Conociendo la electrónica del auto: La ECU episodio III
Publicado: 02 Jun 2017 14:37
Bueno, vamos por el Episodio III del tema de la ECU.
Lectura importante:
Episodio I --->>> http://foro.club-toyota.com.ar/viewtopic.php?f=5&t=2904
Episodio II --->>> http://foro.club-toyota.com.ar/viewtopic.php?t=8015
En ambos Episodios hablamos de los sensores, como podemos aprovechar el funcionamiento de la ECU, que cosas hay que tener en cuenta sobre los cálculos que vemos en el display del tablero, entender que es lo que sucede tras bambalinas.
Hoy vamos a hablar del detalle cómo es que la ECU hace todo esto. Luego veremos que podremos comenzar a explicar porque un motor es más eficiente que otro en su funcionamiento.
Ponemos en D y arrancamos.
Como Uds saben desde la posición de conductor solo podemos controlar un parámetro al pisar el acelerador, y es la cantidad de aire que ingresa al motor. Esto se hace mediante la apertura de la mariposa de admisión (siempre hablando de nafteros) ya sea por comando mecánico por cable como los G9 o por comando electrónico como en el G10 en adelante. Entonces pisando el pedal de acelerador hacemos que esa mariposa permita un mayor o menor ingreso de aire al motor. Y la ECU solo puede controlar el ingreso de combustible, es decir, es un trabajo en equipo. Veamos cómo.
Es conocido el concepto de la mezcla de aire/combustible debería ser idealmente 14,7:1, es decir 14,7 partes de aire vs 1 parte de combustible. Esto es lo que se llama mezcla estequiométrica. Si sube la cantidad de aire (16:1) tenemos una mezcla pobre (LEAN en inglés) y si baja la cantidad de aire (12,5:1) es una mezcla rica (RICH en inglés).
Esto es importante de entender porque la ECU va a modificar sus parámetros tanto como sea necesario para mantener la mezcla en 14,7:1 todo lo posible ya que es la relación ideal. Entonces si pisamos el acelerador -> se abre la mariposa -> entra más aire -> la mezcla se transforma en pobre (16:1 como ejemplo) -> la ECU compensa inyectando más combustible -> aumento de potencia. Aquí viene lo interesante en cómo se produce esa compensación.
Al detectar la ECU que necesita inyectar más combustible lo hace usando los primeros dos parámetros que veremos en los cuales calcula que porcentaje (%) aumentará de combustible:
- Short Term Fuel Trim conocido por sus siglas STFT
- Long Term Fuel Trim conocido por sus siglas LTFT
Ambos parámetros son porcentajes donde el LTFT es el ajuste “grueso” el cual tiene una variación lenta y el STFT es el ajuste “fino” que cambia varias veces por segundo según las condiciones que le dictan los sensores del motor (MAF, Temperatura, Avance, sensor de Oxigeno). Estos porcentajes normalmente van del -25% al +25% en ambos casos y se suman para obtener el valor final. Mirando nuestro ejemplo de pisar el acelerador, la ECU pone el LTFT en +10% por ejemplo y con el STFT hace pequeños ajustes entre 0 y 5%, dando como incremento total un +15% sumando ambos TRIM. Con el STFT va a hacer pequeños ajustes inmediatos mientras sea necesario. Si se preguntan hasta cuándo y cuánto debe hacer ese incremento? Ese límite lo pone el sensor en el escape llamado sensor de oxigeno (O2) ó sonda Lambda. El sensor de oxigeno mide cuanto oxigeno hay en los gases de escape, si hay mucho le dice a la ECU “aumentar el STFT”, si hay menos oxigeno del esperado le dice a la ECU “reducir el STFT”, y esto sucede constantemente para llegar a la mezcla óptima. Que sucede si el STFT llega a su límite máximo de variación? La ECU modifica el LTFT ampliándolo para permitir al STFT volver a fluctuar entre valores más razonables. Esto sucede muchísimas veces por segundo y es a esto lo que llamamos los cálculos de la ECU.
Como ven el LTFT varia muy poco comparado con el STFT pero que tan rápido puede variar depende del MAPEO de la programación de la ECU. Eso es lo que diferencia una ECU más eficiente de una que no lo es tanto (podemos pensar en que una ECU eficiente se focaliza en un bajo consumo de combustible y emisiones de gases reducidas en relación a la potencia obtenida). Esto es algo que pude notar en mis laboratorios analizando el funcionamiento en cuanto a valores de todos los sensores de un Corolla vs la famosa Ford Kuga (Ivanka! Que está en recuperación…) que se caracteriza por tener altos consumos de combustible. En el Corolla la ECU hace correcciones más rápido, más veces por minuto haciendo que se pueda adaptar más eficientemente a los cambios detectados en los sensores mientras que la ECU de la Kuga los cambios son mucho más lentos y prolongados. Esta es una de las razones del porque los motores Toyota son en general más eficientes, tienen un mejor diseño del mapeo de la ECU acompañados por el VVTi que tiene un gran aporte en esto.
