Sistema Imobilizador Automotivos

Sistema Imobilizador Imobilizador Automotivo Sistema de imobilizadores i mobilizadores

O imobilizador de partida é um sistema eletrônico integrado à injeção eletrônica que tem o objetivo de aumentar a proteção contra tentativa de roubos. Popularizou-se no Brasil a partir de 1996 com os veículos da família FIAT Palio. Nos veículos com sistema imobilizador a chave de ignição possui um dispositivo (transponder) que transmite um código secreto (pos intermédio do tradutor “módulo de imobilizador”) à unidade de comando eletrônico da injeção. A partida só é permitida se o código for reconhecido pela unidade do imobilizador. O sistema é composto basicamente por: •

Chaves eletrônicas com código secreto (transponder); (transponder) ;

•

Módulo do imobilizador;

 

•

Antena;

Unidade de gerenciamento eletrônico do motor com linha de comunicação com módulo do imobilizador. •

Para que possamos explicar melhor o principio de funcionamento do sistema de imobilizador de partida, utilizaremos o sistema FIAT (code 1). Os outros sistemas têm lógica semelhante de funcionamento. No FIAT code 1, quando a chave de ignição é rotacionada para a posição MAR (marcha) a unidade de comando central CODE é alimentada com tensão de bateria (1). A Unidade de gerenciamento eletrônico do motor então “pergunta” a central CODE (2), qual é o código secreto para permissão da partida no motor? A central CODE, para responder a pergunta, energiza a antena enviando um sinal eletromagnético que lê o código existente no transponder da chave (3).

Com o código em mente. A central CODE analisa se ele está correto ou não. Se o código estiver correto, a central CODE apaga a lâmpada de manutenção CODE (4), (0,7 segundo após a chave de ignição ter sido ligada) e informa a unidade de gerenciamento eletrônico do motor que a partida pode ser dada (5). Se o código estiver errado ou se a central CODE não conseguir fazer sua leitura, a lâmpada de manutenção CODE é mantida acesa permanentemente (6) e a unidade de gerenciamento eletrônico do motor entrará no modo de controle proibido (7). Nesse caso a unidade de gerenciamento eletrônico do motor corta o controle do sistema de ignição e injeção de combustível, fazendo assim com que o motor não funcione.

Com o código em mente. A central CODE analisa se ele está correto ou não. Se o código estiver correto, a central CODE apaga a lâmpada de manutenção CODE (4), (0,7 segundo após a chave de ignição ter sido ligada) e informa a unidade de gerenciamento eletrônico do motor que a partida pode ser dada (5). Se o código estiver errado ou se a central CODE não conseguir fazer sua leitura, a lâmpada de manutenção CODE é mantida acesa permanentemente (6) e a unidade de gerenciamento eletrônico do motor entrará no modo de controle proibido (7). Nesse caso a unidade de gerenciamento eletrônico do motor corta o controle do sistema de ignição e injeção de combustível, fazendo assim com que o motor não funcione.

Cada fabricante tem um ou mais modelos (geração) de sistema imobilizador de partida. Embora tenham componentes e princípios similares, cada sistema imobilizador de partida tem suas particularidades. São essas particularidades que no dia a dia podem confundir o técnico mal informado. O sistema imobilizador FIAT, por exemplo, é conhecido como sistema “FIAT code”. O “FIAT code” possui duas gerações (code 1 e code 2). O FIAT code 1 é aplicado na maioria dos veículos da montadora. O code 2 começou a ser utilizado em 2001 na família Palio Fire com sistema Vê.N.I.C.E. Esses sistemas tem lógicas semelhantes de funcionamento, mas os procedimentos de codificação de chaves, de substituição da unidade de gerenciamento do motor, do módulo imobilizador, etc., são totalmente diferentes. A FORD e a GM também possuem duas gerações de imobilizadores. Na FORD o sistema é denominado PATS (I e II), na GM, immobilizer (1 e 2). Como na FIAT, entre gerações há diferenças na execução de procedimento para codificação de chaves, substituição dos módulos, etc. A Volkswagen também apresenta distinções entre os imobilizadores que utiliza. Uma particularidade interessante, por exemplo, é que em alguns veículos Golf, o módulo imobilizador faz parte do painel de instrumentos. Nesses veículos, caso ocorra falha em algum componente do sistema imobilizador (transponder da chave, antena, etc) é possível efetuar uma partida de emergência. Porém o procedimento de partida só será possível sem scanner, nos veículos com painel de instrumentos com as seguintes características: 

Velocímetro com escala de até 260Km;

Led do sistema de imobilizador localizado na parte interna do indicador de rotação do motor. 

