Figura :

Este esquema representa cómo el sistema HEI de 7 terminales se integra con una computadora de control del motor (ECM) para regular el avance de chispa electrónicamente, en función de diversos parámetros del motor.

Principales elementos del diagrama:

1. Bobina captadora (Pickup Coil)

• Ubicada en el distribuidor.
• Genera una señal de voltaje alterno proporcional a la posición del rotor.
• Actúa como sensor de posición del cigüeñal para el sistema de encendido.

• Procesa la señal de la bobina captadora.
• Contiene la lógica para decidir cuándo encender la bobina y generar la chispa.
• Incluye terminales de conexión: B (batería), C (señal de disparo de bobina), D (tierra), y otros para comunicación con el convertidor y la ECM.

• Convierte las señales analógicas del módulo HEI en señales digitales compatibles con la ECM.
• Envía datos como RPM, sincronización y estado del encendido.

• Recibe señales del convertidor de señal y de sensores del motor:
• Presión barométrica
• Vacío del múltiple
• Temperatura del refrigerante
• Envía comandos al sistema de encendido mediante:
• HEI REF 10: Referencia de sincronización
• EST MODE 12: Activación del modo de encendido controlado
• 5V BYPASS 11: Anulación temporal del control electrónico

1. Al encender el motor, el pickup coil genera señales de posición.
2. El módulo HEI procesa estas señales para activar la bobina de encendido.
3. Cuando el motor supera los 200 RPM y transcurren entre 5 y 15 segundos, se activa la línea de 5V BYPASS.
4. La ECM toma el control del avance de chispa mediante la línea EST MODE.
5. La chispa se ajusta automáticamente según la presión barométrica, vacío del múltiple y temperatura del refrigerante.
6. Esto optimiza el rendimiento del motor, el encendido en frío, la eficiencia y las emisiones.

• Batería ( Battery )
• Bobina captadora ( Pickup coil )
• Convertidor de señal ( Signal converter )
• Enfriamiento del motor (temperatura) ( Coolant temperature )
• ESCM (Control del sistema de encendido) ( EST )
• HEI Módulo (7 terminales) ( HEI module (7 terminal) )
• Modo de encendido electrónico ( EST mode )
• Presión barométrica ( Barometric pressure )
• Referencias de encendido HEI ( HEI REF )
• Señal de activación de la bobina de encendido ( Ignition coil trigger signal )
• Señal de vacío del múltiple ( Manifold vacuum )
• Terminal de referencia de encendido ( HEI REF 10 )
• Terminal de modo de encendido electrónico ( EST MODE 12 )
• Terminal de paso 5V ( 5V BYPASS 11 )
• Terminal de tierra ( GRD / Ground )

Los sistemas de temporización electrónica de chispa (Electronic Spark Timing, EST) han existido en diferentes formas desde 1977. EST es un sistema de encendido controlado por microprocesador que proporciona electrónicamente una temporización de chispa precisa basada en diversas condiciones de funcionamiento del motor. La versión del sistema de control por comandos computarizados (Computer Command Control, CCC) se muestra en la Figura . Está compuesto por un distribuidor y un módulo HEI, varios sensores y un módulo de control electrónico EST (ECM).

El distribuidor de encendido de alta energía (HEI) utilizado con la temporización electrónica de chispa (EST) se asemeja a la unidad integrada descrita en la sección anterior. Sin embargo, el distribuidor HEI con control EST no tiene mecanismos de avance por vacío o por fuerza centrífuga integrados, ya que esta función ahora es gestionada por el módulo de control electrónico.

El módulo de encendido electrónico HEI en el sistema EST cumple la misma función que su equivalente HEI discutido en la sección anterior. La principal diferencia entre ambas unidades es que el módulo HEI del sistema EST tiene siete terminales en lugar de cuatro.

También se puede observar en la Figura lo que parece ser un relé con un doble conjunto de contactos en el módulo HEI. En realidad, no hay un relé electromecánico; en su lugar, se utiliza un circuito de estado sólido para la función de conmutación. El relé solo se muestra para facilitar la visualización de cómo funciona el sistema EST.

(sistema electrónico).

Módulos funcionales de un sistema electrónico de automóvil

Figura :

