Home

UPS - ST001793 - Repositorio Digital-UPS

1. 2 3 2 3 NO NO Menos 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3
2. 1 Bomba de combustible 9 Sensor de revoluciones 2 Filtro de combustible 10 Sonda lambda 3 regulador de presi n 11 Unidad de control ECU 4 Inyector 12 Electrov lvula de control del canister 5 Caudalimetro 13 Rel 6 Sensor de temperatura 14 Bobina de encendido 7 Actuador de ralent 15 Buj a Potenci metro de la mariposa 16 Canister Figura 33 Sistema EVAP del autom vil Fuente E auto 2013 33 CAP TULO 3 DISE O E IMPLANTACI N DEL M DULO COMPROBADOR DE ECU El presente proyecto est basado en un banco de pruebas a sistema est tico con los datos obtenidos del autom vil Chevrolet Aveo 3 1 Modelamiento matem tico A continuaci n se detalla c mo se obtuvieron las ecuaciones que describen las formas de onda de los sensores CKP CMP ECT IAT TPS MAP y Ox geno en el autom vil Chevrolet Aveo 1 6 para lo cual se emplea el m todo de los m nimos cuadrados para el modelamiento de las ecuaciones 3 1 1 Sensor CKP El Chevrolet Aveo posee un rotor dentado de 60 2 dientes La onda var a en frecuencia de manera proporcional a las revoluciones del motor que se puede evidenciar en la tabla 12 donde se encuentran las medidas tomadas al veh culo Tabla 12 Datos de frecuencia sensor CKP RPM Frecuencia Hz 800 800 1500 1500 2000 2000 2500 2500 3000 3000 3500 3500 4000 4000 4500 4500 Nota Elaborado por Luis Cangas
3. u esa20qey gt ____ gt T1evas is ON jodo aba v t A Ls w evazaqe gt oreg A esa2aqe gt Tios is oN sp ema 1 10d q ejaug fi T ts O lenas 10d ejnua i ON OJ AD3HD epesqua 3p Opeise aa A epeugey jenas UPOPeaUNUO Diagrama de flujo t sa e11as so ap u pez 78vdOW ap UPPEINIYUO t opu A es qe is 1 ON ON Figura 55 Diagrama de flujo del bloque de control de temperatura y carga de motor Elaborado por Z Luis Cangas amp Cristian Y nez 57 3 3 3 3 Control de presi n Este bloque es el encargado de la simulaci n del sensor MAP para lo cual se utiliza el microcontrolador Almega328P en conjunto con el DAC MCP4822 en la figura 56 se observa el diagrama electr nico del bloque Diagrama electr nico CONTROL DE PRESION CONTROL DE PRESION gt PDO RXD PCINT16 PBO ICP1 CLKO PCINTO PD1 TXD PCINT17 PB1 OC1A PCINT1 gt CMP OUT PD2 INTO PCINT18 PB2 SS OC1B PCINT2 PD3 INT1 OC2B PCINT19 PB3 MOSI OC2A PCINT3 PD4 TO XCK PCINT20 PB4 MISO PCINT4 PD5 T1 OCOB PCINT21 PB5 SCK PCINT5 PD6 AINO OCOA PCINT22 PB6 TOSC1 XTAL1 PCINT6 PD7 AIN1 PCINT23 PB7 TOSC2 XTAL2 PCINT7 AREF PCO ADCO PCINTS AVCC PC1 ADC1 PCINT9 PC2 ADC2 PCINT10 PC3 ADC3 PCINT11 PC4 ADC4 SDA PCINT12 PC5 ADC5 SCUPCINT13 PC6 RESET PCINT14 ATMEGA328P CRYSTAL e C4 c5 10k 22pF 22pF Figura 56 Diagrama electr nico de control de presi n Elaborado por Luis Cangas
4. 4 2 2 Costo de dise o de Hard Wasi ida 69 4 2 3 Costo del desarrollo del software esseeeseseeeeeseesseeeesressessresresseseresrersessresees 70 4 24 Costo total del PROVE ClO is 70 4 3 An lisis comparativo s aisiscgsadsassaccesssscesssaaessacedsedsedenspcaasesevendcesnncaddundavedvedeoradeass 70 44A Manual de USUAL idas 13 AOS GU AS PECES io rito tab 13 IA Gua practicam reor e n nn oe a a 74 4 5 2 GU A pr c E Za a 74 4 5 3 GU A PACU Ca H Jarse r an EE A EAE EEN EER E E R 75 AA GU A pr ctica H A A a a nce 4st E cs 75 4 5 5 CU A pr ctica H i 75 4 5 6 GU A pr ctica H Orres id ii 76 CONCEUSIONES sosen isseire oiei seese a ee 77 RECOMENDACIONES seccssssshacsssevastedssokechsvsntusnsehionshsuesacssveshacvesvondeonsecsesapesesanensent 79 LISTA DE REFERENCIAS seesessossesessosoesssosessssoroesosoososossosssssossoesssossosessossssessrse 80 ANEXOS a ia 81 NDICE DE FIGURAS Figura 1 ECU del autom vil Chevrolet Aveo ooooonocccnonccononacononanononanononaconnnccnonanononos 6 Figura 2 Figura Forma de onda del Sensor del CKP ooooconcccoccnocccoonononcnonnnnnncconncnnno 9 Figura 3 Ubicaci n en el autom vil del Sensor CKP eee eeecceeeeeceesteeeenteeeeaees 10 Figura 4 Conexi n el ctrica del Sensor CKP coooooonoooccnoconocononononononononoconnonnncnncnnnnnnnnos 10 Figura 5 Forma de onda del Sensor CMP ccssccccsessececesssececeesseeeeeessnesecseseeees 11 Figura 6 Ubicaci n en el
5. 551 300 50 SE ERRORIAT 2750 s ms Cc 25002 40 40 22502 35 35 ERROR MAP 20002 Le 2 o 25 25 1750 i 3 oe 20 1500 E 15 15 2 12502 10 10 10002 a 5 800 o e 3 STOP y 4706 y 93 F 93 Figura 45 HMI software de control Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez Para la implementaci n de las ecuaciones obtenidas en el modelamiento matem tico que simulan las curvas caracter sticas de cada sensor se crearon sub bloques de programaci n o subVI los sub bloques de programaci n son e Ecuaciones de retardos e Voltaje TPS y MAP e Sensor O2 e Sensores de temperatura 3 2 1 1 Ecuaciones de retardo Este sub bloque es el encargado del control de frecuencia y sincronizaci n de las se ales de los sensores CKP y CMP esto se realiza mediante la aplicaci n de la ecuaci n 2 adem s es el encargado de recrear la reacci n de los sensores antes mencionados en sistema est tico para lo cual relacionan la frecuencia de los sensores con la carga del motor mediante la aplicaci n de la ecuaci n 6 47 En la figura 46 se observa las variables que intervienen en este bloque as como la programaci n del bloque en la cual se observa la aplicaci n de las ecuaciones Sia Gr fica software LabVIEW tes E gt TPS SALIDA TPS DATO CKP T
6. Costo total del proyecto A continuaci n se detalla el precio total para el dise o y construcci n del m dulo probador de ECU en la tabla 30 se especifican los costos del hardware y desarrollo del software Tabla 30 Costo total del proyecto Descripci n Costo Hardware 1469 Dise o de hardware 4680 Desarrollo de software 3840 TOTAL 9989 Nota Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez 4 3 An lisis comparativo El an lisis comparativo que se va a mostrar es respecto a las caracter sticas que posee el m dulo desarrollado a lo largo del presente proyecto con respecto a otros que existen en el mercado Un an lisis comparativo en precios no se lo puede aplicar ya que el costo de desarrollo del proyecto no es igual al costo de fabricaci n de un m dulo en el mercado ya que el m dulo que se encuentra en el mercado es un 70 m dulo que se genera en serie a diferencia del presente proyecto que se puede considerar como un prototipo Las caracter sticas de los m dulos que han encontrado en el mercado son las siguientes El m dulo de origen mexicano que se encuentra en el mercado como se puede ver en la figura 62 puede simular se ales de rpm sensor TPS sensor MAP y sensor de temperatura cuenta adem s con un puerto para monitorear las se ales de salida del PCM mediante un osciloscopio este m dulo consta de 7 conectores para diferentes marcas se puede comprobar en el panel
7. Las presentes gu as ponen a disposici n un material que permite mediante su estudio identificar los componentes del sistema de inyecci n electr nica adem s se podr analizar la l gica de funcionamiento as como tambi n la detecci n y soluci n de aver as en el sistema se realiz varias encuestas de cada una de las pr cticas a estudiantes de niveles superiores receptando propuestas para las practicas planteadas para que estas tengan un mejor desempe o hacia los estudiantes a quien va dirigidos 4 5 1 Gu a pr ctica 1 Tema Introducci n al m dulo comprobador de Unidades de Control Electr nico ECU Objetivo General e Familiarizar al estudiante con los conceptos necesarios para el manejo del m dulo comprobador de ECU Objetivos Espec ficos e Realizar la caracterizaci n del hardware del m dulo comprobador de ECU e Realizar la caracterizaci n del software de control del m dulo comprobador de ECU 4 5 2 Gu a pr ctica 2 Tema Estudio de los sensores CKP y CMP Objetivo General e Familiarizar al estudiante con los conceptos necesarios para el manejo de las se ales de los sensores CKP y CMP del m dulo comprobador de ECU Objetivos Espec ficos 74 e Realizar la comprobaci n del funcionamiento de los sensores CKP y CMP dentro del m dulo e Realizar la comprobaci n del funcionamiento del software para controlar las se ales de los sensores CKP y CMP del m dulo 4 5 3 Gu a pr ctica 3 Te
8. No Escribe dato de Si Cabecera a vector CMP en salida digital No f Si f Si cabecera b No Escribe Dato en Berardo de valor Si iable Ti ama D lt lt _ Sicabecera c variable Temp vector CMP2 en Escribe datos de l l Si vector CMP D D Escribe datos de vector CMP3 en vector CMP D D Figura 59 Diagrama de flujo del bloque de control de emisiones Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez 3 3 3 5 Acondicionamiento de Se ales Este bloque tiene la funci n de acondicionar las se ales de los sensores TPS MAP y CKP a voltajes apropiados para el env o a la ECU el proceso se lo realiza mediante los amplificadores operacionales TLO82 la Figura 60 indica el diagrama electr nico del bloque 61 Diagrama electr nico Figura 60 Diagrama de Acondicionamiento de se ales Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez En la primera etapa se acondiciona la se al del sensor CKP para que logre alcanzar voltajes de 10v esto se lo realiza mediante el AMP1 A el cual tiene una configuraci n de amplificador no inversor seguidamente se desfasa la se al para que logre alcanzar los voltajes de 5v a 5v logrando as simular una se al alterna de amplitud 10v pico pico se realiza este procedimiento meditan el amplificador AMPI B el cual tiene una configuraci n de amplificador sumador no inversor finalmente pasa por un amplificador comparador de cruce por cero el cual se enca
9. extremo del eje de la bomba de agua y justo detr s del radiador Principio de funcionamiento Cuando el motor est fr o o incluso en condiciones normales de temperatura de funcionamiento el embrague del ventilador se desconecta parcialmente accionado mec nicamente del motor del radiador de refrigeraci n del ventilador este es 30 accionado por una correa y polea conectada al motor del cigije al Esto ahorra energ a ya que el motor no tiene que conducir completamente el ventilador Sin embargo si la temperatura del motor se eleva por encima del ajuste de temperatura el ventilador se vuelve completamente enganchado elaborando as un mayor volumen de aire ambiente a trav s del radiador del veh culo Ubicaci n El ventilador de embrague del autom vil Chevrolet Aveo se encuentra Instalado en la parte posterior del radiador delante del motor como se puede observar en la figura 31 y en la tabla 11 se observa la conexi n del sensor de acuerdo a los pines del conector Imagen sensor FAN Figura 31 Ubicaci n en el autom vil del fan Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez El diagrama el ctrico de la bomba de combustible est ilustrado en la figura 30 31 Diagrama sensor FAN Typically the battery 204 35 Figura 32 Conexi n el ctrica del fan Fuente encendidoelectronico com 2012 Tabla 11 Conexi n de la bomba de combustible de la figu
10. n de resistencia tiene una resoluci n de 8 bits posee comunicaci n SPI simplificando de esta manera el hardware del m dulo para mayor informaci n revise el anexo 3 51 3 3 1 Componentes del m dulo En el diagrama de bloques de la figura 50 se describe los elementos que conforman el m dulo comprobador de ECU Diagrama de flujo M dulo de Comunicaci n M dulo generador de Se ales li ECU Etapa de control HMI Comprobador de Actuadores Figura 50 Componentes de m dulo probador de ECU Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Yanez 3 3 2 M dulo de comunicaci n Se encargada de la recepci n y retransmisi n de datos entre el software de control y el m dulo probador de ECU utiliza un Arduino Mega como interfaz para la comunicaci n serial hacia el ordenador En la figura 51 se observa el diagrama de control y transmisi n de datos entre el HMI y el m dulo de comunicaci n 52 Diagrama de flujo inicio J Boton de inicio p 2 lt _Bot n de inicio 1 E gt NO Envi de trama de sincronizaci n Arduino sincronizado NO Transmisi n y recepci n de datos Figura 51 Control de sincronizaci n Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez 3 3 3 M dulo generador de Se ales En esta parte se encuentra el hardware mediante el cual se simulan y acondicionan las se ales de l
11. n del sensor CKP se debe en parte a la instrumentaci n utilizada para la obtenci n de datos iniciales es decir el osciloscopio digital ya que al registrar la perturbaci n de los dientes faltantes en el disco del rbol de levas da como resultado una frecuencia oscilante por lo cual no se realiz una medici n exacta de los valores de frecuencia del sensor CKP resultando en un error del 1 85 en la simulaci n del control de revoluci n del motor como se evidencia en la tabla 20 La resoluci n de los elementos generadores de voltaje y variadores de resistencia cumplen un papel fundamental al momento de simular las se ales ya que al tener un mayor n mero de bits de resoluci n permite reducir el margen de error esto se lo evidencia al comparar los datos de la tabla 22 que describen la simulaci n del sensor ECT que consta con una resoluci n de 8 bits obteniendo un error de 1 71 con los datos de la tabla 24 que describen la simulaci n del sensor TPS con una resoluci n de 12 bits resultando en un error del 0 43 Las ecuaciones obtenidas por el m todo de los m nimos cuadrados que describen la forma de onda de los sensores CKP TPS MAP ECT IAT tiene un error de 0 5 debido a la variaci n de las medidas tomadas en el motor puesto que el veh culo en 77 el cual se desarrollaron las pruebas tiene un desgaste debido al uso que se le ha dado desde su a o de fabricaci n 2006 esto se evidencia al comparar los datos tomad
12. vil mini 33 Forma de onda sensor ERP e e dado 35 Grafica de ecuaci n Lunnis da 35 simulaci n de se al sensor CKP nsrocouortoiaialin nep ias 36 Gr fica de Beuacion La ci idas 37 Sincronizaci n de sensores CKP y CMP ooococcoccccconcccnoncnonnncnnnancconnnacinnnoss 38 Gra ica de Ecuacion decisions S eS N TE 39 Gr fica de SCuaci On Anarin A E R 40 Gr fica Ecuaci n Shes irian a eE E Aa a SiiS 42 Gr fica de ecuaci n Liceras ita 44 Reacci n del MAP a aceleraci n S bita ooooonoccnnnconocnconncconaconcnnnnnonnncnnos 45 Tendencia sensor de ox geno ccisicsccscdecssscsesscaesd cacavssccaentesedasesussaceousedentess 46 HMI software de Control 00 A ees 47 Bloque Ecuaciones de Retardo tds 48 Bloque de Voltaje TPS Y MAP cid 49 Bloque Sensor Ol ii a 49 Bloque sensores de temperatUT a cocinaba id 50 Componentes de m dulo probador de ECU eee eeeseeeeseeeesteeeenteeeenee 52 Control de sincronizaci n munidad 53 Diagrama electr nico de control de sincronismo de Motor 06 54 Diagrama de flujo del bloque de sincronismo de motor eee eee 55 Diagrama electr nico de control de temperatura y carga de motor 56 Diagrama de flujo del bloque de control de temperatura y carga de motor detalles ahs 57 Diagrama electr nico de control de presi n oooonncccnnncniononononocnnonnnonnncnnss 58 Diagrama de flujo del bloque de control de presi n oooocnccnnncnnnnnnnnncnns 59 Diagrama electr nico de control
