氧传感器是燃油系统负责闭环控制的传感器，氧传感器输出的电压信号是控制单元所依赖的最重要的信息来源。观察下游氧传感器输出的电压信号能判断三元催化转化器是否能正常工作，废气排放是否得到正常控制。观察上游氧传感器输出的电压信号能判断发动机燃油系和点火系是否正在有效运转，氧传感器是否存在短路或断路的故障。通过阅读氧传感器输出的电压信号还能间接判断EVAP、EGR、AIR是否工作正常。
氧传感器调节功能检测必须具备以下条件：
1）发动机控制单元必须和节气门位置传感器匹配。
2）冷却液温度应大于85℃。
发动机进入闭环后，短期燃油调整（短期燃油修正系数是控制单元根据氧传感器输出信号确定的）连续不断地监测来自氧传感器的信号电压，并对空燃比进行小的、临时的修正。在闭环期间氧传感器的信号电压应在0.1～0.9V的恒定范围内变化。当PCM检测到氧传感器的信号电压在0.45V附近变化时，PCM会连续地调整喷油脉宽（供油量），以保证发动机的空燃比尽量接近14.7：1。短期燃油调整的数值用-100%～+100%之间的百分比表示，中间点为0%。
1）如短期燃油调整的数值为0%，则表示空燃比为理想值14.7：1。
2）如短期燃油调整显示正值，则表示混合气较稀，PCM将加大喷油脉宽，进行增大供油量方面的调整。
3）如短期燃油调整显示负值，则表示混合气较浓，PCM将减小喷油脉宽，进行减少供油量方面的调整。
4）如果混合气过浓过稀的程度超过了短期燃油调整范围，就要进行长期燃油调整。长期燃油修正系数是控制单元根据短期燃油修正系数的变化，对控制单元运行数据结构进行修正所确定的。
OBDⅡ系统的控制单元就是通过对短期燃油修正系数和长期燃油修正系数进行监控，来诊断燃油系统工作是否正常，进而确定氧传感器是否良好。
1.猛踩节气门法测试氧传感器
发动机热车后（2500r/min运转90s预热氧传感器）关闭点火开关，连接诊断仪，然后起动，读取氧传感器的数据流。同时反复踩节气门，每次都必须迅速将节气门完全踩到底，待发动机转速上升到3000r/min以上，不到4000r/min时，迅速完全放松节气门，进行此项检测时，在发动机转速达3000r/min以上后必须立即切断供油，即松开节气门，自然停止供油。再迅速将节气门完全踩到底，使混合气处于过浓和过稀的交替变化过程中，如此反复，在10s内氧传感器能完成8次工作频率变化为合格。
检测过程中，应重点检查调节频率和输出电压。
（1）氧传感器调节频率过慢的原因
1）氧传感器加热器损坏，输出电压过低，导致混合气过浓，排气管在部分负荷时冒黑烟。
2）氧传感器本体上缝隙或孔隙被积炭等有害物质堵塞，无法和O2接触，输出电压过高，导致混合气过稀。
3）氧传感器热负荷过载，陶瓷体熔化。
4）氧传感器被含铅汽油损坏。
氧传感器调节频率过慢会造成怠速不稳、部分负荷冒黑烟，有时还会出现换档熄火。因此无论是氧传感器输出电压不对，还是调节频率过慢，都必须更换。
（2）氧传感器的输出电压 除了检查调节频率外，还应检查电压，氧传感器输出电压每次都应在0.0～1.0V之间变化。
1）氧传感器输出电压在0.0～1.0V间变动，说明氧传感器调节正常。
2）新车通常在0.3～0.7V间变动；燃烧室被积炭轻度污染时在0.2～0.8V间变动；燃烧室被积炭严重污染时在0.1～0.9V间变动。
3）氧传感器输出电压不在规定范围内摆动，应进行试车，试车后再次检测氧传感器输出电压。
如氧传感器输出电压为：
约1.1V氧传感器对正极短路
约0.0V氧传感器对地短路
0.45～0.50V间的某个数值保持不动 氧传感器断路
