viernes, 30 de noviembre de 2012


MODULOS DE CONTROL ELECTRÓNICO ECM


Con el avance tecnológico, Caterpillar, cada día ha ido incorporando más los sistemas de control electrónico en los distintos componentes que pueda tener un equipo. Al decir componentes nos referimos al motor , transmisión convertidor, sistema de implementos etc.
Esto significa que la electrónica a nivel computacional esta presente del punto de vista del control, Un modulo Electrónico normalmente llamado ECM por ejemplo, tiene la misión de controlar la inyección de combustible en un motor de una maquina o equipo Caterpillar.
Existen una gran variedad de tipos de módulos de control electrónico, en esta unidad conocerán los distintos tipos, sus características, su funcionamiento, su aplicación, su programación, configuración y calibración.
A los ECM de motor, generalmente se les denomina ADEM que en ingles significa Advance Diesel Engine Management, en español quiere decir Administrador de motor diesel aventajado o mejorado.
En las distintas familias de motores se encuentran tres tipos de ECM
ADEM I
ADEM II
ADEM III también conocido como 2000 o ABL.
ADEM I Es utilizado en los motores de la familia 3500 y prácticamente ya no se fabrica, solamente
como repuesto para las unidades que circulan en el mundo
ADEM II Es utilizado en varias familias de motores cuyas aplicaciones mas comunes son
Minería, Marinos, Generación ,Vehicular e Industrial.
Familia 3500B, 3400E (HEUI), 3176B (MEUI) , 3406E (MEUI)
ADEM III Solo en motores cuya aplicación es vehicular
Familia 3100(HEUI), C9 (HEUI), C10, 12,15 (MEUI)

La forma física puede ser similar o igual entre los distintos tipos de ECM, sin embargo en el caso de los motores, estos dispositivos se pueden intercambiar solo, los de la misma familia, de motores.
Cabe destacar que algunos ECM son utilizados para controlar sistemas de implementos, referente al sistema hidráulico, como también a transmisiones; en estos casos el aspecto físico de los ECM no guarda ninguna relación ya que eléctricamente son distintos a los usados en los motores
Ejemplos:
En la familia de motores 3500B tenemos tres tipos 8, 12, 16, Cilindros, El ECM utilizado es el mismo
para todos, lo que hace la diferencia es la programación y la configuración especifica para cada uno;
de manera que este caso se pueden intercambiar con la programación y configuración adecuada,
temas que serán discutidos mas adelante en esta unidad
Se pude usar el mismo ejemplo anteriormente citado para ECM de otras familias.

DESCRIPCIÓN DE LOS TIPOS DE ECM

En la figura de arriba se observa la forma física o la estructura de un ECM tipo ADEM utilizado en los motores de la familia 3500.
Las características principales son:
Es de construcción bastante robusta de acuerdo a la tecnología empleada en su época, década de principio de los años 90
Posee un conector único de 70 terminales o pines, con una división interior de 35 contactos.
Se dispone de un acceso, a través una tapa instalada en la parte frontal para acceder a un componente removible llamado modulo de personalidad o personalizado.
En una de sus esquinas tiene un cable en forma de malla con terminal ,el que debe ser conectado al chasis para asegurar que la estructura del ECM este al mismo potencial de motor, ya que éste es montado sobre gomas para impedir vibración y por ende su destrucción.



En la figura de arriba se observa un ECM del tipo ADEM II, Este tipo es utilizado en la mayoría de las de los motores .Familias 3500B, 3400E HEUI y algunas aplicaciones vehiculares e industriales.
Las características principales son:
Dispone de dos conectores de 40 contactos o terminales, denominados J1 y J2 , en la mayoría de las aplicaciones J1 se utiliza para las entradas y salidas relacionadas con la máquina o equipo, en cambio J2 esta asociado a los componentes de motor es decir switch , sensores, solenoides, relay etc.
En la base de los conectores J1 j J2 , es decir en la juntura entre la tapa (ver flechas ) y los conectores, se dispone de un sello de goma que impide el ingreso ,principalmente de agua o líquidos en general, sin embargo el lavado a presión en esa zona podría doblar el sello filtrándose agua y por consiguiente sufrir daño los componentes electrónicos en el interior del ECM. Se sugiere cubrir esa zona con silicona, para amortiguar, si es que fuera sometido a lavados a presión.
Los ECM fabricados hasta el año 1994 disponían de una tapa de acceso al modulo de personalidad en la parte frontal , desde 1995 en adelante en las aplicaciones vehiculares se elimina (esto se explicará mas en detalle), y en otras se traslada a la parte posterior, como se aprecia en la figura siguiente.