Obs: Seguir corretamente a seqüência abaixo:

1. Ligue a chave de ignição; 2. Gire o botão de ajuste do relógio para a direita e, ao ao mesmo tempo, pressione o botão de ajuste do hodômetro parcial ( figura1). Feito isso, o hodômetro parcial ficará zerado (“0000”) e com o primeiro digito piscando; 3. Pressione (dê dois toques) o botão de ajuste do hodômetro parcial até que apareça o primeiro dígito da senha do imobilizador do veículo; 4. Gire o botão de ajuste do relógio para a direita. O segundo dígito piscará;

5. Repita o procedimento procediment o utilizado para o primeiro dígito até que sejam introduzidos todos os números do código secreto. 6. Após a introdução do ultimo numero, gire novamente o botão botão de ajuste do relógio para a direita e ao mesmo tempo pressione o botão de ajuste do hodômetro parcial. Se a senha foi introduzida corretamente, o display do hodômetro parcial retornará a contagem de quilometragem e o Led do imobilizador ficará aceso. 7. Dê partida no motor.

Se após a partida do motor, a ignição for desligada e a chave removida, o reparador terá 5 minutos para efetuar nova partida. Se a chave for mantida no comutador, o limite máximo para nova partida será de 45 minutos. Se forem realizadas três tentativas incorretas de introdução da senha, aparecerá a mensagem de falhas (“fail”) no display do hodômetro e o sistema ficará bloqueado. Para desbloquear o sistema, deixe a ignição ligada por 10 minutos.

Painel do Golf - 95 a 98

Chave com transponder

As chaves dos veículos com imobilizador de partida possuem duas identidades. •

código mecânico (dentes da chave);

•

código eletrônico (gravado eletronicamente no transponder). A nova chave deve possuir esses dois códigos.

Clonagem

A clonagem do transponder das chaves é normalmente realizada por chaveiros. Para realizarem esse procedimento, utilizam um equipamento específico. O equipamento possui um coletor onde deve inicialmente ser inserida a chave que será clonada e depois a chave que receberá as características do transponder da matriz (ver figura abaixo). Embora facilite o procedimento de realização de cópias do código eletrônico das chaves, a clonagem não pode ser realizada em todos os modelos de chaves existentes. Algumas chaves possuem transponder criptografados. Essas não são clonáveis.

Tabela de chaves clonáveis Marca

Modelo

Ano

Clonável

FIAT

Ducato

96 em diante

SIM

Palio

96 em diante

SIM

Marea / Brava

98 em diante

SIM

Tempra

95 em diante

SIM

Ka/Fiesta/Courier/Escort/Mond eo

95 em diante

NÃO

Ranger/F-250

96 em diante

NÃO

Corsa

95 a 02

SIM

Astra/Tigra

95 a 97

SIM

Astra

98 em diante

NÃO

Omega

95 a 98

SIM

Vectra

95 a 92

SIM

Clio

95 em diante

SIM

Kangoo

99 em diante

SIM

Laguna/Mégane

96 a 98

SIM

Twingo

95 a 98

SIM

Golf/Passat/Variant

95 a 98

SIM

Gol/Golf/Kombi/Parati/ Passat/Pólo Cassic/

98 em diante

NÂO

FORD

GM

Renaut

VW

Quantum/Santana/Saveiro/Vari ant

Adaptação das chaves via scanner

A adaptação do código eletrônico da chave no veículo, via scanner ou chave mestra, pode ser efetuada com qualquer chave virgem, criptografada ou não (compatível com sistema imobilizador do carro). Nas linhas GM, Volkswagen e FIAT (code 2) essa adaptação é feita via scanner. Com o scanner, para codificar chaves novas, basta ligar o equipamento ao conector de diagnóstico do veículo, selecionar o veículo, o sistema imobilizador e o item adaptação/codificação de chaves. Para que o equipamento finalize a adaptação é necessário o conhecimento de uma senha. Na Volksvagen e GM, essa senha é de 4 dígitos e na FIAT é de 3 dígitos.

Sistema imobilizador Volkswagen

Falhas Quando há falha no sistema imobilizador de partida, o led do sistema (figura 1) fica piscando continuamente (com a chave de ignição ligada) e o motor pega, mas morre em seguida. Na linha Volkswagen as causas mais comuns de falha no imobilizador de partida são: 1- Sistema imobilizador bloqueado: 2 - Falha na alimentação do módulo imobilizador e na comunicação UCE/imobilizador; 3 - Necessidade de recodificação das chaves Um dos problemas mais comuns é o bloqueio do sistema imobilizador. O sistema fica bloqueado nas seguintes situações: Quando se tenta dar partida com outra chave (com ou sem transponder) que não pertence ao conjunto de chaves do veículo. 

