Sistema de control de sstabilidad: el juego de los equilibrios

En un artículo anterior explicábamos cómo fuciona y para qué sirve el sistema ABS; en esta ocasión, hablaremos del denominado control de estabilidad, cuyas siglas suelen ser ESP (de ElectronicStability Program), aunque dependiendo del fabricante puede recibir otras denominaciones, como VSC (Vehicle Stability Control) o similares.

El Sistema de Control de Estabilidad es uno de los dispositivos de seguridad activa más importantes del automóvil y ha evitado muchos accidentes.

Gracias al ESP es fácil trazar una curva aunque las circunstancias sean adversas.

En contra de lo que podamos pensar, la inmensa mayoría de los conductores carecemos de las aptitudes y conocimientos necesarios para dominar nuestro automóvil. Sabemos guiarlo y encender las luces, pero no tenemos la capacidad de poner las cosas bajo control cuando, por algún motivo, lo perdemos. En la mayoría de las ocasiones, somos nosotros mismos los que provocamos el “problema”, y lo peor de todo es que lo hacemos sin saberlo. ¿Cuántas veces hemos dicho o hemos oído “se me fue el coche”? Hablamos de una máquina y ésta no hace absolutamente nada que no le hayamos ordenado, ya sea voluntaria o involuntariamente.

Gracias a los avances en la electrónica se ha conseguido desarrollar y abaratar la producción desensores que pueden recibir y transmitir datos de forma muy rápida y unidades de control capaces de tomar decisiones instantaneas y, sobre todo, interactuar entre ellas. Este último punto es crucial, ya que para que el ESP pueda variar la trayectoria de nuestro coche, es necesario que trabajen al unísono varios sistemas: el motor, los frenos y el ABS, la dirección.…

Es importante hacer hincapié en que el control de estabilidad no puede obrar milagros, no proporciona más agarre al coche; básicamente, lo que hacen es enmendar los errores que el conductor comete o solucionar algunos imprevistos que no hayamos sido capaces de anticipar.

Sin el control de estabilidad, en una situación como ésta es fácil acabar fuera de la carretera.

En mi opinión, el nombre correcto para este inventazo debería ser “control electrónico de trayectoria”, ya que su principal tarea es que el vehículo trace la trayectoria que el conductor le marque con el volante.  De este modo, si en una curva -debido a un excesivo optimismo con el acelerador o brusquedad al girar el volante, humedad en el asfalto, etc- el coche tiende a subvirar (es decir, a trazar un giro más abierto  de lo que indicamos con el volante; como se suele decir: “se va de morro”), el ESP actuará para corregir esa tendencia y que el vehículo vaya hacia donde apuntamos con la dirección.

¿Cómo puede variar la trayectoria el ESP?

Para muchos puede sonar raro que se pueda hacer girar a izquierda o a derecha un coche sin tocar el volante, pero seguro que más de una vez hemos visto trabajando en una obra a una excavadora con orugas: no tienen volante y para girar, frenan la oruga de un lado o de otro o incluso la mueven en sentido contrario. Pues el ESP hace más o menos lo mismo: frena la rueda que más le convenga en cada situación para generar una fuerza opuesta a la que nos está “echando” de la curva y la compensa hasta que más o menos volvemos a la trayectoria ideal.

Con el ESP es fácil mantener la trayectoria, lo más importante es indicar con el volante donde queremos ir.

Con esto ya tenemos cuál es el punto débil del ESP, y es que necesita que las ruedas tengan adherencia para poder contrarrestar la inercia que nos está sacando de la trazada. Si la inercia es lo suficientemente elevada o la adherencia demasiado escasa, no podrá solucionar el desaguisado.

Imaginemos que vamos por una carretera y vemos una curva hacia la derecha,  empezamos a trazarla y (aunque al leerlo pueda sonar raro, en el día a día sucede constantemente) estamos acelerando. Movemos el volante, pero el coche quiere seguir recto. Los sensores le dicen a la unidad de mando que el volante está girado 30º y circulamos a 80 km/h. Esto debería generar una aceleración lateral determinada, por ejemplo, 0,45 g, sin embargo, el sensor correspondiente dice que sólo es de 0,30. Esto significa que el coche no está girando todo lo que le indicamos con el volante (subvira). Lo primero que hará el ESP es soltar el acelerador aunque el conductor lo esté pisando, y frenará la rueda interior trasera para que el eje delantero “tire” hacia el interior de la curva.

Si, por el contrario, estamos en una situación de sobreviraje (el coche describe una curva más cerrada de lo que indicamos con el volante), el ESP frenará la rueda exterior delantera para equilibrar las fuerzas y mantener la trayectoria que indicamos.

¿Cómo debemos conducir un coche con ESP?

