧传感器的工作特点，氧传感器预热时间的测试方案常见的有两种，一种是激活时间测量法，另一种是起燃时间测量法。在起燃时间测量法中，常见的是通过发动机台架，制造气氛环境，采集氧传感器的电压信号进行的测试。发动机台架装置庞杂沉重，控制环节多，器材昂贵，导致测试成本偏高。
因此，需要一种氧传感器起燃时间测试方案，可以脱离发动机部件，采用结构相对简单的测试工具，灵活控制测试环节，获得相对稳定准确的测试结果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氧传感器起燃时间测试方法及测试电路，至少解决上述的一个技术问题。
本发明提供了下述方案：
根据本发明的一个方面，提供一种氧传感器起燃时间测试方法，所述氧传感器起燃时间测试方法包括：
设置气氛管路；
在所述气氛管路内制造气氛环境；
在所述气氛管路内设置氧传感器测试端，感应气氛环境；
控制气氛环境的振荡周期变化；
根据气氛环境的振荡周期变化耦合氧传感器电信号振荡周期变化，采集氧传感器电信号，测定预设目标区间的采样值。
进一步的，所述气氛管路包括：燃烧区、保温区、测试区和尾部延长区；
从所述燃烧区起始，到所述尾部延长区结束，依次连接所述燃烧区、所述保温区、所述测试区和所述尾部延长区；
所述燃烧区设置有气体输入管路和气氛生成腔室；
所述气氛生成腔室一端与气体输入管路连通，另一端与所述保温区连通；
所述保温区侧壁开设有测试孔和气氛调节孔；
所述测试区侧壁开设有氧传感器测试端的适配接口，以及氧传感器的机械固定端。
进一步的，所述在所述气氛管路内制造气氛环境包括：
根据所述燃烧区设置的气体输入管路和气氛生成腔室，在气氛管路中输入燃气，在氧气管路中输入含有预设比例氧气的混合气体，在所述气氛生成腔室中混合燃气和含有预设比例氧气的混合气体，制造气氛环境；
根据所述保温区侧壁开设的测试孔和气氛调节孔，通过测试孔测试进入保温区的气氛环境是否符合预设的气氛环境指标。
进一步的，所述控制气氛环境的振荡周期变化包括：
根据在所述气氛生成腔室中混合燃气和含有预设比例氧气的混合气体制造气氛环境，以预设赫兹周期控制气氛环境的λ值；
所述λ值在预设λ值振荡阈值区间之间振荡。
进一步的，所述采集氧传感器电信号，测定预设目标区间的采样值包括：
所述采集氧传感器电信号包括，采集氧传感器的能斯特电动势；
所述预设目标区间包括，设置氧传感器的能斯特电动势采样阈值区间；
所述测定预设目标区间的采样值包括，测定氧传感器的能斯特电动势穿过能斯特电动势采样阈值区间的时间终点。
进一步的，所述采集氧传感器电信号，测定预设目标区间的采样值还包括：
判断通过测试孔测试进入所述保温区的气氛环境是否符合预设的气氛环境指标；
若，符合预设的气氛环境指标，则延时；
根据延时超过预设时长，启动氧传感器电路采集氧传感器的能斯特电动势；
根据启动氧传感器电路采集氧传感器的能斯特电动势，设置采集氧传感器的能斯特电动势采样阈值区间的时间起点；
根据所述能斯特电动势采样阈值区间时间起点至能斯特电动势采样阈值区间时间终点的时间间隔，获得氧传感器起燃时间。
进一步的，还包括：
根据在所述气氛生成腔室中混合燃气和含有预设比例氧气的混合气体，制造气氛环境，控制气氛环境在氧传感器测试端处的振荡周期变化，获取氧传感器电信号。
进一步的，所述控制气氛环境在氧传感器测试端处的振荡周期变化包括：
根据所述保温区侧壁开设有测试孔和气氛调节孔，通过气氛调节孔调节进入所述测试区的气氛环境振荡步进距离。
进一步的，所述控制气氛环境在氧传感器测试端处的振荡周期变化还包括：
所述测试区侧壁开设有氧传感器测试端的适配接口具有多个；
根据所述测试区侧壁开设有氧传感器测试端的适配接口具有多个，变换氧传感器测试端在所述测试区的位置；
根据氧传感器测试端在所述测试区位置的变换，做能斯特电动势采样，调节在所述气氛生成腔室制造气氛环境的振荡周期变化耦合氧传感器电信号振荡周期变化的相位偏差。
根据本发明的二个方面，提供一种氧传感器起燃时间测试电路，用于实现所述氧传感器起燃时间测试方法，所述氧传感器起燃时间测试电路包括：采样电路模块、加热电路模块和控制电路模块；
所述控制电路模块包括，输出端、输入端、公共端和继电器的线包；
输出端与公共端分别连接继电器的线包的两端；
所述加热电路模块包括继电器的常开触点和发热电路；
继电器的常开触点与发热电路串联连接；
所述发热电路由电源和发热电阻串联组成；
所述采样电路模块包括，氧传感器测试端信号电路和滤波电容；
