El toyobaru visto desde el bus CAN: el ralentí

Recuerdo que cuando mi coche estaba en el concesionario expuesto y fui a verlo, le pedí al vendedor si podía abrir el capó para ver el motor. “Claro”, me dijo. “Si quieres lo arrancamos”. Se metió en el coche, abrió el capó y mientras yo lo levantaba, el vendedor arrancó el motor.

El motor empezó a funcionar al ralentí mientras yo miraba, por primera vez, la configuración del motor boxer, cómo estaba configurada la admisión, donde estaba ubicado el filtro, como la correa movía el alternador, … no me perdía un detalle.

Después de unos segundos, el motor empezó a bajar de revoluciones lentamente, hasta que de nuevo se estabilizó. “Que lista es la ECU”, pensé. Había oído hablar de la capacidad de las ECUs de ajustar el régimen de revoluciones al ralentí, pero hasta entonces nunca lo había visto funcionar.

Hoy vamos a ver ese mismo proceso, pero desde un punto de vista distinto. Vamos a verlo como se ve a través de los datos que circulan por el bus CAN del coche.

El procedimiento es sencillo. Con el freno de mano bloqueando el coche, el cambio de marchas en punto muerto, pisamos el embrague, pulsamos el botón START STOP ENGINE y levantamos el pie del pedal del embrague, dejando que el coche funcione al ralentí.

La toma de datos que vamos a analizar se realizó el 21 de noviembre de 2019, a las 12:15 minutos.

Es una prueba sencilla. El coche no se mueve, no hay dinámica ninguna. Esto nos elimina del análisis los mensajes con CAN ID 0x018 (dirección), 0x0D0 (dirección, velocidad de guiñada y aceleraciones), 0x0D1 (velocidad del vehículo y freno), 0x0D2 y 0x0D3 (ABS y control de tracción), 0x0D4 (velocidad de las ruedas). Hemos eliminado de un plumazo los seis mensajes más prioritarios del bus CAN del toyobaru. Y vamos a centrarnos en los mensajes relativos al motor (0x140 y 0x141).

Empezamos analizando la información contenida en el mensaje con CAN ID 0x140, que como vimos en el blog, contiene información sobre las revoluciones del motor, el acelerador, el embrague y la mariposa.

En la gráfica se muestra el valor de las revoluciones del motor con escala en el eje izquierdo y el valor de la apertura de la válvula de la mariposa, en tanto por ciento, con escala en el eje derecho.

El embrague muestra 0 si no está pisado y se ha fijado el valor de 1.280 (únicamente a efectos de visualización en la escala de la gráfica) cuando está pisado. El acelerador no se representa pues no interviene en esta prueba y permanece al 0 % durante toda la prueba.

Ralentí GT86 visto desde el CANBus: CAN ID 0x140: RPM, embrague y mariposa

Inicialmente vemos que el embrague no está pisado, el motor está parado y la mariposa está abierta en torno a un 7,5%. O por lo menos eso se muestra en el bus CAN. No se cuan significativo puede ser ese valor con el motor parado, pero entiendo que es el último valor con el que se quedó grabado en la ECU y no es relevante, al no estar el motor en marcha.

Pasados unos 3 segundos, se pisa el pedal del embrague y el motor arranca, alcanzando un pico que alcanza las 1.900 revoluciones por minuto (en adelante rpm.). La válvula de la mariposa se abre hasta superar el 11% y al soltar el embrague, las revoluciones del motor caen por debajo de 1.400 rpm. La ECU empieza a abrir poco a poco la mariposa, que llega hasta el 12,5%, hasta regular el ralentí en el entorno de las 1.500 rpm., y unos diez segundos después baja la apertura de la mariposa al entorno del 12%, manteniéndose el régimen de giro.

Y así permanece hasta 40 segundos más, hasta que la ECU decide reducir la apertura de la mariposa hasta el 7%. Eso produce un pequeño pico de revoluciones (no se muy bien por qué) que rápidamente baja hasta las 1.400 rpm.

Durante los 10 segundos siguientes, la ECU va cerrando poco a poco la mariposa hasta un valor próximo al 5%, provocando una reducción del régimen de giro que baja hasta las 900 rpm.

Y así permanece durante 20 segundos, hasta que llegados al segundo 80, la ECU empieza oscilar la apertura de la mariposa entre el 5,1 y el 4,7%., para 10 segundos después, fijar el valor de la apertura en el 4,7%. Este proceso reduce el régimen de giro al entorno de las 850 revoluciones por minuto.