如氧传感器输出电压为0.0V，说明氧传感器已损坏，但控制单元却会误认为是混合气过稀，进而加大喷油脉宽，发动机热车进入闭环控制后，排气管就会冒黑烟，油耗会明显增大。
2.改变充气系数法检测氧传感器
（1）减少充气系数，使混合气变浓 用手堵住空气滤清器进气口会使充气系数降低，混合气变浓。氧传感器如工作正常，输出电压应为0.7～0.9V，否则说明氧传感器有故障。
（2）增大充气系数，使混合气变稀 使用空气流量传感器的进气系统发生泄漏，混合气变稀。打开气门室罩上的机油加注口盖，混合气就会变稀。氧传感器如工作正常，输出电压应为0.1～0.3V；如氧传感器输出电压不在上述范围内，说明氧传感器有故障。
3.氧传感器输出电压过高的原因
（1）氧传感器触头被严重污染 氧传感器触头本体上缝隙或孔隙被严重污染发生堵塞时，无法和排气接触，氧传感器输出电压会出现过高。氧传感器自身发生故障，如氧传感器加热器损坏，氧传感器和控制单元之间导线电阻过大，均会表现为输出电压过低。接通电源后，氧传感器加热器供电线与地线间应为12V，如不足12V应检查地线和熔丝。
（2）发动机缺缸 四缸发动机缺1～2个缸，发动机抖动厉害，但可以勉强行驶。不工作的缸的混合气未经燃烧，直接进入排气管，使氧传感器输出电压过高。
4.氧传感器输出电压过低的原因
（1）热丝和热膜式质量空气流量传感器（MAF）被废气返流积炭污染 热丝和热膜式MAF被废气返流的积炭污染，在表面产生隔热层，MAF的输出电压明显低于正常值，导致混合气过稀。对MAF的输出电压是否准确的检测，可用诊断仪读取数据流中的怠速空气流量。
怠速空气流量的检测，用诊断仪读数据流。以大众汽车为例，选择08数据流，选001组读取发动机冷却液温度，待冷却液温度到85℃时，再选002组读取怠速空气流量和节气门开度。大众汽车采用直动式怠速控制系统，即没有旁通空气道，怠速步进电动机装在节气门上。正常情况下怠速时空气流量为2～4g/s，节气门开度为0°～5°。美系车正常情况下怠速空气流量为3～6g/s。
在检测时如怠速时空气流量和节气门开度均在正常范围内，该项检测合格。如怠速时节气门开度在正常范围内，而空气流量超过正常范围，说明空气流量传感器输出信号过高，输出信号过高会造成混合气过浓（排气管冒黑烟），氧传感器输出电压就会过低，导致油耗过高，尾气排放中CO和HC的含量过高。此时必须更换空气流量传感器。
（2）发动机进气系统发生泄漏 使用进气歧管绝对压力传感器（MAP）的发动机进气系统发生泄漏会造成混合气过浓；使用MAF的发动机进气系统发生泄漏会造成混合气过稀。使氧传感器输出电压过低。
（3）氧传感器加热器损坏 氧传感器加热器损坏不工作，会造成氧传感器输出电压过低。(www.xing528.com)
（4）氧传感器前端的排气系统泄漏 氧传感器前端的排气系统泄漏，会造成氧传感器输出电压持续过低。排气管冒黑烟时，氧传感器输出电压仍持续过低。
（5）导线电阻值过大 氧传感器与控制单元间导线电阻值过大，造成氧传感器输出电压过低。
（6）对地短路 氧传感器对地短路，输出电压为0.0V。
氧传感器输出电压过低时，控制单元就会误认为混合气过稀，进而加大喷油脉宽，导致混合气过浓，排气管冒黑烟。
5.数据流和实测的电压相差过大的原因
用诊断仪读取氧传感器输出电压的数据流，如果数据流显示电压和实测的电压相差0.2V以上，应重点检测发动机前悬支架上的各种传感器的总接地线和排气管上的氧传感器专用接地线是否有接触不良。
6.氧传感器正常情况下的调节频率