Al igual que en uno con ABS, el sistema ESP está siempre activo (salvo que lo desconectemos con la correspondiente tecla) y pasará desapercibido, excepto si tiene que actuar. Cuando el ESP entre en acción, notaremos una vibración y un ruido metálico, provocado por el sistema de frenos al frenar y liberar alternativamente el freno de las ruedas necesarias para mantener la trayectoria correcta del coche. También veremos la luz naranja en el cuadro. En este punto, es importante recordar que el ESP no tiene ojos. La única forma que tiene de saber hacia dónde queremos ir es mediante lo que le indicamos con el volante, por lo que es importantísimo que le demos esta información. En los cursos de conducción segura de PTC, he comprobado que cuando estamos en una situación complicada, el conductor se bloquea y no sabe hacia dónde está girando el volante, ni cuánto. Así, en casos de sobreviraje, cuando el ESP está tratando de corregir la trayectoria, muchos automovilistas realizan un exceso de contravolante que engaña al sistema y, a veces, empeora las cosas.

En caso de sobreviraje, sin ESP deberemos trabajar mucho con la dirección y el reparto de pesos.

Muchos probadores y conductores critican que el ESP es demasiado intrusivo, que no deja conducir a la persona y, sobre todo, que frena el coche. Es cierto; como hemos visto, el control de estabilidad modifica la trayectoria accionando los frenos, así que es lógico que el coche pierda velocidad. Esto, en una carrera, es contraproducente, pero el día a día no es un circuito, y perder 20 segundos por frenarnos en un paso por una curva mal trazada no es nada si hemos evitado salirnos de nuestro carril. Debemos ser autocríticos: si el ESP entra en acción es (en la mayoría de los casos)porque hemos hecho algo mal.

¿Por qué una tecla para desactivar el ESP, si es un sistema de seguridad?

Al principio, los ABS también eran desconectables. Eran buenos sistemas, pero no estaban lo bastante evolucionados como para ser perfectos en todas las circunstancias. Con el tiempo fueron mejorando y cada vez las excepciones a su uso fueron menores. Actualmente, este dispositivo no es desconectable en ningún automóvil comercializable, salvo en algunos 4×4. Con el ESP, pasa más o menos lo mismo. En los modelos deportivos, puede restar interés y eficacia para los conductores más expertos, por lo que se puede desactivar, aunque en muy pocos coches se anula completamente. En el resto de automóviles, el ESP es desconectable porque en determinados escenarios puede dejarnos bloqueados. Por ejemplo, si queremos salir de un aparcamiento en la nieve: como detecta que las ruedas patinan, corta el acelerador constantemente y no nos deja avanzar. Sin embargo, aunque desactivemos con el pulsador el ESP, éste suele permanecer latente. Para saber si es así o no, debemos hacer algo que la inmensa mayoría de conductores no hace, y es un tremendo error: leernos el manual de nuestro coche.

El automóvil no deja de evolucionar y, actualmente, muchos equipan sistemas de dirección asistida eléctricamente. Un motor eléctrico y una unidad de control nos ayudan a girar el volante… la asociación parece evidente. Ya tenemos la siguiente generación de controles de estabilidad en la cual, además de activar los frenos de la rueda correspondiente para contrarrestar las fuerzas de la inercia, el control de estabilidad corregirá la trayectoria actuando sobre el volante, como es el caso en en nuevo Hyundai  i40.

Reparto electrónico de frenada

El reparto electrónico de frenada (llamado comercialmente EBV o EBD según los distintos fabricantes) es un sistema electrónico de reparto de frenada que determina cuánta fuerza aplicar a cada rueda para detener al vehículo en una distancia mínima y sin que se descontrole.

El sistema calcula si el reparto es adecuado a partir de los mismos sensores que el ABS. Ambos sistemas en conjunto actúan mejor que el ABS en solitario, ya que éste último regula la fuerza de frenado de cada rueda según si ésta se está bloqueando, mientras que el reparto electrónico reparte la fuerza de frenado entre los ejes, ayudando a que el freno de una rueda no se sobrecargue (esté continuamente bloqueando y desbloqueando) y el de otra quede infrautilizado.

El control de tracción es un sistema de seguridad automovilística lanzado al mercado por Bosch en 1986 y diseñado para prevenir la pérdida de adherencia de las ruedas y que éstas patinen cuando el conductor se excede en la aceleración del vehículo o el firme está muy deslizante (ej.:hielo). En general se trata de sistemas electrohidráulicos.

Funciona de tal manera que, mediante el uso de los mismos sensores y accionamientos que emplea el sistema ABS, antibloqueo de frenos, se controla si en la aceleración una de las ruedas del eje motor del automóvil patina, es decir, gira a mayor velocidad de la que debería, y, en tal caso, el sistema actúa con el fin de reducir el par de giro y así recuperar la adherencia entre neumático y firme, realizando una (o más de una a la vez) de las siguientes acciones:

• Retardar o suprimir la chispa a uno o más cilindros.
• Reducir la inyección de combustible a uno o más cilindros.
• Frenar la rueda que ha perdido adherencia.

Algunas situaciones comunes en las que puede llegar a actuar este sistema son las aceleraciones bruscas sobre firmes mojados y/o con grava, así como sobre caminos de tierra y en superficie helada.

Las siglas más comunes para denominar este sistema son ASR (o Anti-Slip Regulation) y TCS (Traction Control System).

