¿Se utiliza el sensor de oxígeno del catalizador posterior para el control de la mezcla del motor?

La controversia del control de combustible trasero ha sido objeto de cierto interés en los foros profesionales de reparación de automóviles en los últimos años, principalmente i-ATN. Las estrategias de control de combustible trasero se utilizan ampliamente; este es un hecho bien establecido dentro de la industria. Para una fuente de referencia más accesible; el Manual automotriz de Bosch es una buena referencia. En la quinta edición, está en la página 525.

Las estrategias de control de combustible de la gestión del motor se encuentran entre los secretos mejor guardados. La documentación es escasa sobre los detalles de cómo se hace en cualquier sistema dado. Eso no significa que no tengamos formas de descubrir en general cómo se hace. Una pieza de evidencia que tenemos es el OBDII PID etiquetado como O2BxS2FT. Un PID de ajuste de combustible para un sensor de oxígeno trasero sugiere que los sensores del catalizador posterior se utilizan para el control de combustible. La experimentación también puede revelar cómo los diferentes OEM utilizan los sensores. Algunos sistemas, Subaru de finales de la década de 1990, por ejemplo, no pueden mantener el control de la mezcla en o cerca de la esteciometría cuando el sensor precatalizador se desactiva. Otros no tienen problemas para mantener el control de combustible en ambos bancos incluso cuando solo un sensor trasero está operativo (1990 Lexus LS400).

Las estrategias de control de combustible han cambiado a lo largo de los años. En la década de 1970 y principios de la de 1980, los diseños de sistemas tendían a una lógica de retroalimentación directa simple. El sensor de mezcla envía su señal, el controlador ajusta la mezcla a través de cambios en el tiempo del inyector, ocurre la combustión y luego el sensor lee la nueva mezcla ajustada, y así continúa el ciclo de retroalimentación. Este sistema funciona, pero es tosco según los estándares actuales, ya que es mediocre en lo que respecta a la gestión óptima del consumo de combustible y muy deficiente en el nivel fino de control de mezcla que necesita el catalizador para un control óptimo de las emisiones. Este es el diseño de sistema comúnmente conocido y citado entre técnicos y foros de aficionados en Internet. De ahí viene el mito de que el sensor de mezcla trasera solo prueba el catalizador.

Los diseños más nuevos han cambiado significativamente. Este tipo de lógica se ha etiquetado como "feed-forward". Utiliza la lógica de aprendizaje de la red neuronal y los parámetros de respuesta del motor anteriores memorizados para lograr un control de combustible que obtiene un tubo de escape limpio y una mejor potencia.
Este método utiliza sensores de proporción de aire y combustible pre-cat y sensor de O2 estándar post cat. Los sensores AFR prueban la detección de fallos de encendido, la variación de mezcla entre cilindros y la temperatura de escape. El sensor trasero verifica la mezcla promedio, la temperatura de salida del catalizador y, durante unos segundos, cuando las condiciones son adecuadas, monitorea el estado del catalizador. La retroalimentación directa no se usa ya que es demasiado lenta para mantener la mezcla en el rango necesario.

La lógica de control de combustible varía mucho a lo largo de los años y entre fabricantes. Las declaraciones generales sobre cómo se hace es poco probable que sean compatibles. Sin embargo, uno puede discernir algo de cómo se hace en cualquier vehículo al observar los datos del sensor de mezcla graficados en una prueba de manejo extendida.

El control lambda de dos sensores es bastante útil

Resumiré lo que dice el Bosch Automotive Handbook, 8.ª edición:

• el sensor lambda aguas arriba está muy presionado por las altas temperaturas y los gases de escape sin tratar, lo que afecta la precisión del sensor ya que las lecturas de voltaje pueden cambiar debido a los cambios en la composición de los gases de escape.

• Los sensores lambda aguas abajo no son tan susceptibles al impacto en la precisión del sensor, pero son más lentos para responder a los cambios dinámicos y los cambios de mezcla.

• El control lambda de dos sensores combina los aspectos beneficiosos de los sensores aguas arriba y aguas abajo

  Se logra una mayor precisión con el control de dos sensores.

  Aquí, un lazo de control de corrección más lento se superpone al control lambda de dos pasos o de acción continua descrito por medio de un sensor lambda adicional de dos pasos.

  Para ello, se compara la tensión del sensor de dos pasos detrás del catalizador con un valor teórico (p. ej., 600 mV). Sobre esta base, el control evalúa las desviaciones del valor del punto de referencia y, además, modifica adicionalmente el cambio rico o pobre controlado del primer lazo de control de un control de dos pasos o el valor del punto de referencia de un control de acción continua.

Ejemplo práctico de mi BMW M5

• Los valores "aditivos" son las correcciones aditivas basadas en los sensores aguas abajo, como se describe en la cita anterior.
• Los valores "multiplicativos" son los valores de corrección de ajuste de combustible tradicionales basados ​​en los sensores aguas arriba.