La toma de datos que se va a analizar se realizó el 22 de noviembre de 2020, a las 10:45 h.
Observemos el proceso desde los datos que circulan por el bus CAN. Como en la anterior entrada del blog, dado que el vehículo no se mueve, nos centraremos en la información del motor que ofrecen los mensajes con CAN ID 0x14*.
Empecemos viendo el mensaje 0x140 donde visualizaremos los datos correspondientes a las revoluciones del motor (a partir de ahora rpm., con escala en el eje izquierdo), acelerador y válvula de mariposa (con escala en el eje derecho). Recordemos que la serie mensajes 0x14* circulan por el bus CAN del vehículo cada centésima de segundo (0,01 s.)
Como se aprecia en la gráfica el tiempo de análisis es breve, tan solo 7 segundos.
Empieza la prueba con el motor al ralentí, con el motor a unas 700 rpm. que mantiene una válvula de mariposa abierta sobre un 3%, mientras que el acelerador está sin pisar. Cuatro décimas de segundo después se pisa el acelerador a fondo para iniciar la prueba y, con un ligero retraso, la válvula de la mariposa sigue a la consigna del acelerador, lo que provoca que con otro ligero retraso, el motor empiece a subir de vueltas, para en poco más de un segundo alcanzar el corte de inyección.
Al llegar a las 7.300 rpm. (aproximadamente) se corta la inyección y el motor cae ligeramente de vueltas hasta las 7.200 rpm., pero como la mariposa sigue abierta, se retoma la inyección y vuelve a subir de nuevo, repitiéndose el proceso 6 veces en poco más de medio segundo, hasta que se levanta el pie del acelerador, la válvula de la admisión se cierra hasta el entorno del 3% del inicio de la prueba y el motor va cayendo de vueltas lentamente.
Veamos de forma más detallada los puntos más interesantes de la prueba. Así, si nos fijamos en los momentos iniciales, tras pisar el pedal a fondo podemos obtener algunos datos interesantes.
El pedal tarda una décima de segundo (0,1 s.) en pasar del 0% al 100%. La válvula de mariposa le sigue con un retraso de unas 3 centésimas de segundo (0,03 s.) hasta el 90% de apertura. Luego se hace algo más “remolona” y llega al 100% con un retraso de 11 centésimas de segundo (0,11 s.) sobre la consigna del acelerador. Más “perezosa” todavía es la respuesta del régimen de giro del motor, que no empezará a incrementar su giro hasta 17 centésimas de segundo después de empezar a pisar el acelerador.
Llama también la atención que el incremento inicial de vueltas del motor se produce a pequeños “trompicones” y no es todo lo lineal que cabría esperar.
Si analizamos ahora con más detalle la llegada al corte de inyección, y la vuelta del pedal del acelerador a su posición de reposo, tenemos:
No tengo identificada en el bus CAN la información de la inyección, ni sospecho que pueda estar, por lo que no puedo visualizar el momento justo donde se corta, pero a la vista de la evolución que siguen en el gráfico las revoluciones del motor, parece como si la inyección cortara -con la caja de cambios sin engranar ninguna marcha- al alcanzar las 7.300 rpm. para volver a trabajar al caer por debajo de las 7.200 rpm.
El proceso es bastante rápido, por que en medio segundo se produce hasta 6 veces.
A los dos segundos del inicio de la prueba se levanta el pie del acelerador que pasa al estado de reposo (0 %) en 6 centésimas de segundo (0,06 s.). La válvula de mariposa le sigue en su caída con un retraso de 4 centésimas de segundo (0,04 s.) hasta que alcanza el entorno del 25% de apertura, para luego alejarse lentamente de la consigna del acelerador y volver a caer al entorno del 3%, donde permanece con objeto de mantener en el futuro el régimen del ralentí.
Sobre el segundo 2,06, se produce el último corte de inyección, y en el segundo 2,12, cuando la inyección vuelve, se encuentra que la mariposa está ya estrangulando el aire y el régimen de vueltas del motor empieza a caer.
Reseñar, que tanto la llegada a los altos regímenes de vueltas (que como hemos visto había empezado a subir 'a trompicones') como la salida de este régimen, se produce de una forma muy lineal.
Si echamos ahora un vistazo a los datos que circulan en el mensaje con CAN ID 0x141 podremos ver el proceso desde la perspectiva de entrega de par motor. Para ello representamos las revoluciones del motor con escala en el eje izquierdo, el par motor con escala en Nm. en el eje derecho y la apertura de la mariposa (obtenida del mensaje 0x140) con escala en porcentaje en el eje izquierdo.
Vemos que la entrega de par motor sigue con un cierto retraso la apertura de la mariposa hasta que se alcanza el corte de inyección. En ese momento, aunque la mariposa sigue abierta, el corte de inyección provoca una entrega intermitente de par motor. Finalizado el proceso, con el cierre de la mariposa el motor empieza a caer de vueltas absorbiendo par motor, hasta que en el segundo 6,5 vuelve a entrar en el régimen de ralentí.
