ELECTRONICA APLICADA sensores y actuadores.pdf

Electrónica Aplicada Unidad IV Sensores y Actuadores 1
Héctor Alejandro Del Pino Muñoz
Ing. (E) Mecánico Automotriz
INSTITUTO PROFESIONAL INACAP
CONCEPCIÓN – TALCAHUANO
“ELECTRÓNICA APLICADA”
Unidad Nº IV Sensores y Actuadores
Profesor : Sr. Héctor Alejandro Del Pino Muñoz
Programa de Estudios : Ing. en Maquinaria y Vehículos Automotrices
Mecánica Automotriz
Mecánica Automotriz en Sistemas Electrónicos
Semestre : Tercero
Semestre Lectivo : Otoño
Talcahuano, Mayo del 2006

ELECTRÓNICA APLICADA 88 hrs.
Programa: Unidad IV Tipos de sensores y actuadores utilizados en
control electrónico (10 hrs.)
Sensores resistivos
Circuitos electrónicos
Bibliografía: Electrónica Analógica
SCHAUM
Edición, 1987
Ed. Mc Graw-Hill. España.
Circuitos Electrónicos Discretos e Integrados
SCHILING y BELOVE
Edición, 1997
Editorial Marcombo
Principios de Electrónica
MALVINO, ALBERT PAUL
Edición, 1997
Ed. Mc Graw-Hill. España.
Dispositivos Electrónicos en el Automóvil
GILLIERI, STEFANO
Edición, 1997
Editorial Ceac

UNIDAD IV SENSORES Y ACTUADORES APLICADOS A CIRCUITOS ELECTRÓNICOS
4.1.- Introducción:
Los sensores y actuadores son los encargados de captar una señal y recibir ordenes, que van y
llegan de la Unidad de Control Electrónica (ECU ó ECM) del automóvil, sin embargo, su campo de aplicación es
en cualquier sistema que incorpora la electrónica, es decir, el campo: industrial, aeroespacial, naval, militar,
automotriz, etc...
En el automóvil se ha incorporado la electrónica y es por ello que su utilización allí se ha
masificado y nuestro estudio será dirigido a aquellos dispositivos, que se encuentran en los distintos sistemas
con tecnología moderna.
No podemos dejar de mencionar, antes que nada, a la Unidad que deberá analizar los datos que
reciba y así dar señales de trabajo, nos referimos a la Computadora del vehículo.
4.2.- Módulo de Control Electrónico ECM ó ECU
Los sistemas electrónicos del automóviles de hoy en día son controlados por una computadora.
La palabra “Computadora”es un término extenso, una computadora es cualquier dispositivo que
puede tomar información de entrada y realizar un conjunto de instrucciones, generando después una salida
específica. Los datos de entrada pueden ser:
• Carga del motor
• Temperatura del motor
• Velocidad aplicada en la transmisión
• Velocidad del vehículo
La Computadora también realiza funciones de salida específica. Entre estas funciones están:
• Dosificación del combustible
• Control del sistema AIR BAG
• Ajustar el tiempo de encendido
• Control de los cambios de velocidad de la transmisión
a) Señales de Voltaje: Las computadoras usan voltaje para comunicarse con sus dispositivos de entrada y
salida, y para comunicarse con otras computadoras. Hay dos tipos básicos de señales de voltaje que se
usan para lograr esta comunicación: análoga y digital.
Señal Análoga: se describe como continua y
variable. Un ejemplo de esta señal la proporciona
el sensor TPS que trabaja de 0 a 5 [V]
aproximadamente, proporcionando esa señal en
un barrido completo del sensor.
Fig. 1.1. Señal Análoga
Señal Digital: Esta tiene únicamente dos niveles
de voltaje: ON y OFF. Este es el único tipo de
señal que la ECM entiende. Por lo tanto, cualquier
señal análoga debe ser convertida en una señal
digital. El sensor de efecto Hall, es de este tipo.
Fig. 1.2 Señal Digital