所述氧传感器测试端信号电路包括等效电阻和等效电压源；
等效电阻和等效电压源串联接；
所述等效电压源的正极为并联连接点正；
所述等效电阻的一端连接等效电压源的负极，另一端为并联连接点负；
氧传感器测试端信号电路与滤波电容并联连接，并联连接点正连接输入端，并联连接点负连接公共端。
通过上述方案，获得如下有益的技术效果：
本申请通过设置气氛管路，在气氛管路中制造气氛环境，相对于使用发动机台架装置，方案简单灵活。
本申请通过划分气氛管路的各个功能段，根据划分气氛管路的各个功能段设置孔位和安装位，使测试工作方便可调，模拟方便。
本申请通过逼近预设赫兹周期下预设λ值振荡阈值区间之间振荡的波形，采集氧传感器的能斯特电动势，测得氧传感器起燃时间精度提高。
本申请通过确定时间起点和时间终点，使多次测得氧传感器起燃时间结果之间偏差小，结果稳定可信。
本申请通过开设多个氧传感器测试端的适配接口，灵活调整适配不同排量的发动机所产生不同质量的气氛。
本申请通过保温区侧壁开设有测试孔和气氛调节孔，灵活检测气氛环境并方便调整气氛环境步进距离和气氛环境温度。
附图说明
图1是本发明一个或多个实施例提供的一种氧传感器起燃时间测试方法的流程图。
图2是本发明一个或多个实施例提供的一种氧传感器起燃时间测试电路的结构图。
图3是本发明一个或多个实施例提供的一种氧传感器起燃时间测试装置的结构图。
图4是本发明一个具体实施例的气氛管路系统的示意图。
图5是本发明一个具体实施例的起燃时间测试的示意图。
图6是本发明一个具体实施例的氧传感器结构的示意图。
图7是本发明一个具体实施例的氧传感器测试电路的示意图。
图8是本发明一个具体实施例的能斯特电动势的电压振荡波形的示意图。
图9是本发明一个具体实施例的氧传感器起燃时间测试流程的示意图。
图10是本发明一个或多个实施例提供的氧传感器起燃时间测试方法的一种电子设备结构框图。
附图标号：
1、气体输入管路；2、气氛生成腔室；3、测试孔；4、气氛调节孔；5、支架；6、适配接口；7、机械固定端；8、隔离板；9、加热器正；10、加热器负；11、信号端正；12、信号端负；13、片芯；A、燃烧区；B、保温区；C、测试区；D、尾部延长区；20、控制电路模块；201、输入端；202、公共端；203、输出端；21、采样电路模块；211、氧传感器测试端信号电路；2111、等效电阻；2112、等效电压源；212、滤波电容；22、加热电路模块；221、发热电路；2211、电源；2212、发热电阻；24、继电器。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是本发明一个或多个实施例提供的一种氧传感器起燃时间测试方法的流程图。
如图1所示的氧传感器起燃时间测试方法包括：
步骤S1，设置气氛管路；
步骤S2，在气氛管路内制造气氛环境；
步骤S3，在气氛管路内设置氧传感器测试端，感应气氛环境；
步骤S4，控制气氛环境的振荡周期变化；
步骤S5，根据气氛环境的振荡周期变化耦合氧传感器电信号振荡周期变化，采集氧传感器电信号，测定预设目标区间的采样值。
通过上述方案，获得如下有益的技术效果：
本申请通过设置气氛管路，在气氛管路中制造气氛环境，相对于使用发动机台架装置，方案简单灵活。
本申请通过划分气氛管路的各个功能段，根据划分气氛管路的各个功能段设置孔位和安装位，使测试工作方便可调，模拟方便。
本申请通过逼近预设赫兹周期下预设λ值振荡阈值区间之间振荡的波形，采集氧传感器的能斯特电动势，测得氧传感器起燃时间精度提高。
本申请通过确定时间起点和时间终点，使多次测得氧传感器起燃时间结果之间偏差小，结果稳定可信。
本申请通过开设多个氧传感器测试端的适配接口，灵活调整适配不同排量的发动机所产生不同质量的气氛。
本申请通过保温区侧壁开设有测试孔和气氛调节孔，灵活检测气氛环境并方便调整气氛环境步进距离和气氛环境温度。
具体而言，设置气氛管路，模拟车辆运行中产生气氛的部分环境，如，发动机的排气管，从而代替发动机台架装置生成气氛环境。在气氛管路中仿真排气管的气氛环境，创造测试氧传感器的基础测试条件。由于发动机具有冲程周期，所产生的气氛环境是周期变化的，因而控制气氛管路中气氛环境振荡变化，仿真发动机的冲程周期和气氛环境推进的步进。氧传感器测试端（内部含有片芯13）或采样端可以感应气氛环境的变化（如，氧含量的变化），耦合电信号对应气氛环境的变化（如，采集的能斯特电动势的电压变化），形成与气氛环境振荡周期相关联的电信号振荡周期信息。随着时间进程，采样在不同时间阶段氧传感器的电信号，比较其波形特征，比较预设目标区间的采样值。如，测定氧传感器的能斯特电动势下降沿穿过能斯特电动势采样阈值区间的时间终点t1。