Sensores de velocidad de rotación/velocidad lineal

Magnitudes de medición
Los sensores de velocidad de rotación y de velocidad lineal miden el ángulo descrito o el espacio recorrido por unidad de tiempo. En ambos casos de aplicación en el automóvil se trata generalmente de magnitudes de medición relativas que aparecen entre dos piezas o también en relación con la calzada u otro vehículo. En algunos casos, sin embargo, hay que medir también la velocidad de rotación absoluta en el espacio o alrededor de los ejes del vehículo (giro sobre si mismo y vuelco), parámetro designado a menudo "velocidad de convolución". Así, p. ejemplo., para la regulación de la dinámica de marcha (ESP) hay que detectar la velocidad de giro del vehículo alrededor de su eje vertical. En la figura inferior tenemos un sensor de rotación también conocido como sensor de revoluciones o r.p.m.

Para la detección de la velocidad de rotación relativa se hace una distinción, según el número y el tamaño de las marcas periféricas exploradas de un rotor.

• Sensor incremental de paso estrecho, que permite detectar también hasta cierto grado la velocidad instantánea periférica y/o una subdivisión angular muy fina,
• Sensor segmentado, que distingue un pequeño número de segmentos periféricos (p.ej. el número de cilindros del motor) y
• Sensor de velocidad de rotación sencillo, que con la ayuda de una sola marca detecta únicamente la velocidad de rotación media por vuelta.

Son ejemplos de velocidad de rotación relativa::

• Velocidad de rotación del cigüeñal y del árbol de levas,
• Velocidad de giro de las ruedas (para ABS/ASR/ESP)
• Velocidad de rotación de la bomba de inyección diesel.

La medición se efectúa generalmente con la ayuda de un sistema detector incremental, compuesto de rueda dentada y sensor tacométrico.

Son además nuevas aplicaciones:
• medición de velocidades de rotación por medio de sensores tacométricos integrados en los cojinetes (cojinetes de rueda, módulo de retén de aceite en el cigüeñal),
• velocidad en relación con el suelo,
• velocidad de giro del vehículo alrededor de su eje longitudinal (alzable) y del eje de cabeceo (protección contra el vuelco).

Principios de medición
Los sensores tacométricos convencionales se basan en efectos de medición grandes (p. ej. inducción). Por eso son en la mayoría de los casos eléctricamente "pasivos", es decir, no poseen generalmente ninguna electrónica integrada. Los sensores más recientes se basan en efectos de medición muy pequeños (p. ej. los basados en el efecto Hall) y requieren por tanto una electrónica integrada. Estos sensores se denominan "inteligentes" (llamados a menudo también sensores "activos"). Los detectores de velocidades de rotación absolutas (velocidad de convolución o de girar sobre si mismo, también el vuelco) requieren incluso una electrónica muy compleja directamente en el sensor, pues los efectos de medición aquí utilizados no sólo son muy pequeños, sino que necesitan también una compleja regeneración de las señales.

Dentro de los sensores de rotación podemos encontrar los sensores "inductivos" y los "magnetostáticos (efecto Hall).

Sensores inductivos
Los sensores inductivos de bobina estaban ya disponibles para la medición de velocidades de rotación cuando no existía aún ninguna versión en absoluto o todavía no adecuada en tecnología magnetoestática (efecto Hall).
Los sensores inductivos de velocidad de rotación constan en principio de tres componentes magnéticos esenciales (figura superior):

• bobina fija,
• pieza de hierro dulce
• imán permanente.

Los sensores inductivos actuales están constituidos preferentemente por un imán de barra (figura arriba, pos. 1) con espiga polar de hierro dulce (3) que soporta la bobina de inducción (4) de dos conexiones. Cuando gira una corona dentada ferromagnética (5) u otro rotor de estructura similar por delante de este detector, se induce en la bobina una tensión proporcional (casi sinusoidal) a la variación del flujo magnético en función del tiempo.
Los sensores inductivos son siempre, por tanto, sensores dinámicos. En principio no son apropiados para detectar velocidades extremamente lentas (casi estáticas o estáticas), pues su señal de salida tiende entonces a ser cero.
Para que la unidad de control pueda efectuar una evaluación segura y fiable, la tensión generada por el sensor debería ser de 30 mV como mínimo. La desventaja de los sensores inductivos, sin embargo, reside en el hecho de que su tensión de salida puede tener a grandes velocidades valores muy altos, superiores en mucho a 100 V, que son difíciles de procesar por vía electrónica.
Si las altas puntas de tensión son recortadas con la ayuda de diodos Zener, se producen muy pronto considerables errores angulares a causa de la variación consecutiva de la impedancia de carga del sensor. Eso puede ser muy desfavorable por lo menos en el caso de los sensores angulares de cigüeñal y de árbol de levas, que participan en la regulación del avance del encendido. Para estas aplicaciones se requiere una tolerancia angular de aprox. 0,2°.

Las coronas dentadas montadas en los cigüeñales y las ruedas (ABS) están previstas para cubrir entrehierros de hasta 0,8 o 1,5 mm. La marca de referencia necesaria para el encendido se obtiene suprimiendo un diente o llenando un hueco entre dientes. Se identifica por la mayor distancia de los pasajes por cero y genera (como si hubiera un diente más grande) una tensión de señal mucho más alta.

