DISEÑO Y PRUEVA DE ECU

Diseño y Prueba de ECU usando Productos de National Instruments.

Fecha de Publicación: may 12, 2010 | 14 Calificaciones | 4,50 fuera de 5 |

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Visión General

National Instruments tiene varios productos que pueden usarse en varias aplicaciones en la Industria Automotriz. Al usar los Productos de National Instruments puede diseñar y probar componentes electrónicos automotrices. Este documento habla sobre ECU's y los diferentes protocolos que comúnmente se usan en la Industria Automotriz. También describe las diferentes opciones que ofrece National Instruments para diseñar y probar ECU.br>

Contenido

1. Introducción

2. Diferentes Tipos de ECU's

3. Entradas/Salidas Típicas de un ECU

4. Diferentes tipos de Protocolos usados

5. Diseño y Pruebas

1. Introducción

En la industria automotriz una unidad de control electrónico (ECU) es un dispositivo electrónico embebido, básicamente una PC digital, que lee señales provenientes de sensores ubicados en varias partes y en diferentes componentes del automóvil y dependiendo de esta información controla varias unidades importantes por ejemplo el motor y operaciones automatizadas en el auto y también verifica el rendimiento de algunos componentes clave usados en el automóvil.

Un ECU está hecho básicamente de hardware y software (firmware). El hardware está hecho de varios componentes electrónicos en un PCB. El componente más importante es un chip microcontrolador junto con un EPROM o un chip de memoria Flash. El software (firmware) es un juego de códigos de menor nivel que se ejecuta en el microcontrolador.

El ECU se caracteriza por:

• varias líneas de E/S analógica y digital (alta y baja potencia)

• dispositivo de interfaz/control de potencia

• diferentes protocolos de comunicación (CAN, KWP-2000, etc.).

• grandes matrices de conmutación para señales de alta y baja potencia

• pruebas de alto voltaje

• adaptadores inteligentes de interfaz de comunicación (estándares o personalizados)

• reconocimiento automático de equipo y habilitar secuencia de software

• simulación de dispositivo de potencia

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2. Diferentes Tipos de ECU's

Los ECU's son nombrados y diferenciados dependiendo de lo que se usa:

ECM – Módulo de Control de Motores. (Con frecuencia en la industria, los ECM son llamados ECU - Unidad de Control de Motores).

El ECM también conocido como EMS (sistema de administración de motores) es un ECU en un motor de combustión interna que controla varias funciones de motor como inyección de combustible, sistema de control de tiempo de inyección y de distribución de válvulas. Todo este control se realiza basado en datos (como temperatura del anticongelante del motor, flujo de aire, posición de palanca) recibidos desde varios sensores.

El ECM también aprende sobre el motor conforme manejamos nuestro automóvil. El "aprendizaje" es un proceso que el ECU utiliza para rastrear los cambios de tolerancia de los sensores y actuadores en el motor. Por ejemplo, la válvula bypass idle-air (carburador automático) con el A/C en el Automóvil en encendido y apagado. El ECM almacena estas válvulas "aprendidas" en RAM respaldada en batería así no tiene que iniciar desde cero la próxima vez que el motor es encendido. Se realiza una discusión en detalle sobre ECM en la parte final de este documento.

Con la aplicación de las Regulaciones de Emisión Federal el 1981, los ECUs se han usado en la mayoría de los vehículos. En las aplicaciones aeronáuticas estos sistemas comúnmente se llaman ‘FADECs’ (Control de Motor Digital de Autoridad Completa).

EBCM – Módulo de Control de Frenos Electrónicos.

Este en un ECU que es usado en el módulo ABS (sistema de freno antibloqueo) de un automóvil. Se introdujeron a principios de 1970 para mejorar el frenado del vehículo sin importar las condiciones del camino o clima. Aunque es muy reciente, ya ha obtenido popularidad.

El EBCM regula los sistemas de frenado en las cinco entradas que recibe.

1. El Freno: Esta entrada le proporciona el estado del pedal del freno, por ejemplo flexión o adhesión. Esta información se adquiere en un formato digital o analógico.

2. El 4 W.D: Esta entrada proporciona el estado en formato digital si el vehículo está en modo de manejo en 4 ruedas.

3. El encendido: Esta entrada registra si la llave de encendido está en su lugar y si el motor está andando o no.

4. Velocidad del Vehículo: Esta entrada proporciona la información sobre la velocidad del vehículo.

5. Velocidad de las llantas: En una aplicación típica esto representa un juego de 4 señales de entrada que transmiten la información referente a la velocidad de cada llanta. Esta información se usa para obtener toda la información necesaria para los algoritmos de control.

PCM – Módulo de control del tren de potencia.

PCM es un ECU que monitorea y controla velocidad, A/C y Transmisión Automática. Las entradas que son alimentadas al PCM son de:

• sensor de posición del acelerador,

• sensor de velocidad de flecha de transmisión,

• sensor de velocidad del vehículo

• sensor de velocidad del motor (CKP)

• interruptor de freno

• interruptores de control de velocidad

• encendido

• interruptor on/off de overdrive

• sensor del gobernador de presión.

Usando estas entradas realiza control de transmisión, control de válvula a través de salidas PWM, control del embrague convertidor de torsión y del relé de protección de transmisión y proporciona información al controlador a través de la lámpara del tablero de overdrive.

VCM – Módulo de control del vehículo

VCM es un ECU que cuida los sistemas como:

• sistemas de Dirección Eléctrica Asistida (EPS)

• sistemas de control de velocidad inteligente (ACC)

• sistemas de control de bolsa de aire (ACS).

• sistemas de Control Electrónico de Estabilidad (ESC).

El VCM generalmente es instalado a la mitad del automóvil entre el pasajero y el compartimiento del motor. Están conectados a varios tipos de sensores para controlar varios sistemas en el automóvil. Toman entradas de sensores de impacto (acelerómetros de micro máquina) y sensores que detectan el peso del ocupante, posición de asientos, cinturón de seguridad y posición de asiento para determinar la fuerza con la cual las bolsas de aire frontales

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