在本实施例中，气氛管路包括：燃烧区A、保温区B、测试区C和尾部延长区D；
从燃烧区A起始，到尾部延长区D结束，依次连接燃烧区A、保温区B、测试区C和尾部延长区D；
燃烧区A设置有气体输入管路1和气氛生成腔室2；
气氛生成腔室2一端与气体输入管路1连通，另一端与保温区B连通；
保温区B侧壁开设有测试孔3和气氛调节孔4；
测试区C侧壁开设有氧传感器测试端的适配接口6，以及氧传感器的机械固定端7。
具体而言，在燃烧区A制造气氛环境，模拟发动机输出废气；保持或调整保温区B的一定长度和内径，模拟从发动机向排气口经历管路延伸；测试区C的位置设置在一般实际的车辆尾气测试时，测试人员放置氧传感器的位置；一般测试人员会从排气管向内探入一定深度，放置一个氧传感器测试端，如，靠近三元催化输出端；尾部延长区D一方面用于模拟排气管外部的管路，另一方面防止从测试区C出来的气氛过快消散在大气，引起测试结果不稳定。
燃烧区A设置有气体输入管路1和气氛生成腔室2，气氛生成腔室2一端与气体输入管路1连通，另一端与保温区B连通。可以从气体输入管路1按照预设的比例和温度输入氧气（或含有氧气的预设混合气体等）和废气，在气氛生成腔室2中混合后，再输入到保温区B，还可以在从气体输入管路1按照预设的比例和温度输入氧气和燃料，点燃后再送入保温区B。
保温区B侧壁开设有测试孔3和气氛调节孔4，可以从测试孔3探入传感器，监视所输入的气氛是否符合测试环境的要求（如氧含量、温度等），如果存在偏差，可以从气氛调节孔4插入发热装置或气体管路，通过气氛调节孔4减轻气氛环境的偏差。
氧传感器本身的机械外形与测试区C不符，且温度较高，需要长时间保持稳定的测试姿态和位置，除了在测试区C侧壁开设有氧传感器测试端的适配接口6，对应氧传感器的外部连接，设置支架5等设置，过渡与测试区C侧壁的连接，固定在测试区C侧壁的机械固定端7上，如螺丝孔、螺杆、卡钳、磁铁、夹具等。不宜采用不耐高温的连接方式，如，粘接方式。也不宜采用影响气氛环境的连接方式，如，将氧传感器包裹捆绑在测试区C段的外部，出现气氛泄露或管路散热的偏差问题。
在本实施例中，在气氛管路内制造气氛环境包括：
根据燃烧区A设置的气体输入管路1和气氛生成腔室2，在气氛管路中输入燃气，在氧气管路中输入含有预设比例氧气的混合气体，在气氛生成腔室2中混合燃气和含有预设比例氧气的混合气体，制造气氛环境；
根据保温区B侧壁开设的测试孔3和气氛调节孔4，通过测试孔3测试进入保温区B的气氛环境是否符合预设的气氛环境指标。
具体而言，在气氛生成腔室2中混合燃气和含有预设比例氧气的混合气体制造气氛环境时，可以使用燃烧后的废气与氧气混合制造气氛环境，也可以将氧气和燃料在气氛生成腔室2内燃烧制造气氛。当气源状态或燃烧控制状态不理想时，可以通过测试孔3测试进入保温区B的气氛环境，感应出是否符合预设的气氛环境指标。如果不符合预设的气氛环境指标，可以通过气氛调节孔4，补充气体、加热气氛环境等方式，减弱气氛环境的偏差缺陷，保障氧传感器起燃时间测试结果准确、稳定。
在一个具体实施例中，氧气管路中输入空气，空气中含有预设比例的氧气。在另一具体实施例中，氧气管路中输入预设成分配比的气体，如，氧气或其他助燃气体等。
在本实施例中，控制气氛环境的振荡周期变化包括：
根据在气氛生成腔室2中混合燃气和含有预设比例氧气的混合气体制造气氛环境，以预设赫兹周期控制气氛环境的λ值；
λ值在预设λ值振荡阈值区间之间振荡。
具体而言，根据模拟发动机运行的冲程周期，预设赫兹周期为0.5赫兹。根据模拟发动机运行的废气排放，预设λ值振荡阈值区间，λ=0.97±0.01和λ=1.03±0.01。
在本实施例中，采集氧传感器电信号，测定预设目标区间的采样值包括：
采集氧传感器电信号包括，采集氧传感器的能斯特电动势；
预设目标区间包括，设置氧传感器的能斯特电动势采样阈值区间；
测定预设目标区间的采样值包括，测定氧传感器的能斯特电动势穿过能斯特电动势采样阈值区间的时间终点。
具体而言，模拟氧传感器在冷态情况下开始工作，给加热器上电的同时，开始计时，并采集记录传感器的输出电压信号（可测量的能斯特电动势的电压）。
