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Electrónica del Automóvil

Electrónica del Automóvil 33

ElEctrónica automotrizEl SiStEma ElEctrónico dE control dEl motor

Todos somos conocedores de las actuales tecnologías con las que se están dotando a

los actuales modelos de vehículos, cada día más enfocados a ser lo más eficientes

posible respecto al consumo de combustible y a la par menos contaminantes. La duda

nos surge cuando pensamos en las primeras tecnologías que fueron aplicadas para tal

fin y aquí es donde encontramos la función de la ECU, Engine Control Unit o Unidad de

Control de Motor que es una unidad de control electrónico que supervisa varios aspec-

tos de la operación de combustión interna del motor. Las ECUs más simples sólo con-

trolan la cantidad de combustible que es inyectado en cada cilindro en cada ciclo de

motor. ECUs más avanzadas controlan el punto de ignición, el tiempo de apertura/cie-

rre de las válvulas, el nivel de impulso mantenido por el turbocompresor (en coches con

turbocompresor), y control de otros periféricos. La introducción de estas primeras ECU

fueron la respuesta por parte de los fabricantes de automóviles americanos a las cada

vez más exigentes regulaciones con respecto a la emisión de gases tóxicos de los auto-

móviles. Esto se producía a finales de la década de los años setenta y principios del

ochenta, y el boom de los nuevos aparatos electrónicos se reflejaba en un mayor uso

de los mismos en los nuevos vehículos. Para este trabajo, ECU (Unidad de Control

Electrónico o computadora del auto) y ECM (Módulo de Control Electrónico o conjunto

de computadoras) es considerado “lo mismo”.

Coordinación: Ing. Horacio Daniel Vallejo - [email protected]

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IntroDuCCIón

Las exigentes regulaciones respecto a lasemisiones contaminantes durante los años fina-les de los 70 y los 80 y a la optimización del usode combustible, impulsaron más por necesidadque por otro motivo, a un cambio de mentalidad yun obligado paso de lo mecánico a lo electrónicoen cuanto ejecución y regulación de los diversosparámetros, antes realizados por distintos meca-nismos neumáticos y mecánicos y posteriormen-te controlados por este unidad de control, paraasí poder controlar de manera más eficaz la com-bustión del motor.

Podemos definir una ECU como la unidad decontrol electrónico que regula al motor.

Esto se traduce de una manera sencilla definécomo el corazón de un complejo sistema electró-nico compuesto por sensores y actuadores, en laque los sensores informan a la unidad central yésta envía la orden necesaria a los actuadorespara transformar dicha información inicial.

La función de los sensores es la de registrardiversos parámetros sobre el funcionamiento delvehículo (tales por ejemplo, como las revolucio-nes del motor, temperatura de los sistemas, señalde la posición del acelerador, etc.) Estos senso-res actúan como puente hasta el sistema centralo ECU y transforman dichas magnitudes físicasen electrónicas.

Por su lado, los actuadores serían los ele-mentos que son dirigidos a su vez por la ECU yson los encargados de convertir las señales eléc-tricas recibidas en magnitudes mecánicas.Hablamos por ejemplo de los inyectores de com-bustible, electroventiladores o demás sistemasque reciban la información y consecuentemente,actúen de una manera mecánica sobre algunafunción en el vehículo.

Las primeras unidades de control o ECU mássencillas controlaban simplemente el flujo o can-tidad de combustible que se inyectaba por cilin-dro en cada ciclo del motor, mientras que lasECUs más actuales controlan casi la totalidad delos sistemas del vehículo, haciendo en numero-sas ocasiones complicado encontrar las posiblesaverías derivadas en pequeños fallos electróni-cos.

Actualmente un microprocesador de 64 bits a120MHz es el cerebro encargado de la ECU y, aligual que sucede con cualquier computadora tipoPC o portátil, es necesario que disponga de su

propio sistema operativo para poder funcionar.En la figura 1 se puede apreciar una infografía defuncionamiento de una computadora de automó-vil MPC5634. Vea en la figura 2 algunos de losprincipales componentes electrónicos de estaECU.

Algunos sistemas operativos funcionales pue-den ser os CAN o Microsar Os.

Debido a que las ECUs no deben soportaruna comunicación directa con el usuario o inte-ractuar con distintas aplicaciones, estas caracte-rísticas son suficientes en los modelos actuales.

De igual manera, las unidades centrales hanevolucionado hasta las que conocemos hoy endía con elementos avisadores de autodiagnósti-co, que nos avisa de los posibles errores queésta puede padecer si detecta valores fuera delrango pre-establecido por fábrica. Este sistemahace un análisis cuando se inicia el arranque y siexiste error alguno nos lo comunica directamentemediante distintos símbolos situados en el cua-dro de mandos del automóvil.

