Sensor TPS - Sensor de posición del acelerador

El TPS se monta en el cuerpo del acelerador y la convierte en el ángulo de la válvula del acelerador en una señal eléctrica. A medida que el acelerador se abre, el voltaje aumenta.

El ECM utiliza la información de posición de la válvula del acelerador para conocer:

• Modo de motor: ralentí, aceleración parcial, válvula mariposa totalmente abierta.

• Desconectar los controles de aire acondicionado y de emisiones con la mariposa totalmente abierta (WOT).

• Corrección en la relación aire-combustible.

• Corrección en el incremento de potencia.

• Control del corte de combustible.

El TPS básico requiere tres cables. Cinco voltios se suministran al TPS desde la terminal VC de la ECM. La señal de tensión del TPS se suministra a la terminal VTA. Un cable de tierra del TPS a la terminal E2 del ECM completa el circuito.

En ralentí, el voltaje es aproximadamente 0,6 a 0,9 voltios en el cable de señal. A partir de este voltaje, la PCM sabe la válvula mariposa está cerrada. Con la mariposa totalmente abierta, la señal es de aproximadamente 3.5 a 4.7 voltios.

Dentro de la TPS hay una resistencia y un brazo. El brazo está siempre en contacto con la resistencia. En el punto de contacto, el voltaje disponible es el voltaje de la señal y esto indica la posición de la válvula del acelerador. Al ralentí, la resistencia entre los VC (o VCC terminal y terminal de VTA es alta, por lo tanto, la tensión disponible es de aproximadamente 0,6 -. 0,9 voltios conforme el brazo de contacto se acerca a la terminal de CV (la tensión de alimentación de 5 voltios), disminuye la resistencia y aumenta la tensión.

Algunos TPS incorporan un interruptor de posición de acelerador cerrado (también llamado interruptor de contacto en reposo).

Este interruptor se cierra cuando la válvula de mariposa está cerrada. En este punto, el ECM mide 0 voltios y hay 0 voltios a la terminal IDL. Cuando se abre el acelerador, el interruptor se abre y se lee la ECM + B de tensión en el circuito de IDL.

El TPS en el sistema ETCS-i de Toyota cuenta con dos brazos de contacto y de resistencias. La primera señal es la línea VTA1 y la línea de la segunda señal es VTA2.

VTA2 funciona de la misma manera, pero comienza en una salida de tensión más alta y la tasa de cambio de voltaje es diferente a VTA1 A medida que el acelerador se abre, las dos señales de tensión aumentan a un ritmo diferente. El ECM utiliza las dos señales para detectar el cambio en la posición de la válvula del acelerador. Al tener dos sensores, ECM se puede comparar las tensiones y detectar problemas.

Sensor TPS (Throttle Position Sensor)

El sensor TPS ó Sensor de Posición de Aceleración (Throttle Position Sensor) se encarga de monitorear la posición de la mariposa de la garganta de entrada de aire hacia el motor, entregando una señal hacia el Módulo de Control Electrónico que es usado para controlar los tiempos de inyección de combustible hacia las cámaras de combustión.

Cuando el motor se encuentra en ralentí, el sensor TPS envía una señal equivalente a cero grados hacia el Módulo de Control Electrónico, de manera que es el Módulo de Control Electrónico que controla las revoluciones del motor en función de la temperatura del refrigerante del motor, de la cantidad de aire que ingresa al motor y de la carga eléctrica que demande el automóvil en ese momento.

En cuanto a la carga eléctrica puede ser: luces internas y externas, equipo de audio y video, aire acondicionado y ventilación, o cualquier equipo que se encuentre conectado al encendedor de cigarrillos.

El sensor TPS es simple potenciómetro acoplado al eje de la mariposa de aceleración y se desplaza cierto ángulo en función de la aceleración, el ángulo máximo que se mueve es alrededor de 100 grados y tiene sentido que sea así pues a 0 grados la mariposa de aceleración está cerrada- y se encuentra verticalmente con la garganta de acceso de aire hacia el múltiple de admisión, mientras que a máxima aceleración la mariposa de aceleración debe estar paralela a la garganta de admisión.

