https://youtu.be/agfCgOuvEDI
Desde que el gobierno de EU aprobó la ley de "Aire limpio", se aplicaron restricciones en los límites contaminantes de los automóviles, ya que los vehículos son la principal causa de emisiones contaminantes. Como respuesta los fabricantes encontraron que usando sistemas con computadoras, podían controlar de forma precisa el funcionamiento del motor, llevando los límites contaminantes a niveles permitidos. No solo encontraron que podían reducir por mitad los contaminantes, sino que también podían alargar el doble la vida del motor. Son algunas de las cuestiones de por que se hizo obligatorio el uso de estos sistemas (fuel injection) con restricciones y garantía de 5 años o 50000 millas que obligo el gobierno federal a los fabricantes.
Y así nació la ECU (Unidad Central Electrónica), la cual recibe información de las condiciones de trabajo del motor (sensores), procesa la información y ordena a los actuadores hacer los cambios necesarios para mejorar siempre el funcionamiento del motor a un estado óptimo. Los sensores y actuadores siguen evolucionando día con día, ya que algunos sistemas ya son obsoletos.
Además los ingenieros introdujeron un sistema de autodiagnóstico el cual revisa el funcionamiento adecuado de todos los sistemas controlados por la ECU que se programa con parámetros pre-establecidos y que al estar fuera de rango, generará un código de falla al respecto, el cual se guardara en una memoria de lectura temporal y a la vez se prendera el foco de la lámpara ó luz indicadora de falla del motor.
Los escaner son la herramienta especializada para interactuar con la ECU para obtener los códigos de falla y borrarlos, revisar los valores de los sensores, etc. Los escaner se conectan al conector de autodiagnóstico y debido a la variedad y marcas de vehículos, el gobierno federal de EU ordeno que todos los autos que se vendan en EU a partir de 1996 tengan un conector estándar de 16 pines tipo OBDII (sistema de diagnostico abordo).
DISEÑO HÍBRIDO DIGITAL
El modelo híbrido digital fue popular en la mitad de los años 1980. Éste utilizaba técnicas analógicas para tomar medidas y procesaba los parámetros de entrada del motor, luego usaba una tabla almacenada en una memoria de solo lectura para obtener los valores de salida. Sistemas posteriores procesarían estas salidas dinámicamente. Este tipo de sistemas con memoria de solo lectura son fáciles de modificar si uno conoce bien el sistema. La desventaja de estos sistemas es que los valores preprocesados son sólo óptimos para un nuevo motor ideal. Este sistema no tiene la eficiencia de un sistema basado en una unidad central de procesamiento.
Los sistemas de control de motor sofisticados reciben entradas de otras fuentes, y controlan más partes del motor; como por ejemplo, los sistemas de control del tiempo de distribución de válvulas son controlados electrónicamente así como el funcionamiento del turbocompresor. Éstos además se deben comunicar con las unidades de control de transmisión o directamente con la interfaz que controla la transmisión de forma automática, sistemas de control de tracción y más sistemas con funciones similares. El cable CAN (controller area network) es frecuentemente utilizado para conseguir la comunicación entre estos dispositivos.
ECM COMPONENTES Y FUNCIONES
Los sistemas de inyección de combustible en los autos de hoy en día son controlados por una computadora. La palabra computadora es un término extenso, una computadora es cualquier dispositivo que puede tomar información de entrada y realizar un conjunto de instrucciones generando después una salida específica. Por ejemplo la computadora puede recibir la entrada de un teclado como el de una calculadora manual, calcular una formula con los números seleccionados, mostrando después una salida (resultado), en una pantalla.
La computadora también puede activar un interruptor o realizar casi cualquier tipo de tarea. Ella recibe datos de entrada de varios dispositivos tales como interruptores y sensores. Los datos de entrada incluyen:
- Límite de revoluciones: Define el máximo número de revoluciones por minuto que el motor puede alcanzar. Más allá de este límite se corta la entrada de combustible.
- Correcta temperatura del agua: Permite la adicción de combustible extra cuando el motor está frío (estrangulador).
- Alimentación de combustible temporal: Le dice a la ECU que es necesario un mayor aporte de combustible cuando el acelerador es presionado.