13. CKP Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez El diagrama de conexi n del sensor CKP est ilustrado en la figura 4 Diagrama sensor CKP Rotor Bobina Muciso Sensor CKP ECM Permanente i Figura 4 Conexi n el ctrica del Sensor CKP Fuente Cunalata 2012 Tabla 1 Conexi n del Sensor CKP de la Figura 3 Pines del sensor Descripci n 1 Se al 2 Retorno 3 Masa coaxial Nota Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez 2 2 2 Sensor CMP El sensor de posici n del rbol de levas CMP Camshaft Position Sensor por sus siglas en ingl s es utilizado conjuntamente con el sensor de posici n del cigiiefial 10 para determinar la posici n del rbol de levas el cual env a una se al a la unidad de control ECU quien se encarga en distinguir entre el cilindro 1 y el cilindro 4 al comparar la se al del sensor posici n del rbol de levas con la se al del sensor de posici n del cigiiefial por consiguiente la ECU realza la inyecci n de combustible al cilindro correcto Principio de Funcionamiento Este sensor es de efecto Hall el cual se basa en hacer pasar una corriente el ctrica constante a trav s de una placa Hall construida de un material semiconductor y se la somete a un campo magn tico que act a de forma perpendicular a la corriente el ctrica Este campo magn tico es generado por acci n de unos imanes permanentes coloc
14. amp Cristian Y nez La se al de control proviene del m dulo de comunicaciones por medio de protocolo Serial a una velocidad de 9600 baudios la cual contiene los datos de control de la forma de onda caracter stica del sensor MAP que se obtuvo en el modelamiento matem tico El microcontrolador contiene los datos que describen la forma de onda generada cuando existe aceleraci n s bita los datos se env an a trav s de comunicaci n SPI hacia el DAC el cual transforma estos datos a voltaje en un rango de O a 4v En la figura 57 se observa el diagrama de flujo del bloque de control de presi n 58 Diagrama de flujo Inicio Configuraci n del MCP4822 4 A y NO A Comunicaci n serial habilitada si Lectura de cabecera y dato yO si Escritura de Dato en Si cabecera a gt variable Volt NO Escritura de Dato en SI Sicabecera b gt variable Temp a Genera NO Si perturbaci n de Transmisi n de C Sicabecera c variable Volt con YW C variable Volt hacia duraci n de MCP4822 variable Temp C Figura 57 Diagrama de flujo del bloque de control de presi n Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez 3 3 3 4 Control de Emisiones Este bloque es el encargado de la simulaci n del sensor de ox geno para lo cual se utiliza el microcontrolador Almega328P en conjunto con el DAC MCP4822 en la figura 58 se observa el diagrama el
15. amp Cristian Y nez Para la simulaci n de la forma de onda caracter stica del sensor CKP fue necesario la obtenci n de datos mediante un osciloscopio digital La figura 34 muestra la forma de onda del sensor CKP y la perturbaci n de los dientes faltantes 34 Se al CKP 1 8 20V 2 chan off 1 2 chan off Periodo 1 2 chan off Figura 34 Forma de onda sensor CKP Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Yanez El archivo generado en el osciloscopio se importa al software EXCEL donde se obtiene los puntos que describen la gr fica se a sla los datos pertenecientes a la perturbaci n producida por los dientes faltantes y mediante el m todo de los m nimos cuadrados se obtiene la ecuaci n 1 Ecuaci n 1 Perturbaci n del sensor CKP y 9E 9x 1E 5x3 0 005x 0 806x 41 33 Aplicando la ecuaci n 1 se obtiene la forma de onda que se muestra en la figura 35 Perturbaci n sensor CKP v Perturbaci n Sensor CKP 3 Figura 35 Gr fica de ecuaci n 1 Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez 35 Para la generaci n de las ondas senoidales que representa los 58 dientes de la rueda se utiliza la funci n seno del software EXCEL con la cual se obtiene los valores de la gr fica seno con un periodo de 0 a 2r Mediante la aplicaci n de una regla de tres simple se escala los datos de la perturbaci n y de la gr fica seno a valores de O a 4096 para que sean
16. concentraci n de la mezcla lo m s cerca posible _ 1 a la proporci n ideal te rica estequiometria de 14 7 partes de aire a 1 parte de combustible que es la ptima para que el catalizador funcione eficazmente El sensor reacciona ante el contenido de ox geno de los gases de escape y utiliza la tensi n generada 200mV 800mV para enviar una se al al m dulo de control del motor para que modifique la proporci n de la mezcla aire combustible como se muestra en la figura 8 13 e Siel contenido de ox geno esta al valor ideal lambda 1 e Si la mescla es demasiado pobre la tensi n ser de 200 450 mV lambda 1 10 e Si es demasiado rica la tensi n ser de 550 800mV lambda 0 96 Se al sensor O2 0 2 4 6 10 12 14 i Figura 8 Forma de la sefial del Sensor lambda Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Yanez Ubicaci n Este sensor est colocado en el tubo de escape ubicado antes del convertidor catal tico en la l nea de escape a la salida del m ltiple de escape para su correcto funcionamiento su funci n es detectar la presencia de ox geno sobrante en los gases de escape como se muestra en la figura 9 en la tabla 3 se observa la conexi n del sensor de acuerdo a los pines del conector Imagen Sensor O2 Figura 9 Ubicaci n en el autom vil del Sensor del Ox geno Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez El diagrama el ctrico del sensor de ox geno e
17. de emisiones ccooconnccnnoninoconancninnnnnnncnnns 60 Diagrama de flujo del bloque de control de emisiones ooooccnncccnoccconncnns 61 Diagrama de Acondicionamiento de se ales oooooononcninnonocccoccnnncnconnnnnns 62 Diagrama de bloque comprobador de actuadores ooooccnoccnoccnoccnnnnncnnncnnns 63 M dulo de origen mexicano di A at 71 M dulo de origen peruano nose aii r genios 12 INDICE DE TABLAS Tabla 1 Conexi n del Sensor CKP de la Figura 3 oooooonnocccconcccconcnononcnonnnccnnnncnnnnnnnnns 10 Tabla 2 Conexi n del Sensor CMP de la Figura O oooonnnocccnoccccnoncnononcnonnncnnnnnccnnnnncnns 13 Tabla 3 Conexi n del Sensor 02 de la Figura 9 oonoocccononicionncnonnnccnonccnnnnacnnnccnoncnnonn 15 Tabla 4 Conexi n del Sensor MAP de la Figura 12 oooooconnncccnonccccooncconnncconnncnnnnnnn ns 17 Tabla 5 Conexi n del Sensor TPS de la Figura 15 oonooonnnnccccnoccccnocccinnncconanannnnnnnnns 19 Tabla 6 Conexi n del Sensor ECT de la Figura 18 oooooconinccccnoccccnocccnoncccnonnccnonnncnns 21 Tabla 7 Conexi n del Sensor IAT de la figura 21 ooooonnococnocccccocccononcconnncconanacinnnnnnns 23 Tabla 8 Conexi n del conector de los inyectores de la Figura 23 ooonnnccnnnnccninnccc n 26 Tabla 9 Conexi n de las bobinas encendido de la Figura ZO ooooonnocccinocccinoccninnnnn ns 28 Tabla 10 Conexi n de la bomba de combustible de la Figura 28 oooonooccnnnncninucnco 30 Tabla 11 Conexi n de la bomba de c
18. del 98 27 67 Ecuaci n 10 Precisi n del m dulo 1 Media de error relativo i Precisi n 100 _____ n 4 2 An lisis de costos En la elaboraci n de un producto o proyecto se debe considerar el costo total del mismo este proyecto est conformado de estructuras de acr lico tarjetas electr nicas etc de acuerdo a este resultado se determinara si es rentable o no la elaboraci n del proyecto o si es competitivo frente a sistemas fabricados por otras compa as Adem s esto sirve como base para asignarle un costo final en el mercado El m dulo probador de ECU fue realizado con el af n de proporcionar una herramienta para los laboratorios de electr nica automotriz Para esto es necesario averiguar los costos de m dulos de similares caracter stica en el mercado y compararlos con el precio del m dulo elaborado para determinar as su ventaja o desventaja y verificar que beneficios tiene el producto Para determinar el costo de elaboraci n del m dulo probador de ECU es necesario tomar en cuenta los siguientes costos costo de hardware costo de dise o de hardware y costo de desarrollo de software para obtener al ltimo un costo total 4 2 1 Costo de hardware Se analiza los costos de dise o y construcci n del hardware desarrollo del software y el costo total que conllev el proyecto de investigaci n La tabla 27 se ala los costos de los materiales que se utilizaron en la construcci n de
19. generado en la bobina del sensor Cunalata 2012 Cada vez que un diente pasa por el entrehierro se produce una onda de corriente alterna dependiendo de la velocidad del motor esta tensi n puede alcanzar los 100 Voltios por lo cual algunos circuitos son dise ados para restringir el voltaje m ximo como se muestra en la figura 2 Para que el m dulo de control tenga una referencia del Punto Muerto Superior PMS existen dos dise os de ruedas f nicas principales Cunalata 2012 e En la mayor a de los sistemas automotrices 60 dientes 2 dientes perdidos 58 dientes completos e Enel caso de Ford 36 dientes 1 diente perdido 35 dientes completos Se al Sensor CKP gia j N i il i nif fl Vf A O di ANA RA ARANA WV yy yi VV y y YVR NAN AAA A AAA A i i fi ii a i fi i f ON INTRADANIA NAAA ONU VIA 1 os IP I WANA A i l AAN NA 1 Figura 2 Figura Forma de onda del Sensor del CKP Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez Ubicaci n Generalmente el sensor CKP del autom vil Chevrolet Aveo se encuentra ubicado a un costado de la polea del cigiiefial en la parte delantera izquierda del motor o abajo del filtro de aceite como se muestra en la figura 3 en la tabla 1 se observa la conexi n del sensor de acuerdo a los pines del conector Imagen Sensor CKP Figura 3 Ubicaci n en el autom vil del Sensor
20. la figura 36 los datos se env an a trav s de comunicaci n SPI hacia el DAC el cual transforma estos datos a voltaje en un rango de O a 4v Los datos de la se al del sensor CKP se sincronizan con los datos de la se al del sensor CMP para obtener el sincronismo de la figura 38 En la figura 53 se observa el diagrama de flujo del bloque de sincronismo de motor 54 Diagrama de flujo Inicio y Configuraci n del MCP4822 Carga de datos iniciales a vector CKP y vector CMP v Comunicaci n serial habilitada Lectura de Cabecera y Dato No p Si Cabecera a No Si gt Si cabecera b pS Escribe Dato en Si iable Ti 1 lt Sicabecera c variable Temp Si vector CMP2 en Escribe datos de Si vector CMP 1 Escribe datos de vector CMP3 en vector CMP 1 1 Figura 53 Diagrama de flujo del bloque de sincronismo de motor Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez No pE Transmite datos de vector CKP a MCP4822 Escribe dato de vector CMP en salida digital Retardo de valor Temp 1 3 3 3 2 Control de temperatura y carga de motor Es el encargado de la simulaci n de los sensores ECT IAT y TPS Este bloque realiza la simulaci n de los sensores por medio de la placa de desarrollo libre Arduino MEGA el DAC MCP4822 y los potenci metros digitales MCP41010 en la figura 54 se observa el diagrama electr nico del bloque 55
21. n del sensor TPS Tabla 24 An lisis de error en sensor TPS Control TPS en Dato en esc ner Error Relativo HMI Sensor TPS 0 0 0 10 10 0 20 20 0 30 30 0 40 40 0 50 50 2 0 4 60 60 4 0 66 70 71 1 41 80 80 6 0 74 90 91 1 1 100 99 6 0 4 Media de error Relativo Nota Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Yanez En la tabla 25 se detalla los resultados obtenidos en la simulaci n del sensor MAP 66 Tabla 25 An lisis de error en sensor MAP Control MAP en Dato en escaner Error Relativo HMI Kpa Sensor MAP Kpa 17 17 0 28 28 0 36 36 0 43 43 0 50 50 0 58 58 0 65 65 0 73 74 1 35 80 81 1 23 87 88 1 14 Media de error r MU Nota Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez En la tabla 26 se detalla los resultados obtenidos en la simulaci n del sensor de ox geno Tabla 26 An lisis de error en sensor de ox geno Control CKP Periodo 02 en Periodo en Error relativo en HMI RPM HMI s osciloscopio s 1600 0 9 1 10 2200 0 51 0 52 2 2600 0 38 0 4 5 3000 0 29 0 31 6 5 Media de error Relativo 6 Nota Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Yanez Tomando en cuenta todos los promedios de los errores obtenidos en cada sensor se obtuvo la precisi n del equipo mediante la ecuaci n 10 Dando como resultado una precisi n
22. observ que al existir valores de voltaje fuera del rango de operaci n se genera c digos de falla en la ECU Los rangos de comprobaci n ptimos para el cerebro se encuentran en el rango de 10 al 30 de la carga del sistema por lo cual si se desea comprobar una ECU ajena al m dulo did ctico es recomendable no superar estos valores 79 LISTA DE REFERENCIAS Arduino 2015 Arduino Obtenido de Arduino http www arduino cc Castro J V amp Yascual L A 15 de febrero de 2011 Escuela Superior Polit cnica De Chimborazo Obtenido de Escuela Superior Polit cnica De Chimborazo http dspace espoch edu ec handle 123456789 1334 Corporation S M 1999 WIRING DIAGRAM MANUAL united states overse as service department Cunalata W M marzo de 2012 Escuela Superior Polit cnica De Chimborazo Obtenido de Escuela Superior Polit cnica De Chimborazo http dspace espoch edu ec handle 123456789 1862 E auto 17 de octubre de 2013 e auto Obtenido de e auto http e auto com mx manual_detalle php manual_id 227 Electronico E 18 de junio de 2012 Encendidoelectronico Obtenido de Encendidoelectronico http www encendidoelectronico com vista php id 43 Guaman G A 25 de junio de 2014 Escuela Superior Politecnica de Chiborazo Obtenido de Escuela Superior Politecnica de Chiborazo http dspace espoch edu ec bitstream 123456789 3134 1 65T00107 pdf Hern ndez M 1 de marzo de 2013 Ingenier a de Siste
23. para que puedan ser procesadas por una unidad de control La se al el ctrica de salida del sensor no es considerada solo como una corriente o una tensi n dentro de la inyecci n electr nica sino tambi n se consideran las amplitudes de corriente y tensi n la frecuencia el periodo la fase o la duraci n de impulso de una oscilaci n el ctrica as como los par metros el ctricos resistencia capacitancia e inductancia Hay diversos dise os de sistemas de inyecci n de gasolina que utilizan diferentes juegos de sensores para medir factores que influyen el proceso de inyecci n y enviar su se al a la ECU o PCM A continuaci n se detallas los principales 2 2 1 Sensor CKP El sensor de posici n del cigiiefial CKP Crankshaft Position Sensor por sus siglas en ingl s es el que detecta el estado de giro en que se encuentra el cigiiefial en todo momento y la env a a la unidad de control ECU la cual se encarga de calcular el tiempo de inyecci n de combustible y las revoluciones del motor rpm de acuerdo con la se al del sensor Principio de funcionamiento El rotor dentado posee un n mero determinado de dientes y estos pasan a trav s del espacio entre el flujo magn tico Cuando un diente del rotor pasa por el entrehierro se induce en la bobina del sensor un voltaje el cual est relacionado con el cambio de flujo magn tico del circuito Mientras m s r pido sea el cambio de flujo magn tico mayor ser el voltaje
