Sensores CKP y CMP: Funcionamiento, Fallas y Diagnóstico

Una forma de onda de voltaje generado por un captor de reluctancia variable es muy alta. Una resistencia insertada en serie en el circuito producirá una caída en el nivel de tensión de la señal que llega al módulo de control (ECM).

Efecto de la Corrosión en Sensores de Reluctancia Variable

¿Cómo será el voltaje sensado por la ECM en un circuito CKP de reluctancia variable que presente corrosión en sus terminales? Compárelo con un circuito en buenas condiciones. ¿Qué otras circunstancias provocarían el mismo tipo de falla? ¿Cómo responde la ECM ante estas fallas?

En un circuito CKP de reluctancia variable, la presencia de corrosión en sus terminales introduce una resistencia adicional en serie. Esto provoca una caída en el nivel de tensión de la señal generada por el sensor antes de que llegue a la ECM. Comparado con un circuito en buenas condiciones (baja resistencia), el voltaje pico a pico de la señal será significativamente menor.

Otras circunstancias que podrían provocar un nivel inferior al normal en la señal incluyen:

• Una posición incorrecta del captor con respecto al reluctor (distancia excesiva o desalineación).
• Daño físico en el sensor o el reluctor.
• Problemas en el cableado (resistencia alta, circuito abierto parcial).

La ECM responde a estas fallas detectando que la amplitud de la señal del CKP está por debajo de un umbral esperado. Esto puede llevar a la imposibilidad de detectar correctamente las RPM del motor y la posición del cigüeñal, afectando el arranque y el funcionamiento del motor, y activando códigos de falla.

Efecto de la Corrosión en Sensores de Efecto Hall

¿Cómo afectaría al sistema de inyección y encendido la presencia de corrosión o suciedad en el terminal conector de un sensor de efecto Hall?

La presencia de corrosión o suciedad en el terminal conector de un sensor de efecto Hall afectaría al sistema de inyección y encendido dependiendo de cuánta corrosión tenga el terminal. Los sensores Hall suelen operar con voltajes bajos (señal digital o modulada). La corrosión puede aumentar la resistencia en el circuito, atenuar la señal, o incluso interrumpir completamente la conexión. Una corrosión alta puede impedir que la señal llegue correctamente a la ECM, lo que puede llevar a fallas en la sincronización de la inyección y el encendido, e incluso a la interrupción total de la inyección y/o el encendido si la señal es crítica (como la del CKP o CMP).

Impacto de Fallas en CKP y CMP en el Arranque

Analice cómo afectaría al arranque de un automóvil las siguientes situaciones: a) el sensor CKP no emite señal y el CMP funciona normalmente? B) El sensor CMP no emite señal y el CKP funciona normalmente?. ¿Cuáles serían los códigos de falla leídos en cada caso?

a) Sensor CKP no emite señal y CMP funciona normalmente: El sensor CKP es fundamental para detectar la velocidad de giro del motor y la posición del cigüeñal, información crítica para la sincronización básica del encendido y la inyección. Si el CKP no emite señal, la ECM no puede determinar si el motor está girando ni su posición. En la mayoría de los vehículos modernos, esto impedirá completamente el arranque del motor, incluso si el CMP funciona, ya que la señal del CKP es la referencia principal para el arranque.

b) Sensor CMP no emite señal y CKP funciona normalmente: El sensor CMP proporciona la posición del árbol de levas, necesaria para la sincronización secuencial de la inyección y, en algunos sistemas, para la sincronización del encendido (especialmente en sistemas con bobinas individuales o inyección directa). Si el CMP falla pero el CKP funciona, el motor podría arrancar, pero el sistema de inyección y/o encendido operaría en modo de respaldo (semisecuencial o por parejas), lo que resultaría en un arranque más difícil, funcionamiento irregular, pérdida de potencia y aumento de emisiones. Si el motor ya estaba en marcha cuando el CMP falla, en muchos sistemas modernos el motor seguirá funcionando (usando la señal del CKP como referencia principal y estimando la posición del árbol de levas), aunque con rendimiento reducido.

