COMPUTADORAS AUTOMOTRICES

Arquitectura de la ECU

UNIDAD DE UNIDAD DE CONTROL ELECTRONICACONTROL ELECTRONICA La ECU es el conjunto de componentes electrónicos que

tiene por función procesar la información recibida de lossensores, procesarla y calcular las señales de activaciónpara los elementos actuadores

También se la conoce como: ECC, ECM, ECU, ECCS, CPU, PCM, VCM, etc

TIPOS DE MODULOS DE TIPOS DE MODULOS DE CONTROLCONTROL 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 vehículo. Controla y almacena datos del motor, la transmisión y otros sistemas del vehículo como sistemas de frenos ABS

UNIDAD DE CONTROL ELECTRONICAUNIDAD DE CONTROL ELECTRONICAFUNCIONES DE LA ECU. Calcular y controlar el tiempo y

la frecuencia de Inyección. Calcular y controlar el tiempo

de encendido Activar el motor paso a paso,

válvula rotativa o cualquiercontrol del ralentí del motor.

Compensación de revoluciones Compensación de revolucionescon los controles respectivos, alaccionar el aire acondicionado

Comanda el electro ventiladorde enfriamiento

Activar la válvula de purga delos vapores del depósito decombustible

Comandar la válvula solenoidede control neumático de laválvula EGR

UNIDAD DE CONTROL ELECTRONICAUNIDAD DE CONTROL ELECTRONICA

Estructura interna de la ECU

Periferia: Consta de elementos pasivos Resistencias, capacitores.

Circuitos de Filtrado: Filtros pasa bajos para contrarrestar ruido y mejorar la señal.

Fuente: Elementos pasivos y semiconductores Resistencias, semiconductores Resistencias, capacitores, diodos y reguladores de tensión.

Procesamiento de Datos:Memoria: Almacena los datosProcesador: Lee todos los datos.

Driver: Maneja todos los actuadores: Transistores, drivers para motores de paso.

Multiplexor: Compartir datos con otras ECUS.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTOPRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTOPara que el microprocesador pueda interpretar las señales de lossensores (señales de entrada), estas deben ser convertidas en el módulode control electrónico de analógicas a digitales. Estas señales luego sonacompañadas con los parámetros lógicos grabados en la memoria y luegoserá elaborada la orden o señales de salida a los actuadores

PROCESAMIENTO DE DATOS DE LA COMPUTADORAPROCESAMIENTO DE DATOS DE LA COMPUTADORA

Es necesario diferenciar bien cada una de las fases que esta deberealizar para enviar señales a los diferentes actuadores del vehículo.Para ello se divide el estudio en cuatro Bloques de funcionamiento.

Bloque de Entrada Bloque de Procesamiento Bloque de salida Bloque de Soporte

BLOQUE DE ENTRADABLOQUE DE ENTRADASe denomina bloque de entrada a todos los circuitos que se encuentrancomo receptores de las diferentes señales que van a ingresar a la ECU yantes de que lleguen al microprocesador. Encontramos en este sentido,filtros, amplificadores, conformadores de impulsos, conversores análogos adigital.

BLOQUE DE ENTRADABLOQUE DE ENTRADARegulador de tensión El regulador de tensión (5V) es utilizado como señal de entrada para casi

todos los sensores de inyección y para la operación interna de memorias y el microprocesador del módulo de control electrónico.

La tensión regulada es mantenida a pesar de las variaciones de tensión de la batería en 5V ± 15%

BLOQUE DE ENTRADABLOQUE DE ENTRADAFiltrado de señales Los filtros digitales tienen como entrada una señal analógica o

digital y en su salida tienen otra señal analógica o digital,pudiendo haber cambiado en amplitud, frecuencia o fasedependiendo de las características del filtro digital.

BLOQUE DE ENTRADABLOQUE DE ENTRADAConformadores de Impulso Actúa para recibir los impulsos de tensión de los órganos de información

del encendido. Estos impulsos son modificados en magnitud y en forma,para dejarlos en condiciones que puedan ser procesados por elmicroordenador.