El circuito eléctrico del sensor TPS es muy sencillo y básico, consiste de una línea de 5V y una de tierra (GND) que se obtienen del Módulo de Control Electrónico (ECM) del automóvil, y una tercera línea que es la señal del sensor TPS, esta señal se entrega al ECM para calcular la aceleración del motor.

 

La señal que el sensor TPS entrega al ECM es una señal de voltaje y cambia en función del pedal acelerador. Sin aceleración o en ralentí, la salida del sensor TPS es muy baja, alrededor de 0.4~0.8 Voltios.

Conforme se incrementa la aceleración también lo hace el voltaje de señal del sensor TPS hasta alcanzar su máximo valor a aceleración total, en este caso el voltaje máximo del sensor TPS será entre 4.5~5.0 Voltios.

El ECM puede determinar la cantidad de combustible que debe suministrar en los inyectores en base a la señal del sensor TPS.

Un sensor TPS roto o flojo puede causar intermitencias o ráfagas de combustible hacia los inyectores ocasionado un ralentí inestable, pues el ECM interpreta que es el acelerador el que se "está moviendo".

Un sensor TPS dañado ocasionará que la luz del Check Engine se encienda de manera permanente, generando los siguientes códigos DTC durante un escaneado:

 P0122 Código de falla del sensor TPS por bajo voltaje

 P0123 Código de falla del sensor TPS por alto voltaje

Probar el sensor TPS

Probar el sensor TPS es realmente muy sencillo, debido a que una resistencia variable toma unos pocos minutos hacer la prueba.

Para probar el sensor TPS ayuda menormente saber cómo es internamente, por eso en el diagrama siguiente se muestra como está configurado un sensor TPS típico:

 

 

Una vez que sabemos que el sensor TPS contiene un par de resistencias internamente entonces podemos probarlo con extrema facilidad, para ello ubicamos una punta del multímetro en un extremo y medimos en el otro extremo, un valor alrededor de 5 kilo-ohmios (5 kΩ) nos indica que la pista principal se encuentra en buen estado, luego movemos una punta de prueba hacia el terminal central del sensor TPS y nos debe marcar un valor de 1.5 kΩ puede variar un poco dependiendo de la marca del vehículo pero deberá ser un valor menor a 5 kΩ, luego con un destornillador plano grande giramos el sensor y deberemos notar como el valor de 1.5 kΩ empieza a incrementarse, al máximo-que corresponde a aceleración a fondo, deberá marcar EVIDENTEMENTE 5 KΩ + 1.5 kΩ = 6.5 KΩ.

El siguiente video muestra cómo debe probarse un sensor TPS, ahí se resume lo explicado en las líneas anteriores.

1- Que hace un TPS?

El sensor de posición de mariposa del acelerador, llamado TPS o sensor TP (del inglés Throttle - Position -Sensor), efectúa un control preciso de la posición angular de la mariposa.

El ECM toma esta información para poder efectuar distintas funciones, de suma importancia para el correcto funcionamiento de un sistema de inyección electrónica de combustible.

Actualmente el tipo de TPS mas utilizado es el potenciómetro. Este consiste en una pista resistiva barrida con un cursor, y alimentada con una tensión de 5 voltios desde el ECM.

Los TPS de este tipo suelen tener 3 cables de conexión y en algunos casos pueden tener 4 cables, este último caso incluye un switch, utilizado como contacto de marcha lenta (idle switch).

2- Conexiones del TPS con el ECM:

En el primer caso, el cursor recorre la pista y de acuerdo a la posición de este sobre la pista del potenciometro, se puede leer en tensión dicha posición angular.