24. se puede observar en la figura 24 y en la tabla 8 se observa la conexi n del sensor de acuerdo a los pines del conector Imagen inyectores Fuente Cunalata 2012 El diagrama el ctrico los inyectores est ilustrado en la figura 25 25 Diagrama inyectores ECU Switch de Rel Encendido Figura 25 Conexi n el ctrica de los inyectores Fuente Cunalata 2012 Tabla 8 Conexi n del conector de los inyectores de la figura 23 Pines del inyector Descripci n N 1 3 Pulso de activaci n de la ECU 87 Alimentaci n 12V N 2 32 Pulso de activaci n de la ECU 87 Alimentaci n 12V N 3 31 Pulso de activaci n de la ECU 87 Alimentaci n 12V N 4 4 Pulso de activaci n de la ECU 87 Alimentaci n 12V Nota Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez 2 3 2 Bobinas de ignici n Las bobinas en conjunto con el sistema de encendido electr nico tiene la funci n de producir la chispa con potencia suficiente para realizar una buena combusti n En los sistemas de encendido comandados directamente por la ECU se distingue un sistema principal y que es el m s utilizado el sistema DIS Direct Ignition Sistem del cual se derivan otros sistemas que resultan en la evoluci n del primero como el sistema COP Coil on Plug los cuales son sistemas en los que se elimina completamente el distribuidor y se ejecuta el encendido a tr
25. seg n datos del 2013 presenta un 58 del total de los veh culos vendidos en el pa s en ese a o Entre las cifras obtenidas del a o 2013 se puede evidenciar que la marca que tiene m s ventas en el Ecuador es el modelo Chevrolet con un 44 1 en ventas seg n datos del anuario del 2013 de la asociaci n de empresas automotrices del Ecuador AEADE Pese a que en el Ecuador existe un gran incremento en la parte de ensamblaje de autom viles se puede evidenciar que en la parte de instrumentaci n automotriz existe un gran retraso ya que al momento de buscar equipos de comprobaci n automotriz o bancos de prueba no se los logra conseguir con facilidad en talleres automotrices un ejemplo de esto son los probadores de ECU Unidad Electr nica de Control la existencia de este tipo de instrumentos es muy escasa y las pocas unidades que existen son importadas a m s de eso se ha evidenciado que los probadores de ECU que se consiguen en el pa s son espec ficos para alg n tipo de marca o modelo como se observa en el probador de ECU de origen mexicano el cual puede simular se ales que interviene en el sistema de encendido y cuenta adem s con un puerto para monitorear las se ales de salida de la ECU mediante un osciloscopio este probador de ECU viene con 7 tipos de conectores para diferente computadores de autom viles las se ales del mismo se las varia manualmente mediante potenci metros posee comunicaci n mediante bus CAN y bus LIN El pr
26. ubicado en la manguera de admisi n de aire entre el filtro de aire y el cuerpo del acelerador como se puede observar en la figura 21 y en la tabla 7 se observa la conexi n del sensor de acuerdo a los pines del conector Imagen sensor IAT gt Figura 21 Ubicaci n del sensor IAT Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez El diagrama el ctrico del sensor IAT est ilustrado en la figura 22 Diagrama sensor IAT 5v E Se al de Voltaje Temperatura ne 7 CTS Figura 22 Conexi n el ctrica del Sensor IAT Fuente encendidoelectronico com 2012 Tabla 7 Conexi n del sensor IAT de la figura 21 Pines del sensor Descripci n 1 Se al del sensor 2 Masa 3 Masa auto Nota Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez 23 2 3 Introducci n a los actuadores del autom vil Los actuadores son dispositivos capaces de generar una fuerza a partir de l quidos de energ a el ctrica y gaseosa El actuador recibe la orden de un regulador o controlador y da una salida necesaria para activar a un elemento final de control como lo son las v lvulas 2 3 1 Inyectores Los inyectores son los encargados de la inyecci n del combustible estos tambi n pulverizan la gasolina dentro del m ltiple de admisi n en sincronizaci n con la apertura de las v lvulas las cuales permiten el ingreso de combustible hacia los cilindros de acuerdo a las ne
27. 02 MCP4812 MCP4822 MCP4901 MCP4911 MCP4921 MCP4902 MCP4912 MCP4922 Note 1 Internal 2 048V External The e listed here have similar AC DC performances 85 Description The MCP4802 4812 4822 devices are dual 8 bit 10 bit and 12 bit buffered voltage output Digital to Analog Converters DACs respectively The devices operate from a single 2 7V to 5 5V supply with SPI compatible Serial Peripheral Interface The devices have a high precision internal voltage reference V REF 2 048V The user can configure the full scale range of the device to be 2 048V or 4 096V by setting the Gain Selection Option bit gain of 1 of 2 Each DAC channel can be operated in Active or Shutdown mode individually by setting the Configuration register bits In Shutdown mode most of the internal circuits in the shutdown channel are turned off for power savings and the output amplifier is configured to present a known high resistance output load 500 KQtypical typical The devices include double buffered registers allowing synchronous updates of two DAC outputs using the LDACpin These devices also incorporate a Power on Reset POR circuit to ensure reliable power up The devices utilize a resistive string architecture with its inherent advantages of low DNL error low ratio metric temperature coefficient and fast settling time These devices are specified over the extended temperature range 125 C The devices provide hig
28. 7 Para la simulaci n del sensor CMP se debe tomar en cuenta la sincronizaci n que tiene la se al del sensor CMP con la se al del sensor CKP ya que el cambio de nivel entre alto o bajo voltaje se lo realiza cada 30 dientes del sensor CKP como lo indica la figura 38 Se al CKP y CMP 30 DIENTES Figura 38 Sincronizaci n de sensores CKP y CMP Elaborado po Luis Cangas amp Cristian Y nez 3 1 3 Sensor ECT El sensor ECT funciona como termistor tipo NTC como se indic en el cap tulo 2 y describe una forma de onda exponencial esto se puede observar en la figura 17 las medidas tomadas al veh culo se las observa en la tabla 14 en la cual se indican los valores de resistencia en relaci n a la temperatura Tabla 14 Reacci n sensor ECT Temperatura C Resistencia KO 13 4 72 21 3 24 29 2 26 38 1 56 47 1 05 55 0 74 65 0 5 74 0 35 Nota Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez 38 En base a los datos de la tabla 14 se obtuvo la ecuaci n 3 que representa la curva caracter stica del sensor Ecuaci n 3 Forma de onda sensor ECT yo TB Aplicando la ecuaci n 3 se obtiene la forma de onda que se muestra en la figura 39 Gr fica ecuaci n ECT Ko Gr fica sensor ECT 5 00 4 50 4 00 3 50 4 3 00 2 50 2 00 1 50 1 00 0 50 0 00 r r r ye o 20 40 60 80 100 Figura 39 Grafica de ecuaci n 3 Ela
29. Diagrama electr nico gt CONTROL DE EMISIONES gt CONTROL DE PRESION gt SE AL DE CONTROL OUTIATA OUT IAT 8 OUTECTA OUTECTB DIGITAL ANALOG IN AAA EE ARDUINO MEGA2560 R3 Figura 54 Diagrama electr nico de control de temperatura y carga de motor Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez El modelamiento matem tico de las se ales se encuentra implementado en el software del HMI el cual evita las se ales de control mediante comunicaci n serial hacia el Arduino MEGA a una velocidad de 9600 baudios este reenv a las se ales hacia el DAC MC4822 y a los potenci metros digitales MCP41010 por medio de comunicaci n SPI Los potenci metros digitales tienen que estar en configuraci n de re stato por lo cual se cortocircuitan los pines 6 y 7 del encapsulado En la figura 55 se observa el diagrama de flujo del bloque de control de temperatura y carga de motor 56 t t O leuas sod ejnua T oj YaWos epenua ap opeysa aa 1 o1enos sod epua OL Nv4 epenua T z epas sod x e19099 gt gt T orea e ejau ON ON i t ove q ejnuz ON T a gt enas sod 8 3 eso99qe t oyeg e ejuz esaaqe 4 i ZLOd E 1 GN t e oyeg tenua a esq DT T TLOd Is ON e oreg teju r ee A oyeg e ejaug A O 4 T ZZSHIIN is oN e oeg ejaug T z euas iod orea q ejaua q esanaqe 1s ON e sf 3 z ieuas e esadaqe A 10d gt ejAuz ON
30. EC ECT ECT TEMPERATURA fg IAT SALIDA DEC ECT w A y SALIDA DEC IAT o IMPEDANCIA IAT TEMPERATURA aT IMPEDANCIA IAT Eon a E i flost64 y il ol BBly exp 0 038 pA a Pico ay gt SALIDA DEC IAT pfiz3 T Figura 49 Bloque sensores de temperatura Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez 3 3 Dise o de Hardware Para la generaci n de las se ales que simulan el comportamiento f sico de los sensores el proyecto requiere de elementos capaces de generar o recrear voltajes an logos a bajas frecuencias y magnitudes f sicas de los tipos resistivos controlables desde la interfaz gr fica con la capacidad de simular las ecuaciones obtenidas con el menor margen de error posible La implementaci n f sica del probador de ECU se basa en la placa de desarrollo libre Arduino Estas placas presentan facilidades de Hardware y de Software puesto que las librer as para la programaci n y planos de construcci n son de libre acceso El software de programaci n del sistema Arduino presenta ventajas como la f cil 50 obtenci n libre desarrollo y f cil entendimiento la principal desventada del software es el consumo de recursos de memoria y velocidad de procesamiento del microcontrolador basados en los requerimientos del proyecto se considera viable la programaci n de los microcontroladores mediante el s
31. P del m dulo 4 5 6 Gu a pr ctica 6 Tema Estudio del m dulo completo Objetivo General e Familiarizar al estudiante con los conceptos necesarios para el manejo de las se ales de los sensores IAT ECT del m dulo probador de ECU Objetivos Espec ficos e Realizar la comprobaci n del funcionamiento de los sensores IAT y ECT dentro del m dulo e Realizar la comprobaci n del funcionamiento del software para controlar las se ales de los sensores IAT y ECT del m dulo 76 CONCLUSIONES Una vez dise ado e implementado el m dulo generador de se ales y conversor para probar el comportamiento de un ECU Unidad de Control Electr nico para el autom vil Chevrolet Aveo se realizaron pruebas de funcionamiento en las cuales se obtuvo los datos que se describen en el an lisis de resultados los mismos que al cotejar los datos obtenidos con los reales se obtiene una fiabilidad de 98 27 Mediante la investigaci n y el estudio de las ondas caracter sticas de los sensores que interviene en el encendido y normal funcionamiento del autom vil se observ que la se al sinusoidal variable en amplitud y frecuencia que describe el sensor CKP se la puede reemplazar por una se al digital de 0 a 5v ya que la se al al ingresar a la ECU pasa por una etapa de rectificaci n de media onda y descarga a tierra con lo cual el voltaje de la se al describe una onda cuadrada variante en frecuencia El error porcentual obtenido en la simulaci
32. PS DATO CMP TPS SERIALTPS 100 R gt a 7 1452 3320 27 667 136 E SALIDA TPS 3 p ma 3 l CKP DATO CMP CKP DATO TPS CKP SALIDA CKP SERIAL CKP i 1250 10 4167 u 3241 381 CMP DATO CKP CMP DATO TPS CMP SALIDA CMP SERIAL CMP J je 960 4 3492 504 5 CKP JE gt DATO TPS CKP p gt gt h ECUACIO aa asta RETARDO gt a Lir DATO CMP CKP mu gt Figura 46 Bloque Ecuaciones de Retardo Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez 3 2 1 2 Voltaje TPS y MAP Es el encargado de simular la forma de onda caracter stica de las se ales de los sensores TPS y MAP mediante el control de los niveles de voltaje para lo cual aplica las ecuaciones 5 y 7 del modelamiento matem tico En este bloque se realiza la transformaci n de los datos obtenidos por la aplicaci n de las ecuaciones a datos de O a 4096 procesables por el microcontrolador En la figura 47 se observa las variables que interviene en el proceso adem s de la programaci n del bloque 48 Gr fica software LabVIEW TPS SALIDA TPS A E TFS MA MAP Pi E 1 IS ee a ae E L T E SALIDA TPS SALIDA MAP f 23 90196078 B gt E 967 e M E Ena e VOLTAJE TPS VOLTAJE MAP E SALIDA MAP EJ un 4 VOLTAJE MAP 123 mn mA Y e Figura 47 Bloque de Voltaje TPS y MAP Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y
33. SIL1 CONN SIL1 CONN SIL1 D9 D10 LED RED LED RED R20 R21 10k 10k gt BOMBA gt CHECK J9 J10 E ss CONN SIL1 CONN SIL1 Figura 61 Diagrama de bloque comprobador de actuadores Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez 63 CAP TULO 4 PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO 4 1 Pruebas y resultados Se analiz de manera general el resultado de la simulaci n de cada uno de los sensores que conforman el m dulo comparando los datos obtenidos de la simulaci n mediante un instrumento de medici n especializado obteniendo el error relativo entre el dato medido y el dato simulado con la ecuaci n 9 De donde el dato experimental es el dato tomado del control HMI del m dulo y el dato real son los resultados obtenidos por los instrumentos de medida Para obtener la media del error relativo se realiz el promedio de los errores obtenidos en cada medici n Ecuaci n 9 Calculo de error Relativo en porcentaje Dato experimental Dato Real Dato Real 100 Error Relativo En la tabla 20 se detalla los resultados obtenidos en la simulaci n del sensor CKP Tabla 20 An lisis de error en sensor CKP Control CKP en Dato de Esc ner sensor Error Relativo HMI RPM CKP RPM 800 800 0 1500 1530 1 96 2000 2053 2 58 2500 2570 2 72 3000 3087 2 82 3500 3575 2 1 4000 4076 1 86 4500 4561 1 34 5000 5066 1 3 Media de error Relativo Nota Elaborado
34. UNIVERSIDAD POLIT CNICA SALESIANA SEDE QUITO CARRERA INGENIER A ELECTR NICA Tesis previa a la obtenci n del t tulo de INGENIEROS ELECTR NICOS TEMA DISE O E IMPLEMENTACI N DE UN M DULO GENERADOR DE SE ALES Y CONVERSOR PARA PROBAR EL COMPORTAMIENTO DE UNA ECU UNIDAD DE CONTROL ELECTR NICO PARA EL AUTOM VIL CHEVROLET AVEO AUTORES CANG S TOAPANTA LUIS ANDRES Y NEZ J COME CRISTIAN ANDRES DIRECTOR JUAN PABLO TAMAYO BENAVIDES Quito abril de 2015 DECLARATORIA DE RESPONSABILIDAD Y AUTORIZACI N DE USO DE TRABAJO DE GRADO Nosotros autorizamos a la Universidad Polit cnica Salesiana la publicaci n total o parcial de este trabajo de titulaci n y su reproducci n sin fines de lucro Adem s declaro que los conceptos an lisis desarrollados y las conclusiones del presente trabajo son de exclusiva responsabilidad de los autores Luis Andres Cang s Toapanta Cristian Andres Y nez J come CC 1712716594 CC 1719321521 DEDICATORIA A Dios Por habernos permitido llegar a esta instancia de nuestras vidas por darnos la inteligencia y sabidur a para realizar este proyecto y por habernos dado salud para lograr nuestros objetivos adem s de su infinita bondad y amor A nuestros Padres Por habernos apoyado en todo momento por su paciencia sus consejos y valores pero m s que nada la motivaci n constante que nos brindaron para ser personas de bien Luis Andres Cangas Toapanta amp C
35. ados lateralmente sobre la placa de semiconductor Cunalata 2012 El cambio de flujo magn tico se realiza por acci n de una rueda de impulsos dentada la cual est montada sobre un rotor que gira con el rbol de levas Esta rueda de impulsos est construida de un material ferromagn tico El circuito Hall se ubica entre el rotor y el im n permanente que produce el campo magn tico perpendicular al elemento Hall Cunalata 2012 Cuando un diente de la rueda de impulsos pasa por delante de la placa Hall var a la intensidad del campo magn tico perpendicularmente a la misma lo cual hace que los electrones que cruzan la placa Hall se desv an perpendicularmente al sentido de la corriente que cruza inicialmente en la figura 5 se puede observar la se al de este sensor Se al sensor CMP 0 20 40 60 0 100 120 140 160 130 200 Figura 5 Forma de onda del Sensor CMP Elaborado por Luis Cangas Cristian Y nez 11 Ubicaci n Generalmente el sensor CMP del autom vil Chevrolet Aveo se encuentra ubicado en la parte superior derecha del motor cerca del engranaje del rbol de levas debajo de la cubierta del cable de la buj a como se muestra en la figura 6 y en la tabla 2 se observa la conexi n del sensor de acuerdo a los pines del conector Imagen sensor CMP m A Figura 6 Ubicaci n en el autom vil del Sensor CMP Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez El diagrama de con