b) Modo de funcionamiento: Tiene dos condiciones: Open Loop (lazo abierto) y Closed Loop (lazo cerrado).
OPEN LOOP (lazo abierto): Cuando el motor es puesto en marcha y está funcionando arriba de 400 a 600
rpm, el sistema está en lazo abierto, el ECM no usa la señal del sensor de oxígeno, ya que se encuentra
frío y no capta lo que ocurre con los gases de escape. En lugar de esto, calcula la relación de aire –
combustible en base a las señales del sensor TPS, el sensor ECT, y/o la IAT, la señal del MAP o MAF para
calcular la carga del motor y los pulsos de referencia de ignición para la velocidad del motor, como se
muestra en la figura 1.3.
Fig. 1.3. Lazo Abierto
El sistema permanecerá en lazo abierto hasta que se reúnan las siguientes condiciones:
• El voltaje de salida del sensor de oxígeno este variando, mostrando que está lo suficientemente
caliente (200 ºC o mas alto) para funcionar correctamente y estar enviando al ECM una señal
válida.
• El sensor de temperatura del refrigerante está arriba de una temperatura específica, la cual varía
con la aplicación individual de cada motor.
• Un período de tiempo específico. Después de que el motor fue puesto enmarca, el cual varía con
la aplicación del motor
Los valores específicos para estas condiciones están almacenadas en el PROM o MEM-CAL del ECM, los
cuales son calibrados a las especificaciones individuales del vehículo.
CLOSED LOOP (lazo cerrado): Cuando se reúnen las condiciones de tiempo, señal del sensor de
oxígeno y señal del sensor de temperatura del refrigerante, el sistema pasa a lazo cerrado, esto significa
que el ECM está corrigiendo la relación de aire – combustible, basándose en la señal de voltaje del sensor
de oxígeno, la cual varía constantemente, como se muestra en la figura 1.4.
Monitoreando constantemente el contenido de oxígeno en los gases de escape, el ECM puede mantener la
relación de aire – combustible muy cerca de la relación ideal de 14,7 : 1 (estequiométrica). Este es el punto
donde el convertidor catalítico es más eficiente.
Fig. 1.4 Lazo cerrado

El ECM monitorea diversos sensores para conocer la condición de operación del sistema del
vehículo. El contenido incluye los diferentes tipos de circuitos de los sensores, su función, y el amplio rango de
sensores usados en los sistemas electrónicos automotrices. Por lo tanto tenemos:
El ECM usa sensores para tomar sus decisiones de operación.
Tipos de entradas incluyendo: interruptores de frecuencia y variables.
Muchos sensores cambian la señal que les es enviada por el ECM, de tal forma que el ECM pueda
identificar un valor para ese parámetro de operación.
El sensor de Oxígeno es único ya que genera un voltaje y la mayoría de las veces es la principal
entrada usada por el ECM para determinar la relación aire – combustible.
Otros sensores importantes monitorean el aire de admisión, la temperatura del refrigerante, la posición
del acelerador, la operación del sistema de ignición, velocidad del motor y velocidad del vehículo.
El ECM también puede monitorear condiciones de operacionales secundarias, tales como: la presión
del sistema de aire acondicionado, temperatura del fluido de la transmisión, y la presión del sistema de
la dirección asistida hidráulicamente; para mayor eficiencia del motor y la operación de los
componentes relacionados.
El ECM controla varios dispositivos relacionados con la operación del sistema de inyección de
combustible y otros. Con el fin de tomar decisiones, el ECM depende de la información de su red de sensores e
interruptores localizados en diferentes puntos del vehículo. La información de éstos sensores puede ser
considerada de entrada ECM, figura 1.5
Parámetros de Operación
ENTRADAS
Sistemas Controlados
SALIDAS
Lado de alta presión del A/C
A/C “ON” o “OFF”
Posición del árbol de levas
Interruptor de control de velocidad
crucero “ON” o “OFF”
Señal EGR
Temperatura del refrigerante ECT
Señal de arranque del motor
Voltaje bomba de combustible
Referencia de ignición
Temperatura del aire admisión IAT
Sensor de detonaciones KS
Presión absoluta en el múltiple de
admisión MAP
Masa y flujo de aire MAF
Sensor de Oxígeno
Interruptor posición Park/Neutral P/N
Presión dirección hidráulica PSPS
Voltaje del sistema
Posición del acelerador TPS
Velocidad embragad de transmisión
MODULO DE
CONTROL DEL
MOTOR ECM
Relevador del compresor del A/C
Sistema AIR
Sistema EVAP
Control de velocidad crucero
Diagnóstico: luz MIL - DCL
Relevador bomba de combustible
Sistema EGR
Inyectores de combustible
Control de aire de marcha mínima
IAC
Control de ignición IC
Embrague del convertidor de par
Fig. 1.5 Parámetros de entrada – salida del ECM
4.3.- Operación General:
La operación empieza con una señal que es enviada, o que proviene de un sensor. La señal de
voltaje (entrada) es usualmente de 5 o 12 [V], esta señal también es conocida como voltaje de referencia (VRF).
Los circuitos internos del ECM monitorean la señal, después la señal de entrada es usada por el ECM para
realizar varios cálculos.