设置氧传感器的能斯特电动势采样阈值区间为600mV到300mV，采样记录从加热器上电开始到传感器输出端的输出波形第一次在下降沿处同时穿过600mV与300mV的信号中300mV处时的时间t，作为t1，即时间终点。
能斯特电动势，即由于电解质两端的气体浓度不同，所产生的电势差，表现为可直接或间接测量的能斯特电动势的电压。
氧传感器的测氧原理，是由固体电解质（YSZ，掺钇氧化锆）两端的氧气浓度差异，所产生的能斯特电动势来反映氧气浓度。
在本实施例中，采集氧传感器电信号，测定预设目标区间的采样值还包括：
判断通过测试孔3测试进入保温区B的气氛环境是否符合预设的气氛环境指标；
若，符合预设的气氛环境指标，则延时；
根据延时超过预设时长，启动氧传感器电路采集氧传感器的能斯特电动势；
根据启动氧传感器电路采集氧传感器的能斯特电动势，设置采集氧传感器的能斯特电动势采样阈值区间的时间起点；
根据所述能斯特电动势采样阈值区间时间起点至能斯特电动势采样阈值区间时间终点的时间间隔，获得氧传感器起燃时间。
具体而言，当通过测试孔3测试进入保温区B的气氛环境符合预设的气氛环境指标之后，需要保证符合预设的气氛环境指标的气氛环境来到氧传感器测试端所在的测试区C，通过预设时长做延时处理，使启动氧传感器电路采集氧传感器的能斯特电动势时是在符合预设的气氛环境指标的气氛环境中采样。
在采样阈值区间的时间起点t0时，除了保证符合预设的气氛环境指标的气氛环境来到氧传感器测试端所在的测试区C，还需要氧传感器的加热、采样同步启动。如图5所示，根据t1至t0的时间间隔值，获悉氧传感器达到“起燃状态”所需要的时间，即氧传感器测试端“活化”，可以稳定测试废气中氧气含量的状态。
在本实施例中，还包括：
根据在气氛生成腔室2中混合燃气和含有预设比例氧气的混合气体，制造气氛环境，控制气氛环境在氧传感器测试端处的振荡周期变化，获取氧传感器电信号。
具体而言，在气氛生成腔室2中混合燃气和含有预设比例氧气的混合气体制造气氛环境，是按照预设赫兹周期控制气氛环境的；控制气氛环境的λ值在预设λ值振荡阈值区间之间振荡，如λ=0.97±0.01和λ=1.03±0.01之间振荡。
λ在本案中定义为：实际的空燃比与理论空燃比的比值。根据λ值，可以评价浓燃状态和稀燃状态，如，λ<1，空气质量<燃料质量，浓燃；如，λ>1，空气质量>燃料质量，稀燃。
氧传感器输出能斯特电动势与氧传感器测试端接触的气氛环境呈耦合关系，如，λ<1，传感器输出高电平；λ>1，传感器输出低电平。
发动机工作时，燃料必须和吸进的空气成适当的比例，才能形成可以燃烧的混合气，即空燃比（空气与燃料混合气中：空气质量/燃气质量）。每克燃料完全燃烧所需的最少的空气克数，叫做理论空燃比。各种燃料的理论空燃比是不相同，如，汽油为14.7，如，柴油为14.3。空燃比大于理论值的混合气为稀混合气（对应稀燃）。气多油少，燃烧完全，油耗低，污染小，但功率较小。空燃比小于理论值的混合气叫做浓混合气（对应浓燃），气少油多，功率较大，但燃烧不完全，油耗高，污染大。
在本实施例中，控制气氛环境在氧传感器测试端处的振荡周期变化包括：
根据保温区B侧壁开设有测试孔3和气氛调节孔4，通过气氛调节孔4调节进入测试区C的气氛环境振荡步进距离。
具体而言，可以在保温区B通过气氛调节孔4调节进入测试区C的气氛环境步进距离。按照预设赫兹周期，即预设的冲程周期（0.5赫兹），在气氛生成腔室2制造气氛环境，如果采用燃烧方式，每次燃烧产生一定量的混合气氛，推动气氛管路中气氛向尾部延长区D移动，随着燃烧周期，产生一个气氛段的步进。可以将设置两个测试孔3，放置在两个步进交接附近，一个位于气氛段步进的尾部，另一个位于气氛段步进的头部。当检测到其中一个测试孔3测得的气氛的λ值与对应冲程周期（0.5赫兹）的预设λ值不一致，则可以通过气氛调节孔4，注入或吸出部分气氛，维持气氛环境步进距离的一致性。
除了在气氛生成腔室2采用燃烧方式，还可以从外部直接输入氧气和燃烧后的其他。不排除气源有压力衰减，导致气氛环境步进不一致。可以通过气氛调节孔4，注入或吸出部分气氛，维持气氛环境步进距离的一致性。
两个测试孔3的间距可以调节，用于适应仿真不同排量的发动机每个冲程周期所引起的气氛段步进不同。
在本实施例中，控制气氛环境在氧传感器测试端处的振荡周期变化还包括：
测试区C侧壁开设有氧传感器测试端的适配接口6具有多个；
根据测试区C侧壁开设有氧传感器测试端的适配接口6具有多个，变换氧传感器测试端在测试区C的位置；
