Manual de servicio Toyota Sienna: Circuito del sensor de oxígeno

SUGERENCIA:

El sensor 2 se refiere al sensor montado detrás del convertidor catalítico de tres vías (TWC) y ubicado lejos del conjunto del motor.

DESCRIPCIÓN

Se utiliza un convertidor catalítico de tres vías (TWC) para convertir el monóxido de carbono (CO), los hidrocarburos (HC) y los óxidos de nitrógeno (NOx) en sustancias menos nocivas. Para que el TWC funcione eficazmente, es necesario mantener la relación aire-combustible del motor cerca de la relación aire-combustible estequiométrica. Para ayudar al ECM a proporcionar un control preciso de la relación aire-combustible, se utiliza un sensor de oxígeno calefactado (HO2).

El sensor HO2 está ubicado detrás del TWC y detecta la concentración de oxígeno en los gases de escape.

Dado que el sensor está integrado con el calefactor que calienta la parte sensora, es posible detectar la concentración de oxígeno incluso cuando el volumen de aire de admisión es bajo (la temperatura de los gases de escape es baja).

Cuando la relación aire-combustible se vuelve pobre, la concentración de oxígeno en los gases de escape se vuelve alta. El sensor HO2 informa al ECM de que la relación aire-combustible después del TWC es pobre (voltaje bajo, es decir, menos de 0,45 V).

Por el contrario, cuando la relación aire-combustible es más rica que el nivel estequiométrico, la concentración de oxígeno en los gases de escape se vuelve baja. El sensor HO2 informa al ECM de que la relación aire-combustible después del TWC es rica (voltaje alto, es decir, más de 0,45 V). El sensor HO2 tiene la propiedad de cambiar bruscamente su voltaje de salida cuando la relación aire-combustible está cerca del nivel estequiométrico.

El ECM utiliza la información complementaria del sensor HO2 para determinar si la relación aire-combustible después del TWC es rica o pobre, y ajusta el tiempo de inyección de combustible en consecuencia. Por lo tanto, si el sensor HO2 no funciona correctamente debido a fallos internos, el ECM no puede compensar las desviaciones en el control primario de la relación aire-combustible.

DESCRIPCIÓN DEL MONITOR

Control activo de la relación aire-combustible

El ECM normalmente realiza el control de retroalimentación de la relación aire-combustible para que la salida del sensor de relación aire-combustible (A/F) indique un nivel de relación aire-combustible cercano al estequiométrico. Este vehículo incluye un control activo de la relación aire-combustible además del control regular. El ECM realiza el control activo de la relación aire-combustible para detectar cualquier deterioro del convertidor catalítico de tres vías (TWC) y los fallos de los sensores de oxígeno calefactados (HO2) (consulte el diagrama siguiente).

El control activo de la relación aire-combustible se realiza durante aproximadamente 15 a 20 segundos mientras se conduce con el motor caliente. Durante el control activo de la relación aire-combustible, el ECM regula forzadamente la relación aire-combustible para que sea pobre o rica.

Si el ECM detecta un fallo, se registra uno de los siguientes DTC: DTC P0136 o P0156 (salida de voltaje anormal), P0137 o P0157 (circuito abierto) o P0138 o P0158 (cortocircuito).

Salida de voltaje anormal del sensor HO2 (DTC P0136 y P0156)

Mientras el ECM realiza el control activo de la relación aire-combustible, la relación aire-combustible se regula forzadamente para que sea rica o pobre. Si el sensor no funciona correctamente, la variación de la salida de voltaje es pequeña. Por ejemplo, cuando el voltaje del sensor HO2 no disminuye por debajo de 0,21 V o no aumenta por encima de 0,59 V durante el control activo de la relación aire-combustible, el ECM determina que la salida de voltaje del sensor es anormal y registra los DTC P0136 y P0156.

Circuito abierto o cortocircuito en el circuito del sensor de oxígeno calefactado (HO2) (DTC P0137 y P0157 o P0138 y P0158)

Durante el control activo de la relación aire-combustible, el ECM calcula la capacidad de almacenamiento de oxígeno (OSC)* del convertidor catalítico de tres vías (TWC) regulando forzadamente la relación aire-combustible para que sea rica o pobre.

Si el sensor HO2 tiene un circuito abierto o un cortocircuito, o si el voltaje de salida del sensor disminuye notablemente, el OSC indica un valor extraordinariamente alto. Aunque el ECM intente seguir regulando la relación aire-combustible para que sea rica o pobre, la salida del sensor HO2 no cambia.

