Buenas,
Un poco de introducción.
Todos sabemos de las actuales tecnologías con las que se están dotando a los actuales vehículos, cada día más enfocados a ser lo más eficientes posible respecto al consumo de combustible y a la vez menos contaminantes.
Antes el funcionamiento de los vehículos eran totalmente mecánicos y eléctricos, los manejábamos con los pedales, el volante y poco mas. Actuábamos directamente sobre la alimentación de combustible, los frenos, etc. por medios mecánicos. Ahora todo lo maneja la electrónica. Nosotros solo pisamos el acelerador y la electrónica es la controla todo el motor dependiendo de la información que recibe del sensor del pedal.
Para ello, los vehículos cuentan con varias unidades de control electrónico, para controlar los frenos, alumbrado, dirección, motor etc.
De entre todas ellas, la mas importante es la denominada Unidad Electronica de Control del Motor (ECU).
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 automóviles. 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.
Las exigentes regulaciones por parte del Gobierno americano respecto a las emisiones contaminantes durante los años finales de los 70 y los 80, impulsaron más por necesidad que por otro motivo, a un cambio de mentalidad y un obligado paso de lo mecánico a lo electrónico en cuanto ejecución y regulación de los diversos parámetros, antes realizados por distintos mecanismos neumáticos y mecánicos y posteriormente controlados por este unidad de control, para así poder controlar de manera más eficaz la combustión del motor.
Podríamos definir una ECU como la unidad de control electrónico que regula al motor. Esto se traduce de una manera sencilla definiéndolo como el corazón de un complejo sistema electrónico compuesto por sensores y actuadores, en la que los sensores informan a la unidad central y ésta envía la orden necesaria a los actuadores para transformar dicha información inicial.
La función de los sensores sería la de registrar diversos parámetros sobre el funcionamiento del vehículo (tales por ejemplo, como las revoluciones del motor, temperatura de los sistemas, señal de la posición del acelerador, etc.) Estos sensores actúan como puente hasta el sistema central o ECU y transforman dichas magnitudes físicas en electrónicas.
Por su lado, los actuadores serían los elementos que son dirigidos a su vez por la ECU y son los encargados de convertir las señales eléctricas recibidas en magnitudes mecánicas. Hablamos por ejemplo de los inyectores de combustible, electroventiladores o demás sistemas que reciban la información y consecuentemente, actúen de una manera mecánica sobre alguna función en el vehículo.
Las primeras unidades de control o ECU más sencillas controlaban simplemente el flujo o cantidad de combustible que se inyectaba por cilindro en cada ciclo del motor, mientras que las ECUs más actuales controlan casi la totalidad de los sistemas del vehículo, haciendo en numerosas ocasiones complicado encontrar las posibles averías derivadas en pequeños fallos electrónicos.
Actualmente un procesador de 32 bits a 60 Mhz podría ser el cerebro encargado de la ECU principal y al igual que sucede con cualquier ordenador de sobremesa o portátil, es necesario que disponga de su propio sistema operativo para poder funcionar. Algunos sistemas operativos funcionales pueden ser osCAN o Microsar Os, por ejemplo. Debido a que las ECUs no deben soportar una comunicación directa con el usuario o interactuar con distintas aplicaciones, estas características son suficientes en los modelos actuales.
De igual manera, las unidades centrales han evolucionado hasta las que conocemos hoy en día con elementos avisadores de autodiagnóstico, que nos avisa de los posibles errores que ésta puede padecer si detecta valores fuera del rango pre-establecido por fábrica. Este sistema hace un análisis cuando se inicia el arranque y si existe error alguno nos lo comunica directamente mediante distintos símbolos situados en el cuadro de mandos del automóvil.
Debido al aumento de nuevas funciones y sistemas electrónicos en los nuevos vehículos, hablamos de diversas ECUs encargadas cada una de ellas de una función de manera específica. Todas estas unidades están centralizadas y comunicadas mediante un bus de datos o bus can, que es un protocolo de comunicación basado en un bus serie e ideado por la empresa alemana Bosch en los años 1980 para el intercambio de información de las distintas unidades centrales o ECUs, reduciendo el cableado y mejorando costes.
