广汽本田锋范空燃比传感器故障的诊断

夭喵喵

故障现象         
一辆2015年产广汽本田锋范轿车，搭载1.5 L发动机和CVT变速器，行驶里程5.9万km。用户反映该车行驶中仪表板上的发动机故障灯突然点亮。
  
检查分析        
维修人员接车后起动发动机，发现不仅发动机故障灯点亮，而且电动助力转向系统（EPS）故障灯和车辆稳定控制系统（VSA）故障灯也都被点亮（图1）。用HDS检测，发动机系统显示“P0135——空燃比（A/F）传感器（传感器1）加热器电路故障”；VSA系统显示“83-11——PCM故障”。  

图1 仪表中多个故障指示灯长亮   
  该车型的A/F传感器位于发动机排气歧管和预热三元催化器之间（图2），用于检测排气中的含氧量。其结构包括外壳、O形密封圈、氧气传感层、产生电流的电极、引出线以及固定在传感器上的加热器等。A/F传感器的工作原理是利用氧化锆内外两侧的氧浓度差，产生电位差。在高温和铂催化的条件下，浓度差越大，电位差越大。   


图2 A/F传感器位置   
  因为A/F传感器只有在高温时（端部达到300℃以上），其特征才能充分体现，才能输出电压。而发动机刚起动时，气缸内温度比较低，所以A/F传感器内部设计了加热器，为A/F传感器加热，从而保证A/F传感器能及时对发动机的工作状态进行反馈。值得注意的是，A/F传感器在800℃左右时，对混合气的变化反应最快。  
  根据故障码P0135的触发原理（图3），传感器芯的加热器嵌入A/F传感器中，它由动力系统控制单元（PCM）控制。当排气温度低时，它处于激活状态，并通过加热传感器来稳定和加速对氧含量的检测。PCM监控A/F传感器加热器输出（返回检查）。如果在预定的时间内返回信号与要求值（加热器激活）不符，PCM输出负载小于5%时，未检测到返回信号高；或者PCM输出负载为5%或更大时，返回信号不改变。只要满足以上任一条件至少5 s，PCM就会检测到故障并存储P0135故障码。   


图3 故障码P0135的触发原理   
  查看A/F传感器相关电路图（图4）可知，电子节气门（ETCS）控制继电器为发动机舱熔丝/继电器盒内的B30号10 A熔丝提供12 V电源。当电源线经过B30号熔丝后，从发动机舱熔丝/继电器盒内出来时是绿色线，经过1个13端子插接器后变成蓝色线，到达A/F传感器线束插接器的3号端子。再经过A/F传感器的加热器后，从A/F传感器线束插接器的4号端子引出绿色线，到达PCM的C7号端子（AFHT)。   


图4 空燃比传感器电路图   
  根据故障码P0135的触发原理以及A/F传感器电路图分析，可以得出可能的故障原因有： ①B30号熔丝故障； ②A/F传感器内部加热器故障； ③A/F传感器与PCM之间的AFHT线束短路或断路故障； ④A/F传感器与B30号熔丝之间的线束短路或断路故障； ⑤PCM内部故障。  
  根据上述诊断思路，首先检查发动机舱熔丝/继电器盒内的B30号熔丝（图5）。拔下B30号熔丝，使用万用表欧姆挡测量熔丝的导通性，正常。插回熔丝，打开点火开关，测量B30号熔丝有蓄电池电压。由此基本排除B30号熔丝故障的可能性。   


图5 发动机舱熔丝/继电器盒内的B30号熔丝   
  关闭点火开关，断开A/F传感器的4端子插接器，测量3号和4号端子（A/F传感器侧）之间的电阻，正常阻值为2.0～2.7 Ω，测量结果为无穷大，发现故障点。仔细检查A/F传感器线束，外观无破损，怀疑A/F传感器内部加热器断路（图6）。   


图6 内部损坏的A/F传感器   

故障排除         
更换一个新的A/F传感器，清除所有故障码后起动发动机，并按照故障码P0135的检测条件，在无负载（P挡或N挡）时，将发动机转速保持为3 000 r/min，直至散热器风扇运转。保持怠速运转，仪表板上故障灯不再点亮；使用HDS查看发动机的OBD状态，确认P0135故障码的检测条件已通过。到此确认故障排除。  
  
回顾总结         
对于P0135这个故障码，A/F传感器内部加热器断路的情况比较少，一般常见的都是熔丝或加热器线路破损故障。由于测量A/F加热器阻值比较简单快捷，所以在本案例中检查完B30熔丝后就马上对A/F传感器的阻值进行了测量，刚好找到了故障点。在平时的维修中，也建议大家先把用时短的诊断项目做完，再排查其他用时长的诊断项目，这样可以提高诊断的效率。