¿Qué es una ECU de Automoción?
Una ECU de automoción es un dispositivo que controla electrónicamente varias funciones de un vehículo.
En el pasado, los motores se controlaban cada vez más electrónicamente para cumplir la normativa sobre emisiones, y se instalaban ECU ́ s para permitir un control más preciso. En aquella época, ECU significaba “Unidad de Control del Motor” (Engine Control Unit).
En cambio, las ECU’ s de automoción actuales se denominan “Unidades de Control Electrónico” porque, además de controlar el motor, controlan funciones como la transmisión, los frenos, la dirección asistida y los airbags, y en cada vehículo se instalan entre 50 y 100 ECU’ s.
Usos de las ECU de Automoción
En los vehículos se instalan una gran variedad de tipos diferentes de ECU’ s de automoción, dependiendo de su uso previsto.
- ECU de Control del Motor
Controla la cantidad de inyección de combustible y la sincronización del encendido que necesita el motor. - ECU de Control de Híbridos
Controla el motor de los vehículos híbridos para accionarlos de forma óptima según condiciones como el arranque y la conducción normal. - ECU de Control de la Transmisión
Controla el cambio entre varias relaciones de transmisión según sea necesario. - ECU de Control de la Dirección Asistida
Controla el volante para que el conductor pueda dirigir el vehículo con menos esfuerzo. - ECU de Airbags
Despliega los airbags determinando el nivel de impacto en caso de colisión del vehículo. - ECU del Sistema Avanzado de Ayuda a la Conducción
Da soporte a diversas aplicaciones, como el frenado anticolisión, el control de la distancia y las actualizaciones de software mediante comunicación inalámbrica.
Principios de las ECU de Automoción
Las interfaces de las señales enviadas desde los sensores a las ECU’ s de automoción se clasifican en señales on-off, señales analógicas y comunicaciones en serie. Entre ellas, la comunicación en serie procesada digitalmente incluye CAN (Controller Area Network) con un sistema de tensión diferencial que utiliza dos hilos, LIN (Local Interconnect Network) con una estructura de bus de tipo línea, comunicación de sólo transmisión entre el sensor y la ECU de uno a uno, SENT (Single Edge Nibble Transmission), una comunicación de sólo transmisión de uno a uno entre sensores y ECU’ s, y PSI (Peripheral Sensor Interface), una comunicación de par trenzado, dos hilos y modulación de corriente.
1. CAN (Red de Área de Controlador)
La comunicación convencional de ECU a ECU requiere un gran número de cables, lo que aumenta el peso y la necesidad de asegurar el espacio de cableado. La comunicación CAN, en cambio, permite la conexión con menos mazos de cables y que varias ECU’ s compartan una misma información.
Si varias ECU’ s transmiten datos libremente, existe el riesgo de que se produzcan colisiones de datos. La solución es un mecanismo llamado CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) en CAN.
La información de prioridad se añade a los datos transmitidos. Incluso si varias ECU’ s transmiten datos al mismo tiempo, se compara la prioridad de los datos y se selecciona el dato con la prioridad más alta como el dato que se va a transmitir.
2. LIN (Red de Interconexión Local)
LIN se utiliza en sistemas de control de la carrocería en los que no se requiere una comunicación de alta velocidad. Algunos ejemplos son los retrovisores exteriores y los asientos eléctricos. Utiliza un sistema maestro-esclavo en el que la comunicación la realizan dos tipos de terminales: un nodo maestro que gestiona el programa de comunicación y un nodo esclavo que transmite y recibe datos.
3. SENT (Single Edge Nibble Transmission)
SENT se utiliza en la dirección asistida eléctrica, el control del motor, etc., donde se manejan señales analógicas de alta precisión, y se caracteriza por su alta velocidad de transmisión en comparación con la comunicación LIN. SENT se refiere a la comunicación sólo por transmisión entre sensores y ECU’ s.
Estructura de las ECU de Automoción
Las ECU’ s de automoción constan de un microcontrolador, dispositivos periféricos como los de entrada/salida y módulos de comunicación. En un automóvil, las señales detectadas por diversos sensores, como cámaras, radares de ondas milimétricas, sensores ultrasónicos y LiDAR (Light Detection and Ranging), se envían al dispositivo de entrada de la ECU de automoción, donde el microcontrolador de la ECU toma decisiones basadas en esta información y envía las señales a través del dispositivo de salida. El sistema se controla electrónicamente enviando instrucciones a los actuadores de cada parte del sistema.