Se podría hacer una clasificación de las distintas ECUs, dependiendo de su tecnología utilizada y época de fabricación, desde las más antiguas en las cuales sólo controlaban cantidad de combustible inyectado, hasta las más modernas que pueden ser capaces de ser modificadas o mapeadas para así poder realizar ciertos cambios en los distintos parámetros, mejorando así el rendimiento del vehículo.
Las unidades de principios de los años 1980 se caracterizaban por ser de diseño híbrido digital. Dicho sistema utilizaba técnicas analógicas para la toma de medidas, para posteriormente usar una tabla de valores almacenada en una memoria de sólo lectura y obtener así los valores finales de salida. Esto significa que no disponían de la suficiente tecnología como para tener los datos exactos de cada componente y solamente podían compararse con dichos valores almacenados, causando considerables inconvenientes, ya que estos valores estándar eran los prefijados para los vehículos con sus componentes totalmente nuevos, y con el paso del tiempo podían dar lugar a fallos debido al desgaste habitual de los mismos.
Las ECUs programables, son aquellas que pueden ser modificadas como consecuencia de un cambio de algún componente del vehículo, debiendo ser programado de nuevo para poder así configurarse correctamente el comportamiento y rendimiento adecuado del automóvil. Estas unidades más modernas (en automóviles fabricados a partir de 1996 normalmente) ya utilizan ECUs con sistemas OBD-II, capaces así de poder ser programadas mediante puertos OBD de manera externa, pudiendo ser modificadas mediante el uso de un portátil conectado al vehículo, en el cual podrán visualizarse todas las características de funcionamiento del mismo y podrá modificarse, por ejemplo, la cantidad de combustible que se debe inyectar en el motor, la mezcla correcta de oxígeno y combustible o distintos parámetros claves necesarios en el vehículo.
¿Y cuáles serían los los parámetros más mapeados o programados? Existen infinidad de parámetros que pueden ser completamente modificados, ajustando así los valores de manera completamente específica, desde la ignición, límite de revoluciones, la correcta temperatura del agua, alimentación de combustible temporal, modificación de baja presión en el combustible, sensor de oxígeno o sonda lambda, etc. Esto no sólo es válido para conseguir cv extra a base de reprogramación, pudiendo disminuir consumo de combustible o configurando un nuevo mapeado para poder así controlar la emisión de gases nocivos, algo imprescindible para poder pasar sin problemas la ITV correspondiente.
Actualmente existe un claro aumento de los componentes electrónicos en los nuevos modelos, con lo que repercute en un mayor nivel de complejidad tecnológica, esto se traduce en más ECUs, una mayor especialización y diversificación de ellas, (cada unidad controladora de una parte específica de cada función) sistemas más complejos y una escalada técnica en cuanto prestaciones deseadas por parte del usuario final.
Con toda esta nueva introducción en cuanto la tecnología aplicada al mundo del automóvil, nos encontramos ante la situación de un fuerte cambio en cuanto averías típicamente mecánicas a las nuevas averías, producidas cada vez más por fallos electrónicos. Los mecánicos han debido saber reciclarse a tiempo para poder abordar nuevos problemas, algunos complicados de solucionar, para así poder seguir realizando su labor de manera correcta, porque, atrás queda en mi recuerdo, al mecánico de mi barrio, aquél con el mono sucio de grasa y manos oscuras a los cada vez más mecánicos de portátil que solucionan los fallos de mi vehículo, enchufados mediante un puerto OBD mientras observan tablas de valores y posibles errores producidos por cualquier dispositivo electrónico.
Esta es la ECU del motor 1.6 cdti de Opel:
[Tienes que estar registrado y conectado para ver esa imagen]
Esta ECU está dotada de un microprocesador principal de un solo núcleo con 4 MB de memoria Flash, 256 KB de RAM y una frecuencia de 256 MHz. Parece poco comparado con una computadora de sobremesa, pero suficiente para controlar las siguientes funciones del motor:
-Sistema de control de combustión de ciclo cerrado con sensores de presión en los cilindros.
