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Diagn�stico por imagen del fallo de la etapa de activaci�n de la bobina de encendido en la unidad de control electr�nico de motor ME 17. 9.11

 

Image diagnosis of the failure of the ignition coil activation stage in the ME 17 electronic engine control unit. 9.11

 

Diagn�stico por imagem da falha da fase de activa��o da bobina de igni��o na unidade de controlo electr�nico do motor ME 17. 9.11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Correspondencia: fabian.vilema@istcarloscisneros.edu.ec

 

 

 

Ciencias T�cnicas y Aplicadas ���

Art�culo de Investigaci�n

 

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* Recibido: 23 de junio de 2022 *Aceptado: 12 de julio de 2022 * Publicado: 19 de agosto de 2022

 

         I.            Ingeniero Automotriz, Instituto Superior Tecnol�gico Carlos Cisneros, Riobamba, Ecuador.

       II.            Ingeniero Automotriz, Instituto Superior Tecnol�gico Carlos Cisneros, Riobamba, Ecuador.

     III.            Licenciado en Ciencias de la Educaci�n, Profesor de Educaci�n T�cnica Mec�nica Industrial automotriz, Instituto Superior Tecnol�gico Carlos Cisneros, Riobamba, Ecuador.

    IV.            Ingeniero en Administraci�n y Producci�n Industrial, Instituto Superior Tecnol�gico Carlos Cisneros, Riobamba, Ecuador.

 

Resumen

El trazo de curva o im�genes en la actualidad es el m�todo de mucha utilidad para diagnosticar los fallos en la electr�nica automotriz. El estudio se enfoc� en la obtenci�n de im�genes de cada una de las se�ales proporcionadas para la activaci�n de las bobinas de encendido en el motor de un veh�culo Kia Rio R, cada una de ellas se las obtuvo de los distintos controladores de bobinas de encendido en la Unidad de Control Electr�nico (ECU) ME 17.9.11, utilizando un equipo Rastre curve 2p plus el cual permiti� obtener la im�genes de cada uno de ellos y se compar� la se�al de activaci�n de las se�ales que estaban en buen estado y las que presentaban error en el veh�culo, adem�s de obtener de manera individual la imagen de las l�neas del elemento de control de activaci�n,� para el cumplimiento de este objetivo se utiliz� el m�todo experimental donde se obtuvo las im�genes que determinan la ubicaci�n del componente a ser reemplazado para que la ECU trabaje correctamente. Como punto final del estudio se sustituy� el controlador deteriorado y se obtuvo nuevamente las im�genes para comparar y evidenciar las formas de onda funcionales en la l�nea de control que se encontr� en mal estado lo que permiti� verificar el funcionamiento de la activaci�n de la ECU.

Palabras claves: Activaci�n; imagen; se�al; control.

 

Abstract

The curve trace or images is currently the most useful method to diagnose faults in automotive electronics. The study focused on obtaining images of each of the signals provided for the activation of the ignition coils in the engine of a Kia Rio R vehicle, each of them was obtained from the different ignition coil controllers in the Electronic Control Unit (ECU) ME 17.9.11, using a Rastre curve 2p plus equipment which allowed to obtain the images of each one of them and the activation signal of the signals that were in good condition and those that presented error in the vehicle, in addition to individually obtaining the image of the lines of the activation control element, to fulfill this objective the experimental method was used where the images that determine the location of the component to be replaced were obtained so that the ECU works properly. As a final point of the study, the deteriorated controller was replaced and the images were obtained again to compare and show the functional waveforms in the control line that were found to be in poor condition, which allowed verifying the operation of the ECU activation.

Keywords: Activation; image; signal; control.

 

Resumo

O rastreio ou imagem de curvas � atualmente o m�todo mais �til para o diagn�stico de falhas na electr�nica autom�vel. O estudo centrou-se na obten��o de imagens de cada um dos sinais fornecidos para a activa��o das bobinas de igni��o no motor de um ve�culo Kia Rio R, cada um deles foi obtido a partir dos diferentes controladores de bobinas de igni��o na Unidade de Controlo Electr�nico (ECU) ME 17.9. 11, utilizando equipamento Rastre curve 2p plus, que permitiu obter as imagens de cada um deles e comparar o sinal de activa��o dos sinais que estavam em bom estado e os que apresentavam um erro no ve�culo, para al�m de obter a imagem das linhas do elemento de controlo de activa��o individualmente. Para cumprir este objectivo, foi utilizado o m�todo experimental para obter as imagens que determinam a localiza��o do componente a substituir para que a ECU funcione correctamente. Como ponto final do estudo, o controlador deteriorado foi substitu�do e as imagens foram obtidas novamente para comparar e demonstrar as formas de onda funcionais na linha de controlo que se verificou estarem em mau estado, o que tornou poss�vel verificar o funcionamento da activa��o da ECU.

