汽车技术培训资料车载诊断系统空燃比(A/F)传感器介绍与说明©2006HondaMotorCo.,Ltd.–AllRightsReserved.Page-11、Overview(概述)2、ReviewAnO2(Oxygen)Sensor(氧传感器)3、TwoTypesofA/FSensor(A/F传感器的两种类型)4、FourwireTypeA/FSensorConstruction(四线制A/F传感器介绍)5、FourwireTypeA/FSensorOperation(四线制A/F传感器工作原理)6、FivewireTypeA/FSensorConstruction(五线制A/F传感器介绍)7、FivewireTypeA/FSensorOperation(五线制A/F传感器工作原理)汽车技术培训资料车载诊断系统空燃比(A/F)传感器介绍与说明©2006HondaMotorCo.,Ltd.–AllRightsReserved.Page-21.Overview以前氧传感器只可能检测到排出气体浓度高低。因此,就会出现如图1所示的样子,就是以理论空燃比为界,反复出现浓度或高或低的现象。这样的话,要使A/F能够不断保持在理论空燃比就显得非常困难。为了减少有害气体的排出量,近年来,我们引进了可以线性检测空燃比的传感器,代替了以前主要使用的氧传感器,这就是AirFuelRatio(A/F)Sensor。这种传感器不但能检测出排出气体的浓度高低,同时也可以正确地检测出实际的空燃比状况。如图2,采用了这种传感器,不但可以控制高精度的A/F,同时可以大大地减少燃料费用上升以及有害气体的排出。目前所销售的本田车基本上都采用了这种A/F传感器。如果参照S/M(维修手册),就可以判断出哪辆车已经采用了A/F传感器,并且,由于它不像氧传感器是采用电压,而是采用电流检测,因此根据HDS数据清单,就可以识别出是否可以适用于对象车。图1氧传感器的输出特性(转换特性)图2五线性A/F传感器输出特性(线型特性)图3A/F传感器与氧传感器四线制A/F传感器氧传感器浓度高浓度低浓度高浓度低理论空燃比理论空燃比汽车技术培训资料车载诊断系统空燃比(A/F)传感器介绍与说明©2006HondaMotorCo.,Ltd.–AllRightsReserved.Page-32.ReviewAnO2(Oxigen)Sensor首先,在学习A/F传感器前,我们先复习一下氧传感器。氧传感器的结构如右图3所示,其外侧与排出气接触,而内侧则有大气。传感器的中心部位由在筒状氧化锆元件内外贴上白金电极膜的元件以及用于早期活化的加热器构成。氧化锆元件的二个电极间由于存在氧气浓度差,因此在电极之间会产生电动势。其电压特性如右图4所示,排出气体侧在浓度高时,会产生近1V的电压,浓度低时输出则几乎是0V。由于在理论空燃比附近,其输出值会发生极大变化,因此只能判断出排出气体的浓度是高还是低。氧化锆元件大气加热器白金电极图3氧传感器的构造图4氧传感器的输出特性(转换特性)理论空燃比浓度高浓度低汽车技术培训资料车载诊断系统空燃比(A/F)传感器介绍与说明©2006HondaMotorCo.,Ltd.–AllRightsReserved.Page-43.TwoTypesofA/FSensor现在本田车上所使用的A/F传感器有二种。•FourwireTypeA/FSensor(极限电流式)这种A/F传感器的连结器处有四个接线头,其主要用于L4车,从外观上看与氧传感器基本没有变化,因此比较难以区分。•FivewireTypeA/FSensor(泵氧式)这种A/F传感器是:连接器的传感器侧有五个接线头,在ECM/PC侧有七个接线头。在传感器侧的连接器处有一个电阻(是制造时,用于识别个体差异),主要用于V6车,它与FourwireType相比,在浓度低一侧精度很高,因此价格也较贵。图5FourwireTypeA/F传感器图6FivewireTypeA/F传感器图7FivewireTypeA/F传感器连接器汽车技术培训资料车载诊断系统空燃比(A/F)传感器介绍与说明©2006HondaMotorCo.,Ltd.