Ventajas de los sensores inductivos

• Bajos costes de fabricación,
• Alta estabilidad a perturbaciones: baja resistencia interna estática (más elevada en modo dinámico), ninguna electrónica local (pasividad eléctrica) que haya de ser protegido
• Ningún problema en caso de derivas de la tensión continua (principio de medición dinámico)
• Amplio margen de temperaturas (depende sobre todo de la masa de llenado).

Desventajas

• Límites de reducción del tamaño constructivo en caso de tecnología de bobinaje convencional
• Señal de salida dependiente de la velocidad de rotación, no sirve para movimientos casi estáticos
• Sensibilidad a variaciones del entrehierro.

Ejemplos de aplicación

• Sensor inductivo de la velocidad de rotación del motor (sensor de revoluciones del cigüeñal),
• Sensor inductivo de la velocidad de giro de rueda,
• Sensor inductivo de la velocidad de rotación del árbol de levas (encendido transistorizado de detector inductivo TZ-I),
• Sensor de movimiento de aguja (inyección diesel).

Sensores magnetostáticos
La detección casi estática de la velocidad de rotación se puede realizar con eficacia mediante sensores magnetostáticos. Su señal de salida independiente de la velocidad de rotación y únicamente dependiente del campo magnético facilita y simplifica, incluso en el caso de velocidades elevadas, el tratamiento electrónico de tensiones de señales de valores limitados. Ofrecen además una posibilidad de miniaturización del sensor y la ventaja de tener integrados la amplificación y el tratamiento de las señales en ellos mismos. Gracias a su pequeño tamaño de construcción se pueden realizar también fácilmente sistemas múltiples tales como p. ej. configuraciones diferenciales o sistemas de detección integrada del sentido de rotación. Una desventaja importante de tales sensores activos radica sin embargo en el hecho de que el margen de su temperatura de funcionamiento lo determina muy ampliamente la correspondiente electrónica de evaluación a base de componentes de silicio que, en general, no puede resistir temperaturas tan altas como los elementos sensores mismos. Desde hace algún tiempo se suministran a opción sensores activos equipados con una salida de corriente (bipolares), de modo que la económica conexión bifilar de los sensores inductivos de bobina no podrá ser considerada en el futuro ya como una ventaja específica.

Barreras Hall
Un ejemplo de sensor manetostático es la "barrera Hall" (utilizado p. ejemplo como sensores generadores de impulsos en el distribuidor de encendido). Los correspondientes circuitos electrónicos de alimentación y de evaluación de las señales están integrados directamente en el mismo chip del sensor.
Este "C.I. Hall" (realizado en tecnología bipolar para temperaturas continuas <150°C y conexión directa a la red de a bordo) se encuentra en un circuito magnético prácticamente cerrado, consistente en un imán permanente y piezas polares (figura inferior). El entrehierro aún restante lo recorre un rotor de pantallas de magnetismo dulce (p. ej. accionado por el árbol de levas). Cuando una pantalla penetra en el entrehierro cortocircuita el flujo magnético (es decir, lo desvía del sensor); cuando la pantalla abandona el entrehierro, el hueco entre pantallas del rotor deja que el flujo atraviese sin obstáculo el sensor. El funcionamiento fiable del sensor está garantizado también si el rotor de pantallas penetra con profundidad irregular en la barrera o si la posición del entrehierro se desplaza en sentido radial, es decir, verticalmente al sentido de rotación.

Las barreras Hall de este tipo sólo se pueden realizar para una resolución periférica limitada y se utilizan principalmente como sensores de segmentos. Si las hendiduras entre las pantallas son demasiado estrechas, el campo magnético no atraviesa ya el rotor y no puede alcanzarse ya el nivel de inducción necesario.

Sensores de gradiente
Otro sensor mangnetostático son los sensores (sondas) de gradiente, que pueden realizarse a elección sobre la base de sensores Hall o de sensores magnetorresistivos diferenciales, son mucho más a propósito que los sensores Hall sencillos para la exploración de rotores magnéticamente pasivos. Poseen un imán permanente cuya superficie polar orientada hacia la rueda dentada es homogeneizada por una delgada plaquita ferromagnética (figura inferior). Sobre ésta hay colocados dos elementos galvanomagnéticos (término genérico para designar sensores Hall y magnetorresistencias) espaciados a una distancia que corresponde a la mitad de la distancia entre dientes. De ese modo un elemento se encuentra exactamente frente a un hueco entre dientes cuando el otro está frente a un diente. El sensor mide la diferencia de campo magnético entre dos puntos muy próximos en el sentido periférico. La señal de salida corresponde aproximadamente a la derivación del campo magnético en función del ángulo periférico y, desde el punto de vista de la polaridad, es independiente por tanto del entrehierro. Las variaciones del entrehierro no producen impulsos parásitos, pues no cambian el signo de la señal de gradiente.
Para la evaluación de las señales las dos magnetorresistencias pueden estar sencillamente conectadas formando un divisor de tensión que es alimentado con una tensión constante y cuya señal de salida es detectada por la unidad de control generalmente sin carga. A temperatura ambiente y para entrehierros estándar esta señal se aproxima al voltio, pero también a temperaturas más altas es aún suficientemente grande para que se pueda transmitir a la unidad de control sin ser preamplificada.