BLOQUE DE ENTRADABLOQUE DE ENTRADAConvertidor Análogo – Digital La señal que recibe el módulo de control electrónico desde los sensores,

no puede ser interpretada por el microprocesador, por lo tanto las señales de los sensores que son análogas, deben ser convertidas a digitales.

Para esta conversión se utilizan transistores de saturación o corte, que se comportan exactamente igual a un relé activado-desactivado.

BLOQUE DE PROCESAMIENTOBLOQUE DE PROCESAMIENTOSon todos los circuitos que desarrolla las funciones programadas yque están constituidos circuitalmente por el procesador, memoriasy todo circuito que se vea involucrado en la ejecución del software.Memorias.Procesadores.Micro controladores.RelojMemorias AdicionalesCondensadores y Resistencias EstabilizarCondensadores y Resistencias Estabilizar

BLOQUE DE PROCESAMIENTOBLOQUE DE PROCESAMIENTOMemoria RAM (Random Access Memory) Es esta se realizan los cálculos matemáticos de acuerdo a las señales de

entrada; la memoria se borra cuando se apaga el motor El microprocesador utiliza la memoria RAM para saber el estado general y

las condiciones del motor y en función a esto hacer funcionar losactuadores.

BLOQUE DE PROCESAMIENTOBLOQUE DE PROCESAMIENTO

Memoria KAM (Keep Alive Memory) La memoria KAM vive con la memoria RAM y su función es de guardar los

datos que no se pueden perder al cerrar el contacto, como por ejemplocódigos de fallas aleatorias de sensores.

A diferencia de la memoria RAM, la KAM no se borra al cerrar el contacto,pero si se borra al desconectar la batería.pero si se borra al desconectar la batería.

Cuando en la memoria KAM se almacena un defecto, este permaneceráinstalado aun después de ser corregido, debiendo desconectar la bateríapara que se borre o en algunos casos, se debe proceder al borrado con unscanner.

BLOQUE DE PROCESAMIENTOBLOQUE DE PROCESAMIENTOMemoria EPROM (Erasable Programmable

Read Only Memory) En la memoria EPROM (programable) o PROM (programada), es donde el

microprocesador consulta todas la calibraciones del vehículo, tales como:peso del mismo, compresión del motor, etc.

Al cerrar el contacto o desconectar la batería, esta memoria no se borra.

BLOQUE DE PROCESAMIENTOBLOQUE DE PROCESAMIENTOMemoria ROM (Read Only Memory) La memoria ROM mantiene grabados los programas con todos los datos, Y curvas

características , valores teóricos, etc. con los que ha de funcionar el sistema. Esta memoria es utilizada por el microprocesador para comparar los parámetro de

cada sensor en cada situación y en los casos en que el microprocesador detecte alguna anomalía en alguna señal, la reemplazará por un valor de la memoria ROM

La memoria ROM es una memoria de consulta y al igual que la memoria EPROM no se borra ni al cerrar el contacto, ni al desconectar la batería

BLOQUE DE PROCESAMIENTOBLOQUE DE PROCESAMIENTO

Microprocesador Básicamente el microprocesador es el paquete de programas ubicados

dentro del control electrónico, para el mejor funcionamiento y control delmotor. Estos programas incluyen todos los cálculos matemáticos, tomadecisiones y estrategia de emergencia

BLOQUE DE PROCESAMIENTOBLOQUE DE PROCESAMIENTOContiene en su interior tres dispositivos

fundamentales : Unidad Lógica de Calculo (ALU): Realiza las operaciones aritméticas y

las operaciones lógicas Acumulador: Es una memoria intermedia que le permite al CPU guardar

datos mientras trabajo con otros que tendrán relación con lo que estáprocesando

Unidad de Control: Es el elemento activo que solicita los datos, controlalas entradas, las salidas y el desarrollo de las operacioneslas entradas, las salidas y el desarrollo de las operaciones

BLOQUE DE SALIDABLOQUE DE SALIDAAsí como las señales son tratadas al ingresar, existen circuitos que seencuentran entre las salidas del microprocesador y los diferentes elementosque van a ser actuados como por ejemplo: Bobinas de encendido,inyectores, relés, etc.