Debido al aumento de nuevas funciones y sis-temas electrónicos en los nuevos vehículos,debemos considerar diversas computadorasencargadas cada una de ellas de una función demanera específica. Todas estas unidades estáncentralizadas y comunicadas mediante un bus dedatos o bus can, que es un protocolo de comuni-cación basado en un bus serie e ideado por laempresa alemana Bosch en los años 1980 parael intercambio de información de las distintas uni-dades de proceso con una unidad central, redu-ciendo el cableado y mejorando costos.

Breve Historia de las ECUs

Se puede hacer una clasificación de lasECUs, dependiendo de su tecnología utilizada yde la época de fabricación, desde las más anti-guas, las cuales sólo controlaban cantidad decombustible inyectado, hasta las más modernasque pueden ser capaces de ser modificadas oreprogramadas para poder realizar ciertos cam-bios en los distintos parámetros, mejorando así elrendimiento del vehículo.

Las unidades de principios de los años 1980se caracterizaban por ser de diseño híbrido digi-tal. Dicho sistema utilizaba técnicas analógicaspara la toma de medidas, para posteriormenteusar una tabla de valores almacenada en una

ECM y ECU

34 Electrónica del Automóvil


El SiStEMA ElECtróniCo dE Control dEl Motor


Figura 1

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ECM y ECU


Figura 2 - Lay-Out de

la ECU MPC5634


memoria de sólo lectura y de modo de obtenerlos valores finales de salida.

No disponían de la suficiente tecnología comopara tener los datos exactos de cada componen-te y solamente podían compararse con dichosvalores almacenados, causando considerablesinconvenientes, ya que estos valores estándareran los prefijados para los vehículos con suscomponentes totalmente nuevos, y con el pasodel tiempo podían dar lugar a fallos debido al des-gaste habitual de los mismos.

Las ECUs programables, son aquellas quepueden ser modificadas como consecuencia deun cambio de algún componente del vehículo,debiendo ser adaptado para poder así configu-rarse correctamente el comportamiento y rendi-miento adecuado del automóvil.

Estas unidades más modernas (en automóvi-les fabricados a partir del 2000) ya utilizan ECUscon sistemas OBD-II, capaces de poder ser pro-gramadas mediante puertos OBD de maneraexterna, pudiendo ser modificadas mediante eluso de una computadora portátil conectada alvehículo a través de una interfaz OBD II.Mediante un programa o interfaz gráfica instaladaen la computadora se pueden visualizar todas lascaracterísticas de funcionamiento de la ECU ypodrán modificarse parámetros, por ejemplo, lacantidad de combustible que se debe inyectar enel motor, la mezcla correcta de oxígeno y com-bustible o distintos parámetros claves necesariospara el correcto funcionamiento del vehículo.

¿Y cuáles son los parámetros a programar?

Existen infinidad de parámetros que puedenser completamente modificados, ajustando asílos valores de manera completamente específica,desde la ignición, límite de revoluciones, lacorrecta temperatura del agua, alimentación decombustible temporal, modificación de baja pre-sión en el combustible, sensor de oxígeno osonda lambda, etc.

Esto no sólo es válido para conseguir unmejor funcionamiento a base de reprogramación,pudiendo disminuir consumo de combustible oconfigurando un nuevo mapeado para poder asícontrolar la emisión de gases nocivos, algoimprescindible para poder pasar sin problemas laITV correspondiente.

Actualmente existe un claro aumento de loscomponentes electrónicos en los nuevos mode-los de automóviles, con lo que repercute en un

mayor nivel de complejidad tecnológica, esto setraduce en más computadoras, una mayor espe-cialización y diversificación de ellas, (cada unidadcontroladora de una parte específica de cada fun-ción) sistemas más complejos y una escaladatécnica en cuanto prestaciones deseadas porparte del usuario final.

Con toda esta nueva introducción en cuanto latecnología aplicada al mundo del automóvil, nosencontramos ante la situación de un fuerte cam-bio en cuanto averías típicamente mecánicas alas nuevas averías, producidas cada vez más porfallos electrónicos. Los mecánicos han debidosaber reciclarse a tiempo para poder abordarnuevos problemas, algunos complicados de solu-cionar, para así poder seguir realizando su laborde manera correcta, porque, atrás queda en mirecuerdo, al mecánico de mi barrio, aquél con elmono sucio de grasa y manos oscuras a los cadavez más mecánicos de portátil que solucionan losfallos de mi vehículo, enchufados mediante unpuerto OBD mientras observan tablas de valoresy posibles errores producidos por cualquier dis-positivo electrónico.

FunCIones De la eCu

Las ECUs determinan la cantidad de combus-tible, el punto de ignición y otros parámetrosmonitorizando el motor a través de sensores.Estos incluyen: sensor MAP, sensor de posicióndel acelerador, sensor de temperatura del aire,sensor de oxígeno y muchos otros.

Frecuentemente esto se hace usando un con-trol repetitivo (como un controlador PID).

Antes de que las unidades de control de motorfuesen implantadas, la cantidad de combustiblepor ciclo en un cilindro estaba determinada porun carburador o por una bomba de inyección.