Método de Operación: Dependiendo de su método de operación, las entradas se clasifican en varias
categorías: interruptores, señales digitales, y sensores variables. Los interruptores proporcionan información
“ON” u “OFF”, mientras que los sensores variables proporcionan un amplio rango de valores.
El tipo de señal más simple que recibe el ECM es
conocido como una entrada de interruptor, es una
señal clara en dos estados High (Alta, “ON”) o Low
(Baja, “OFF”), dependiendo del estado del interruptor
(abierto o cerrado). Sin embargo, el ECM puede
recibir dos tipos de señales de entrada de
interruptores, dependiendo de la ubicación de la fuente
de alimentación que energiza el circuito.
El circuito “Pull-Up” figura 1.6, es alimentado por una
fuente externa al ECM. Cuando el interruptor se cierra
el voltaje de la fuente externa genera una señal de
referencia alta (high – On). El interruptor abierto, por
otra parte genera una señal de referencia baja (low –
Off).
El circuito “Pull-Down” figura 1.7, es alimentado con
una señal de voltaje de referencia proveniente de una
fuente del ECM. Cuando el interruptor se cierra, la
fuente de voltaje es conducida a una tierra externa al
ECM y registra una señal baja (low – Off). Cuando el
interruptor está abierto el ECM registra una señal de
referencia alta (high – On).
Sensores de entrada digital: Los ejemplos de estos
tipos de sensores incluyen a: el sensor MAF, de rpm
(hall). Esta es una señal ON – OFF, similar a la del
interruptor. La diferencia está en que el sensor
conmuta rápidamente la señal (ON-OFF) y el ECM usa
el porcentaje, al cual el sensor conmuta la señal,
como una señal de entrada.
Fig. 1.6 Circuito Pull – Up
Fig. 1.7 Circuito Pull - Down
Fig. 1.8 Circuito Digital
Sensores variables: Estos sensores pueden ser: reóstatos, termistores (dos cables) o potenciómetros (tres
cables). Estos tipos de sensores pueden proporcionar un amplio rango de señales de voltaje, proporcionando
una variedad de lecturas.
Si el sensor tiene un cable, este cable conduce el voltaje de referencia del ECM, y el circuito es
completado a tierra a través del cuerpo del sensor, (figura 1.9). El ECM monitorea el voltaje del cable y usa este
voltaje como una señal de entrada. El sensor de oxígeno es un ejemplo de un sensor de un cable.
Si el sensor posee dos cables, un cable conduce el voltaje de referencia del ECM. El otro es el
cable de tierra, el cual va hacia el ECM o a una tierra externa (figura 1.10). El ECM obtiene la señal de entrada,
por medio del monitoreo de la línea del voltaje de referencia. Un ejemplo de esto seria el sensor ECT.
Si el sensor tiene tres cables, uno es para el voltaje de referencia, un circuito de tierra de retorno
al ECM y un cable para la señal de voltaje (figura 1.11). El ECM monitorea el cable de la señal para obtener los
valores de entrada. El sensor TPS es un ejemplo típico de este tipo de sensor.

Fig. 1.9 Sensor de Oxígeno de un cable
Fig. 1.10 Sensor ECT de dos cables típico
Fig. 1.11 Sensor TPS de tres cables típico