Mientras se realiza el control activo de la relación aire-combustible, cuando la relación aire-combustible objetivo es rica y el voltaje de salida del sensor HO2 es de 0,21 V o menos (pobre), el ECM interpreta esto como un voltaje de salida del sensor anormalmente bajo y registra el DTC P0137 o P0157. Cuando la relación aire-combustible objetivo es pobre y el voltaje de salida es de 0,59 V o más (rica) durante el control activo de la relación aire-combustible, el ECM determina que el voltaje de salida del sensor es anormalmente alto y registra el DTC P0138 o P0158.

NOTA: El DTC P0138 o P0158 también se establece si la tensión de salida del sensor HO2 es superior a 1,2 V durante 30 segundos o más.

*: El TWC tiene la capacidad de almacenar oxígeno. La OSC y la capacidad de depuración de emisiones del TWC están relacionadas entre sí. El ECM determina si el catalizador se ha deteriorado, en función del valor OSC calculado (ver página ES-250).

Impedancia alta o baja del sensor de oxígeno calentado (HO2) (DTC P0136 y P0156 o P0137 y P0157)

Durante el control normal de retroalimentación de la relación aire-combustible, se producen pequeñas variaciones en la concentración de oxígeno de los gases de escape. Para supervisar continuamente la ligera variación de la señal del sensor HO2 con el motor en marcha, el ECM mide la impedancia* del sensor. El ECM determina que existe un fallo en el sensor cuando la impedancia medida se desvía del rango estándar.

*: La resistencia efectiva en un circuito eléctrico de corriente alterna.

SUGERENCIA:

La impedancia no se puede medir con un óhmetro.
Los DTC P0136 y P0156 indican el deterioro del sensor HO2. El ECM establece los DTC calculando la impedancia del sensor cuando se cumplen las condiciones típicas de habilitación (1 ciclo de conducción).
Los DTC P0137 y P0157 indican un circuito abierto o un cortocircuito en el sensor HO2 (1 ciclo de conducción). El ECM establece los DTC cuando la impedancia del sensor supera el umbral de 15 kΩ.

ESTRATEGIA DEL MONITOR

CONDICIONES TÍPICAS DE HABILITACIÓN

UMBRALES TÍPICOS DE AVERÍA

RANGO DE FUNCIONAMIENTO DEL COMPONENTE

RESULTADO DEL MONITOR

Consulte VERIFICACIÓN DEL ESTADO DEL MONITOR (Ver página ES-19).

DIAGRAMA DE CABLEADO

PATRÓN DE CONDUCCIÓN DE CONFIRMACIÓN

SUGERENCIA:

Este patrón de conducción de confirmación se utiliza en los pasos 5, 8 y 11 del siguiente procedimiento de diagnóstico y reparación al utilizar el probador inteligente.
Realizar este patrón de confirmación activará el monitor del sensor de oxígeno calentado (HO2). (El monitor del catalizador se ejecuta simultáneamente.) Es muy útil para verificar la finalización de una reparación.

1. Conecte el probador inteligente al DLC3.

2. Gire el interruptor de encendido a la posición ON.

3. Encienda el probador.

4. Borre los DTC (si los hay) (ver página ES-39).

5. Seleccione los siguientes elementos del menú: DIAGNOSIS / CARB OBD II / READINESS TESTS.

6. Compruebe que O2S EVAL está en INCMPL (incompleto).

7. Arranque el motor y caliéntelo (Procedimiento A).

8. Conduzca el vehículo a una velocidad de entre 38 mph y 60 km/h durante al menos 10 minutos (Procedimiento B).

9. Anote el estado de los elementos de READINESS TESTS. Estos elementos cambiarán a COMPL (completo) a medida que el monitor O2S EVAL funcione.

10. En el probador, seleccione los siguientes elementos del menú: DIAGNOSIS / ENHANCED OBD II / DTC INFO / PENDING CODES y compruebe si hay algún DTC (algún DTC pendiente) establecido.

NOTA: Si O2S EVAL no cambia a COMPL y ningún DTC pendiente se establece, prolongue el tiempo de conducción.

PROCEDIMIENTO DE INSPECCIÓN

NOTA: Solo para uso del probador inteligente: las zonas defectuosas pueden identificarse realizando la función A/F CONTROL incluida en ACTIVE TEST. La función A/F CONTROL puede ayudar a determinar si el sensor de relación aire-combustible (A/F), el sensor HO2 y otras posibles zonas de avería funcionan mal.

Las siguientes instrucciones describen cómo realizar la operación A/F CONTROL con el probador inteligente.

1. Conecte el probador inteligente al DLC3.

2. Arranque el motor y encienda el probador.

3. Caliente el motor a 2500 rpm durante aproximadamente 90 segundos.

4. En el probador, seleccione los siguientes elementos del menú: DIAGNOSIS / ENHANCED OBD II / ACTIVE TEST / A/F CONTROL.