–AllRightsReserved.Page-54.FourwireTypeA/FSensorConstruction前端部分的构造如图8所示,在氧化锆元件与加热器之间设有一个排出气体不能进入的大气导入室。氧化锆元件与扩散层之间有一个排出气体检测室,这是为了限制扩散层通过的排气量。而在氧化锆元件的大气侧与排气侧各有一个白金电极。与氧传感器的主要不同就是扩散层,还有就是在ECM/PC传感器两个电极上加载了电压。A/F就是通过流过电极间的电流值来进行判断。这个电流值如图9所示,浓度高时为正值,浓度低时为负值。端子线共有4根,分别是氧化锆元件二个电极上的2根,以及加热器的正负极的2根。理论空燃比A/F=14.70mAA/FSensorOutput浓度高浓度低图9FourwireTypeA/F传感器输出特性观察此断面扩散层排气检测室氧化锆元件AFS+AFS-排出气体O2大气检测室电流扩大图8FourwireTypeA/FSensor构造大气检测室加热器电极AFS-电极AFS+汽车技术培训资料车载诊断系统空燃比(A/F)传感器介绍与说明©2006HondaMotorCo.,Ltd.–AllRightsReserved.Page-65.FourwireTypeA/FSensorOperation基本工作原理进入排气检测室的排出气体,被扩散层控制在一定量,因此,对氧化锆元件加载电压,当浓度低时将排气检测室的氧气吸到大气检测室,而在浓度高时从大气导入室吸入到排气检测室内,这样就可以用排气检测室内的A/F来得到理论空燃比。为了使排气检测室内保持理论空燃比,加载电压后使氧气移动时,与排气A/F相对应的氧气就会通过氧化锆元件。由于通过AFS+与AFS-间的电流值与其氧气量是成比例的,因此通过测定电流,就可以得到此时的排气的A/F。观察此断面扩散层排气检测室氧化锆元件AFS+AFS-排出气体O2大气检测室电流扩大图10FourwireTypeA/F传感器工作原理汽车技术培训资料车载诊断系统空燃比(A/F)传感器介绍与说明©2006HondaMotorCo.,Ltd.–AllRightsReserved.Page-75.FourwireTypeA/FSensorOperationA/F传感器是一个检测电流值的传感器。由于电流值的直接检测会使ECM/PCM或是传感器产生故障,因此比较困难。在这里说明一下如何检测电压。测定电压值这种类型的A/F传感器在工作时,AFS+与SG之间的电压常常是在2.2V的附近值。(根据车型不同,也会有不同情况)。ECM/PCM如果要变更AFS值的话,就要控制流过氧化锆元件的氧气量。AFS+,AFS-之间的电压在理论空燃比时输出为0.45V,浓度高时会稍低(0.4V等),浓度低时则会稍高一点(0.5V)。但是,实际上为了取得电流值而使用的电压值,有可能会由于老化而出现变动,因此有可能出现与上述不同的数值,这一点需要注意。扩散层AFS+AFS-排出气体O2AB图11FourwireTypeA/F传感器工作原理点火图12回路图示例汽车技术培训资料车载诊断系统空燃比(A/F)传感器介绍与说明©2006HondaMotorCo.,Ltd.–AllRightsReserved.Page-85.FivewireTypeA/FSensorOperation这种类型的A/F传感器也是由氧化锆元件和加热器两层构成。氧化锆元件的内部构造氧化锆元件部分的内部由二个空间与四个电极构成,一个空间称为排出气体检测室,它是将排出气体通过扩散层少量导入,另外一个称为大气导入室,它导入外部气体。VoltageSensing(VS)Cell(电感元件)将这两个空间分离开,另外,在氧化锆元件加热器的反面装有一个IonPumping(IP)Cell(电离元件)。各元件都有正负的白金电极。