Unidad de control de un sistema EDC

Estructura

La unidad de control se encuentra dentro de una carcasa metálica. Los sensores, los actuadores y la alimentación de corriente. Están conectados a la unidad de control a través de un conector multipolar. Los componentes de potencia para la activación directa de los actuadores están integrados en la carcasa de la unidad de control, de tal forma que se garantiza una buena disipación térmica hacia la carcasa. En caso de montaje de la unidad de control, adosada al motor el calor de la carcasa se puede disipar a través de una placa integrada de refrigeración, colocada sobre la unidad de control. (refrigeración de la unidad de control solo en vehículos industriales). Una mayoría de componentes electrónicos están ejecutados en técnica SMD (Surface Mounted Devices, componentes montados en superficie). Solo hay unos pocos componentes de potencia que están cableados así como los enchufes. Esto permite una construcción muy idónea para ahorrar espacio y peso.

Procesamiento de datos

Señales de entrada

Los sensores, junto a los actuadores, constituyen los intermediarios entre el vehículo y la unidad de control. Las señales eléctricas de los sensores son conducidas la unidad de control a través del mazo de cables y conectores. Estas señales pueden tener diferentes formas:

Señales de entrada analógicas

Estas señales pueden adoptar cualquier valor de tensión dentro de una gama determinada. Ejemplos de magnitudes físicas disponibles como valores de medición analógicas son la masa de aire aspirada, la tensión de la batería, la presión en el tubo de admisión y de sobrealimentación, la temperatura del agua refrigerante y del aire de admisión. Son transformadas por un convertidor/analógico (A/D) en el m icroco ntrolado r de la unidad de control, convirtiendolas en valores digitales, con los que puede operar el microprocesador. La resolución de la señal depende de la cantidad de escalones (muestreo de la señal del sensor) al efectuarse la conversión.

Señales de entrada digitales

Estas señales tienen solamente dos estados: «Hight» y «Low» o lo que es lo mismo «T» y «0» como los computadores. Ejemplos de señales de entrada digitales son las de conmutación (conexión/desconexión) o señales de sensores digitales como impulsos de revoluciones de un sensor Hall. Pueden ser procesadas directamente por el microcontolador.

Señales de entrada pulsatorias:

Estas señales procedentes de sensores inductivos con informaciones sobre el numero de revoluciones del motor y la marca de referencia (PMS), son preparadas en una parte propia del circuito de la unidad de control. A su vez se suprimen impulsos parasitos, y las señales pulsatorias son transformadas en señales digitales rectangulares.

Preparación de señales

Las señales de entrada se limitan, con circuitos de protección, a niveles de tensión admisibles. La señal útil se libera ampliamente de señales perturbadoras superpuestas, mediante la filtración, y se adapta en su caso por amplificación a la tensión de entrada admisible de la unidad de control. Según el nivel de integración, la preparación de señales puede realizarse parcial o totalmente en el sensor.

Procesamiento de señales

La unidad de control de la central de mando para el desarrollo de las funciones. En el m icrocontro lado r se ejecutan los algoritmos de mando y regulación. Las señales de entrada puestas a disposición por los sensores, transmisores e intermediarios hacia otros sistemas, sirven de magnitudes de entrada. En el procesador se vuelven a someter a un examen de plausibilidad (señales que están dentro de los márgenes posibles). Las señales salida se calculan con la ayuda de un programa y de las curvas y campos característicos. Un cuarzo hace de reloj y lleva el control de cadencia del microcontrolador.

Memoria de programa

El microcontrolador necesita de un programa (software) que este almacenado en una memoria de valor fijo (no volátil) como las memorias ROM o EPROM. Adicionalmente existen en esta memoria datos específicos (datos individuales, curvas características y campos característicos). Se trata, en este caso, de datos invariables que no pueden ser modificados durante el servicio del vehículo.

El gran numero de variantes de los vehículos que requieren unos conjuntos de datos variadisimos exigen la reducción de los tipos de unidades de control que necesitan los fabricantes de vehículos. Para ello es posible programar, al final de la producción del vehículo, el área de memoria completa del Flash-EPROM (FEPROM) con el programa y el conjunto de datos especifico de la variante (EOL: Programation End Of Line). Otra posibilidad consiste en almacenar en la memoria mas de una variante de datos (por ejemplo: variantes de cada país), que pueden ser seleccionadas a través de la programación al final de la cadena.

 Memoria de datos

Una memoria de escritura/lectura (RAM) es necesaria para almacenar datos variables, como por ejemplo. valores de calculo y valores de señal. Para se funcionamiento la memoria RAM necesita un abastecimiento continuo de corriente. Al desconectar la unidad de control por el interruptor de encendido, esta memoria pierde todos los datos almacenados (memoria volátil). Los valores de adaptación (valores aprendidos sobre estados del motor y de servicio) tienen que determinarse de nuevo en este caso al conectar otra vez la unidad de control. Los datos que no se deben perder (por ejemplo: códigos para el inmovilizador y datos de la memoria de averías) se tienen que almacenar de forma duradera en una EEPROM. Los datos almacenados en este acumulador no se pierden, ni siquiera al desenbornarse la batería.

ASIC (circuitos integrados específicos para su uso)

Debido a la complejidad cada vez mayor de las funciones de la unidad de control, ya no basta la capacidad de calculo del microprocesador. El remedio lo proporcionan los componentes ASIC (Aplication Apecific Integrated Circuit). Estos IC (Integrated circuit, circuito integrado) se diseñan y fabrican segun las pautas del fabricante de la unidad de control. Contienen por ejemplo: una RAM adicional, entradas y salidas, y son capaces de generar y emitir señales MID.

Módulo de supervisión

La unidad de control dispone de un modulo de supervisión que esta integrado en el ASIC. El m icroco ntrolador y el módulo de supervisión se supervisan recíprocamente, Al reconocerse una avería pueden interrumpir ambos la inyección independientemente entre si.

Señales de salida

Con estas señales el microcontrolador controla unas etapas finales que normalmente suministran suficiente potencia para la conexión directa de los elementos actuadores o acciona reles. Las etapas finales están protegidas contra cortocircuitos a masa o a tensión de batería, así como contra la destrucción debida a sobrecarga eléctrica. Esta averías, asi como cables interrumpidos o averías de sensores, son reconocidas por los controladores de etapas finales y son retransmitidas al microcontrolador.

Señales de conmutación

Por medio de estas señales es posible conectar y desconectar los elementos actuadores (como ejemplo: el ventilador de refrigeración del motor)

Señales MID

Las señales de salida digitales se pueden emitir también como señales MID (Modulación por Impulsos en Duración). Esta señales tienen forma rectangular con frecuencia constante pero tiempo de conexión variable. Mediante estas señales es posible activar las electroválvulas neumáticas (como ejemplo: electroválvula de control de recirculación de gases de escape EGR, electroválvula de control de presión del turbo).