Clase ECU TPS O2 - copia.pdf

7/21/2019 Clase ECU TPS O2 - copia.pdf

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Diapositiva 1

ECU TPS - O2 - BARO

Alexander Peralvo

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AUTOTRNICA

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Diapositiva 2 GENERALIDADES DE LOS SISTEMAS DEINYECCIN

Los sistemas de inyeccin pretendenconseguir una dosificacin del combustible lomas ajustada posible a las condiciones demarcha y estado del motor, consiguindolo at ravs de una mayor compl ejidad de loscomponentes del motor.

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Diapositiva 3 GENERALIDADES DE LOS SISTEMAS DEINYECCIN

La mayora de lossistemas efecta la inyeccin decombustible en el colector de admisin, delantede la vlvula de admisin, a travs de inyectoresque en su apertura presentan la misma seccinde paso, gracias a la forma del agujero de salida,pulverizan finalmente el combustible creandounabuenacombinacincon elaire.

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Diapositiva 4

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Los organismos CARB (California Air Resources

Board ) y EPA (Environmental Protection Agency

)de los Estados Unidos exigieron a los fabricantesautomotrices un sistema capaz de auto

diagnosticar fallas en los sistemasanticontaminantes de los vehculos. La respuestadelos fabricantesfue elsistemaOBD.

Origen del sistema OBD

(On Board Diagnostic)

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Diapositiva 5 Qu es el OBD?

Se trata de un sistema de diagnstico integrado al motor del

vehculo . Su funcin es vigilar continuamente los componentesqueintervienenen lasemisiones degases delescape.

El OBD I fue el primer estndar ampliamente difundido enCalifornia, pero su limitacin consista en que entregaba muypocoscdigos.

Para 1996ya fue reglamentado paratodoslos vehculos.

El OBD I I se incorpora una segunda sonda lambda (sensor deoxigeno) que se instala antes y despus del catalizador paraverificarel funcionamiento del mismo.

Parael ao 2000entr en vigorla FaseIII obliga alfabricante atener un s istema de vi gilanci a de la contaminacin ,estandarizado para todos los fabricantes esel EOBD (EuropeanOn BoardDiagnosis). Entrandoya Europa en la regulacin

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Diapositiva 6

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OBD II

OBD es un sistema de diagnstico integrado en el vehculocapaz de monitorearfuncionesanticontaminantes del motor.

Susucesor OBD-IItieneporobjetivo ayudar adetectarrpiday efectivamente unafalla en el sistema de inyeccin, con el ni co o bj et o d e m in im izar l a e mi si n d e g as es d e l osve h cu lo s. Cu an do e l s is te ma t ie ne a lg un a fa ll a e n s ufuncionamiento, las emisiones de gases aumentan fuera delos l mites, y es la mis in del Sta ndard OBD -I I senta r lasformas y procedimientos de deteccin de estasfallas.

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OBD II

El sistema OBD controlaba lo siguiente:

Sensor de oxgeno

Sistema EGR

Sistema de provisin de combustible

Sensores del sistema

Diagnstico general

Emisin de cdigos de fallas


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OBD II

El sistema OBD deba permitir lo siguiente:

Inmediata respuesta de control de la relacinAire/Combustible

Inmediata respuesta en el control de chispa

Buen rendimiento de motor

Diagnstico fcil de fallas


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OBD II

Varios fueron los motivos que obligaron a modificar el sistema OBD:

Se constat una alta tasa de elementos del sistema degradados pero no rotos.

El mal funcionamiento debido a los elementos degradados no era registrado encdigos

Aparecieron muchas fallas intermitentes en el sistema. Las pruebas de emisiones no detectaban anomalas que solo ocurran bajo

carga. Los cdigos de error, protocolos de comunicacin, etc., eran diferentes para

cada fabricante.

OBD-II nace como un intento de subsanar estas fallas y hacer mas estndar elprocedimiento de diagnstico

Migracin de OBD a OBD-II

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OBD II

Detectar la degradacin de elementos que ocasionan emisiones fuerade rango (mayores a 1,5 veces la emisin especificada en el protocolode ensayo)

Ejecutar pruebas (monitoreos o vigilantes) para detectar lasanormalidades

Tener idntico conector de enlace para todos los fabricantes (DLC) Permitir el uso de lectores de cdigos alternativos (no de fbrica) Formato de cdigos uniforme para todos los fabricantes

Procedimiento y protocolo de comunicacin estndar entre sistema ylector o escner Facilidad de obtencin de informacin de servicio para los tcnicos de

talleres no oficiales.