El segundo caso (con switch), un cuarto cable se conecta a masa cuando es sensada la condición de mariposa cerrada.

3- Condiciones de trabajo de un TPS:

Marcha lenta: La condición de marcha lenta o mariposa cerrada (Idle speed), es detectada por el TPS en base a su condición de tensión mínima prevista, dicha tensión debe estar comprendida en un rango predeterminado y entendible por el ECM como marcha lenta.

Este valor de tensión se suele denominar Voltaje Mínimo del TPS o V. Min. y su ajuste es de suma importancia a los efectos que el ECM pueda ajustar correctamente el régimen de marcha lenta y la condición de freno motor.

En aquellos casos en los que el TPS incorpore switch, es este mismo switch el que al conectarse da aviso al ECM acerca de la condición de marcha lenta.

Ejemplos de V. Mínimo:

Bosch Motronic Peugeot, Bmw ..........................0.45 a 0.55 Volts.

Ford EECIV.........................................................0.65 a 0.9 Volts.

Magnetti Marelli multipunto...............................0.25 a 0.45 volts.

General Motors – en general...............................0.5 +/- 0.05 volts.

La medición de V.Minimo debe hacerse con un tester digital, colocando el negativo del tester a masa de carrocería, y el positivo al cable de señal, con el sistema en contacto.

Barrido de la pista: El cursor debe recorrer la pista del potenciometro sin cortes ni falsos contactos, esto es muy importante a los efectos de evitar tironeos, fallas y detecciones de mal función por el sistema de autodiagnostico del ECM.

La salida de tensión del TPS "Arranca" con el V. Mínimo, y a medida que se abre la mariposa la tensión debe ir ascendiendo hasta llegar al valor máximo, normalmente comprendido entre 4 y 4.6 voltios.

La forma de comprobar este barrido consiste en efectuar la medición con un tester de aguja, osciloscopio analógico o digital y verificar el ascenso de la tensión de salida sin interrupciones.

Apertura Máxima: La condición de apertura máxima ( Full throttle ), permite que el ECM detecte la aceleración a fondo , condición que se efectúa cuando el acelerador es pisado a fondo. En esta condición el ECM efectúa enriquecimiento adicional, modifica el avance y puede interrumpir el accionamiento de los equipos de A/C. La forma de comprobar esta condición se realiza con el tester el acelerador a fondo, la medición debe arrojar una lectura comprendida como se dijo entre 4 y 4.6 voltios, siempre con el sistema en contacto.

4- Reglaje y controles de un TPS:

Para reglar un TPS, primero se debe alinear bien la mariposa del acelerador, el cuerpo de mariposas debe estar limpio y la mariposa debe quedar en reposo, " levemente abierta”. Apenas debe haber luz en sus bordes.

Luego se debe colocar el TPS, y conectado, y en contacto verificar la masa (no debe arrojar una lectura de más de 30 [mV]), el positivo de alimentación en 5 voltios; y luego la salida de señal que debe acomodarse al valor especificado para el V. Mínimo.

Luego se comprobara el barrido y posteriormente el TPS a fondo (full throttle).

 

5- Fallas comunes con el TPS:

El TPS se desajusta cuando toma temperatura: La falla se presenta como pérdida del control de marcha lenta, en otras palabras el motor se queda acelerado o regula en un régimen inadecuado en ciertas condiciones.

El fenómeno se debe a que el TPS al tomar temperatura en el compartimento del motor, modifica su resistencia y el V. Mínimo cambia sorpresivamente, en esta condición el ECM no reconoce la condición de marcha lenta y por consiguiente no efectúa su control.

Se detecta el problema dejando el tester conectado a la salida de señal del TPS y esperando que se produzca la falla como consecuencia de la variación de tensión mencionada.

La pista del TPS se encuentra defectuosa y al barrerla hay mal contacto: La falla produce tironeos y puede encender la lámpara de diagnóstico.

Se debe verificar el barrido con osciloscopio.