- Modificador de baja presión en el combustible: Le dice a la ECU que aumente el tiempo en el que actúa la bujía para compensar una pérdida en la presión del combustible.
- Sensor de oxígeno (sensor lambda): Permite que la ECU posea datos permanentes del escape y así modifique la entrada de combustible para conseguir una combustión ideal.
Algunas de las unidades de carreras más avanzadas incluyen funcionalidades como control de salida, limitación de la potencia del motor en la primera marcha para evitar la rotura de éste, etc. Otros ejemplos de funciones avanzadas son:
- Control de pérdidas: Configura el comportamiento del waste gate del turbo, controlando el boost.
- Inyección Banked: Configura el comportamiento de el doble de inyectores por cilindro, usado para conseguir una inyección de combustible más precisa y para atomizar en un alto rango de RPM.
- Tiempo variable de levas: Le dice a la ECU como controlar las variables temporales en las levas de entrada y escape.
--Hernández Castillo Jorge------------------------------------
En la siguiente tabla se hace una comparación de los componentes de una computadora personal ó PC y los dispositivos que hacen la misma función en una ECM.
CPU
|
Procesador
|
ECM
|
Monitor
|
Entrega el resultado
|
Actuadores
|
Teclado
|
Introduce información
|
Informadores
|
Ratón
|
Switch
|
Switches
|
TIPOS DE MODULOS DE CONTROL
ECM.- (engine control module), modulo de control del motor
Controla y almacena únicamente los códigos de diagnóstico de fallas (DTCs) de los componentes del motor
PCM.- (train power control module), modulo de control del tren de potencia
Controla y almacena datos del motor y la transmisión
VCM.- (vehicle control module), modulo de control del vehiculo
Controla y almacena datos del motor, la transmisión y otros sistemas del vehículo como sistemas de frenos ABS
TIPOS DE MEMORIA ROM – RAM - EEPROM
ROM (Read Only Memory)
Memoria para lectura únicamente es usada para almacenar información en forma permanente. Cuando la computadora es construida el programa que controla al microprocesador es almacenado en la memoria ROM. El microprocesador puede leer estas instrucciones, pero no puede escribir ninguna información nueva. La ROM es una memoria no volátil y no necesita energía para retener su información.
RAM (Random Acces Memory)
Memoria de acceso estadístico, es el borrador del microprocesador. El procesador puede escribir o leer en esta memoria conforme sea necesario. La RAM almacena temporalmente estos datos y valores tales como la temperatura del refrigerante o la señal de presión del múltiple de admisión. El microprocesador usa estos datos y valores para tomar diferentes decisiones. La RAM es una memoria volátil y necesita una alimentación de voltaje constante para retener su información. Si se pierde su alimentación de voltaje, la información de la memoria se pierde y los algoritmos del ECM generan un ETC indicando ésta perdida.
EEPROM (Electrically Programmable Read Only Memory)
La memoria EEPROM (memoria programable para lectura únicamente borrable electrónicamente) es una memoria permanente que esta soldada físicamente a los circuitos impresos del (ECM). EEPROM contiene todos los algoritmos de control. La EEPROM puede ser programada, usando el Tech 1 o actualmente es más común el Tech .
DIBUJO- DIAGRAMA
El ECM esta ordenado de un modo lógico y directo, algunos de sus componentes son fácilmente reconocibles.
Hay resistencias, capacitores, circuitos integrados y otros componentes electrónicos. Todos estos están soldados a los circuitos impresos del ECM.
Circuitos integrados
Uno de los chips (circuito integrado) es usualmente un circuito de reloj que regula las instrucciones que son procesadas cada segundo. Usualmente uno de los chips mas grandes es la unidad microprocesador (MPU) la cual también puede ser llamada Unidad Procesadora Central (CPU).
ENTRADAS Y SALIDAS DEL ECM
Como ya se estableció, el ECM es el módulo de control del sistema. Es el responsable de vigilar (por medio de sus sensores e interruptores) los diferentes aspectos de la combustión interna del motor y controlar aquellos factores que tienen un efecto directo sobre la operación del motor y sus salidas.