Objetivos del sistema OBD II

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OBD II

1-Canister, 2-vlvulade aire al Canister, 3-vlvulade purgade canister, 4-sensor MAP, 5-inyectores, 6-bobinasindividuales, 7-sensor de fase, 8-bombade aire secundario, 9-vlvulade aire secundario, 10-sensor de masade aire, 11-sistemade acelerador electrnico, 12-vlvulaEGR, 13-sensor dedetonacin, 14-sensor de RPM, 15-sensor de temperatura, 17-ECU, 18-conector de diagnstico, 19-lmparadediagnstico, 20-inmovilizador, 21-sensor depresinen el tanque, 23-modulode aceleradorenpedal, 24-batera.

Esquema general de inyeccin monitoreado

por el OBD II

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OBD II

DLC Conector de enlace

El DLC Conector de enlacede diagnstico permite laconexin entre el sistema y elescner.

El mismo est estandarizadopara permitir el uso de escneroriginal o alternativo

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OBD II

DLC Conector de enlace

1.Funciones de los pines(visto desde el lado delvehiculo)

PRO TO CO LO PIN C ON M ASA PIN C ON SE AL 12 v

ISO 9141-2 4 y 5 7, (15) 16

SAE J1850 PWM 4 y 5 2, 10 16

SAE J1850 VPW 4 y 5 2 16

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OBD II

DLC

Conector de enlaceLas funciones completas de los pines son:

2 bus J1850 + 4 masa del vehculo 5 masa de la seal 6 CAN High (J-2284) 7 ISO 9141-2 (lnea K) 10 bus J1850 14 CAN Low (J-2284) 15 SO 9141-2 (lnea L) 16 12 volt

Los pines 1, 3, 8, 9, 11, 12, 13 estn reservados para usos especficos delfabricante del vehculo

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OBD II

Ubicacin de conector

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OBD IIModos de prueba

Modo 1Identificacin de Parmetro (PID), es el acceso a datos en vivo de valores analgicos o digitales de

salidas y entradas a la ECU.Modo 2Acceso a cuadro de datos congelados. Esta es una funcin muy til del OBD-II porque la ECU

toma una muestra de todos los valores relacionados con las emisiones en el momentoexacto de ocurrir una falla.

Modo 3Permite leer de la memoria de la ECU todos los cdigos de falla (DTC-Data Trouble Code)

almacenados.Modo 4Permite borrar todos los cdigos almacenados en la PCM incluyendo los DTCs y el cuadro de

datos congelados.Modo 5Devuelve los resultados de las pruebas realizadas a los sensores de oxgeno para determinar el

funcionamiento de los mismos y la mayor eficiencia del convertidor.Modo 6Permite obtener los resultados de todas las pruebas de abordo.Modo 7Permite leer de la memoria de la ECU todos los DTCs pendientes.Modo 8Permite realizar la prueba de actuadotes.

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OBD IICdigos de fallas OBD II

El cdigo de falla tiene el siguiente formato: YXXXX (ej. P0308)

Donde Y, el primer dgito, representa la funcin del vehculo.

P --- Electrnica de motor y transmisin (Powertrain)B --- Carrocera (Body)C --- Chasis (Chassis)U --- No definido (undefined)

El Segundo indica la organizacin responsable de definir el cdigo.

0 --- SAE (cdigo comn a todas las marcas)1 --- El fabricante del vehculo (Cdigo diferente para distintas marcas)

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OBD IICdigos de fallas OBD II

El tercer dgito representa una funcin especfica del vehculo:

0 --- El sistema electrnico completo

1 y 2 --- Control de aire y combustible

3 --- Sistema de encendido

4 --- Control de emisin auxiliar

5 --- Control de velocidad y ralent

6 --- Ecu y entradas y salidas

7 --- Transmisin

El cuarto y quinto dgito estn relacionados con la falla.