Control de la inyección de combustiblePara un motor con inyección de combustible,

una ECU determinará la cantidad de combustibleque se inyecta basándose en un cierto númerode parámetros.

Si el acelerador está presionado a fondo, elECU abrirá ciertas entradas que harán que laentrada de aire al motor sea mayor. La ECUinyectará más combustible según la cantidad deaire que esté pasando al motor. Si el motor no haalcanzado la temperatura suficiente, la cantidad




de combustible inyectado será mayor (haciendoque la mezcla es más rica hasta que el motoresté caliente).

Control del tiempo de inyecciónUn motor de ignición de chispa necesita para

iniciar la combustión una chispa en la cámara decombustión.

Una ECU puede ajustar el tiempo exacto de lachispa (llamado tiempo de ignición) para proveeruna mejor potencia y un menor gasto de com-bustible. Si la ECU detecta un picado de bielas enel motor, y "analiza" que esto se debe a que eltiempo de ignición se está adelantando almomento de la compresión, ralentizará (retarda-rá) el tiempo en el que se produce la chispa paraprevenir la situación.

Una segunda, y más común causa que debedetectar este sistema es cuando el motor gira amuy bajas revoluciones para el trabajo que se leestá pidiendo al coche. Este caso se resuelveimpidiendo a los pistones moverse hasta que nose haya producido la chispa, evitando así que elmomento de la combustión se produzca cuandolos pistones ya han comenzado a expandir lacavidad.

Pero esto último sólo se aplica a vehículoscon transmisión manual. La ECU en vehículos detransmisión automática simplemente se encarga-rá de reducir el movimiento de la transmisión.

Control de la distribución de válvulasAlgunos motores poseen distribución de vál-

vulas. En estos motores la ECU controla el tiem-po en el ciclo de motor en el que las válvulas sedeben abrir. Las válvulas se abren normalmentemás tarde a mayores velocidades que a menoresvelocidades. Esto puede optimizar el flujo de aireque entra en el cilindro, incrementando la poten-cia y evitando la mala combustión de combusti-ble.

Control de arranqueUna relativamente reciente aplicación de la

Unidad de Control de Motor es el uso de un pre-ciso instante de tiempo en el que se producenuna inyección e ignición para arrancar el motorsin usar un motor de arranque (típicamente eléc-trico conectado a la batería). Esta funcionalidadproveerá de una mayor eficiencia al motor, consu consecuente reducción de combustible con-sumido.

FunCIonamIento Del motor

Según lo visto hasta el momento, el principalcomponente del Sistema de Control Electrónicodel Motor (ECM, también conocido como “módu-lo de control del motor”) es la computadora prin-cipal o Unidad Electrónica de Control (ECU) ymuchas veces se confunden estos término a talpunto que, cuando se está describiendo el fun-cionamiento de algún sistema electrónico delauto, el lector no tiene una idea clara sobre el ele-mento al que se hace referencia. En este trabajo,nosotros haremos referencia al “módulo de con-trol de del motor” como un conjunto que incluye ala computadora principal (ECU) y sub-computa-doras. En otras palabras, ECU y ECM “es lomismo” aunque hilando fino, en los automóvilesactuales que poseen decenas de microcontrola-dores, el módulo de control ECM tiene una com-putadora principal ECU y varias computadorassecundarias.

Por tal motivo, a continuación vamos a descri-bir el sistema electrónico del automóvil, centrán-donos en los siguientes objetivos:

1. Identificar los principales sistemas / compo-

nentes de control del automóvil.

2. Conocer la información que se necesita

para evaluar los sistemas de control del motor.

3. Familiarizarnos con los términos de los sis-

temas de control de los motores.

La necesidad de lograr una salida de altapotencia, alta economía de combustible y lamenor cantidad de gases de emisión de los moto-res, hoy en día ha llevado contar con sistemas decontrol del motor muy sofisticados.

Como sabemos, una computadora, que serefiere como un módulo de control del motor(ECM), gestiona una variedad de sistemas parael correcto funcionamiento del motor. Estos siste-mas se dividen básicamente en las siguientesáreas:

• Los sistemas de inducción de aire.

• El sistema de combustible.

• Sistema de encendido.

• Sistema de control de emisiones y de escape.

Todos los sistemas mencionados y otros son,controlados por el ECM. El ECM con sus senso-res y actuadores se conoce como el sistema de

ECM y ECU



control electrónico. Es importante tener en cuen-ta, al momento de diagnosticar problemas demotor, que los fundamentos del funcionamientodel motor (correcta mezcla de aire y combustible

suficientemente comprimida y encendi-do en el momento adecuado) no sondiferentes. La siguiente es una descrip-ción de estos sistemas.

el sIstema De InDuCCIón De aIre

El ECM mide y controla la cantidad deaire para un funcionamiento eficientedel motor. La válvula de control de airede ralentí no se utiliza en los sistemascon control electrónico del acelerador.En algunos motores se utiliza un sen-sor de consumo en el colector en lugarde un sensor de flujo de aire. En la figu-ra 3 puede observar el diagrama enbloques que ejemplifica el sistema deinducción de aire. El funcionamiento deeste sistema es el siguiente:

El aire filtrado por el filtro de aire se mide por

el sensor de flujo de aire (comúnmente llamado el

sensor de flujo de masa de aire).