Vigilando y controlando las operaciones del motor, el ECM tiene un control directo del rendimiento del motor y la economía del combustible. Cuando el ECM controle al motor estará operando en Open Loop lo o en Closed Loop. Cuando el motor es puesto en marcha por primera vez la mayoría de sus componentes, incluyendo el motor mismo, están a temperatura ambiente, si han estado sin funcionar durante un tiempo prolongado.
Un motor frío necesita una mezcla rica para arrancar, conforme el motor se calienta la mezcla del combustible puede empobrecerse lentamente para compensar el hecho de que un motor caliente requiere de una mezcla pobre para funcionar.
La función del ECM es entregar al motor la cantidad correcta de combustible bajo todas las condiciones de operación, esto se logra a través de varias condiciones conocidas como Modos de operación de ECM.
--Aguilar Labastida Angel--------------------------------------
En conclusión, debido a lo práctico que representa el uso de las computadoras se han vuelto parte fundamental y necesaria en la fabricación de los vehículos modernos, gracias a los grandes avances que se han logrado en la industria de la informática es que se puede monitorear y controlar electrónicamente las partes fundamentales en el funcionamiento de un auto, proporcionando grandes beneficios en cuanto al rendimiento, mantenimiento y desarrollo mismo de los automóviles.
Fuentes:
-Centro de formación profesional automotriz CTA (textos)
-Delco Electronics Electron Magazine, The Atwood Legacy.
-Automotive electrical systems circa 2005. Miller, J.M.; Hurton, C.J. (1996)
Este sistema surge a partir de los años 1990 a 1995 con los motores que distinguen por tener señales de referencia y sincronía generadas a través del cigüeñal y el árbol de levas y que también se les asigna el nombre de señales CKP y CMP respectivamente.
El entender el funcionamiento de una computadora automotriz es muy sencillo si lo representamos por bloques funcionales similares a una computadora Personal (de ahí su nombre). Si la entendemos de esa forma podremos diagnosticar y repararlas en caso de estar dañadas.La reparación de estos equipos requiere conocimientos de electrónica Básica, electrónica digital microprocesadores y microcontroladores
Empezaremos por la fuente de Poder que viene interna, se caracteriza por diversos factores, uno de ellos es que es una fuente conmutada (switchada).
Se identifica por partes robustas que involucran diodos, capacitores, en algunos casos inductores o bobinados, varistores, fusibles etc.
El suministro de energía a los distintos circuitos electrónicos dentro del ECM( modulo de control del motor) es vital para su buen funcionamiento, en ella radica la estabilidad y el buen desempeño del vehículo, ya que si los voltajes que genera, oscilan por una mala filtración, esto provoca que los componentes se estresen y que también varié en su funcionamiento, manifestando fallas múltiples que se pueden reflejar en jaloneos, consumo excesivo de combustible, humo negro, fallas intermitentes entre otras.
La fuente en este tipo de computadoras presenta la mayoría de las fallas, esto es por que en CHRYSLER la computadora vienen en el motor, por lo que es sometida a condiciones ambientales severas, ente ellas la temperatura, la cual afecta a los semiconductores y capacitares de tipo radial electrolíticos. Su vida útil es de 10 años recordando que el sistema SBEC surge en los años de 1990 a 1995 es momento que lleguen a nuestros talleres de servicio.
Los vehículos que utilizan esta computadora son:
Caravan, Towncontry, Voyager con motor 3.0, 3.3 y 3.8
Ram Charger, Ram (2 inyectores) y TBI con motor 3.9, 5.2 y 5.9
Cherokee 4.0 con inyección MPI
Shadow, Spirit, Lebaron, Ney Yorker, Phantom 2.5 TBI americanos y MPI Nacional
Los bloque que integran esta computadora son
* Sistema de Encendido
* Sistema de Inyección
* Sistema de Control
Sistema de Encendido
Debido a que este tipo de computadoras controlan el sistema de encendido internamente sus salidas se caracterizan por ser robustas llegando hasta los 12 amperes y con voltajes pico de 900v en fracciones de segundo
En la siguiente figura se aprecian los disipadores de calor y las pistas gruesas que llegan al conector
Sistema de Inyección
La etapa de inyección de combustible esta regidas por transistores de mediana potencia (menos de 6 amperes) y vienen protegidas por diodos zener. La corriente que tiene un inyector no excede los 300mA
Sistema de Control
Los encargados del sistema de control son los microcontroladores de la siguiente figura
Por ultimo mencionaremos que el ruido parásito es un factor determínate para el mal funcionamiento de una computadora automotriz, los componentes que lo pueden producir son los dispositivos que cuentan con bobinados, tales como el alternador, bobinas de encendido, partes giratorias del motor, líneas de alimentación, etc.
