Circuito del sensore di ossigeno

Per ottenere un'elevata efficienza di purificazione dei componenti monossido di carbonio (CO), idrocarburi (HC) e ossidi di azoto (NOx) presenti nei gas di scarico, viene utilizzato un TWC. Per un utilizzo più efficiente del TWC, il rapporto aria-combustibile deve essere controllato con precisione in modo da restare sempre vicino al livello stechiometrico. Per consentire alla ECM di eseguire un controllo accurato del rapporto aria-combustibile, viene utilizzato un sensore di ossigeno riscaldato (HO2).

Il sensore HO2 è posizionato a valle del TWC e rileva la concentrazione di ossigeno nei gas di scarico.

Poiché il sensore è integrato con il riscaldatore che riscalda l'elemento sensibile, è possibile rilevare la concentrazione di ossigeno anche quando il volume d'aria aspirata è basso (la temperatura dei gas di scarico è bassa).

Quando il rapporto aria-combustibile diventa magro, la concentrazione di ossigeno nei gas di scarico è elevata. Il sensore HO2 informa la ECM che il rapporto aria-combustibile a valle del TWC è magro (tensione bassa, ovvero inferiore a 0,45 V).

Al contrario, quando il rapporto aria-combustibile è più ricco del livello stechiometrico, la concentrazione di ossigeno nei gas di scarico diventa bassa. Il sensore HO2 informa la ECM che il rapporto aria-combustibile a valle del TWC è ricco (tensione alta, ovvero superiore a 0,45 V). Il sensore HO2 ha la caratteristica di modificare drasticamente la propria tensione di uscita quando il rapporto aria-combustibile si avvicina al livello stechiometrico.

La ECM utilizza le informazioni supplementari del sensore HO2 per determinare se il rapporto aria-combustibile a valle del TWC è ricco o magro e regola di conseguenza il tempo di iniezione del carburante. Pertanto, se il sensore HO2 non funziona correttamente a causa di malfunzionamenti interni, la ECM non è in grado di compensare le deviazioni del controllo primario del rapporto aria-combustibile.

La ECM esegue solitamente il controllo di retroazione del rapporto aria-combustibile in modo che il segnale del sensore del rapporto aria-combustibile (A/F) indichi un valore prossimo al livello stechiometrico. Questo veicolo include, oltre al controllo normale del rapporto aria-combustibile, il controllo attivo del rapporto aria-combustibile. La ECM esegue il controllo attivo del rapporto aria-combustibile per rilevare eventuali deterioramenti del convertitore catalitico a tre vie (TWC) e malfunzionamenti del sensore di ossigeno riscaldato (HO2) (vedere lo schema sottostante).

Il controllo attivo del rapporto aria-combustibile viene eseguito per circa 15-20 secondi durante la guida con motore caldo. Durante il controllo attivo del rapporto aria-combustibile, la ECM forza il rapporto a diventare magro o ricco. Se la ECM rileva un malfunzionamento, viene impostato uno dei seguenti DTC: DTC P0136 (tensione di uscita anomala), P0137 (circuito aperto) e P0138 (cortocircuito).

Mentre la ECM esegue il controllo attivo del rapporto aria-combustibile, il rapporto viene forzato a diventare ricco o magro. Se il sensore non funziona correttamente, la variazione della tensione di uscita è ridotta. Ad esempio, quando la tensione del sensore HO2 non scende sotto 0,21 V e non sale sopra 0,59 V durante il controllo attivo del rapporto aria-combustibile, la ECM stabilisce che la tensione di uscita del sensore è anomala e imposta il DTC P0136.

Durante il controllo attivo del rapporto aria-combustibile, la ECM calcola la capacità di stoccaggio dell'ossigeno (OSC)* del convertitore catalitico a tre vie (TWC) forzando il rapporto aria-combustibile a diventare ricco o magro. Se il sensore HO2 presenta un circuito aperto o un cortocircuito, oppure se la tensione di uscita del sensore diminuisce in modo significativo, l'OSC indica un valore eccezionalmente alto. Anche se la ECM tenta di continuare a regolare il rapporto aria-combustibile per renderlo ricco o magro, l'uscita del sensore HO2 non cambia.

