空燃比传感器说明
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空燃比(A/F)传感器介绍与说明 4. Four wire Type A／F Sensor Construction
图8 Four wire Type A／F Sensor构造
车载诊断系统 资料
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。
车载诊断系统 资料
图11 Four wire Type A／F传感器工作原理
排出气体
扩散层
AFS-
A
O2
AFS+
B
图12 回路图示例
点火
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空燃比(A/F)传感器介绍与说明
5. Five wire Type A／F Sensor Operation
大气导入室
VS Cell +电极
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空燃比(A/F)传感器介绍与说明 6. Five wire Type A／F Sensor Construction
车载诊断系统 资料
IP Cell 负电极与VS Cell 的负电极都采用共同的接线 (VCENT)。
现在本田车上所使用的A/F传感器有二种。 • Four wire Type A／F Sensor （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。
• Five wire Type A／F Sensor （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Four wire Type 相比， 在浓度低一侧精度很高，因此价格也较贵。
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空燃比(A/F)传感器介绍与说明
2. Review An O2 ( 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。
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空燃比(A/F)传感器介绍与说明
1、Overview(概述) 2、Review An O2 (Oxygen) Sensor(氧传感器) 3、Two Types of A／F Sensor(A/F传感器的两种类型) 4、Four wire Type A／F Sensor Construction(四线制A/F传感器介绍) 5、Four wire Type A／F Sensor Operation(四线制A/F传感器工作原理) 6、Five wire Type A／F Sensor Construction(五线制A/F传感器介绍) 7、Five wire Type A／F Sensor Operation(五线制A/F传感器工作原理)
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。 Voltage Sensing (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 Ion Pumping (IP) Cell (电离元件)。 各元件都有正负的白金电极。
A/F=14.7
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图3 A/F 传感器与氧传感器
四线制A/F传感器
氧传感器
车载诊断系统 资料
图1 氧传感器的输出特性（转换特性）
浓度高
理论空燃比
浓度低
图２ 五线性A/F传感器输出特性(线型特性）
浓度高
理论空燃比
浓度低
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车载诊断系统 资料
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空燃比(A/F)传感器介绍与说明
1. 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Air Fuel Ratio (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。
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。
图3 氧传感器的构造 氧化锆元件
车载诊断系统 资料
加热器
白金电极
大气
图4 氧传感器的输出特性（转换特性）
浓度高
理论空燃比
浓度低
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空燃比(A/F)传感器介绍与说明
3. Two Types of A／F Sensor
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。
图16 Five wire Type A／F Sensor Construction 4
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空燃比(A/F)传感器介绍与说明
5. Four wire Type A／F Sensor Operation
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。
车载诊断系统 资料
IP Cell –电极 IP Cell +电极 IP Cell 排出气体检测室
扩散律速层
IP
VS Cell –电极
VCENT VS
VS Cell
大气导入室
VS Cell +电极
图17 Five wire Type A／F 传感器输出特性
0 mA
A/F传感器输出
浓度高
理论空燃比
浓度低
图9 Four wire Type A／F传感器输出特性
观察此断面
加热器 大气检测室
排出气体
扩大
电流 AFS-
扩散层
排气检测室 电极AFS-
A/F Sensor Output
0 mA
浓度高
理论空燃比 A/F=14.7
浓度低
AFS+
O2
氧化锆元件
大气检测室
电极AFS＋
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图5 Four wire Type A／F 传感器
图6 Five wire Type A／F 传感器
图7 Five wire Type A／F 传感器连接器
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图13 Four wire Type A／F构造 1
氧化锆元件 加热器
图14 五线型A/F传感器构造 2
源自文库IP Cell –电极
IP Cell+电极
扩散层 VS Cell –电极
车载诊断系统 资料
IP VCENT
VS 加热器+ 加热器LABEL电阻+ LABEL电阻-
IP Cell 排出气体检测室
VS Cell
图10 Four wire Type A／F 传感器 工作原理
车载诊断系统 资料
观察此断面 排出气体
电流 AFS-
扩大
扩散层 排气检测室
AFS+
O2
氧化锆元件
大气检测室
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空燃比(A/F)传感器介绍与说明
这种类型的A/F Sensor 为了使输出值的误差降到最小，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15 Five wire Type A／F Sensor Construction 3
IP
VCENT
VS
加热器+ 加热器LABEL电阻+ LABEL电阻-
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空燃比(A/F)传感器介绍与说明
7. Five wire Type A／F Sensor Operation
5. Four wire Type A/F Sensor Operation A/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。