Dado que la subida de revoluciones es bastante lineal entre los segundos 0,5 y 1,5, si representamos la relación entre el par motor y las revoluciones del motor en ese intervalo obtenemos una gráfica muy popular entre los propietarios del toyobaru.
En ella se aprecia que, en el motor de mi coche y en vacío, el famoso ‘torque dip’ del toyobaru se presenta entre las 4.000 y las 5.000 vueltas, y que -en vacío- el motor entrega un máximo de 174,6 Nm. a 6.356 rpm.
Si volvemos a revisar ahora el detalle del inicio de la prueba, añadiendo ahora los datos del par motor obtenidos del mensaje 0x141 tenemos:
Donde vemos que el par motor sigue con un cierto retraso la apertura de la mariposa y el incremento de revoluciones sigue con otro retraso a la entrega de par. Se ve también, que el ‘rizado’ que presenta el incremento de revoluciones se debe a que la entrega inicial de par no es lineal y presenta también ese rizado.
Si representamos ahora la potencia (con escala en kw. en el eje derecho) entregada por el motor, obtenemos la siguiente gráfica:
donde se aprecia que el motor alcanza un pico de entrega de potencia de 125 kw. (170 CV) a 7.020 rpm.
Si analizamos el resto de información que circula en el mensaje con CAN ID 0x141 podemos avanzar en el entendimiento de ésta. Así, si representamos el contenido del byte D7 (con escala en el eje izquierdo) y lo comparamos con el par motor (con escala en Nm. en el eje izquierdo), tenemos:
lo que invita a pensar que el byte D7 toma el valor 0 cuando el motor entrega par (el par es positivo) y toma el valor 8 (o por lo menos, su bit 3 se pone a 1) cuando el motor absorbe par (el par es negativo).
De hecho, si aprovechamos esa información y la comparamos con las revoluciones en el momento en el que se produce el corte de inyección:
parece que el corte de inyección está más cerca de las 7.200 rpm. que de las 7.300.
Si ahora representamos el byte D6 (con escala en el eje derecho) y lo comparamos con el par motor (con escala en Nm. en el eje izquierdo), tenemos:
Este byte D6 parece contener de alguna forma el estado de funcionamiento del motor y requerirá más pruebas para entenderlo. Los distintos valores que adopta durante la prueba (7, 71, 135, 167, 199 y 231) se caracterizan por que vistos en binario son xxx00111.
Es decir, únicamente los 3 bits más significativos se han visto modificados por la prueba, mientras que los cinco últimos bits han permanecido inalterados.
Parece claro también, que durante el corte de inyección adopta el valor 7 (xxx=000) y que en el ralentí parece estar en 167 (xxx=101). En cualquier caso, se requerirán más pruebas para confirmar la información y completar el “rompecabezas”.
A parte de esta información, el mensaje con CAN ID 0x141 contiene, en sus dos primeros bytes una información que aún no he sido capaz de entender. Parece seguir la misma codificación que el par motor y presenta una gran similitud con éste, aunque también presenta alguna salvedad (p.e., presenta valores negativos durante el ralentí, que el par es positivo).
El último mensaje con información relativa al motor que vamos a ver es el que tiene CAN ID 0x142. De sus ocho bytes, sólo sus 3 primeros bytes presentan información y los cinco últimos siempre los he visto con el valor 0.
Los dos primeros bytes de este mensaje también presentan una similitud importante, tanto con el par motor, como con la información contenida en los dos primeros bytes del mensaje 0x141. Así, si lo comparamos con el par motor, tenemos:
Se puede ver que presenta muchos puntos de coincidencia con el par motor menos durante el ralentí, que el par motor es positivo y el valor que adopta 0x142 D1D0 es negativo (al igual que hace 0x141 D1D0) y durante el corte de inyección, que mientras que el par motor cae puntualmente con el corte de inyección, 0x142 D1D0 no lo hace. Por lo demás coinciden en todo.
Si comparamos ahora los dos primeros bytes de los mensajes 0x141 y 0x142, tenemos:
Curiosamente aquí las dos informaciones coinciden cuando presentan valores negativos, pero difieren, aunque con gran similitud en la forma, cuando adoptan valores positivos. Habrá que realizar más pruebas para avanzar en el entendimiento de estos valores.
Finalmente, el byte D2 del mensaje 0x142 presenta gran similitud con la apertura de la mariposa, pero adopta el valor 0 cuando el acelerador no está pisado y la mariposa permanece abierta.
Para terminar, represento las temperaturas del aceite y del refrigerante contenidas en el mensaje con CAN ID 0x360. No porque sean relevantes para la prueba, pues en una variación de 7 segundos poco pueden modificarse unas temperaturas, sino para mostrar que el motor estaba a una temperatura adecuada para realizar la prueba.
No llevéis nunca el motor al corte si el aceite no tiene la temperatura adecuada.