ADEM II
En este tipo de ECM el Modulo de personalidad se puede reemplazar físicamente por otro, sin embargo se dispone de un programa llamado Win Flash que permite la programación o reprogramación de este modulo, este método es el que se debe usar de preferencia.

ADEM III 2000

En la imagen de arriba se observa un ECM del ultima generación denominado ADEM III 2000 o ABL, estos son los nombres que recibe este dispositivo, diferencias con respecto a los módulos electrónicos anteriores, dispone de dos conectores de 70 contactos o pines, es ce construcción mas liviana, las demás características son similares, se debe tener las mismas precauciones con respecto al montaje, lavado etc.
En este tipo de ECM la refrigeración por combustible puede estar disponible, depende de la aplicación.
En aplicaciones como motores Vehiculares, marinos e industriales las conexiones para la refrigeración esta disponible. En otras aplicaciones como en los Camiones de minería Ej. 797 los ECM de este tipo son utilizados para tener control sobre Transmisión, sistema de frenos, chasis. Aunque con un formato similar el ECM utilizados para el Sistema VIMS, este no puede ser intercambiado por ning uno de los anteriores.


CARACTERÍSTICAS ELECTRICAS
Independiente del tipo o aplicación, un ECM tiene algunas características básicas que permite su funcionamiento.
Señales de entrada
Señales de salida
Suministro de energía para los sensores que se le conectan
Suministro de energía desde baterías externas para su funcionamiento.




Tanto las Entradas como las Salidas están protegidas contra corto circuitos.

Los Módulos de control electrónico reciben alimentación desde el exterior, a través de baterías, por lo general, dos conectadas en serie de 12 volt. cada una, haciendo un total de 24 volt. Este es el voltaje nominal de trabajo, sin embargo un regulador interno protege de sobre cargas o sobre voltajes; el rango de suministro aceptado fluctúa entre + 9 volt. y + 40 volt.
Los ECM disponen de una fuente de poder interna que proporciona distintos tipos de voltajes para energizar componentes como sensores y Actuadores. Estos voltajes pueden tener una variación, como se indica a continuación. La citada fuente consta con protección contra corto circuitos, a tierra en forma indefinida.
+ 5 volt. + - 0.5 V Voltaje de Suministro para sensores análogos

+ 8 volt. + - 0.5 V Voltaje de Suministro para sensores Digitales o PWM

+ 12,5 volt. + - 1 V Voltaje de Suministro para sensores de frecuencia electrónicos.                       Algunos sensores de este tipo se alimentan con voltaje directo de las baterías del equipo

+ 105 volt. + - 0.5 Voltaje de Suministro para s solenoides para inyección de combustible

COMUNICACIÓN

Los módulos de control electrónico (ECM) utilizan tres modos para establecer comunicación entre ellos y algunas herramientas de servicio, por Ejemplo Electronic Technician Técnico Electrónico mas conocido como “ET”

CAT DATA LINK

Dos de estos modos utiliza tres cables para establecer la comunicación; un (+) un (-), ambos con respecto a chasis o tierra. Que en los esquemas eléctricos se les denomina CDL + y CDL - o ATA + y ATA -
El sistema mas conocido es el llamado Cat Data Link Enlace de Datos Caterpillar, que permite la comunicación entre los distintos ECM que pueda tener un equipo Caterpillar como por ejemplo, ECM de Motor, Transmisión, Sistema de implementos, Frenos, Modulos de visualización, etc. Además permite comunicarse con las herramientas de servicio como “ET” .

También existe otro modo de comunicación denominado ATA Data Link que en ingles significa American Truck Asosiaton. Enlace de datos de Asociación de transportistas americanos, principalmente utilizado en motores para aplicación vehicular; para establecer comunicación con la herramienta ET Tanto para diagnosticar como para programar ( este tipo de motores no utiliza el sistema Cat Data Link, salvo aplicaciones muy especificas.
En los ECM utilizados en equipos para la minería, uso industrial, en generación, el modo ATA Data, solo se utiliza para programar los ECM a través de un programa llamado Flash, que es parte del ET.
Cabe señalar que este modo de comunicación en el camión 797 solo lo utiliza el ECM maestro, los demás ECM tanto para realizar diagnósticos como para programar se utiliza CAT DATA LINK.
CAN DATA LINK Se utiliza solamente para establecer comunicación entre los ECM Esclavos con el Maestro en el motor del Camión 797. Los demás ECM utilizados en este equipo también disponen de este sistema o modo pero solo para aplicaciones futuras.
Este modo cuenta con un arnés especial, es un cable apantallado o blindado para impedir que campos electromagnéticos cercanos puedan alterar la comunicación que en este caso de mayor velocidad, que los sistemas antes mencionados.