Figura 3 - Sistema de inducción de aire.

Figura 4 – Sistema de inyección de combustible.


El volumen de aire es regulado por la válvula

de mariposa.

La válvula de control de aire de ralentí regula

la cantidad de aire que se deriva de la válvula de

mariposa para ajustar la velocidad de ralentí.

La cámara de admisión de aire y el colector de

admisión están afinados para un funcionamiento

eficiente.

Hay muchas variaciones en el sistema básicode inducción de aire.

El “Sistema Acústico Controlado de Inducción”(ACIS) modifica la entrada de aire para tener unamayor eficiencia. Algunos motores tienen turbo-compresores y compresores para proporcionaraire adicional.

sIstema De InyeCCIón De CombustIble

La explicación del funcionamiento del sistemade inyección de combustible puede facilitarseobservando el diagrama de la figura 4. En base alas señales recibidas, el ECM calcula cada cuán-to tiempo y cuándo debe encender o activar losinyectores para que proporcionen la cantidadcorrecta de combustible.

La ubicación del regulador de presión varíacon cada sistema. Cuando el exceso de combus-tible se devuelve al depósito de combustible, elregulador de presión se ubica después de losinyectores.

En el sistema de combustible sin retorno, elregulador de presión está en el depósito de com-bustible.

El sistema de combustible tiene que suminis-

trar el volumen correcto de combustible a los

cilindros bajo una variedad de condiciones.

El combustible es presurizado por la bombade combustible y se envía a los inyectores decombustible en forma de flujo. Un regulador depresión, situado en el depósito de combustible odespués de los inyectores, regula la presión decombustible. El ECM controla cuándo y por cuán-to tiempo los inyectores de combustible estánactivos para suministrar el fluido a los cilindros.Los inyectores, cuando están activos, permitenque el combustible fluya hacia el colector deadmisión. El ECM calcula la cantidad de combus-tible a inyectar en base a una variedad de pará-

metros, principalmente temperatura y volumendel aire de admisión.

Hay otros componentes utilizados en un siste-ma de inyección de combustible para modificarsu operación y los trataremos cuando veamos el“sistema de combustible”.

sIstema De IgnICIón

Basado en las condiciones de funcionamientodel motor, el ECM determina cuando se realiza laignición de la mezcla aire / combustible, de acuer-do con su programación, vea la figura 5. El“encendedor” activa la (s) bobina (s) de encendi-do y la apaga, en base a una señal recibidadesde el ECM. La alta tensión necesaria paracrear la chispa se genera en la (s) bobina (s).

el sIstema De emIsIones y De esCape

El ECM gestiona los diferentes sistemas ycomponentes para cumplir con las regulacionessobre emisión de gases. El sistema de evapora-ción (EVAP) evita que los vapores de gasolina(HC) entren en la atmósfera.

ECM y ECU


Figura 5 – Sistema de ignición.


El programa de control de combustible seencarga de ajustar la relación aire / combustiblepara que el catalizador funcione con su máximaeficiencia, de acuerdo con el esquema que semuestra en la figura 6. Esto reduce los hidrocar-buros (HC), el monóxido de carbono (CO) y losóxidos de nitrógeno (NOx) que se arrojan alambiente. El sistema de recirculación de gasesde escape (EGR) también ayuda a reducir losNOx.

otros sIstemas

Los componentes del motor que antes erancontrolados mecánicamente ahora están contro-ladas electrónicamente. El objetivo es mejorar laeficiencia del motor y la seguridad del vehículo.Algunos de estos sistemas son:

• Control electrónico del acelerador inteli-gente (etCs-i): El ECM ajusta la apertura delacelerador de acuerdo a la demanda del conduc-tor y las condiciones del vehículo. Esto mejora elrendimiento y la seguridad de los vehículos.

• sistema de Control acústico deInducción (aCIs): El ECM varía la admisión decombustible para un mejor rendimiento del motor.

• Válvula Variable Inteligente (VVt-i): ElECM ajusta cuando se abren las válvulas paraofrecer una mejor economía de combustible, máspotencia y menos emisiones.

No hay duda de que estos sistemas seránmodificados con el tiempo y nuevos sistemas sevan a añadir a medida que se introduzcan mejo-ras en los automóviles.

Otra tendencia significativa es la integraciónde los sistemas individuales. Por ejemplo, el ECMtrabaja en coordinación con el sistema de controlde estabilidad del vehículo para proporcionar unmejor control del vehículo en condiciones resba-ladizas.