Este ruido produce que la computadora mal interprete las señales y esto repercute en múltiples fallas, como inestabilidad, humo negro, fallas intermitentes, etc.
Si se nos presenta alguna falla como las mencionadas anterior mente tendremos que verificar la etapa de filtrado que mostramos en la siguiente imagen
Esperando que esta informacion se de utilidad
Su amigo lararich
Celaya Guanajuato México
La ECU (Electronic Control Unit o Engine Control Unit), que es mejor conocida como computadora automotriz se utiliza para controlar el sistema de Fuel Injection de un vehículo. Esto es posible mediante un programa diseñado específicamente, el cual mide la posición del cigüeñal, la posición del acelerador, el nivel de oxígeno en el escape, las revoluciones por minuto, la posición de válvulas y la temperatura del motor, principalmente. Además, sirve para controlar la bomba de gasolina, el cruise control y los inyectores.
Los datos que recibe la computadora automotriz se proporcionan desde fuera, desde los sensores (cada vez más mejorados, de modo que den una información precisa). De este modo, por ejemplo, para controlar el sistema de inyección, la computadora debe conocer qué cantidad de aire entra en el motor en instante determinado. Así mismo, también la temperatura del aire o la velocidad del motor.
Estos sensores, ubicados debidamente en partes del motor y conectados a la computadora automotriz, hace posible que la ECU realice millones de cálculos por segundo para acometer las correcciones necesarias de los inyectores, calcula y procesa las señales de los sensores, tras lo cual, envía la información al sistema de inyección (que permite el paso del combustible al motor).
Módulos de control que miden los parámetros de una computadora automotriz Destacado
Escrito por Ing. Armando Donado Cantillo
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Para identificar las fallas que presentan las computadoras automotriz es importante tomar en cuanta el cómo están conformadas internamente, es decir su estructura o arquitectura electrónica. ¿Por qué? porque muchos de los procesos de reparación de computadoras están enfocados en corregir o remplazar componentes que hacen parte de un bloque interno de piezas que conforman una de estas funcionalidades. La Computadora Automotriz está compuesta por tres tipos de módulos de control que miden parámetros y entregan datos a los microprocesadores a través de los informadores. Estos son el módulo de control del motor (ECM por sus siglas en inglés de Engine Control Module), el de control de potencia (PCM o Power Control Module) y finalmente el que controla otros sistemas del coche adicionales a estos anteriores (VCM o Vehicle Control Module).
Cada módulo de la computadora automotriz mencionado es más completo que al anterior, o sea que el ECM controla sólo el motor, el PCM el tren de potencia con la trasmisión y el motor y el último el VCM que entrega datos sobre estos dos componente del vehículo mencionados además de controlar otros sistemas como por ejemplo los de frenos o los niveles de fluidos entre otros. Más allá de las mediciones básicas que realiza una computadora automotriz desde el módulo de control del motor y que hemos desarrollado en el artículo anterior, lo cierto es que este entrega datos y mide otros parámetros que van un poco más allá, en los vehículos tecnológicamente más avanzados o incluso en los de carreras. El control y mediciones que una ECM realiza en el waste gate del turbo en los automóviles que lo tienen incluido es un buen ejemplo de lo que mencionamos, en este caso la computadora automotriz es capaz de realizar un control de las pérdidas durante el funcionamiento del turbo optimizando su performance. Del mismo modo en los motores que cuentan con el doble de inyectores por cilindro o Inyección Banked, la computadora automotriz va configurando de manera constante el comportamiento de estos para conseguir una eficiencia máxima a partir de la inyección de combustible más precisa posible al momento de acelerar consiguiendo atomizar en el mayor rango de revoluciones por minuto.
