Manuale di servizio Toyota Sienna: Circuito della sonda lambda

NOTA:

Il sensore 2 è il sensore montato a valle del convertitore catalitico a tre vie (TWC) e situato lontano dal gruppo motore.

DESCRIZIONE

Il convertitore catalitico a tre vie (TWC) serve a convertire il monossido di carbonio (CO), gli idrocarburi (HC) e gli ossidi di azoto (NOx) in sostanze meno nocive. Affinché il TWC funzioni in modo efficace, è necessario mantenere il rapporto aria-combustibile del motore vicino al rapporto stechiometrico. Per consentire alla ECM di gestire con precisione il controllo del rapporto aria-combustibile, viene utilizzata una sonda lambda riscaldata (HO2).

La sonda HO2 è situata 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 aumenta. La sonda HO2 informa la ECM che il rapporto aria-combustibile a valle del TWC è magro (tensione bassa, cioè inferiore a 0,45 V).

Viceversa, quando il rapporto aria-combustibile è più ricco del livello stechiometrico, la concentrazione di ossigeno nei gas di scarico diminuisce. La sonda HO2 informa la ECM che il rapporto aria-combustibile a valle del TWC è ricco (tensione alta, cioè superiore a 0,45 V). La sonda HO2 ha la caratteristica di modificare bruscamente la propria tensione di uscita quando il rapporto aria-combustibile è prossimo al livello stechiometrico.

La ECM utilizza le informazioni supplementari della sonda 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 la sonda HO2 non funziona correttamente a causa di guasti interni, la ECM non è in grado di compensare le deviazioni del controllo primario del rapporto aria-combustibile.

DESCRIZIONE DEL MONITORAGGIO

Controllo attivo del rapporto aria-combustibile

La ECM esegue normalmente il controllo a feedback del rapporto aria-combustibile in modo che il segnale della sonda rapporto aria-combustibile (A/F) indichi un livello prossimo allo stechiometrico. Questo veicolo include, oltre al normale controllo del rapporto aria-combustibile, anche 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 delle sonde lambda riscaldate (HO2) (vedere lo schema seguente).

Il controllo attivo del rapporto aria-combustibile viene eseguito per circa 15-20 secondi durante la guida con motore caldo. Durante il controllo attivo, il rapporto aria-combustibile viene forzatamente regolato dalla ECM per diventare magro o ricco.

Se la ECM rileva un malfunzionamento, viene memorizzato uno dei seguenti DTC: DTC P0136 o P0156 (uscita di tensione anomala), P0137 o P0157 (circuito aperto) oppure P0138 o P0158 (cortocircuito).

Uscita di tensione anomala della sonda HO2 (DTC P0136 e P0156)

Mentre la ECM esegue il controllo attivo del rapporto aria-combustibile, il rapporto viene forzatamente regolato per diventare ricco o magro. Se la sonda non funziona correttamente, la variazione della tensione di uscita è ridotta. Ad esempio, quando la tensione della sonda HO2 non scende sotto 0,21 V o non sale sopra 0,59 V durante il controllo attivo del rapporto aria-combustibile, la ECM stabilisce che la tensione di uscita della sonda è anomala e memorizza i DTC P0136 e P0156.

Circuito aperto o cortocircuito nel circuito della sonda lambda riscaldata (HO2) (DTC P0137 e P0157 oppure P0138 e P0158)

Durante il controllo attivo del rapporto aria-combustibile, la ECM calcola la capacità di accumulo di ossigeno (OSC)* del convertitore catalitico a tre vie (TWC) regolando forzatamente il rapporto aria-combustibile per diventare ricco o magro.

Se la sonda HO2 presenta un circuito aperto o un cortocircuito, oppure se la tensione di uscita della sonda diminuisce sensibilmente, il valore OSC risulta anormalmente elevato. Anche se la ECM tenta di continuare a regolare il rapporto aria-combustibile per renderlo ricco o magro, il segnale della sonda HO2 non cambia.

Durante il controllo attivo del rapporto aria-combustibile, quando il rapporto obiettivo è ricco e la tensione di uscita della sonda HO2 è pari o inferiore a 0,21 V (magro), la ECM interpreta questo valore come una tensione di uscita della sonda anormalmente bassa e memorizza il DTC P0137 o P0157. Quando il rapporto obiettivo è magro e la tensione di uscita è pari o superiore a 0,59 V (ricco) durante il controllo attivo del rapporto aria-combustibile, la ECM stabilisce che la tensione di uscita della sonda è anormalmente alta e memorizza il DTC P0138 o P0158.