DesCrIpCIón Del sIstema

De Control eleCtrónICo

El cuadro de la figura 7 muestra un sistema decontrol electrónico del motor básico. Los senso-res proporcionan los datos necesarios, el ECMlos analiza y envía la señal adecuada a los actua-dores.

El sistema electrónico de control del motor secompone de varios sensores que detectan lascondiciones del motor, de un conjunto de compu-tadoras llamado “módulo de control electrónico”(ECM), y numerosos actuadores que controlanuna variedad de componentes del motor.

El diagnóstico preciso del sistema electrónicode control del motor se compone de varios ele-mentos a saber:

• El conocimiento fundamental de cómo fun-

ciona el sistema.

• Encontrar la información correcta para la

reparación.

• Interpretar correctamente los datos del siste-

ma de control del motor.

• La realización de las pruebas adecuadas

con precisión.

Para entender cómo el módulo ECM controlavarias funciones del motor, debemos decir que elsistema de control electrónico se divide en tressecciones, tal como sugiere la figura 8:



Figura 6 – Sistema de emisiones y de escape.


ECM y ECU


Figura 7 – Diagrama en bloques del sistema de control electrónico.


• Entrada.

• Proceso.

• Salida

las entraDas Del eCm

Los sensores se utilizan para con-vertir las condiciones de funciona-miento del motor como la tempe-ratura, rpm, posición del acelera-dor, y otros parámetros en señaleseléctricas que supervisa constan-temente el ECM, figura 9. Circuitos electrónicos integradosen el ECM detectan las condicio-nes de funcionamiento de algunoselementos (como por ejemplo elcircuito de carga eléctrica) parauna operación adecuada. Conestos datos, el ECM tiene informa-ción suficiente para ejecutar los

programas que operan los sistemas de controlde emisiones del motor y otros subsistemas.

móDulo De Control eCm

El ECM procesa las señales de entrada, llegaa una decisión sobre la base de su programa-ción, y lleva a cabo la acción necesaria. ElECM también almacena en su memoria lainformación recibida para asegurarse de queel vehículo realiza el proceso según lo pres-cripto; también almacena los códigos de diag-nóstico (DTC) y demás información de diag-nóstico y control. El ECM también puede con-trolar otras funciones como la transmisión,ABS, etc.Los ECM modernos también contienen elnúmero de información del vehículo (VIN), laidentificación de la calibración (CAL ID), y laverificación de la calibración. Esto se hacepara asegurarse que los ajustes de calibraciónson correctos para el motor de ese automóvil.Los ECM se deben manejar con cuidado. Loscomponentes electrónicos son sensibles a lasdescargas electrostáticas (electricidad estáti-ca). Siempre debe seguir los procedimientosrecomendados para la manipulación de estoscomponentes. Vea en la figura 10 el diagramaen bloques del ECM.



Figura 8 – Sistema de control electrónico.

Figura 9 – Entradas del ECM.


aCtuaDores y DIsposItIVos De salIDa

Las órdenes “de actuación” se envíandesde el microprocesador dentro de la ECMpara los diversos transistores de excitación desalida, relés y demás componentes electróni-cos de control, figura 11. Las señales envia-das desde el ECM hacen que cada actuadorse active o desactive para poner en marchaalgún proceso o para modificar su funciona-miento.

Algunos tipos de actuadores de salida son:

• Solenoides: Inyectores de combustible,

válvulas de conmutación (VSV).

• Los relés: Circuitos de apertura / cierre de

corriente.

• Transistores: Puesta en marcha, ignición.

• Luces: Luz indicadora de mal funciona-

miento (MIL).

• Motores: Control electrónico del acelera-

dor.

• Resistencias Calefactoras: Calentador

(es) de Oxígeno y Aire / Combustible

• Embrague - Control electrónico del acele-

rador.

ECM y ECU


Figura 10 – La unidad de control.

Figura11 – Los actuadores del

sistema de control.


DIstrIbuCIón De la energía

Cuando el interruptor de arranque se encien-de, se suministra corriente al ECM para inicializarel programa de ordenador, y realizar el suministrode corriente eléctrica a todos los solenoides con-trolados por el sistema, los relés, y los motores.El funcionamiento actual del ECM vuelve a tierraa través de E1, figura 12. Sin un circuito de distri-

bución de energía que fun-cione adecuadamente, elECM y el motor no funcio-nará y no habrá comunica-ción con el probador dediagnóstico.El ECM también tiene otralínea de energía desde labatería que se utiliza paraalmacenar los DTC, el tiem-po de encendido, el ajustedel combustible y otrosvalores que deben seralmacenados en la memo-ria, figura 13. Si no hay ten-sión en este terminal, losDTC y otros valores alma-cenados en la memoria seborrarán.

señal De Control

De tensIón

El ECM envía una tensiónregulada de 5 volt (VC oVCC) desde la línea de ali-mentación. Este voltaje se

utiliza para muchos sensores, tales como senso-res de temperatura, sensores de presión, senso-res de posición del acelerador, etc.

el CIrCuIto De tIerra o masa (gnD)

El circuito de tierra es tan importante como loscircuitos de potencia, figura 14. El ECM tiene múl-

tiples circuitos de tierra,y es por lo general la tra-yectoria de tierra paralos sensores y actuado-res. El número de circui-tos de tierra variará conel año y el modelo delmotor del auto.Los circuitos de tierra amenudo se compruebanmediante la medición dela caída de tensión, y loscables se compruebamidiendo su continui-dad.