氧化锆元件加热器IPVCENTVS加热器+IPCell+电极IPCell–电极VSCell–电极VSCellVSCell+电极排出气体检测室IPCell扩散层加热器-LABEL电阻+LABEL电阻-大气导入室图14五线型A/F传感器构造2图13FourwireTypeA/F构造1汽车技术培训资料车载诊断系统空燃比(A/F)传感器介绍与说明©2006HondaMotorCo.,Ltd.–AllRightsReserved.Page-9IPVCENTVS加热器+加热器-LABEL电阻+LABEL电阻-6.FivewireTypeA/FSensorConstructionIPCell负电极与VSCell的负电极都采用共同的接线(VCENT)。这种类型的A/FSensor为了使输出值的误差降到昀小,在生产后要对每个传感器特性偏差进行全数检查,为了可以用ECM/PCM来修正误差,针对其偏差量要在A/F传感器的连结器部位装配一个的电阻。因此连结器的传感器侧会有5根接线,而在ECM/PCM侧有7根接线。图15FivewireTypeA/FSensorConstruction3汽车技术培训资料车载诊断系统空燃比(A/F)传感器介绍与说明©2006HondaMotorCo.,Ltd.–AllRightsReserved.Page-107.FivewireTypeA/FSensorOperation此传感器主要是在如下所示的三个阶段工作1.大气导入室的氧气浓度要比气体检测室高。如果开始VS元件与通常的氧传感器浓度一样,浓度高时,输出1V左右电压,而浓度低时,则输出0V,如为完全理论空燃比时则输出0.45V。总之,VS元件就是检测排气检测室现在的浓度是高还是低。2.如果可以从VS元件可以得到浓度高的电压(0.45V以上),加载在IP元件上的电压就可能将氧气吸入到气体检测室,使气体检测室的A/F达到理论空燃比。相反,如果得到浓度低的电压(0.45V以下),利用IP元件将氧气从气体检测室吸出,使气体检测室的A/F达到理论空燃比。VS元件的电压在不是0.45V时就一直这样工作。之后,为了使VS元件电压维持在0.45V,就要调整加载在IP元件上的电压。3.此时,可以利用检测流过IP元件的氧气量来检测A/F。由于这个量也与流过IP元件的电流值是成比例的,这样传感器就通过检测IP电流从而得到A/F值。其特性如图16所示,由于是利用流过Vcent的电流来进行检测,就可以检测出浓度高时的负电流,浓度底时的正电流。理论空燃比A/F=14.70mAA/F传感器输出浓度高浓度低图17FivewireTypeA/F传感器输出特性IPCell+电极IPCell–电极VSCell–电极VSCellVSCell+电极排出气体检测室IPCell扩散律速层大气导入室IPVSVCENT图16FivewireTypeA/FSensorConstruction4汽车技术培训资料车载诊断系统空燃比(A/F)传感器介绍与说明©2006HondaMotorCo.,Ltd.–AllRightsReserved.Page-117.FivewireTypeA/FSensorOperationA/F传感器是一个检测电流值的传感器.由于电流值的直接检测会使ECM/PCM或是传感器产生故障,因此比较困难.在这里,就说明一下电压如何才可以检测。检测电压值的方法VCENTVS间的电压通常是输出0.45V。(虽然根据车型而定,比如VS=2.45,VCENT=2.00)如果由于突变而使A/F强制性地变化,排气检测室的A/F也会短时发生变化。因此VCENTVS之间的电压是变动的,换句话说,由于突变使电压变动的话,也可以确认此传感器是运作的。IP与VCENT间的电压值根据传感器的工作状况会有很大变动,通常是浓度低时数值高,浓度高时数值低,总之,由于利用了电压来控制,使气体检测室保持在理论空燃比,在控制过程中会有正负。但是,由于怠速等原因,
本文标题:空燃比传感器说明
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