“Equipo para diagnóstico de motores con inyección electrónica”

Proyecto:
“Equipo para diagnóstico de motores con inyección electrónica”
Juan Sebastián Nieto
Director: Ing. Walter Andrés Gemin
Año 2011
RESUMEN
INTRODUCCION
INTRODUCCION
Los equipos de diagnóstico para vehículos con
computadoras de a bordo son una herramienta muy
utilizada actualmente en la mayoría de los talleres de
servicio mecánico, debido a la necesidad de conocer
datos de diagnóstico y el estado de los distintos
sistemas.
En 1991 surge una regulación que exige a los
fabricantes de la industria automotriz a instalar un
sistema de monitoreo de los componentes relacionados
con dicha emisión de gases. Agregado a esto, la
inyección electrónica en los automóviles ya estaba
siendo aplicada en algunos modelos de distintos
fabricantes, proveyendo a los automóviles mejoras en
materia de consumo de combustible. El objetivo de la
inyección electrónica es la de suplantar los sistemas de
carburación mecánicos para obtener una mezcla en
promedio muy cercana a la estequiométrica (14,7
partes de combustible a 1 de aire).
En el presente proyecto, se construyó un equipo de
diagnóstico que permite obtener datos de motores con
inyección electrónica que cumplen con el protocolo
OBD2, intentando ofrecer un entorno amigable en PC.
Para su desarrollo, se estudió dicho protocolo, logrando
una comprensión del mismo y analizando las diferentes
posibilidades de aplicación, haciendo uso finalmente
para la comunicación eléctrica entre la computadora de
a bordo y una PC el circuito integrado ELM327 de la
firma Elm Electronics. El mismo, es un adaptador de
protocolos OBD2 a RS232, que posee capacidad de ser
controlado mediante comandos AT. Se muestra su
diagrama de bloques en la figura 1.
Figura 1 – Diagrama de bloques del ELM327
Una vez establecida la implementación física, se
programó en Visual Basic una aplicación que permite
realizar la comunicación de la PC con el vehículo y
mostrar los datos obtenidos de una manera accesible
para el usuario, sin que el mismo deba encargarse de
introducir comandos AT o configuraciones que no le son
necesarias conocer.
Finalmente, se logró programar un software muy
confiable y totalmente interactivo, que en conjunto a la
aplicación física conforman un equipo totalmente
compatible con los vehículos de última generación,
proveyendo así una herramienta sumamente útil y
completa para el diagnóstico de motores con inyección
electrónica.
Teniendo como base la aplicación de la electrónica en
los nuevos sistemas de inyección y la regulación
impuesta, se desarrollaron los sistemas de monitoreo,
surgiendo en primera instancia los sistemas OBD (“On
Board Diagnostics”), en los cuales cada fabricante
contaba con un protocolo propietario para el
diagnóstico de sus productos. Con la natural evolución
que se genera a partir del avance de la tecnología y en
adición a que los protocolos implementados por los
fabricantes no eran suficientemente efectivos en
términos de control de emisiones, se llegó a lo que hoy
en día es conocido como protocolo OBD2. Este mismo
es un protocolo que está estrictamente estandarizado,
definiendo desde capas físicas hasta de aplicación para
el diagnóstico automotriz.
Este protocolo está implementado en todo vehículo que
salga a la venta hoy en día, no solamente aportando
una mejora en términos de reducción de emisiones
contaminantes sino también permitiendo, a partir de
herramientas de diagnóstico, conocer las probables
fallas detectadas en el vehículo como así la adquisición
de datos de los sensores y actuadores involucrados en
el proceso de control de la inyección de combustible.
La idea llevada a cabo en este proyecto es la de crear
una herramienta de diagnóstico implementada en PC
orientada a la lectura de los sistemas OBD2 de
inyección electrónica para todo tipo de usuarios. En
especial es dirigida hacia personal de talleres de
servicio mecánico, aunque en base a un entorno
amigable que permita ser utilizada por cualquier tipo de
usuario sin conocimientos técnicos en mecánica
automotriz. Es así que se desarrolla el presente
proyecto, “Equipo para diagnóstico de motores con
inyección electrónica”.
DESARROLLO
CONCLUSIONES
CONCLUSIONES
La implementación del proyecto se lleva a cabo
mediante el uso de una interfase OBD2 a RS232
(ELM327) para establecer la comunicación con la ECU
(“Engine Control Unit”), que es la unidad electrónica de
control de inyección, una interfase RS232 a USB para la
conexión a PC y finalmente un programa en
computadora que es el encargado de interactuar con el
usuario y mantener la comunicación con el vehículo
mediante las interfaces antes mencionadas haciendo
uso del puerto USB. El diagrama de bloques de la
implementación práctica se muestra en la figura 2.
En el presente proyecto, teniendo como base los
conocimientos adquiridos durante la carrera y
profundizando en temas específicos, como el protocolo
OBD2 y programación en Visual Basic, se desarrolló una
herramienta muy útil para el diagnóstico de motores
con inyección electrónica, testeada con éxito en
diversos automóviles, con un entorno muy amigable y
orientada a cualquier tipo de usuario con conocimientos
básicos de computación.
Figura 2 – Diagrama de bloques de la implementación
Del programa en computadora, se pretende lograr que
presente diversas funcionalidades acordes a los datos
adquiridos y su forma de presentación. Entonces, se
decide implementar un programa que posea diferentes
ventanas de acuerdo a la operación que se esté
efectuando. Las funciones que debe tener dicho
programa son: el inicio de la comunicación, proveyendo
la mayor cantidad de información cuando la misma no
pueda ser efectuada; diagnóstico de sistemas OBD2,
con la presentación de los códigos de falla y su
significado, además de brindar la posibilidad del
borrado de los mismos; obtención de los parámetros de
medición indicados en el estándar OBD2 y, finalmente,
la posibilidad de graficar la evolución temporal de
aquellos que merezcan éste interés.
En función a las características deseadas para el
programa en computación establecidas anteriormente,
se implementa un programa con cuatro ventanas
diferentes dedicadas, cada una de ellas, a una función
determinada.
Entonces,
se
tendrán
las
ventanas:”INICIO”, “DIAGNOSTICOS”,
“MEDICIONES”
y “GRAFICOS”, como se muestra en la figura 3.
Figura 3 – Captura de pantalla del software
Este tipo de herramientas, conocidas comercialmente
con el nombre de “Scanner”, son utilizadas en la
actualidad por la mayoría de los talleres de reparación
de automóviles debido a la necesidad de contar con la
capacidad de diagnosticar los sistemas de a bordo.
Si bien el proyecto está orientado inicialmente sólo a la
parte de inyección electrónica, como mejora a futuro, se
puede plantear la posibilidad de expandir el software a
cualquier otro de los sistemas con control electrónico
de un automóvil. La limitación que se impone es que los
protocolos de dichos sistemas son propietarios de las
fábricas y se debe pagar una licencia para obtenerlos.
No obstante, si se da un enfoque comercial a la
herramienta desarrollada, la expansión a otros
sistemas es totalmente realizable mediante la
programación del software, dado que eléctricamente se
tiene la posibilidad de comunicación con todos los
protocolos existentes.
BIBLIOGRAFIA
[1]. Norma SAE-J1962
[2]. Norma SAE-J1979
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www.findarticles.com
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www.elmelectronics.com/appnotes.html
[7]. Norma SAE-J2178
[8]. Norma ISO-14230
[9]. Recursos Visual Basic.
www.recursosvisualbasic.com.ar