Range Rover. Manual - part 62

 

  Index      Land Rover     Range Rover P38 - service manual 1995 year

 

Search            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Content   ..  60  61  62  63   ..

 

 

Range Rover. Manual - part 62

 

 

EMISSION CONTROL

9

DESCRIPTION AND OPERATION

HO

2

S sensors and exhaust system - up to 99MY

Detail of front pipe showing location of oxygen
sensors. Only NAS vehicles have four sensors, Rest
of World vehicles have two sensors, one mounted
upstream (towards the exhaust manifold) of each
catalytic converter.

17

EMISSION CONTROL

NEW RANGE ROVER

10

DESCRIPTION AND OPERATION

HO

2

S sensors and exhaust system - from 99MY

1. RH catalytic converter
2. Heated oxygen (HO

2

S) sensors - post-catalytic converter (2 off - NAS only).

3. LH catalytic converter
4. Heated oxygen (HO

2

S) sensors - pre-catalytic converter (2 off).

The oxygen content of the exhaust gas is monitored
by heated oxygen (HO

2

S) sensors using either a four

sensor (NAS only) or two sensor setup, dependent on
market destination and legislative requirements.
Signals from the HO

2

S sensors are input to the engine

management ECM, which correspond to the level of
oxygen detected in the exhaust gas. From ECM
analysis of the data, necessary changes to the air:fuel
mixture and ignition timing can be made to bring the
emission levels back within acceptable limits under all
operating conditions.

Changes to the air:fuel ratio are needed when the
engine is operating under particular conditions such
as cold starting, idle, cruise, full throttle or high
altitude. In order to maintain an optimum air:fuel ratio
for differing conditions, the engine management
control system uses sensors to determine data which
enable it to select the ideal ratio by increasing or
decreasing the air to fuel ratio.

NOTE: Some markets do not legislate for
closed loop fuelling control and in this
instance no heated oxygen sensors will be

fitted to the exhaust system.

On open loop systems, improved fuel economy can
be arranged by increasing the quantity of air to fuel to
create a lean mixture during part-throttle conditions.
On closed loop systems, lean running conditions are
not implemented as the system automatically
optimises the air:fuel ratio to the stoichiometric ideal.

A higher proportion of fuel can be supplied to create a
rich mixture during idle and full-throttle operation. Rich
running at wide open throttle (WOT) is used for
improved performance and high load to keep the
exhaust temperature down and protect the catalysts
and exhaust valves.

The voltage of the HO

2

S sensors at the stoichiometric

point is 450 to 500mV. The voltage decreases to
between 100 and 500 mV if there is an increase in
oxygen content(i.e. lean mixture). The voltage
increases to between 500 and 1000mV if there is a
decrease in oxygen content, signifying a rich mixture.

EMISSION CONTROL

11

DESCRIPTION AND OPERATION

The HO

2

S sensor needs to operate at high

temperatures in order to function correctly (350

°

C

(662

°

F)). To achieve this, the sensors have integral

heater elements, controlled by a pulse width
modulated (PWM) signal from the ECM. The heater
element warms the sensor’s ceramic layer from the
inside so that the sensor is hot enough for operation.
The heater elements are supplied with current
immediately following engine start and are ready for
closed loop control within 20 to 30 seconds (longer at
cold ambient temperatures less than 0

°

C (32

°

F)).

Heating is also necessary during low load conditions
when the temperature of the exhaust gases is
insufficient to maintain the required sensor
temperatures. The maximum tip temperature is 930

°

C

(1706

°

F).

A non-functioning heater element will delay the
sensor’s readiness for closed loop control and
influences emissions. A diagnostic routine is utilised to
measure both sensor heater current and the heater
supply voltage so its resistance can be calculated.
The function is active once per drive cycle, as long as
the heater has been switched on for a pre-defined
period and the current has stabilised. The PWM duty
cycle is carefully controlled to prevent thermal shock
to cold sensors.

The heated oxygen sensors age with mileage,
causing an increase in the response time to switch
from rich to lean and lean to rich. This increase in
response time influences the closed loop control and
leads to progressively increased emissions. The
response time of the pre-catalytic converter sensors
are monitored by measuring the period of rich to lean
and lean to rich switching. The ECM monitors the
switching time, and if the threshold period is
exceeded, the fault will be detected and stored in the
ECM as a fault code (the MIL light will be illuminated
on NAS vehicles). NAS vehicle engine calibration
uses downstream sensors to compensate for aged
upstream sensors, thereby maintaining low emissions.

Diagnosis of electrical faults is continuously monitored
for both the pre-catalytic converter sensors and the
post-catalytic converter sensors (NAS only). This is
achieved by checking the signal against maximum
and minimum thresholds for open and short circuit
conditions. For NAS vehicles, if the pre- and
post-catalytic sensors are inadvertently transposed,
the lambda signals will go to maximum but opposite
extremes and the system will automatically revert to
open loop fuelling. The additional sensors for NAS
vehicles provide mandatory monitoring of catalyst
conversion efficiency and long term fuelling
adaptations.

Failure of the closed loop control of the exhaust
emission system may be attributable to one of the
failure modes indicated below:

Mechanical fitting and integrity of the sensor.

Sensor open circuit / disconnected.

Short circuit to vehicle supply or ground.

Lambda ratio outside operating band.

Crossed sensors.

Contamination from leaded fuel or other sources.

Change in sensor characteristic.

Harness damage.

Air leak into exhaust system (cracked pipe / weld
or loose fixings).

System failure will be indicated by the following
symptoms:

MIL light on (NAS only).

Default to open-loop fuelling for the defective
cylinder bank.

If sensors are crossed, engine will run normally
after initial start and then become progressively
unstable with one bank going to its maximum
rich clamp and the other bank going to its
maximum lean clamp - the system will then
revert to open-loop fuelling.

High CO reading.

Strong smell of H

2

S (rotten eggs).

Excessive emissions.

See FUEL SYSTEM, Description and operation.

17

EMISSION CONTROL

NEW RANGE ROVER

12

DESCRIPTION AND OPERATION

SECONDARY AIR INJECTION SYSTEM -
COMPONENT LOCATION

 

 

 

 

 

 

 

Content   ..  60  61  62  63   ..