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UTSH
Protocolos de comunicacin en los
sistemas de control para autos de
combustin interna, hbridos y
elctricos.
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Sistema de control de emisiones:
Es todo aquel equipo elctrico/electrnico que se encarguede controlar el flujo de combustible al motor, encendido de
bujas y otros actuadores para mantener el motor
encendido.
El mismo esta diseado para reducir los niveles de
contaminantes cumpliendo as con las regulaciones de
EPA.
Debe asegurar el caballaje y torque que el manufacturero
le haya programado.
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Sistema de control de emisiones:
Sensor de oxigeno, el ms importante para controlar las
emisiones, este se encarga de monitorear la proporcin de
aire/combustible, resultante de la combustin, para ajustar
la relacin estequiometrica segn sea necesario.
Este sensor completa un lazo de retro-alimentacin,logrando as un sistema de control de lazo cerrado.
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Otros sistemas de control:
Otros mdulos que controlan otras reas del vehculo:
Motor (ECM/ECU)
Transmision (TCM/PCM)
Air Bag (SRS)
Anti Lock (ABS)
Stability Control (ESC)Traction Control (TC/ASR)
Tire Pressure Monitoring System (TPMS)
Central Locking
Power Windows
Adaptive Cruise Control
A/CRadio
Instrument Cluster
Seat Adjustment
Sun Roof
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Controller Area Network:
Todos estos sistemas se comunican entre s por medio de
una red de datos llamada Controller Area Network (CAN)
Bus.
El CAN Bus es una pareja de cables torcidos entre s,twisted pair, para minimizar la interferencia
electromagntica.
Por esteData BUS pasa informacin binaria, CAN High y
CAN Low
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Funcin del CAN BusComunicando varios controladores entre s:
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Historia del sistema OBD:
1969, Volkswagen introduce el Type 3 con inyeccin
electrnica y capacidad de monitoreo.
1975, Datsun lanza el 240Z con inyeccin electrnica y
capacidad de re-ajustar los parmetros de control.
1980, la General Motor introduce elAsembly Line
Diagnostic Link (ALDL) para monitoreo del sistema decontrol, su uso era exclusivamente para la fabricante.
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Historia del sistema OBD:
1987, el California Air Resource Board (CARB) estipula
que todo aquel vehculo vendido en California luego del
1988, tendr que tener algn sistema de diagnostico, a lo
que se le llamo el sistema On Board Diagnostic (OBD I).
Este no tena un protocolo estandarizado ni un conectorcomn para todos los autos.
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Historia del sistema OBD:
1988, el Society of Automotive Engineering (SAE),
recomienda que se estandarice tanto el conector como unos
cdigos de fallos para todos los vehculos, a estos de les
llamaDiagnostic Trouble Codes (DTC) y son genricos
para todos los autos.
Puede existir otros cdigos especficos de una marca y
modelo que incluya otras opciones, pero losDTCtienen
que ser iguales para todo vehculo.
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Historia del sistema OBD:
1994, motivado por establecer un procedimiento uniforme
de emisiones a nivel de todos los estados, el CARB publica
las especificaciones para el OBD IIy estipula que todo
aquel vehculo vendido para los Estados Unidos y Puerto
Rico, tendr que cumplir tanto con las especificaciones deOBD II, como tener un conector de diagnostico comn y
tener los cdigos de fallos que recomend SAE.
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Historia del sistema OBD:
1996, se hace ley, todo vehculo en Estados Unidos tiene
que ser OBD II Compliant.
Tendr un sello en el rea del motor indicando que:
1) Cumple con las emisiones que regulaEPA
2) Es OBD II Compliant
3) Tiene un catalizador en el
sistema de escape para reducirlas emisiones.
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Historia del sistema OBD:
2001, la Unin Europea estipula que todo vehculo de
gasolina tenga el sistemaEuropean OBD (EOBD).
2008, todo vehculo en Estados Unidos tendr que usar el
protocoloISO-15765.
2008, hacen obligatorio el sistema OBD en China.
2010, crean elHeavy Duty OBD (HDOBD) y estipulanque todo aquel vehculo o camin comercial impulsado por
diesel, tambin tenga el sistema, si se vende en Estados
Unidos.