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Cdigos de fallas OBD II

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OBD II

Cdigos de fallas OBD II Por ejemplo, si tenemos el cdigo P0308 entonces:

indica un problema en la electrnica del motor (P)

Definido por SAE (0)

Comn a cualquier vehculo

Relacionado con el sistema de encendido (3)

La falla se ha producido en el cilindro # 8 (08).

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OBD II

Escner para lectura de cdigos

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GENERALIDADES DE LOS SISTEMAS DEINYECCIN

La computadora, mdulo de control depotencia (PCM), microprocesador, unidad decontrol electrnico (UCE), mdulo electrnico,controla el tiempo de apertura de losinyectores en funcin a los datos que recibede los diferentes sensores del sistema.

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Es importante que la presin de combustible delos inyectores sea constante, sin fluctuaciones nivariaciones, ya que la cantidad de combustibleque se inye cta depe nde exclusivame nte deltiempo que estos permanecen abiertos (tiempode inyeccin), este parmetro es controlado porlaPCM- ECU-UC-ECU-VCM

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Los elementos elctricos electrnicos que cuantificany determinan lascondiciones a laque est operandoelmotor de combustin, transformndolas en sealeselctricas digitales o anlogasque vana serprocesadasen sealesdigitales por un mdulo a travsdel mduloelectrnico, estas seales son: temperatura del motor,temperatura delaire, presindel mltiplede admisin,flujo msico de aire, posicin del acelerador, gases deescape, grado de octano de combustible, posicin delcigeal y del rbol de levas, velocidad del motor,temperatura del fluido de la transmisin automtica,entreotras.

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ESQUEMA DEL SISTEMA DEINYECCIN

El sistema de inyeccin de combustibleest subdividido en cuatro subsistemas:

Subsistema de control electrnico

Subsistema de alimentacin o hidrulico

Subsistema de ingreso de aire

Subsistema autodiagnstico

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SENSORES

Sensor de flujo volumtrico VAF

Sensor de presin absoluta del mltiple MAP

Sensor de posicin del ngulo del cigeal CAS

Sensor de presin baromtrica BARO

Sensor de temperatura del agua WTS-ECT-CTS

Sensor de temperatura del aire IAT-MAT-ATS

Sensor de Oxgeno EGO HEGO O2

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SENSORES

Sensor de velocidad del vehculo VSS Sensor de posicin del rbol de levas CMP Sensor de temperatura del fluido de transmisin ATF Sensor de posicin de la mariposa de aceleracin TPS Sensor de octano Sensor de golpeteo KS

Otras seales Interruptores de cambio de marcha (caja automtica) Aire acondicionado Voltaje de la batera Sensores de nivel de aceite y refrigerante Sensores de freno ABS

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ACTUADORES

Bobina de encendido

Bombade combustible

Inyectores

Relprincipal

Vlvula depurgadel cnister EVAP

Vlvula solenoide para velocidad mnima delmotor ISC IAC

Vlvulas de ventilacin elctrica pararecirculacin de gasesde escape EGR

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ECU

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UNIDAD DE CONTROLELECTRNICO ECU PCM - UC

Es la parte bsica del equipo de inyeccin electrnica degasol ina, y a que rec ibe todas las informa ciones de loscaptadores y sondas, y se encargade su tratamiento para darlas rdenes precisas para una correcta dosificacin de lam ezcl a. E l re su lta do f in al d e l a g es ti n d e l a EC U e s l adeterminacin deltiempoe instante de la inyecciny el saltode chispade encendido.

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Arquitectura de la ECU

La Unidad de Control Electrnico contiene, bsicamente: unconformador de impulsos, un convertidor analgico-digital,bus dig ital de tra nsmisin y un mic roproc esador ; que secompone una unidad aritmtica lgica (ALU) defuncionamientodigital,tal y como semuestra enla figura:

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Convertidor Analgico Digital

Es el encargado de recibir las seales que seproducen por variaciones de tensin y quecorresponden al resto de la informacinproducida por los sensores. Sin embargo,estas variaciones de tensin, que podran serprocesadas de una manera analgica, sonconvertidas en sealesdigitales.

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Microprocesador

Es la unidad central de proceso (CPU) ycontiene en su interior tres di sposi tivosfundamentales que son:

Unidad Aritmt ica Lgica.Acumulador.La Unidadde Control.

