El Ford EEC o Control Electrónico del Motor es una serie de ECU (o Unidad de Control del Motor) que fue diseñada y construida por Ford Motor Company . El primer sistema, EEC I, utilizó procesadores y componentes desarrollados por Toshiba en 1973. Comenzó su producción en 1974 y entró en producción en masa en 1975. Posteriormente pasó por varias iteraciones de modelo.
Los módulos EEC I y EEC II utilizaron un procesador y una memoria comunes para que puedan describirse juntos. El microprocesador era una unidad central de procesamiento de 12 bits fabricada por Toshiba , el TLCS-12 , que comenzó a desarrollarse en 1971 y se completó en 1973. Se trataba de un chip de 32 mm² con unas 2.800 puertas de silicio , fabricado mediante un proceso de 6 µm . La memoria semiconductora del sistema incluía RAM de 512 bits , ROM de 2 kb y EPROM de 2 kb . El sistema comenzó a producirse en 1974 y entró en producción en masa en 1975. [1] [2]
El nombre en clave interno de Ford para el microprocesador TLCS-12 era "PM-11" o "Poor Man's 11", lo que implica que era una versión simplificada de la, entonces popular, computadora PDP-11 de Digital Equipment Corporation. En la primera mitad de la década de 1970 se utilizó un PDP-11 en un vehículo como "prueba de concepto". En realidad, había muy poco en común entre estas dos arquitecturas informáticas. Este chip nunca estuvo disponible comercialmente. [ cita necesaria ]
Este procesador de 12 bits era el único chip disponible comercialmente que presentaba las cuatro funciones matemáticas (suma, resta, multiplicación y división) en ese momento. La elección de 12 bits no fue casual. Para mayor precisión, se determinó que las fórmulas debían poder resolver 1 parte en 1000 o aproximadamente 10 bits. Se necesitaba otro bit para firmar. Esto, lógicamente, se redondeó a 12 bits, lo que también resultó en un espacio de direcciones de 16 kilopalabras. No había una "pila" para llamadas y devoluciones de subrutinas. Más bien, el registro de puntero de instrucción se "intercambió" con otro registro que se había llenado previamente con la dirección de la subrutina de destino. El regreso se logró mediante el intercambio. Todo el código fue escrito en lenguaje ensamblador. [ cita necesaria ]
Otra característica de los módulos EEC I/II fue el uso de un módulo de memoria separado que se atornillaba a la carcasa del módulo de control. Esto se hizo para facilitar el cambio del software, una combinación de algoritmos ("estrategia") y datos ("calibración") en el campo, si fuera necesario. El módulo de memoria utilizaba "ROM enmascarada" (MROM), un tipo de chip de memoria que no se podía modificar después de la fabricación. El módulo de memoria también presentaba algunos interruptores que podían cambiarse en el campo. La estrategia leería estos interruptores y retardaría el avance de la chispa en los vehículos que experimentan preencendido (detonación). [ cita necesaria ]
El módulo del procesador presentaba una referencia de 10 voltios para su convertidor analógico a digital que se utilizaba para recopilar datos de varios sensores. Esto podría haber sido un problema ya que la potencia disponible para el módulo variaba por encima y por debajo de 10 voltios durante el arranque del motor. El problema se resolvió mediante varios pasos. En primer lugar, todos los sensores utilizaron un método de medición ratiométrico que garantizaba la precisión a pesar de la variación del voltaje de referencia. En segundo lugar, durante el arranque, un circuito especial activaba el sistema de encendido en sincronización con los pulsos de referencia del motor. En tercer lugar, no se permitió que el procesador se iniciara hasta que el voltaje interno se estabilizara por encima de los 10 voltios. [ cita necesaria ]
El EEC-II controlaba la relación aire-combustible a través del carburador Venturi variable (VV) modelo 7200 de Ford, el último carburador diseñado y construido por Ford EE. UU. En él, la relación aire-combustible estaba controlada por un motor paso a paso que accionaba una cremallera que movía un pivote que abría y cerraba la ventilación del flotador. Cuando estaba cerrado, no podía entrar aire en el recipiente, lo que provocaba que la mezcla de combustible fuera pobre. Cuando estaba abierto, la mezcla de combustible era rica. Cada carburador fue calibrado manualmente en una sala con presión controlada. [3]
Aunque había mucho en común "dentro de la caja", el tamaño, la forma y el conector principal eran diferentes entre EEC I y II. Este diseño de procesador se actualizó significativamente como candidato para su uso en EEC-III, pero no fue elegido. [ cita necesaria ]
Este sistema se utilizó en ciertos vehículos 1980-83. Había dos módulos EEC-III diferentes; uno para usar con un carburador de retroalimentación y otro para usar con el sistema de inyección de combustible del cuerpo del acelerador "central" de Ford . El tamaño y la forma del módulo eran aproximadamente los mismos que los del EEC-II y aún utilizaban el módulo de memoria externa. Los dos módulos tenían conectores con claves diferentes para evitar la inserción accidental en el vehículo equivocado.
