Arquitectura ECU

UNIVERSIDADPOLITECNICA SALESIANA INGENIERIA MECANICA AUTOMOTRIZ COMPUTADORAS AUTOMOTRICES Arquitectura de la ecu UNIDAD DE CONTROL ELECTRONICA  La ECU es el conjunto de componentes electrónicos que tiene por función procesar la información recibida de los sensores, y calcular las señales de activación para los elementos actuadores  También se la conoce como: ECC, ECM, ECU, ECCS, CPU, PCM, VCM, etc UNIDAD DE CONTROL ELECTRONICA Gestión Electrónica:  Fiabilidad  Menor Consumo. (Eficiencia consumo)  Precisión: Sistema de inyección.  Mayores prestaciones  Control de emisiones  Sin Gestión Electrónica no se cumple el Marco Legal de Emisiones TIPOS DE MODULOS DE CONTROL  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  Calcular y controlar el tiempo y la frecuencia de Inyección.  Comunicarse con otras computadoras.  Tomar la señal de los sensores.UNIDAD DE CONTROL ELECTRONICA FUNCIONES DE LA ECU.  Calcular y controlar el tiempo de encendido . procesarla y controlar los actuadores.  Autodiagnóstico: Diagnosticarse a si misma y generar alertas.  Activar el motor paso a paso.UNIDAD DE CONTROL ELECTRONICA FUNCIONES DE LA ECU. al accionar el aire acondicionado  Comanda el electro ventilador de enfriamiento  Activar la válvula de purga de los vapores del depósito de combustible  Comandar la válvula solenoide de control neumático de la válvula EGR . válvula rotativa o cualquier control del ralentí del motor.  Compensación de revoluciones con los controles respectivos.  Circuitos de Filtrado: Filtros pasa bajos para contrarrestar ruido y mejorar la señal. UNIDAD DE CONTROL ELECTRONICA Estructura interna de la ECU  Periferia: Consta de elementos pasivos Resistencias.  Driver: Maneja todos los actuadores: Transistores.  Fuente: Elementos pasivos y semiconductores Resistencias. capacitores. drivers para motores de paso.  Procesamiento de Datos: Memoria: Almacena los datos Procesador: Lee todos los datos. . diodos y reguladores de tensión.  Multiplexor: Compartir datos con otras ECUS. capacitores. estas deben ser convertidas en el módulo de control electrónico de analógicas a digitales.PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO Para que el microprocesador pueda interpretar las señales de los sensores (señales de entrada). Estas señales luego son acompañadas con los parámetros lógicos grabados en la memoria y luego será elaborada la orden o señales de salida a los actuadores . Para ello se divide el estudio en cuatro Bloques de funcionamiento.PROCESAMIENTO DE DATOS DE LA COMPUTADORA Es necesario diferenciar bien cada una de las fases que esta debe realizar para enviar señales a los diferentes actuadores del vehículo.  Bloque de Entrada  Bloque de Procesamiento  Bloque de salida  Bloque de Soporte . conformadores de impulsos.) Encontramos en este sentido. filtros. conversores análogos a digital.BLOQUE DE ENTRADA Se denomina bloque de entrada a todos los circuitos que se encuentran como receptores de las diferentes señales que van a ingresar a la ECU y antes de que lleguen al microprocesador. amplificadores. prepara las señales de los sensores para su procesamiento. (Es decir. .  La tensión regulada es mantenida a pesar de las variaciones de tensión de la batería en 5V ± 15% .BLOQUE DE ENTRADA Regulador 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. pudiendo haber cambiado en amplitud. frecuencia o fase dependiendo de las características del filtro digital. .BLOQUE DE ENTRADA Filtrado de señales  Los filtros digitales tienen como entrada una señal analógica o digital y en su salida tienen otra señal analógica o digital. BLOQUE DE ENTRADA Conformadores 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 el microordenador. que se comportan exactamente igual a un relé activado-desactivado. por lo tanto las señales de los sensores que son análogas.BLOQUE DE ENTRADA Convertidor Análogo – Digital  La señal que recibe el módulo de control electrónico desde los sensores. deben ser convertidas a digitales. no puede ser interpretada por el microprocesador. .  Para esta conversión se utilizan transistores de saturación o corte. SENSIBILIDAD DE SENSORES Es la variación mínima de voltaje que debe tener el sensor para que la computadora reconozca una variación de magnitud física. Sensores de mayor sensibilidad  TPS – 8 Bits  MAP – 10 Bits  MAF – 10 Bits  O2 – 10 Bits  ECT – 8 Bits  IAT -8 Bits .  Reloj Memorias Adicionales  Condensadores y Resistencias Estabilizar . memorias y todo circuito que se vea involucrado en la ejecución del software.BLOQUE DE PROCESAMIENTO Son todos los circuitos que desarrolla las funciones programadas y que están constituidos circuitalmente por el procesador.  