Unidades de control en el automóvil

Alguna vez habrán escuchado de la ECU (Unidad Central Electrónica) o el computador  que llevan los carros modernos y que se encarga de que todo funcione  de la forma correcta.

La complejidad de la ECU varía de unos modelos a otros, mientras que unas controlan únicamente la cantidad de combustible inyectada, otras se encargan además del avance o retraso en el encendido, de la apertura de válvulas, de controlar las revoluciones del compresor y de controlar otras unidades presentes en el vehículo.

En el automóvil existen diferentes unidades centrales de proceso que permiten controlar diferentes variables como el combustible, la seguridad pasiva, la combustión y la transmisión entre otras y hoy vamos a conocerlas.

ECU (Unidad Central Electrónica) - Unidad de control de motor

Las unidades de control de motor más simples sólo controlan la cantidad de combustible que es inyectado en cada cilindro en cada ciclo de motor. Las más avanzadas controlan el punto de ignición, el tiempo de apertura/cierre de las válvulas, el nivel de impulso mantenido por el turbocompresor, y control de otros periféricos.

La introducción de estas primeras ECU fueron la respuesta por parte de los fabricantes de automóviles americanos a las cada vez más exigentes regulaciones con respecto a la emisión de gases tóxicos de los automóviles.

Unidad central AirBag

Es la Unidad encargada de disparar el dispositivo de inflado de las bolsas, además de evitar disparos accidentales. Siempre se ubica en un lugar firme, que permite la efectiva detección de los datos de una colisión, para permitir su reemplazo luego de un eventual accidente (es recomendable cambiarla aún si no se inflaron las bolsas de aire).

Cuenta con dos tipos de sensores diferentes que hacen posible su funcionamiento: uno de desaceleración y un sensor mecánico de seguridad, ubicados generalmente junto a la central de la unidad de control.

El sensor de desaceleración cuenta con un piezo eléctrico que transforma la desaceleración en un impulso eléctrico que cambia su tensión a medida que cambia la presión en el sensor.El sensor mecánico de seguridad actúa como una especie de control, evitando que el sistema se accione en forma accidental.

Módulo ABS

Las informaciones medidas por los captadores de rueda transformadas eléctricamente son tratadas en paralelo mediante dos microcomputadores (microprocesadores). En caso de desigualdad en las informaciones recibidas, el módulo ABS reconoce un fallo y se inicia un proceso de regulación del sistema ABS. Tras la amplificación, las señales de salida aseguran la activación de las electroválvulas y el motor-bomba.

El computador o modulo ABS trabaja según el principio de la redundancia simétrica; los dos microcomputadores son diferentes, tratan la misma información y utilizan un mecanismo de cambio de información jerarquizada para comunicar. Cada microcomputador está programado con unos algoritmos de cálculo diferentes. En caso de no conformidad de las señales tratadas, en caso de avería o fallo en la instalación, el calculador limita el funcionamiento de los sistemas según un proceso apropiado.

Unidad de control de Transmisión (TCU)

La Unidad de control de transmisión o TCU es un dispositivo que controla la moderna transmisión automática. Generalmente utiliza los sensores del vehículo así como los datos proporcionados por la  unidad de control del motor (ECU) para calcular cómo y cuándo cambiar engranajes en el vehículo para un rendimiento óptimo, economía de combustible y cambio de calidad.

Las transmisiones automáticas han ido cambiando del sistema hidromecánico a sistemas controlados electrónicamente.  Desde finales de los ochentas, el desarrollo de la transmisión automática ha sido iterativo y se observan desarrollos importantes para la transmisión automática.

La evolución de la transmisión automática y la integración de los controles electrónicos han permitido grandes progresos en los últimos años. La transmisión ahora es capaz de lograr la mejor economía de combustible, reduciendo emisiones contaminante, proporcionando mayor confiabilidad, una sensación de manejo mejorada, una mayor velocidad de desplazamiento y una mayor respuesta entre cambios, sobre todo para los sobrepasos y para sortear carreteras inclinadas. En algunas aplicaciones, el TCU y el ECU se combinan en una sola unidad como un módulo (PCM) Powertrain Controle Module.