4.4.- Sensores Resistivos:
Como su nombre los indica son sensores que actúan por efecto de una resistencia que varía en
función de lo que ocurra en su entorno, ya sea de manera directa (potenciómetro) o indirecta (temperatura,
presión, fuerza). Acá podemos destacar los siguientes:
a) Sensor de Temperatura del refrigerante (ECT = Engine Coolant Temperatura):
Es un termistor, generalmente de coeficiente negativo NTC. Está montado en la corriente del
refrigerante del motor. A temperaturas bajas del refrigerante, la resistencia del ECT es alta, mientras que a
temperaturas altas del refrigerante la resistencia del ECT es baja. En los sistemas con coeficiente positivo
PTC, el comportamiento es inverso.
El ECM suministra al sensor ECT una señal de referencia de 5 [V] a través de una resistencia
limitadora de corriente y mide la caída de tensión. Cuando el motor está frío el voltaje es alto y cuando el
motor está caliente el voltaje es bajo. Midiendo la caída de tensión el ECM puede conocer cuál es la
temperatura del refrigerante.
El ECM usa la información del ECT para hacer los cálculos
necesarios para:
• Entrega de combustible
• Control de ignición IC
• Sistema del sensor de detonaciones KS
• Velocidad de marcha mínima IAC
• Purga de cánister EVAP
• Sistema de recirculación de gases de escape EGR
• Operación del ventilador de enfriamiento Fig. 1.12 Sensor de Temperatura ECT
El esquema eléctrico se ha señalado en la figura 1.10
b) Sensor de Temperatura del aire de admisión (IAT = Intake Air Temperatura):
Al igual que el sensor ECT, puede ser del tipo NTC (generalmente) o del tipo PTC. Este sensor
se ubica en el flujo de aire de admisión del motor, para registrar la temperatura del aire de admisión, posee
dos cables.
Funciona de la misma manera que el sensor ECT, a temperatura baja del aire, la resistencia del
IAT es alta, mientras que a temperatura alta del aire, la resistencia del IAT es baja ( al igual su voltaje).
Las lecturas de la temperatura del aire son de
particular importancia durante el funcionamiento del
sistema en Lazo Abierto (motor frío). La lectura de
la temperatura del aire del múltiple de admisión es
necesaria para que el ECM:
• Ajuste la relación aire – combustible de acuerdo
a la densidad del aire, particularmente durante
la operación del motor frío, cuando el múltiple
de admisión y el combustible están debajo de la
temperatura de operación.
• Modifique el avance de chispa y el
enriquecimiento por aceleración.
• Determina cuando habilitar al sistema EGR. Fig. 1.13 Sensor de Temperatura IAT

Fig. 1.14 Señal del sensor ECT del tipo NTC Fig. 1.15 Señal del sensor IAT del tipo PTC
c) Sensor de posición de la mariposa de aceleración (TPS = Throttle position sensor):
El sensor TPS es un sensor de tres cables, una resistencia variable (potenciómetro) montado en
un cuerpo de aceleración y accionado por la flecha de la válvula de aceleración (figura 1.16). Cuando el
acelerador está cerrado, el ECM registra una señal de voltaje bajo. Cuando el acelerador está totalmente
abierto el ECM registra una señal de voltaje alto. Esto quiere decir, que la señal de voltaje cambia en
relación a la posición del acelerador, en marcha mínima alrededor de 0,5 [V] y totalmente abierto de 4,5 [V]
aproximadamente.
Un TPS roto o flojo puede causar descargas intermitentes de combustible de los inyectores y
una marcha mínima inestable, debido a que el ECM cree que el TPS se está moviendo. Cuando se
produzca un DTC en ECM utilizará un valor artificial como respaldo, devolviendo algo de rendimiento al
vehículo.
El ECM usa la información del TPS para calcular:
• Entrega de combustible
• Purga del cánister
• Tiempo de ignición
• Sistema EGR
• A/C
En algunos motores el TPS es ajustable (se debe seguir las instrucciones del fabricante). En
otros motores, el sensor no es ajustable y es auto – cero.

Fig. 1.16 Sensor de Posición TPS Fig. 1.17 Señal del Sensor TPS
TPS Ajustable: Tiene una ranura desplazable y roldana con forma de media luna. Después que este tipo
de sensor sea removido o reemplazado, debe ser ajustado conforme a las especificaciones correctas de tal
forma que el ECM reciba señales exactas del ángulo del obturador del acelerador.
TPS NO Ajustable: Tiene orificios y roldanas redondos, tiene un sistema que le permite un ajuste a auto –
cero del TPS de manera automática, una vez que se acciona el interruptor de ignición a la posición “ON”.
Mientras el voltaje del TPS esté dentro de un cierto rango (por ejemplo 0,2 y 1,25 [V]), el ECM determina
esto como el 0% de abertura del acelerador; el ECM calcula cualquier cambio (partiendo de este valor
básico) como un incremento en el porcentaje de abertura del obturador del acelerador.
Fig. 1.17 Sensor TPS No-Ajustable y Ajustable
La conexión eléctrica y descripción de la misma está especificada en la figura 1.11