Palavras-chave: Activa��o; imagen; sinal; controlo; controlo.

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Introducci�n

Los motores de combusti�n interna de encendido por chispa, requieren de la energ�a t�rmica para inflamar la mezcla aire combustible en el interior del cilindro del motor. El proceso de activaci�n de la chispa por medio de buj�as de encendido permite que la combusti�n se realice en una escala de milisegundos (Kim et al., 2020), produciendo de forma eficiente la relaci�n aire combustible y teniendo un mejor control de los gases NOx, y de todos los elementos contaminantes que son enviados al medio ambiente producto de las aver�as en la combusti�n de un motor, teniendo como consecuencias el calentamiento global y las afecciones a la salud humana (Fansler et al., 2015), (Ganesan Mahadeven, 2017).

En el veh�culo convencional cuya arquitectura est� basado en el MCI, el funcionamiento de este tipo de motor est� formado por el sistema de encendido que es el encargado en generar la energ�a el�ctrica producto de las descargas de alto voltaje que se produce entre los contactos de las buj�as siendo el elemento necesario para alcanzar el punto de inflamaci�n (Okrouhly & Novak, 2014).

El funcionamiento del sistema de encendido inicia con la activaci�n de los distintos componentes que forman parte del procesamiento de la unidad de control electr�nico del motor, debido a todo el flujo de informaci�n de los sensores principales como sensor de posici�n de cig�e�al (CKP) y si corresponde del sensor de posici�n del �rbol de levas CMP para obtener los datos de sincronismo (De Alcantara Dias et al., 2018), la ECU del veh�culo consta de dos componentes importantes como es el conjunto de chips, que viene a ser el hardware y un sistema integrado en donde se ubica el software para el procesamiento de informaci�n, la parte de hardware se conecta con el conjunto de sensores del veh�culo, para que el sistema integrado realice la activaci�n de los actuadores, teniendo as� un control riguroso para evitar aver�as ya que pueden ser peligrosas si el veh�culo se encontrara en movimiento (Ham et al., 2017).

Al obtener las se�ales de giro del cig�e�al, el microprocesador de la ECU se encarga en transformar las se�ales e informarlas hacia los drivers de control o transistores de activaci�n de bobinas de encendido, este proceso logra generar la chispa, claro que de igual forma con la misma se�al de giro del cig�e�al, la ECU se encarga en procesar la informaci�n para la activaci�n de los pulsos de inyecci�n, en sincronizaci�n con lo sensores de revoluciones, que a su vez de acuerdo a esta informaci�n permite ajustar el avance del encendido (De Alcantara Dias et al., 2018).

La gesti�n de las unidades de control para la activaci�n de los actuadores, est�n formados por drivers de activaci�n o transistores de alta potencia, aplicados en el sistema de encendido, permiten que las bobinas realicen el proceso de generaci�n de pulsos para la activaci�n de chispa, tomando en consideraci�n que cada una de las ECUs van a tener un rendimiento �ptimo de acuerdo a los materiales que empleen en los drivers, transistores u otro elemento en su estructura interna, debido a que alrededor del 20 por ciento de las p�rdidas de eficiencia en los controladores electr�nicos se deben a la reducci�n de potencia de sus elementos (Kimura et al., 2017), por lo que en la actualidad los transistores IGBT han encontrado mayor espacio en la estructura de controladores electr�nicos en el campo automotriz.

El IGBT es un dispositivo semiconductor de potencia h�brido que combina los atributos del BJT y del Mosfet. Este tipo de transistor posee una compuerta tipo Mosfet y por consiguiente tiene una alta impedancia de entrada, a su vez el gate maneja voltaje como el Mosfet. El IGBT no exhibe el fen�meno de ruptura secundario como el BJT (Smirnov et al., 2018).