Quando durante a adaptação (codificação) das chaves (que é feita com um scanner) são cometidos pelo menos 2 erros na digitação da senha de acesso ao sistema. Além disso, na prática observa-se que, em alguns casos, o sistema fica bloqueado sem causa aparente. Para desbloquear o sistema deve-se fazer o seguinte: 



Ligar a ignição (sem dar partida) e aguardar por pelo menos 35 minutos;

Após esse período desligar a ignição e aguardar pelo menos 20 segundos. Feito isso, o sistema ficará desbloqueado e o veículo voltará a pegar normalmente. Caso o led do sistema continue piscando verifique as considerações dos itens 2 e 3. 

Se o procedimento de desbloquear não resolver o problema verifique: 

A alimentação do módulo imobilizador (figura 3);



Mau contato nos conectores do módulo do imobilizador e no conector da UCE;



A resistência elétrica da antena. Deve estar entre 25 e 35 ohms;



A alimentação da UCE;



A continuidade do fio que interliga a UCE ao módulo do imobilizador ;

z

Às vezes, o problema só é resolvido se forem recodificadas as chaves. Para a realização da recodificação é necessário: A utilização de um equipamento scanner compatível com o sistema imobilizador Volkswagen; 

A senha de 4 dígitos. Essa senha normalmente encontra-se junto a chave reserva do veículo (figura-2); 



As chaves que serão codificadas.

Para recodificar as chaves, ligue o scanner ao conector de diagnóstico do veículo e entre no item Imobilizador Volkswagen. 

Selecione a função "adaptação” (adaptar chaves), e siga as instruções na tela do equipamento. Será necessário o conhecimento da senha do imobilizador do veículo (senha de 4 dígitos).

Caso o proprietário não possua a senha de acesso ao sistema, podemos obtê-la da seguinte forma: Com o scanner, selecione a função “identificação” (identificar módulo imobilizador). O scanner fará a leitura do código de 14 dígitos que identifica o módulo imobilizador do veículo. Fornecendo esse código a uma concessionária Volkswagen é possível obter (comprar) a senha de acesso ao sistema imobilizador. 

Outra opção é trocar o módulo do imobilizador com a senha desconhecida por um com senha conhecida. Nesse caso, será necessário recodificar (adaptar) as chaves e a UCE do veículo. 

Sistema imobilizador GM

Na GM os principais componentes do sistema são:

Central Immobilizer Localizado sob a capa de proteção inferior da coluna de direção



Chave com transponder - possui o código mecânico (dentes) e o código eletrônico para

a permissão de partida no veículo. 

Módulo do imobilizador e antena integrados - durante o procedimento de partida, lê o

código do transponder da chave e o envia a Central da Injeção - UCE. Com o veículo em funcionamento serve como condutor do sinal do sensor de velocidade do veículo para a UCE. 

Cartão Info Card  - Possui o código de reprodução mecânica das chaves, o código de

acesso* à memória do módulo imobilizador, além dos códigos do rádio e do sistema de alarme. É entregue ao proprietário do veículo juntamente com uma chave codificada reserva. Com esse código de acesso é possível apagar o código das chaves e/ou recodificá-las. É indispensável em caso de perda ou extravio da chave. 



UCE - Analisa o código informado pelo módulo imobilizador. Quando o código não está

correto ou não é lido de maneira satisfatória, bloqueia o funcionamento do motor "cortando" os sistemas de ignição e injeção.

Com o lançamento do novo Astra a GM introduziu ao mercado os imobilizadores de segunda geração. A principal inovação foi a adição de um código secreto aleatório ao transponder da chave. Isto dificulta a possibilidade de cópia do mesmo, aumentando a confiabilidade do sistema. No novo Omega também foram introduzidas mudanças. Nesse veículo as chaves só aceitam uma única programação, não sendo mais possível reprogramá-las. Na General Motors são equipados com sistemas imobilizadores de partida os seguintes veículos: 

Corsa (opcional) e Omega, ambos somente após 1996;



Vectra B, Astra SW, Tigra e Novo Astra.