Ejemplos de aplicación de sensores magnetostáticos
• Sensor Hall (encendido transistorizado TZ-H),
• sensor de fase Hall (árbol de levas),
• sensor Hall de cajas de cambios (RS50, RS51),
• sensor activo Hall de velocidad de rotación,
• sensor activo AMR de velocidad de rotación,
• sensor magnetorresistivo (para bomba rotativa de inyección diesel de émbolos radiales).

Medición absoluta de velocidades de convolución

Funcionamiento
Para medir la velocidades de convolucion (derrapes o vuelcos del vehículo) se utiliza el giroscopio. Los giroscopios mecánicos aprovechan las fuerzas de inercia para medir con mucha precisión movimientos angulares en el espacio, independientemente de sistemas de referencia. A pesar de su gran aptitud para la medición, ni los girómetros de giroscopio ni los sensores ópticos basados en el efecto de Sagnac (girómetros de láser o de fibra optica) entran en consideración para sistemas del automóvil, a causa de aspectos económicos muy rigurosos.

Por el contrario, las exigencias de precisión no tan severas de nuevos sistemas del automóvil se rueden satisfacer mediante girómetros realizados en mecánica de precisión o micromecánica, que en vez de un movimiento de rotación aprovechan únicamente un movimiento vibratorio elástico equivalente para la generación de un efecto de medición. Estos sensores llamados girómetros de vibración o sensores de convolución por diapasón eran utilizados hasta ahora predominantemente para regulaciones de estabilización. Responden también en grado suficiente a todas las otras exigencias específicas del automóvil, tales como exención de mantenimiento, vida útil, constante de la duración de funcionamiento, etc., incluso respecto a los costes de fabricación que cabe esperar. Los girómetros de vibración miden el ángulo de aro absoluto sobre el eje vertical del vehículo (eje de guiñada) p. ej. en sistemas para la regulación de la dinámica de marcha (ESP, estabilización de fenómenos de derrape) y para la navegación de corta duración (p. ej. en la zona de un cruce de carreteras). Sistemas avanzados para la activación de sistemas de protección contra el vuelco necesitan las velocidades de convolución alrededor de los ejes alzable y de cabeceo del vehículo. El principio de estos sensores se asemeja al de los giroscopios mecánicos. Aprovechan para la medición las aceleraciones de Coriolis que se presentan cuando se producen movimientos de rotación acompañados de un movimiento vibratorio.

Ejemplos de aplicación.

• Sensores piezoeléctricos de velocidad de convolución
• Sensores micromecánicos de velocidad de convolución MM1 y MM2 

SENSOR KS

VSS - Sensor de Velocidad del Vehículo Información patrocinada por: Sensor de Velocidad del Vehículo - VSS   La ECM usa la señal del sensor de velocidad del vehículo (VSS) para modificar las funciones del motor y poner en marcha rutinas de diagnóstico. La señal de VSS se origina por un sensor que mide la velocidad de salida de la transmisión / transaxle o velocidad de las ruedas. Diferentes tipos de sensores se han utilizado en función de los modelos y aplicaciones. Diferentes Combinaciones de Circuitos para Sensores de Velocidad Hay diferentes configuraciones a través de las cuales la señal del sensor de velocidad alcanza la ECM En algunos vehículos, la señal del sensor de velocidad del vehículo es procesada en el medidor combinado y luego enviada al ECM. En algunos vehículos con sistema de frenos anti-bloqueo (ABS), la computadora del ABS procesa la señal del sensor de velocidad de la rueda y la envía al medidor combinado y luego a la ECM. Se debe consultar la EWD para confirmar el tipo de sistema que tiene el vehículo en el que se está trabajando. Tipo Bobina Pick-Up (de reluctancia variable) Este tipo de VSS opera con el principio de reluctancia variable y se utiliza para medir la velocidad de salida de la transmisión / transeje o la velocidad de las ruedas en función del tipo de sistema. Tipo de Resistencia elemento magnético (MRE) El tipo MIRE es impulsado por el eje de salida en una transmisión de engranajes o de salida en un eje transversal. Este sensor utiliza un anillo magnético que gira cuando el eje de salida está cambiando. Los sensores MIRE detecta los cambios en el campo magnético. Esta señal es condicionada en el sensor de velocidad VSS a una onda digital. Esta señal digital es recibida por el medidor combinado, y luego se envían a la ECM. El MIRE requiere una fuente de alimentación externa para funcionar. Operación de sensor tipo Resistencia Elemento Magnético Conforme el anillo magnético gira, se produce una señal de AC (corriente alterna). Esto esconvertido en una señal D dentro del sensor. Tipo de interruptor Reed El tipo de interruptor de láminas es impulsado por el cable del velocímetro. Los componentes principales son un imán, interruptor de láminas, y el cable del velocímetro. Conforme el imán gira, los contactos de interruptor de láminas se abren y cierran cuatro veces por vuelta. Esta acción produce cuatro pulsos por revolución. Con el número de pulsos emitido por la VSS, el medidor combinado / ECM es capaz de determinar la velocidad del vehículo.