根据氧传感器测试端在测试区C位置的变换，做能斯特电动势采样，调节在气氛生成腔室2制造气氛环境的振荡周期变化耦合氧传感器电信号振荡周期变化的相位偏差。
具体而言，按照预设赫兹周期（可选0.5赫兹），气氛环境步进到测试区C。在气氛管路校正阶段，当需要通过氧传感器测试端的能斯特电动势的电压波形，负反馈调节气氛生成腔室2生成气氛环境的λ值时，依据的是对应气氛生成腔室2生成气氛环境的λ值应当与氧传感器测试端感应生成的能斯特电动势的电压值波动频率一致。由于所仿真的发动机工况不同，排量不同，同一位置上氧传感器测试端，不能适应所有的发动机排量下的仿真。可以在测试区C，沿气氛管路设置多个氧传感器测试端的适配接口6，选择其中一个同步性好的位置，以消除输入（气氛生成腔室2生成气氛环境的λ值）和输出（氧传感器能斯特电动势的电压值）振荡波形间的相位偏差，增加氧传感器起燃时间测试的精度。
图2是本发明一个或多个实施例提供的一种氧传感器起燃时间测试电路的结构图。
如图2所示的用于实现氧传感器起燃时间测试方法，氧传感器起燃时间测试电路包括：采样电路模块21、加热电路模块22和控制电路模块20；
控制电路模块20包括，输出端203、输入端201、公共端202和继电器24的线包；
输出端203与公共端202分别连接继电器24的线包的两端；
加热电路模块22包括继电器24的常开触点和发热电路221；
继电器24的常开触点与发热电路221串联连接；
发热电路221由电源2211和发热电阻2212串联组成；
采样电路模块21包括，氧传感器测试端信号电路211和滤波电容212；
氧传感器测试端信号电路211包括等效电阻2111和等效电压源2112；
等效电阻2111和等效电压源2112串联接；
等效电压源2112的正极为并联连接点正；
等效电阻2111的一端连接等效电压源2112的负极，另一端为并联连接点负；
氧传感器测试端信号电路211与滤波电容212并联连接，并联连接点正连接输入端201，并联连接点负连接公共端202。
具体而言，采样电路模块21中包括氧传感器。氧传感器的测试端内包括片芯13，用于接触和测量气氛环境，经氧传感器测试端信号电路211耦合成电信号，经滤波电容滤波后，进行采样到控制电路模块20。
加热电路模块22受控于继电器24的常开触点，用于导通发热电路221，使电源2211驱动发热电阻2212发热，加热片芯13。
控制电路模块20的输出端203控制发热电路221，输入端201采集氧传感器测试端信号电路211的电信号。
氧传感器测试端信号电路211等效为等效电阻2111和等效电压源2112串联，用于等效氧传感器测试端阻抗随着温度上升，氧传感器的内阻是变化的。
控制电路模块20可以将控制发热电路221加热氧传感器内的片芯13的同时，采集氧传感器测试端信号电路211的电信号，同步观察片芯13温度升高的过程中，采集氧传感器测试端信号电路211的电信号的变化。
可以将NI板或MCU控制板作为控制电路模块20，实现控制和采集，如，记录氧传感器的信号端正11和信号端负12间的电压数据。如，控制加热器正9和加热器负10接通电源加热片芯13。
控制片芯13加热的同时，开始记录电压数据，如，因耦合而生成的振荡波形等。
根据t0时刻到来，同步导通继电器24的常开触点，并采样记录氧传感器信号端正11和信号端负12间电压信号；
根据t1时刻到来，同步断开继电器触点，并停止采样记录氧传感器测试端的信号正极和信号负极间电压信号。
信号端正11，相当于氧传感器测试端信号电路211的正，信号端负12，相当于氧传感器测试端信号电路211的负。加热器正9与加热器负10之间串联电源后，相当于发热电路221，再串联继电器触点。
图3是本发明一个或多个实施例提供的一种氧传感器起燃时间测试装置的结构图。
如图3所示的氧传感器起燃时间测试装置包括：气氛管路模块、气氛制造模块、气氛感应模块、气氛控制模块、信号测试模块；
气氛管路模块，用于设置气氛管路；
气氛制造模块，用于在气氛管路内制造气氛环境；
气氛感应模块，用于在气氛管路内设置氧传感器测试端，感应气氛环境；
气氛控制模块，用于控制气氛环境的振荡周期变化；
信号测试模块，用于根据气氛环境的振荡周期变化耦合氧传感器电信号振荡周期变化，采集氧传感器电信号，测定预设目标区间的采样值。