La computadora automotriz est� compuesta de varias etapas para cumplir la funci�n total, todas las etapas est�n compuestas de semiconductores electr�nicos, tales como resistencias, diodos, transistores, condensadores, circuitos integrados, que sumados forman estructuras muy complejas (P�rez Fern�ndez et al., 2019). El circuito fuente de la ECU protege el m�dulo y mantiene un nivel de tensi�n estable al interior, constituyen la fuente de alimentaci�n de la ECU, transistores, diodos, condensadores, reguladores de voltaje, etc. El bloque de INPUT son circuitos que reciben las diferentes se�ales que van a ingresar a la ECU y antes de que lleguen al microprocesador, encontr�ndose en este trayecto filtros, amplificadores, conversores an�logos a digital, comparadores, recortadores, entre otros (Sanchez & Taipe, 2018), (P�rez Fern�ndez et al., 2019).

El bloque de procesamiento es la parte l�gica y operacional del m�dulo en donde se encuentran almacenados datos de funcionamiento (memoria)� encargado de operar controles y se�ales del m�dulo (Sanchez & Taipe, 2018).

Los sectores de salida son los componentes como amplificadores, circuitos de potencia con transistores, todos los denominados drivers o controladores, etc. son regulados por el microcontrolador, y que actuar�n sobre los diferentes elementos perif�ricos de potencia, como bobinas de encendido, inyectores, rel�s, etc. (Sanchez & Taipe, 2018).

El m�todo de trazo de curva se ha implementado en la industria automotriz como un m�todo eficaz para la resoluci�n de aver�as en la electr�nica aplicada en la automoci�n. Este m�todo consiste en alimentar dos ondas senoidales al mismo tiempo a un osciloscopio (una a la entrada vertical y la otra a la horizontal) y se ajusta el equipo para trabajar en el modo XY, la imagen resultante en la pantalla se llama figura de Lissajous. Obteniendo as� dos ejes, donde el eje X es representado por los valores de voltaje y los valores de Y por la intensidad. Los osciloscopios conectados a un trazador de curvas, permiten observar las se�ales de evoluci�n del componente, a su vez la variaci�n de una con respecto a la otra que se la tome como punto de medici�n (V�lez Salazar et al., 2022).�

Al analizar los componentes o l�neas de control de la ECU de un veh�culo es importante conocer que, al aplicar el m�todo de trazo de curvas no se alimentan los circuitos por lo que es un m�todo que en lo posible evitar� generar cortocircuitos sin generar da�os en la tarjeta electr�nica de la unidad de control electr�nica analizada. �

El objetivo principal es obtener gr�ficas de comportamiento que permitan observar el funcionamiento del componente electr�nico tomado para su respectiva medici�n, aplicando corriente alterna de bajo valor.

Para obtener las curvas caracter�sticas de los elementos electr�nicos se lo puede realizar en cada uno de los componentes o a su vez localizar� cada uno de los pines de la ECU que se encuentre en an�lisis, tomando en cuenta que las l�neas de control hacia los pines en la placa electr�nica puede� estar constituidos de resistencias de distinto valor, transistores, condensadores, lo que permite obtener una gr�fica que determina el funcionamiento de la l�nea de control como ejemplo: l�neas de activaci�n de inyectores, bobinas o alimentaciones a los distintos sensores.

Para obtener las gr�ficas que permitan realizar� el an�lisis se utiliza un trazador de curvas, el mismo que opera mediante la aplicaci�n de corriente alterna que act�a como un divisor de voltaje que indica la corriente que circula, mientras que en las puntas de prueba se mide el voltaje para la verificaci�n del componente electr�nico (Erazo et al., 2019).

 

Metodolog�a

Para lograr obtener resultados en el desarrollo del trabajo, uno de los puntos iniciales consisti� en la recopilaci�n de informaci�n relacionada a trabajos realizados en torno al tema de estudio, se ha tomado como referencia el tema �Diagn�stico por Imagen del Sistema de Control Electr�nico de Inyecci�n Di�sel Riel Com�n CRDI�� (Erazo et al., 2019), este art�culo permiti� verificar trazos de curvas base que permitan visualizar la etapa de activaci�n de las bobinas y verificaci�n de las se�ales en la ECU� ME 17.9.11.

El m�todo descriptivo fue el que permiti� sustentar los procesos de diagn�stico para verificar el fallo en el componente de control de la l�nea de activaci�n de la bobina de encendido, debido a que en el proceso se aplic� la observaci�n atenta del comportamiento de las distintas se�ales del control de la ECU ME 17.9.11 y el elemento empleado para el control de activaci�n de las bobinas de encendido, mediante el an�lisis de im�genes basadas en el trazo de curvas de componentes electr�nicos, y posterior registro de cada uno de las porcentajes de desviaci�n de la comparaci�n que se realiz� en los componentes o se�ales de la unidad de control electr�nico.

