4 FUNDAMENTOS DE ESTRATEGIAS DE CONTROL Y DIAGNÓSTICOS OBDII DEL POWERTRAIN 27
4.7 MONITOREO DEL SISTEMA DE RECIRCULACIÓN DE GASES DE ESCAPE 35
Durante el arduo funcionamiento y la dura carga sobre el motor del vehículo, la temperatura pico de combustión de los cilindros puede incrementarse hasta por encima de los 1650 grados centígrados. Una cantidad medida de gas de escape es introducida en el múltiple de admisión mediante una válvula tipo perno pivote que conecta el gas escape al múltiple de admisión. Mediante la mezcla de una porción de gas de escape con una mezcla fresca de aire/combustible el contenido de oxigeno es reducido sin reducir la masa de gas procesada por cada cilindro. El motor actúa parcialmente como un motor de combustión externa en el cual el proceso de combustión deberá impartir energía al gas inerte de escape así como también a la carga de aire. El efecto neto es reducir la temperatura de la llama a parte de la carga aplicada mientras se mantiene el poder del motor. La reducción de la temperatura reduce la emisión de los NOx producida por el motor.
El diagnóstico OBDII tiene que monitorear la válvula tipo perno pivote y la cantidad de gas escape entregada por dicha válvula. El monto correcto del gas escape es obtenido de una tabla en la cual hay valores predefinidos de los RPM y carga aplicada (MAP) que tiene los valores de apertura óptimos de la válvula para el EGR, la temperatura del líquido refrigerante y la presión absoluta del múltiple MAP y los RPM del motor. Durante la operación del EGR, se corta el suministro de combustible. El diagnóstico OBDII consiste en varios algoritmos para monitorear todas las funcionas listadas anteriormente. La posición de la válvula tipo perno pivote es monitoreada por la PCM para una apertura apropiada. El monto de gas de escape introducido es monitoreado desde la válvula tipo perno pivote del EGR, y el tiempo de apertura de dicha válvula. Este monto es comparado con el monto requerido obtenido de la tabla que tiene valores predefinidos. Si existe una diferencia significante entre los valores actuales y los requeridos, se detecta una anomalía del EGR. La temperatura del líquido refrigerante es monitoreada por un incremento en sus valores durante la operación del EGR. La presión MAP es monitoreada por un incremento en la presión durante la operación del EGR. Finalmente, los RPM del motor (900- 1100) son monitoreados por un decremento en unos 50 RPM durante la operación del EGR. (El código de falla DTC es P0401 si no hay un decremento en los RPM cuando la velocidad del vehículo es de 25 MPH con los frenos aplicados.)
Adicionalmente, las características eléctricas de la válvula tipo perno pivote son verificadas, incluyendo el voltaje, la caída de corriente durante el movimiento del perno pivote, y la continuidad en el circuito incluyendo circuito abierto así como corto circuitos en el cableado. Existen dos métodos usados en la verificación de que el EGR esté funcionando apropiadamente que implique que la válvula no esté atascándose o que el ducto para el EGR no este obstruido. El primer método consiste en abrir intencionalmente la válvula EGR usando un valor conocido y durante la operación normal pero cuando no hay necesidad de EGR y así medir las respuesta de los parámetros críticos del sistema durante esta perturbación; es decir, valores como los RPM del motor, la temperatura del líquido refrigerante, la presión del MAP, la posición de la válvula tipo perno pivote, y la corrección del sistema de combustible en circuito cerrado. Si estos parámetros críticos no coinciden con los valores deseados, se da por detectada una anomalía del EGR. El segundo método es esperar hasta que se den las condiciones para que el cerebro PCM opere el sistema EGR en el vehículo como consecuencia de un arduo funcionamiento o sobrecarga aplicada al motor. Entonces, de manera intencional se desactiva la operación del EGR por una pequeña cantidad
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de tiempo y se miden los parámetros críticos. Si estos parámetros críticos no coinciden con los valores deseados, se da por detectada una anomalía del EGR.
Un algoritmo mucho más sencillo mide el incremento de la temperatura del líquido refrigerante durante el EGR y si no hay un incremento dentro de un rango deseado, se da por detectada una anomalía en el EGR. Adicionalmente, se verifica un incremento en la presión absoluta del múltiple MAP durante la operación del EGR y si este incremento no está dentro los valores esperados, se da por detectada una anomalía en el EGR.
Debido a ciertas incertidumbres encontradas en el monitoreo del EGR, más de un diagnóstico es requerido antes de que se registre un código de falla y la luz (CHECK) del tablero sea iluminada. Un método requiere tres pruebas sucesivas, y que cada una revele una falla en el EGR antes de que un código de falla sea grabado. Si una prueba no revela una falla, la siguiente prueba es realizada 11 minutos después. Las condiciones predefinidas de operación son que el vehículo esté en deceleración lo cual significa que las pruebas solo deben ser llevadas a cabo durante la deceleración del vehículo.
Diferentes frecuencias en las pruebas también son usadas en el diagnóstico. Otro método requiere ocho pruebas que deben ser realizadas dentro de un periodo de dos minutos antes que un código de falla sea grabado para cuando ocurran las dos fallas dentro de dicho periodo. Actualmente, cerca del 50% de fabricantes de vehículos monitorean la temperatura del ducto EGR, otros 25% de los fabricantes monitorean la posición (la señal) de la válvula EGR, y otros 25% usan los métodos intrusivos de perturbación para detectar una anomalía en el EGR.
Los requisitos legales OBDII son: El sistema de diagnóstico debe monitorear el sistema EGR en el vehículo con relación a una tasa anormal de flujo bajo o alto.
El código de falla de hardware es P1406 que es grabado para una señal de voltaje fuera de rango proveniente del sensor de la posición de la válvula tipo perno pivote cuando se desvía más del 10% de un valor comandado. Otros fabricantes monitorean las presiones en el gas escape para ambos lados de un orificio existente en el ducto hacia la válvula EGR. La caída de presión a través del orificio es medida según el gas escape fluye a través del orificio. Si el diferencial de presión no está dentro de valores límites permitidos, un código de falla EGR es almacenado.
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Existen diferentes códigos de falla DTC que son grabados para las pruebas realizadas por diagnósticos EGR que tienen objetivos similares debido a la diferencia en el tiempo de prueba y a los valores de los parámetros críticos.