¿Qué es la Unidad de Control del Motor?

Unidad de control de motor

La unidad de control de motor o ECU (por sus siglas en inglés Engine Control Unit) es una unidad de control electrónico que administra varios aspectos de la operación de combustión interna del motor. Las unidades más simples sólo controlan la cantidad de combustible que es inyectado en cada cilindro del motor. Las más avanzadas controlan el punto de ignición, el tiempo de apertura/cierre de las válvulas, el nivel de impulso mantenido por el turbocompresor y control de otros periféricos.

Las unidades de control de motor determinan la cantidad de combustible, el punto de ignición y otros parámetros monitorizando el motor a través de sensores. Estos incluyen: el sensor MAP, sensor de posición del acelerador, el sensor de tempera del aire, el sensor de oxígeno y muchos más. Frecuentemente esto se hace usando un control repetitivo, como el controlador PID.

Funciones

Control de la inyección de combustible

Para un motor con inyección de combustible, una ECU determinará la cantidad de combustible que se inyecta basándose en un cierto número de parámetros. Si el acelerador está presionado a fondo, el ECU abrirá ciertas entradas que harán que la entrada de aire al motor sea mayor. La ECU inyectará más combustible, según la cantidad de aire y la presión de la gasolina que esté pasando al motor. Si el motor no ha alcanzado la temperatura suficiente, la cantidad de combustible inyectado será mayor, haciendo que la mezcla sea más rica hasta que el motor esté caliente.

Control del tiempo de ignición

Un motor de ignición de chispa necesita para iniciar la combustión una chispa en la cámara de combustión. Una ECU puede ajustar el tiempo exacto de la chispa, llamado tiempo de ignición, para proveer una mejor potencia y un menor gasto de combustible. Si la ECU detecta un picado de bielas en el motor y “analiza” que esto se debe a que el tiempo de ignición se está adelantando a momento de la compresión, relantizará el tiempo en el que se produce la chispa para prevenir la situación.

Una segunda y más común causa que debe detectar este sistema es cuando el motor gira a muy bajas revoluciones para el trabajo que se le está pidiendo al vehículo. Este caso se resuelve impidiendo a los pistones moverse hasta que no se haya producido la chispa, evitando así el momento de la combustión produzca cuando los pistones ya han comenzado a expandir la cavidad.

Pero esto último sólo se aplica a vehículos con transmisión manual. La ECU en vehículos de transmisión automática simplemente se encargará de reducir el movimiento de la transmisión.

Control de la distribución de válvulas

Algunos motores poseen distribución de válvulas. En estos motores la ECU controla el tiempo en el ciclo del motor en el que las válvulas se deben de abrir. Las válvulas se abren normalmente más tarde a mayores velocidades que a menores. Esto puede optimizar el flujo de aire que entra en el cilindro, incrementando la potencia, evitando la mala combustión del combustible.

Unidades programables

Una categoría especial de unidades de control de motor son aquellas que son programables. Estas unidades no tienen un comportamiento prefijado y pueden ser reprogramadas por el usuario.

Las ECUs programables son requeridas en situación en las que las modificaciones después de la venta son importantes para el comportamiento final del motor. Entre estas situaciones se incluyen la instalación o cambio del turbocompresor, intercooler, tubo de escape o cambio a otro tipo de combustible. Como consecuencia de estos cambios, la antigua ECU puede que no provea de un control apropiado con la nueva configuración. Estas situaciones, una ECU programable es la solución. Éstas pueden ser programadas/mapeadas, conectadas a una computadora portátil mediante un cable USB mientras el motor está en marcha.

La ECU programable debe controlar la cantidad de combustible a inyectar en cada cilindro. Esta cantidad varía dependiendo en las RPM del motor y la posición del pedal de aceleración o la presión del colector de aire. El controlador del motor puede ajustar esto mediante una hoja de cálculo dada por el potencial en la que se representan todas las intersecciones entre valores específicos de la RPM y de las distintas posiciones del pedal de aceleración. Con esta hoja de cálculo se puede determinar la cantidad de combustible que es necesario inyectar.

Modificando estos valores mientras se monitoriza el escape utilizando un sensor de oxígeno se observa si el motor funciona de una forma más eficiente o no y se encuentra la cantidad óptima de combustible a inyectar en el motor para combinación de RPM y posición del acelerador. Este proceso es frecuentemente llevado a cabo por un dinamómetro, dándole al manejador del combustible un entorno controlado en el que trabajar.

Otros parámetros que son usualmente mapeados son:

• Ignición: Define cuándo la bujía debe disparar la chispa en el cilíndro.
• Límite de revoluciones: Define el máximo número de revoluciones por minuto que el motor puede alcanzar. Más allá de este límite se corta la entrada de combustible.
• Correcta temperatura del agua: Le dice a la ECU qué es necesario un mayor aporte de combustible cuando el acelerador es presionado.
• Modificador de baja presión en el combustible: Le dice a la ECU que aumente el tiempo en el que actúa la bujía para compensar una pérdida en la presión de combustible.
• Sensor de oxígeno: Permite que la ECU posea datos permanentes del escape y así modifique la entrada de combustible para conseguir una combustión ideal.
• Sensor de temperatura del motor: Al llegar a determinada temperatura, la ECU detiene el motor para evitar la deformación de sus partes interiores debido al punto de fundición de los metales que lo constituyen.

Algunas de las unidades de carreras más avanzadas incluyen funcionalidades como control de salida, limitación de la potencia del motor en la primera marcha para evitar la rotura de éste, etc. Otros ejemplos de funciones avanzadas son:

• Control de pérdidas: Configura el comportamiento de la puerta de pérdida del turbo, controlando el “boost”.
• Inyección Banked: Configura el comportamiento del doble de inyectores por cilindro, usando para conseguir una inyección de combustible más precisa y para atomizar un alto rango de RPM.
• Tiempo variable de levas: Le dice a la ECU cómo controlar las variables temporales en las levas de entrada y escape.
• Control de marchas.

ECU flashing

Muchos vehículos recientes, fabricados desde 1996 o posteriores usan ECUs OBDII, que son capaces de cambiar su programación a través de un puerto OBD. Entusiastas del motor con coches modernos aprovechan las ventajas de esta tecnología modificando sus motores. En vez de utilizar un nuevo sistema de control de motor, uno puede utilizar el programa apropiado para ajustar la antigua ECU. Haciendo esto, es posible mantener todas las funciones y el cableado mientras se utilizan ciertos programas de modificación de parámetros. Esto no debe ser confundido con el chip tuning, en el que el propietario tiene una ECU ROM físicamente reemplazada por una distinta – este caso no requiere modificación de “hardware”, aunque un equipamiento especial si es necesario.