2- vem da lâmpada de manutenção da injeção 4- aterramento do módulo imobilizador 5- alimentação positiva do módulo imobilizador (linha 15 - vem da chave) 6- sinal de velocidade (vem do sensor de velocidade) 7- sinal de velocidade/código da chave (vai à UCE) 8- vai ao conector de diagnóstico 9- alimentação positiva do módulo imobilizador (linha 30 - direto da bateria)

Conector JUMP

Nos veículos Corsa MPFI que não possuem sistema imobilizador como opcional, existe no lugar do módulo do imobilizador um JUMP entre os terminais 6 e 7 do chicote do mesmo. Sem esta "ponte" a UCE fica sem sinal de velocidade e o veículo "morre" em desacelerações.

mobilizador/antena Conjugados 

Como detectar rapidamente se o defeito está no imobilizador de partida. •

•

•

Quando o defeito está no sistema imobilizador, o veículo não entra em funcionamento (o mais comum é o motor "pegar" e "morrer" em seguida). Portanto se o motor entrar em funcionamento, o sistema imobilizador pode ser considerado OK. Quando a UCE não recebe o código correto da chave a lâmpada do sistema de injeção passa a piscar rapidamente (aproximadamente 2 vezes por segundo), enquanto a chave de ignição estiver ligada. Quando o imobilizador não está funcionando corretamente, a UCE evita que o motor entre em funcionamento desabilitando (aproximadamente 2 segundos após ter sido ligada à ignição) o acionamento das válvulas injetoras, bomba elétrica de combustível e o controle do primário da bobina de ignição. Por isso, é verificado que esses componentes começam a funcionar e logo em seguida são desativados (o motor pega, mas morre em seguida).

Obs: O defeito mais comum no sistema imobilizador da GM é a perda do transponder da

chave. Normalmente ocorre quando o motorista a deixa cair. Para minimizar esse problema o transponder passou a vir colado.

Dica

2 

Como proceder em caso de perda ou extravio da chave.

Solicite ao cliente o cartão Info Card. Nele é encontrado o código da chave* (utilizado para cópias mecânicas das mesmas) e o código do imobilizador. Com esse código é possível programar as chaves novas e reprogramar as antigas. É importante ressaltar que antes da programação das chaves, deverão ser apagados os códigos já gravados na memória do módulo imobilizador. Com isso, evita-se um possível furto do veículo, com a utilização de uma chave extraviada. Atualmente o procedimento de codificação das chaves só pode ser efetuado com os equipamentos (Scanners) da rede autorizada GM (TECH-1 e TECH-2). Com os Scanners independentes, não é possível, por enquanto, efetuar este procedimento. *A cópia mecânica (dentes) pode ser efetuada normalmente por um "chaveiro" ou solicitada à concessionária. Para isso deve ser informado o código da chave.

Sistema de imobilizador FIAT

•

Imobilizador/antena integrados (sob a capa de proteção inferior da coluna de

direção "vestindo" o cilindro de ignição) •

Comutador de Ignição com Antena   (sob a capa de proteção inferior da

coluna de direção) •

UCE (sob o porta-luvas ou no compartimento do motor na parede do vão corta-

fogo)

Principio básico de funcionamento do sistema FIAT CODE

Quando a chave de ignição é rotacionada para a posição MAR (marcha) a unidade de comando - UCE e a central CODE são alimentadas com tensão de bateria (1). A UCE então "pergunta" à central CODE (2): "Qual é o código secreto para permissão da partida no motor?”.

A central CODE, para responder a pergunta, energiza a antena enviando um sinal eletromagnético que lê o código secreto existente no transponder da chave (3). Com um código em "mente", a central CODE analisa se ele está correto ou não. Se o código estiver correto, a central CODE apaga a lâmpada de manutenção CODE (4) (0,7 segundo após a chave de ignição ter sido ligada) e informa a UCE que a partida pode ser dada (5). Se o código estiver errado ou se a central CODE não

conseguir fazer sua leitura, a lâmpada de manutenção CODE é mantida acesa permanentemente (6) e a UCE entrará no modo de controle do motor proibido (7). Nesse caso a UCE "corta" o controle dos sistemas de ignição e injeção de combustível. Dessa forma, o motor não pode entrar em funcionamento.

Atenção:

Toda UCE da linha FIAT (família Pálio, Siena, Marea e Coupé) possui o sistema FIAT CODE incorporado ao seu circuito eletrônico. Porém, quando a UCE é nova ou pertence a um veículo que não possui o sistema FIAT CODE como opcional, esta função se mantém inativa (virgem). A função do sistema CODE só entrará em atividade se a UCE for conectada e alimentada por um veículo que possua o sistema instalado (central CODE, antena, chave com transponder codificado). Por isso, em caso de falhas no funcionamento de um motor em que se suspeite de defeito na UCE, nunca substitua a UCE deste veículo (se ele possuir sistema CODE instalado) por uma UCE virgem (para teste). Quando a UCE virgem for alimentada, ela irá "casar” com o sistema CODE do veículo em teste. Se for verificado que o problema do motor não é a UCE (porque a falha persiste), agora serão duas UCE's codificadas (com o mesmo master CODE) para o mesmo veículo.