值得注意的是，虽然本系统只披露了气氛管路模块、气氛制造模块、气氛感应模块、气氛控制模块、信号测试模块，相对，本发明所要表达的意思是，在上述基本功能模块的基础之上，本领域技术人员可以结合现有技术任意添加一个或多个功能模块，形成无穷多个实施例或技术方案，也就是说本系统是开放式的而非封闭式的，不能因为本实施例仅披露了个别基本功能模块，就认为本发明权利要求的保护范围局限于上述公开的基本功能模块。
图4是本发明一个具体实施例的气氛管路系统的示意图。
图5是本发明一个具体实施例的起燃时间测试的示意图。
图6是本发明一个具体实施例的氧传感器结构的示意图。
图7是本发明一个具体实施例的氧传感器测试电路的示意图。
图8是本发明一个具体实施例的能斯特电动势的电压振荡波形的示意图。
图9是本发明一个具体实施例的氧传感器起燃时间测试流程的示意图。
在一个具体实施例中，如图4所示，支架5支撑气氛管路，气氛管路上分为燃烧区A、保温区B、测试区C和尾部延长区D，尾部延长区D的排气口透过隔离板8向外部排放。气体输入管路1导入燃烧区A的气氛生成腔室2内空气和燃气，模拟发动机中的燃料燃烧，如，通过控制空气与丙烷气体的含量，模拟发动机排气管中产生的气氛，为传感器性能检测提供气氛环境。保温区B的作用是保持燃烧区A中产生气体的温度，测试孔3和气氛调节孔4分别检测气氛和调节气氛。测试区C的作用是作为传感器测试的场所，测试区C上设置有8个传感器测试位，用来安装传感器。
将氧传感器安装在氧传感器夹具上，氧传感器夹具固定在机械固定端7上；将安装了氧传感器的夹具安装至燃烧测试台测试区C的测试位上，辅助氧传感器测试端的适配接口6上安装氧传感器的测试端；调节燃烧测试台的交变气氛；氧传感器的加热器通电，同时开始计时；当传感器输出端的输出波形第一次在下降沿处同时穿过600mV与300mV时，停止计时，输出起燃时间t。
在另一具体实施例中，如图5所示，设置氧传感器的能斯特电动势采样阈值区间为600mV到300mV（相当于预设目标区间的采样值），采样记录从加热器上电开始到传感器输出端的输出波形第一次在下降沿处同时穿过600mV与300mV的信号中300mV处时的时间。当时间起点为t0（相当于时间起点t0），则时间t1表示测得的氧传感器起燃时间（相当于时间终点t1）。
在另一具体实施例中，如图6所示，氧传感器后端为电气连接点，前端为测试端，测试端内有片芯13（内部由YSZ制作成电极），将片芯13的连线延伸至氧传感器后端，用于外部电路的连接。将氧传感器前端的测试端沁入气氛环境，如安装在图4中在测试区C上的传感器测试位上，将氧传感器后端的电气连接点，加热器正9、加热器负10、信号端正11和信号端负12，接入如图7中的控制电路中。加热器正9和加热器负10，相当于连接在继电器KV0的常开触点两端。信号端正11和信号端负12，相当于连接输入端I/O0和GND。
在另一具体实施例中，如图7所示，氧传感器测试电路主要分为：加热电路、控制电路和信号采集电路。
控制电路，主要包括NI板卡的输出端I/O0、输入端I/O0，输出端I/O0控制继电器KV0。
加热电路，主要包括电源VH、加热器RH、继电器KV0的常开触点；
信号采集电路，主要包括氧传感器和电容C0，其中，将氧传感器等效成电阻Rs和电源Vs。
加热器正9和加热器负10，相当于连接在继电器KV0的常开触点两端。
信号端正11和信号端负12，相当于连接输入端I/O0和GND。
电源VH施加恒定电压（VH=9V）。使用继电器KV0，控制加热器回路的通断。继电器KV0的线包接入NI板卡的I/O0和GND之间，由I/O0控制加热器RH的加热。氧传感器的信号端正11和信号端负12并联电容C0，进行滤波。
将氧传感器看作受温度影响的电压源，内阻为Rs， Vs等效为氧传感器的能斯特电动势。
在另一具体实施例中，如图8所示，从启动采样开始，在氧传感器的信号端波形第一次在下降沿处同时穿过600mV与300mV时，停止计时，记录起燃时间，即从启动采样开始到波形第一次在下降沿处同时穿过600mV与300mV时的时间间隔。启动采样开始的同时，加热器RH同步通电加热氧传感器（加热氧传感器前端里的片芯13）
记录样本编号为1、2、3、4的起燃时间，分别为14.21、15.89、13.99、16.23秒。
在另一具体实施例中，如图9所示，从开始，NI板卡的I/O0口输出高电平，机械式继电器线圈KV0通电，机械式继电器常开触点KV0闭合，加热器回路导通，传感器开始加热，同时设备开始计时。NI板卡的I/O0口输出高电平的同时，NI板卡的I/O1口开始读取氧传感器信号端的电压信号。