EEC-III utiliza un módulo Duraspark III (ojal marrón por donde emergen los cables) y una bobina de encendido Duraspark II. Se utiliza un cable de resistencia en el circuito primario. Los distribuidores en los sistemas EEC-III (y posteriores) eliminan los mecanismos de avance mecánicos y de vacío convencionales. Toda la sincronización está controlada por la computadora del motor, que es capaz de disparar la bujía en cualquier punto dentro de un rango de 50 grados, según la calibración. Esta mayor capacidad de chispa requiere una mayor separación de los electrodos adyacentes de la tapa del distribuidor para evitar el fuego cruzado, lo que da como resultado una tapa del distribuidor de gran diámetro.
El EEC-III en automóviles con carburador controlaba el mismo carburador Ford 7200 VV que el EEC-II. En los automóviles con inyección de combustible, el módulo disparaba dos inyectores de combustible de alta presión (aproximadamente 40 psi) que estaban montados en un cuerpo del acelerador conectado a un colector de admisión tradicional en el valle central del motor de 5,0 litros (302 cid).
El procesador fue diseñado y fabricado por Motorola . Presentaba una longitud de datos de 8 bits, una longitud de instrucción de 10 bits y una longitud de dirección de 13 bits. El espacio de direcciones estaba "paginado", lo que significa que no se podía abordar directamente todo el espacio de direcciones sin instrucciones especiales. Eran 4 páginas. La página 0 era para código normal (en segundo plano). La página 1 era para el código de interrupción. La página 2 también era para antecedentes, pero solo se podía acceder a ella mediante una instrucción especial de "Saltar página" desde la página 0. La página 3 se usaba para almacenar datos paramétricos ("calibración") o código de nivel de interrupción adicional. Este chip nunca se vendió comercialmente. Al igual que EEC-I y -II, todo el código fue escrito en lenguaje ensamblador.
Los chips del procesador fueron fabricados por Motorola y los módulos fueron diseñados y ensamblados por Motorola, Toshiba o Ford. Los diseños eran funcionalmente equivalentes pero se utilizaron componentes ligeramente diferentes. Motorola optimizó su diseño para utilizar tantos componentes propios como fuera posible.
El trabajo de diseño preliminar en EEC-IV comenzó incluso antes de que EEC-III estuviera en producción. Con el tiempo, hubo muchos módulos diferentes diseñados en torno a este procesador. Es probable que se hayan producido más vehículos Ford utilizando módulos de control de motor/tren motriz (ECM/PCM) basados en variaciones de este diseño que cualquier otro módulo que Ford haya utilizado alguna vez. [ cita necesaria ]
A diferencia de los sistemas EEC anteriores, el EEC-IV utiliza un pequeño módulo de encendido llamado módulo TFI o TFI-IV (ignición integrada de película gruesa). Suele ser de color gris y originalmente estaba montado en el distribuidor. Los modelos posteriores tienen el módulo TFI montado en un disipador de calor en el compartimiento del motor. Es propenso a sufrir daños por el calor. Fue creado con piezas de tecnología de montaje en superficie , lo que le permite ser mucho más pequeño que el módulo de encendido Dura-Spark anterior . La bobina de encendido utilizada es el diseño E-Core. Este diseño de bobina de encendido es más eficiente que las bobinas de encendido con forma de cilindro de estilo antiguo. [ cita necesaria ]
El sistema EEC-IV tiene más capacidades de diagnóstico que los sistemas EEC anteriores. Los primeros automóviles equipados con EEC-IV no tenían la capacidad de enviar datos del sensor a través del conector de diagnóstico a una herramienta de escaneo. Sin embargo, existen autopruebas KOEO (llave encendida, motor apagado) y KOER (llave encendida, motor en marcha), y una prueba de monitoreo continuo (meneo), una característica que ayuda a probar las conexiones del cableado a varios sensores/actuadores moviendo los cables del componente en cuestión. A principios de la década de 1990, ciertos modelos tenían una capacidad de transmisión de datos de sensores llamada DCL (Enlace de comunicaciones de datos). Estos modelos tienen 2 cables de bus de datos adicionales al conector de diagnóstico EEC-IV). [ cita necesaria ]