d) Medidor del Flujo de Aire de Admisión:
Hay dos métodos para registrar el flujo de aire de admisión que entra al motor: Velocidad –
Densidad (Speed Density) y Masa y Flujo de Aire MAF (Mass Air Flow).
Velocidad – Densidad: Es un sistema de medición del flujo de aire de admisión por medio de registro de
los cambios en la presión del múltiple de admisión, que son el resultado de los cambios en la carga y
velocidad del motor. El ECM usa un sensor MAP para leer la presión absoluta del múltiple de admisión.
El ECM combina MAP con temperatura, eficiencia volumétrica y EGR para calcular la masa y flujo de aire.
Conforme se incrementa la presión absoluta del múltiple de admisión, se incrementa la densidad
del aire con lo cual se requiere un incremento de combustible. El ECM incrementa el ancho de pulso del
inyector para cumplir este requerimiento, basado en un flujo de aire calculado.
Sensor de Masa y Flujo de Aire MAF: Este sensor está ubicado en el ducto de aire de admisión y mide
el volumen y la densidad del aire que entra al motor. Debido a la forma en que este sensor hace sus
mediciones, el sensor MAF es capaz de medir la temperatura, densidad y humedad del aire de entrada.
Todas estas variables juntas determinan la “masa” de aire que entra al motor. El ECM lee la masa y flujo de
aire “actual” para calcular los requerimientos de combustible.
Todos usan el mismo principio de operación: La
resistencia de un conductor varía con la temperatura; en
el caso del sensor MAF, el conductor es mantenido a
una temperatura constante y calibrada. Conforme pasa
un mayor volumen de aire por el conductor caliente, (el
calor es transferido por el aire que está pasando) mayor
es la cantidad de corriente requerida para mantener la
temperatura constante del conductor. De manera
similar, si el aire es más húmedo, denso o frío, este
absorberá más calor del sensor, requiriendo más
corriente para mantener la temperatura del sensor. Esta
corriente se traduce en una señal de voltaje, diciéndole
al ECM cuanto flujo de aire hay, de esta forma al ECM
puede hacer sus cálculos para el control del
combustible y el tiempo de encendido, figura 1.18 Fig. 1.18 Señal del sensor MAF
Figura 1.19 Despiece de un sensor MAF

Fig. 1.18 Sensor MAF
Sensor MAF de Hilo Caliente (AC – Rochester): El sensor está
ubicado antes de la placa del acelerador en el flujo del aire de
admisión; y usa una pantalla tipo panal, para disolver la turbulencia
del aire. Los circuitos electrónicos del sensor están integrados en un
contenedor, el cual se encuentra entre el cuerpo del flujo de aire y el
difusor,
Este sensor MAF usa un elemento resistivo que es calentado a una
temperatura superior a la temperatura ambiente (figura 1.19). Este
calor se pierde conforme el flujo de aire pasa a través del elemento.
La energía necesaria para mantener caliente al elemento es
registrado por el ECM y le indica la masa y flujo de aire. Ya que la
señal del sensor MAF es convertida a una frecuencia, el ECM recibe
una lectura que ofrece alta resolución e inmunidad al ruido.
Sensor MAF (Hitachi): El sensor MAF usado en
algunos modelos, consiste en una pantalla para
disolver la turbulencia del aire, un termistor para
medir la temperatura del aire de admisión, un
elemento calentado y un módulo electrónico (figura
1.19).
Un pasaje pequeño dentro del sensor dirige parte del
flujo de aire para que pase por el termistor y el
elemento calentado. El módulo mide la corriente
eléctrica necesaria para mantener el elemento
calentado a una temperatura constante. La señal
digital de 5 [V] es convertida por el ECM en el rango
del flujo de aire en gramos/segundos.
Fig. 1.19 Sensor MAF Hitachi
Fig. 1.20 Circuito eléctrico del sensor MAF

Fig. 1.21 Señal digital del MAF – MAP Fig. 1.22 Señal análoga del MAF – MAP
Sensor de presión absoluta del múltiple de admisión (MAP): Es un sensor de tres cables, está
localizado en el compartimento motor y está conectado a la presión del múltiple de admisión (vacío) (figura
1.23). El sensor MAP mide los cambios de presión del aire en el múltiple de admisión, con el fin de calcular
los requerimientos de combustible y el tiempo de encendido.
La presión absoluta del múltiple de admisión es
exactamente lo opuesto al vacío del múltiple; esto quiere
decir que, el MAP es bajo cuando el vacío es alto
(acelerador cerrado), y el MAP es alto cuando el vacío es
bajo (acelerador totalmente abierto). Cuando el motor no
está funcionando, la presión en el múltiple de admisión es
la presión atmosférica y el sensor está registrando la
presión barométrica (BARO).
La lectura de BARO es usada durante el arranque del
motor, para calcular la entrega de combustible, así como,
durante el funcionamiento del motor para la entrega de
combustible y tiempo de encendido.
Fig. 1.23 Sensor MAP
Sensor MAP tipo medidor de esfuerzo: Este sensor contiene un chip de Silicona, de aproximadamente
3 [mm2], está ubicado en una caja sellada la cual está conectada al múltiple de admisión. Una presión fija
está sellada arriba del chip y la presión del múltiple de admisión (atmosférica) debajo de el. Cuando el
motor está funcionando y se crea un vacío en el múltiple, la presión abajo del chip cae, creando un cambio
en la resistencia.
En operación, el vacío del múltiple de admisión que está variando constantemente es aplicado a
la caja del sensor; cualquier cambio en el vacío aplicado causa un cambio en la resistencia del sensor.
Eléctricamente, cuando la presión del múltiple de admisión es baja (motor en marcha mínima), el voltaje del