NOTA: I DTC P0138 o P0158 vengono registrati anche se la tensione di uscita del sensore HO2 è superiore a 1,2 V per 30 secondi o più.

*: Il TWC ha la capacità di immagazzinare ossigeno. La OSC e la capacità di purificazione dei gas di scarico del TWC sono correlate. La ECM determina se il catalizzatore si è deteriorato in base al valore OSC calcolato (vedere pagina ES-250).

Impedenza alta o bassa del sensore di ossigeno riscaldato (HO2) (DTC P0136 e P0156 oppure P0137 e P0157)

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

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

NOTA:

L'impedenza non può essere misurata con un ohmmetro.
I DTC P0136 e P0156 indicano il deterioramento del sensore HO2. La ECM registra i DTC calcolando l'impedenza del sensore quando sono soddisfatte le normali condizioni di abilitazione (1 ciclo di guida).
I DTC P0137 e P0157 indicano un circuito aperto o un cortocircuito nel sensore HO2 (1 ciclo di guida). La ECM registra i DTC quando l'impedenza del sensore supera la soglia di 15 kΩ.

STRATEGIA DI MONITORAGGIO

CONDIZIONI TIPICHE DI ABILITAZIONE

SOGLIE TIPICHE DI MALFUNZIONAMENTO

CAMPO DI FUNZIONAMENTO DEL COMPONENTE

RISULTATO MONITORAGGIO

Fare riferimento a VERIFICA STATO MONITORAGGIO (vedere pagina ES-19).

SCHEMA ELETTRICO

MODELLO DI GUIDA DI CONFERMA

NOTA:

Questo modello di guida di conferma viene utilizzato nei passaggi 5, 8 e 11 della seguente procedura di diagnosi quando si utilizza il tester intelligente.
Eseguendo questo modello 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.

1. Collegare il tester intelligente al DLC3.

2. Portare il commutatore di accensione in posizione ON.

3. Accendere il tester.

4. Cancellare i DTC (se presenti) (vedere pagina ES-39).

5. Selezionare le seguenti voci di menu: DIAGNOSIS / CARB OBD II / READINESS TESTS.

6. Verificare che O2S EVAL sia INCMPL (incompleto).

7. Avviare il motore e portarlo a temperatura di esercizio (Procedura A).

8. Guidare il veicolo a una velocità compresa tra 38 mph e 60 km/h per almeno 10 minuti (Procedura B).

9. Annotare lo stato delle voci dei Readiness Tests. Tali voci passeranno a COMPL (completo) quando il monitoraggio O2S EVAL sarà eseguito.

10. Sul tester, selezionare le seguenti voci di menu: DIAGNOSIS / ENHANCED OBD II / DTC INFO / PENDING CODES e verificare se sono presenti DTC in sospeso (pending).

NOTA: Se O2S EVAL non passa a COMPL e nessun DTC in sospeso viene registrato, prolungare il tempo di guida.

PROCEDURA DI ISPEZIONE

NOTA: Solo per l'uso del tester intelligente: le aree guaste possono essere individuate eseguendo la funzione A/F CONTROL disponibile in ACTIVE TEST. La funzione A/F CONTROL può aiutare a stabilire se il sensore rapporto aria-combustibile (A/F), il sensore di ossigeno riscaldato (HO2) e altre potenziali aree di guasto sono difettosi.

Le seguenti istruzioni descrivono come eseguire l'operazione A/F CONTROL con il tester intelligente.

1. Collegare il tester intelligente al DLC3.

2. Avviare il motore e accendere il tester.

3. Portare il motore a temperatura di esercizio a un regime di 2500 giri/min per circa 90 secondi.

4. Selezionare sul tester le seguenti voci di menu: DIAGNOSIS / ENHANCED OBD II / ACTIVE TEST / A/F CONTROL.

5. Eseguire l'operazione A/F CONTROL con il motore al minimo (premere il pulsante DESTRA o SINISTRA per modificare il volume di iniezione del carburante).

6. Controllare le tensioni di uscita dei sensori A/F e HO2 (AFS B1S1 e O2S B1S2 oppure AFS B2S1 e O2S B2S2) visualizzate sul tester.