NI板卡通过I/O1口持续读取氧传感器信号端的交替高低电平信号，判断电压信号在下降沿是否同时穿过600mV与300mV，当传感器输出端的输出波形第一次在下降沿处同时穿过600mV与300mV时，停止计时，记录起燃时间t1，同时NI板卡的I/O0口输出低电平结束加热。统计分析多个采样的样品数据，获得结果数据。如获得图8中的数据。
图10是本发明一个或多个实施例提供的氧传感器起燃时间测试方法的一种电子设备结构框图。
如图10所示，本申请提供一种电子设备，包括：处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器中存储有计算机程序，当计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行一种氧传感器起燃时间测试方法的步骤。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，其存储有可由电子设备执行的计算机程序，当计算机程序在电子设备上运行时，使得电子设备执行一种氧传感器起燃时间测试方法的步骤。
本申请还提供一种测试控制系统，包括：
电子设备，用于实现氧传感器起燃时间测试方法的步骤；
处理器，处理器运行程序，当程序运行时从电子设备输出的数据执行氧传感器起燃时间测试方法的步骤；
存储介质，用于存储程序，程序在运行时对于从电子设备输出的数据执行氧传感器起燃时间测试方法的步骤。
上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
电子设备包括硬件层，运行在硬件层之上的操作系统层，以及运行在操作系统上的应用层。该硬件层包括中央处理器(CPU，Central Processing Unit)、内存管理单元(MMU，Memory Management Unit)和内存等硬件。该操作系统可以是任意一种或多种通过进程(Process)实现电子设备控制的计算机操作系统，例如，Linux操作系统、Unix操作系统、Android操作系统、iOS操作系统或windows操作系统等。并且在本发明实施例中该电子设备可以是智能手机、平板电脑等手持设备，也可以是桌面计算机、便携式计算机等电子设备，本发明实施例中并未特别限定。
本发明实施例中的电子设备控制的执行主体可以是电子设备，或者是电子设备中能够调用程序并执行程序的功能模块。电子设备可以获取到存储介质对应的固件，存储介质对应的固件由供应商提供，不同存储介质对应的固件可以相同可以不同，在此不做限定。电子设备获取到存储介质对应的固件后，可以将该存储介质对应的固件写入存储介质中，具体地是往该存储介质中烧入该存储介质对应固件。将固件烧入存储介质的过程可以采用现有技术实现，在本发明实施例中不做赘述。
电子设备还可以获取到存储介质对应的重置命令，存储介质对应的重置命令由供应商提供，不同存储介质对应的重置命令可以相同可以不同，在此不做限定。
此时电子设备的存储介质为写入了对应的固件的存储介质，电子设备可以在写入了对应的固件的存储介质中响应该存储介质对应的重置命令，从而电子设备根据存储介质对应的重置命令，对该写入对应的固件的存储介质进行重置。根据重置命令对存储介质进行重置的过程可以现有技术实现，在本发明实施例中不做赘述。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元、模块分别描述。当然在实施本申请时可以把各单元、模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器或者网络设备等）执行本申请各个实施方式或者实施方式的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种氧传感器起燃时间测试方法，其特征在于，所述氧传感器起燃时间测试方法包括：
设置气氛管路；
在所述气氛管路内制造气氛环境；
在所述气氛管路内设置氧传感器测试端，感应气氛环境；
控制气氛环境的振荡周期变化；
根据气氛环境的振荡周期变化耦合氧传感器电信号振荡周期变化，采集氧传感器电信号，测定预设目标区间的采样值。
2.根据权利要求1所述的氧传感器起燃时间测试方法，其特征在于，所述气氛管路包括：燃烧区、保温区、测试区和尾部延长区；
从所述燃烧区起始，到所述尾部延长区结束，依次连接所述燃烧区、所述保温区、所述测试区和所述尾部延长区；
所述燃烧区设置有气体输入管路和气氛生成腔室；