SENSOR KS

Este sensor se utiliza para detectar
vibraciones estructurales que nacen en la chispa de encendido
motores debido a la combustión incontrolada.
Este sensor es adecuado para la operación en
condiciones extremas.
Debido a la inercia de la masa sísmica, el
el sensor se mueve en relación a que el motor
bloquear las vibraciones; este movimiento da lugar a una
fuerza de compresión que se convierte en
una señal de voltaje a través de un sensor de piezocerámica
elemento. Como resultado, superior e inferior
umbrales de tensión se pueden definir directamente
correlacionando a una magnitud de aceleración.
Las principales ventajas de este sensor es su
diseño mecánico robusto y compacto
carcasa y la determinación precisa de
la estructura relacionada con el ruido. El pequeño
envasado se logra mediante la integración
el conector directamente al sensor.

FALLAS:

Está situado en el bloque del motor en el múltiple de admisión o en la tapa de válvulas.
Es un sensor de tipo piezoelectrico, la detonación o cascabeleo del motor provoca que el sensor genere una señal de bajo voltaje y esta es analizada por el pcm ( computadora del carro).
Esta información es usada por el pcm para controlar la regulación del tiempo, atraza el tiempo hasta un limite que varia según el fabricante puede ser de 17 a 22 grados, esto lo hace atravez de un modulo externo llamado control electrónico de la chispa.

SINTOMAS Y PRUEBAS:

Síntomas:

Perdida de potencia o cascabeleo del motor y por lo tanto deterioro de algunas partes mecanicas.Pruebas:

Golpear levemente el múltiple de admisión, hacer una pequeña marca visible en la polea del cigüeñal y con una lampara de tiempo ponerla directamente en la marca y golpear y veremos como sé atraza el tiempo.

VÁLVULA EGR

¿Cómo funciona la válvula EGR?
La válvula EGR está diseñada específicamente para hacer recircular los gases de escape en la mezcla aire / combustible, lo que diluye la mezcla aire / combustible suficiente para mantener a los compuestos de NOx dentro de los límites respirables. Esto se logra permitiendo que una cantidad específica de gas inerte pase a travez de los multiples de escape al multiple de admisión a través de la válvula EGR.
Se descubrió que las temperaturas de combustión de corto pico cren NOx. Al combinar un gas inerte, con la mezcla aire / combustible, los científicos descubrieron que la velocidad de combustión ralentizado, se redujeron las altas temperaturas y los compuestos de NOx se mantuvieron dentro de límites.

Los motores modernos están equipados con oxidación / reducción de los catalizadores y sistemas de inyección de combustible que hace que los compuestos de NOx en un mínimo. Pero incluso con estos nuevos sistemas más eficientes, el sistema EGR sigue siendo necesario para reducir el exceso de emisiones.

Los sistemas EGR se componen de un vacío de accionamiento de la válvula (válvula EGR) que admite los gases de escape en el colector de admisión, una manguera que está conectada a un puerto de carburador por encima de la placa del acelerador y un interruptor de vacío termostático (TVS) empalmado a un tubo que se inserta en el conducto de refrigeración cerca del termostato. El TVS detecta la temperatura de funcionamiento del motor.
A ralentí, la placa del acelerador bloquea el puerto de vacío por lo que no llega a la válvula EGR y permanece cerrada. A medida que acelera, el acelerador descubre el puerto en el carburador o el cuerpo del acelerador, la señal de vacío llega a la válvula EGR y lentamente abre, permitiendo que los gases de escape circulen en el múltiple de admisión.
Dado que los gases de escape provocan una vibracion en bruto y la paralización cuando el motor está frío, el sensor de la valvula sólo permite que el vacío viaje a la válvula EGR con el motor a temperatura normal de funcionamiento.
Además, cuando el pedal se acelera hasta el piso en aceleración, hay muy poco vacío, resultando en muy poca dilución de la mezcla que podría interferir con la producción de energía en la camara de combustion. 

La válvula EGR en los motores carburados sin controles electronicos actúa únicamente en respuesta a la temperatura y las características de vacío del venturi del motor. 

La válvula EGR en los motores con sistemas de inyección electrónica de combustible es controlado por el equipo de control del motor (ECM). Válvulas de recirculación de los vehículos computarizado normalmente tienen un solenoide controlado por computadora en la línea entre la válvula y la fuente de vacío. También suelen tener un sensor de posición de EGR que informa a la computadora cuál es la posición de la válvula EGR. 