• Actuadores (Actuators)
• Ángulo del árbol de levas (Camshaft position)
• Calefactor del sensor de oxígeno Lambda (Lambda oxygen sensor heater)
• CAN (Red de área del controlador) (CAN, Controller Area Network)
• Captador de velocidad del motor (Engine speed counter)
• Caudal de masa de aire (Air mass flow)
• Control de distribución variable (Camshaft control)
• Control de la válvula de mariposa electrónica (Electronic throttle-valve positioner)
• Diagnóstico de fallas (Fault diagnosis)
• EEPROM (EEPROM, Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)
• Engranaje seleccionado (Gear)
• Inyectores de combustible (Fuel injectors)
• Módulo de monitoreo (Monitoring module)
• Posición del acelerador (Accelerator-pedal position)
• Posición de la válvula de mariposa (Throttle-valve position, EGAS)
• Procesador de funciones (Function processor)
• Purga del canister (Canister purge)
• RAM (Memoria de acceso aleatorio) (RAM, Random Access Memory)
• Recirculación de gases de escape (Exhaust-gas recirculation)
• Relé de la bomba de combustible (Fuel-pump relay)
• Relé principal (Main relay)
• RPM del cigüeñal y punto muerto superior (Crankshaft speed and TDC)
• Sensores y generadores de consigna (Sensors and setpoint generators)
• Sensor de oxígeno Lambda (Lambda oxygen sensor)
• Sistema de encendido (bobinas y bujías) (Ignition coils and spark plugs)
• Temperatura del aire de admisión (Intake-air temperature)
• Temperatura del motor (Engine temperature)
• Tensión de la batería (Battery voltage)
• Unidad de control (Control unit)
• Válvula de aire secundario (Secondary-air valve)
• Variación de la geometría del colector de admisión (Variable-geometry intake manifold)
• Velocidad del vehículo (Vehicle speed)
• Valor de detonación (Degree of knock)
• Flash EPROM (Flash EPROM)
• Convertidor analógico-digital (ADC, Analog-to-Digital Converter)

Tarea de un sistema electrónico del automóvil

Control en lazo abierto y en lazo cerrado

El centro de control de un sistema electrónico es la unidad de control. En ella se ejecutan los algoritmos de control en lazo abierto y de control en lazo cerrado que determinan el funcionamiento del sistema.

El componente principal de la unidad de control es un microcontrolador. Este dispositivo contiene una memoria de programa, generalmente de tipo Flash EPROM, en la que se almacena el código correspondiente a todas las funciones que debe realizar el sistema.

Las variables de entrada utilizadas por el sistema de control proceden de las señales generadas por los sensores y los generadores de valores de consigna. Estas señales son procesadas mediante algoritmos para calcular las órdenes que deben enviarse a los actuadores.

Los actuadores convierten las señales eléctricas producidas por el microcontrolador en acciones físicas. Para ello, las señales suelen amplificarse previamente mediante módulos de potencia de salida.

La energía de salida puede transformarse en movimiento mecánico, calor u otra forma de energía. Por ejemplo, un servomotor puede accionar un elevalunas eléctrico, mientras que una bujía de precalentamiento transforma la energía eléctrica en energía térmica.

En un vehículo, muchos sistemas electrónicos se influyen mutuamente y deben intercambiar información para funcionar de forma coordinada.

Por ejemplo, cuando el sistema electrónico de estabilidad detecta el patinamiento de una rueda, puede aplicar el freno correspondiente y, al mismo tiempo, solicitar al sistema de gestión del motor una reducción del par motor.

De manera similar, la unidad de control de la transmisión automática puede pedir al sistema de gestión del motor que reduzca temporalmente el par durante un cambio de marcha. Esta acción permite obtener una transición más suave entre las relaciones de transmisión.

La comunicación entre las distintas unidades de control se realiza mediante redes de datos instaladas en el vehículo. Entre las más utilizadas se encuentran el bus CAN y el bus LIN.

En un vehículo de alta gama pueden instalarse numerosas unidades de control electrónico. Todas ellas intercambian datos y ejecutan funciones específicas para mejorar la seguridad, el rendimiento, el confort y la eficiencia del automóvil.

Conceptos principales

• Unidad de control: dispositivo electrónico encargado de recibir señales, procesar información y generar órdenes de funcionamiento.
• Microcontrolador: circuito integrado programable que ejecuta los algoritmos de control del sistema.
• Memoria de programa: memoria donde se almacena el código que determina las funciones de la unidad de control.
• Control en lazo abierto: sistema de control que actúa sin comprobar directamente el resultado obtenido.
• Control en lazo cerrado: sistema que compara el resultado real con el valor deseado y corrige posibles diferencias.
• Sensor: elemento que detecta una magnitud física y la convierte en una señal eléctrica.
• Valor de consigna: valor de referencia que el sistema intenta alcanzar o mantener.
• Actuador: dispositivo que transforma una señal eléctrica en una acción mecánica, térmica, hidráulica o neumática.
• Módulo de potencia: circuito encargado de amplificar las señales de control para accionar cargas de mayor consumo.
• Bus de datos: medio de comunicación utilizado para intercambiar información entre unidades electrónicas.
• Bus CAN: red de comunicación robusta utilizada para conectar unidades de control en vehículos.
• Bus LIN: red de comunicación de menor costo destinada a funciones auxiliares y dispositivos simples.
• Gestión del motor: sistema electrónico que controla la inyección, el encendido, el par y otras funciones del motor.
• Control de estabilidad: sistema que interviene sobre los frenos y el par motor para mantener la trayectoria del vehículo.
• Unidad de control de la transmisión: dispositivo que gestiona los cambios de marcha y el funcionamiento de la transmisión automática.