-Controladores integrados en las bujías de precalentamiento.
-Gestión de combustible por common-rail (conducto común) con inyectores solenoides de alta/baja tensión.
-Variable: Hasta diez impulsos de inyección por ciclo de cilindro.
-Algoritmos de compensación de suministro de combustible.
-Turbocompresor VGT y válvulas de descarga ("waste-gate").
-Funciones de EGR avanzadas a alta y baja presión.
-Accionamiento de turbulencia variable.
-Modelo físico y regeneraciones de DPF.
-Postratamiento de NOx: Bloqueo de NOx (LNT).
-Refrigeración y lubricación inteligente.
-Motor con función Start/Stop.
-Mejora de la diagnosis para un mantenimiento más eficiente.
La ECU toma las decisiones oportunas sobre el funcionamiento de los actuadores dependiendo de la información recibida de los sensores. Por ello cuando un sensor de avería, el sistema se vuelve loco. Estas decisiones las toma a partir del programa que se está ejecutando en la ECU y los mapas del motor.
El programa da instrucciones al microprocesador para que realice las funciones de gestión de la información de entrada y salida de la ECU, apoyándose en los mapas del motor.
Es sencillo y complejo a la vez, dependiendo de los valores recibidos de los sensores, la ECU actúa sobre los actuadores, haciendo que el motor funcione de manera eficiente.
Es parecido al ordenador que tenemos en casa, dependiendo de las entradas que recibe a través del teclado, ratón, etc. nos a unas salidas en pantalla, impresora, etc. dependiendo del programa que esté ejecutando en ese momento.
El programa de la ECU tiene predefinidos los valores mínimo y máximo que debe de recibir de cada sensor, por ello, cuando un sensor que sea crítico para la toma de decisiones se avería, y envía un valor anómalo a la ECU, entra en modo “protección o emergencia”, que no es mas que se ejecuta el programa de emergencia, y sustituye el valor anómalo por uno predefinido reduciéndose la potencia a fin de proteger el motor y que no se produzcan averías mas graves.
Si el sensor averiado es lo suficientemente crítico como que no sea suficiente el programa de protección, para evitar daños graves al motor, este simplemente se para o no arranca, como por ejemplo el sensor de revoluciones del cigüeñal, si este falla, no hay modo de protección que valga, porque la ECU no es capaz de estimar ese valor al ser es un valor constantemente variable.
Cuando el sensor es averiado es menos crítico, como por ejemplo el sensor de flujo de entrada de aire, la ECU sustituye el valor del sensor por uno predefinido en el programa de emergencia, por lo que se reduce la potencia y nos indica fallo de motor con el testigo del cuadro de instrumentos. Por ejemplo, si la ECU espera recibir del citado sensor un valor entre 5 y 100 g/s de flujo de aire de entrada, y recibe 0 g/s, lo toma como valor anómalo y lo sustituye por el valor 20, por ejemplo, entrando en modo de emergencia para, por lo menos, poder circular con el vehículo hasta el taller.
Como se ve en la fotografía, esta dispone de 3 conectores, debido a la cantidad de señales de entrada y salida que procesa. Las primeras disponían de uno pequeñito, suficiente para lo poco que controlaba, la alimentación de combustible y poco mas.
Está protegida por una carcasa de aluminio y montada en el habitáculo del motor en una situación idónea que facilita su refrigeración con el aire que entra por la parrilla delantera. Para conservar la ECU, lo mas importante es que esté bien refrigerada y no este expuesta a la humedad.
Cuidadla, y ni se os ocurra echarle agua si algún día decidís limpiar el motor. Hace muchos años cogíamos una pistola de presión y los petroleábamos sin problemas. Ahora con la cantidad de cables, conectores, electrónica, etc. que llevamos, es muy complicado. Hay demasiados conectores de cableado en el vano del motor.
Saludos.
Un poco de introducción.