Códigos de Falla: En ambos casos, la ECM detectará la ausencia de la señal esperada y almacenará códigos de falla específicos. Típicamente, se generarían códigos como:

• Para falla de CKP: P0335 (Sensor de posición del cigüeñal ‘A’ – Circuito), P0336 (Sensor de posición del cigüeñal ‘A’ – Rango/Rendimiento del circuito), etc.
• Para falla de CMP: P0340 (Sensor de posición del árbol de levas ‘A’ – Circuito, Banco 1 o único sensor), P0341 (Sensor de posición del árbol de levas ‘A’ – Rango/Rendimiento del circuito, Banco 1 o único sensor), etc.

La falla de CKP y/o CMP a menudo provoca que el vehículo no encienda o funcione mal, encendiendo inmediatamente la luz testigo de «Check Engine».

Pruebas para Sensores CKP y CMP (Inductivos y Efecto Hall)

Establezca una serie de pruebas para determinar el buen funcionamiento de los sensores CKP y CMP, considerando las variantes inductivas y de efecto Hall.

Las pruebas varían según el tipo de sensor:

Sensores Inductivos (CKP o CMP)

• Medición de Resistencia: Con el motor apagado y el sensor desconectado de la ECM, mida la resistencia entre los terminales del sensor con un multímetro. Compare el valor obtenido con las especificaciones del fabricante. Un valor fuera de rango (circuito abierto o cortocircuito) indica falla.
• Medición de Voltaje AC (Motor Girando): Con el sensor conectado y el motor girando (arranque o ralentí), mida el voltaje de corriente alterna (AC) generado por el sensor. Este voltaje debe aumentar con las RPM. Un voltaje bajo o ausente indica un problema con el sensor o su distancia al reluctor.
• Inspección Física: Verifique que el sensor no esté dañado, que esté correctamente montado y que la distancia (entrehierro) al reluctor sea la especificada. Asegúrese de que los terminales de conexión no estén corroídos o dañados y que la ficha de conexión no esté rota.
• Verificación de Cableado: Revise la continuidad y ausencia de cortocircuitos en el cableado desde el conector del sensor hasta la ECM.

Sensores de Efecto Hall (CKP o CMP)

• Verificación de Alimentación y Masa: Con el sensor conectado y el encendido activado, verifique que el sensor reciba el voltaje de alimentación (típicamente 5V o 12V) y tenga una buena conexión a masa según el diagrama eléctrico.
• Medición de Señal (Voltaje DC Pulsante): Con el sensor conectado y el motor girando (arranque o ralentí), mida el voltaje de la señal de salida con un multímetro en modo DC o, idealmente, con un osciloscopio. La señal debe alternar entre un voltaje bajo (cercano a 0V) y un voltaje alto (cercano al voltaje de alimentación o un valor especificado), formando una onda cuadrada. La frecuencia de los pulsos debe aumentar con las RPM.
• Prueba con Imán (en banco o desconectado): Para una prueba rápida fuera del vehículo o desconectado de la ECM (si el circuito lo permite y se alimenta externamente), se puede armar un circuito de prueba básico (requiere fuente de voltaje, resistencia limitadora si aplica). Al acercar y alejar un imán pequeño del sensor, el voltaje de SALIDA debería cambiar entre los niveles bajo y alto (por ejemplo, de 0V a 5V o 12V). Si no hay variación, el sensor está defectuoso.
• Inspección Física: Similar a los sensores inductivos, verifique el montaje, la distancia al reluctor (si aplica, algunos leen directamente un anillo magnético), y el estado de los conectores y cableado.
• Verificación de Cableado: Revise la continuidad y ausencia de cortocircuitos en el cableado desde el conector del sensor hasta la ECM.

Sincronización de Señales CKP y CMP

Establezca las relaciones que deberán mantener las señales de los sensores CKP y CMP para una buena sincronización del sistema de encendido con el giro del cigüeñal.

La relación entre las señales del CKP y el CMP es crucial para que la ECM determine la posición exacta de cada cilindro en su ciclo (admisión, compresión, combustión, escape). Mientras que el CKP informa sobre la velocidad y la posición angular del cigüeñal (generalmente con muchos pulsos por revolución), el CMP informa sobre la posición del árbol de levas, lo que permite a la ECM distinguir entre la carrera de compresión y la de escape para cada cilindro.