Figura 12 – El control de energía durante el arranque.

Figura 13 – Alimentación del módulo de control ECM.


proteCCIón De CIrCuItos

(DespIkIng)

Cuando un circuito quelleva una gran cantidad decorriente se apaga repenti-namente, una alta tensiónse induce en los devanadosde las bobinas que seencuentran en los relés ysolenoides. Este pico de“alto voltaje” puede dañar eltransistor asociado en elECM, también puede gene-rar una señal falsa en otroscircuitos, o generar ruido.

Para evitar que sucedaeste pico de alta tensión inducida se usa un diodoo una resistencia, figura 15. Este diodo o resis-tencia se conecta en paralelo a la bobina de arro-llamiento para limitar el pico de alta tensión. UnECM, que presenta fallas con frecuencia, puedetener dañado el diodo o resistencia de protección(despiking) en el circuito que sufre la falla.

Vea la parte A de la figura 15. Durante el fun-cionamiento normal (en circuito) el diodo quedaen inversa y no modifica en nada las condicionesdel circuito. Cuando el circuito se apaga repenti-namente, se induce una extra alta tensión ensentido opuesto pero como el diodo queda ensentido directo, esta alta tensión es derivada amasa, evitando que llegue al ECM.

Vea la parte B de la figura 15. Con el inte-rruptor cerrado, la corriente fluye en el circuito 2para energizar la bobina. El circuito 1 indica alECM que el circuito está encendido. El diodo noconduce y es como si no estuviera.

Cuando el interruptor se apaga repentinamen-te, el campo magnético alrededor de la bobina sederrumba. Este colapso genera una tensión en labobina con polaridad opuesta (la parte superiorserá negativo y la parte inferior: positivo). Estapolaridad hace que la corriente fluya a través deldiodo ya que el componente queda polarizado ensentido directo. Esto evitará que la alta tensióninducida pueda dañar a los componentes delECM.

ECM y ECU


Figura 14 – El circuito de tierra o masa.

Figura 15 – Protección de circuitos.


resIstor De proteCCIón

También se puede utilizar una resistencia parael mismo propósito que el diodo, figura 16.

La resistencia tiene un valor muy alto en rela-ción con el circuito (400-600 ohm). La resistenciaofrece una ruta alternativa a la corriente evitandoque se induzca un gran pico de voltaje.

ConeCtores De enlaCe para DIagnóstICo

Vea los tres tipos de conectores que se mues-tran en la figura 17. DLC1 se encuentra bajo elcapó del motor. DLC2 se encuentra en el habitá-culo, del lado del conductor. DLC3 se encuentradentro de la columna de dirección.

El conector de enlace dediagnóstico (DLC) propor-ciona una manera de comu-nicarse con el ECM y simpli-fica muchos procedimientosde diagnóstico.Se han utilizado tres tiposde DLC, y algunos años ten-drán los tres. Reglamentaciones OBD IIrequieren un DLC estándarpara los vehículos, y seconocen como DLC3.

InFormaCIón De DIagnóstICo

Del sIstema De Control Del motor

Que el técnico o mecánico sepa dónde encon-trar información sobre el vehículo puede hacerleahorrar mucho tiempo a la hora de tener que rea-lizar un diagnóstico correcto.

La siguiente es una explicación de los recur-sos de información que son necesarios para lasreparaciones precisas y oportunas.

1 - manual De reparaCIón: El Manual de reparación (RM) contiene las

siguientes secciones:

Introducción (IN): Esta sección contiene laforma de solucionar los sistemas controladospor el ECM, las abreviaturas utilizadas y un glo-sario de términos. Va a encontrar los procedi-mientos de solución de problemas y dóndeencontrar más información.

Diagnóstico: Esta parte es la sección másutilizada para el diagnóstico de problemas delsistema de control del motor .

• Pre -Check contiene una visión general dela obtención de los DTC y el Freeze Frame(datos en el momento de producirse la falla).Asimismo, se describe qué hacer si no haycomunicación entre el ECM y el probador dediagnóstico .

• El gráfico de Falla y Seguridad ayuda aestablecer la estrategia a seguir cuando seestablecen determinados DTC.

• La Sección de Inspección Básica es unacomprobación fundamental de aire, combustibley chispa para la bujía.

• En el test de Estado de funcionamiento



Figura 16 – Circuito de protección con resistor.