36. al sensor MAP Figura 11 Forma de la se al del Sensor MAP Elaborado por Luis Cangas Cristian Y nez Ubicaci n El sensor MAP generalmente en el autom vil Chevrolet Aveo se encuentra ubicado sobre el m ltiple de admisi n como se muestra en la figura 12 y en la tabla 4 se observa la conexi n del sensor de acuerdo a los pines del conector Imagen sensor MAP KJ 3 y N F a A Figura 12 Ubicaci n en el autom vil del sensor MAP Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez El diagrama el ctrico del sensor MAP est ilustrado en la figura 13 16 Diagrama sensor MAP Sensor MAP PCM Motor Figura 13 Circuito el ctrico del Sensor MAP Fuente encendidoelectronico com 2012 Tabla 4 Conexion del sensor MAP de la Figura 12 Pines del sensor Descripci n l Baja referencia 2 Se al del sensor 3 Referencia de 5v Nota Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez 2 2 5 Sensor TPS Sensor de Posici n de la Mariposa TPS Throttle Position Sensor por sus siglas en ingl s es el que se encarga de obtener los datos del estado del motor a plena carga como tambi n el estado en el que el pedal no se encuentra pisado estos datos son trasmitidos a la unidad de control ECU la cual determina el ligero enriquecimiento de la mezcla cuando se encuentra en la posici n m xima de abertura de la posici n de la mariposa y el corte de suministro cu
37. ales de palabra clave 16 17 Sin uso 18 Voltaje positivo de la bater a 19 Se al de sensor del nivel de combustible 20 Sin uso 21 Baja referencia 22 Interruptor de selecci n de octanos 23 Se al del sensor de velocidad del veh culo VSS 24 Control v lvula de temperatura del refrigerante del motor ECT 25 Sin uso 26 Control del relevador de la bomba de combustible 27 Control del relevador del ventilador de enfriamiento de baja Vel 28 Control del relevador del embrague del A C 29 Sin uso 30 Datos seriales bajos de CAN Transmisi n autom tica 31 Control del indicador de combustible 32 Control de la MIL 82 Anexo 3 Hoja de datos de potenci metro digital MCP41010 MI MCP41XXX 42XXX Single Dual Digital Potentiometer with SPI Interface Features 256 taps for each potentiometer Potentiometer values for 10 KQ 50 kQ and 100 kQ Single and dual versions e SPI serial interface mode 0 0 and 1 1 1 LSB max INL 8 DNL Low power CMOS technology 1 pA maximum supply current in static operation Multiple devices can be daisy chained together MCP42XXX only Shutdown feature open circuits of all resistors for maximum power savings Hardware shutdown pin available on MCP42XXX only e Single supply operation 2 7V 5 5V Industrial temperature range 40 C to 85 C Extended temperature range 40 C to 125 C Block Diagram Wiper Register oe PRA pa iper Resistor Registe
38. ando la ecuaci n 8 se obtiene la forma de onda que se indica en la figura 44 Gr fica ecuaci n ox geno Tendencia sensor de oxigeno perido s 2 5 2 1 5 1 0 5 A RPM o 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 Figura 44 Tendencia sensor de ox geno Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez Para la generaci n de la onda sinodal que representa la variaci n de mezcla rica o pobre dentro del motor se ocupa la funci n seno del software EXCEL con la cual se obtiene los valores de la gr fica seno con un periodo de 0 a 27 3 2 Dise o del software de control En esta etapa se genera el control de la simulaci n de las se ales y generaci n de fallos para cada uno de los sensores antes descritos permite tambi n la visualizaci n del estado de algunos actuadores as como la existencia de alg n c digo de fallo en la ECU El programa se desarroll en el software LabVIEW en la figura 45 se muestra la pantalla principal de control del HMI 46 Gr fica software LabVIEW 15 CON ENVIO DE ERRORES i a S Edit View Project Operate Tools Window Help gt u UNIVERSIDAD POLIT CNICA ECUADOR VISA COM SELECTOR CKP RPM TPS MAF KPa El 5000 100 f 100 as s5 95 SENSORES ERROR TPS rie 90 o0 lt D 4250 ae Se bse 80 VENTILADOR CHECK ENGINE BEE LY ude 75 5 S CD 37502 m 02 te 35002 65 65 A ERROR ECT 32502 60 60 BOMBA DE COMBUSTIBLE Cc E 55
39. ando se establece un proceso de desaceleraci n Principio de funcionamiento Su funcionamiento se basa en la variaci n de la resistencia provocada por el desplazamiento de un brazo cursor conectado al eje de la mariposa a medida que se desplaza este brazo cursor el valor de la resistencia var a permitiendo conocer la 17 posici n angular o de apertura de la v lvula de mariposa de aceleraci n como puede mostrar en la figura 14 se Curva sensor TPS Salida IDL i Ralenti v lvula Totalmente Abierto Cerrado Mariposa Abierto Figura 14 Curva caracter stica del sensor TPS Fuente E auto 2013 Ubicaci n El sensor TPS del autom vil Chevrolet Aveo se encuentra localizado en el cuerpo de aceleraci n antes del m ltiple de admisi n generalmente esta adherido a la aleta de aceleraci n unido por una prolongaci n de eje la aleta como se muestra en la figura 15 en la tabla 5 se observa la conexi n del sensor de acuerdo a los pines del conector Imagen sensor TPS Figura 15 Ubicaci n en el autom vil del sensor TPS Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez El diagrama el ctrico del sensor TPS est ilustrado en la figura 16 18 Diagrama sensor TPS Figura 16 Conexi n el ctrica del Sensor TPS Fuente E auto 2013 Tabla 5 Conexi n del sensor TPS de la Figura 15 Pines del sensor Desc
40. anononcnnnonanononanononaoos 22 Figura 21 Ubicaci n del sensor IAT uiviniciniidii strains linia aacidid 23 Figura 22 Conexi n el ctrica del Sensor IAT pit 23 Figura 23 Forma de onda de la se al del inyector ooonnocccnnonccinonccononccnnnnccnnnnccnnncnos 25 Figura 24 Ubicaci n en el autom vil de los inyectores cooooccnnonocinocanononaninnnccnnnnnss 25 Figura 25 Conexi n el ctrica de los inyectOres cssccccssscecsescsenescscsescssnsseesnsees 26 Figura 26 Forma de onda del pulso de activaci n de la bobina eects 27 Figura 27 Ubicaci n en el autom vil de las bobinas de encendido ooconncccnnnccccnnnos 28 Figura 28 Conexi n el ctrica de bobinas ooooooccoccconocccononocnnonoconnnnncnnnnnccnnnnnnnnons 28 Figura 29 Ubicaci n en el autom vil de la Bomba de combustible 29 Figura 30 Conexi n el ctrica de la bomba de combustible ooooonnnccnnnnnccinnncnnnnos 30 Figura 31 Ubicaci n en el autom vil dela 31 Figura 32 Conexi n el ctrica del Tasa ari il ia Gass edasecsansouaies 32 Figura 33 Figura 34 Figura 35 Figura 36 Figura 37 Figura 38 Figura 39 Figura 40 Figura 41 Figura 42 Figura 43 Figura 44 Figura 45 Figura 46 Figura 47 Figura 48 Figura 49 Figura 50 Figura 51 Figura 52 Figura 53 Figura 54 Figura 55 Figura 56 Figura 57 Figura 58 Figura 59 Figura 60 Figura 61 Figura 62 Figura 63 sistema EVAP del autom
41. autom vil del Sensor CMP eee eeeeeceeeseceesteeeenteeeenaees 12 Figura 7 Conexi n el ctrica del Sensor CMP sciccitna coco iia cian taianno dara canidani s 12 Figura 8 Forma de la se al del Sensor lambda ooconoonocconnocnoonccnonnccnonnocnonooononnoso 14 Figura 9 Ubicaci n en el autom vil del Sensor del Ox genNO cooococnnoccconoccninnnccnnnnnos 14 Figura 10 Conexi n del Sensor de OX BeNO oocoococcccconcccnoncnononcnononcconnnccnnnncnonnnccnnnnnos 15 Figura 11 Forma de la se al del Sensor MAP ooooooccccononoconocononononononncnnnnnnncnncnnnnnnnnos 16 Figura 12 Ubicaci n en el autom vil del sensor MAP ooooonnnccccnoccccnncccnnnnccnonnccnnnnnos 16 Figura 13 Circuito el ctrico del Sensor MAP c ocoocoooccnononoconccononononnonnnnononnnnnnncnnanonnnos 17 Figura 14 Curva caracter stica del sensor TPS cceesccecsssceesseceeseeeeeseeesneeeeaees 18 Figura 15 Ubicaci n en el autom vil del sensor TPS c oooooocnnoccccnocccinoccnononccnnnnccnnnnns 18 Figura 16 Conexi n el ctrica del Sensor TPS ooooooocccnnonoconoconononocononocnnnonnncnnccnnnnnnnos 19 Figura 17 Curva caracteristica del sensor ECT a pas 3 cage vetuenndce ade ekarerine ocpauexe 20 Figura 18 Ubicaci n en el autom vil del sensor ECT eeecceessceesteceenteeeeneees 21 Figura 19 Conexi n el ctrica del Sensor ECT ccccsccccsssssceceessseceessneeeecssseneess 21 Figura 20 Curva caracter stica del sensor IAT ooooonniccnnnccnnoncconon
42. av s de sensores la ECU y las bobinas de encendido Cunalata 2012 26 Principio de funcionamiento La bobina del tipo DIS es lo que se llama un transformador puro en esta bobina se presenta una activaci n del primario y en el secundario se tiene un circuito que pasa por dos cilindros al mismo tiempo la se al de la bobina se muestra en la figura 26 En el primario el circuito se encuentra colocado permanente a positivo este positivo proviene directamente del interruptor de encendido o en algunos casos desde un rel Cunalata 2012 La alimentaci n de este componente es provista por el sistema de carga y es parte fundamental para un buen funcionamiento que este se encuentre siempre en valores adecuados Por el otro lado del circuito primario se encuentra la activaci n de la bobina Esta activaci n es dada por una masa la cual proviene directamente la ECU Esta masa la coloca un transistor de potencia o un circuito integrado que cumpla esta funci n Cunalata 2012 Se al bobina Figura 26 Forma de onda del pulso de activaci n de la bobina Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez Ubicaci n El m dulo de bobinas de ignici n en el autom vil Chevrolet Aveo se encuentra ubicado en la parte superior de la cubierta de la v lvula del motor como se puede observar en la figura 27 en la tabla 9 se observa la conexi n del sensor de acuerdo a los pines del conector 27 Imagen bobina
43. borado por Luis Cangas amp Cristian Y nez 3 1 4 Sensor IAT El principio de funcionamiento del sensor IAT es el mismo que el sensor ECT con la diferencia que posee su propio rango de funcionamiento como se observa en la figura 20 y en la tabla 15 se observa las medidas tomadas al veh culo en la cual se indican los valores de resistencia en relaci n a la temperatura 39 Tabla 15 Reacci n sensor IAT Temperatura C Resistencia KO 3 4 73 12 3 24 20 2 26 30 1 56 41 1 05 51 0 74 61 0 51 74 0 31 Nota Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez En base a los datos de la tabla 15 se obtuvo la ecuaci n 4 que representa la curva caracter stica del sensor Ecuaci n 4 Forma de onda sensor IAT y 5 0392e 0038 Aplicando la ecuaci n 4 se obtiene la forma de onda que se muestra en la figura 40 Gr fica ecuaci n IAT Ko Gr fica sensor IAT 5 00 4 50 4 00 0 00 T T T T e Figura 40 Gr fica de ecuaci n 4 Elaborado por Luis Cangas 8 Cristian Y nez 40 3 1 5 Sensor TPS Como se indica en el cap tulo dos el sensor TPS se basa en la variaci n de resistencia esta variaci n se asemeja a la de un potenci metro lineal por lo cual describe una variaci n de voltaje lineal en el rango de 0 5v a 4 5v como lo indica la figura 14 este rango es un valor referencial puesto que puede var an dependiendo de la marca del ve
44. cesidades del veh culo Los inyectores electr nicos se abren por medio de un solenoide el ctrico y se cierran con un resorte los inyectores continuos se abren por la presi n del combustible Los inyectores tambi n se denominan v lvulas de inyecci n Principio de funcionamiento En los sistemas multipunto existen un inyector por cada cilindro los cuales se encuentran ubicados de tal forma que roc en el combustible dentro del conducto de admisi n cerca de las v lvulas de admisi n Los sistemas de inyecci n multipunto usan un riel de combustible a la cual est conectada a todos los inyectores La presi n en el riel es controlada por el regulador de presi n 4 5 bar Esto significa que la cantidad de combustible que proporciona cada inyector es regulada por el periodo de tiempo que el m dulo de control mantiene el inyector abierto Este tiempo var a desde 1 5 milisegundos aproximadamente con el moto en baja carga hasta aproximadamente 10 milisegundos con el motor a plena carga como se muestra en la figura 23 Cunalata 2012 24 Se al inyector Figura 23 Forma de onda de la se al del inyector Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez Ubicaci n La ubicaci n de los inyectores depende espec ficamente del tipo de inyecci n con el que cuente el sistema indistintamente de esto la ubicaci n general es en el m ltiple de admisi n entre el riel de inyectores y los orificios del m ltiple como
45. ci n e La se al tendr un voltaje similar al de ralent cuando se encuentre en marcha constante Estas condiciones se las puede observar de mejor manera en la figura 11 Mediante un osciloscopio digital se obtuvo la forma de onda del sensor MAP cuando existe aceleraci n s bita en el software EXCEL se import los datos para obtener los puntos que describen la forma de onda del sensor MAP en la figura 43 se observa la representaci n de los datos obtenidos 44 Gr fica reacci n MAP mv Reacci n del MAP a aceleraci n s bita 4000 2000 1500 1000 500 ms 0 T T T T T 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 Figura 43 Reacci n del MAP a aceleraci n s bita Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez 3 1 7 Sensor de Ox geno La forma de onda del sensor de ox geno es una sinusoide como se observa en la figura 8 la se al var a en frecuencia de acuerdo a las revoluciones del motor esto se puede evidenciar en la tabla 19 que corresponde a los datos de periodo de la se al en relaci n a las RPM del veh culo Tabla 19 Reacci n sensor de ox geno RPM Periodo s 500 2 1600 1 2200 0 5 2600 0 4 3000 0 333 Nota Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez Mediante los datos de la tabla 19 se obtiene la ecuaci n 8 Ecuaci n 8 Tendencia sensor de Ox geno y 2E 7x 0 0014x 2 6704 45 Aplic
46. de ocasionar alg n accidente en el que el m dulo probador de ECU sufra da os Es muy importante verificar que los conectores de la ECU se encuentren en buen estado y que no se encuentren rotos o desoldados de alguno de los extremos Verificar si los fusibles se encuentran en buen estado Se debe conectar correctamente los cables para la interfaz con el LabVIEW en el m dulo probador de ECU as como tambi n revisar el cable de la fuente de la alimentaci n y el conector del OBD II hacia el esc ner En el manual de usuario se encuentra detallada cada una de las se ales las cuales se generan al igual la respuesta que se obtiene de la ECU esta descrito cada parte del m dulo para su mejor entendimiento se tiene tambi n la parte del software con la cual se la va a poder alterar las se ales 4 5 Gu as pr cticas Las gu as de pr cticas constituyen una herramienta muy importante tanto para los estudiantes como para los docentes ya que en estas se encuentran los instructivos para desarrollar una serie de ejercicios de identificaci n an lisis y detecci n de fallas de los diferentes componentes del sistema dando as un correcto uso de este equipo did ctico Las consideraciones t cnicas en las que se enfocar nuestro estudio abarca aspectos de mucha importancia 73 e Realizar un breve estudio sobre los sensores y actuadores e Conocer el funcionamiento de los instrumentos de diagn stico e Realizar gu as pr cticas