Durante il controllo attivo del rapporto aria-combustibile, quando il rapporto target è ricco e la tensione di uscita del sensore HO2 è pari o inferiore a 0,21 V (magro), la ECM interpreta ciò come una tensione di uscita del sensore anomalmente bassa e imposta il DTC P0137. Quando il rapporto target è magro e la tensione di uscita è pari o superiore a 0,59 V (ricco), la ECM stabilisce che la tensione di uscita del sensore è anomalmente alta e imposta il DTC P0138.

Il DTC P0138 viene impostato anche se la tensione di uscita del sensore HO2 è superiore a 1,2 V per 10 secondi o più.

*: Il TWC ha la capacità di immagazzinare ossigeno. L'OSC e la capacità di purificazione delle emissioni del TWC sono correlate tra loro. La ECM determina se il catalizzatore si è deteriorato in base al valore OSC calcolato (vedere pagina ES-191).

Durante il normale controllo di retroazione del rapporto aria-combustibile si verificano piccole variazioni della concentrazione di ossigeno nei gas di scarico. Per monitorare continuamente le lievi variazioni del segnale del sensore HO2 mentre il motore è in funzione, l'impedenza* del sensore viene misurata dalla ECM. La ECM stabilisce che il sensore è malfunzionante quando l'impedenza misurata si discosta dall'intervallo standard.

*: La resistenza effettiva in un circuito elettrico in corrente alternata.

• L'impedenza non può essere misurata con un ohmmetro.
• Il DTC P0136 indica il deterioramento del sensore HO2. La ECM imposta questo DTC calcolando l'impedenza del sensore quando sono soddisfatte le tipiche condizioni di abilitazione (2 cicli di guida).
• Il DTC P0137 indica un circuito aperto o un cortocircuito nel sensore HO2 (2 cicli di guida). La ECM imposta questo DTC quando l'impedenza del sensore supera la soglia di 15 kΩ.
  .

Fare riferimento alla verifica dello stato dei monitoraggi (vedere pagina ES-17).

• Questo schema di guida di conferma viene utilizzato nella procedura "Eseguire lo schema di guida di conferma" della seguente procedura diagnostica di risoluzione dei problemi.
• Eseguendo questo schema di conferma si attiva il monitoraggio del sensore di ossigeno riscaldato (HO2). (Il monitoraggio del catalizzatore viene eseguito contemporaneamente.) Questo è molto utile per verificare il completamento di una riparazione.

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   Collegare il tester intelligente al DLC3.
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   Portare l'interruttore di accensione su ON.
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   Accendere il tester.
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   Cancellare i DTC (se presenti) (vedere pagina ES-35).
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   Selezionare le seguenti voci di menu: Diagnosi / OBD II CARB / Test di prontezza.
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   Verificare che O2S EVAL sia INCMPL (incompleto).
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   Avviare il motore e riscaldarlo.
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   Guidare il veicolo a una velocità compresa tra 64 km/h e 113 km/h per almeno 10 minuti.
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   Annotare lo stato delle voci dei test di prontezza. Tali voci passeranno a COMPL (completo) man mano che il monitoraggio O2S EVAL funziona.
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    Sul tester, selezionare le seguenti voci di menu: Diagnosi / OBD II avanzato / Info DTC / Codici in attesa e verificare se sono impostati DTC in attesa.

Se O2S EVAL non passa a COMPL e i DTC in attesa non vengono memorizzati, prolungare il tempo di guida.

Sensore 2 indica il sensore montato dopo il convertitore catalitico a tre vie (TWC) e posizionato lontano dal gruppo motore.