Figura 17 – Conectores de enlace del ECM.


del motor se detallan los elementos que semuestran durante el arranque y el funcionamien-to en condiciones normales.

• La tabla de código de diagnóstico mues-tra todos los DTC aplicables para ese motor, lasposibles áreas problemáticas y la página a la quese debe recurrir para diagnosticar un DTC.

• Ubicación de las piezas muestra una ima-gen del vehículo en donde se encuentran losprincipales componentes .

• Terminales del ECM muestra una vista de laECM y sus conectores. Este punto de vista noestá en el EWD (cableado eléctrico). Esta es unavista muy útil para encontrar un circuito determi-nado y poder probarlo. Usted también encontrarálos colores de los cables, las siglas y voltajesestándar de la señal en cada terminal.

• La tabla de síntomas se utiliza cuando nohay un DTC establecido y es preciso saber quéfalla tiene el motor.

• Inspección del Circuito relacionado con

el DTC producido: En esta sección se indicanlos circuitos relacionados con el DTC producido ylos pasos a seguir para localizar la falla y/o el ele-mento defectuoso.

• Control de Emisiones (EC): Muestra cómoverificar los componentes del sistema de emisión,como la cámara de EVAP, sistema EGR, etc.

• Inyección Secuencial de Combustible

(SFI): Esta sección contiene la verificación de loscomponentes de los sensores y actuadores delsistema de inyección de combustible. Aquíencontrará cómo quitar y poner a prueba los com-ponentes.

• Sistema de Ignición (IG): En esta secciónse muestra cómo comprobar los componentesdel sistema de encendido .

2 - manual Con DIagrama De

CableaDo eléCtrICo (eWD)El manual EWD le ofrece secciones y vistas

generales del sistema de control del motor conlos circuitos eléctricos, los circuitos de tierra , losconectores, los números asociados, y una brevedescripción de cada operación. Debido a que loscables tienen diferentes colores, a menudo esmás fácil utilizar el EWD para localizar los com-ponentes y señales relacionados con el color decada cable y tener una vista del conector ECM enla sección DI para determinar dónde conectar unmultímetro u osciloscopio con el objeto de reali-zar las mediciones apropiadas.

3 - manual De DIagnóstICo y pruebas

Este manual se incluye cuando se compra unprobador de diagnóstico. Este manual le propor-ciona la operación del probador en una variedadde modos. Con el tiempo se debe actualizar elsoftware del probador para que pueda servir paranuevos modelos de automóviles. El fabricante delprobador ofrece esta actualización que se instalaen el instrumento conectado a Internet.

4 - boletInes De serVICIo téCnICo (tsb)Estos boletines le ofrecen las últimas solucio-

nes y correcciones que no se ofrecen en elmanual de reparación .

5 - línea De ayuDa

La línea de ayuda es para ciertos problemas,cuando necesite consejo, cuando todos los otrosmétodos no lo conducen a una solución. Es muyimportante que usted proporcione y registre todoslos DTCs, las condiciones cuando ocurren lossíntomas y qué se ha hecho para reparar el pro-blema. La información precisa es vital.

sIstema De InFormaCIón téCnICa (tIs)Este sistema informático en red le proporcio-

nará toda la información anterior en un sololugar. Las ventajas significativas de TIS es quegrandes cantidades de la información másreciente se pueden recuperar de una fuente, yla información se puede acceder por una varie-dad de métodos.

ConClusIón

Lo dado hasta aquí es parte del curso de“Funcionamiento, Mantenimiento y Reparaciónde los Sistemas Electrónicos del Automóvil” queestamos desarrollando y que se publicará en 4tomos de la colección Club Saber Electrónica.Ud. puede descargar gratuitamente la informa-ción “preliminar” de dicho curso, asi como Guías,Manuales y Videos desde nuestra web:www.webelectronica.com.ar, haciendo clic enel ícono pasword e ingresando la clave: cursoe-leauto. J

Bibliografía

Manual Entrenamiento Toyotahttp://www.tecmovia.comhttp://www.valvulita.com

ECM y ECU



Proyectos Electrónicos 49

INTroduCCIóN

En Saber Electrónica Nº 220 publicamos estesistema como un “juego de luces secuencial”, sinembargo, con los parámetros adecuados, tambiénse puede usar como un sistema de iluminación conun tono de luz elegido por el usuario.

Las lámparas pueden ser de hasta 100 wattcada una, y se pueden colocar hasta 3 luminariasde cada color ubicadas estratégicamente en elárea a iluminar.

La iluminación consiste de 6 colores diferentes.Cuando se hace una selección “secuencial” elorden de los colores a visualizar son:

Rojo, Amarillo, Cian, Verde, Azul, y Magenta.

La lógica principal del circuito se desarrollóusando el mapa de Karnaught de 3 variables.

dEsArrollo

Para lograr la visualización de los 6 colores, seutilizan los colores eléctricos primarios: Rojo, Azuly Verde y de éstos se obtienen los colores secun-darios: Amarillo, Cian y Magenta.