5. Realice la operación A/F CONTROL con el motor en ralentí (pulse el botón DERECHA o IZQUIERDA para cambiar el volumen de inyección de combustible).

6. Supervise las tensiones de salida de los sensores A/F y HO2 (AFS B1S1 y O2S B1S2 o AFS B2S1 y O2S B2S2) que aparecen en el probador.

SUGERENCIA:

La operación A/F CONTROL reduce el volumen de inyección de combustible en un 12,5 % o lo aumenta en un 25 %.
Cada sensor reacciona según los aumentos y disminuciones del volumen de inyección de combustible.

Voltaje estándar

AVISO: El sensor de relación aire-combustible (A/F) tiene un retardo de salida de unos pocos segundos, y el sensor de oxígeno calefactado (HO2) tiene un retardo máximo de salida de aproximadamente 20 segundos.

Seguir el procedimiento A/F CONTROL permite al técnico comprobar el gráfico de las tensiones de salida de los sensores A/F y HO2.
Para mostrar el gráfico, seleccione los siguientes elementos del menú en el probador: DIAGNOSIS / ENHANCED OBD II / ACTIVE TEST / A/F CONTROL / USER DATA / AFS B1S1 y O2S B1S2 o AFS B2S1 y O2S B2S2. Pulse el botón YES y luego el botón ENTER. A continuación, pulse el botón F4.

SUGERENCIA:

Si se registran simultáneamente otros DTC relacionados con sistemas diferentes que tienen el terminal E2 como terminal de masa, el terminal E2 puede tener un circuito abierto.
Lea los datos de congelación de fotogramas con el comprobador inteligente. La ECM registra la información del vehículo y de las condiciones de conducción como datos de congelación de fotogramas en el momento en que se almacena un DTC. Durante la localización de averías, los datos de congelación de fotogramas pueden ayudar a determinar si el vehículo estaba en marcha o detenido, si el motor estaba caliente o no, si la mezcla aire-combustible estaba pobre o rica, así como otros datos registrados en el momento de la avería.
Si el cable OX1B del conector del ECM está en cortocircuito con el cable +B, se establecerá el DTC P0136 o P0156.

1 LEER SALIDA DE DTC

(a) Conecte el probador inteligente al DLC3.

(b) Gire el interruptor de encendido a la posición ON y encienda el comprobador.

(d) Lea los DTC.

Resultado

2 LEER VALOR DEL PROBADOR INTELIGENTE (TENSIÓN DE SALIDA DEL SENSOR DE OXÍGENO CALENTADO)

(a) Conecte el probador inteligente al DLC3.

(b) Gire el interruptor de encendido a la posición ON y encienda el comprobador.

(c) Seleccione los siguientes elementos del menú: DIAGNOSIS / ENHANCED OBD II / DATA LIST / PRIMARY / O2S B1S2 o O2S B2S2.

(d) Deje el motor en ralentí.

(e) Lea la tensión de salida del sensor de oxígeno calentado (HO2) en ralentí.

Resultado

3 COMPROBAR MAZO DE CABLES Y CONECTOR (COMPROBAR CORTOCIRCUITO)

CHECK HARNESS AND CONNECTOR (CHECK FOR SHORT)

(a) Desconecte el interruptor de encendido y espere 5 minutos.

(b) Desconecte los conectores E9 o E10 del ECM.

Resistencia estándar

(d) Vuelva a conectar los conectores del ECM.

SUSTITUIR LA ECM (Consulte la página ES-498)

4 INSPECCIONAR SENSOR DE OXÍGENO CALENTADO (COMPROBAR CORTOCIRCUITO)

4 INSPECT HEATED OXYGEN SENSOR (CHECK FOR SHORT)

(a) Desconecte el conector H14 del sensor de oxígeno calentado (banco 1, sensor 2) o el conector H9 del sensor de oxígeno calentado (banco 2, sensor 2).

(b) Mida la resistencia según los valores indicados en la tabla siguiente.

Resistencia estándar:

Resultado

REPARAR O SUSTITUIR EL MAZO DE CABLES O EL CONECTOR (SENSOR DE OXÍGENO CALENTADO - ECM)

5 COMPROBAR SENSOR DE RELACIÓN AIRE-COMBUSTIBLE

SUGERENCIA:

Esta prueba del sensor A/F tiene por objeto comprobar la corriente del sensor A/F durante el corte de combustible. Cuando el sensor está en buen estado, la corriente del sensor indicará por debajo de 3 mA en esta prueba.

(a) Borre el DTC.

(b) Conduzca el vehículo siguiendo el patrón de conducción indicado a continuación:

(1) Caliente el motor.

(2) Conduzca el vehículo a 60 km/h o más durante 10 minutos o más.

(3) Detenga el vehículo.