图8 Four wire Type A／F Sensor构造
车载诊断系统 资料
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。
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图11 Four wire Type A／F传感器工作原理
排出气体
扩散层
AFS-
A
O2
AFS+
B
图12 回路图示例
点火
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5. Five wire Type A／F Sensor Operation
大气导入室
VS Cell +电极
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空燃比(A/F)传感器介绍与说明 6. Five wire Type A／F Sensor Construction
车载诊断系统 资料
IP Cell 负电极与VS Cell 的负电极都采用共同的接线 (VCENT)。
现在本田车上所使用的A/F传感器有二种。 • Four wire Type A／F Sensor （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。
• Five wire Type A／F Sensor （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Four wire Type 相比， 在浓度低一侧精度很高，因此价格也较贵。
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空燃比(A/F)传感器介绍与说明
2. Review An O2 ( 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。
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空燃比(A/F)传感器介绍与说明
1、Overview(概述) 2、Review An O2 (Oxygen) Sensor(氧传感器) 3、Two Types of A／F Sensor(A/F传感器的两种类型) 4、Four wire Type A／F Sensor Construction(四线制A/F传感器介绍) 5、Four wire Type A／F Sensor Operation(四线制A/F传感器工作原理) 6、Five wire Type A／F Sensor Construction(五线制A/F传感器介绍) 7、Five wire Type A／F Sensor Operation(五线制A/F传感器工作原理)
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。 Voltage Sensing (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 Ion Pumping (IP) Cell (电离元件)。 各元件都有正负的白金电极。
A/F=14.7
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图3 A/F 传感器与氧传感器
四线制A/F传感器
氧传感器
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图1 氧传感器的输出特性（转换特性）
浓度高
理论空燃比
浓度低
图２ 五线性A/F传感器输出特性(线型特性）
浓度高
理论空燃比
浓度低
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空燃比(A/F)传感器介绍与说明
1. 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Air Fuel Ratio (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。
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。
图3 氧传感器的构造 氧化锆元件
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加热器
白金电极
大气
图4 氧传感器的输出特性（转换特性）
浓度高
理论空燃比
浓度低
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空燃比(A/F)传感器介绍与说明
3. Two Types of A／F Sensor
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。
图16 Five wire Type A／F Sensor Construction 4
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空燃比(A/F)传感器介绍与说明
5. Four wire Type A／F Sensor Operation
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。
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IP Cell –电极 IP Cell +电极 IP Cell 排出气体检测室
扩散律速层
IP
VS Cell –电极
VCENT VS
VS Cell
大气导入室
VS Cell +电极
图17 Five wire Type A／F 传感器输出特性
0 mA
A/F传感器输出
浓度高
理论空燃比
浓度低
图9 Four wire Type A／F传感器输出特性
观察此断面
加热器 大气检测室
排出气体
扩大
电流 AFS-
扩散层
排气检测室 电极AFS-
A/F Sensor Output
0 mA
浓度高
理论空燃比 A/F=14.7
浓度低
AFS+
O2
氧化锆元件
大气检测室
电极AFS＋
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图5 Four wire Type A／F 传感器
图6 Five wire Type A／F 传感器
图7 Five wire Type A／F 传感器连接器
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图13 Four wire Type A／F构造 1
氧化锆元件 加热器
图14 五线型A/F传感器构造 2
源自文库IP Cell –电极
IP Cell+电极
扩散层 VS Cell –电极
车载诊断系统 资料
IP VCENT
VS 加热器+ 加热器LABEL电阻+ LABEL电阻-
IP Cell 排出气体检测室
VS Cell
图10 Four wire Type A／F 传感器 工作原理
车载诊断系统 资料
观察此断面 排出气体
电流 AFS-
扩大
扩散层 排气检测室
AFS+
O2
氧化锆元件
大气检测室
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空燃比(A/F)传感器介绍与说明
这种类型的A/F Sensor 为了使输出值的误差降到最小，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15 Five wire Type A／F Sensor Construction 3
IP
VCENT
VS
加热器+ 加热器LABEL电阻+ LABEL电阻-
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空燃比(A/F)传感器介绍与说明
7. Five wire Type A／F Sensor Operation
5. Four wire Type A/F Sensor Operation A/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。