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前回はオシロスコープを使って自動車のエアフロメーターの信号を測定する方法について説明しましたが、今回はオシロスコープを使って自動車の酸素センサーを測定する方法について説明します。酸素センサーはλ（ラムダ）センサーとも呼ばれ、空気流量計センサーと比べてどちらも燃料噴射量に影響を与えますが、その役割は異なります。 空気流量計は主に、自動車のエンジンに供給される空気量を制御・検出するもので、エンジンコンピューターはこの信号に基づいて燃料噴射量を算出し、これが燃料噴射量を計算するための主要な信号となります。酸素センサーは、インジェクターが燃料を噴射した後の結果をチェックするためのもので、燃料が多すぎるか少なすぎるかを判断します。燃料が多すぎる場合、コンピューターはこの信号に基づいて燃料の噴射量を再調整して減らし、燃料が少なすぎる場合は噴射量を増やします。これは主にエンジンの排出ガスを削減し、エンジンの過度な汚染を防ぐためです。 自動車用の酸素センサーは、一般的にジルコニア酸素センサーとチタン酸素センサーに分かれます。二酸化ジルコニア酸素センサーは電圧の変化を通じて可燃混合気の濃度変化を検出し、二酸化チタン酸素センサーは抵抗値の変化を通じて可燃混合気の変化を検出します。初期に使用されていた酸素センサーは排気ガスによって加熱されるタイプで、このセンサーはエンジンが始動して数分経過しないと作動しませんでした。 現在、ほとんどの自動車にはヒーター付きの酸素センサーが使用されており、このセンサーの内部には電気ヒーター素子があり、エンジンが始動するとすぐに酸素センサーを作動温度まで加熱することができる。 今日は、オシロスコープを使ってジルコニア酸素バンドヒーターの酸素センサー信号を測定する方法を皆さんにお教えします。下の図はヒーター付きの酸素センサーです。この酸素センサーには合計4本の配線があり、そのうち黒い線2本がヒーター素子の正極と負極で、青い線がセンサー信号、白い線がセンサーのアースです。メーカーによって差がありますので、測定する際は必ず関連資料を確認してください。 オシロスコープによる測定により、酸素センサーの加熱素子とエンジン制御モジュール（ECM）による制御動作が正常かどうかを確認できます。 次に、オシロスコープの接続方法を説明します。オシロスコープのチャンネルの1つに電流プローブを接続し、電流クランプを酸素センサーの黒い配線の1本に取り付けて、ヒーターの電流信号を測定します。図中で接続されているのはチャネル3です。オシロスコープのもう一方のチャンネルにBNC-バナナプラグケーブルを接続し、その後プローブとクロコダイルクリップを接続します。クロコダイルクリップはグラウンドに接続し、プローブは青色のセンサー信号線を検出します。図中で接続されているのはチャネル2です。 以下はサンプル波形です。チャネル3に表示されているのはヒーターの電流信号で、これはパルス幅変調（PWM）または方形波タイプの信号です。温度が上昇すると、ヒーターのインピーダンスが増加する。ヒーターの電圧はECMから供給される一定のバッテリ電圧（つまり図のチャネル1で測定される値）であるため、ヒーターのインピーダンスが増加すると電流は低下する。この波形の最も重要な特徴は、電流パルスの高さではなく、その幅です。エンジンのECMは、各パルスの幅を調整することでヒーターの出力を制御します。 チャネル2に表示されているのはセンサーの電圧信号で、排気ガス中の酸素濃度を表しています。 ATOシリーズのオシロスコープを使用している場合は、カーパックを開き、対応する測定項目「センサー－酸素センサー－ジルコニア酸素（加熱）」を直接選択するだけで、オシロスコープの各設定が自動的に完了します。