Todos sabemos de las actuales tecnologías con las que se están dotando a los actuales vehículos, cada día más enfocados a ser lo más eficientes posible respecto al consumo de combustible y a la vez menos contaminantes.
Antes el funcionamiento de los vehículos eran totalmente mecánicos y eléctricos, los manejábamos con los pedales, el volante y poco mas. Actuábamos directamente sobre la alimentación de combustible, los frenos, etc. por medios mecánicos. Ahora todo lo maneja la electrónica. Nosotros solo pisamos el acelerador y la electrónica es la controla todo el motor dependiendo de la información que recibe del sensor del pedal.
Para ello, los vehículos cuentan con varias unidades de control electrónico, para controlar los frenos, alumbrado, dirección, motor etc.
De entre todas ellas, la mas importante es la denominada Unidad Electronica de Control del Motor (ECU).
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 automóviles. 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.
Las exigentes regulaciones por parte del Gobierno americano respecto a las emisiones contaminantes durante los años finales de los 70 y los 80, impulsaron más por necesidad que por otro motivo, a un cambio de mentalidad y un obligado paso de lo mecánico a lo electrónico en cuanto ejecución y regulación de los diversos parámetros, antes realizados por distintos mecanismos neumáticos y mecánicos y posteriormente controlados por este unidad de control, para así poder controlar de manera más eficaz la combustión del motor.
Podríamos definir una ECU como la unidad de control electrónico que regula al motor. Esto se traduce de una manera sencilla definiéndolo como el corazón de un complejo sistema electrónico compuesto por sensores y actuadores, en la que los sensores informan a la unidad central y ésta envía la orden necesaria a los actuadores para transformar dicha información inicial.
La función de los sensores sería la de registrar diversos parámetros sobre el funcionamiento del vehículo (tales por ejemplo, como las revoluciones del motor, temperatura de los sistemas, señal de la posición del acelerador, etc.) Estos sensores actúan como puente hasta el sistema central o ECU y transforman dichas magnitudes físicas en electrónicas.
Por su lado, los actuadores serían los elementos que son dirigidos a su vez por la ECU y son los encargados de convertir las señales eléctricas recibidas en magnitudes mecánicas. Hablamos por ejemplo de los inyectores de combustible, electroventiladores o demás sistemas que reciban la información y consecuentemente, actúen de una manera mecánica sobre alguna función en el vehículo.
Las primeras unidades de control o ECU más sencillas controlaban simplemente el flujo o cantidad de combustible que se inyectaba por cilindro en cada ciclo del motor, mientras que las ECUs más actuales controlan casi la totalidad de los sistemas del vehículo, haciendo en numerosas ocasiones complicado encontrar las posibles averías derivadas en pequeños fallos electrónicos.
Actualmente un procesador de 32 bits a 60 Mhz podría ser el cerebro encargado de la ECU principal y al igual que sucede con cualquier ordenador de sobremesa o portátil, es necesario que disponga de su propio sistema operativo para poder funcionar. Algunos sistemas operativos funcionales pueden ser osCAN o Microsar Os, por ejemplo. Debido a que las ECUs no deben soportar una comunicación directa con el usuario o interactuar con distintas aplicaciones, estas características son suficientes en los modelos actuales.
De igual manera, las unidades centrales han evolucionado hasta las que conocemos hoy en día con elementos avisadores de autodiagnóstico, que nos avisa de los posibles errores que ésta puede padecer si detecta valores fuera del rango pre-establecido por fábrica. Este sistema hace un análisis cuando se inicia el arranque y si existe error alguno nos lo comunica directamente mediante distintos símbolos situados en el cuadro de mandos del automóvil.
Debido al aumento de nuevas funciones y sistemas electrónicos en los nuevos vehículos, hablamos de diversas ECUs encargadas cada una de ellas de una función de manera específica. Todas estas unidades están centralizadas y comunicadas mediante un bus de datos o bus can, que es un protocolo de comunicación basado en un bus serie e ideado por la empresa alemana Bosch en los años 1980 para el intercambio de información de las distintas unidades centrales o ECUs, reduciendo el cableado y mejorando costes.
