Los sistemas de aceleración sin cable o cuerpos de mariposa Motorizado, tienen grandes ventajas respecto a los sistemas de control de aceleración convencionales o sistemas de control de marcha mínima.
Dentro de las ventajas que estos sistemas presentan en los motores que incorporan estas tecnologías se tiene, por ejemplo:
Básicamente el sistema está compuesto por un sensor de pedal APP, un motor que mueve la mariposa del acelerador, y un sensor que verifica la posición de esta mariposa del acelerador. Todo esto controlado a través del PCM, y en los nuevos modelos Ford, por ejemplo FIESTA, también está involucrado otro modulo, en este caso el IC (Cuadro de Instrumentos).
El PCM utiliza la posición del pedal para conocer el requerimiento de aceleración del conductor, esta información es analizada y de acuerdo a la condición se determina la mejor estrategia para acelerar el vehículo, hay varios factores relacionados, por ejemplo: las emisiones, la temperatura del motor, las estrategias de la transmisión automática y los controles de tracción.
Cada vez que el PCM va a acelerar la unidad, realiza esta operación a través de un motor de corriente directa sin escobillas que se encuentra en el cuerpo del acelerador, la correcta operación de este motor, es verificada a través de un sensor de posición de la mariposa similar a los convencionales TPS.
Como este sistema controla completamente la aceleración del vehículo, toda la estrategia involucra la máxima seguridad posible, por esta razón en los sensores no se tiene una sola señal, si no que se maneja tanto en el acelerador como en la mariposa, dos señales de la misma condición, como una condición redundante, pero
muy segura, estos sistemas se explican a continuación.
Este componente cuenta internamente con dos sensores tipo potenciómetro, los cuales cambian de voltaje de acuerdo a la posición del pedal, en este circuito cada uno de los potenciómetros es alimentado individualmente con tensión de referencia y el circuito cuenta con 6 pines de conexión , los cuales se dividen en:
En los nuevos pedales montados por ejemplo en los modelos FIESTA 2011, el sistema del pedal funciona completamente diferente a los modelos anteriores, en este pedal el sistema cuenta con dos señales, una de ellas es un voltaje variable convencional ascendente el cual llega hasta el IC. La segunda señal es una modulación por ancho de pulso PWM la cual va directo al PCM, la señal análoga que va hasta el IC es un voltaje ascendente, este sensor recibe los 5V y la masa del cuadro de instrumentos IC y para el sensor PWM cuenta con una alimentación de 12 V, directamente de la caja de fusibles, la distribución de los pines en este pedal queda de la siguiente manera:
Si se analiza los pines del pedal, se tiene la siguiente distribución de señales.
Pin 1: 5 Voltios tensión referencia.
Pin 2: Señal APP 1 tensión variable, 0.5 V – 3.2 V AL IC.
Pin 3: Masa sensor del pedal.
Pin 4: Masa sensor del pedal.
Pin 5: Señal PWM al PCM.
Pin 6: Tensión de 12V.
La señal voltaje variable APP1, es convencional, es decir a mayor presión sobre el pedal, mayor voltaje como se puede observar en la figura inferior. Esta señal va directamente al IC como señal analógica.
En el caso del sensor APP que funciona por PWM, la señal va directamente al PCM como señal pulsante de 0 – 12V.
A medida que se presiona el pedal del acelerador, va aumentando la parte positiva de la señal, pero este tipo de señales son de frecuencia constante, por esta razón es importante conocer bien su funcionamiento, puesto que el desconocimiento presentara diagnostico errado.
En este caso, el PCM recibe la información de la posición del pedal APP 2 a través del cuadro de instrumentos, esta información la recibe por medio del bus de datos CAN de alta velocidad HS.
En el cuerpo de mariposa motorizado se tiene básicamente un motor de corriente directa DC, el cual trabaja con inversión de polaridad, para permitir el desplazamiento de la mariposa en uno y otro sentido. En un sentido para abrir la mariposa y permitir la aceleración y en el otro sentido para cerrarla y controlar la marcha mínima, puesto que el sistema de la mariposa se encuentra siempre ligeramente abierto, esto por seguridad, puesto que en una eventualidad de falla del sistema, la mariposa quedara ligeramente abierta y no permitirá que se apague el motor.
Al interior del cuerpo del acelerador (PROCEDIMIENTO FUERA DEL MANUAL DE SERVICIO), se tiene que un motor mediante engrane mueve el eje que soporta la placa del acelerador, este mismo engrane permite el movimientos de unas escobillas las cuales permiten funcionar el sistema de sensores , los cuales son resistencias variables tipo potenciómetro , en la figura inferior se puede observar este montaje.
La placa que va arriba de este montaje es la que contiene los sensores de posicion , dos señales TPS1 y TPS 2 , los cuales funcionan a traves de voltaje variable, pero uno ascendente y otro descendente , en la imagen inferior se puede apreciar este montaje.
Estas señales son voltajes inversas en voltaje y los dos sensores comparten los positivos y negativos.
La distribución de los pines en el conector se presenta de la siguiente manera:
Para realizar este control, la PCM tiene internamente un circuito en el cual se pulsa con tensión invertida cada uno de los contactos del motor, este control busca regular la corriente del motor, pero con la posibilidad de invertir la polaridad para cambiar el giro del motor y así de esta manera el sentido de movimiento de la placa del acelerador.
En la gráfica inferior se puede apreciar uno de los circuitos que permiten este movimiento del motor, todo este circuito se encuentra al interior del PCM y no es un procedimiento de reparación dispuesto en el manual.
Este tipo de circuitos permiten invertir la polaridad del motor mediante pulsos en cada una de sus salidas OUT, el microcontrolador MC es quien regula toda la operación, y los transistores que permiten el control del motor. Este tipo de transistores son del tipo MOSFET.
En la siguiente tabla se puede analizar, el control lógico del motor para el caso de el modelo FIESTA 2011.
APP(PER) =Posición pedal del acelerador %
APP(APP_D)(PER) =Posición pedal D %
APP2(APP_E)(PER) =Posición pedal E %
APP(PWM1)(PER) =Duración impulso pedal %
THROTTLE_CMD(PER) =Solicitud control del actuador de la mariposa.
TPREL(PER) =Posición relativa de la mariposa %
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