Módulo de Control del tren motriz (PCM)

Es el cerebro del sistema de control del motor, por lo que cuando el cerebro no está funcionando correctamente tampoco el motor o cualquier otra de los controles de microprocesador que pueden incluir el sistema de carga, transmisión, diversos controles de emisión y las comunicaciones con otros módulos de control a bordo.

Un módulo de control de tren de potencia (PCM) es una unidad de control combinada, donde la (ECU) unidad central electrónica y la (TCU) unidad de control de transmisión están integradas en un modulo denominado (PCM).

El PCM controla múltiples factores en un automóvil o camión. Hay cientos de códigos de error que pueden ocurrir, lo que indica que algunos subsección del automóvil está experimentando un problema. Cuando se produce uno de estos errores, por lo general se encenderá la luz "check engine" en el tablero de instrumentos. El PCM es potencialmente uno de varios ordenadores de a bordo, o esencialmente el "cerebro" del sistema de control del motor.

Unidad de control para el acceso y autorización de arranque

Otro dispositivo importante en los coches es el encargado de abrir y arrancar el vehículo. Se activa cuando el conductor introduce la llave en el contacto o la coloca en el coche junto al volante. Una vez detectado, envía una señal a la unidad de control del motor para que esté preparado para arrancar el vehículo. Esto evita el procedimiento de arranque convencional conocido por las películas, en el que se conectan los cables del actuador de arranque.

UCE para la climatización

Este dispositivo suele estar situado junto al sistema de aire acondicionado del coche. Al calcular la temperatura, la humedad y la velocidad del aire ideales, proporciona a los viajeros las mejores condiciones. Para medir la calidad del aire, utiliza los datos de varios sensores situados en el parachoques delantero o bajo el espejo retrovisor derecho (temperatura exterior), en la parte delantera del salpicadero (temperatura interior), en el parabrisas (radiación solar) y otros sensores externos.

Origen de la unidad de control electrónico automotriz

Los ordenadores aparecieron por primera vez a finales de los años 70, cuando surgió la necesidad de controlar las emisiones de gases de escape y, al mismo tiempo, se realizaron los primeros experimentos con la inyección de combustible.

Controlar el flujo de combustible a los inyectores era una serie de tareas que requerían un sistema capaz de manejar grandes cantidades de datos, y nada podía hacerlo mejor que un ordenador. Antes de la llegada de la inyección de combustible, los coches estaban equipados con un carburador, un componente mecánico que tenía que controlar el flujo de combustible y que, por lo general, no funcionaba con suficiente precisión, ya que los ajustes en una dirección provocaban desequilibrios en la otra. Con el tiempo, las desviaciones en el funcionamiento de los sistemas de inyección fueron corregidas por ordenadores cada vez más potentes.

En el mundo de la automoción actual, es la unidad de control electrónico (ECU) la que se encarga de leer las señales de los sensores y actuadores de diversas partes del vehículo y, en función de esta información, controlar diversos componentes importantes, como la potencia del motor. Se caracterizan por la presencia de numerosos componentes electrónicos en su interior, como microprocesadores montados en una placa de cobre, resistencias y transistores.

Algunas de las funciones que realizan estos sensores permiten registrar de una forma u otros diversos parámetros de funcionamiento del vehículo. Estos sensores actúan como puente con un sistema central o una unidad de control electrónico y convierten las cantidades físicas en cantidades electrónicas. Por otro lado, están los actuadores, es decir, los componentes controlados por la unidad de control electrónico, que tienen que convertir las señales eléctricas recibidas en valores mecánicos. Algunos ejemplos son los inyectores de combustible, los ventiladores eléctricos u otros sistemas que reciben información y, por tanto, actúan mecánicamente sobre determinadas funciones del vehículo.