当发动机急加速时从节气门位置传感器输出信号为最大值，到氧传感器输出电压到最大值约需要400ms，氧传感器从输出电压最大值再回到最小值约需要300ms。所以氧传感器正常时，调节频率可达每秒1次。通常新车调节频率较快，随着行驶里程的增加调节频率会逐渐放慢。
氧传感器输出电压变化频率过慢，可能是传感器上的长细孔或圆孔被积炭堵塞。氧传感器外部的通风孔被堵塞。氧传感器长期在高温下工作或被含铅汽油污染。
7.氧传感器调节频率过慢
（1）氧传感器调节频率过慢的原因
1）氧传感器加热器损坏。
2）氧传感器本体上缝隙或孔隙被积炭等有害物质堵塞。
3）氧传感器热负荷过载，陶瓷体熔化。
（2）氧传感器调节频率过慢的危害 氧传感器调节频率过慢会造成怠速不稳、部分负荷冒黑烟，有时还会出现换档熄火。因此无论是氧传感器输出电压不对，还是调节频率过慢，都必须更换。
一般把调节频率过慢称为“老化”，氧传感器老化的检测见图4-7。
图4-7 氧传感器老化的检测
a）上游的氧传感器工作正常 b）上游的氧传感器工作不正常
8.氧传感器本体的检测
氧传感器本体的检测分为外观检查和电阻值检测两类。
（1）氧传感器的外观检查
1）淡灰色顶尖：这是氧传感器的正常颜色。
2）白色顶尖：由于冷却液污染造成的，应重点检查缸盖垫和配置有涡轮增压系统的进气歧管垫的密封性。
3）棕色顶尖：由铅污染造成的，如果严重，也必须更换氧传感器。
4）黑色顶尖：积炭造成的。若发动机燃烧室积炭多，清除燃烧室积炭后，氧传感器上积炭可自动清除。使用空气流量传感器的车型可拔下进气管上一根较粗的不影响行车安全的真空软管行驶一段时间，氧传感器上积炭也可清除。
（2）氧传感器电阻值检测 在常温下用万用表测试，如大众车系氧传感器端子1和2之间应为1～5Ω，如电阻为无穷大，说明氧传感器加热元件断路，应更换。
9.用示波器检测氧传感器信号波形
用示波器检测时氧传感器信号波形上杂波多的原因是发动机缺缸，而不是氧传感器自身故障。
1）某缸点火线圈内部短路，造成燃烧电压低于正常值，或因该缸高压阻尼线或火花塞短路，造成燃烧电压低于正常值。
2）某缸喷油器内积炭过多，导致柱塞卡滞、滴油，造成燃烧不好。
3）某缸进气门积炭过多或排气门烧蚀导致密封不良，导致该缸缸压过低。
4）使用空气流量传感器的发动机进气系统密封不良，会造成混合气过稀导致发动机缺缸；使用进气歧管绝对压力传感器的发动机进气系统密封不良，会造成混合气过浓，导致发动机缺缸。
10.氧传感器故障的危害
氧传感器故障会造成加速“闯车”、怠速不稳、油耗过高等。
11.氧传感器发生故障后的失效保护措施
氧传感器信号中断后，控制单元进入失效保护，按中断前氧传感器发出的最后一次信号进行控制，发动机的闭环控制实际变成开环控制。氧传感器发生故障无法对混合气浓度进行修正，会造成三元催化转化器（TWC）寿命下降，耗油量和尾气排放超标。
普通氧化锆型氧传感器的正常寿命应为9～10万km以上，但如果长期短距离低速运行，使用劣质燃油（实际燃油牌号低于厂家规定或使用含硫的汽油）和含铅汽油，由于各种原因造成的混合气过浓，以及点火正时不对等故障，都会明显降低氧传感器的使用寿命。
汽车长期短距离低速运行，容易导致氧传感器产生积炭而失效。汽车长距离高速行驶，容易烧坏三元催化转化器。
氧传感器失效退出后或插头脱落后，通常是控制单元按其退出前的最后一个信号进行控制，如其在大负荷或加速时退出，那么中小负荷时混合气就会明显偏浓。如果在中负荷退出，在加速和大负荷时混合气就会明显偏稀，造成加速不良，车速上不去。前者在大负荷时发动机故障灯会亮起，后者在中负荷时故障灯会被点亮。
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