La Fase de aplicaci�n de este m�todo inici� con la obtenci�n de las caracter�sticas del veh�culo, en la que se aplica el an�lisis, debido a que los par�metros de trabajo de un veh�culo a otro var�an sus caracter�sticas de constituci�n electr�nica de un modelo a otro. La unidad de control electr�nica ME 17.9.11, se aplica en algunos modelos de la marca Kia y Hyundai, para la toma de estudio se lo realiz� en un modelo Kia Rio R del a�o 2013, el que emplea un motor� Gamma 1.4 MPDI con 4 cilindros en l�nea DOHC, este vehicul� posee un n�mero de VIN KNADN412AD6221386, los datos de la unidad de control se los extrajo de forma visual de la plaqueta que presenta sobre esta, y los datos del automotor se los obtiene de la matr�cula y plaqueta instalada en el compartimento del motor.

Como parte del m�todo descriptivo aplicado en esta investigaci�n, se obtuvo la informaci�n desde los� manuales de servicio del veh�culo, para la revisi�n de pines de verificaci�n de la ECU en los diagramas el�ctricos, considerando que esta lectura se realiz� al conector de la unidad ME.17.9.11, en el que se visualiz� las l�neas de control de bobinas que permitir�n el recorrido interno hacia la placa electr�nica y posterior localizaci�n del grupo de transistores IGBT de activaci�n que permitan el encendido del cilindro. Esta informaci�n fue obtenida del manual de taller del fabricante Kia Motors, en el cual se observa la distribuci�n de los pines de cada una de las l�neas de control que posee la ECU en an�lisis.

Los materiales empleados para la investigaci�n son un esc�ner automotriz, trazador de curva y la unidad de control electr�nica ME 17.9.11.�

El esc�ner automotriz G Scan 3, permiti� obtener la informaci�n para el procedimiento de diagn�stico de los controladores de encendido de cilindros del motor, con los datos visualizados en el equipo de escaneo se obtuvo los valores iniciales para el estudio de la ECU del veh�culo Kia Rio R, permitiendo tomar el camino correcto para direccionar las l�neas de control de bobinas a las cuales se va a extraer las im�genes o trazo de curva. Con la opci�n de lectura de flujo de informaci�n o datos de la unidad de control electr�nica ME 17.9.11 enfocado en los conteos de fallos de los cilindros que afectan las emisiones, informaci�n que permite ser observada por el esc�ner automotriz. Se enfoca este an�lisis debido a que no se encontr� ning�n c�digo de aver�a para direccionar de manera m�s r�pida el diagn�stico, aunque el veh�culo presentaba leve inestabilidad en ralent�, carga media y m�xima. Teniendo como resultado un conteo de fallos en el cilindro n�mero 1, al analizar este par�metro en el software de la ECU, y verificar que el funcionamiento se encontraba con 29 errores al iniciar la variaci�n de potencia, permiti� iniciar la etapa de diagn�stico en las l�neas de activaci�n de bobinas para activaci�n de la chispa en el interior del motor.

El trazador de curva, rastre curve 2p plus es el equipo que se emple� para el proceso de toma de curvas de los distintos componentes electr�nicos, utilizando como concepto de funcionamiento las curvas caracter�sticas de Lissajous. Con su puerto de conexi�n a PC, permite obtener las curvas de cada una de las l�neas de control de las bobinas de encendido, y los componentes de activaci�n que se encuentran en la parte interna de la ECU, todo este proceso se visualiza en la PC mediante la interfaz y el programa empleado para el funcionamiento de este trazador de curva, diferenci�ndose de muchos equipos que realizan el mismo trabajo por ser de constituci�n sencilla se los conecta a un osciloscopio para visualizar las im�genes. Al obtener figuras de cada una de las mediciones, en los pines de la unidad de control electr�nica y de los transistores IGBT, se obtuvo el porcentaje de desviaci�n de cada una de las se�ales que se midi�, o que permiti� determinar si la imagen se encuentra en perfectas condiciones o con defectos.