sensor es bajo, posiblemente 1 [V]; cuando la presión del múltiple es alta (acelerador totalmente abierto), el
voltaje del sensor es alto, posiblemente de 4,5 a 5,0 [V]. Su representación está se indica en la figura 1.24.
Fig. 1.24 Circuito del sensor MAP
4.5.- Sensores Inductivos:
Son aquellos sensores que por efecto de electromagnetismo inducen una señal, este efecto ocurre
cuando se presenta un corte de sus líneas de fuerza del campo electromagnético que rodea al sensor. Su señal
puede ser análoga o digital, dependiendo del sensor. En ésta familia se destacan los sensores: de posición del
cigüeñal (CKP), del árbol de levas (CMP), de velocidad del vehículo (VSS), de efecto Hall, de control de paso de
aire (IAC), etc...
Sensor magnético – señal análoga
Sensor de Efecto Hall – señal digital
a) Sensor de Posición del Cigüeñal (CKP = Crankshaft Position Sensor): Hay varios tipos de sensor de
posición del cigüeñal (CKP) entre ellos están: Los de imán permanete (magnéticos), de efecto Hall y
ópticos.
Este sensor proporciona una señal que es usada por el ECM como referencia para calcular las rpm del
motor y la posición del cigüeñal.

En algunos sistemas de encendido, esta señal es enviada al ECM a través del módulo de control de
ignición (antes módulo DIS o HEI), en otros el sensor CKP funciona como un interruptor Pull – Down
(sensores de efecto Hall o sensores ópticos); en el caso particular el sensor de posición del cigüeñal en vía
una señal directamente al ECM de voltaje.
Existen de los tipos hall, magnéticos y ópticos. Los del tipo magnéticos son de reluctancia variable y solo
tienen dos cables de conexión. La rueda de disparo es de baja reluctancia magnética
Los sensores de efecto hall generan una amplitud de tensión de salida constante, variando la frecuencia al
variar las rpm. la señal se genera por la variación de un campo magnético generada por la rotación del eje
del cigüeñal o distribuidor.
Fig. 1.25 Señal sensor CKP digital Fig. 1.26 Señal sensor CKP análoga
b) Sensor del Árbol de levas (CMP = Camshaft Position Sensor):
Actualmente hay dos tipos de sensores del árbol de levas: De efecto Hall y ópticos. La señal
generada por el sensor CMP es utilizada por el ECM para conocer la posición del árbol de levas y así
determinar la inyección secuencial. En vehículos con sistemas OBD II, la señal del árbol de levas se usa
también (comparándola con la señal del sensor CKP) (figura 1.27)
Fig. 1.27 Sensor de posición cigüeñal y/o árbol de levas

Tabla 1.1. Datos característicos de diagnóstico de sensores inductivos
c) Sensor foto – eléctrico:
Este sensor está compuesto por una luz (diodo luminoso,
LED) y un elemento fotosensible (foto – diodo o foto –
transistor). Cuando es interrumpida la luz entre el led y el
receptor (foto – diodo), el microprocesador recibe la señal de
la apertura de la válvula del cilindro Nº 1.
La figura 1.28 muestra la configuración del sensor óptico.
Fig. 1.28 Sensor Foto – eléctrico