La sincronización se basa en la referencia de los dientes faltantes en el reluctor del cigüeñal (CKP) y en las marcas o ranuras específicas en el reluctor del árbol de levas (CMP). La ECM cuenta los pulsos del CKP desde la marca de referencia (dientes faltantes). La señal del CMP, que cambia de estado una o dos veces por revolución del árbol de levas (una por cada dos del cigüeñal), le indica a la ECM en qué punto del ciclo de 720° del motor se encuentra el cilindro de referencia (generalmente el cilindro 1).

La ECM utiliza la combinación de ambas señales para:

• Determinar la posición exacta del pistón en cada cilindro.
• Identificar el cilindro que está en la carrera de compresión para disparar la chispa en el momento preciso (avance de encendido).
• Sincronizar la inyección de combustible de forma secuencial para cada cilindro.

Con la referencia de los dientes faltantes del CKP y la señal de fase del CMP, la PCM (Módulo de Control del Tren de Potencia) puede calcular el orden de encendido correcto y ajustar el avance de chispa y la inyección para optimizar el rendimiento y las emisiones.

Efecto de la Corrosión en el Sensor CMP

Cómo afectaría al sistema de inyección y encendido la presencia de corrosión en el sensor CMP:

La tensión que detectará la ECM debido a la corrosión en los terminales de un sensor CMP puede verse afectada. Si consideramos un circuito donde la corrosión introduce una resistencia (Rc) en serie con la resistencia interna del sensor (Rs) en un divisor de voltaje (Vs = Vo * Rs / (R1 + Rs)), la fórmula se modificaría a Vs = Vo * (Rc + Rs) / (R1 + (Rc + Rs)). Esto sugiere que, dependiendo de la configuración exacta del circuito y dónde se localice la resistencia de corrosión, la tensión detectada por la ECM podría ser diferente a la esperada. Un aumento significativo de la resistencia debido a la corrosión podría atenuar la señal o alterar sus niveles de voltaje, impidiendo que la ECM la interprete correctamente. Esto llevaría a problemas de sincronización, funcionamiento irregular del motor o incluso la imposibilidad de arrancar, similar a una falla total del sensor CMP.

Componentes del Sistema de Control de Aceleración Electrónica

Este sistema gestiona la entrada de aire al motor basándose en la demanda del conductor y otros factores operativos.

Módulo del Pedal Acelerador

El módulo del pedal acelerador detecta la posición momentánea del acelerador a través de sus transmisores (generalmente potenciómetros o sensores de efecto Hall redundantes) y emite una señal eléctrica correspondiente a la unidad de control del motor.

Unidad de Control del Motor (ECM)

La unidad de control del motor (ECM) analiza la señal del pedal acelerador y la interpreta como la demanda de par motor del conductor. Basándose en esta señal y otros parámetros (RPM, carga del motor, temperatura, etc.), la ECM calcula el par motor específico requerido. Para lograrlo, la ECM envía una señal de control al mando de la mariposa para abrirla o cerrarla. Durante este proceso, la ECM también considera otros requerimientos de par, como los solicitados por el sistema de climatización o el control de crucero. Además, la ECM supervisa continuamente el funcionamiento del sistema de mando eléctrico de la mariposa para detectar fallas.

Unidad de Mando de la Mariposa

La unidad de mando de la mariposa (también conocida como cuerpo de aceleración electrónico) se encarga de regular el paso de la masa de aire hacia el motor. Contiene un motor eléctrico (actuador) que posiciona la mariposa según las instrucciones recibidas de la unidad de control del motor. Esta unidad también integra los transmisores de ángulo de la mariposa.

Transmisores de Ángulo de la Mariposa

Los transmisores de ángulo de la mariposa (generalmente dos, por redundancia y seguridad) informan a la unidad de control del motor sobre la posición real y momentánea de la mariposa. Están integrados en la unidad de mando de la mariposa. La ECM utiliza estas señales para verificar que la mariposa se está moviendo a la posición deseada y para detectar posibles fallas en el actuador o los propios sensores.