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Memoria ROM

Contiene el programa de funcionamiento yoperacin de la ECU. Es la memoria queanaliza las seales de entrada y dice: Cuandovea ocurrir esto, debo hacer que ocurra

aquello.

La ROM es una memoria no voltil , es decircuando se le supri me la ali me nta cin deenerga, retiene su programacin y memoria.

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CARTOGRAFA DE INYECCIN

La unidad de control tiene memorizado unmapa de comienzo de la inyeccin. Este mapatoma como referencia principal el n de rpmdel motor y la cantidad de combustibleinyectado. Como parmetro corrector seutiliza la temperatura del motor que actatambin sobre el comienzo de la inyeccin. Lacartografa se ha determinado empricamentey representa un optimo compromiso entre elbuen funcionamiento del motor y el controlde lasemisiones. 36

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CARTOGRAFA DE INYECCIN

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Memoria PROM-EEPROM

Se le conoce como unidad de calibracin,es elmicroprocesador fina y no voltil, similar a laROM. Este chip contiene informacinespecfica acerca del auto.

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Memoria RAM

Es utilizada por la ECU para elalmacenamiento temporal de informacin delcdigo de falla,o para efectuar computacionesmatemtica s. A dems la ECU alma ce nainformacin acerca de la historia de la relacinaire combustib le del motor y fallas que sedetectan en los circuitos, sensores yactuadores del sistema de inyeccin.

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Batera

SensordeRotacin

SensordeVelocidad

Sensorde PresinMAP

SensordePosicindelaMariposaTPS

SensordeOxgeno

HEGO

SensordeTemperaturadellquidorefrigeracin

CST

SensordeFlujoMsicodeAireMAF

Rel de la Bombade Combustible

Inyectores

Ignicin

Vlvuladeajusteaireenralent IAC

Diagnstico

LuzMIL/ ConectorALDL

Electroventilador

VlvuladeVentilacinElctricaEVAP

INTERFACE

CONVERSORA/D

Microprocesador

PROM

Diagnstico

Unidad deControlElectrnico

EC U

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UBICACIN DE LA PCM

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SUBSISTEMA AUTODIAGNSTICO El sistema tiene la capacidad de realizarse un autodiagnosis.

Capacidad de Autodiagnosis s ig ni fi ca q ue e l s is te maelectrnico se monitorea a si mismo y al equipo perifrico, atravs del reconocimiento y comprobacin de fallas quepuedanser indicadasa travsde laluz deanomala.

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Fina i a es e Sistema eAutodiagnosis

Indicar al conductor, posibles fallas en elsistema.

Grabar Fallas,en forma de Cdigos de Fallas,que ocurren durante el funcionamiento delvehculo.

Auxiliar a los tcnicos automotrices aidentif icar la falla a travs de la lectura decdigos, mediante la luzmil.

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Indicacin de Falla

La luz que indica check engine (revise elmotor) en el tablero de la cabina del vehculo,enciende de forma automtica cada vezque elsistema de diagnstico automtico, ODB porsus siglas en ingls, de la ECU del auto,detecta unaposible fuentede fallos.

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Grabacin del Cdigo de Fallas

Un cdi go de fall a es a utomt icamentegrabado enla memoria RAM dela ECU cuandoexiste algn fallo en la gestin electrnica, lamemoria es apagada cuando la batera esdesconectada en lo mnimo durante 10segundos, pero si no se corr ige el error, e lcdigo de falla permanecer grabado yaparecer de inmediato, apenas el motorentre en funcionamiento o se de arranques.

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IDENTIFICAR LOS COMPONETES

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ESQUEMAS DE SENSORES

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51 SENSOR DE OXGEO

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LAMBDA

EGO

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Catalizador El catalizador tiene como misin disminuir los

gases contaminantes contenidos en los gasesde escape mediante la tcnica de la catlisis.

HC Hidrocarburos

CO Monxido de carbono

Nox xidos de Nitrgeno

Plomo

Utilizando propiedades de los metalespreciosos se logra una oxidacin y unareduccin

PLATINO-PALADIO - RODIO

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SENSOR DE OXIGENO o LAMBDA

Un sensor de oxigeno es como una pila galvnicaque genera un voltaje.