d) Sensor de Velocidad del vehículo (VSS): La información de velocidad del vehículo es proporcionada al
ECM, por medio del sensor VSS. Hay dos tipos de sensores VSS: óptico y magnético.
VSS Magnético: En la mayoría de los modelos, el cable del velocímetro ha sido reemplazado por un
generador de imán permanente. Este está montado en la carcaza de la transmisión / transeje en el lugar
que ocupaba el cable del velocímetro (figura 1.29)
Fig. 1.29 VSS, de Imán permanente
El VSS magnético consiste en un generador de
imán permanente, el cual produce una señal de
voltaje AC pulsante, en el momento en que la
velocidad del vehículo este arriba de 5 [km/h].
El nivel de voltaje AC y el número de pulsos se
incrementa con la velocidad del vehículo.
La salida del VSS es de voltaje AC, el cual no
puede ser usado directamente por componentes
electrónicos digitales, como el ECM; por lo cual
el voltaje AC es convertido en una señal digital
en el módulo amplificador (buffer) del VSS
La información del módulo amplificador puede ser compartida por el ECM, el control de velocidad de
crucero y el velocímetro electrónico, si está instalado en el vehículo.
El ECM necesita la información del VSS para controlar:
• La válvula de control de aire de marcha mínima (IAC)
• Purga del cánister (EVAP)
• Embrague del convertidor de Par (TCC)
• Control de velocidad crucero
• Ventilador(es) de enfriamiento eléctricos
VSS Óptico: Está localizado dentro del velocímetro (figura 1.30), consiste en una foto celda y un diodo
emisor de luz (LED) montados en una caja: este ensamble está conectado a un circuito amplificador. Dentro
del velocímetro un reflector giratorio con dos hojas complementan el sistema.
Funcionamiento: Cuando el interruptor de
encendido está en la posición de “ON” el LED
emite una luz infrarroja. Al girar el cable del
velocímetro, las hojas del reflector reflejan la luz
del LED dos veces por cada revolución. La luz es
reflejada a la foto celda y ésta genera una señal
eléctrica, que es representativa de la velocidad
del vehículo, la cual es enviada al módulo
amplificador. El amplificador conmuta la señal
“ON” y “OFF”, enviándosela después al ECM, el
cual interpreta los voltajes alto y bajo como la
velocidad del vehículo.
Fig. 1.30 Sensor VSS óptico

Fig. 1.31 VSS Óptico y Circuito del Módulo Amplificador
e) Válvula de Control del Aire de marcha Mínima (IAC):
La válvula de Control del Aire de marcha Mínima (IAC) está localizada en el cuerpo de acelerador en
los sistemas TBI, MFI y CMFI (figura 1.32). La válvula IAC consiste en un vástago movible, impulsado por
un pequeño motor eléctrico llamado motor de pasos. Este motor es capaz de moverse en cantidades
exactas llamadas pasos.
El ECM usa l a válvula IAC para controlar las rpm de marcha mínima, esto lo hace cambiando la
posición del vástago en el conducto del aire de marcha mínima en el cuerpo de acelerador. Este varía el
flujo de aire que pasa alrededor de la mariposa del acelerador, cuando el acelerador está cerrado.
Ya que la válvula IAC es controlada por el ECM, el
puede hacer cambios continuos y precisos en el
flujo de aire para mantener la marcha mínima
correcta bajo una variedad de condiciones.
Mientras el acelerador está cerrado, el ECM
compara constantemente las rpm de marcha
mínima actuales con las rpm de marcha mínima
deseada (programadas) y ajusta la válvula IAC para
conseguir la marcha mínima deseada. En algunos
motores, el ECM también ajusta el tiempo de
encendido para controlar la marcha mínima, en
forma aún más precisa.
Fig. 1.32 Válvula IAC
Para determinar la posición deseada del vástago de la válvula IAC en marcha mínima o durante su
desaceleración, indicada por la posición cerrada del acelerador (0% del ángulo del acelerador), el ECM se
basa en las siguientes entradas:
• Voltaje de la batería
• Temperatura del motor (ECT)
• Sensor de posición de la mariposa (TPS)
• Carga del motor (MAP – MAF, compresor A/C, interruptor P/N)
• Revoluciones del motor (CKP)
• Velocidad del vehículo (VSS)

El vástago es movido hacia FUERA (fuera de su asiento) para incrementar el flujo de aire y las rpm del
motor y movido hacia DENTRO (hacia su asiento) para disminuir el flujo de aire e incrementar las rpm.
En cada uno de los ciclos de ignición de la llave de encendido, el ECM comanda la válvula IAC hacia su
asiento (la extiende) y después la mueve fuera de su asiento (la retrae) un número calibrado de pasos
(figura 1.33). esto establece una referencia correcta para su operación, cuando el motor es puesto en
marcha. También proporciona la cantidad de aire exacta para el arranque, debido a que la mariposa del
acelerador permanece cerrada durante el arranque del motor.
Fig. 1.33 Circuito de Control de la Válvula IAC