BLOQUE DE SALIDABLOQUE DE SALIDAConvertidor Digital - Análogo Así como las señales de los sensores deben ser transformadas en

digitales, para que puedan ser interpretadas por el microprocesador y de esta forma “saber lo que está pasando La señal digital debe convertirse en analógica para controlar los actuadores(señales analógicas).

De esta forma es que todas las señales micro procesadas son convertidas de digitales en análogas para controlar a los actuadores. El convertidor digital recibe un número de 8 BITS y la trasforma en una tensión continua de un valor proporcional al número digital.

BLOQUE DE SALIDABLOQUE DE SALIDADrivers (Controlador de Dispositivo)

El drivers están básicamente diseñado para controlar los actuadores, como por ejemplo los inyectores, bobinas, relés, entre otros, estos circuitos deben cumplir con requisitos de manejo de potencia puesto que la corriente que se maneja en muchos de ellos alcanza los 5A y los voltajes operados pueden llegar a picos de hasta 400V.

Transistores Circuitos integrados de control

BLOQUE DE SALIDABLOQUE DE SALIDA

Circuitos de potencia con transistores Se encargan de dar los pulsos de activación a las bobinas

de encendido, inyectores, relés, etc. para de esta maneraponer en funcionamiento a cada uno de los actuadores.

Transistores ◦ Bipolar BJT◦ Darlington◦ Darlington◦ Mosfet◦ Fet◦ IGBT´s

Circuitos Integrados ◦ IC◦ Relevadores

BLOQUE DE SOPORTEBLOQUE DE SOPORTE Se denomina así al conjunto de componentes que tienen como función

alimentar a los circuitos internos mencionados anteriormente. Loconstituye la fuente de alimentación de la ECU.

BLOQUE DE SOPORTEBLOQUE DE SOPORTERegulador de Voltaje Un regulador tiene como función mantener la tensión de salida

“Vo” en un valor predeterminado, sobre el rango esperado decorriente de carga, independientemente de las variaciones de lacorriente de la carga, la tensión de entrada al regulador Vi y latemperatura T. La tensión regulada es mantenida a pesar de lasvariaciones de tensión de la batería en 5V ± 15%

Los parámetros más Los parámetros más importantes que caracterizan a un regulador de tensión son:

• La regulación de carga. • La regulación de línea. • El coeficiente de

temperatura.

BLOQUE DE SOPORTEBLOQUE DE SOPORTE

Fuente de alimentación de la ECU Los ECM disponen de una fuente de poder interna que

proporciona distintos tipos de voltajes para energizarcomponentes como sensores y Actuadores. Estos voltajespueden tener una variación.

CONFORMADO POR:

• Diodos Rectificadores y Zener. • Condensadores. • Reguladores de Tensión. • Resistencias

BLOQUE DE SOPORTEBLOQUE DE SOPORTE

+ 5 volt. + - 0.5 V Voltaje de Suministro para sensores análogos

+ 8 volt. + - 0.5 V Voltaje de Suministro para sensores Digitaleso PWM

+ 12,5 volt. + - 1V Voltaje de Suministro para sensores defrecuencia electrónicos.frecuencia electrónicos.

+ 105 volt. + - 0.5 Voltaje de Suministro para solenoides parainyección de combustible

BLOQUE DE SOPORTEBLOQUE DE SOPORTEPara el Negativo, existen tres posibilidades de masas en una

ECU, estas son: Masa Digital: Usada por la ECU para el sistema de

procesamiento de datos, Procesador y Memoria. Masa Análoga: Usada por la ECU para circuitos análogos, por

ejemplo conversores análogos a digital. Masa de Potencia: Usada por la ECU para circuitos de fuente

y control de actuadores principalmente ej. , Regulador de Tensióny control de actuadores principalmente ej. , Regulador de Tensióny principalmente transistores.