NOTA:

L'operazione A/F CONTROL riduce il volume di iniezione del carburante del 12,5% oppure lo aumenta del 25%.
Ogni sensore reagisce in funzione degli aumenti e delle diminuzioni del volume di iniezione del carburante.

Tensione standard

AVVISO: La sonda rapporto aria-combustibile (A/F) presenta un ritardo di uscita di alcuni secondi, mentre la sonda lambda riscaldata (HO2) presenta un ritardo massimo di uscita di circa 20 secondi.

Seguendo la procedura A/F CONTROL, il tecnico può verificare il grafico delle tensioni di uscita sia del sensore A/F sia del sensore HO2.
Per visualizzare il grafico, selezionare sul tester le seguenti voci di menu: DIAGNOSIS / ENHANCED OBD II / ACTIVE TEST / A/F CONTROL / USER DATA / AFS B1S1 e O2S B1S2 oppure AFS B2S1 e O2S B2S2. Premere il pulsante YES, quindi il pulsante ENTER. Poi premere il pulsante F4.

NOTA:

Se contemporaneamente vengono emessi altri DTC relativi a sistemi diversi che hanno il terminale E2 come terminale di massa, il terminale E2 potrebbe presentare un circuito aperto
Leggere i dati di freeze frame utilizzando il tester intelligente. La ECM registra le informazioni sulle condizioni del veicolo e di guida come dati di freeze frame nel momento in cui viene memorizzato un DTC. Durante la diagnosi, i dati di freeze frame possono aiutare a determinare se il veicolo era in movimento o fermo, se il motore era già a temperatura di esercizio o meno, se il rapporto aria-carburante era magro o ricco, oltre ad altri dati registrati al momento del malfunzionamento.
Se il cavo OX1B dal connettore della ECM è in cortocircuito con il cavo +B, verrà registrato il DTC P0136 o P0156.

1 LETTURA OUTPUT DTC

(a) Collegare il tester intelligente al DLC3.

(b) Portare il commutatore di accensione in posizione ON e accendere il tester.

(d) Leggere i DTC.

Risultato

2 LETTURA VALORE DAL TESTER INTELLIGENTE (TENSIONE DI USCITA DEL SENSORE DI OSSIGENO RISCALDATO)

(a) Collegare il tester intelligente al DLC3.

(b) Portare il commutatore di accensione in posizione ON e accendere il tester.

(d) Lasciare il motore al minimo.

(e) Leggere la tensione di uscita del sensore di ossigeno riscaldato (HO2) con il motore al minimo.

Risultato

3 CONTROLLO CABLAGGIO E CONNETTORE (CONTROLLO CORTOCIRCUITO)

CHECK HARNESS AND CONNECTOR (CHECK FOR SHORT)

(a) Portare il commutatore di accensione su OFF e attendere 5 minuti.

(b) Scollegare i connettori E9 o E10 della ECM.

Resistenza standard

(d) Ricollegare i connettori della ECM.

SOSTITUIRE LA ECM (vedere pagina ES-498)

4 ISPEZIONE DEL SENSORE DI OSSIGENO RISCALDATO (CONTROLLO CORTOCIRCUITO)

4 INSPECT HEATED OXYGEN SENSOR (CHECK FOR SHORT)

(a) Scollegare il connettore H14 del sensore di ossigeno riscaldato (Banco 1 Sensore 2) oppure il connettore H9 del sensore di ossigeno riscaldato (Banco 2 Sensore 2).

(b) Misurare la resistenza in base al/i valore/i indicato/i nella tabella seguente.

Resistenza standard:

Risultato

RIPARARE O SOSTITUIRE CABLAGGIO O CONNETTORE (SENSORE DI OSSIGENO RISCALDATO - ECM)

5 CONTROLLO SENSORE RAPPORTO ARIA-COMBUSTIBILE

NOTA:

Questo test del sensore A/F serve a verificare la corrente del sensore A/F durante il taglio di alimentazione del carburante. Quando il sensore è normale, la corrente del sensore risulterà inferiore a 3 mA in questo test.

(a) Cancellare il DTC.

(b) Guidare il veicolo secondo il seguente modello di guida:

(1) Portare il motore a temperatura di esercizio.

(2) Guidare il veicolo a 60 km/h o più per 10 minuti o più.

(3) Fermare il veicolo.

(4) Accelerare fino a 60 km/h o più e decelerare per 3 secondi o più.

Eseguire questa operazione tre volte.