4.6.- Sensor Piezo Eléctrico:
Este sensor es un generador de señal y actúa por algún efecto que ocurra a su alrededor, en el campo automotriz
se destaca el sensor de detonaciones (picado o ).
a) Sensor de Detonación (KS = Knock Sensor):
El sistema del sensor de detonación KS (figura 1.34), le permite al ECM controlar el tiempo de encendido
para el mejor rendimiento posible, mientras protege al motor de daños causados por detonaciones. Cuando
ciertas condiciones, tales como: alta temperatura del motor y combustible de mala calidad causan
detonaciones, el sensor KS envía una señal al ECM para que retrase el tiempo de encendido.
La vibración del motor, debida a una combustión anormal o detonación, causa que el sensor KS genere una
señal de voltaje AC. Esta señal es enviada al módulo del KS o al ECM. En algunos sistemas el módulo del
KS está separado del ECM (figura 1.35). En algunos sistemas el KS está integrado dentro del ECM (figura
1.36).
Esta señal es usada por el ECM para retrasar el tiempo de encendido, a través del circuito de control de
encendido, hasta que ya no se detecte detonación.
Fig. 1.35 Módulo KS separado del ECM
Fig. 1.36 Módulo KS integrado al ECM

Fig. 1.34 Sensor de Detonación
Fig. 1.37 Señal del sensor KS
4.7.- Inyectores de Combustible:
El combustible es entregado, ya sea arriba de la mariposa del acelerador, como el sistema TBI, o en las válvulas
de admisión como en los sistemas MFI o CMFI; es proporcionado por un inyector de combustible, el cual es
controlado por el ECM.
El inyector de combustible es alimentado constantemente con
combustible presurizado por la bomba de combustible. El inyector
es un solenoide que, cuando el ECM cierra su circuito a tierra, lo
energiza y el combustible presurizado es inyectado dentro del
múltiple de admisión. El ECM controla el flujo de combustible por
medio de la modulación del ancho de pulso de tiempo en “ON” del
inyector. El tiempo en “ON” del inyector es determinado por las
siguientes entradas:
• Temperatura del motor (ECT)
• Temperatura del aire de admisión (IAT)
• Rpm del motor (CKP)
• Posición del acelerador (TPS)
• MAP – MAF
• Sensor de Oxígeno
• Voltaje del sistema Fig. 1.38 Inyector MFI
Cuando las necesidades de combustible se incrementan, el tiempo en “ON” del inyector se incrementa,
produciendo una mezcla de aire – combustible rica. Cuando las necesidades de combustible disminuyen, el
tiempo “ON” del inyector disminuye, produciendo una mezcla pobre.

Fig. 1.39 Inyectores de Sistema TBI (Monopunto)
Fig.1.40 Inyectores de Sistemas MFI (Multipunto)
Fig. 1.41 Señal de Inyección TBI Fig. 1.42 Señal de Inyección MFI

4.8.- Sensor de Oxígeno (O2S):
El sensor de Oxígeno (figura 1.43) tiene un elemento central hecho de un material de cerámica llamado Zirconio.
Tiene además dos electrodos de platino, los cuales cubren las superficies interior y exterior del elemento central.
La superficie interior del sensor está expuesta al aire exterior; ésta superficie forma la terminal positiva del circuito
del sensor.
La superficie exterior está expuesta a los gases de escape. Los gases calientan el sensor de oxígeno y lo
mantienen a su temperatura de operación correcta (app. 200 ºC); la superficie exterior forma la terminal negativa
del circuito del sensor.
Fig. 1.43 Sensor de Oxígeno
Operación: El ECM aplica al sensor de oxígeno un
voltaje de referencia de 450 [mV]. El ECM compara
este voltaje de referencia con el voltaje generado por
el sensor.
La cantidad de voltaje generado por el sensor es
proporcional a la diferencia entre la cantidad de
oxígeno en el aire exterior y el oxígeno en los gases
de escape.

Fig. 1.44 Sensor de Oxígeno con 1 – 2 – 3 – 4 conexiones
La señal del sensor de Oxígeno está comprendida entre 0 y 1Volt, cercano a CERO la mezcla es POBRE,
en 450 [mV] es ideal o estequiométrica y cercano a UN Volt es mezcla RICA. Gráficamente la señal se
presenta de la siguiente manera:
Fig. 1.45 Señal del sensor de O2 en ralentí Fig. 1.46 Señal del sensor de O2 a 2500 rpm
De acuerdo a la señal generada, se considera bueno el sensor de Oxígeno, se realiza la prueba con el
motor a 1000 [rpm] y debe generarse a lo menos 8 ciclos en 10 [ms].
Fin IV Unidad

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