上篇文章中,码仔给大家讲解了一些氮氧传感器的基本知识,例如外观、针脚定义这些。但是,氮氧传感器作为目前车上最贵的传感器,远远没有你想像的那么简单,所以,码仔又给大家带来了一个进阶篇!
01
内部结构
上篇文章中,我们知道了氮氧传感器的外观分为控制单元、线缆、探头部分,而氮氧传感器其内部的核心元件是多孔的ZrO2氧化锆陶瓷管,是一种固态电解质,两侧面分别烧结上多孔铂(Pt)电极。
在加热到一定温度下,由于两侧氧浓度不同,氧化锆会产生化学反应,电极两侧产生电荷移动,移动的电荷产生电流,根据产生电流的大小反映出氮氧的浓度不同。
02
诊断仪上的氮氧PPM值是怎么来的?
在维修中,我们不可避免的会用到诊断仪去测试氮氧传感器,数据流里有一项是氮氧浓度,单位是PPM,这项数据流是测试氮氧传感器好坏的重要参数,但是谁知道这个值是怎么得来的呢?
这个说来话长,我们得从CAN线说起了。我们都知道,氮氧传感器是通过CAN线与ECU进行通讯,而CAN线传输消息的依据就是----报文。
我们可以把报文理解为一辆送货的车,氮氧传感器和ECU分别为始发地和目的地,这辆车有车牌----帧ID,有后面拉的货----数据。
帧ID代表这辆车从哪来到哪去,数据就是我们需要的信息了~
下面请欣赏码仔的灵魂画图:
目前常用的下游氮氧传感器的帧ID为18F00F52,上游氮氧传感器的帧ID为18F00F51,ECU知道帧ID就知道是哪个氮氧信号。
下面是截取的一段下游氮氧传感器给ECU的报文,第一列time为时间,第二列ID为帧ID,第三列Data为数据。
数据是16进制形式,分为8个字节,我们以第三个数据为例:
实际上,氮氧传感器可以测到的数据流远远不止氮氧浓度一个,氧浓度、氮氧传感器温度状态、供电状态、加热状态都可以从数据中解析出来,只不过其计算方式不同,我们以最常见的氮氧浓度讲解。
氮氧浓度计算方式:第一、第二字节加一起转换为10进制,乘以0.05,再减去200。前两个字节为7C 10,我们用电脑自带的计算器计算一下:
01
7C 10转换为10进制为31760
02
31760×0.05-200=1388
1388ppm就是我们在诊断仪上看到的氮氧浓度数值。
在我们刚连接好测试设备,氮氧传感器还没有开始工作时,诊断仪通常显示当前的氮氧浓度为3076.75,想必有些师傅看过这个数值。
这是因为当氮氧传感器未开始工作时,向ECU发送的数据为:
FF FF FF FF FF FF FF FF
师傅们可以按照上面的方法计算一下,看看是不是3076.75~
03
氮氧传感器测得的氧浓度值
我们还是以上面的数据为例说明:氧浓度值为第三、第四个字节拼起来转换为10进制,乘以0.000514,再减去12,为氧浓度值。
当氮氧传感器未开始工作时,读取到的氧浓度值为21.6%(接近大气中氧含量)。
04
第五字节
第五字节包含以下数据流:氧信号状态、氮氧信号状态、氮氧传感器温度状态、电源供给状态。
每一个16位的字节都可以转换为8位的2进制数(具体方法可以自行百度),二进制只有两种数:0和1。因此如果两两组合的话就会出现四种不同的形式:00、01、10、11,而这四种分别代表了不同的含义,如下表:
还是以上面的数据为例,第五字节为55(16进制),将55转换为2进制为:
对照上表,氧信号状态为第8位和第7位组合,就是01,解释为氧信号有效。
依次查看其他数据流得出,55可以翻译为:氧信号有效、氮氧信号有效、氮氧传感器温度在工作范围内、供电在工作范围内。
05
第六字节
第六字节代表的是氮氧传感器的加热器模块状态和加热器失效模式,我们经常在数据流看见氮氧传感器加热状态为31,那么这个31是怎么来的呢?
氮氧传感器加热器模块状态与第五字节的计算方式相同,而加热器失效模式要多了一步,就是将第5位到第1位的数据转换为10进制。
以数据中第六字节1F为例,转换为2进制后,计算如下:
所以,1F就可以理解为:氮氧传感器在自动加热状态,且加热器正常。
06
第七字节
第七字节代表氮氧传感器的失效模式,计算方法与加热器失效模式一样。
数据第七字节为1F,转换为2进制后,计算如下:
在这里,1F可理解为:氮氧传感器电路正常。
07
第八字节
第八字节为氧传感器的失效模式,其计算与第七字节相同,正常值为31。
1F可理解为:氧传感器电路正常。
08
总结
根据上面所说的,7C 10 C7 F6 55 1F 1F 1F这条数据就可以翻译为:
01
当前氮氧浓度为1388ppm;
02
当前氧浓度为14.3%;
03
氧信号、氮氧信号正常、氮氧传感器在工作温度范围内、供电正常;
04
加热器正常、当前为自动加热状态;
05
氮氧传感器、氧传感器电路正常。
好了,一篇让人懵逼的文章就写到这了,但实际上,这只是车辆知识的很少一部分,还有很多的知识等着师傅们去学习。关于这篇文章,有什么疑问可在下方评论区留言哦~觉得这篇文章写的不错的师傅们不要忘记素质三连啊~
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