Hay 2 tipos comunes de las válvulas EGR: válvulas EGR portado de vacío y válvulas EGR contrapresión. 
La válvula que hemos descrito anteriormente es la válvula EGR de vacio, además de este tipo, existen básicamente 2 tipos de válvulas EGR contrapresión; El tipo más común es la válvula de contrapresión positivo, la otra es la válvula de contrapresión negativo. 
Es importante saber la diferencia entre las válvulas de contrapresión positivos y negativos, ya que trabajan de manera diferente y se prueban de manera diferente. 

Válvula EGR contrapresión positivo: 
Este tipo de válvula se utiliza en gran medida en los modelos modernos. Se utiliza la presión de escape para regular el flujo de EGR a través de una válvula de control de vacío. El vástago de la válvula EGR es hueco y permite a contrapresión para entrar en la parte inferior del diafragma. Cuando suficiente contrapresión está presente, el diafragma se mueve hacia arriba y cierra la válvula de control, permitiendo que la señal este completa que se aplicará a la parte superior de la membrana de la valvula EGR. Esto abre la válvula de recirculación y permite que circulen los gases durante cargas pesadas. 
Tenga cuidado de diagnosticar correctamente este tipo de válvula EGR. Debido a que contrapresión debe estar presente para cerrar el orificio de purga, no es posible operar la válvula EGR con una bomba de vacío o al ralentí con el motor apagado. La válvula está actuando correctamente cuando se niega a moverse cuando el vacío se aplica o se niega a mantener el vacío. Recuerde que cualquier cosa que los cambios de la presión en el flujo de escape se perturbe la calibración del sistema de contrapresión, incluidos los sistemas de escape que no son originales, y los convertidores catalíticos tapados. 
Para distinguir esta válvula, coloquela boca abajo y tenga en cuenta el patrón de la placa de diafragma. X positivo válvulas de contrapresión han ligeramente elevado en forma de costilla. Negativo válvulas EGR contrapresión se elevan considerablemente más altos. En algunas válvulas EGR GM, la única manera de distinguir cada tipo es mediante una carta al lado del código de fecha y número de parte. N significa negativo y P significa positivo. 

Válvula EGR de contrapresión negativa: 
En este sistema, la válvula de sangrado está normalmente cerrada cuando baja la contrapresión de escape, se abre la válvula de sangrado y reduce el vacío por encima del diafragma, cortando el vacío a la válvula EGR. La la válvula EGR de presion negativa es similar a la válvula EGR con contrapresión positiva, pero opera en el sentido opuesto. Este tipo de válvula es típicamente usado en motores que tienen menos de lo normal contrapresión como los vehículos de alto rendimiento con flujo de escape libre y sistemas de silenciadores de escape de gran diámetro. 





Otros tipos de válvulas EGR: 

Válvula de recirculación de aire a presion Ford: 
Más comúnmente instalado en 1978 y 1979 Ford CEE-I sistemas, este tipo de válvula EGR es operado por la presión de la bomba de aire en lugar de vacío. Salida de la bomba se dirige a la parte inferior del diafragma, algunos modelos están equipados con un sensor de posición de EGR.

Válvula EGR de doble diafragma: 
Esta válvula EGR recibe vacío portado a la parte superior de la membrana al vacío, mientras que la parte inferior recibe vacío en el colector. Las características de respuesta simultánea de control tanto de la posición del acelerador y la carga del motor. El sistema de doble diafragma es fácilmente reconocido por las 2 líneas de vacio adjuntas a la válvula EGR. 

Válvula EGR de control electrónico Ford: 
Esta válvula EGR se parece al tipo de presión atmosférica, sino que depende de la ECM y el sensor de posición de EGR para detectar las condiciones adecuadas y regular el ángulo de la válvula EGR. 

Chrysler / Mitsubishi válvula EGR doble: 
Lo más común equipada con el motor 2.6 L , este tipo de válvula EGR utiliza tanto una primaria y una secundaria válvula EGR montadas en ángulos rectos unos con otros. Este sistema permite la medición precisa de los gases de escape. 

Válvulas EGR controladas por la computadora: 
En el nuevo tipo de sistemas computarizado de EGR, la válvula EGR está regulada por el uso de diferentes sensores, transductores o solenoides vacío directamente vinculados a la válvula EGR, algunos de estos artículos son: 

1 - Transductor de presión de retorno a distancia: Este dispositivo no está montado dentro de la válvula EGR, sino que se encuentra en la línea de vacío que conduce a la válvula EGR. Al ralentí o cargas ligeras, el transductor deja salir la señal para evitar la recirculación de la válvula EGR. 

2 - Sensor de presión electrónico: Este sensor capacitivo de escape convierte la contrapresión en señal analógica de voltaje que se envía directamente a la computadora. Este tipo de sensor de presión se encuentra comúnmente en nuevos sistemas EEC-IV de Ford. 

3 - Válvula del acelerador abierto: Este dispositivo se encuentra en la línea entre la válvula EGR y la fuente de vacío. Controlado por una señal desde el carburador Venturi, la válvula de mariposa de la válvula EGR deja escapar la senal de vacio cuando mariposa del acelerador esta totalmente abierta para eliminar cualquier dilución de la mezcla. 

