DIAGNOSIS DE SISTEMAS ELECTRÓNICOS

La electrónica invade ya cada rincón del automóvil y estamos ante una nueva revolución (la llegada de los sistemas multiplexados) que permitirá incorporar aún más componentes inteligentes, como aparatos de radio que modulan el volumen en función de la velocidad, cristales que se oscurecen según la intensidad de luz que reciben, sistemas de navegación, sistemas de aproximación para facilitar el aparcamiento, y un largo etcétera. Todos estos sistema hay que diagnosticarlos o, al menos, interpretar sus autodiagnósticos.

En un principio la electrónica se utilizó en los automóviles para la instalación del sistema de encendido, sustituyendo los clásicos platinos, para incorporarse más tarde a los sistemas de inyección de gasolina. A partir de aquí los diferentes sistemas utilizados en el automóvil se han ido beneficiando de una aplicación cada vez mayor de la electrónica. Nacieron así sistemas como el ABS (el antibloqueo de frenos), el airbag, las suspensiones inteligentes, etc. Hoy en día la lista de sistemas electrónicos implementados en cada uno de los vehículos es realmente extensa, independientemente de su categoría, marca y modelo. Desde el más pequeño utilitario hasta la más sofisticada berlina disponen de un importante número de elementos, sistemas y componentes regulados electrónicamente.

SISTEMAS ELECTRÓNICOS

Todos los sistemas electrónicos aplicados en el automóvil responden a una misma estructura de componentes que podemos definir de la siguiente manera.

- UCE (Unidad de Control Electrónico): Circuito central que a través de un complejo programa interno gestiona los actuadores en función de las entradas de información que proporcionan los sensores.

- Sensores: Elementos que captan información y transforman los parámetros de entrada en señales eléctricas que la UCE puede entender.

-Actuadores: Dispositivos de salida que convierten las señales eléctricas que llegan de la UCE en acciones y respuestas de tipo robótico.

- Alimentaciones: El circuito de batería, relés y demás componentes que reparten la corriente eléctrica al sistema.

INYECCIÓN ELECTRÓNICA

A continuación podemos analizar un sistema electrónico básico, en este caso una inyección electrónica.
 

El funcionamiento del sistema se basa en la activación que hace la UCE de los actuadores en función de la señal que recibe de los sensores. Así, por ejemplo, en caso de más o menos temperatura de agua en el sistema de refrigeración del motor, la UCE dosificará en mayor o menor cantidad el combustible que llega a los inyectores. Igualmente tratará de mantener un ralentí estable con la acción de la válvula de regulación correspondiente.

EVOLUCIÓN DE LOS SISTEMAS ELECTRÓNICOS

Estas aplicaciones de la electrónica han ido experimentando cambios en su incorporación en el paso de los años, de tal manera que podemos hablar de cuatro generaciones, desde el punto de vista de su diagnóstico. El futuro vendrá dado por una quinta generación.

Primera Generación: En un principio, los sistemas que incorporaban los automóviles eran principalmente analógicos y no disponían de microprocesador. Debido a esto el programa de funcionamiento era muy sencillo y el sistema en general se reducía a algunos sensores y actuadores.

Segunda Generación: Estos sistemas ya contaban con un microprocesador en la UCE que les permitía gestionar un amplio programa de funcionamiento. El número de sensores y actuadores era mayor. Se incorpora la autodiagnosis, que en un principio solamente transmite una serie de códigos de avería, dados en muchos casos a través de un testigo de avería instalado en el cuadro de mandos del propio vehículo.

Tercera Generación: El número de sensores y actuadores crece notablemente y se incorpora una autodiagnosis más evolucionada. Además de los códigos de avería se obtienen datos de funcionamiento del sistema.

Cuarta Generación: Sistemas con más de un microprocesador que permite además de la autodiagnosis una programación externo. De esta manera es posible una re-programación de la UCE en caso de que el fabricante aconseje unos nuevos ajustes para un funcionamiento más correcto del sistema. Antiguamente, en algunos casos de fallos en la programación en fábrica de la UCE (Unidad de Control Electrónico) se procedía a la sustitución de la misma durante el período de garantía del automóvil. Hoy en día con la teleprogramación, nombre con el que se conoce esta solución, se evita este trastorno.
 

Quinta Generación: El futuro basado en los avances de la electrónica nos llevan a las mismas técnicas de microprocesador pero con espacios más reducidos, menos componentes y la utilización de alternativas como la multiplexación y la fibra de vidrio (soluciones más económicas y precisas). Permitiendo unas instalaciones más simples y duraderas.

DIAGNOSIS DE SISTEMAS ELECTRÓNICOS

La utilización de la electrónica dentro de los vehículos obliga a conocer y poner en práctica una serie de técnicas que permitan la diagnosis de los mismos.
 

El tipo de diagnosis a aplicar en cada sistema electrónico dependerá en primer lugar de lo complejo del sistema y, especialmente si el propio circuito dispone o no de auto-diagnosis. Veamos a continuación cada uno de estos casos.

Sistemas sin auto-diagnosis: Los primeros sistemas electrónicos no disponían de ningún sistema de auto-chequeo, de manera que si un sensor o actuador fallaba, el sistema no era capaz de comprobarlo y por lo tanto seguía interpretando ese valor como bueno, llegando a extremos de regulación del sistema. En la mayoría de los casos el motor era incapaz de ponerse en marcha. Son sistemas electrónicos que ya no se montan desde hace una década, en la mayoría de las marcas.