(4) Acelere el vehículo hasta 60 km/h o más y desacelere durante 3 segundos o más.

Repita esto tres veces.

(d) Confirme que RANGE B1S1 está en PASS o FAIL.

(e) Seleccione RANGE B1S1 y pulse ENTER.

(f) Lea el valor de la prueba.

Estándar: menos de 3,0 mA

AVISO: No apague el interruptor del motor durante este paso, ya que se perderán los resultados de la prueba.

SUSTITUIR EL SENSOR DE RELACIÓN AIRE-COMBUSTIBLE

6 LEER VALOR CON EL PROBADOR INTELIGENTE (TENSIÓN DE SALIDA DEL SENSOR DE OXÍGENO CALENTADO)

(a) Conecte el probador inteligente al DLC3.

(b) Gire el interruptor de encendido a ON y encienda el probador.

(d) Seleccione los siguientes elementos del menú: DIAGNOSIS / ENHANCED OBD II / DATA LIST / PRIMARY / O2S B1 S2 o O2S B2 S2.

(e) Tras calentar el motor, hágalo funcionar a 2500 rpm durante 3 minutos.

(f) Lea la tensión de salida del sensor HO2 cuando se aumente bruscamente la velocidad del motor (rpm).

SUGERENCIA:

Acelere rápidamente el motor hasta 4000 rpm 3 veces usando el pedal del acelerador.

Voltaje estándar: fluctúa entre 0,4 V o menos y 0,5 V o más.

7 REALIZAR EL PATRÓN DE CONDUCCIÓN DE CONFIRMACIÓN

8 VERIFICAR SI SE REPITE LA SALIDA DE DTC (DTC P0136 O P0156)

(a) En el probador inteligente, seleccione los siguientes elementos del menú: DIAGNOSIS / ENHANCED OBD II / DTC INFO / CURRENT CODES.

(b) Lea los DTC.

Resultado

9 REEMPLAZAR EL SENSOR DE OXÍGENO CALEFACCIONADO

10 REALIZAR EL PATRÓN DE CONDUCCIÓN DE CONFIRMACIÓN

11 VERIFICAR SI SE REPITE LA SALIDA DE DTC (DTC P0136 O P0156)

(a) En el probador inteligente, seleccione los siguientes elementos del menú: DIAGNOSIS / ENHANCED OBD II / DTC INFO / CURRENT CODES.

(b) Lea los DTC.

Resultado

12 REALIZAR PRUEBA ACTIVA CON PROBADOR INTELIGENTE (VOLUMEN DE INYECCIÓN)

(a) Conecte el probador inteligente al DLC3.

(b) Arranque el motor y encienda el probador.

(d) Seleccione los siguientes elementos del menú: DIAGNOSIS / ENHANCED OBD II / ACTIVE TEST / INJ VOL.

(e) Cambie el volumen de inyección de combustible con el probador, mientras supervisa la tensión de salida de los sensores de relación aire-combustible (A/F) y HO2 que se muestran en el probador.

SUGERENCIA:

Cambie el volumen de inyección de combustible dentro del rango de -12% a +12%. El volumen de inyección puede cambiarse en incrementos de 1% dentro de ese rango.
El sensor A/F aparece como AFS B1S1 o AFS B2S1, y el sensor HO2 aparece como O2S B1S2 o O2S B2S2, en el probador inteligente.

Resultado

SUGERENCIA:

Una tensión normal del sensor HO2 (O2S B1S2 u O2S B2S2) reacciona de acuerdo con los aumentos y disminuciones del volumen de inyección de combustible. Cuando la tensión del sensor A/F permanece por debajo o por encima de 3,3 V a pesar de que el sensor HO2 indique una reacción normal, el sensor A/F está defectuoso.

PERFORM ACTIVE TEST BY INTELLIGENT TESTER (INJECTION VOLUME)

Resultado

VERIFICAR Y REEMPLAZAR RELACIÓN AIRE-COMBUSTIBLE REAL EXTREMADAMENTE RICA O POBRE (INYECTOR, PRESIÓN DE COMBUSTIBLE, FUGA DE GAS DEL SISTEMA DE ESCAPE)

13 INSPECCIONAR SI HAY FUGA DE GASES DE ESCAPE

OK: No hay fuga de gases.

14 INSPECCIONAR EL SENSOR DE OXÍGENO CALEFACCIONADO (RESISTENCIA DEL CALENTADOR)

INSPECT HEATED OXYGEN SENSOR (HEATER RESISTANCE)

(a) Desconecte el conector H14 del sensor de oxígeno calentado (banco 1, sensor 2) o el conector H9 del sensor de oxígeno calentado (banco 2, sensor 2).

(b) Mida la resistencia según los valores indicados en la tabla siguiente.