Por último, otra de las mediciones y control que realiza la ECM en una computadora automotriz va por el lado del tiempo en que trabajan las levas, ya sea en la entrada o en el escape. Este es un control un poco más avanzado de los sistemas del árbol y le va tirando datos a la ECM sobre la forma de controlar las variables de tiempo optimizando el rendimiento. En algunos casos cuando una computadora automotriz se daña y deja de arrojar datos exactos mediante los informadores, es momento de detener el vehículo en un especialista que se dedique a realizar un diagnóstico de la falla que pueda tener esta. Si continuamos utilizando el automóvil cuando la ECU está fallando corremos serios riesgos de dañar el motor, la trasmisión u otras funciones imprescindibles del mismo. La mejor sugerencia viene por el lado de verificar con un mecánico especializado en el funcionamiento integral de la computadora automotriz si es viable repararla o no. A su vez, el técnico deberá ver si es viable para él acceder a la reparación porque no siempre se logra ya que los componentes son muy sofisticados y si falla alguno que no tiene solución pues no hay nada que hacer. De todos modos y según las estadísticas la reparación de la computadora automotriz es viable en un porcentaje muy grande de los casos y se puede ejecutar sin mayores inconvenientes.
Aprendiendo sobre la Computadora Automotriz: Para que Sirve y Que Parametros Mide.
Escrito por Ing. Armando Donado Cantillo
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Aprendiendo sobre la Computadora Automotriz: Para qué sirve y Qué parámetros mide
La Computadora Automotriz como cualquier computador, es un dispositivo que de manera permanente está recibiendo información desde sus sensores de entrada. Instantáneamente la está procesando, comparando con los parámetros preestablecidos de cada función para devolver un resultado que puede derivar en un output desde un aviso de avería hasta detener el coche si es un error fatal. Todos estos datos que recaba pasa por sus micro procesadores los cuales en un estado óptimo de funcionamiento de la Computadora Automotriz estarán devolviendo información fiel, pero puede suceder que estas ECU tengan alguna falla y en ese caso deberán ser revisadas por quienes están altamente capacitados para revisar y diagnosticar cualquier tipo de problema en el funcionamiento de los sensores, de los procesadores o de las funciones de salida que envían órdenes al motor con las "tareas" a cumplir . El hecho es que la Computadora Automotriz regla todos los dispositivos del motor, ya sea la inyección de gasolina como el encendido del mismo o la presión entre otras cosas.
Veamos algunas de las funciones que la Computadora Automotriz activa por medio de interruptores luego de recibir los datos de los siguientes sensores y que se encuentran en el módulo ECM (Engine Control Module). En primer lugar, podemos mencionar que se encarga de dar la orden de disparar la chispa en el cilindro al momento de la ignición, cuando ya ha controlado mediante los sensores correspondientes, que el motor está listo para encender. La Computadora Automotriz a su vez recibe datos cuando el acelerador es presionado, indicando que debe aprobar una mayor salida de combustible hacia el inyector y por otra parte, cuando los sensores de temperatura del agua le indican a la ECU que el motor está frío también aporta un mayor caudal de combustible mediante el estrangulador. Otro de los parámetros que mide una Computadora Automotriz se orienta hacia los sensores de presión de combustible, indicando cuando la bujía debe actuar en un mayor período cuando esta presión baja.
El medidor de revoluciones por minuto también está constantemente indicando estos parámetros a laComputadora Automotriz, para que compare contra los que ya están pre establecidos y si se pasa del máximo la ECU corte la entrada de combustible, cuidando el funcionamiento del motor para una mayor durabilidad de sus componentes. La combustión es otro de los parámetros que mide la Computadora Automotriz, a través de los sensores lambda que indican a la ECU la cantidad de oxígeno que está utilizando para de este modo aumentar o disminuir la cantidad de combustible necesaria para que la combustión sea ideal. Asimismo, cuanto más moderno y tecnológicamente avanzado sea el motor, tendrá funcionalidades más avanzadas también y en algunos casos como en los autos de carreras, laComputadora Automotriz va regulando la potencia del motor mediante lo que se conoce como control de salida, limitándola en la primera marcha para evitar que este se rompa desde el inicio de la carrera. La importancia de saber si la ECU está funcionando bien es justamente por todos estos controles que realiza y en caso de que el conductor note que está teniendo problemas en su Computadora Automotriz también es fundamental que sepa que esta se puede reparar al contrario de lo que muchas personas piensan.
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