Para su comprobación y diagnostico hemos de disponer de unos mínimos conocimientos eléctricos, y una serie de herramientas. Estas herramientas necesarias son las siguientes:

- Polímetro o téster.
- Multi-téster, siempre que dispongamos del conector adecuado (número de vías).
- Esquema eléctrico del sistema en cuestión.

- Sistemas con Auto-diagnosis: Los modernos sistemas electrónicos incorporan en su interior un apartado capaz de comprobar su propio funcionamiento. Cuando surge alguna anomalía ésta queda almacenada en forma de código en su memoria interna. A través de la excitación de la auto-diagnosis la información se obtiene más tarde en el taller. El funcionamiento de estos sistemas se basa en la utilización de un apartado del programa en la UCE que vela continuamente por el estado de los sensores y actuadores. En caso de que un sensor mida parámetros fuera de rango o imposibles con respecto a otros, automáticamente se desprecia la señal de ese sensor y se aplican valores sustitutorios. Por ejemplo, un sensor de temperatura cuyo circuito eléctrico se corta tendría una resistencia eléctrica infinita, que informa de una temperatura del agua muy fría (-40ºC). La UCE se da cuenta de que esta temperatura es imposible, porque la compara con la del sensor de aire, y adopta un valor sustitutorio de por ejemplo 80ºC. Con esta temperatura el motor funcionaría algo pobre a motor frío y algo rico cuando está a la máxima temperatura, pero incluso estas diferencias serían poco notadas por el conductor. En esta situación de autodiagnóstico y valor sustitutorio es cuando se enciende el testigo de avería en el cuadro del vehículo. En este caso, las herramientas necesarias serían las siguientes:

- Terminal de Diagnosis, que además de darnos los códigos de averías nos permita comprobar otros sensores, actuadores y realizar ajustes.
- Polímetro o téster.
- Esquema eléctrico del sistema en cuestión.
 

MAQUINARIA ADICIONAL

A menudo surge la pregunta acerca de cuál es la maquinaria adicional adecuada para el taller en materia de diagnosis electrónica. Si aplicamos la lógica, entendiendo por ello el asimilar lo que representa un sistema electrónico montado en un vehículo y los problemas que nos traen la práctica habitual del trabajo, llegamos a una serie de conclusiones que resumiremos en la siguiente forma.

a) El osciloscopio es una herramienta que no se ha quedado anticuada. Sin embargo, pocos son los mecánicos que lo utilizan y saben la importancia que tiene. Es ese gran desconocido que mide todas aquellas cosas que el polímetro no puede debido a que llevan una frecuencia mayor de lectura (tiempos de inyección, por ejemplo).

b) El analizador de gases es necesario para los sistemas de inyección gasolina y diesel (con opacímetro). Con este equipo aseguramos el buen funcionamiento de cualquiera de estos sistemas, una vez que sabemos que eléctricamente lo hacen correctamente.

c) En el mercado existen innumerables maquinítas que tratan de facilitarnos las labores de diagnóstico. Algunas de ellas son simples aparatos de puesta a cero o reseteado de sistemas. A la hora de tomar la decisión de adquirirlas o no, debemos conocer realmente su alcance y utilidad, para contrastarlo finalmente con su precio y amortización.

TECNOLOGÍA DE MULTIPLEXADO EN EL AUTOMÓVIL

Qué es el Multiplexado: Un sistema digital de comunicaciones entre UCEs de bajo coste en el que los elementos conectados comparten un mismo bus de datos (una misma línea) por la que intercambian datos y señales de control.

Quién utiliza esta tecnología: Fabricantes de electrónica en general para aplicaciones de computación como ordenadores, electrónica de automóviles, aviónica, sistemas de seguridad, instrumentalización para industria, electrónica de consumo para aparatos domésticos, etc.

Cuándo estará en el mercado: Peugeot ya la utiliza en su modelo 406 y está en los nuevos desarrollos de casi todos los fabricantes. En pocos meses su utilización será masiva.

Que ventajas aporta: Las ventajas son fundamentalmente económicas, de fiabilidad y de precisión. La tecnología del multiplexado evita la utilización redundante de sensores. Por ejemplo, los datos que se obtienen del sensor de temperatura, o del cuentarrevoluciones, etc, pueden ser utilizados por tantas unidades de control como deseemos. La señal no tiene que llegar a una unidad en particular, basta con cablearla a cualquier unidad e inmediatamente todas las demás pueden utilizar ese dato. Esto ahorra muchísimo cableado, que es precisamente el causante del 50 por ciento de los fallos en la electrónica del automóvil. No es un problema de la calidad de las conexiones, sino del alto número de éstas, lo que hace que el sistema se resienta en su totalidad. El multiplexado permite una mejor armonización entre UCEs, pues éstas ya no operan de forma autónoma en un sistema propio y exclusivo, sino que lo hacen dentro de un contexto más general.

Se pueden diagnosticar este tipo de sistemas: El multiplexado facilita las labores de diagnosis. Mediante la conexión al bus de un dispositivo externo que incorpore la lógica adecuada, se puede obtener de forma simple e inmediata todo tipo de información sobre el estado de funcionamiento del vehículo. Con esta información se puede elaborar un amplio rango de diagnósticos, tanto en la reparación y mantenimiento de los componentes como en la fabricación de los mismos. Por otro lado, algunos tests de diagnóstico sencillos podrían ir implementados en una unidad de control interna.