Para analizar las curvas de cada uno de los pines se emplea la funci�n de comparar dos canales, llegando a determinar un pin base que ser� le�do por el canal uno mientras que en canal dos de comparaci�n se tom� las l�neas de activaci�n de las bobinas de encendido de los cilindros lo que permiti� observar la variaci�n de una curva a otra y el porcentaje de desviaci�n entre ellas.�

Tambi�n fue de gran utilidad la funci�n comparativa de componentes que el rastre curve 2p plus permite establecer, con gr�ficas establecidas en su base de datos que se encuentran subidos en la funci�n� nube de curvas, instaladas en el equipo y de esta manera permiti� comparar las im�genes de los transistores IGBT que forman parte de las l�neas de control de las bobinas de encendido, el porcentaje de variaci�n de una imagen y otra se obtiene por la comparaci�n de lo existente en la memoria del equipo como imagen precargada y la que se mida f�sicamente en la unidad de control electr�nica ME 17.9.11.

 

Resultados

Para el proceso de generar los resultados, se extrajo la ECU del auto para realizar el an�lisis con el equipo rastre curve 2p plus, equipo que se conect� a la computadora port�til en donde se encuentra instalado el software de trabajo y an�lisis de las im�genes. De esta manera con los pines de conexi�n del equipo (punta de pruebas y cable de masa), se procedi� a extraer cada una de las im�genes, activando los dos canales para la comparaci�n, las mismas que se inici� con los pines de la ECU, para posterior seguir las l�neas hasta donde se encontraron los transistores IGBT en donde se ten�a el fallo. La figura 1 muestra la conexi�n de los equipos para la medici�n.

 

Fuente: (Autores, 2022)

Figura 1. Conexi�n rastre curve y ECU de veh�culo Kia Rio R

 

An�lisis de curvas en los pines de control de bobinas ECU ME 17.9.11

Se establece la tabla 1 en la que consta el detalle de los pines de control de activaci�n de las bobinas de encendido, esto visualizando en el conector de la unidad de control electr�nico.

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Figura 2: Pines del conector � control de bobinas, unidad de control electr�nica ME17.9.11

Fuente: (Autores, 2022)

 

Para la� comparaci�n se tom� como base el pin 50 de la unidad de control electr�nica ME 17.9.11, la medici�n de esta se�al se conect� en el canal uno del equipo (gr�fica de color verde), el mismo que de acuerdo a la diagramaci�n el�ctrica corresponde al control de la bobina de ignici�n del cilindro n�mero 4, comparando con los pines 49, 27, 28 de la ECU, a los que la l�nea de se�al se present� en� el canal dos del equipo de obtenci�n de curvas en la t�cnica de imagen (gr�fica de color rojo), en la figura 2 se presenta cada uno de los puntos de toma de se�ales� a obtener las im�genes y realizar las comparaciones para determinar el porcentaje de desviaci�n que permitan analizar el fallo.

 

Fuente: (Autores, 2022)

Figura 3: Ubicaci�n de pines de control de bobinas para toma de im�genes.

 

La primera comparaci�n se la realiz� entre el pin 50 como medida base y el pin 49 obteniendo un resultado de diferencia en la comparaci�n de 0,0 % con lo que se confirm� que la imagen se encuentra en los par�metros de funcionamiento debido a que el valor presentado corresponde 0 % de tolerancia entre una imagen y la otra, la medici�n de valor comparativo se visualiza en la figura 3.

 

Fuente: (Autores, 2022)

Figura 4: Comparaci�n pin 50 y 49 de la ECU ME 17.9.11.

 

La segunda comparaci�n se la realiza entre el pin 50 y el pin 27 de la ECU ME 17.9.11, con esta comparaci�n se lleg� a obtener una diferencia de 0,0 % en la medici�n por lo que se determin� que el control de bobina del cilindro 3 se encuentra en un punto �ptimo de trabajo como se puede verificar en la figura 4.

 

Fuente: (Autores, 2022)

Figura 5: Comparaci�n pin 50 y 27 de la ECU ME 17.9.11

 

La tercera comparaci�n se la realiz� entre los pines 50 y 28 de la ECU ME 17.9.11 en el que se obtiene una diferencia del 195.3%, teniendo como resultado el error de funcionamiento en la l�nea de control de bobina del cilindro n�mero 1, valor y gr�fica de trabajo presentada en la figura 5.�

 

Figura 6: Comparaci�n pin 50 y 28 de la ECU ME 17.9.11

Fuente: (Autores, 2022)

 

Con el resultado la toma de im�genes de cada una de las l�neas de activaci�n, se tiene que el control correspondiente al pin 28, l�nea roja, se encontraba con fallo debido a la diferencia de entre el pin 50 l�nea verde, por lo que para el an�lisis en el interior se lo realiz� al transistor IGBT que se encuentra en el flujo de activaci�n de la l�nea de 28 que posee defecto.