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Conector para el OBD IIConector SAEJ1962, comn en todos los autos OBD II,
est a 2 pies o menos del volante. Es el punto de conexinentre el sistema de control y la herramienta de diagnostico.
Los terminales fueron estipulados por SAE.
Se le conoce comoDiagnostic Link Conector (DLC).
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Protocolos de comunicacin:Hay cinco protocolos utilizados en la actualidad para la
interface entre el sistema OBD IIy el lector de cdigos.
1) SAE J1850 PWM
2) SAE J1850 VPW
3)ISO 9141-2
4)ISO 14230
5)ISO 15765 CAN
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SAE J1850 PWM:Utiliza dos terminales delDLCde forma bidireccional. Son
unosBUS Lines diferenciales donde uno es copia invertida delotro, para minimizar la interferencia electromagntica de
fuentes externas.
Mediante Pulse Width Modulation (PWM), enva una serie depulsos diferenciales modulando el largo de onda, y
manteniendo una amplitud uniforme de +5 y -5 voltios. Los
mensajes son de 12 bytes a una velocidad de 41.6 kb/s.
Se utiliza en vehculos Ford.
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SAE J1850 VPW:Utiliza solamente un terminal delDLCcon una velocidad de
transferencia de 10.4 kb/s. Los mensajes estn restringidos a12 bytes.
Utiliza el modo de comunicacin Variable Pulse Width
(VPW). La seal de data es una serie de pulsos cuya frecuenciavaria, pero su amplitud de 7 voltios permanece uniforme.
Se utiliza en vehculos General Motors.
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ISO 9141-2:Interface serial, utiliza dos terminales delDLC. Una lnea es
bidireccional, transmite y recibe informacin entre el lector yel ECM. La otra es unidireccional y va desde el lector hasta el
ECM, para iniciar la comunicacin.
La seal es una onda cuadrada con frecuencia uniforme, susniveles lgicos de 0 y 1 se representa por 0 y 12 voltios. Los
mensajes estn restringidos a 12 bytes. Su velocidad de
transferencia es de 10.4 kb/s.
Se utiliza en vehculos Europeos, Asiticos
y algunos vehculos Chrysler.
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ISO 14230 (KWP2000):Es una variacin del ISO 9141, para cumplir con los
requerimientos delISO 14230 y su Key Word Protocol (KWP),utiliza los mismos terminales y tiene la misma capacidad de
transferencia de data.
La seal es una onda cuadrada con frecuencia uniforme, susniveles lgicos de 0 y 1 se representa por 0 y 12 voltios. Los
mensajes contienen hasta 255 bytes. Su velocidad de
transferencia es de 10.4 kb/s.
Se utiliza en vehculos Europeos, Asiticos
y algunos vehculos Chrysler.
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ISO 15765:Utiliza dos terminales delDLCde forma bidireccional. Son
unosBUS Lines diferenciales donde uno es copia invertida delotro, para minimizar la interferencia electromagntica de
fuentes externas.
Mediante Pulse Width Modulation (PWM), enva una serie depulsos diferenciales modulando el largo de onda, y
manteniendo una amplitud uniforme de +5 y -5 voltios. Su
velocidad de transferencia es de 1 Mb/s.
Se utiliza en vehculos manufacturados
del 2008 en adelante.
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Cdigos de diagnostico (DTC):
Cuando algn sensor se sale de los parmetrospre-establecidos en el programa o no responde de una
forma esperada, lo que el conductor logra ver es
simplemente que se enciende el indicador de Service
Engine Soon, para efectos de SAEse llamaMalfunctionIndicator Light (MIL) y se puede representar por cualquiera
de estos smbolos:
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Cdigos de diagnostico (DTC):Secuencia de eventos
Se almacena el/los cdigos en la memoria delECMy se
enciende elMIL.
Se almacena todos los parmetros registrados por lossensores al momento del fallo, a esto se le conoce como
Freeze Frame Data.
Dependiendo de la severidad del problema se puede
generar uno de dos tipos deDiagnostic Trouble Code
(DTC).