Un terminal esta al aire y mide 21% deoxigeno constante y el otro terminal est a lasalida delos gases con un % mas bajo deoxigenodespus de la combustin.

Este voltaje se da gracias a las caractersticas quedan la interaccin deloxigeno conel Zirconio o elTitanio, segn el tipo de sensor ambos metalesdurosmuy resistentes a la corrosin.

El voltaje vade 0 a 1 voltiocuandoes deZirconioy de0 a 5 voltios cuandoes deTitanio.

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Mezcla rica y mezcla pobre Despus del inyector la combinacin entre el

aire y el combustible lo llamaremos mezcla.

La mezcla es rica cua ndo hay poco aire ymucho combustible. El voltaje ser en el rangoalto de (600 - 1000) mvoltios.

La mezcla es pobre cuando hay mucho aire ypoco combustible. El voltaje ser en el rangobajode ( 100 a 400)mvoltios.

Estos cambios de mezcla se hacen de maneracclica y continua durante el funcionamientodel motor y pueden graficarse de la siguientemanera:

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El sensor de oxgeno da seales alternas a la ECM para que abra ocierre el inyector controlando sus tiempos de apertura

Los rangos de voltaje estn entre 0.2 a 0.8 voltios

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Sensores de oxigeno de distintas conexiones

El sensor de un cable solo se conecta a la seal y es el

mas sencillo.

Los sensores de dos cables se conecta uno a la seal yel otro a tierra.

Los sensores de 3 y 4 cables ya tiene el elementocalefactor o resistencia que tiene la conexin a 12voltios y tierra.

El sensor de 4 cables independiza las conexiones de elsensor y las de la resistencia por eso se considera laseal mas perfecta y sin interferencias.

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LAMBDA En esos cambio de rangos de mezcla pasa por

un punto ideal llamado estequiometria oLAMBDA igual a 1.

LAMBDA = masa de aire proporcionado /

masa de aire terico = 1

Lambda mayor a 1 = mezcla pobre.

Lambda menor a 1 = mezcla rica

Cuando lambda es 1 la seal que genera el

sensor de oxigeno es 450 mvoltios

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Gestin de Lazo o Bucle Abierto

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Gestin de Lazo o Bucle Cerrado

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OPERACIN DE CICLO CERRADOSe da cuando la ECU da visto bueno a todas su variable de medicin

Puede funcionar un sensor ( 5) o dos sensores ( 5) y ( 6)

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Gestin de Lazo o Bucle Cerrado

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65 Para que la ECM acepte la seal dada por el

sensor de oxigeno primero chequea losiguiente:

1- Que todo el sistema elctrico este enperfecto estado sin cortos, malos contactos,resistencia muy alta o circuitos abiertos.

2- Temperatura del motor normal deoperacin 80 grados aproximadamente.

3- Temperatura de sensor de oxigeno de masde 350 grados centgrados.

Condiciones de operacin del sensor de oxigeno

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Para que el sensor llegue a mas de 350 gradoscentgrados se necesita los siguiente :

Esta condicin de temperatura es necesaria para lareaccin del oxigeno con el Zirconio y produzca unvoltaje de calidad que acepte la ECU.

En sensores de un y dos cables se revoluciona elcarro por 4 a 5 minutos para que los gases de escapecalienten al sensor.

Con los sensores de 3 y 4 cables se les incorporo unaresistencia interna que logra esta temperatura entre5 a 10 segundos.

A esta resistencia se le conoce como el elementocalefactor

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Cuidados con el elemento calefactor El circuito elctrico del calefactor es continuamente

monitoreado por la PCM para verificar su apropiadaoperacin. Con un desperfecto, el circuito se apagarya que dar muy poca a ninguna seal de voltaje locual traer como consecuencia la activacin delcdigo de falla DTC P0125 y la iluminacin de la luzCheckEngine en el tablero de instrumentos.

Estaresistencia puede quebrarse con unacada o pordar un torque mas alto del recomendado al

atornillarloen la instalacin.

La resistencia puede ser medida con un hmetro ,amayor temperatura mayor resistencia elctrica.