Se podría hacer una clasificación de las distintas ECUs, dependiendo de su tecnología utilizada y época de fabricación, desde las más antiguas en las cuales sólo controlaban cantidad de combustible inyectado, hasta las más modernas que pueden ser capaces de ser modificadas o mapeadas para así poder realizar ciertos cambios en los distintos parámetros, mejorando así el rendimiento del vehículo.
Las unidades de principios de los años 1980 se caracterizaban por ser de diseño híbrido digital. Dicho sistema utilizaba técnicas analógicas para la toma de medidas, para posteriormente usar una tabla de valores almacenada en una memoria de sólo lectura y obtener así los valores finales de salida. Esto significa que no disponían de la suficiente tecnología como para tener los datos exactos de cada componente y solamente podían compararse con dichos valores almacenados, causando considerables inconvenientes, ya que estos valores estándar eran los prefijados para los vehículos con sus componentes totalmente nuevos, y con el paso del tiempo podían dar lugar a fallos debido al desgaste habitual de los mismos.
Las ECUs programables, son aquellas que pueden ser modificadas como consecuencia de un cambio de algún componente del vehículo, debiendo ser programado de nuevo para poder así configurarse correctamente el comportamiento y rendimiento adecuado del automóvil. Estas unidades más modernas (en automóviles fabricados a partir de 1996 normalmente) ya utilizan ECUs con sistemas OBD-II, capaces así de poder ser programadas mediante puertos OBD de manera externa, pudiendo ser modificadas mediante el uso de un portátil conectado al vehículo, en el cual podrán visualizarse todas las características de funcionamiento del mismo y podrá modificarse, por ejemplo, la cantidad de combustible que se debe inyectar en el motor, la mezcla correcta de oxígeno y combustible o distintos parámetros claves necesarios en el vehículo.
¿Y cuáles serían los los parámetros más mapeados o programados? Existen infinidad de parámetros que pueden ser completamente modificados, ajustando así los valores de manera completamente específica, desde la ignición, límite de revoluciones, la correcta temperatura del agua, alimentación de combustible temporal, modificación de baja presión en el combustible, sensor de oxígeno o sonda lambda, etc. Esto no sólo es válido para conseguir cv extra a base de reprogramación, pudiendo disminuir consumo de combustible o configurando un nuevo mapeado para poder así controlar la emisión de gases nocivos, algo imprescindible para poder pasar sin problemas la ITV correspondiente.
Actualmente existe un claro aumento de los componentes electrónicos en los nuevos modelos, con lo que repercute en un mayor nivel de complejidad tecnológica, esto se traduce en más ECUs, una mayor especialización y diversificación de ellas, (cada unidad controladora de una parte específica de cada función) sistemas más complejos y una escalada técnica en cuanto prestaciones deseadas por parte del usuario final.
Con toda esta nueva introducción en cuanto la tecnología aplicada al mundo del automóvil, nos encontramos ante la situación de un fuerte cambio en cuanto averías típicamente mecánicas a las nuevas averías, producidas cada vez más por fallos electrónicos. Los mecánicos han debido saber reciclarse a tiempo para poder abordar nuevos problemas, algunos complicados de solucionar, para así poder seguir realizando su labor de manera correcta, porque, atrás queda en mi recuerdo, al mecánico de mi barrio, aquél con el mono sucio de grasa y manos oscuras a los cada vez más mecánicos de portátil que solucionan los fallos de mi vehículo, enchufados mediante un puerto OBD mientras observan tablas de valores y posibles errores producidos por cualquier dispositivo electrónico.
Esta es la ECU del motor 1.6 cdti de Opel:
[Tienes que estar registrado y conectado para ver esa imagen]
Esta ECU está dotada de un microprocesador principal de un solo núcleo con 4 MB de memoria Flash, 256 KB de RAM y una frecuencia de 256 MHz. Parece poco comparado con una computadora de sobremesa, pero suficiente para controlar las siguientes funciones del motor:
-Sistema de control de combustión de ciclo cerrado con sensores de presión en los cilindros.