La ECU se alimenta de información que sirve para calcular mejor el porcentaje del STFT a variar como la temperatura del refrigerante, la velocidad y temperatura a la que entra el aire a la admisión (MAF) y por medio de varias sondas Lambda antes y detrás del catalizador, posición del cigüeñal, sensor de pistoneo, y así buscar siempre la mezcla ideal con la máxima eficiencia.
Pero puedo usar los valores de STFT, LTFT, MAF, O2 para diagnosticar fallas en el funcionamiento?
Sin dudas, estas son las herramientas del técnico actual. Entendiendo que lectura tenemos en cada momento o situación podremos detectar fallas mecánicas como por ejemplo estos dos escenarios:
STFT y LTFT con valores positivos y altos
O2 con valores 0.9v (los valores que se usan como información es una tensión que va de 0.01v a 0,900v, siendo 0.01 una mezcla pobre y 0.9 una mezcla rica)
Esto indica que la ECU está compensando inyectando más combustible de lo habitual. Las razones para ello pueden ser
- Perdida de vacío por algún conducto dañado
- Maf reportando erróneamente
- Catalizador tapado
- Válvula PCV fallando
Si por el contrario tuviésemos valores de STFT y LTFT con valores negativos y bajos es decir que la ECU compensa reduciendo la cantidad de combustible
- Inyectores sucios que pierden combustible
- Obstrucción en la admisión
- Sensores reportando información incorrecta (temperatura por ejemplo)
Como pueden ver, el tema es muy simple en su funcionamiento pero cualquier sensor que comience a reportar incorrectamente va a tener un gran impacto en el funcionamiento del motor. Un sensor puede reportar incorrectamente si por ejemplo eliminamos un catalizador, instalamos GNC y hay que mentirle a los sensores, no se hace mantenimiento de los sensores como MAF, temperatura o posición de cigüeñal, si instalamos xenón y el balastro comienza a meter ruido en la línea de alimentación de 12v haciendo que los sensores reporten cualquier cosa, etc.
Se acuerdan que en Episodio I hablamos de una ECU que aprende nuestros hábitos de manejo? Esos es lo que hace el LTFT (Long Term Fuel Trim), que se acomoda a nuestro estilo de manejo ya que ese cálculo se guarda en la memoria de la ECU dentro del driving cycle.
Esto es una explicación bastante simplificada de cómo es la magia debajo del capot, con el solo objetivo de hacer esta información más accesible para todos.
Interesante no?
Saludos
AB
Lectura importante:
Episodio I --->>> http://foro.club-toyota.com.ar/viewtopic.php?f=5&t=2904
Episodio II --->>> http://foro.club-toyota.com.ar/viewtopic.php?t=8015
En ambos Episodios hablamos de los sensores, como podemos aprovechar el funcionamiento de la ECU, que cosas hay que tener en cuenta sobre los cálculos que vemos en el display del tablero, entender que es lo que sucede tras bambalinas.
Hoy vamos a hablar del detalle cómo es que la ECU hace todo esto. Luego veremos que podremos comenzar a explicar porque un motor es más eficiente que otro en su funcionamiento.
Ponemos en D y arrancamos.
Como Uds saben desde la posición de conductor solo podemos controlar un parámetro al pisar el acelerador, y es la cantidad de aire que ingresa al motor. Esto se hace mediante la apertura de la mariposa de admisión (siempre hablando de nafteros) ya sea por comando mecánico por cable como los G9 o por comando electrónico como en el G10 en adelante. Entonces pisando el pedal de acelerador hacemos que esa mariposa permita un mayor o menor ingreso de aire al motor. Y la ECU solo puede controlar el ingreso de combustible, es decir, es un trabajo en equipo. Veamos cómo.
Es conocido el concepto de la mezcla de aire/combustible debería ser idealmente 14,7:1, es decir 14,7 partes de aire vs 1 parte de combustible. Esto es lo que se llama mezcla estequiométrica. Si sube la cantidad de aire (16:1) tenemos una mezcla pobre (LEAN en inglés) y si baja la cantidad de aire (12,5:1) es una mezcla rica (RICH en inglés).
Esto es importante de entender porque la ECU va a modificar sus parámetros tanto como sea necesario para mantener la mezcla en 14,7:1 todo lo posible ya que es la relación ideal. Entonces si pisamos el acelerador -> se abre la mariposa -> entra más aire -> la mezcla se transforma en pobre (16:1 como ejemplo) -> la ECU compensa inyectando más combustible -> aumento de potencia. Aquí viene lo interesante en cómo se produce esa compensación.