 

Comparaci�n de las im�genes de los pines del transistor con la nube de curvas del rastre curve

En el interior de la ECU, se localiza el transistor IGBT de la l�nea de activaci�n del pin 28, para extraer la imagen de cada uno de los tres puertos que forman parte del transistor y verificar la aver�a existente. En la figura 6 se observa enmarcado en con recuadro rojo cada uno de los transistores con c�digo DG04AV y ubicado con �IGBT CILIN 1� al transistor que controla la l�nea de activaci�n del cilindro n�mero 1.

 

Fuente: (Autores, 2022)

Figura 7: Ubicaci�n de transistores IGBT de activaci�n de bobinas en la placa electr�nica de la ECU.

 

Con el transistor ubicado en el interior de la unidad de control electr�nica se verific� las im�genes de cada uno de estos pines, para este proceso se aprovech� la eficiencia del equipo en la funci�n de nube de curvas en donde se encuentra ubicado las im�genes preestablecidas de los componentes internos de la ECU ME. 17.9.11, entre los cuales para el an�lisis se emple� los transistores IGBT aplicados para esta computadora del veh�culo Kia Rio R.

Se tom� la medida del pin 1 del transistor IGBT del cilindro n�mero 1, obteniendo como resultado la diferencia del 8,1 %, par�metro que determina que el transistor no est� funcionando correctamente. En la figura 7 se observa la comparaci�n entre el pin 1 del transistor de la ECU con el pin 1 del transistor ubicado en la nube de curvas, resultado del an�lisis a un transistor con funcionamiento �ptimo.

 

Fuente: (Autores, 2022)

Figura 8: Toma de imagen del pin 1 del transistor IGBT control bobina 1

 

Con la imagen del pin 2 del transistor se observa que se tiene una diferencia del 100,5 %. La imagen tomada del pin 2 se observa en la figura 8 en donde se visualiza la variaci�n que determina que el transistor IGBT de control de bobinas no est� trabajando en esta ECU.

 

Fuente: (Autores, 2022)

Figura 9: Toma de Imagen del pin 2 del transistor IGBT de control del cilindro 1

 

Como punto final de la inspecci�n del transistor se realiza la toma de imagen del pin 3. Teniendo como resultado que se tiene una diferencia del 0,0 %. En la figura 9 se observa la toma de imagen del pin 3 del transistor IGBT de control de bobina del cilindro 1, verificando que este pin se encuentra en buen estado.

 

Fuente: (Autores, 2022)

Figura 10: Toma de Imagen del pin 3 del transistor IGBT de control del cilindro

 

Verificaci�n de im�genes en los pines de la ECU con el transistor sustituido

Con el diagn�stico y al identificar el transistor en mal estado, se procedi� al reemplazo para verificar nuevamente los pines de la ECU, adem�s de verificar las l�neas del transistor que es objeto de extracci�n de im�genes para realizar la comparaci�n con la nube de curvas del rastre curve. Teniendo en consideraci�n que el pin 28 de la unidad de control es la que generaba una imagen distinta a los 3 restantes de control de encendido que no presentaban problema, se toma la imagen del pin 28 para analizar y comparar con la l�nea 50 de la ECU. En la figura 10, se observa una imagen similar en la curva de los dos pines de la unidad de control electr�nica con un resultado de funcionamiento eficiente de esa l�nea de control de bobina con el transistor IGBT �ptimo.

 

 

 

 

 

 

Fuente: (Autores, 2022)

Figura 11: Comparaci�n pin 28 y 50 de la ECU ME 17.9.11, con transistor sustituido

 

Al sustituir el IGBT de control de bobina del cilindro 1, se realiz� la verificaci�n directa en el transistor para de esta manera visualizar si las im�genes nuevas en el componente coinciden con las presentadas en la nube de curvas que se encuentran en el rastre curve 2p plus.

El trazo de curvas del pin 1 del transistor IGBT del control de bobina de encendido del cilindro 1 que se encontraba en an�lisis, se puedo visualizar que la imagen obtenida en la medici�n coincide con la imagen de la nube de curvas, obteniendo un 0,0% de error en la comparaci�n entre el pin de transistor sustituido y el de la memoria almacenada en el equipo, lo que determina que esta l�nea se encuentra trabajando correctamente. La figura 11 muestra la medici�n del pin 1 con la comparaci�n de la nube de curvas en la que se pudo observar que el equipo determina que ese pin del transistor funciona correctamente, considerando que el an�lisis previo a la sustituci�n del transistor determinaba una diferencia de 8,1 % lo que permit�a que el transistor trabaje de forma err�nea.