47. des vendidas en el a o seguido por otro modelo de la misma marca el cual es el Chevrolet Sail con un total de 11 329 unidades las cuales se obtuvieron del anuario del 2013 de AEADE por consiguiente este proyecto se ha basado en las caracter sticas del autom vil de la marca y el modelo m s vendido del a o 2013 es decir el Chevrolet Aveo puesto que se considera que el presente proyecto tendr mayor acogida Por tanto mediante las estad sticas tomadas del 2013 del anuario de la asociaci n de empresas automotrices del Ecuador tanto en la marca que fue Chevrolet con m s autos vendidos y dentro de esta el modelo Aveo el cual tambi n es el m s vendido se propuso crear un probador de m dulo espec fico para este tipo el cual el cual se cree que hay una mayor aceptaci n en el mercado CAP TULO 2 MARCO TE RICO 2 1 ECU La Unidad Electr nica de Control ECU est compuesta por un conjunto de dispositivos electr nicos colocados en una placa de circuito impreso alojada en una cubierta de aluminio provista de aletas para disipar el calor generado como se muestra en la figura 1 A la Unidad Electr nica de Control llegan varias se ales de entrada originadas por los sensores que indican el funcionamiento del motor las cuales se eval an y se calcula el tiempo para la activaci n de los elementos actuadores mediante se ales de salida El programa de control est almacenado en la memoria De la ejecuci n del programa se encarga
48. ectr nico del bloque 59 Diagrama electr nico CONTROL DE EMISIONES CONTROL DE EMISIONES gt PBO ICP1 CLKO PCINTO a PB1 OC1A PCINT1 gt 02 OUT PB2 SS OC1B PCINT2 cs PB3 MOSI OC2A PCINT3 Pl PB4 MISO PCINT4 PDS T1 OCOB PCINT21 PBS SCK PCINTS PD6 AINO OCOA PCINT22 PB6 TOSC1 XTAL1 PCINT6 PD7 AIN1 PCINT23 PB7 TOSC2 XTAL2 PCINT7 PCO ADCO PCINTS PC1 ADC1 PCINTS PC2 ADC2 PCINT10 PC3 ADC3 PCINT11 PC4 ADC4 SDA PCINT12 PCS ADCS SCUPCINT13 PC6 RESET PCINT14 ATMEGA328P CRYSTAL os c4 c5 10k 22pF 22pF Figura 58 Diagrama electr nico de control de emisiones Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez La se al de control proviene del m dulo de comunicaciones por medio de protocolo Serial a una velocidad de 9600 baudios la cual contiene los datos de control de periodo de la se al del sensor 02 El microcontrolador contiene los datos del modelamiento matem tico que describen la forma de onda de la figura 8 los datos se env an a trav s de comunicaci n SPI hacia el DAC el cual transforma estos datos a voltaje en un rango de 0 2 a 0 8v En la figura 59 se observa el diagrama de flujo del bloque de control de emisiones 60 Diagrama de flujo Inicio Configuraci n del MCP4822 Carga de datos iniciales a vector CKP y vector CMP y Si No Comunicaci n serial no habilitada o Transmite datos de Lectura de Cabecera vector CKP a y Data MCP4822 y
49. el de combustible filtro de combustible y en algunos casos el regulador de presi n Ubicaci n La bomba de combustible en el autom vil Chevrolet Aveo se encuentra sumergida dentro del tanque de gasolina como se muestra en la figura 29 adem s se puede ver en la tabla 10 la conexi n del mismo Imagen bomba de combustible Figura 29 Ubicaci n en el autom vil de la Bomba de combustible Fuente Cunalata 2012 El diagrama el ctrico de la bomba de combustible est ilustrado en la figura 30 29 Diagrama bomba de combustible Switch do encendido rele de encendido E ji t Bateria bomba de combustible m Figura 30 Conexi n el ctrica de la bomba de combustible Fuente E auto 2013 Tabla 10 Conexi n de la bomba de combustible de la figura 28 Pines de la bomba Descripci n de combustible 1 Se al de sensor del nivel de combustible 2 Tierra 3 Suministro de voltaje a la bomba de combustible Nota Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez 2 3 4 FAN CLUTCH ventilador de embrague El sistema de enfriamiento utiliza una h lice para forzar la corriente de aire necesaria que pasa entre las aletas del ventilador y as lograr el correcto enfriamiento del l quido refrigerante Esta h lice puede ser accionada por un motor el ctrico o directamente por el propio motor de combusti n com nmente acoplada en el
50. enoide de venteo del c nister del EVAP 17 Tierra 18 Control 2 y 3 de la bobina de ignici n 19 Control 1 y 4 de la bobina de ignici n 20 Control del solenoide de la v lvula de purga del dep sito EVAP 21 Baja referencia 22 Control 2 del inyector de combustible 23 Se al del sensor de temperatura del aire de admisi n IAT 24 Se al del sensor de presi n absoluta del distribuidor MAP 25 Se al del sensor de posici n del rbol de levas 26 Control de inyector 4 27 Se al del sensor de ox geno 02 28 Control alto A de control de aire a ralent IAC 29 Control bajo B de control de aire a ralent IAC 30 Control bajo A de control de aire a ralent IAC 31 Referencia de 5 voltios 32 Baja referencia 81 Anexo 2 Conector B de la ECU del autom vil Chevrolet Aveo 16 1 ASS EZ QOEEQOOEQOEOQOQOEOQOO i 32 Informaci n de la PED 12129232 parte del conector Seguro del retenedor de 32 vias CL Terminal Funci n 1 Baja referencia 2 Voltaje positivo de la bater a 3 Voltaje de ignici n 1 4 6 Sin uso 7 Se al del sensor de presi n de A C 8 Interruptor de selecci n de octanos 9 Se al de velocidad del motor 10 Se al de solicitud de A C 11 Se al de advertencia de sobrevelocidad 12 Control del ventilador de enfriamiento de alta velocidad 13 Sin uso 14 Datos seriales altos de CAN 15 Datos seri
51. es de OBD II Estados Unidos y Am rica EOBD European On Board Diagnostic en Europa y JOBD Japanese On Board Diagnostic en Jap n 2 1 1 1 0BD I El sistema de control OBD I apareci en California en el a o 1988 para est ndares ambientales solicitados a partir de 1994 El OBD I en sus inicios se monitoreaba los siguientes sistemas e Recirculaci n de gases de escape EGR e Medici n de combustibles e Emisiones adicionales relacionadas a componentes el ctricos 2 1 1 2 0BD II El sistema de control OBD II se basa en normas de la SAE Sociedad Americana de Ingenieros que procura reducir los niveles de emisiones producida por los vehiculos para reducir el impacto ambiental por la emisi n de gases combustionados Los objetivos del diagn stico a Bordo OBD II centran su atenci n en reducir altas emisiones en veh culos que est n describiendo mal funcionamiento reducir el tiempo entre detecci n y la reparaci n de una mal funci n en la gesti n electr nica del motor Los requerimientos del OBD II monitorean virtualmente todas las emisiones sistemas de control y componentes que puedan afectar el funcionamiento y desempe o del motor del veh culo Las malas funciones deben ser detectadas antes de que las emisiones excedan a las estandarizadas por los fabricantes 2 1 1 3 OBD HI Actualmente se est desarrollando la planeaci n del sistema de control OBD III el cual podr tomar a OBD II un paso hacia la comunicac
52. exi n del sensor CMP est ilustrado en la figura 7 Diagrama sensor CMP Figura 7 Conexi n el ctrica del Sensor CMP Fuente Cunalata 2012 12 Tabla 2 Conexi n del sensor CMP de la Figura 6 Pines del sensor Descripci n 1 Se al 2 Retorno Nota Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez 2 2 3 Sensor Lambda o de Ox geno Este sensor lambda mide la concentraci n de ox geno en los gases de escape cuando el sensor incorpora una resistencia de calefacci n se lo conoce como sensor HEGO Se requiere una temperatura superior a los 300 grados cent grados para que la cer mica se transforme en una pila cuya tensi n depende de la diferencia de concentraci n de ox geno entre los dos electrodos Estos sensores pueden ser divididos gen ricamente en tres grandes grupos esta divisi n responde a la cantidad de conductores de conexi n que lleva el componente y no a la tecnolog a utilizada en su construcci n existen sondas de 1 3 y 4 conductores Guam n 2014 La se al que env a a la ECU corrige la cantidad de combustible inyectada de manera que siempre exista una cantidad de ox geno sobrante en los gases de escape garantizando el funcionamiento del convertidor catal tico Principal funcionamiento El sensor de ox geno env a continuamente se ales al m dulo de control del motor para modificar la alimentaci n de combustible en una cantidad peque a a fin de mantener la
53. h culo En la tabla 16 se observa las medidas tomadas al sensor TPS que describen la relaci n entre voltaje y el porcentaje de apertura de la mariposa Tabla 16 Datos de sensor TPS De apertura Voltaje v 0 0 615 10 1 005 20 1 378 30 1 755 40 2 115 50 2 504 60 2 877 70 3 26 80 3 62 90 4 01 100 4 511 Nota Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez En base a los datos de la tabla 16 se obtuvo la ecuaci n 5 que representa la curva caracter stica del sensor Ecuaci n 5 Forma de onda sensor TPS y 0 03896x 0 615 Aplicando la ecuaci n 5 se obtiene la forma de onda que se muestra en la figura 41 41 Gr fica ecuaci n TPS v Sensor TPS 5 45 a 3 5 3 4 25 4 24 15 4 1 0 5 o E de Apertura 0 20 40 60 80 100 120 Figura 41 Gr fica ecuaci n 5 Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez Un par metro que se debe tomar en cuenta es la relaci n que tiene la apertura de la mariposa con las revoluciones del motor puesto que los datos se basan en pruebas de sistema est tico en la tabla 17 se observan los datos de la relaci n antes mencionada Tabla 17 Relaci n carga de motor con RPM de Apertura RPM 0 807 10 1222 20 1645 30 2065 40 2485 50 2900 60 3322 70 3741 80 4161 Nota Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez Mediante los datos de
54. h accuracy and low noise performance for consumer and industrial applications where calibration or compensation of signals such as temperature pressure and humidity are required The MCP4802 4812 4822 devices are available in the PDIP SOIC and MSOP packages Package Types 8 Pin PDIP SOIC MSOP N gt x lt o o o MCP4802 8 bit dual DAC MCP4812 10 bit dual DAC MCP4822 12 bit dual DAC Anexo 5 Arduino Mega 2560 lt lt lt lt lt lt lt lt lt lt Visi n de conjunto El Arduino Mega 2560 es una placa electr nica basada en el Atmega2560 Cuenta con 54 pines digitales de entrada salida de los cuales 15 se pueden utilizar como salidas PWM 16 entradas anal gicas 4 UARTs puertas seriales un 16 MHz del oscilador de cristal una conexi n USB un conector de alimentaci n una cabecera ICSP y un bot n de reinicio Contiene todo lo necesario para apoyar el microcontrolador basta con conectarlo a un ordenador con un cable USB o el poder con un adaptador de CA o la bater a a CC para empezar La Mega es compatible con la mayor a de los escudos dise ados para el Arduino Duemilanove o Diecimila Resumen Microcontroladores Atmega2560 Tensi n de funcionamiento 5V Voltaje de entrada ds al Voltaje de entrada l mites 6 20V Digital pines I O 54 de las cuales 15 proporcionan salida PWM Pines de entrada anal gica 16 Corriente DC por Pin I O 40 mA Corriente DC de 3 3V Pin 50 mA Men
55. i n 1 Ecuaci n 2 Ecuaci n 3 Ecuaci n 4 Ecuaci n 5 Ecuaci n 6 Ecuaci n 7 Ecuaci n 8 Ecuaci n 9 NDICE DE ECUACIONES Perturbaciom del sensor CGP derbi 35 Tendencia Sensor CMP tt 37 Forma de onda SENSOR EG Tia 39 Forma de onda SensorTlA Tui ld 40 Forma Ce Onda sensor LP Sidi 41 Reacci n de motor al control de carga cooccnnncnnonononnnannnnnnncnanonancnnancnan cons 42 Forma de onda sensor MAP siii di 43 Tendencia sensor de Oxi sen ii a ds 45 Calculo de error Relativo en porcentaje oooooccnonononnnannnnannnnonononccnnncnannnn 64 Ecuaci n 10 Precisi n del M dulo ccoooccccnonoccccnonocccononococononncccononncccnnnnncccnnnnnincnns 68 NDICE DE ANEXOS Anexo 1 Conector A de la ECU del autom vil Chevrolet Aveo 0oooocnnoconoccconaninnnoo 81 Anexo 2 Conector B de la ECU del autom vil Chevrolet Aveo 82 Anexo 3 Hoja de datos de potenci metro digital MCP41010 eeens 83 Anexo 4 Hoja de datos conversor digital an logo MCP4822 essees 85 Anexo 5 Arduino MCR AD O is 86 Anexo 6 Encuesta sobre el m dulo ccconononncnnnnnnonononinicicncnnononanenicicnccnononananicinoss 87 RESUMEN El presente proyecto comprende un sistema de comprobaci n del comportamiento de la unidad de control electr nico ECU del autom vil Chevrolet AVEO mediante la manipulaci n y representaci n de las diferentes formas de onda de los sensores que forman parte del sistema de control de inyecci n electr n
56. i n de fallas a distancia via sat lite utilizando un peque o radio comunicador que es usado para herramientas electr nicas Un veh culo equipado con OBD III podr reportar problemas de emisiones directamente a una agencia reguladora de emisiones EPA Environmental Protection Agency por sus siglas en ingl s El sistema podr reportar autom ticamente problemas de emisiones v a celular o un v nculo v a sat lite cuando el indicador de mal funci n mil este encendido o responda a un requerimiento de un celular o sat lite cuando suceda los an lisis de emisiones Los veh culos podr n ser monitoreados y requeridos no importa donde est n ellos aunque est n en el garaje o manejando Con ello se podr monitorear el cumplimiento de la pol tica de emisiones contaminantes siendo posible localizar los veh culos que est n en una violaci n de aire limpio as como estudios demogr ficos O arrestar a los que quebranten la ley de aire limpio La tecnologia de OBD III tiene algunas ventajas con respecto a los otros Las ventajas ser n el conductor podr saber cu ndo hubo una mal funci n y podr solicitar ayuda v a sat lite celular y le dir n la mal funci n que presenta y su soluci n Este sistema podr auto diagnosticarse desde el arranque del motor hasta el apagado del mismo 2 2 Introducci n a los sensores del autom vil Los sensores convierten magnitudes f sicas o qu micas en variables el ctricas
57. i n del motor Para mejorar el rendimiento de la simulaci n de los sensores de temperatura se recomienda cambiar el potenci metro digital MCP41010 por el AD5270 que posee mejores caracter sticas de resoluci n y no altera el hardware del m dulo Si se desea que el sistema sea aplicable a otros veh culos que no sean parte de la serie Aveo es necesaria la implementaci n de nuevas librer as que describan la forma de onda de los sensores de los veh culos a los cuales se realizar an la comprobaci n Se recomienda que los veh culos en los cuales se basen para la elaboraci n de nuevas librer as se encuentren en perfectas condiciones para la obtenci n de datos Si se desea optimizar la memoria de los microcontroladores es necesario el cambio de software de programaci n de los mismos puesto que el sistema Arduino consume muchos recursos Para la comprobaci n f sica de los actuadores como bobinas e inyectores se debe utilizar una fuente externa que entregue un voltaje de 12V y una corriente superior a 2A para evitar da os al sistema comprobador de ECU Para evitar c digo de falla en el esc ner por parte de la ECU es necesario que los sensores que intervienen en el diagn stico del control de inyecci n es decir los sensores TPS CKP CMP ECT IAT MAP O2 se encuentren en los rangos de funcionamiento indicados en las tablas del cap tulo 3 en la parte de modelamiento matem tico ya que al realizar pruebas en el sistema se
