氧传感器的常见故障有哪些?如何检测?
1.上游氧传感器的信号电压是否超出可能的范围?
氧传感器的信号电压在空气过剩系数λ=1处步进。如果λ=1,ECU为氧传感器提供450毫伏的电压。在稳定工况下,如果λ < 1,氧传感器的信号电压约为1000mv;;如果λ > 1,信号电压约为100mV。如上所述,当ECU进入闭环控制时,氧传感器的信号电压应在1000mV和100mV之间不断波动。加减速条件下退出闭环控制,加速条件下混合气变浓,信号电压应接近1000mv;;当混合物在减速状态下稀释时,信号电压应接近100mV。如果在ECU进入闭环控制后,信号电压仍然低于175毫伏到15秒,或者在加速条件下,信号电压仍然低于600毫伏到15秒,则ECU认为传感器的信号电压过低——难以置信。如果在ECU进入闭环控制后,加速信号电压仍然高于800毫伏至15秒,或者在减速条件下,信号电压仍然高于1100毫伏至15秒,则ECU认为传感器的信号电压过高-难以置信。此时,ECU会在以下情况下将上游氧传感器信号电压的故障信息记录设置为超出可能范围:没有节气门位置传感器、燃油蒸发排放控制系统、失火、空气温度传感器、进气歧管绝对压力传感器、燃油调节、喷油器、废气再循环阀位置传感器、冷却液温度传感器、曲轴位置传感器和空气流量传感器的故障信息记录;节气门开度为3%~40%。?
2.上游氧传感器的信号电压响应速度太低?
随着氧传感器的老化,其信号电压响应速度越来越慢,表现为动态响应曲线趋于平缓,其斜率的绝对值变小。当ECU进入闭环控制时,ECU连续监测氧传感器一段时间(例如100s),记录其信号电压,并计算从300mV以下到600mV以上(混合气从稀到浓)和从600mV以上到300mV以下(混合气从浓到稀)的每次跳变的时间和次数的平均值。如果从低到高的转变时间的平均值超过114毫秒,或者从高到低的转变时间的平均值超过99毫秒,则ECU认为氧传感器老化。此时,在下列情况下,ECU会设置上游氧传感器信号电压响应速度低的故障信息记录:没有节气门位置传感器、燃油蒸发排放控制系统、失火、空气温度传感器、进气歧管绝对压力传感器、燃油调节器、喷油器、废气再循环阀位置传感器、冷却液温度传感器、曲轴位置传感器、空气流量传感器的故障信息记录;节气门开度为3% ~ 40%;ECU进入闭环控制至少1分钟;发动机转速为1000转/分~ 3000转/分;冷却液温度超过50℃;质量空气流量为10g/s ~ 30g/s
3.上游氧传感器的信号电压跳变时间比是否超过规定范围?
随着氧传感器的老化,跳跃时间的平均比率会增加。如果在闭环控制的情况下,在100s的监测期间,信号电压跳变时间的比值的平均值不在4和0.4之间,则ECU认为氧传感器老化。此时,如果满足以下条件,ECU将记录上游氧传感器信号-电压跳变时间比超过规定范围的故障信息:没有节气门位置传感器、燃油蒸发排放控制系统、失火、空气温度传感器、进气歧管绝对压力传感器、燃油调节器、喷油器、废气再循环阀位置传感器、冷却液温度传感器、曲轴位置传感器、空气流量传感器的故障信息记录;节气门开度为3% ~ 40%;发动机转速为1000转/分~ 3000转/分。?
4.上游氧传感器信号的电压跳变频率是否过低?
随着氧传感器的老化,信号电压跳变的频率逐渐降低。如果在100s的监测周期内,信号电压从低到高和从高到低跳变的次数少于45次,则ECU认为氧传感器老化。此时,如果满足以下条件,ECU将设置上游氧传感器信号电压跳变频率过低的故障信息记录:没有节气门位置传感器、燃油蒸发排放控制系统、失火、空气温度传感器、进气歧管绝对压力传感器、燃油调节器、喷油器、废气再循环阀位置传感器、冷却液温度传感器、曲轴位置传感器和空气流量传感器的故障信息记录,没有氧传感器加热器电路的故障信息记录。
5.上游氧传感器活性不足?
在闭环控制的情况下,氧传感器的信号电压应该不断地从100 mV跳到1000 mV,这表明氧传感器处于活动状态。如果信号电压稳定在450mV左右,即在400mv-500mv之间超过30s,无论ECU是否进行闭环控制,都说明传感器不够主动或者信号电路开路。此时ECU会在以下情况下设置上游氧传感器活性不足的故障信息记录:没有节气门位置传感器、燃油蒸发排放控制系统、失火、空气温度传感器、进气歧管绝对压力传感器、燃油调节、喷油器、废气再循环阀位置传感器、冷却液温度传感器、曲轴位置传感器、空气流量传感器的故障信息记录;节气门开度为3% ~ 40%;发动机运行时间超过200秒
6.上游氧传感器的加热器是否加热过慢?
发动机启动后,氧传感器的加热器通电加热氧传感器,使其快速激活,即其信号电压既可以低于300mV,也可以高于600mV,而不会停留在300mV~600mV。无论ECU是否进行闭环控制,只要发动机起动后上游氧传感器的信号电压保持在300mV~600mV,并超过规定值(45s),ECU就会在以下情况下设置上游氧传感器加热器加热过慢的故障信息记录:无节气门位置传感器、燃油蒸发排放控制系统、空气温度传感器、进气歧管绝对压力传感器、燃油调节、喷油器、废气再循环阀位置传感器、冷却液温度传感器等不点火。节气门开度为3% ~ 40%;启动时,进风温度低于35℃;起动时发动机冷却液温度低于35℃;启动时,上述两个温度之差在6℃以内;采样时的平均质量空气流量小于15g/s,在某些系统中,如博世公司的Motronic系统,ECU直接监测氧传感器加热器的电阻值,检查其可靠性。?
在三元催化转化器下游增加一个氧传感器是OBD-ⅱ区别于OBD-ⅰ的重要标志之一。下游氧传感器的主要任务是与上游氧传感器配合,监测三元催化转化器的故障。其次,作为上游氧传感器的补充,进行闭环控制。
由于三元催化转化器可以储存废气中的氧气,下游氧传感器的动态响应曲线自然与上游氧传感器不同,因此故障判据也不同。?
7.下游氧传感器的信号电压超出可能的范围。
与上游氧传感器的故障监测方案不同的是,下游氧传感器的无故障判据更宽松,判定为故障的指示值范围更小,即信号电压在ECU闭环控制下低于75mV至150s,认为过低;999mV以上/减速状态下必须200mV以上才能达到105s,认为过高。
8.下游氧传感器活性不足?下游氧传感器被判断为活性不足,并且该指标的数值范围也小于上游氧传感器的数值范围。如果上游氧传感器的信号电压保持在400毫伏~ 500毫伏持续30秒,下游氧传感器的信号电压保持在425毫伏~ 475毫伏,保持在100秒..
9.下游氧传感器加热器是否加热过慢?当发动机启动后到下游氧传感器激活前的时间超过215s时,认为加热器有故障。