HARDWARE Y SOFTWARE
Descripción y Operación del Sistema:
El Módulo de Control Electrónico (ECM) es un computador que controla el motor u otro componente del equipo. El módulo de personalidad contiene el software que determina la función del ECM. Estos trabajan en conjunto.
El ECM consta de las siguientes partes:
Un microprocesador que ejecuta las siguientes funciones en un del ECM de motor: regulación, control de sincronización de la inyección, funciones de diagnóstico del sistema y comunicación a través del enlace de datos.
Una memoria permanente que almacena los parámetros programables y los códigos de diagnóstico
Circuitos de entrada que filtran el ruido eléctrico o campos electromagnéticos de las señales que
provienen de los de sensores.
Circuitos de entrada que protegen los circuitos internos en el ECM contra niveles potencialmente
perjudiciales de voltaje.
Circuitos de salida que proporcionan voltajes para alimentar los solenoides de los inyectores, los Sensores, relés, etc.

El módulo de personalidad

El Módulo de Personalidad es una memoria que contiene el software necesario para el ECM.
En esta memoria se almacenas todas las características que definen el tipo de componente y en que aplicación va trabajar, por ejemplo en un motor se almacenará Los mapas de control que definen condiciones de operación tales como la sincronización y los regímenes de combustible, la relación aire combustible las curvas de potencia y torque. Estos mapas ayudan a lograr el rendimiento óptimo del motor y el consumo óptimo de combustible. Los mapas se programan en el módulo de personalidad en la fábrica.
El módulo de personalidad en motores más antiguos pueden actualizarse solamente sacando el módulo y reemplazarlo por otro.
Actualmente se usa un tipo nuevo de pastilla de memoria que se puede programar por medio de la herramienta Técnico Electrónico Caterpillar (ET). Se denomina memoria "FLASH". La memoria "FLASH" tiene la ventaja de retener indefinidamente la información programada y se puede reprogramar sin abrir la caja del ECM. Este proceso de programación Flash se realiza por medio del uso de un programa que lleva el mismo nombre y que es parte del CAT ET . ( "Programación Flash".)
Nota: En algunos ECM todavía es posible sacar y reemplazar el módulo de personalidad. Sin embargo el método recomendado es a través de la Programación Flash, ya que actualmente no todos los ECM tienen acceso físico para reemplazar dicho modulo.
Cuando se debe utilizar la Programación Flash
Se pueden dar varias situaciones en las que puede ser requerido este programa, a continuación se describirán cada una de estas.
Cambios del software del modulo de personalidad, recomendado por la fabrica, por actualizaciones o para mejorar el rendimiento del motor, reemplazo de partes por reingeniería asociadas a un nuevo software.
Cuando es reemplazado un ECM
Cuando el modulo de personalidad pudiera dañarse o desprogramarse, situación que es muy poco probable que ocurra.
Cuando un ECM es reemplazado por otro usado, y o pertenece a otro motor usado en una aplicación distinta, o existen diferencias en las curvas de potencia o torque.

El programa Flash es el primer paso a realizar en un ECM nuevo, si se conecta una la herramienta ET en un ECM que no se haya programado el Modulo de Personalidad, no se establecerá comunicación alguna, ya que este viene en blanco, como se mencionó anteriormente los ECM de motor pueden ser usado por cualquier miembro de su familia.
Una vez programado el Modulo de Personalidad se debe configurar, es decir realizar un ajuste fino por así decirlo, en la configuración de un ECM de motor, existen por lo general cuatro parámetros programables, los dos últimos son de suma importancia ya que tienen relación con la entrega de combustible
Identificación del equipo Puede ser N° de serie del equipo o N° interno
Numero de serie del motor Debe ser de ocho caracteres de largo letras de la A a la Z mayúsculas o minúsculas y o números del 0 al 9.

FLS Fuel Load setting Ajuste de combustible a plena carga

FTS Fuel Torq Setting Ajuste de combustible a al par o torque máximo

Los demás parámetros pueden variar de acuerdo al tipo de motor y la aplicación.

