Introducción a los sistemas informáticos
Los vehículos modernos están equipados con una computadora que monitorea o controla casi todos los sistemas del vehículo. Muchos sistemas informáticos comparten información de sensores comunes.
Las computadoras están interconectadas mediante un enlace de datos llamado multiplexación. Algunas computadoras trabajan juntas para controlar diferentes aspectos del vehículo. El control automático de tracción es parte del sistema antibloqueo de frenos, pero cuando el sistema detecta deslizamiento de las ruedas, puede comunicarse con la computadora del motor para reducir la potencia del motor y aplicar los frenos a las ruedas que patinan. Dependiendo del sistema, pueden procesar esta información y tomar decisiones de 5 a 100 veces por segundo.
El sistema informático del motor, llamado módulo de control del motor (ECM) o módulo de control del tren de potencia (PCM), utiliza varios sensores y interruptores de entrada para recopilar información. El procesador del ECM utiliza la información para tomar decisiones. La computadora controla salidas como inyectores, ventiladores, solenoides y relés para operar varios componentes.
El viejo dicho sobre las computadoras se aplica a los vehículos de hoy: “Si entra basura, sale basura”. Si la información enviada a la computadora es defectuosa, el sistema no funcionará correctamente.
Computadora automotriz
La computadora es una unidad de procesamiento y control con diferentes niveles de complejidad según los sistemas que monitorea o controla. La computadora contiene varios componentes dentro de la notoria “caja negra”. La computadora también tiene un sistema de autodiagnóstico incorporado para monitorear el funcionamiento del sistema y establecer y almacenar códigos de falla. La computadora puede tener múltiples nombres según el fabricante y lo que controla. La computadora del motor puede llamarse módulo de control del motor (ECM), módulo de control del tren de potencia (PCM), ensamblaje de control del motor (ECA), módulo de control del motor (MCM), módulo de control de carrocería (BCM) o unidad de control electrónico (ECU). Las partes principales de la computadora son el procesador, memoria, regulador de voltaje, convertidor analógico-digital, acondicionador de señal y controladores de salida.
Memoria de la computadora
La memoria se clasifica en categorías que reflejan su volatilidad o capacidad de borrado. Esto también se relaciona con la importancia de la información y la necesidad de cambios.
ROM (Memoria de solo lectura) es memoria que no se puede cambiar y no se pierde cuando se desconecta la batería. Contiene el sistema operativo básico y otra información importante.
PROM (Memoria de solo lectura programable) es memoria instalada en fábrica que no se puede cambiar. La PROM solía ser un chip extraíble que debía reemplazarse si se necesitaban cambios. Caterpillar la llamaba módulo de personalidad que contenía información específica sobre el motor y el vehículo.
E-PROM (PROM borrable) tiene la misma información que la PROM pero se puede cambiar una o dos veces.
EE-PROM (PROM borrable electrónicamente) tiene la misma información que la PROM pero se puede cambiar muchas veces. Actualmente, la mayoría de los vehículos utilizan EE-PROM porque se puede reprogramar infinitamente.
RAM (Memoria de acceso aleatorio) es el bloc de notas de la computadora, donde la información cambia constantemente. Actualmente, muchos vehículos tienen la capacidad de “aprender” el estilo de conducción, valores mínimos/máximos de sensores, velocidad de ralentí. Esta información se mantiene hasta que la computadora se apaga o se desconecta la batería. Después de perder energía, esta información puede perderse. A veces, el vehículo puede funcionar o ralentizar “extraño” hasta que “vuelva a aprender”. KAM (Memoria de mantenimiento) es otra forma de memoria volátil.
Regulador de voltaje
Las computadoras funcionan con voltajes más bajos que otras partes del vehículo. Anteriormente en este artículo hablamos sobre VREF de 5 voltios. Este es el voltaje de referencia de 5 voltios enviado a muchos sensores. Este voltaje debe ser muy preciso y estable. De lo contrario, las lecturas de los sensores no serán precisas. Algunos fabricantes permiten una variación de 0.2 voltios. Otros fabricantes permiten variaciones tan pequeñas como 0.04 voltios. Si el regulador de voltaje es defectuoso por alguna razón, puede mostrar códigos de falla en múltiples sensores porque el voltaje del sensor se corta.