(d) Verificare che RANGE B1S1 sia PASS oppure FAIL.

(e) Selezionare RANGE B1S1 e premere ENTER.

(f) Leggere il valore del test.

Standard: inferiore a 3,0 mA

AVVISO: Non portare l'interruttore del motore su OFF durante questo passaggio, poiché i risultati del test andrebbero persi.

SOSTITUIRE IL SENSORE RAPPORTO ARIA-COMBUSTIBILE

6 LETTURA VALORE CON TESTER INTELLIGENTE (TENSIONE DI USCITA DEL SENSORE DI OSSIGENO RISCALDATO)

(a) Collegare il tester intelligente al DLC3.

(b) Portare il commutatore di accensione su ON e accendere il tester.

(d) Selezionare le seguenti voci di menu: DIAGNOSIS / ENHANCED OBD II / DATA LIST / PRIMARY / O2S B1 S2 o O2S B2 S2.

(e) Dopo aver portato il motore a temperatura di esercizio, far funzionare il motore a un regime di 2500 giri/min per 3 minuti.

(f) Leggere la tensione di uscita del sensore HO2 quando il regime del motore viene aumentato improvvisamente.

NOTA:

Accelerare rapidamente il motore fino a 4000 giri/min per 3 volte, utilizzando il pedale dell'acceleratore.

Tensione standard: oscilla tra 0,4 V o meno e 0,5 V o più.

7 ESEGUIRE LO SCHEMA DI GUIDA DI CONFERMA

8 VERIFICARE SE IL CODICE DTC SI RIPRESENTA (DTC P0136 O P0156)

(a) Sul tester intelligente, selezionare le seguenti voci di menu: DIAGNOSI / ENHANCED OBD II / INFO DTC / CODICI ATTUALI.

(b) Leggere i DTC.

Risultato

9 SOSTITUIRE IL SENSORE DI OSSIGENO RISCALDATO

10 ESEGUIRE LO SCHEMA DI GUIDA DI CONFERMA

11 VERIFICARE SE IL CODICE DTC SI RIPRESENTA (DTC P0136 O P0156)

(a) Sul tester intelligente, selezionare le seguenti voci di menu: DIAGNOSI / ENHANCED OBD II / INFO DTC / CODICI ATTUALI.

(b) Leggere i DTC.

Risultato

12 ESEGUIRE IL TEST ATTIVO CON IL TESTER INTELLIGENTE (VOLUME DI INIEZIONE)

(a) Collegare il tester intelligente al DLC3.

(b) Avviare il motore e accendere il tester.

(d) Selezionare le seguenti voci di menu: DIAGNOSI / ENHANCED OBD II / TEST ATTIVO / INJ VOL.

(e) Modificare il volume di iniezione del carburante con il tester, monitorando la tensione di uscita dei sensori di rapporto aria-carburante (A/F) e HO2 visualizzata sul tester.

NOTA:

Modificare il volume di iniezione del carburante entro l'intervallo da -12% a +12%. Il volume di iniezione può essere modificato con incrementi dell'1% entro l'intervallo.
Il sensore A/F è visualizzato come AFS B1S1 o AFS B2S1, e il sensore HO2 come O2S B1S2 o O2S B2S2, sul tester intelligente.

Risultato

NOTA:

Una tensione normale del sensore HO2 (O2S B1S2 o O2S B2S2) 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.

PERFORM ACTIVE TEST BY INTELLIGENT TESTER (INJECTION VOLUME)

Risultato

CONTROLLARE E SOSTITUIRE RAPPORTO ARIA-CARBURANTE REALE ESTREMAMENTE RICCO O POVERO (INIETTORE, PRESSIONE CARBURANTE, PERDITA DI GAS DAL SISTEMA DI SCARICO)

13 CONTROLLARE LA PRESENZA DI PERDITE DI GAS DI SCARICO

OK: nessuna perdita di gas.

14 CONTROLLARE IL SENSORE DI OSSIGENO RISCALDATO (RESISTENZA DEL RISCALDATORE)

INSPECT HEATED OXYGEN SENSOR (HEATER RESISTANCE)

(a) Scollegare il connettore H14 del sensore di ossigeno riscaldato (Banco 1 Sensore 2) oppure il connettore H9 del sensore di ossigeno riscaldato (Banco 2 Sensore 2).

(b) Misurare la resistenza in base al/i valore/i indicato/i nella tabella seguente.