-Controladores integrados en las bujías de precalentamiento.
-Gestión de combustible por common-rail (conducto común) con inyectores solenoides de alta/baja tensión.
-Variable: Hasta diez impulsos de inyección por ciclo de cilindro.
-Algoritmos de compensación de suministro de combustible.
-Turbocompresor VGT y válvulas de descarga ("waste-gate").
-Funciones de EGR avanzadas a alta y baja presión.
-Accionamiento de turbulencia variable.
-Modelo físico y regeneraciones de DPF.
-Postratamiento de NOx: Bloqueo de NOx (LNT).
-Refrigeración y lubricación inteligente.
-Motor con función Start/Stop.
-Mejora de la diagnosis para un mantenimiento más eficiente.
La ECU toma las decisiones oportunas sobre el funcionamiento de los actuadores dependiendo de la información recibida de los sensores. Por ello cuando un sensor de avería, el sistema se vuelve loco. Estas decisiones las toma a partir del programa que se está ejecutando en la ECU y los mapas del motor.
El programa da instrucciones al microprocesador para que realice las funciones de gestión de la información de entrada y salida de la ECU, apoyándose en los mapas del motor.
Es sencillo y complejo a la vez, dependiendo de los valores recibidos de los sensores, la ECU actúa sobre los actuadores, haciendo que el motor funcione de manera eficiente.
Es parecido al ordenador que tenemos en casa, dependiendo de las entradas que recibe a través del teclado, ratón, etc. nos a unas salidas en pantalla, impresora, etc. dependiendo del programa que esté ejecutando en ese momento.
El programa de la ECU tiene predefinidos los valores mínimo y máximo que debe de recibir de cada sensor, por ello, cuando un sensor que sea crítico para la toma de decisiones se avería, y envía un valor anómalo a la ECU, entra en modo “protección o emergencia”, que no es mas que se ejecuta el programa de emergencia, y sustituye el valor anómalo por uno predefinido reduciéndose la potencia a fin de proteger el motor y que no se produzcan averías mas graves.
Si el sensor averiado es lo suficientemente crítico como que no sea suficiente el programa de protección, para evitar daños graves al motor, este simplemente se para o no arranca, como por ejemplo el sensor de revoluciones del cigüeñal, si este falla, no hay modo de protección que valga, porque la ECU no es capaz de estimar ese valor al ser es un valor constantemente variable.
Cuando el sensor es averiado es menos crítico, como por ejemplo el sensor de flujo de entrada de aire, la ECU sustituye el valor del sensor por uno predefinido en el programa de emergencia, por lo que se reduce la potencia y nos indica fallo de motor con el testigo del cuadro de instrumentos. Por ejemplo, si la ECU espera recibir del citado sensor un valor entre 5 y 100 g/s de flujo de aire de entrada, y recibe 0 g/s, lo toma como valor anómalo y lo sustituye por el valor 20, por ejemplo, entrando en modo de emergencia para, por lo menos, poder circular con el vehículo hasta el taller.
Como se ve en la fotografía, esta dispone de 3 conectores, debido a la cantidad de señales de entrada y salida que procesa. Las primeras disponían de uno pequeñito, suficiente para lo poco que controlaba, la alimentación de combustible y poco mas.
Está protegida por una carcasa de aluminio y montada en el habitáculo del motor en una situación idónea que facilita su refrigeración con el aire que entra por la parrilla delantera. Para conservar la ECU, lo mas importante es que esté bien refrigerada y no este expuesta a la humedad.
Cuidadla, y ni se os ocurra echarle agua si algún día decidís limpiar el motor. Hace muchos años cogíamos una pistola de presión y los petroleábamos sin problemas. Ahora con la cantidad de cables, conectores, electrónica, etc. que llevamos, es muy complicado. Hay demasiados conectores de cableado en el vano del motor.
Saludos.
Última edición por ElVengador el Vie 9 Oct 2015 - 20:38, editado 3 veces