La computadora EEC-IV se construyó alrededor de un procesador de 8/16 bits diseñado por Intel llamado 8061 . Este chip nunca se vendió comercialmente, pero una variación cercana, el 8096 , fue extremadamente popular. La principal diferencia entre estos dos chips fue el bus externo de instrucciones/datos. Ford quería minimizar la cantidad de pines utilizados para entrada y salida, por lo que Intel diseñó un bus único (MBUS) que multiplexaba direcciones y datos en un bus de 8 bits. Para la transferencia de información en este autobús se utilizaron varias líneas de control adicionales. Debido a la naturaleza única del bus, se requirieron chips de memoria personalizados. [ cita necesaria ]
EEC-IV apareció por primera vez en los motores de camión 1.6L EFI, 2.3L High Swirl Combustion (HSC), 2.3L EFI Turbo y 2.8L de 1983. Con el Escort, el motor base era el mismo que el de todos los Escort estadounidenses, el 1.6L CVH, pero presentaba colectores de admisión y escape exclusivos además de EFI . Este era un EFI no secuencial , lo que significa que 1/4 del combustible requerido para cada cilindro se inyectaba en el colector de admisión, cerca de la válvula de admisión para cada cilindro encendido. [ cita necesaria ]
El primer módulo EEC-IV fue diferente de los módulos futuros. Tenía un conector de "tarjeta de borde" único destinado a reducir el costo en comparación con los conectores de clavija y enchufe EEC I/II/II, pero fue rápidamente abandonado debido a su escasa confiabilidad. Utilizó un paquete DIP IC de 40 pines que limitaba la cantidad de entradas/salidas. También usó solo 1 chip de memoria que contenía 8K bytes de instrucciones/datos MROM y 128 bytes adicionales de RAM. [ cita necesaria ]
Todos los módulos EEC-IV posteriores utilizaron un paquete de CI de orificio pasante con pines escalonados en los 4 bordes que permitieron utilizar todas las E/S disponibles. La memoria creció rápidamente a 2 chips MROM/RAM de 8k/128 y luego un MROM de 32K y una RAM de 1K separados. La carga del bus limitó el diseño a 2 dispositivos de memoria externos. [ cita necesaria ]
Intel sólo fabricaba chips, no módulos. Finalmente surgió una MBUS UVEPROM única diseñada y fabricada por Intel. Motorola y la División Electrónica de Ford diseñaron y fabricaron los módulos. Después de varios años de que Intel fuera el único proveedor de chips de procesador, Ford convenció a Intel para que compartiera el diseño con Motorola y les permitiera producir chips 8061, pero sólo para el consumo de Ford. [ cita necesaria ]
A lo largo de los años, hubo muchas variaciones de los módulos EEC-IV según la cantidad de cilindros del motor y los tipos y cantidades de entradas y salidas. Incluso hubo una serie de módulos EEC-IV especiales diseñados para su uso en autos de carreras de Fórmula 1, lo que convirtió a Ford en uno de los primeros en adoptar la electrónica digital en un auto de carreras. [ cita necesaria ]
Estos EEC-IV se utilizaron en el motor Ford/Cosworth turbo de Fórmula 1 de 1,5 L en 1985. [4] Este motor con el EEC-IV fue utilizado por Haas/FORCE F1, también conocido como Hass/Lola. Este equipo empleó tanto a Ross Brawn como a Adrian Newey. [ cita necesaria ]
Las necesidades de rendimiento adicionales llevaron a Ford Electronics a desarrollar un microprocesador mejorado llamado 8065 basado en la tecnología EEC-IV. La memoria se amplió de 64 KB a 1 megabyte, la velocidad se triplicó y la E/S se duplicó con creces. Las interrupciones adicionales y las E/S mejoradas con control de tiempo permitieron el uso continuo del código EEC-IV y extendieron la vida útil de la familia a casi 20 años en producción.
Los motores Ford Diesel Duratorq europeos (todos TDDi y TDCi a partir del año de modelo 2000) utilizaban la serie EEC-V DPC-xxx, que utilizaba una variante del microcontrolador Intel i196 con memoria flash 28F200. Las ECU EEC-V DPC fueron reemplazadas posteriormente por ECU Delphi, Bosch EDC16, Siemens SID80x/SID20x o Visteon DCU. [5]
El PCM Visteon Levanta 'Black Oak' es la primera ECU que utilizó la arquitectura Freescale PowerPC. La ECU se utilizó en Ford Mondeo, Galaxy, Focus y Ka - motor 1.8/2.0/2.5/3.0 Duratec HE/I4. [6]
EEC-150 para motores 3.0/4.0 V6/4.6 SOHC utiliza PowerPC; sin embargo, en comparación con Visteon Levanta, la ECU está más cerca de EEC-VI por diseño.
EEC-VI es un microcontrolador PowerPC utilizado por Ford Motor Company hasta los modelos 2013. Existe una amplia gama de variantes de ECU. EEC-VI utiliza ISO15765 o ISO14229 (UDS) sobre el protocolo ISO15765 para diagnóstico.
EEC-VII es el último sistema con un microcontrolador PowerPC utilizado por Ford Motor Company , que utiliza principalmente el bus CAN y la arquitectura MS-CAN patentada de Ford. Actualmente existen otras variaciones, pero no hay información adicional disponible sobre ellas en este momento.