Solo con tester intelligente:

Le aree di malfunzionamento possono essere individuate eseguendo la funzione di controllo A/F disponibile nel test attivo. La funzione di controllo A/F può aiutare a determinare se il sensore del rapporto aria-carburante (A/F), il sensore di ossigeno riscaldato (HO2) e altre potenziali aree problematiche sono guaste.

Le seguenti istruzioni descrivono come eseguire l'operazione di controllo A/F utilizzando il tester intelligente.

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   Collegare il tester intelligente al DLC3.
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   Avviare il motore e accendere il tester.
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   Riscaldare il motore a un regime di 2.500 giri/min per circa 90 secondi.
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   Sul tester, selezionare le seguenti voci di menu: Diagnosi / OBD II avanzato / Test attivo / Controllo A/F.
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   Eseguire l'operazione di controllo A/F con il motore al minimo (premere il pulsante destro o sinistro per modificare il volume di iniezione del carburante).
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   Monitorare le tensioni di uscita dei sensori A/F e HO2 (AFS B1 S1 e O2S B1 S2) visualizzate sul tester.

• L'operazione di controllo A/F riduce il volume di iniezione del carburante del 12,5% oppure lo aumenta del 25%.
• I sensori reagiscono in base agli aumenti e alle diminuzioni del volume di iniezione del carburante.

Il sensore A/F presenta un ritardo di uscita di alcuni secondi e il sensore HO2 presenta un ritardo massimo di uscita di circa 20 secondi.

La procedura di controllo A/F consente ai tecnici di verificare e rappresentare graficamente le tensioni di uscita di entrambi i sensori A/F e HO2.

Per visualizzare il grafico, selezionare le seguenti voci di menu sul tester: Diagnosi / OBD II avanzato / Test attivo / Controllo A/F / Dati utente / AFS B1 S1 e O2S B1 S2; quindi premere il pulsante YES e poi il pulsante ENTER, seguito dal pulsante F4.

• Leggere i dati di freeze frame utilizzando il tester intelligente. I dati di freeze frame registrano le condizioni del motore al momento del rilevamento di un'anomalia. Durante la diagnosi, i dati di freeze frame possono aiutare a stabilire se il veicolo era in movimento o fermo, se il motore era caldo o meno, se il rapporto aria-carburante era magro o ricco e altri dati relativi al momento in cui si è verificata l'anomalia.
• Se il cavo OX1B del connettore ECM è in corto circuito con il cavo +B, verrà memorizzato il DTC P0138.

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   Leggere il DTC emesso
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   Collegare il tester intelligente al DLC3.
3. 3
   Portare il commutatore di accensione su ON e accendere il tester.
4. 4
   Selezionare le seguenti voci di menu: diagnosi / OBD II avanzato / info DTC / codici attuali.
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   Leggere i DTC.

   

1. 1
   Leggere il valore utilizzando il tester intelligente (tensione di uscita del sensore di ossigeno riscaldato)
2. 2
   Collegare il tester intelligente al DLC3.
3. 3
   Portare il commutatore di accensione su ON e accendere il tester.
4. 4
   Selezionare le seguenti voci di menu: Diagnosi / OBD II avanzato / Lista dati / Primario / O2S B1 S2.
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   Lasciare girare il motore al minimo.
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   Leggere la tensione di uscita del sensore di ossigeno riscaldato (HO2) con il motore al minimo.

   

1. 1
   Controllare cablaggio e connettore (verificare cortocircuiti)
2. 2
   Portare il commutatore di accensione su OFF e attendere 5 minuti.
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   Scollegare il connettore ECM B30.
4. 4
   Misurare la resistenza.

Resistenza standard

4. Ricollegare il connettore della ECM.

4. Ispezionare il sensore di ossigeno riscaldato (verificare cortocircuiti)

1. 1
   Scollegare il connettore della sonda HO2 B19.
2. 2
   Misurare la resistenza.