Al detectar la ECU que necesita inyectar más combustible lo hace usando los primeros dos parámetros que veremos en los cuales calcula que porcentaje (%) aumentará de combustible:
- Short Term Fuel Trim conocido por sus siglas STFT
- Long Term Fuel Trim conocido por sus siglas LTFT
Ambos parámetros son porcentajes donde el LTFT es el ajuste “grueso” el cual tiene una variación lenta y el STFT es el ajuste “fino” que cambia varias veces por segundo según las condiciones que le dictan los sensores del motor (MAF, Temperatura, Avance, sensor de Oxigeno). Estos porcentajes normalmente van del -25% al +25% en ambos casos y se suman para obtener el valor final. Mirando nuestro ejemplo de pisar el acelerador, la ECU pone el LTFT en +10% por ejemplo y con el STFT hace pequeños ajustes entre 0 y 5%, dando como incremento total un +15% sumando ambos TRIM. Con el STFT va a hacer pequeños ajustes inmediatos mientras sea necesario. Si se preguntan hasta cuándo y cuánto debe hacer ese incremento? Ese límite lo pone el sensor en el escape llamado sensor de oxigeno (O2) ó sonda Lambda. El sensor de oxigeno mide cuanto oxigeno hay en los gases de escape, si hay mucho le dice a la ECU “aumentar el STFT”, si hay menos oxigeno del esperado le dice a la ECU “reducir el STFT”, y esto sucede constantemente para llegar a la mezcla óptima. Que sucede si el STFT llega a su límite máximo de variación? La ECU modifica el LTFT ampliándolo para permitir al STFT volver a fluctuar entre valores más razonables. Esto sucede muchísimas veces por segundo y es a esto lo que llamamos los cálculos de la ECU.
Como ven el LTFT varia muy poco comparado con el STFT pero que tan rápido puede variar depende del MAPEO de la programación de la ECU. Eso es lo que diferencia una ECU más eficiente de una que no lo es tanto (podemos pensar en que una ECU eficiente se focaliza en un bajo consumo de combustible y emisiones de gases reducidas en relación a la potencia obtenida). Esto es algo que pude notar en mis laboratorios analizando el funcionamiento en cuanto a valores de todos los sensores de un Corolla vs la famosa Ford Kuga (Ivanka! Que está en recuperación…) que se caracteriza por tener altos consumos de combustible. En el Corolla la ECU hace correcciones más rápido, más veces por minuto haciendo que se pueda adaptar más eficientemente a los cambios detectados en los sensores mientras que la ECU de la Kuga los cambios son mucho más lentos y prolongados. Esta es una de las razones del porque los motores Toyota son en general más eficientes, tienen un mejor diseño del mapeo de la ECU acompañados por el VVTi que tiene un gran aporte en esto.
La ECU se alimenta de información que sirve para calcular mejor el porcentaje del STFT a variar como la temperatura del refrigerante, la velocidad y temperatura a la que entra el aire a la admisión (MAF) y por medio de varias sondas Lambda antes y detrás del catalizador, posición del cigüeñal, sensor de pistoneo, y así buscar siempre la mezcla ideal con la máxima eficiencia.
Pero puedo usar los valores de STFT, LTFT, MAF, O2 para diagnosticar fallas en el funcionamiento?
Sin dudas, estas son las herramientas del técnico actual. Entendiendo que lectura tenemos en cada momento o situación podremos detectar fallas mecánicas como por ejemplo estos dos escenarios:
STFT y LTFT con valores positivos y altos
O2 con valores 0.9v (los valores que se usan como información es una tensión que va de 0.01v a 0,900v, siendo 0.01 una mezcla pobre y 0.9 una mezcla rica)
Esto indica que la ECU está compensando inyectando más combustible de lo habitual. Las razones para ello pueden ser
- Perdida de vacío por algún conducto dañado
- Maf reportando erróneamente
- Catalizador tapado
- Válvula PCV fallando
Si por el contrario tuviésemos valores de STFT y LTFT con valores negativos y bajos es decir que la ECU compensa reduciendo la cantidad de combustible
- Inyectores sucios que pierden combustible
- Obstrucción en la admisión
- Sensores reportando información incorrecta (temperatura por ejemplo)
Como pueden ver, el tema es muy simple en su funcionamiento pero cualquier sensor que comience a reportar incorrectamente va a tener un gran impacto en el funcionamiento del motor. Un sensor puede reportar incorrectamente si por ejemplo eliminamos un catalizador, instalamos GNC y hay que mentirle a los sensores, no se hace mantenimiento de los sensores como MAF, temperatura o posición de cigüeñal, si instalamos xenón y el balastro comienza a meter ruido en la línea de alimentación de 12v haciendo que los sensores reporten cualquier cosa, etc.
Se acuerdan que en Episodio I hablamos de una ECU que aprende nuestros hábitos de manejo? Esos es lo que hace el LTFT (Long Term Fuel Trim), que se acomoda a nuestro estilo de manejo ya que ese cálculo se guarda en la memoria de la ECU dentro del driving cycle.
Esto es una explicación bastante simplificada de cómo es la magia debajo del capot, con el solo objetivo de hacer esta información más accesible para todos.
Interesante no?
Saludos
AB