Control De Motores Estructura

1. Introducción.

Los motores modernos presentan un creciente número de sistemas que permiten variar su reglaje durante la operación del motor. Algunos ejemplos representativos de ello son los sistemas de inyección electrónica, las turbinas de geometría variable o los sistemas de distribución variable. El sistema de control del motor es el encargado de realizar la adaptación de los diferentes sistemas del mismo a las condiciones de funcionamiento y los requerimientos del usuario.

El sistema de control debe, por lo tanto, asegurar el correcto funcionamiento del motor, de forma que se satisfaga la demanda de potencia y se mantengan dentro de unos determinados límites tanto el nivel de emisiones como el ruido producido, todo ello garantizando la seguridad del motor y del usuario. Además, de forma paralela, el sistema de control debe realizar el diagnóstico del sistema, para detectar fallos susceptibles de comprometer la seguridad, las prestaciones o el perfil de emisiones del motor.

2. Evolución de los sistemas de control de MCIA.

Desde los primeros tiempos del MCIA resultó evidente la necesidad de controlar algunos de los reglajes de los motores durante su funcionamiento.

Es así como mejoramiento de los carburadores donde se incorporaron sistemas que ayuden y faciliten a la compensación de altura donde se encuentre el motor asi también sistemas que permitan un avance o retraso de la chispa en MCP para compensar cargas u otros factores, también sistemas de encendido donde se aprovecha y se genera mejor encendido de la bujía, también sistemas que controlan parámetros de funcionamiento del motor como la temperatura, y muchos más sistemas en los que MCIA se van incorporando para la mejora y optimización de funcionamiento del motor.

En la actualidad, los sistemas de control electromecánicos tradicionales sólo subsisten en las aplicaciones y mercados con una regulación medioambiental poco estricta, aunque el control electrónico basado en microprocesadores los va desplazando progresivamente.

3. Estructura de los sistemas de control electrónicos

Los sistemas de control electrónico basados en micro controladores se han extendido en automoción.

Figura 1. Estructura entrada / salida de una ECU

• Los sensores son los encargados de medir las variables de funcionamiento del motor y de otros sistemas del vehículo, en los motores de automoción. Además permiten la interacción con el usuario o tener en cuenta otros condicionantes.

• los actuadores son los encargados de modificar los diversos parámetros físicos y configuraciones particulares de los elementos de control, modificando las características de la inyección del sistema de sobrealimentación o de algún otro sistema del motor. En la actualidad los actuadores son en su mayoría eléctricos aún están bastante extendidos los sistemas de actuación electro-neumáticos.

A continuacion se muestra una lista con los principales actuadores de los motores comercializados en la actualidad indicando sobre qué parámetro particular del motor se actúa. Tanto en MEP y MEC, asi tambien se clasificara si estos acutuadores según su uso son:

• generalizados (G)

• comun (C)

• Ocacionales. (O)

Tabla 1 : Principales acturadores presentes en los motores.

• unidad de control electrónico. Se agrupan los sistemas de acondicionamiento de la señal, las etapas de conversión analógico-digitales, la unidad central de procesamiento CPU) y las unidades de procesado de tiempo TPU) que permiten el sincronismo con el cigüeñal. También se integran en la ECU las etapas de conversión digital-analógicas y.Jas etapas de potencia para generar las señales de actuación por otra parte, hay que resaltar que la unidad de control del motor interactúa con otros sistemas de control, como el de la caja de cambios en el caso de transmisiones automáticas, el sistema de control de tracción, el sistema de frenado, el climatizador, el controlador del salpicadera, etc.

• El cableado. Encargado de alimentar sensores y actuadores, distribuir las señales proporcionadas por los sensores a la ECU y dirigir las señales eléctricas de la ECU hacia los actuadores. En el último caso, la potencia eléctrica de actuación puede ser grande, por lo que pueden requerirse secciones de cable considerables.

• Estructura software. El software de control ha experimentado un crecimiento

Figura 2. Evolucion de tamano del Software de control de automocion.

notable enlo relativo a funciones, datos manejados y tamaño de la lógica de control.

La estructura se basa en la existencia de varias capas que van desde lo general (capa superior) hasta los componentes de sistema operativo y gestión del sistema (capa inferior).

• capa superior se gestiona la coordi-nación global del vehículo, se interpretan los requerimientos de usuario, y las implicaciones de todos ellos sobre los diferentes componentes del vehículo.

• capa inferior se gestiona de forma global el motor, la transmisión en el caso de cajas de cambio automáticas, los sistemas de frenado, etc.

• la tercera capa se traducen los requerimientos sobre los componentes individuales del motor turbina, válvula de EGR, sistema de inyección.

Figura 3. Niveles en el software del sistema de contorl

Por otra parte, las capas inferiores corresponden al sistema operativo y la gestión entrada-salida del sistema hardware. Esta estructura también permite migrar

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