ESTRUCTURA DE INTERNA DE UN ECM
A parte del Modulo de Personalidad los ECM tienen incorporada otra memoria conocida como RAM no volátil, es decir la información almacenada no depende de la alimentación.
En esta memoria se almacena los parámetros de configuración antes mencionados, como también los Códigos de Diagnostico Registrados o almacenados y los Eventos Registrados.
Los ECM tienen la capacidad de realizar diagnósticos en los distintos sistemas del equipo de acuerdo ala información recibida por los sensores, pero también son capaces de auto diagnosticar es decir realizar un revisión interna. Ante una falla o mal funcionamiento de algún componente se genera un Código de diagnostico Activo, basta que la falla o mal funcionamiento, permanezca al menos durante un segundo activa, para que almacene como un código de diagnostico registrado, siempre y cuando el problema sea de tipo eléctrico.

EVENTOS REGISTRADOS
Al producirse un mal funcionamiento en alguno de los componentes del equipo, el ECM, a través de la información proporcionada por los sensores, compara estos valores con los almacenados en el Modulo de Personalidad, generándose un Evento Registrado, este tipo fallas no se deben al sistema electrónico. Este sistema determino un mal funcionamiento en el equipo. U n ejemplo de Eventos Registrados es:
Baja presión de aceite del motor
Alta temperatura de refrigerante de motor
Sobre velocidad del motor
Alta temperatura de gases de escape
Restricción de filtro de aire
Estas fallas constituyen un peligro para el equipo, y deben ser atendidas de inmediato.
Consecuencia de lo anterior se genera un Evento Registrado, estos son almacenados en la memoria del ECM antes mencionada, para eliminar o borrar estos códigos se requiere de la herramienta de servicio ET y contraseñas de fabrica, que pueden obtenerse con la debida autorización de la pagina web de Cat.

Como se había mencionado anteriormente existen varios motivos para realizar transferencia de archivos flash a un ECM , lo que a continuación trataremos es aplicable solamente a los ECM utilizados en Motores.

CASO I
Se necesita programar un ECM nuevo, esta situación no debería presentar mayores problemas, ya que el ECM viene en blanco y no hay antecedentes anteriores.
Seleccione el archivo Flash correspondiente a ese motor, conecte la herramienta ET , seleccione en el menú de utilidades “Win Flash” proceda con la transferencia.

CASO II

En aquellos casos en que es necesario reprogramar un ECM, para realizar un actualización, sugerida por la fabrica, dependiendo de la razón por la que se deba realizar el cambio, puede ocurrir lo siguiente:
Se selecciona el archivo sugerido por la fabrica, se conecta la herramienta ET, Se realiza la transferencia Flash, siguiendo el mismo procedimiento del caso anterior , terminada la transferencia, se conecta con ET, un mensaje aparece indicando una falta de correspondencia en el Modulo de Personalidad, Da como alternativa apretar el botón OK para reprogramar o apretar el botón cancelar para hacer caso omiso de la falta de correspondencia.
Si se opta por la segunda opción se lograra la comunicación, pero si se selecciona en el menú de Diagnósticos, Códigos activos se podrá observar el 253 02 , mientras este código esté presente el motor no arrancará ya que se deshabilita la inyección de combustible.
Si se escoge la primera opción aparecerá un cuadro de dialogo solicitando un juego de contraseñas de fabrica para reprogramar el Modulo de Personalidad.
La misma situación se produce al programar un ECM para cambio de aplicación.
Las situaciones planteadas en el caso II se producen debido a que los archivos de Modulos de Personalidad contienen una llave seguridad llamada Inter. Lock Code asociada a un número, que en el momento de realizar la transferencia Flash, éste N° es trasladado a la memoria permanente del ECM, de manera que si el N° de Inter. Lock code no coincide con el registrado en la memoria permanente del ECM se produce la falta de correspondencia.

Hasta la próxima!!!

3 comentarios:

  1. amigo, me podría ayudar que significa cada letra y numero que compone el numero de serie del equipo ej: 7EK00649, además entregar datos específicos de los VIMS 64K, ABL y 3G

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  2. Me podrian ayudar con un problema en mi ECM caterpillar?

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  3. mi estimado tengo un problemita con un 3508b electronito (1fz01003) no se si este numero sirva el motor prende genera pero a las 2 horas se baja las revoluciones y despues de 5 minutos se apaga u solo indica que es el modulo de velocidad ya le reemplase el de velocidad y tambien el picak y aun asi sigue en lo mismo y en la computadora solo refleja en modulo de velocidad. en que parte me puedo enfocar para solucionar el problemita. desde ya quedo muy agradecido..

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