Convertidor A-D: Convertidor analógico-digital
El convertidor “A-D” convierte un voltaje constante en números digitales (pulsos) o convierte voltaje de CA en señal digital de CC. La computadora es digital de CC y no entiende nada más. El convertidor A-D es como un traductor que convierte señales que la computadora no entiende en algo que la computadora puede usar. La computadora realmente funciona con código binario de “0” y “1” o encendido/apagado. Convertir señales digitales es mucho más fácil que convertir señales analógicas. Algunas señales son de bajo voltaje y pueden necesitar amplificación.
Controladores de salida
Los controladores de salida utilizan transistores para controlar la alimentación o tierra (generalmente tierra). Lo que se controla puede ser muchas cosas que la computadora puede controlar: solenoides de inyectores, solenoides moduladores de válvulas, relés de CA, solenoides de ventiladores, relés de calentadores de admisión, relés de arranque, solenoides EGR, etc. Un transistor es como un relé semiconductor sin partes móviles. Algunas computadoras de motor tienen módulos de controladores separados. Como estos dispositivos de salida generan la mayor parte del calor en la computadora, muchas computadoras usan diseño con aletas o placa de refrigeración para disipar el calor.
Consejo de mantenimiento: Los controladores de salida son muy sensibles a la sobrecorriente (amperaje) y pueden quemarse fácilmente si se usan puentes o se realizan procedimientos de prueba incorrectos. Si tiene un código de falla del controlador del inyector No.5, es posible que el controlador del inyector No.5 esté quemado. Verifique la resistencia del solenoide del inyector No.5. Una resistencia baja o cortocircuito puede aumentar la corriente y dañar el controlador del inyector.
Funcionamiento del sistema informático
El sistema informático se divide en tres áreas: entrada, procesamiento y salida. Las entradas a la computadora están relacionadas con sensores e interruptores. El procesamiento ocurre dentro de la computadora. Las salidas son dispositivos como solenoides, inyectores, válvulas reguladoras de presión, relés, luces indicadoras.
El sistema informático funciona completamente con voltaje. La mayoría de los sensores convierten una señal de voltaje, normalmente 5 voltios, en un voltaje entre 0 y 5 voltios. El voltaje es interpretado por la computadora como temperatura, presión o posición. Algunos sensores envían voltaje analógico a la computadora, lo que significa un voltaje constante o cambiante. Otros sensores envían señal digital de CC, que es una señal de encendido/apagado o alta/baja. Cuando un técnico conecta una herramienta de escaneo o computadora al sistema, la temperatura se lee en grados, la presión en PSI, la posición en porcentaje. La computadora está traduciendo estas mediciones para nosotros. La computadora incorpora la información del sensor y otra información en algoritmos para proporcionar una respuesta sobre cómo operar el sistema.
La computadora es una colección de componentes como memoria, procesador, convertidor analógico-digital, regulador de voltaje, placa de circuito impreso, transistores, casi igual que una computadora doméstica. La computadora del vehículo debe soportar mucha más carga debido a variaciones de temperatura, vibración y ambiente. A pesar de esto, las computadoras que ejecutan los sistemas del vehículo son muy confiables.
Cuando la computadora toma una decisión basada en la información proporcionada, activa dispositivos como solenoides, relés, motores, luces indicadoras. Muchos circuitos de dispositivos de salida se controlan desde el lado de tierra del circuito. Como la mayoría de los circuitos de computadora son de baja corriente, la computadora puede usar relés para controlar circuitos de alta corriente.
Ejemplo: La bobina del embrague de CA es un electroimán de alta corriente (10A). El embrague de CA se enciende o apaga por la computadora. La computadora controla la ruta a tierra de la bobina del relé de CA (pines 85 y 86). Esto es baja corriente (0.15A). El magnetismo generado por la bobina del relé cierra los contactos normalmente abiertos en el relé (30 a 87) y conecta la alta corriente a la bobina de CA. Esto permite que la computadora controle dispositivos de alta corriente con un circuito de control de baja corriente.