Para obtener los colores secundarios, se mez-clan los colores de la siguiente forma:

Amarillo = Rojo + VerdeCian = Verde + AzulMagenta = Rojo + Azul

Necesitamos entonces una ecuación booleanaque combine los colores primarios para que genereasí la secuencia de los 6 colores distintos.

En base al orden de aparición de los colores, segenera la tabla de la figura 1, de la cual se sustraela información para resolver los mapas deKarnaught de la figura 2.

MontajesMontajes

Utilizando las herramientas que nos brinda la

electrónicadigital hemosdesarrolladoun juego

delucesdecorativasquebiensepuedenemplear

para iluminar ambientes. Este sistema genera

lucesdehasta6coloresdiferentesapartirdelos

tres colores eléctricos primarios. Puede emple-

arsecomounsistemadeiluminaciónfijoconuna

tonalidad específica o cambiando los colores a

intervalosdefinidosporelusuario.

Autores: M. C. Haro Martínez Bernardo,Ing. Arízaga Jasso Adriana

Centro de Enseñanza Técnica Industrial.Colomos. Nueva Escocia 1885Guadalajara - Jalisco – México

SiStema de iluminación ambiental

Programable

Figura1

Mont - Sistema de Iluminacion:ArtTapa 27/11/13 14:29 Page 49

Se obtienen las ecuaciones: La lógica principal del circuito se representa enla figura 3.

Si se refiere a la figura 1, observará que esta-mos utilizando el conteo del 0 al 5, por lo cual, con-figuramos el contador para que se reinicie cuandola cuenta llegue al 6. Esto lo logramos utilizandouna compuerta AND en los pines B y C (pines 11 y14) del contador y conectando la salida al Reset delmismo (pin 9). Ver figura 6.

Los pulsos de reloj para el contador se generan

50 Proyectos Electrónicos

Montajes

Figura2

Figura3


con una compuerta NAND Schmitt Trigger CMOS4093. figura 4.

La duración de cada cambio de luz esta dadapor el usuario, que puede ajustarla moviendo elpotenciómetro según la velocidad deseada.

Se ha utilizado el Triac 2N6073 de 4A. Parapoder conectar hasta 3 focos de cada color.Soportando así un máximo de 3 Amperes en cadaTriac.

Ya que:

Finalmente, para controlar la carga con el cir-cuito digital, se utilizó la interfaz de la figura 5, En lacual se observa que se utiliza una luminaria roja,dos azules y tres verdes, esto con el fin de mezclarlos colores proporcionalmente para lograr que los

colores secundarios sean definidos correctamente. Sin embargo, es decisión del usuario si desea

agregar hasta 3 luminarias de cada color ó biencambiar la resistencia R6, R7 y R8 de la figura 5,por resistencias variables (potenciómetros) queregulen la intensidad de los focos.

El diagrama completo del circuito se encuentraen la figura 6.

Para tener el sistema de iluminación fijo, debereemplazar el sistema de clock del 4516 por unaresistencia y un pulsador normal abierto, tal comose muestra en la figura 7.

La resistencia es de 10kΩ y cada vez que actúesobre el pulsador cambiará el tono de la luz emitida,la que permanecerá en el tiempo mientras novuelva a pulsar el interruptor de presión o hasta queapague el circuito.

Sistema de Iluminación Ambiental Programable

Proyectos Electrónicos 51

Figura4

Figura5


CoNClusIoNEs

El procedimiento utilizado para esta aplicación,puede ser empleado también para otros tipos deproyectos en donde se conozca el número de even-tos y el nivel lógico de las salidas de cada evento(por ejemplo; semáforos, codificadores, alarmasetc.). Se han utilizando los mapas de Karnaughtpara obtener la ecuación lo más reducida posible.

Se ha elegido este método, ya que tiene la ven-taja de presentar un alto nivel de confiabilidad, y unbajo costo económico en la elaboración del

proyecto. J

52 Proyectos Electrónicos

Montajes

Figura6

Figura7

Lista dE MatEriaLEs

T1 - Transformador 12VS1 - Switch 1 polo 2 tirosF1 - Fusible 1A Puente de Diodos - 2W04 C1 - 1000µF / 25V ElectrolíticoL1 - Led RojoRG1 - Regulador LM7805R2, R6, R7, R8 - 1kΩ R3, R4, R5 - 400ΩU1- IC 4516 (ó IC4510) Contador CMOS U2, U3 - IC 4081 AND CMOS U4 - IC 4093 NAND CMOSU5 - IC 4071 OR CMOSP1 - Potenciometro lineal 100kΩC2 - 100µF/25V ElectrolíticoMOC1, MOC2, MOC3 - Moc3011 Q1, Q2, Q3 - Triac 2N6073

Varios:Cable de alimentación, baquelita, caja metálica, sockets,focos, cable eléctrico, Porta fusible.


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