 

 

 

 

 

 

 

 

Fuente: (Autores, 2022)

Figura 12: Imagen del Pin 1 del transistor IGBT de control del cilindro 1, con transistor reemplazado.

 

Analizando el pin 2 se obtuvo una imagen similar a la que se encuentra almacenada en la base de datos del rastre curve, obteniendo un valor de variaci�n de 0,7%, por lo que el equipo determina como funcionamiento normal, tomando en cuenta que el rango aceptable es hasta 2% de diferencia.

La figura 12 muestra la toma de imagen y la diferencia marcada con la nube de curvas, tomando en cuenta que trabaja correctamente ya que el an�lisis con el transistor en mal estado marcaba la diferencia de 100,5 %, por lo que la correcci�n con la sustituci�n del componente electr�nico hace posible que los pulsos de activaci�n sean estables.

 

Fuente: (Autores, 2022)

Figura 2: Imagen del Pin 2 del transistor IGBT de control del cilindro 1,

Con transistor reemplazado.

 

Al medir el pin 3 del transistor IGBT y compararlo con la nube de curvas se obtiene una diferencia del 0,0%, valor mostrado por el equipo resultado de la comparaci�n con sus datos almacenados y la medici�n f�sica.

La figura 13, muestra el an�lisis de la medici�n y la comparaci�n con la nube de curvas, determinando que se encuentra funcionando en condiciones �ptimas.

 

Fuente: (Autores, 2022)

Figura 14: Imagen del Pin 3 del transistor IGBT de control del cilindro 1, con transistor reemplazado.

 

Discusi�n

Los resultados presentados del an�lisis de la ECU, se establece que la unidad de control electr�nico de motor ME 17.9.11, presenta una aver�a como es el fallo en el control de activaci�n de la bobina del cilindro n�mero 1, pero para llegar a determinar este particular como punto inicial del diagn�stico y posterior reparaci�n, se utiliz� un esc�ner automotriz� G SCAN 3 el mismo que en el flujo de datos se encontr� el par�metro de an�lisis �Cantidad total de fallo de encendido del cilindro # que afectan las emisiones�, teniendo como resultado para el an�lisis, el conteo de 29 fallos en el cilindro 1, como punto inicial para el diagn�stico se determin� que la ruta a ser analizada se localizaba en la l�nea de activaci�n de bobinas.

Previ� al an�lisis interno de la ECU se realiz� el an�lisis de los pines ya que puede existir factores como las corrientes par�sitas que provoquen la generaci�n de se�ales deficientes que activan las bobinas, para lo cual se emplea el equipo de diagn�stico Rastre Curve 2p plus, teniendo los siguientes diferencias de resultados haciendo como base la lectura en el pin 50 que controla el cilindro # 4, cuyo cilindro no presenta errores al an�lisis de fallos en el flujo de adquisici�n de informaci�n con el esc�ner automotriz G Scan 3. En la tabla 2 se presenta el porcentaje de diferencia determinado por el equipo y que permite localizar cu�l de ellas es la se�al deficiente.

 

Figura 15: Porcentaje de diferencia en los pines de la ECU.

Fuente: (Autores, 2022)

 

Estos valores de medici�n permitieron verificar la estructura interna de la ECU en el punto exacto, optimizando el tiempo en el diagn�stico, al realizar el an�lisis en la placa electr�nica se localiz� el grupo de transistores� en la zona superior izquierda de la unidad de control electr�nico de motor, como se pudo observar en la figura 6, en este grupo de IGBTs se centr� en el muestreo del transistor del cilindro de fallo, teniendo valores resultantes presentados en la tabla 3, obteniendo los datos de comparaci�n analizados con los presentados en la base de informaci�n del equipo Rastre Curve 2p plus, muestras que son resultado de un transistor en buen estado y que el equipo presenta para facilidad de verificaci�n de los componentes de las ECUs que se desee analizar, que en el caso de an�lisis se seleccion� en la nube de curvas la unidad ME 17.9.11. Esta comparaci�n realizada entre una base de datos de un transistor en buen estado y el que se ten�a de forma f�sica, establece que el componente que se comprueba presenta valores elevados de porcentaje de diferencia, lo que permite determinar que est� con funcionamiento err�tico.