BLOQUE DE SOPORTEBLOQUE DE SOPORTEMasa de Blindaje: La Ecu posee un circuito de

blindaje, el cual es capaz de transportar las señales dentro de la ECU sin la presencia de ruido electromagnético.

COMUNICACIÓN COMUNICACIÓN

Son los pines donde la computadora se comunica con otros módulos incluyendo al scanner de diagnóstico

Para la identificación de los pines se debe observar y estudiar el diagrama eléctrico

Para la identificación Para la identificación de de los pineslos pines se se debe debe observar y estudiar observar y estudiar eleldiagrama diagrama eléctrico:eléctrico:

• B1 y C16: positivos de alimentación permanente de la batería

• A6: positivo de ignición

• A1: activación del relé de la bomba de combustible por masa

• D15: activación de inyector por pulsos de masa

• A5: activación de luz “Check Engine”

• A8 y A9: comunicación con conector de diagnóstico para scanner

• C14: salida de 5 voltios para sensores, desde el regulador de tensión

• D2: masa de sensores

Cuidados Cuidados especialesespeciales No desconectar el módulo de control electrónico sin antes desconectar la

ignición y el fusible de alimentación de la batería. No desconectar ningún componente del sistema de inyección electrónica, con

el vehículo en marcha o en contacto El módulo de control electrónico no soporta temperaturas superiores a 80ºC,

por lo tanto es recomendable retirarlo si el vehículo es colocado en una cámara de pintura.

Si se debe realizar soldaduras eléctricas, se debe retirar el módulo de control electrónico, al igual todas las computadoras dispuestas en el vehículoelectrónico, al igual todas las computadoras dispuestas en el vehículo

El modulo de control electrónico funcionará correctamente mientras que la tensión de alimentación sea entre 10V y 15V, también se debe tomar en cuenta que la tensión máxima que soporta el módulo esta alrededor de los 16V, pudiéndose quemar si supera esta tensión

Las alarmas colocadas al sistema de ignición o inyección, provocarán cortes bruscos al módulo de control pudiendo destruirlo, por lo tanto el corte de alarma se debe realizar en la bomba de combustible y las tomas de alimentación de 12V se deben hacer directamente de la batería.

Cuidados especialesCuidados especiales

Los componentes del modulo de control electrónico son altamente sensibles a la humedad por lo tanto debe tenerse especial cuidado con las salpicaduras de agua, zonas inundadas y lavado del motor.

Cuando se realiza un puente con una batería auxiliar, el negativo de esta batería debe conectarse a masa de chasis o del motor y no al negativo del vehículo, para no producir un pico de tensión.

No se deben utilizar cargadores de batería que no estén preparados para No se deben utilizar cargadores de batería que no estén preparados para vehículos con inyección electrónica, pues el cargador al arrancar produce un pico de tensión capaz de quemar al módulo de control electrónico

Nunca se debe verificar si hay chispa en el cable de bujía acercando a masa (bloque motor o chasis), si o que se debe colocar una bujía en el terminal del cable y sujetarla a masa

Mapas de la ECUMapas de la ECUCartografía de inyecciónLa cantidad de combustible a inyectar es determinado teniendo en cuentatambién la cartografía de inyección que esta memorizada en la unidad decontrol y que intenta en todo momento evitar la emisión decontaminantes (humo negro).Si el volumen de aire aspirado es demasiado bajo la cantidad decombustible inyectado es limitado a un valor que no provoque humosnegros

Cartografía de comienzo a la inyecciónLa unidad de control tiene memorizado un mapa de comienzo de la inyección. Este mapa toma como referencia principal el nº de rpm del motor y la cantidad de combustible inyectado. Como parámetro corrector se utiliza la temperatura del motor que actúa también sobre el comienzo de la inyección.

Mapas de la ECUMapas de la ECU

Fin