所述气氛生成腔室一端与气体输入管路连通，另一端与所述保温区连通；
所述保温区侧壁开设有测试孔和气氛调节孔；
所述测试区侧壁开设有氧传感器测试端的适配接口，以及氧传感器的机械固定端。
3.根据权利要求2所述的氧传感器起燃时间测试方法，其特征在于，所述在所述气氛管路内制造气氛环境包括：
根据所述燃烧区设置的气体输入管路和气氛生成腔室，在气氛管路中输入燃气，在氧气管路中输入含有预设比例氧气的混合气体，在所述气氛生成腔室中混合燃气和含有预设比例氧气的混合气体，制造气氛环境；
根据所述保温区侧壁开设的测试孔和气氛调节孔，通过测试孔测试进入保温区的气氛环境是否符合预设的气氛环境指标。
4.根据权利要求3所述的氧传感器起燃时间测试方法，其特征在于，所述控制气氛环境的振荡周期变化包括：
根据在所述气氛生成腔室中混合燃气和含有预设比例氧气的混合气体制造气氛环境，以预设赫兹周期控制气氛环境的λ值；
所述λ值在预设λ值振荡阈值区间之间振荡。
5.根据权利要求4所述的氧传感器起燃时间测试方法，其特征在于，所述采集氧传感器电信号，测定预设目标区间的采样值包括：
所述采集氧传感器电信号包括，采集氧传感器的能斯特电动势；
所述预设目标区间包括，设置氧传感器的能斯特电动势采样阈值区间；
所述测定预设目标区间的采样值包括，测定氧传感器的能斯特电动势穿过能斯特电动势采样阈值区间的时间终点。
6.根据权利要求5所述的氧传感器起燃时间测试方法，其特征在于，所述采集氧传感器电信号，测定预设目标区间的采样值还包括：
判断通过测试孔测试进入所述保温区的气氛环境是否符合预设的气氛环境指标；
若，符合预设的气氛环境指标，则延时；
根据延时超过预设时长，启动氧传感器电路采集氧传感器的能斯特电动势；
根据启动氧传感器电路采集氧传感器的能斯特电动势，设置采集氧传感器的能斯特电动势采样阈值区间的时间起点；
根据所述能斯特电动势采样阈值区间时间起点至能斯特电动势采样阈值区间时间终点的时间间隔，获得氧传感器起燃时间。
7.根据权利要求6所述的氧传感器起燃时间测试方法，其特征在于，还包括：
根据在所述气氛生成腔室中混合燃气和含有预设比例氧气的混合气体，制造气氛环境，控制气氛环境在氧传感器测试端处的振荡周期变化，获取氧传感器电信号。
8.根据权利要求7所述的氧传感器起燃时间测试方法，其特征在于，所述控制气氛环境在氧传感器测试端处的振荡周期变化包括：
根据所述保温区侧壁开设有测试孔和气氛调节孔，通过气氛调节孔调节进入所述测试区的气氛环境振荡步进距离。
9.根据权利要求8所述的氧传感器起燃时间测试方法，其特征在于，所述控制气氛环境在氧传感器测试端处的振荡周期变化还包括：
所述测试区侧壁开设有氧传感器测试端的适配接口具有多个；
根据所述测试区侧壁开设有氧传感器测试端的适配接口具有多个，变换氧传感器测试端在所述测试区的位置；
根据氧传感器测试端在所述测试区位置的变换，做能斯特电动势采样，调节在所述气氛生成腔室制造气氛环境的振荡周期变化耦合氧传感器电信号振荡周期变化的相位偏差。
10.一种氧传感器起燃时间测试电路，其特征在于，用于实现权利要求9所述氧传感器起燃时间测试方法，所述氧传感器起燃时间测试电路包括：采样电路模块（21）、加热电路模块（22）和控制电路模块（20）；
所述控制电路模块（20）包括，输出端（203）、输入端（201）、公共端（202）和继电器（24）的线包；
输出端（203）与公共端（202）分别连接继电器（24）的线包的两端；
所述加热电路模块（22）包括继电器（24）的常开触点和发热电路（221）；
继电器（24）的常开触点与发热电路（221）串联连接；
所述发热电路（221）由电源（2211）和发热电阻（2212）串联组成；
所述采样电路模块（21）包括，氧传感器测试端信号电路（211）和滤波电容（212）；
所述氧传感器测试端信号电路（211）包括等效电阻（2111）和等效电压源（2112）；
等效电阻（2111）和等效电压源（2112）串联接；
所述等效电压源（2112）的正极为并联连接点正；
所述等效电阻（2111）的一端连接等效电压源（2112）的负极，另一端为并联连接点负；
氧传感器测试端信号电路（211）与滤波电容（212）并联连接，并联连接点正连接输入端（201），并联连接点负连接公共端（202）。
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