 

Figura 16: Porcentaje de diferencia en los pines del IGBT de control del cilindro uno VS los datos base del Rastre Curve.

Fuente: (Autores, 2022)

 

Los datos de la tabla 3 permiten observar los valores de variaci�n, por lo que se determina que el transistor IGBT de control de activaci�n de la bobina del cilindro 1 de la ECU ME 17.9.11 se encuentra trabajando fuera de rango ya que como valor m�ximo de diferencia permisible es del 2% entre los valores comparativos del componente a medir con la imagen base de la nube de curvas existente en el Rastre Curve 2p plus.

Estos valores de bajo rendimiento del IGBT analizado hacen posible que en la lectura del esc�ner aparezca con fallos, por lo que, el rendimiento en el veh�culo se afectaba incluso sin presentar c�digos de aver�a que permitan la ruta m�s r�pida al diagn�stico.

Para la soluci�n del problema se sustituy� un transistor de similares caracter�sticas para evitar errores en la lectura al instante de generar nuevas im�genes de an�lisis en las que se compar� el transistor sustituido con la base establecida por el Rastre Curve 2p plus. Estos resultados se muestran en la tabla 4, teniendo un valor del 0,0 % de diferencia entre los pines 1 y 3 del transistor IGBT nuevo en comparaci�n con la base de datos para el an�lisis, mientras que en el pin 3 marca una diferencia del 0,7 % siendo estos valores aceptables debido a que el equipo establece como rango m�ximo aceptable el 2% de tolerancia permisible. Todas estas im�genes presentadas se encuentran en las figuras 23, 24 y 25 en las que se pueden visualizar que no existe un desfase entre la l�nea roja (l�nea base de la nube de curvas) y la l�nea verde que es la resultante de la verificaci�n del transistor.

 

 

Figura 17: Porcentaje de diferencia en los pines del IGBT sustituido VS los datos base del Rastre Curve

Fuente: (Autores, 2022)

 

Conclusiones

Aplicar el estudio de las im�genes en las l�neas de activaci�n de las bobinas de la ECU ME 17.9.11, y realizar la comparaci�n, tomando como medida base el pin 50 y compararlo con los pines 49, 27 y 28, se tiene que la l�nea 28 de la ECU presenta deficiencia en el funcionamiento, de acuerdo a las figuras obtenidas en este punto de estudio, presentando variaciones del 195,3 %, como punto inicial, la toma de estos par�metros ayudan a localizar el transistor IGBT de la unidad de control que de igual forma comparando con la imagen localizada en el sistema del equipo se tiene una diferencia de 100,5% en la tolerancia, esto hace posible obtener un diagn�stico por medio de gr�ficas resultantes de comparaci�n que permiten obtener valores acertados de funcionamiento.

El diagn�stico por imagen con el Rastre Curve 2p plus establece la comparaci�n de una curva base y una curva a medir, teniendo como resultado im�genes diferentes de ser el caso de variaci�n de la medici�n, o similares de no existir error, como se observ� en el an�lisis inicial de la toma de im�genes del estudio, adem�s presentando porcentajes de tolerancia en la gr�fica obtenida. Este proceso de extracci�n de im�genes ayuda a diagnosticar componentes electr�nicos sin la necesidad de energizar los m�dulos de control en el veh�culo, disminuyendo el riesgo a provocar mayores defectos en los componentes que forman parte de las l�neas de control de las distintas computadoras del veh�culo.

Las im�genes patr�n desarrolladas a partir de una ECU en buen estado y subidas a la nube de curvas del equipo Rastre Curve, ayudan a obtener valores comparativos entre las desarrolladas a partir de una unidad de control en buen estado y otra funcionando fuera de los par�metros establecidos por el fabricante del veh�culo, esto permite obtener resultados con mayor eficiencia al instante de solventar la necesidad de sustituci�n de un determinado componente en los m�dulos de control.

Para el trabajo es importante establecer las tolerancias permisibles en las variaciones de las im�genes obtenidas, lo cual ya las determina el Rastre Cuve 2p plus y es del 2%, valor como m�ximo de verificaci�n, claro que mientras el valor se acerque a cero el valor obtenido ser� ideal.�

En la actualidad el diagn�stico por imagen viene a presentar estudios significativos que ayudan a reducir el riesgo en la manipulaci�n de controladores electr�nicos.

 

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