58. ica a gasolina Las reacciones de la ECU ante la variaci n de las se ales de los sensores y la generaci n de errores f sicos por parte de los actuadores o descalibraci n de los sensores permitir n a los alumnos tener un mejor entendimiento en el funcionamiento de la inyecci n electr nica y la detecci n de fallas en el mismo El sistema consta de dos partes la primera es un sistema HMI interfaz hombre m quina desarrollado en el software LabVIEW el cual permite la manipulaci n de los valores est ndar y la ecuaci n caracter stica de cada uno de los sensores que interviene en la prueba de funcionamiento en sistema est tico la segunda parte es el Hardware del sistema generador y conversor de se ales basado en la placa de desarrollo libre ARDUINO y el microcontrolador AVR el cual es el encargado de representar y transformar los valores de las ecuaciones emitidas por el HMI a se ales que la ECU pueda procesar as mismo el hardware recibe la respuesta de la ECU que se representa mediante se ales luminosas y verificaci n de c digo de fallas mediante un esc ner automotriz ABSTRACT This project includes a system for testing the behavior of the Chevrolet Aveo s electronic control unit ECU which gives the user the ability to represent and manipulate different waveforms of the sensors comprising the control of electronic fuel injection system to observe the reaction of the ECU to the variation of the sensor signals and gene
59. interpretados por el microcontrolador para la generaci n de la se al y la onda obtenida se la puede visualizar en la figura 36 Se al sensor CKP Figura 36 Simulaci n de se al sensor CKP Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez 3 1 2 Sensor CMP El sensor CMP est basado en el efecto HALL por lo cual la forma de onda que describe este sensor es una se al cuadra de frecuencia variable con una amplitud de 5v como se observa en la figura 5 La variaci n de frecuencia es proporcional a las revoluciones del motor esto se lo puede evidenciar en la tabla 13 donde se encuentran las medidas tomadas al veh culo 36 Tabla 13 Datos de frecuencia de sensor CMP RPM Frecuencia Hz 800 6 67 1000 8 33 1500 12 89 2000 16 5 2500 21 55 3000 25 51 3500 28 74 4000 33 79 Nota Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez Mediante los datos de la tabla 13 se obtuvo la ecuaci n 2 que representa la tendencia del sensor CMP con relaci n a las revoluciones del motor Ecuaci n 2 Tendencia Sensor CMP y 0 0083333x Aplicando la ecuaci n 2 se obtiene la forma de onda que se muestra en la figura 37 Gr fica ecuaci n CMP Hz Tendencia sensor CMP 35 30 25 20 15 1 10 O T T T T 1 RPM o 1000 2000 3000 4000 5000 Figura 37 Grafica de Ecuaci n 2 Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez 3
60. l m dulo probador de ECU tanto la parte electr nica y ensamblaje del equipo 68 Tabla 27 Costos de dise o de hardware Cantidad Detalle Valor unitario Total 1 Arduino 80 80 3 Atmega 328 8 24 4 Mcp4822 6 24 2 Mcp41010 5 10 2 T1082 3 6 1 Arn s de Aveo 200 200 1 Estructura de acr lico 70 70 2 Baquelita 15 30 1 Fuente ATX 25 25 1 insumos 200 200 1 ECU Chevrolet Aveo 800 800 Total 1469 Nota Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez 4 2 2 Costo de dise o de hardware En el tabla 28 se observa los costos de dise o de ingenier a y mano de obra para construir el equipo Tabla 28 Costos de dise o de hardware Descripci n Cantidad Tiempo Precio de Precio total personas horas cada hora del trabajo Dise o de ingenier a 2 160 12 3840 Mano de obra 2 40 10 800 Total 4680 Nota Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez 69 4 2 3 Costo del desarrollo del software En el tabla 29 se observa los costos tomados en cuenta por cada hora empleada para el desarrollo del software Tabla 29 Costos de diseno de software Descripci n Cantidad Tiempo Precio de Precio total personas horas cada hora del trabajo Desarrollo de software 2 160 12 3840 Total 3840 Nota Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez 4 2 4
61. la tabla 17 se obtiene la ecuaci n 6 Ecuaci n 6 Reacci n de motor al control de carga y 41 937x 807 42 3 1 6 Sensor MAP En pruebas realizadas al veh culo se obtuvo los datos de la tabla 18 los cuales corresponden a la relaci n entre presi n y voltaje que describe la forma de onda del sensor MAP Tabla 18 Datos de sensor MAP Presi n KPa Voltaje V 17 0 523 28 1 12 36 1 512 43 1 915 50 2 303 58 2 699 65 3 094 73 3 488 80 3 882 87 4 277 Nota Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Yanez Mediante los datos de la tabla 18 se obtiene la ecuaci n 7 Ecuaci n 7 Forma de onda sensor MAP y 0 0534x 0 3867 Aplicando la ecuaci n 7 se obtiene la forma de onda que se indica en la figura 42 43 Gr fica ecuaci n MAP v Sensor MAP 45 7 4 3 5 3 2 5 o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Figura 42 Gr fica de ecuaci n 7 Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez Al existir una aceleraci n s bita los niveles de presi n dentro del m ltiple de admisi n var an de una forma irregular por lo cual se tienen que tomar en cuenta las siguientes condiciones de trabajo del sensor MAP e La se al tendr voltaje bajo cuando el motor se encuentre en ralent e La se al tendr un voltaje alto al acelerar s bitamente e La se al tendr un voltaje m s bajo que la se al de ralent cuando se encuentre en desacelera
62. las salidas de voltaje de chispa inyecci n y bomba de combustible tambi n el control del ventilador en velocidades 1 y 2 Entre las marcas de los 7 conectores que tiene son Ford Chrysler Chevrolet Nissan y IO Ml Volkswagen M dulo probador de ECU i Figura 62 M dulo de origen mexicano Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez M dulo de origen peruano que se encuentra en el mercado como se puede ver en la figura 63 puede simular se ales de rpm sensor TPS sensor MAP y sensor de temperatura cuatro cables y sus respectivos indicadores leds para obtener las se ales de los mismos un cable y su indicador para comprobar los pulsos del relay de la bomba de combustible un cable y su indicador led para visualizar el encendido del fan cuatro cables y sus respectivos indicadores leds para las bobinas de encendido 71 Entre las marcas de autom vil que este modelo funciona son Daewoo Toyota Mitsubishi Nissan Hyundai Kia Jac Ford y Chevrolet M dulo probador de ECU b JAP TESTER 2 PROBADOR DE COMI Figura 63 M dulo de origen peruano Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez Como resultado se obtiene que las caracter sticas son muy parecidas entre estos dos m dulos que se encuentran en el mercado y el m dulo desarrollado ya que poseen las mismas simulaciones de los sensores con una diferencia la cual es en el control de las se ales ya que de los m dulo
63. ma Estudio de sensores TPS MAP O2 Objetivo General e Familiarizar al estudiante con los conceptos necesarios para el manejo de las se ales de los sensores TPS MAP y O2 del m dulo probador de ECU Objetivos Espec ficos e Realizar la comprobaci n del funcionamiento de los sensores TPS MAP y 02 dentro del m dulo e Realizar la comprobaci n del funcionamiento del software para controlar las se ales de los sensores TPS MAP y O2 del m dulo 4 5 4 Gu a pr ctica 4 Tema Estudio de sensores IAT y ECT Objetivo General e Familiarizar al estudiante con los conceptos necesarios para el manejo de las se ales de los sensores IAT ECT del m dulo probador de ECU Objetivos Espec ficos e Realizar la comprobaci n del funcionamiento de los sensores IAT y ECT dentro del m dulo e Realizar la comprobaci n del funcionamiento del software para controlar las se ales de los sensores IAT y ECT del m dulo 4 5 5 Gu a pr ctica 5 Tema Estudio de los actuadores Objetivo General 75 e Familiarizar al estudiante con los conceptos necesarios para el manejo de las se ales de los actuadores Inyectores Bobinas Fan y EVAP del m dulo probador de ECU Objetivos Espec ficos e Realizar la comprobaci n del funcionamiento de los actuadores Inyectores Bobinas Fan y EVAP dentro del m dulo e Realizar la comprobaci n del funcionamiento del software para la obtenci n de respuesta de los actuadores Inyectores Bobinas Fan y EVA
64. mas y Autom tica Recuperado el 16 de abril de 2014 de Ingenier a de Sistemas y Autom tica http isa umh es asignaturas rvc tema4 pdf Lopez M J 11 08 2011 Circuiotos Electricos Auxiliares del Vehiculo Madrid Espana Paraninfo Microchip 2014 Microchip Technology Obtenido de Microchip Technology http www microchip com Motors G 2006 Chevrolet Aveo 2006 United States Service and parts operations Perez J m 01 04 2002 Electromecanca de vehiculos Sistemas auxiliares del motor Madrid Espana Paraninfo Ribbens W 2007 Understanding Automotive Electronics Boston LIMUSA 80 ANEXOS Anexo 1 Conector A de la ECU del autom vil Chevrolet Aveo 18 a A 2 eS 1 i oe ODOOOQOOOOQOOOOO Informaci n dela PED 12129231 parte del conector Seguro del retenedor de 32 vias BK Terminal Funci n 1 Tierra 2 Tierra 3 Sefial del sensor de golpe KS 4 5 Sin uso 6 Se al del sensor de posici n del cig e al CKP 7 Se al del sensor de posici n del acelerador TP 8 Control de inyector 3 9 Control de inyector 1 10 Retorno del sensor de posici n del rbol de levas CMP 11 Temperatura del refrigerante del motor ECT 12 Referencia baja del sensor de ox geno 02 13 Control alto B de control de aire a ralent IAC 14 Sin uso 15 Referencia de 5 voltios 16 Control de la sol
65. ncccnoncnononanononaconnncconnccnnnos 30 CAPITULO Seii aaan ebbetu eigetoveieasta ueronasoibantnsivemiorsudipeoo 34 DISE O E IMPLANTACI N DEL M DULO COMPROBADOR DE ECU 34 3 1 Modelamiento maten ae 34 SL EAS UR E E E a eon N 34 3 1 2 Sensor EMP cias lr nae 36 Sa SENSO PECES id la oak eee cata oe 38 SA NI A E AE E S EE eee eee ee 39 E TES nn a tees ne he eins Niece it tant Peder Ata hh ante 41 3 1 6 Sensor MAP ou is ee ete 43 ST 45 3 2 Dise o del software de control A A AA ts 46 3 2 LL Beudciones de retard ii Aa 47 3212 Volte TPS AMADO E 48 A O e r ORAE are EA E aE et ERTES 49 3 2 1 4 Sensores de Temper ieor oee eea iee Eara SE 50 3 3 Dise o de Hardware senidi aia 50 3 3 1 Componentes del m dulo dali oi san dees deeesGeceacboandnace es 52 3 3 2 M dulo de COMUNICACI N pitillo 52 3 3 3 M dulo generador de nal 53 3 3 3 1 Control de sincronismo de Motor ini tias 54 3 3 3 2 Control de temperatura y carga de MOL ade 55 3 32 37 Control de presiis sasin n a a E E E a N 58 3 3 3 4 Control de Emisiones culminada iia aiai 59 3 3 3 5 Acondicionamiento de Se ales iii Ata 61 3 3 4 Comprobador de Actuadores cccesscscssscecssececsseceessccecnsceeessecessceseseeesnee 63 CAPITULO ds 64 PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO sssessesessosseseoseesessossesossossesossossoseossesossossesossos 64 ALA Pruebas y Ves Ud OS ti A A A AT das dee ae ss 64 A An lis O Mai Se SEG BENS EES aa 68 42T OSO CS hard Watene e a odes tate E E R 68
66. nce para que pueda resistir los agentes qu micos del refrigerante y tenga adem s una buena conductibilidad t rmica Cunalata 2012 Este termistor posee un coeficiente de temperatura negativo NTC es decir su resistencia disminuye a medida que la temperatura aumenta este sensor generalmente forma parte de un circuito divisor de tensi n alimentado con 5 Voltios De esta forma la se al de voltaje disminuye a medida que la temperatura del refrigerante aumenta como se observa en la figura 17 Curva sensor ECT 5 74 for reference RESISTANCE N e 3 1 N 2 1 15 fasea 0 584 f 1 303 0 326 0 20 40 60 so C 32 68 104 140 176 F TEMPERATURE Figura 17 Curva caracter stica del sensor ECT Fuente Corporation 1999 Ubicaci n Este sensor se encuentra ubicado en el block del motor cerca de la conexi n de la manguera superior que lleva agua del motor al radiador junto al termostato como se indica en la figura 18 en la tabla 6 se observa la conexi n del sensor de acuerdo a los pines del conector 20 Imagen sensor ECT Figura 18 Ubicaci n en el autom vil del sensor ECT Fuente Cunalata 2012 El diagrama el ctrico del sensor ECT est ilustrado en la figura 19 Diagrama sensor ECT Se al de Voltaje Temperatura CTS Figura 19 Conexi n el ctrica del Sensor ECT Fuente encendidoelectronico com 2012 Tabla 6 Cone
67. nez 3 2 1 3 Sensor O2 Es el encargado de realizar el control de periodo de la se al de ox geno en relaci n a las revoluciones del motor mediante la aplicaci n de la ecuaci n 11 adem s permite realizar la variaci n de amplitud de voltaje de la se al que simula un mal funcionamiento del sensor En la figura 48 se observa las variables que interviene en el proceso as como la programaci n del bloque Gr fica software LabVIEW TEMPERATURA AMPLITUD 02 f ld False y Poo Po SEN OE ome ae pos RPM PERIODO m7 E NES Y MILISEGUNDOS B00 0 PERIODO RETARDO uS E piza 0 E J MILISEGUNDOS 3 a M A RETARDO us 123 uE Figura 48 Bloque Sensor O2 Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez 49 3 2 1 4 Sensores de Temperatura Es el encargado de simular la forma de onda caracter stica de las se ales de los sensores ECT y IAT mediante el control de los valores de resistencia para lo cual aplica las ecuaciones 3 y 4 respectivamente En este bloque se realiza la transformaci n de los datos obtenidos por la aplicaci n de las ecuaciones a datos de O a 253 procesables por el microcontrolador En la figura 49 se observa las variables que interviene en el proceso as como la programaci n del bloque Gr fica software LabVIEW TEMPERATURA IMPEDANCIA ECT 0 l go TEMPERATURA SALIDA D
68. ng of the Rwg resistor to the Rap resistor performs with a typical temperature coefficient of 1 ppm C measured at code 80h At lower codes the wiper resistance temperature coefficient will dominate Figure 2 3 shows the effect of the wiper Above the lower codes this figure shows that 70 of the states will typically have a temperature coefficient of less than 5 ppm C 30 of the states will have appm C of less than1 typically Anexo 4 Hoja de datos conversor digital an logo MCP4822 MicrocHiP MCP4802 4812 4822 8 10 12 Bit Dual Voltage Output Digital to Analog Converter with Internal Vref and SPI Interface Features e MCP4802 Dual 8 Bit Voltage Output DAC e MCP4812 Dual 10 Bit Voltage Output DAC e MCP4822 Dual 12 Bit Voltage Output DAC e Rail to Rail Output e SPI Interface with 20 MHz Clock Support e Simultaneous Latching of the Dual DACs with LDACpin e Fast Settling Time of 4 5 us e Selectable Unity or 2x Gain Output e 2 048V Internal Voltage Reference 5O0ppm C VREF Temperature Coefficient 2 7V to 5 5V Single Supply Operation e Extended Temperature Range 40 C to 125 C Applications e Set Point or Offset Trimming e Sensor Calibration e Precision Selectable Voltage Reference e Portable Instrumentation Battery Powered e Calibration of Optical Communication Devices Related Products Voltage Reference Vrer DAC PIN Resolution Channels MCP4801 MCP4811 MCP4821 MCP48