4 - La válvula de solenoide de vacío: Esta válvula trabaja directamente con el equipo para controlar la señal de vacio. Se encuentra más comúnmente en los sistemas de GM y que se conoce como "modulación por medida de pulso" 

5 - El regulador electrónico de vacío: En lugar del encendido / apagado de una válvula de solenoide de vacío, el regulador de vacío electrónico de vacío ajusta la senal a través de la válvula EGR el sensor de presión y el ECM. Este dispositivo se encuentra más comúnmente en Ford EEC-III y los sistemas EEC-IV 


6 - Temporizador de retardo: Esta válvula interrumpe el vacío a la válvula EGR para evitar estancamiento cuando el motor está frío. El retardo de tiempo real puede ser de 30 a 90 segundos después de arrancar el motor. El temporizador de retardo trabaja en conjunto con una válvula de solenoide de vacío. 

7 - Interruptor de Temperatura de carga: Este interrumptor mide los cambios de la temperatura del sistema de admisión, y actúa estrictamente como interruptor ON / OFF para evitar la corriente de alcanzar el temporizador de demora cuando la temperatura está por debajo de 60 grados F. Esto evita que cualquier mezcla de recirculación cuando el motor está frío. Este sistema se encuentra comúnmente sobre las emisiones de los sistemas de Chrysler. 

8 - Sensor de posición de la válvula EGR: El sensor de posición de la válvula EGR (EVP) para detectar la posición exacta de la válvula EGR y enviar la información a la MEC, a partir de estos datos, la computadora puede calcular el caudal de recirculación óptima para las más bajas emisiones de NOx y la mejor facilidad de conducción, a continuación, el control de la válvula EGR altera el flujo a través de la electroválvula EGR . 
El sensor de EVP es un potenciómetro lineal que funciona muy parecido a un TPS, sus cambios en la resistencia eléctrica en proporción directa con el movimiento del vástago de la válvula EGR. cuando la válvula EGR está cerrada, el sensor detecta EVP máxima resistencia, como se abre la válvula, la resistencia disminuye hasta que finalmente llega a un valor mínimo cuando la válvula EGR está completamente abierta. 


Válvula EGR electronica: 
Algunos de los diseños más recientes (especialmente los vehículos GM) utilizan una válvula EGR que no es operada por vacío. Un solenoide electrónico en la válvula se acciona eléctricamente por el MEC. El diagnóstico de este tipo de válvula EGR requiere una herramienta especial de análisis.

SENSOR EGR

Sensor EGR, Sensor de Temperatura de Gases de Escape

El sensor de temperatura EGR se encuentra en el paso EGR y mide la temperatura de los gases de escape. El sensor de temperatura EGR está conectado a la terminal THG en el ECM.


Cuando la válvula EGR se abre, la temperatura aumenta. Desde el aumento de la temperatura, la ECM sabe la válvula EGR está abierta y que los gases de escape están fluyendo.


A pesar de los diferentes sensores de temperatura miden cosas distintas, todas operan de la misma manera. De la señal de voltaje del sensor de temperatura, la PCM sabe la temperatura. A medida que la temperatura del sensor se calienta, la señal de tensión disminuye. La disminución de la tensión es causada por la disminución de la resistencia. El cambio en la resistencia hace que la señal de tensión caiga.


El sensor de temperatura se conecta en serie a una resistencia de valor fijo. El ECM suministra 5 voltios para el circuito y mide la variación de voltaje entre la resistencia de valor fijo y el sensor de temperatura.


Cuando el sensor está frío, la resistencia del sensor es alta, y la señal de tensión es alta. A medida que el sensor se calienta, la resistencia disminuye y disminuye la tensión de la señal. De la señal de tensión, el ECM puede determinar la temperatura del refrigerante, el aire de admisión, o de los gases de escape.


El cable a tierra de los sensores de temperatura está siempre a la ECU generalmente en la terminal E2. Estos sensores se clasifican como termistores.

DIAGNÓSTICO DEL SENSOR DE TEMPERATURA


A los sensores de temperatura se les prueba:

• circuitos abiertos.

• cortos circuitos.

• tensión.

• resistencia del sensor.


Un circuito abierto (alta resistencia) leerá la temperatura más fría posible. Un circuito corto (baja resistencia) leerá la temperatura más alta posible. El propósito procedimiento diagnóstico es aislar e identificar el sensor de temperatura del circuito y el ECM.


Alta resistencia en el circuito de temperatura hará que la ECM detecte una temperatura más fría de lo que realmente es. Por ejemplo, conforme el motor se va calentando, la resistencia de la ECT disminuye, pero una resistencia no deseada adicional en el circuito producirá una caída de tensión mayor. Lo más probable es que esto se note cuando el motor alcance su temperatura de operación normal. Tenga en cuenta que en el extremo superior de la escala de temperatura / resistencia, la resistencia de la ECT cambia muy poco.


Resistencia adicional en la temperatura más alta puede causar que la ECM detecte la temperatura del motor es de aproximadamente 20 °F – 30 °F más frío que la temperatura real. Esto hará que el motor tenga un pobre desempeño, afectará a la economía de combustible y, posiblemente, el sobrecalentamiento del motor.