Cuando la computadora detecta un problema, enciende la lámpara indicadora de mal funcionamiento o MIL. Cuando esto sucede, almacena códigos de falla que un técnico puede recuperar. Los problemas de circuito generalmente se deben a una de tres causas: la computadora (muy raro), componentes (más del 40%), cableado (más del 40%). Esto significa que la mayoría de las veces el problema está relacionado con componentes o cableado.
Sensor de temperatura
Sensor de temperatura
El sensor de temperatura también se llama termistor. Su resistencia interna es sensible a la temperatura. Cuando la temperatura alrededor de la resistencia cambia, el valor de resistencia cambia. Hay dos tipos de termistores utilizados en vehículos. Coeficiente de temperatura negativo (NTC) es el más común, coeficiente de temperatura positivo (PTC) rara vez se usa en vehículos.
El termistor NTC aumenta la resistencia cuando la temperatura disminuye y disminuye la resistencia cuando la temperatura aumenta. La resistencia y la temperatura cambian en direcciones opuestas.
El termistor PTC aumenta la resistencia cuando la temperatura aumenta y disminuye la resistencia cuando la temperatura disminuye. La resistencia y la temperatura cambian en la misma dirección.
La computadora envía 5 voltios al sensor y monitorea el voltaje.
El sensor tiene dos cables: cable de 5 voltios y cable de tierra.
El sensor tiene dos pines que se conectan a la resistencia del sensor.
Para que el sensor lea correctamente, el circuito debe estar completo. Si hay un problema con el cable de 5 voltios o tierra, el sensor no leerá correctamente. Esto generalmente da una lectura de temperatura de aproximadamente -36°F. Esta es evidencia obvia de que el circuito del sensor está abierto.
El sensor debe estar expuesto a la temperatura del aire o fluido que está detectando.
Los termistores NTC se utilizan para medir temperaturas como:
Temperatura del refrigerante del motor o ECT
Sensor de temperatura del aire ambiente o AAT
Temperatura del aire del múltiple o MAT
Temperatura del aceite de transmisión o TOT
Temperatura del eje del motor
Temperatura del combustible o FTS
Potenciómetro
El potenciómetro más común es el sensor de posición del acelerador en el cuerpo del acelerador o pedal del acelerador.
Potenciómetro
El potenciómetro es un sensor de posición. El potenciómetro más popular es el sensor de posición del acelerador en el pedal del acelerador. En esta sección, usaremos el ejemplo del sensor de posición del acelerador (TPS) o sensor de posición del pedal del acelerador o pedal electrónico porque es el más común.
Nota: En muchos motores de gasolina, el TPS está en el cuerpo del acelerador del motor. En aceleradores electrónicos o motores diesel electrónicos, el TPS está en el pedal del acelerador.
El TPS utiliza una conexión de 3 cables.
Voltaje de referencia de 5 voltios o VREF se envía desde la computadora al sensor.
El circuito de tierra es tierra a través del chasis o a través de la computadora.
El cable de señal es voltaje variable de 0 a 5 voltios cuando el brazo deslizante del sensor recorre la resistencia del sensor.
Los 5 voltios VREF son el voltaje de alimentación del sensor. Estos 5 voltios pueden compartirse con otros sensores. Esto significa que un problema en este circuito podría afectar múltiples sensores.
El circuito de tierra completa el circuito de 5 voltios a tierra a través de la resistencia. La tierra también puede compartirse con otros sensores.
El cable de señal es como un voltímetro que mide la caída de voltaje a través de la resistencia. En ralentí o posición liberada del pedal, el voltaje es una lectura baja, normalmente 0.5 a 1.0 voltios.
En aceleración total o WOT, el voltaje es alto, 4.5 a 4.8 voltios.
Si el voltaje del cable de señal es 0 o 5 voltios, el TPS generalmente establecerá un código de falla. La señal nunca debería alcanzar estos valores extremos.
A medida que se presiona el pedal, el voltaje aumenta desde aproximadamente 0.5 voltios en mínimo hasta aproximadamente 4.8 voltios. Los sensores TPS tempranos eran ajustables, pero en los sensores TPS posteriores, la computadora “aprendió” los voltajes mínimo y máximo. Usando una herramienta de escaneo o PC, normalmente la posición del acelerador es de 0% a 100%.