69. nsi n del proyecto desarrollado como es la base te rica principios conceptos generales caracter sticas comportamiento de los diferentes dispositivos En el cap tulo 3 describe el dise o y la construcci n del m dulo donde se muestra los planos esquemas del proyecto circuitos de acondicionamiento y la descripci n del equipo utilizado para el desarrollo del proyecto La programaci n implementada en el software donde se suministra una clara explicaci n sobre los diferentes entornos de la programaci n desarrollada en LabVIEW para el monitoreo y control del HMI En el capitulo 4 se propone crear un manual t cnico para los usuarios el cual consta del funcionamiento del m dulo y varias pr cticas para el entrenamiento de los estudiantes en la detecci n de fallos y aver as en el sistema de control electr nico de inyecci n de gasolina adem s se realiza un an lisis comparativo del m dulo con respecto a otros existentes en el mercado CAPITULO 1 ANTECEDENTES 1 1 Antecedentes La importancia del sector automotor en el desarrollo del pa s es reconocida por su influencia en varios entornos El sector genera una importante contribuci n a la econom a del pa s en aranceles impuestos y generaci n de empleo En el Ecuador en los ltimos a os la industria automotriz ha evolucionado lo que se puede evidenciar en cifras anuales en el incremento que esta tiene sobre todo en la parte de ensamblaje de veh culos ya que
70. o rash 256 KB de los cuales 8 KB utilizado por el gestor de arranque SRAM 8 KB EEPROM 4 KB Velocidad del reloj 16 MHz 86 Anexo 6 Encuesta sobre el m dulo UNIVERSIDAD POLIT CNICA SALESIANA Nombre Nivel Cl Firma Fecha Encuesta de la practica 1 Marque con una X en la casilla correspondiente Adem s considere que el valor de 1 representa malo y el valor de 5 representa bueno Seg n su apreciaci n califique 1 2 Qu le pareci el color del m dulo probador de ECUs Cu n dif cil fue movilizar el m dulo probador de ECUs De acuerdo a la pr ctica 1 Considera que la conexi n a la alimentaci n conexi n SI a la ECU y puesta en servicio es sencilla El tiempo estimado para la pr ctica le parece adecuado Necesita m s o menos tiempo para realizar la pr ctica Mas C mo califica la estructura y contenido del texto C mo califica la calidad y explicitad de los gr ficos Como califica el grado de dificultad que tuvo para reconocer las entradas y salidas que tiene el m dulo probador de ECUs Como califica el grado de dificultad que tuvo para reconocer los par metros de los controles de sensores visualizados en Labview Como califica el grado de dificultad que tuvo para la resoluci n de las preguntas planteadas en la gu a de pr cticas Observaci n 87
71. obador de ECU de origen peruano es otro equipo que se puede encontrar en el mercado el cual es una herramienta para uso profesional dise ado para probar la computadora automotriz ECU fuera del veh culo permitiendo simular las se ales 2 necesarias para activar los diversos actuadores que posee el veh culo el probador de ECU no tiene ning n tipo de conector lo cual dificulta su conectividad con la ECU puesto que cada una de las se ales debe ser conectada directamente hacia los pines de la ECU puesto que no tiene sockets por lo que requiere un conocimiento previo para la conectividad de la misma a m s de eso este modelo solo simula se ales sin referencia Considerando los equipos que se pueden obtener en el mercado y sus caracter sticas se propuso crear un m dulo mejorando las caracter sticas en algunos aspectos de los m dulos descritos lo cual ayudara a los estudiantes de la Universidad Polit cnica Salesiana a tener un mejor conocimiento referente a sistema de inyecci n electr nica en lo que se refiera a electr nica automotriz 1 2 Problema a resolver Los estudiantes de la Universidad Polit cnica Salesiana se ven afectados en su formaci n acad mica debido a que no se profundizan los conocimientos relacionados con el control electr nico automotriz adem s no existe en el campus un m dulo que permita el estudio del funcionamiento de las unidades de control electr nica Los estudiantes se ven obligados a estudia
72. oftware de Arduino El eje principal del proyecto se basa en la placa Arduino Mega con microcontrolador Atmega2560 que cuenta con capacidad de 256KB de almacenamiento de memoria 4 puertos UART Universal Asynchronous Receiver Transmitter por sus siglas en ingl s y permite facilidades de conexi n con software de desarrollo para ingenier a lo cual facilita el desarrollo del hardware y software del m dulo para mayor informaci n revisar el anexo 5 Para el control de la simulaci n de se ales se opt por el microcontrolador Atmega328P montado sobre la plataforma de programaci n del Arduino UNO este microcontrolador posee 32KB de memoria para programaci n y permite la facilidad de conexi n para comunicaci n SPI Serial Peripheral Interface por sus siglas en ingl s y comunicaci n Serial para mayor informaci n revisar la referencia Arduino 2015 Para la generaci n de voltajes an logos se opt por el DAC MCP4822 puesto que presenta caracter sticas afines a las necesidades del proyecto el DAC cuenta con dos canales para la generaci n de voltaje cada uno con resoluci n de 12 bits adem s posee comunicaci n SPI por tanto simplifica el hardware del m dulo para mayor informaci n revise el anexo 4 Para la generaci n de se ales resistivas se opt por el potenci metro digital MCP41010 este fue el nico elemento encontrado en el pais que cumpla con los requerimientos del proyecto cuenta con un canal para la variaci
73. ombustible de la Figura 28 oooonoccnnnnccninnncco 32 Tabla 12 Datos de frecuencia sensor ERP tas 34 Tabla 13 Datos de frecuencia de sensor CMP 0000 cee eeecsseceseceeeeeeseeceaeenseenseeeeneees 37 Tabla 14 Reacci n sensor ECT cnn iaa 38 Tabla SReaceiom sensor IA e Meet dad 40 Tabla 16 Datos de sensor TPS cuasi da 41 Tabla 17 Relaci n carga de motor con RPM oooococcoccccconcnononcnononcnnnnnncnnnnocnnnnccnanncnnns 42 Tabla 18 Datos de sensor MAP A AA 43 Tabla 19 Reacci n sensor de OM as 45 Tabla 20 An lisis de error en sensor CKP oooooccocccconocccooncnononcnonnncnnnnnaconnnacnnnncnnnn conos 64 Tabla 21 An lisis de error en sensor EMP dd 65 Tabla 22 An lisis de error en sensor ECT c coocccconcnnocnnccconnenion naco nnnconncnno nano o nnneconnanns 65 Tabla 23 An lisis de error en sensor IAT 0 eee eeeceeeseeeneeceeeceeeeeeaeecnaeenseeneeeeeneees 66 Tabla 24 An lisis de error en sensor TPS ooacccconcniconoccconnnncornanccnnnrconnanncnnnnc ona conncno 66 Tabla 25 An lisis de error en sensor MAP 000 0 ceeceeceesceceseceseceeeeeeaeecnaeceseenseeeeneees 67 Tabla 26 An lisis de error en sensor de ox geno cccoocccconcccnoncnonancnnnnncconnnaconnccnnnnnnnns 67 Tabla 27 Costos de dise o de hard Ware dcir iii 69 Tabla 28 Costos de dise o de rd Wi 69 Tabla 29 Costos de dise o de software ciar 70 Tabla 30 Costo total del proyecto mecicinsosioionioinicionasicionaisindrsoinndanin ie da a segon aid anasa 70 Ecuac
74. os en las pruebas al veh culo con los datos indicados por el fabricante en el manual de usuario Tomando en cuenta que las pruebas efectuadas en el motor se realizaron en un sistema est tico se determin que el m ximo n mero de revoluciones que el motor puede alcanzar a carga completa por parte del sensor TPS son 5000 RPM quedando de esta manera un 14 29 por debajo del l mite recomendado por el fabricante de 6000 rpm El m dulo permite mejorar los tiempos de testeo de los sensores puesto que se reduce el tiempo estimado para la comprobaci n de cada uno de ellos un ejemplo de ello es el caso del sensor ECT en el cual el tiempo estimado para la realizaci n de pruebas es de 20 minutos con el veh culo totalmente frio a comparaci n de 5 minutos con la implementaci n del m dulo Basado en los datos de las encuestas realizadas a los estudiantes de la carrera de ingenier a electr nica de la Universidad Polit cnica Salesiana del Campus SUR se establece un 83 de aceptaci n en relaci n a movilidad y manipulaci n del m dulo y un 85 de aceptaci n en relaci n a la gu a de pr cticas propuestas para el estudio de la simulaci n de se ales y comportamiento de la ECU 78 RECOMENDACIONES Si se desea implementar el m dulo para pruebas a sistema din mico se recomienda estudiar el efecto que tienen los sensores KS Knock Sensor por sus siglas en ingl s y VSS Vehicle Speed Sensor por sus siglas en ingl s en la reacc
75. os sensores antes mencionados para ser enviadas a la ECU este bloque est conformado por e Control de sincronismo de motor e Control de temperatura y carga de motor e Control de presi n e Control de emisiones e Acondicionamiento de se ales 53 3 3 3 1 Control de sincronismo de motor Es el encargado de la simulaci n de los sensores CKP y CMP Para la simulaci n de la se al del sensor CKP se utiliza el microcontrolador Atmega328P en conjunto con el DAC MCP4822 la simulaci n del sensor CMP se realiza nicamente con el microcontrolador para obtener una se al de onda cuadrada El diagrama electr nico de este bloque se puede ver en la figura 52 Diagrama electr nico CONTROL DE SINCRONISMO DE MOTOR SE AL DE CONTROL gt PDO RXD PCINT1 PBO ICP1 CLKO PCINTO PB1 0C1A PCINT1 gt CKP OUT PB2 SS OC1B PCINT2 cs PB3 MOSI OC2A PCINT3 PB4 MISO PCINT4 PB5 SCK PCINTS CMP OUT lt PD6 AINO OCOA PCINT22 PB6 TOSC1 XTAL1 PCINT6 PD7 AIN1 PCINT23 AREF CRYSTAL C1 C2 10k 22pF 22pF Figura 52 Diagrama electr nico de control de sincronismo de motor Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez La se al de control proviene del m dulo de comunicaciones por medio de protocolo Serial a una velocidad de 9600 baudios la cual contiene los datos de control de frecuencia de las se ales El microcontrolador contiene los datos del modelamiento matem tico que describen la forma de onda de
76. por Luis Cangas amp Cristian Y nez En la tabla 21 se detalla los resultados obtenidos en la simulaci n del sensor CMP 64 Tabla 21 An lisis de error en sensor CMP Control CMP en Frecuencia en Error Relativo HMI Hz Osciloscopio Hz 6 667 6 667 0 8 33 8 4 0 83 12 89 13 0 85 16 5 16 9 237 21 55 22 22 3 02 25 51 26 32 3 08 28 74 29 42 2 31 33 79 34 48 2 Media de error Relativo ost Nota Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Yanez En la tabla 22 se detalla los resultados obtenidos en la simulaci n del sensor ECT Tabla 22 An lisis de error en sensor ECT Control ECT en Dato en esc ner Error Relativo HMI C Sensor ECT C 21 22 4 55 29 30 3 33 38 38 0 47 48 2 08 55 54 1 85 65 65 0 74 75 1 33 84 85 1 18 94 95 1 05 Media de error Relativo DEA Nota Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez En la tabla 23 se detalla los resultados obtenidos en la simulaci n del sensor IAT 65 Tabla 23 An lisis de error en sensor IAT Control IAT en Dato en esc ner Error Relativo HMI C Sensor IAT C 12 13 7 69 20 20 0 30 30 0 41 41 0 51 52 1 92 61 62 1 61 74 75 1 33 Media de error Relativo E Nota Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez En la tabla 24 se detalla los resultados obtenidos en la simulaci
77. r Array 1 40 PA 1 PW1 Potentiometer P1 is only available on the dual MCP42XXX version Potentiometer P1 is only available on the dual MCP42XXX version 83 Description The MCP41XXX and MCP42XXX devices are 256 position digital potentiometers available in 10kQ 50kQ and 100kQ resistance versions The MCP41XXX is a single channel device and is offered in an 8 pin PDIP or SOIC package The MCP42XXX con tains two independent channels in a 14 pin PDIP SOIC or TSSOP package The wiper position of the MCP41XXX 42XXX varies linearly and is controlled via an industry standard SPI interface The devices con sume lt 1 pA during static operation A software shut down feature is provided that disconnects the A terminal from the resistor stack and simultaneously con nects the wiper te the B terminal In addition the dual MCP42XXX has a SHDN pin that performs the same function in hardware During shutdown mode the con tents of the wiper register can be changed and the potentiometer returns from shutdown to the new value The wiper is reset_to the mid scale position 80h upon power up The RS reset pin implements a hardware reset and also returns the wiper to mid scale The MCP42XXX SPI interface includes both the SI and SO pins allowing daisy chaining of multiple devices Chan nel to channel resistance matching on the MCP42XXX varies by less than 1 These devices operate from a single 2 7 5 5V suppl
78. r este tipo de control de forma virtual lo que conlleva una formaci n superficial implicando que al momento de aplicar los conocimientos en las industrias tengan que familiarizarse con los equipos y deban recibir capacitaciones Por lo tanto este proyecto permitir instruir a los estudiantes a trav s del dise o e implementaci n de un m dulo generador de se ales y conversor para probar el comportamiento de la unidad de control electr nica y se elaborar un manual t cnico de pr cticas para su correcta operaci n 1 3 Justificaci n El campo de la Electr nica Automotriz est evolucionando a grandes pasos creando nuevos sistemas que contribuyen a una mejor precisi n del funcionamiento del veh culo En el Ecuador el parque automotriz se est incrementando aceleradamente no obstante el estudio de sistemas de automatizaci n y control automotriz no se han 3 desarrollado de la misma forma dentro del pa s por tal raz n se propone la creaci n de un m dulo que permita visualizar los diferentes tipos de fallos que se tiene cuando alguna de las se ales que ingresan a la ECU est n alteradas a la vez que se incentiva la investigaci n de los sistemas de control electr nico automotriz para mejorar las prestaciones en lo relacionado con econom a eficiencia potencia y disminuci n de la contaminaci n del medio ambiente El modelo m s vendido de la marca en el pa s es el autom vil Chevrolet Aveo con un total de 12 104 unida
79. ra 28 Pines de la FAN Descripci n it Velocidad alta 2 Tierra Nota Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Yanez 2 3 5 EVAP Sistema de evaporaci n de gases El sistema de control de emisiones evaporativas EVAP est dise ado para reducir los vapores de gasolina que salen a la atmosfera Por efectos de temperatura presi n y volumen de gasolina dentro del tanque de combustible se genera vapores los cuales se los conoce como hidrocarburos En los motores de los veh culos modernos el control de hidrocarburos es estricto ya que solamente se permite de 100 a 300 partes del hidrocarburo por millos en el tubo de escape esto equivale a 0 001 a0 003 por ciento Principio de funcionamiento Los gases que se encuentran a presi n dentro del tanque de combustible se dirigen hacia el dep sito de carb n activo en donde los gases de hidrocarburo son almacenados provisionalmente hasta que la ecu por medio de las respectiva l nea de control active la electrov lvula de control de canister la electrov lvula permite el 32 paso de gases hacia el m ltiple de admisi n por detr s de la mariposa de estrangulaci n En donde los vapores de hidrocarburo son barridos por el aire ingresando de esta forma a la c mara de combusti n una mescla de aire combustible y gases de hidrocarburo El sistema EVAP se lo puede ver completo en el diagrama de la figura 32 con todas las partes que posee este sistema Imagen sistema EVAP