Micro controladores.  Procesadores.  Memorias. BLOQUE DE PROCESAMIENTO Memoria RAM (Random Access Memory)  Es esta se realizan los cálculos matemáticos de acuerdo a las señales de entrada. . condiciones generales de procesamiento y en función a esto hacer funcionar los actuadores. 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.  A diferencia de la memoria RAM. debiendo desconectar la batería para que se borre o en algunos casos. la KAM no se borra al cerrar el contacto. se debe proceder al borrado con un scanner. pero si se borra al desconectar la batería. este permanecerá instalado aun después de ser corregido.BLOQUE 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 ejemplo códigos de fallas aleatorias de sensores.  Cuando en la memoria KAM se almacena un defecto. es donde el microprocesador consulta todas la calibraciones del vehículo. . compresión del motor.BLOQUE DE PROCESAMIENTO Memoria EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)  En la memoria EPROM (programable) o PROM (programada). etc. esta memoria no se borra.  Al cerrar el contacto o desconectar la batería. tales como: peso del mismo. 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.BLOQUE DE PROCESAMIENTO Memoria ROM (Read Only Memory)  La memoria ROM mantiene grabados los programas con todos los datos. con los que ha de funcionar el sistema. etc. valores teóricos. ni al desconectar la batería . Y curvas características .  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. para el mejor funcionamiento y control del motor. Estos programas incluyen todos los cálculos matemáticos. El microprocesador suele dañarse cuando se realizar reprogramación con software “no original”. . toma decisiones y estrategia de emergencia.BLOQUE DE PROCESAMIENTO Microprocesador  Básicamente el microprocesador es el paquete de programas ubicados dentro del control electrónico. las salidas y el desarrollo de las operaciones .BLOQUE DE PROCESAMIENTO Contiene 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 está procesando  Unidad de Control: Es el elemento activo que solicita los datos. controla las entradas. inyectores. Su función consiste en amplificar las señales de los sensores para controlar los actuadores. existen circuitos que se encuentran entre las salidas del microprocesador y los diferentes elementos que van a ser actuados como por ejemplo: Bobinas de encendido. .BLOQUE DE SALIDA Así como las señales son tratadas al ingresar. relés. etc. 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 SALIDA Convertidor Digital .Análogo  Así como las señales de los sensores deben ser transformadas en digitales. .  De esta forma es que todas las señales micro procesadas son convertidas de digitales en análogas para controlar a los actuadores. 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).  Transistores  Circuitos integrados de control .BLOQUE DE SALIDA Drivers (Controlador de Dispositivo) El drivers están básicamente diseñado para controlar los actuadores. como por ejemplo los inyectores. bobinas. 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. entre otros. relés. para de esta manera poner en funcionamiento a cada uno de los actuadores. etc. relés.BLOQUE DE SALIDA Circuitos de potencia con transistores  Se encargan de dar los pulsos de activación a las bobinas de encendido. Transistores ◦ Bipolar BJT ◦ Darlington ◦ Mosfet ◦ Fet ◦ IGBT´s Circuitos Integrados ◦ IC ◦ Relevadores . inyectores. . etc.). microprocesador. (Sensores. computadora. Lo constituye la fuente de alimentación de la ECU.BLOQUE DE SOPORTE  Se denomina así al conjunto de componentes que tienen como función alimentar a los circuitos internos mencionados anteriormente. La tensión regulada es mantenida a pesar de las variaciones de tensión de la batería en 5V ± 15% Los parámetros más importantes que caracterizan a un regulador de tensión son: • La regulación de carga.BLOQUE DE SOPORTE Regulador de Voltaje  Un regulador tiene como función mantener la tensión de salida “Vo” en un valor predeterminado. independientemente de las variaciones de la corriente de la carga. • El coeficiente de temperatura. • La regulación de línea. sobre el rango esperado de corriente de carga. la tensión de entrada al regulador Vi y la temperatura T. . BLOQUE DE SOPORTE Fuente de alimentación de la ECU  Los ECM disponen de una fuente de poder interna que proporciona distintos tipos de voltajes para energizar componentes como sensores y Actuadores. • Condensadores. • Reguladores de Tensión. CONFORMADO POR: • Diodos Rectificadores y Zener. Estos voltajes pueden tener una variación. • Resistencias . + .  + 12 volt.0.5 Voltaje de Suministro para solenoides para inyección de combustible .BLOQUE DE SOPORTE  + 5 volt. + . + .0.0.5 V Voltaje de Suministro para sensores Digitales o PWM  + 12 volt. + .1V Voltaje de Suministro para sensores de frecuencia electrónicos.5 V Voltaje de Suministro para sensores análogos  + 5 volt. Regulador de Tensión y principalmente transistores.  Masa de Potencia: Usada por la ECU para circuitos de fuente y control de actuadores principalmente ej. . por ejemplo conversores análogos a digital. 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.BLOQUE DE SOPORTE Para el Negativo. existen tres posibilidades de masas en una ECU. . el cual es capaz de transportar las señales dentro de la ECU sin la presencia de ruido electromagnético.BLOQUE DE SOPORTE  Masa de Blindaje: La Ecu posee un circuito de blindaje. . lavados. etc.  Mantenimiento inadecuado:  Probadores ineficientes  Probar chispa  Accidentes: Módulos mojados.DAÑOS COMUNES DE LA ECU  Cortocircuitos internos: Exceso de Voltaje Pico.  Polvo con humedad. . (Vp)  Uso inadecuado: Picos de corriente que generalmente se da cuando se pasa corriene de batería a batería. Diésel.  Silicón. DAÑOS COMUNES DE LA ECU . 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 de los pines se debe observar y estudiar el diagrama 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 . desde el regulador de tensión • D2: masa de sensores .• C14: salida de 5 voltios para sensores. 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. provocarán cortes bruscos al módulo de control pudiendo destruirlo. pudiéndose quemar si supera esta tensión  Las alarmas colocadas al sistema de ignición o inyección.Cuidados especiales  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. 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. 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.  Si se debe realizar soldaduras eléctricas. . también se debe tomar en cuenta que la tensión máxima que soporta el módulo esta alrededor de los 16V. se debe retirar el módulo de control electrónico. para no producir un pico de tensión.  Cuando se realiza un puente con una batería auxiliar.Cuidados 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. si o que se debe colocar una bujía en el terminal del cable y sujetarla a masa . 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).  No se deben utilizar cargadores de batería que no estén preparados para vehículos con inyección electrónica. zonas inundadas y lavado del motor. el negativo de esta batería debe conectarse a masa de chasis o del motor y no al negativo del vehículo. Si el volumen de aire aspirado es demasiado bajo la cantidad de combustible inyectado es limitado a un valor que no provoque humos negros . Mapas de la ECU Cartografía de inyección La cantidad de combustible a inyectar es determinado teniendo en cuenta también la cartografía de inyección que esta memorizada en la unidad de control y que intenta en todo momento evitar la emisión de contaminantes (humo negro). . 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 ECU  Cartografía de comienzo a la inyección La unidad de control tiene memorizado un mapa de comienzo de la inyección. Entre los filtros mas comunes existen:  Filtro Pasa bajo  Filtro Pasa Alto  Filtro Pasa Banda  Filtro Supresor de Banda.FILTROS Su función principal es modificar la amplitud de la señal así como alterar la fase de las señales. es debido exclusivamente al filtro utilizado. (Tarea de Investigación) . Si la ECU no reconoce la señal. condensadores. Para realizar este tipo de filtrado podemos utilizar bobinas. . o ambos al mismo tiempo.FILTRO PASA BAJO Son los filtros que únicamente dejan pasar aquellas frecuencia que están por debajo de una determinada frecuencia. FILTRO PASA ALTO Un filtro pasa alto es un circuito. . formado por resistencias y condensadores en serie. destinado a dejar pasar señales cuyas frecuencias sean mayores que un valor mínimo denominado frecuencia de corte del filtro. ) . bobinas y condensadores. diseñados para dejar pasar a su salida un determinado grupo de señales cuyas frecuencias se encuentren dentro de la banda de paso de filtro.FILTRO PASA BANDA Son circuitos formados por resistencias. (Pasan las frecuencias comprendidas entre filtro pasa alto y pasa bajo. com/portal/notas-tecnicas/item/327- bloques-de-trabajo-en-una-ecu-automotriz.cise.html  http://dspace.com/portal/notas-tecnicas/item/327- bloques-de-trabajo-en-una-ecu-automotriz. BLIBLIOGRAFIA  https://docs.espe.pdf  http://www.com/document/d/1_X0TvLgCiSc-xk- 1vvBuxeFUV9pnHs8pG6RKxqjaGOA/edit?pli=1  http://www.pdf  http://repositorio.html .google.espoch.edu.ec/bitstream/123456789/1862/1 /65T00033.ec/bitstream/21000/2927/1/T- ESPEL-0656.edu.cise.