Resistenza standard

3. Ricollegare il connettore della sonda HO2.

5. Eseguire lo schema di guida di conferma

1. 1
   Verificare se l'uscita del DTC si ripresenta (DTC P0138)
2. 2
   Sul tester intelligente, selezionare le seguenti voci di menu: Diagnosi / OBD II avanzato / Info DTC / Codici attuali.
3. 3
   Leggere i DTC.

   

1. 1
   Leggere il valore utilizzando il tester intelligente (tensione di uscita del sensore di ossigeno riscaldato)
2. 2
   Collegare il tester intelligente al DLC3.
3. 3
   Portare il commutatore di accensione su ON e accendere il tester.
4. 4
   Avviamento del motore.
5. 5
   Selezionare le seguenti voci di menu: Diagnosi / OBD II avanzato / Lista dati / Primario / O2S B1 S2.
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   Dopo aver riscaldato il motore, far funzionare il motore a un regime di 2.500 giri/min per 3 minuti.
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   Leggere la tensione di uscita del sensore HO2 quando il regime del motore viene aumentato improvvisamente.

Accelerare rapidamente il motore fino a 4.000 giri/min per 3 volte utilizzando il pedale dell'acceleratore.

8. Eseguire lo schema di guida di conferma

1. 1
   Verificare se l'uscita del DTC si ripresenta (DTC P0136)
2. 2
   Sul tester intelligente, selezionare le seguenti voci di menu: Diagnosi / OBD II avanzato / Info DTC / Codici attuali.
3. 3
   Leggere i DTC.

   

10. Sostituire il sensore di ossigeno riscaldato

11. Eseguire lo schema di guida di conferma

1. 1
   Verificare se l'uscita del DTC si ripresenta (DTC P0136)
2. 2
   Sul tester intelligente, selezionare le seguenti voci di menu: Diagnosi / OBD II avanzato / Info DTC / Codici attuali.
3. 3
   Leggere i DTC.

   

13. Eseguire il test attivo utilizzando il tester intelligente (volume di iniezione)

1. 1
   Collegare il tester intelligente al DLC3.
2. 2
   Avviare il motore e accendere il tester.
3. 3
   Riscaldare il motore.
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   Selezionare le seguenti voci di menu: Diagnosi / OBD II avanzato / Test attivo / Volume iniezione.
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   Modificare il volume di iniezione del carburante utilizzando il tester, monitorando la tensione di uscita dei sensori del rapporto aria-carburante (A/F) e HO2 visualizzata sul tester.

• Modificare il volume di iniezione del carburante nell'intervallo tra -12% e +12%. Il volume di iniezione può essere modificato a incrementi dell'1% all'interno dell'intervallo.
• Sul tester intelligente, il sensore A/F è visualizzato come AFS B1 S1, mentre il sensore HO2 è visualizzato come O2S B1 S2.

Una tensione normale del sensore HO2 (O2S B1 S2) reagisce in base agli aumenti e alle diminuzioni del volume di iniezione del carburante. Quando la tensione del sensore A/F rimane inferiore o superiore a 3,3 V nonostante il sensore HO2 indichi una reazione normale, il sensore A/F è guasto.

14. Verificare la presenza di perdite di gas di scarico

15. Ispezionare il sensore di ossigeno riscaldato (resistenza del riscaldatore) (vedere pagina ES-89)

16. Ispezionare il relè di integrazione (relè EFI) (vedere pagina ES-84)

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   Controllare cablaggio e connettore (sensore di ossigeno riscaldato - ECM)
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   Scollegare il connettore della sonda HO2 B19.
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   Portare l'interruttore di accensione su ON.
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   Misurare la tensione tra il terminale +B del connettore del sensore HO2 e la massa di carrozzeria.

Tensione standard

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   Portare il commutatore di accensione su OFF.
2. 2
   Scollegare il connettore ECM B30.
3. 3
   Misurare la resistenza.

Resistenza standard (verifica circuito aperto)

Resistenza standard (verifica cortocircuito)

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   Ricollegare il connettore della sonda HO2.
2. 2
   Ricollegare il connettore della ECM.