Como hemos visto recientemente, desde los datos que nos brida el mensaje con CAN ID 0x141 podemos obtener la vista de la potencia y el par entregados por el motor.  Para ello representaremos las revoluciones del motor con escala en el eje izquierdo, el par motor en Nm. con escala en el eje derecho y la potencia (producto de los anteriores) en kilowatios, también con escala en el eje derecho.

En este sencillo caso, lo que podemos ver es mientras el motor gira a unas 1.500 rpm. está entregando unos 85 Nm., lo que supone que el motor entregue unos 13,2 kw., algo menos de 18 CV.

Ralentí GT86 visto desde el CANBus: CAN ID 0x141: RPM, par motor y potencia

Cuando el motor cae al entorno de las 800 rpm, el par baja por debajo de los 20 Nm. y el motor requiere sobre 1,5 kw. (unos 2 CV) para mantener el ralentí.

Vemos también que antes de arrancar el motor, existe un valor de par motor (un poco menos de 70 Nm.) que entiendo que es lo que quedó registrado en la ECU de anteriores sesiones y es un valor no es relevante al estar el motor parado (al igual que pasaba con la apertura de la mariposa en el mensaje 0x141).

Analizando el byte D6 de este mensaje (escala en el eje derecho), muestra un cambio en sus valores coincidente con el arranque del motor, pasando de 191 (0xBF) a 167 (0xA7).

Ralentí GT86 visto desde el CANBus: CAN ID 0x141: RPM y D6

No tengo aun clara la información que transporta este byte. Tal vez esté relacionada con el estado en el que se encuentra el motor, pero parece que hay dos bits que se ponen a cero en el arranque del motor, pues si vemos el cambio en binario, el valor ha pasado de 10111111 a 10100111. Habrá que confirmar en sucesivos análisis esta transición.

Finalmente, el último análisis que vamos a hacer en este caso de estudio va a ser una aproximación a través de la información contenida en el mensaje con CAN ID 0x360. Sobre este mensaje no he creado aun una entrada en el blog, dado que no conozco toda la información que transporta, pero es bien conocido en los foros sobre el toyobaru, que la información que contiene en su byte D2 es la relativa a la temperatura al aceite del motor, mientras que la recogida en su byte D3 hace referencia a la temperatura del líquido refrigerante. Esta información circuló como la pólvora por todos los foros del toyobaru al poco de salir al mercado, ya que aquella versión no disponía de forma alguna de monitorizar la temperatura del aceite y monitorizar el byte D2 del mensaje 0x360 fue una de las primeras que se utilizó en aquel momento.

Cabe reseñar que la temperatura viaja codificada en formato OBDII, es decir, hay que restar 40 al valor contenido en el byte para obtener la temperatura en grados centígrados. Esta codificación supone abarcar un rango entre -40 y 215 ºC, más que suficiente para las medidas que nos ocupan.

Si visualizamos la evolución de estas temperaturas, con escala en ºC en el eje de la izquierda) y la mostramos de forma conjunta con las revoluciones del motor (con escala en el eje de la derecha), tenemos:

Ralentí GT86 visto desde el CANBus: CAN ID 0x360: RPM, temperaturas del aceite y del refrigerante

Donde podemos ver que el refrigerante, inicialmente en los 29ºC, empieza a ganar temperatura una vez transcurridos 13 segundos con el motor en funcionamiento, y a partir de entonces sigue creciendo con una velocidad aproximada de un grado cada 3 segundos.

Cuando la mariposa se cierra y caen las revoluciones del motor al entorno de las 850 rpm., la temperatura del refrigerante sigue aumentando, pero reduce notablemente su velocidad de crecimiento.

Mientras tanto, la temperatura del aceite crece mucho más despacio y apenas se incrementa en 3ºC a lo largo de la prueba.

Revisando estas temperaturas, supongo -y es algo que trataré de comprobar- que la ECU mantiene un régimen de ralentí elevado en los primeros momentos, no con la intención de elevar la temperatura del aceite o el refrigerante, sino con la intención de que sea el catalizador el que gane temperatura, pues éstos, son dispositivos que no empiezan a realizar su función hasta que superan los 250 ºC.

Pero no he encontrado la forma de medir la temperatura del catalizador directamente de la información que circula por el bus CAN, por lo que deberé preparar una prueba para confirmar ese dato interrogando a la ECU para que me ofrezca esa temperatura. Cuando la realice, escribiré una ampliación de esta entrada en el blog para contar los resultados obtenidos.

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