80. rating by physical errors of the actuators or sensor without calibration The system has two parts the first is a HMI Human Machine Interface system developed in LabVIEW software which allows manipulate the standard values and the characteristic equation of each sensors involved in the static test ignition system the second part is the hardware generator system and signal converter based on the free development board ARDUINO and AVR microcontroller which is responsible for representing values and transform equations HMI issued by the ECU signals can be processed The same hardware and receives the response of the ECU which is represented by light signals and code verification failures by an automotive scanner INTRODUCCI N El presente proyecto busca mejorar la forma de adquirir conocimientos con respecto a los sensores utilizados en el sistema de encendido y control electr nico de la materia de electr nica automotriz refiri ndose espec ficamente a los sensores y actuadores del autom vil Chevrolet Aveo La distribuci n del presente trabajo se realiz de la siguiente forma En el cap tulo 1 se describen breves antecedentes de la industria automotriz en el Ecuador adem s aborda temas relacionados con la estructura del proyecto en las cuales se indica el problema a resolver y justificaci n En el cap tulo 2 se plantea todas las generalidades del proyecto donde se abordar los temas que permitir n una f cil compre
81. rga de transformar la se al an loga a una se al digital con amplitud de 5v mediante el amplificador U1 A Los amplificadores AMP2 A y AMP2 B acondicionan las se ales de los sensores MAP y TPS respectivamente para lo cual utilizan una configuraci n de amplificador no inversor con un factor de ganancia de 1 25 logrando obtener de esta manera voltajes de hasta 5v 62 3 3 4 Comprobador de Actuadores Este bloque es el encargado de la visualizaci n de las se ales de control que emite la ECU hacia los actuadores tales como inyectores bobinas v lvula IAC rel de FAN rel de bomba de combustible y el indicador de CHECK ENGINE Esto se realiza mediante se ales luminosas que simulan el encendido de los actuadores y por borneras tipo banana que permiten la visualizaci n de la se al mediante un osciloscopio en la figura 61 se observa el diagrama electr nico del bloque Diagrama electr nico 12 AN Swi Sw2 SW3 Sw4 oo oo ee oo SW SPST SW SPST SW SPST SW SPST D3 LED RED D4 LED RED D1 LED RED D2 LED RED R14 10k R11 10k R12 10k R13 10k INYECTOR1 J2 INYECTOR2 J3 INYECTOR3 J4 INYECTOR4 CONN SIL1 CONN SIL1 CONN SIL1 CONN SIL1 SW5 Sw6 oo oo SW SPST SW SPST D5 D6 D7 D8 LED RED LED RED LED RED LED RED R19 R18 R16 R17 10k 10k 10k 10k BOBINA1 BOBINA2 gt FAN gt IAC J6 J7 J8 a em CONN SIL1 CONN
82. ripci n 1 Masa 2 Se al del sensor 3 Alimentaci n 5V Nota Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez 2 2 6 Sensor ECT El sensor de temperatura del refrigerante del motor ECT Engine Coolant Temperature por sus siglas en ingl s es el que se encarga de verificar la temperatura del refrigerante del motor la cual env a una se al a la unidad de control ECU con el prop sito de que se pueda enriquecer autom ticamente la mezcla aire combustible seg n el caso si el motor se encuentra frio la mezcla de aire combustible sea pobre hasta que llegue a una temperatura normal de funcionamiento donde se dosifica una mezcla aire combustible ideal En un autom vil la combusti n interna del motor no siempre se mantiene a una temperatura constante esta var a dependiendo de c mo trabaja el motor por esa raz n es que se utiliza en sensor ECT ya que al momento de arrancar el veh culo en frio el automotor necesita una mezcla m s alta de combustible que de aire para poder encenderse y a medida que la temperatura del motor se va incrementando estas condiciones van cambiando hasta llegar a una mezcla ideal ptimo apara el funcionamiento del motor 19 Principio de funcionamiento El sensor de temperatura del refrigerante del motor ECT posee un termistor dentro de una carcasa del tipo NTC la cual fue creada para ser implantada dentro del circuito de refrigeraci n del motor El sensor est encapsulado en un cuerpo de bro
83. ristian Andres Y nez J come AGRADECIMIENTO A la Universidad Polit cnica Salesiana por haber formado parte fundamental en nuestra formaci n profesional y al Ing Juan pablo Tamayo como tutor del trabajo de titulaci n quien ha orientado apoyado y corregido el trabajo con un inter s y entrega que ha sabido sobrepasar todas las expectativas puestas en una persona Luis Andres Cangas Toapanta amp Cristian Andres Y nez J come NDICE INTRODUCCI N ra ie 1 CAPITULO U E E E A A E E ES 2 ANTECEDENTES mai s ieoi 2 ET SALE CE EINES AAA a a a E a 2 172 A a a T S RTT 3 13 TUS CAC LOU sre Ad 3 CAPITULO oca a A 5 MARCO TE RICO cuidas 5 A A k le cde A oh te caer ces 5 2l Tipos de Control nsien nnn i a E E a DA EES 6 2NI OBD diia 6 21 12 O 1 D E did 6 23s A ae ae ren ers aa e aa a A e 7 2 2 Introducci n a los sensores del autom vil ooooonnocccnnnccccooccnnoncnonnncnononcconnnccnnnnoos 8 A A A soc sale us el sian daa E EE 8 22 2 O AAS ei Bee eS ONS ah US E 10 2 2 3 Sensor Lambda o de OxiSem0 viciado anna een 13 Pa O A teas el ene deca nt E tit dad bebe bee conan ah et ete 15 2 2 3 Sensor TPS ci ii il 17 2 2 0 AROS EC Dinneen ngene e atolai taut 19 PAT ESA E EE E EE 22 2 3 Introducci n a los actuadores del autom vil ooooococnnococinuccconancnonnnnononcnnnnncnnnnos 24 23i RR ees 24 2 3 2 BODAS DO UCI A A A a aes 26 2 3 3 Bomba de combustible messi 29 2 3 4 FAN CLUTCH ventilador de embrague ooooooococnn
84. s de encendido gt a Figura 27 Ubicaci n en el autom vil de las bobinas de encendido Fuente Cunalata 2012 El diagrama el ctrico de las bobinas de encendido est ilustrado en la figura 28 Diagrama bobinas Figura 28 Conexi n el ctrica de bobinas Fuente Cunalata 2012 Tabla 9 Conexi n de las bobinas encendido de la figura 26 Pines de la bobina Descripci n 1 Pulsos de activaci n del bloque 1 y 4 2 Pulsos de activaci n del bloque 2 y 3 15 Alimentaci n 12 v Nota Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez 28 2 3 3 Bomba de combustible La bomba de combustible es la encargada de extraer e impulsar el combustible desde el tanque dep sito de combustible y enviarlo al riel de inyectores consiste en un motor el ctrico el cual se encuentra dentro del dep sito de combustible y est en permanente contacto con el mismo Tambi n se puede encontrar fuera del tanque de combustible o a veces encontramos m s de una bomba de combustible Principio de funcionamiento La bomba de combustible es de funcionamiento continuo para mantener la alimentaci n en el sistema a una presi n estable por lo tanto se trata de una bomba rotativa que ofrece presi n de forma inmediata La alimentaci n de corriente hacia la bomba proviene de un rel que es accionado por la ECU En algunos casos internamente la bomba de combustible suele incorporar el medidor de niv
85. s que se encuentran en el mercado las realizan manualmente mediante potenci metros mientras que la del m dulo creado se la realiza digitalmente mediante la interfaz del software LabVIEW estos m dulos que se encuentran en el mercado han sido creados para tratar de acoger a una mayor parte de modelos y marcas de autom viles y en el proyecto presentado se puede expandir para que tenga m s cobertura con otras marcas y modelos mediante la creaci n o modificaci n de las librer as existentes Los indicadores de los actuadores y la toma de las se ales se las encontr de la misma forma Una de las diferencias que se encontr entre los tres m dulos comparados es que el proyecto desarrollado tiene la conexi n del OBD II que sirve para conectarlo directamente del m dulo al esc ner para comprobar si tiene alg n tipo de error y los dos m dulos del mercado no tienen esa caracter stica 72 4 4 Manual de usuario El m dulo probador de ECU est dise ando para la ense anza y aprendizaje del sistema de control de inyecci n electr nica a gasolina as como en los cap tulos anteriores se explic el funcionamiento de sus sensores y actuadores que lo componen en la siguiente secci n se detallar la forma de operar el m dulo probador de ECU de manera general Precauciones antes del encendido El m dulo probador de ECU no debe ser operado sin la presencia de un profesor responsable la manipulaci n del mismo sin supervisi n pue
86. st ilustrado en la figura 10 14 Diagrama sensor CMP Figura 10 Conexi n del Sensor de ox geno Fuente encendidoelectronico com 2012 Tabla 3 Conexi n del Sensor O2 de la Figura 9 Pines del sensor 02 Descripci n 1 Alimentaci n 12V 2 Sefial O2 3 Resistencia calefactora 4 GND Nota Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Yanez 2 2 4 Sensor MAP EL sensor de Presi n Absoluta del M ltiple MAP Manifold Absolute Pressure por sus siglas en ingl s obtiene informaci n sobre los cambios en la presi n atmosf rica en el vac o del motor y en el m ltiple de admisi n enviando una se al a la ECU para que pueda controlar el tiempo de ignici n y ajustar la mezcla de aire combustible en las diferentes condiciones de carga del motor y altitud sobre el nivel del mar Cunalata 2012 Principio de funcionamiento Este sensor utiliza elementos sensibles del tipo extens metros los cuales son medidores de deformaci n una vez que la resistencia var a proporcionalmente a su deformaci n Cunalata 2012 15 Estos extens metros son grabados en una placa de cer mica muy fina diafragma de manera circular colocada en la parte interior de un soporte en forma de anillo del mismo material cer mico en una geometr a que permite sentir las deformaciones del diafragma en todos los sentidos en la figura 11 se observa la se al del sensor MAP Cunalata 2012 Se
87. un microcontrolador Tanto las se ales de entrada como las de salida para los diferentes actuadores se transmiten a la unidad de control por medio de un conector m ltiple Cunalata 2012 Hay unidades electr nicas de control a las cuales se debe tener un cuidado especial por lo que una falla de la unidad normalmente hace que el autom vil no arranque y sea necesario el cambio de la misma Las fallas de la ECU son consecuencia de picos de voltaje incrementos de voltaje y pueden ser provocados cuando se desconecta la bater a con las luces encendidas o cuando el autom vil se arranca empujando El detalle de los pines de la unidad electr nica de control del Chevrolet Aveo se lo puede observar en el Anexo 1 y est conformada por un total de 64 pines los cuales se dividen en 2 conectores que constan cada uno en 32 pines estos conectores se denominan conector J 1 y J 2 en los cuales algunos de estos pines no se utiliza ya que depende del a o y la versi n del autom vil la distribuci n de los pines se lo puede observar detalladamente en el anexo 1 Imagen ECU Figura 1 ECU del autom vil Chevrolet Aveo Elaborado por Luis Cangas 8 Cristian Y nez 2 1 1 Tipos de control Los tipos de control son sistemas de diagn stico a bordo OBD On Board Diagnostic por sus siglas en ingl s que tienen los veh culos autom viles y camiones para un monitoreo y control total del motor En la actualidad se emplean los est ndar
88. wiper resis tance To avoid damage to the internal wiper circuitry in this configuration care should be taken to ensure the current flow never exceeds 1 mA For dual devices the variation of channel to channel matching of the total resistance from A to B is less than 1 The device to device matching however can vary up to 30 In the rheostat mode the resistance has a positive temperature coefficient The change in wiper to end terminal resistance over temperature is shown in Figure 2 8 The most variation over temperature will occur in the first 6 of codes code 00h to OFh due to the wiper resistance coefficient affecting the total resis tance The remaining codes are dominated by the total resistance tempco Rag typically 800 ppm C 84 4 1 2 POTENTIOMETER MODE In the potentiometer mode all three terminals of the device are tied to different nodes in the circuit This allows the potentiometer to output a voltage propor tional to the input voltage This mode is sometimes called voltage divider mode The potentiometer is used to provide a variable voltage by adjusting the wiper position between the two endpoints as shown in Figure 4 3 Note that reversing the polarity of the A and B terminals will not affect operation FIGURE 4 3 Three terminal or voltage divider mode In this configuration the ratio of the internal resistance defines the temperature coefficient of the device The resistor matchi
89. xi n del sensor ECT de la figura 18 Pines del sensor Descripci n 1 Se al del sensor 2 Masa 3 Masa auto Nota Elaborado por Luis Cangas amp Cristian Y nez 21 2 2 7 Sensor IAT El sensor IAT Intake Air Temperature por sus siglas en ingl s es el que se encarga de registrar la temperatura del aire que ingresa en el motor y enviarla hacia la unidad electr nica de control Esta informaci n junto con el flujo de masa de aire de ingreso le da al m dulo de control una idea exacta de la masa y densidad del aire que ingresa al motor para poder inyectar un caudal preciso de combustible para que la relaci n aire combustible sea ptima Principio de funcionamiento Para la medici n de la temperatura del aire de admisi n se utiliza como elemento sensor un term metro de contacto construido de elementos resistivos dependientes de la temperatura tipo NTC Para transformar esta variaci n de resistencia por la temperatura en una se al de voltaje este sensor generalmente forma parte de un circuito divisor de tensi n La curva caracter stica del sensor se la puede observar en la figura 20 Cunalata 2012 Curva sensor IAT W 20 30 z Q N w a 0 25 0 40 0 20 40 60 80 C 32 68 104 140 176 F TEMPERATURE Figura 20 Curva caracter stica del sensor IAT Fuente Corporation 1999 22 Ubicaci n Este sensor en el autom vil Chevrolet Aveo se encuentra
90. y and are specified over the extended and industrial temperature ranges Package Types PDIP SOIC 4 Modes of Operation Digital potentiometer applications can be divided into two categories rheostat mode and potentiometer or voltage divider mode 4 1 1 RHEOSTAT MODE In the rheostat mode the potentiometer is used as a two terminal resistive element The unused terminal should be tied to the wiper as shown in Figure 4 2 Note that reversing the polarity of the A and Bterminals will not affect operation MCP4XXXX Resistor FIGURE 4 2 Two terminal or rheostat configuration for the digital potentiometer Acting as a resistive element in the circuit resistance is controlled by changing the wiper setting Using the device in this mode allows control of the total resistance between the two nodes The total measured resistance would be the least at code 00h where the wiper is tied to the B terminal The resistance at this code is equal to the wiper resistance typically 5202 for the 10 kQ MCP4X010 devices 1250 for the 50 kQ MCP4X050 and 100 kQ MCP4X100 devices For the 10 kQ device the LSB size would be 39 0625Q assuming 10 kQ total resistance The resistance would then increase with this LSB size until the total measured resistance at code FFh would be 9985 940 The wiper will never directly connect to the A terminal of the resistor stack In the 00h state the total resistance is the

UPS - ST001793 - Repositorio Digital-UPS

Contents

Download Pdf Manuals

Related Search

Related Contents