模式5输出的信息是氧传感器的信息,其中既包含氧传感器的特性参数(常数,决定于选用的氧传感器本身),还包括氧传感器的一些评价指标的测试结果。
这里需要强调的是,对于使用CAN通讯协议的OBD系统,模式5是不支持的,模式5中的相应信息会在模式6中输出。
氧传感器的重要性
氧传感器是发动机控制系统中非常重要的排放控制部件,ECU根据氧传感器的测量信号判断混和气的浓稀状态,从而相应的实时调整喷油量,使得油气混和气的比例控制在能够使催化转化器能够更高效的转化废气中的HC、CO和NOx。氧传感器损坏之后会直接导致错误的控制反馈,从而无法保证混和气中的油气比例,进而导致排放超标。此外,氧传感器损坏之后还会导致催化器的诊断不可靠。
另一方面,氧传感器处于高温的工作状态,又可能受到不良油品的污染,因而比较容易损坏。因此对氧传感器的各项性能指标进行监测对排放控制来说非常重要。
氧传感器的故障类型
不同形式的氧传感器可能出现的故障类型也不同。对于较为常用的两点式氧传感器来说,可能出现故障类型包括但不限于如下几种:
- 氧传感器信号线断路,与电源线的短路,与地线的短路;
- 氧传感器加热线的断路,与电源线的短路,与地线的短路;
- 氧传感器信号的化学特性偏移,偏大或者偏小,从而导致测量信号比实际偏浓或者偏稀;
- 氧传感器与加热线的短路;
- 氧传感器的动态特性变慢;
- 氧传感器的加热效率降低,不能保证迅速达到正常工作所需要的温度。
评价氧传感器的性能指标
氧传感器的故障类型多种多样,不同的系统可能使用不同的测量和计算方法来评判氧传感器的各个指标。为了保证不同OBD系统在模式5中输出的信息统一,ISO DIS 15031–5规定了一些常用的评价指标供选择。这些指标反映了氧传感器最终的特性,每条指标对应一个测试标识号(Test ID),其格式、单位、描述等都有明确的定义,具体信息请参考TID列表。ISO DIS 15031–5中也留出一些TID号供厂家自行定义。下图为部分TID对应的指标的图示:

模式5中输出的信息格式
每个指标通过一条信息输出,每条信息包含如下内容:
Test ID | Test Value | Min Value | Max Value | Description |
TID号 | 测试结果和单位 | 正常情况下最小值和单位,如果这个TID对应的是反映传感器特性的常数,则此项为空。 | 正常情况下的最大值和单位,如果这个TID对应的是反映传感器特性的常数,则此项为空。 | 文字描述 |
示例
以下是在催化器上游和下游都使用了两点式氧传感器的车辆上得到的测试结果:
Bank 1 Sensor1 (注:即第一个催化器的前氧传感器)
Test ID | Test Value | Min Value | Max Value | Description |
01 | 0.445 V | Lean to rich sensor threshold voltage | ||
02 | 0.445 V | Lean to rich sensor threshold voltage | ||
07 | 0.050 V | 0.005 V | 0.400 V | Minimum sensor voltage for test cycle |
08 | 0.830 V | 0.500 V | 1.045 V | Maximum sensor voltage for test cycle |
09 | 1.20 s | 0.12 s | 1.44 s | Time between sensor transitions |
32 | 2.36 s | 0.00 s | 2.48 s | Averaged sensor period |
Bank 1 Sensor 2 (注:即第一个催化器的后氧传感器)
Test ID | Test Value | Min Value | Max Value | Description |
01 | 0.650 V | Lean to rich sensor threshold voltage | ||
02 | 0.650 V | Lean to rich sensor threshold voltage | ||
07 | 0.030 V | 0.005 V | 0.400 V | Minimum sensor voltage for test cycle |
08 | 0.895 V | 0.500 V | 1.045 V | Maximum sensor voltage for test cycle |
根据上面的输出内容可以判断此车具有两个氧传感器,各项指标都在正常的范围内。但是TID 32 中测试结果2.36 s 已经非常接近损坏的限制2.48s,其含义是氧传感器的平均周期,这说明此氧传感器已经发生了老化,其动态特性有明显变慢,对混和气浓稀的变化不够敏感,不过还不至于导致车辆的排放水平超过EOBD限值。
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