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DTC Tipo A:Tambin se le conoce como latenete (static code).
Relacionados al control de emisiones.
Ocurre cuando el problema es detectado por un ciclo
completo.
Almacena cdigos Tipo A y enciende elMIL.
Almacena las variables de Freeze Frame Data.
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DTC Tipo B:Tambin se le conoce como espordico (sporadic code).
Relacionados al control de emisiones.
Ocurre cuando el problema es detectado por menos de un
ciclo completo.
Almacena un cdigo temporero y luego lo borra de no
volver a ocurrir en el mismo ciclo.
De ocurrir dos veces en el mismo ciclo, almacena un
cdigo Tipo B y enciende elMIL.
Almacena las variables de Freeze Frame Data.
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Herramientas de diagnostico:Con este lector portable, el tcnico podr leer y borrar
el cdigo solamente.
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Herramientas de diagnostico:Con este lector semi-portable, el tcnico podr leer y
borrar el cdigo, tendr la descripcin de cdigo enpantalla. Adems tiene acceso al Freeze Frame Data y
podr ver todos los paramentaros que monitorea el
ECM.
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Herramientas de diagnostico:Con este lector profesional, el tcnico podr leer y
borrar el cdigo, tendr la descripcin de cdigo enpantalla. Adems tiene acceso al Freeze Frame Data y
podr ver todos los paramentaros que monitorea el
ECM. Tambin podr hacer un Output Test Mode para
probar que los actuadores estn operando
adecuadamente.
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Formas alternas de acceder data:Como el sistema OBD IIes binario, tambin se puede
acceder utilizando un adaptador entre elDLCy elpuerto USB o Serial de una computadora portable.
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Formas alternas de acceder data:Tambin existen adaptadores deDLCque transmiten a
travs deBlue Tooth para los PDA ytelfonos como elI-Phone u otros.
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Formas alternas de acceder data:Existen otros equipos que acceder la data a travs del
DLCpara mostrar informacin adicional a la que puedamostrar el tablero anlogo del auto.
Millas por Galn
Galones por minuto
Caballaje producidoVoltaje de Carga
Distancia restante por tanque
Velocidad Promedio
Temperatura del Motor
Temperatura del Aire
Revoluciones por MinutoTiempo de Ignicin
Posicin del acelerador
Porciento de fuerza en el motor
Indicador de Open/Closed Loop
Presin del manifold
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Sistema de control en autos hbridos:Aplica las mismas leyes y regulaciones que le aplican a
los autos de combustin interna, ya que tienen un motorde combustin interna en adicin a un motor elctrico.
Tienen que tener el conectorDLCy los mismos
cdigos genricosDTCque estipula SAE, aunque en
adicin tenga otros cdigos especficos para ese modelo.
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Sistema de control en autos elctricos:
Los autos elctricos tienen un controlador para regularel voltaje al motor de traccin segn se oprima elacelerador. El voltaje es regulado mediante Pulse Width
Modulation (PWM).
A pesar que el sistema de control para un auto elctrico
no requiera de un control de emisiones, aun as debe ser
OBD II Compliant, a no se que sea convertido de
gasolina a electrico. Esto debido a que existen otros
accesorios que comparten en comn con los autos
regulares, como lo son las bolsas de aire, sistema de
frenosABS, sistema de estabilidad, etc.
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Algunos autos elctricos OBD II:
GM EV1 Tesla Roadster
Toyota RAV4 EV Nissan Leaf
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Sistemas de control alternos:
Ya existenECMpara autos de carreras que su cdigo
es Open Source, para que pueda ser modificado confacilidad por el usuario/conductor.
Aunque dan mejor rendimiento en millas por galn y
producen mejor caballaje y torque, estosECMno estn
autorizados para uso en vehculos que transiten por vas
pblicas debido a que no son OBD II Compliant.
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Conclusin:Hasta el momento existen cinco protocolos, pero del
2008 en adelante se estandarizo protocoloISO 15765.Este tiene una transferencia de data superior y no le
afecta la interferencia electromagntica. Adems se
simplifica el proceso de diagnosticar el vehculo ya que
no debe haber problemas de compatibilidad con el lector
de cdigos.