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SERVICIO Y DIAGNOSTICO DE SENSORES DE OXIGENO

Existen diversos factores que pueden afectar el

normal funcionamientode un sensor de oxgeno. Es importante diferenciarcon claridad si es el propio

sensor de oxgeno o algn otro factor estocasionando que el mismo sensor se comporte deforma irregular.

S i esta co nta mi na do en s u so nda no prod uc irvoltajes apropiadosy no oscilarcomo es debido.

Puede contaminarse debido al anticongelante delmoto r, c ons umo exc esi vo de ac ei te de motor,vapores desprendidos por silicones selladores enempaques y por utilizar aditivos de gasolina de bajacalidad.

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Cuando el sensor de oxgeno se contamina un pocose dice que est "flojo", Esto afectar severamente elconsumo de gasol ina y continuamente provocaproblemasde falla de motortalescomohumonegro,cascabeleos, motor tarda en encender, marchamnima inestable y otros.

Otros factores afectan la operacin del sensor deoxgeno tales como fugas de vaco , fuga de gas envlvula EGR hacia mltiple de admisin, presin degasolina insuficiente o excesiva, otros sensoresdefectuosos, motor trabajando sin termostato,tiempo retrasado de cadena de distribucin, tiempode encendidoretrasado o adelantado en exceso,etc.

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Es sumamente importante que loscircuitos elctricos del sensor de oxgenoas como su elemento calefactor siempreestn en excelentes condiciones.

Resistencia excesiva, circuitos abiertos ycortos a tierra producirn seales falsasde voltaje que harn creer a la PCM cosasque no son ciertas.

Para que los diagnsticos sean adecuadosdeben ser hechos por personal capacitadoy con la instrumentacin correcta comoescner, osciloscopios y multmetrodigitales

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Como podemosver el sensor de oxgeno es afectadopor muchas

variableque debemos de agotar antes de concluir que hay quecambiarloo que no aplica.

A la hora de insta la r uno nuevo es muy importa nte que nosguiemos por el manua l del v ehc ulo y la rec omenda cin delfabricante.

Nose puedereemplazar dezirconiopor unde Titanio o viceversayaque susprincipios demediciny valorde voltaje sondiferentesy opuestos.

Otra parte importante es la formafsicade lasestructuras, debende coincidirlos tipos de roscay largosde losbulbosya quehaceradaptacionespuededarerrorenla tomade losdatos.

Se debe tambin respetar el numero de cables definido por elfabricante.

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SEALES ELECTRICAS DEL SENSOR

Debemos de chequear que los picos de voltaje estn entre 0.2a 0.8 voltios , tambin con el multmetro.

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Herramientas e instrumentacin adecuada

Escner, osciloscopio y multmetro digitales

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Sensores de oxigeno de distintas conexiones

El sensor de un cable solo se conecta a la seal y es el

mas sencillo.

Los sensores de dos cables se conecta uno a la seal yel otro a tierra.

Los sensores de 3 y 4 cables ya tiene el elementocalefactor o resistencia que tiene la conexin a 12voltios y tierra.

El sensor de 4 cables independiza las conexiones de elsensor y las de la resistencia por eso se considera laseal mas perfecta y sin interferencias.

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75 De tres cables son los sensores MAP, MAF, TPS

y VAF teniendo como circuito el siguiente

* Vr = Voltaje de referencia o alimentacin.

Vs = Voltaje de seal del sensor.

5v

ECU

Vs

Vr

vaco

Vs

Vr5 vo 12 5v

ECU

Vs

Vr

MAP MAF TPAS VAF

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Disponen de cuat ro cabl es los se nsorespticos y de efecto hall, TPS cuando disponende un interruptor para indicarla posicin deralent, as tambin las combinaciones de MAFy ATS.

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SUBSISTEMA DE INGRESO DE AIRE

El sistema de admisin consta de filtro de aire, colector dea dmis in, c uerpo de mar iposa y los tubos de a dmis inconectados a cada cilindro. El sistema de admisin tiene pormisinhacer llegar a cada cilindro del motor la cantidad deaire para que la misma sea emulsionada con el combustible(re la cin pr ct ic a 1 4,7-1) nec esar ia a c ada c arrera deexplosin delpistn.

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SUBSISTEMA DE INGRESO DE AIRE

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SISTEMA EVAP

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EGR

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