Dica

1

Como evitar codificações indesejadas de UCEs virgens.

Como já foi comentado anteriormente, o simples fato de instalar e alimentar uma UCE virgem* em um veículo que já possui o sistema CODE; é suficiente para "casála", com o sistema deste veículo. Portanto, em situações em que se necessita trocar UCE's para verificar se estão funcionando bem, proceda da seguinte forma: •

Desconecte os conectores de 8 e 3 terminais da central CODE;

•

Conectar a UCE (que será utilizada para teste) ao sistema do veículo;

•

Dar partida ao motor. Se a falha sumir, o defeito é na UCE.

•

•

•

•

Caso deseje codificar esta UCE para o veículo, desligue o motor e reconecte os conectores da central CODE; Ligue a ignição e a UCE já estará codificada para o veículo testado. UCE virgem: é a unidade de comando eletrônico da injeção, nova ou que pertence a um veículo que não possui sistema FIAT CODE. Quando a UCE é codificada com o código (master code) das chaves do veículo não é possível descodificá-la ou recodificá-la para outro veículo.

Dica 2 

Tabela geral de diagnósticos do sistema FIAT CODE. Defeito apresentado

Verificação sugerida

Problemas no transponder da chave Para testar, troque a chave suspeita de defeito por outra do conjunto de chaves do veículo. Folgas no comutador de ignição. Com o uso contínuo, o comutador pode criar folgas radiais e ou axiais que provocam mudança na posição relativa do transponder. Para testar, force a chave (para dentro) no comutador de ignição. Se o defeito sumir, o defeito é o comutador. Motor não pega (lâmpada do CODE acesa Teste a alimentação da central CODE continuamente) Teste a antena do sistema CODE Verifique se antena esta bem encaixada no comutador de ignição. Sua resistência elétrica deve ser menor que 100 ohms. Teste do fio de comunicação entre a UCE e a central CODE Tentar efetuar o procedimento de partida de emergência. Se o motor pegar, provavelmente o defeito não é a UCE, pois ela está aceitando o código de partida de emergência. Motor não pega (lâmpada do CODE Teste a lâmpada de manutenção do sistema apagada continuamente*) FIAT CODE São equipados com sistema Fiat code 1 (opcional), a maioria dos veículos da Fiat (famílias Palio, Marea, Brava, etc.) exceto os veículos equipados com sistema Ve.N.I.C.E.. Os veículos com Ve.N.I.C.E. utilizam Fiat code 2. Quando o sistema ainda é virgem, devem ser programadas, no mínimo, 3 chaves (1 chave mestra - vermelha + 2 chaves principais – azuis).

O procedimento de partida de emergência permite ligar o motor quando a UCE não conseguir ler o código secreto existente no transponder da chave; •

•

A partida de emergência só pode ser ativada se a UCE estiver no estado de "controle do motor proibido", ou seja, se houver problemas no sistema CODE. Este procedimento pode ser efetuado através do pedal do acelerador em todos os veículos da linha Fiat com acelerador mecânico ou eletrônico, que possuem sistema CODE. O código secreto é transferido à UCE pelo Sensor de Posição da Borboleta TPS. Esta operação é útil para ligar o motor e levar o veículo até a oficina;

Procedimento: 

1) Ler o código (eletronic CODE) de 5 dígitos registrado no cartão CODE (figura 1); 2) Com a chave de ignição desligada (posição STOP), apertar e manter apertado o pedal do acelerador. Colocar a chave na posição MAR (a lâmpada de manutenção da injeção acende por 4 segundos depois apaga brevemente e acende por mais 4 segundos). Em alguns veículos, a lâmpada acende por 4 segundos uma única vez (figura - 2); 3) Quando a lâmpada da injeção se apagar, soltar o pedal do acelerador; 4) Ao soltar o pedal a lâmpada da injeção começa a piscar; 5) Depois de um número de piscadas igual ao primeiro dígito do eletronic CODE lido no cartão CODE, apertar até o fim e manter nesta posição o pedal do acelerador; 6) A Lâmpada da injeção acende novamente por 4 segundos, depois apaga indicando que o primeiro dígito foi registrado; 7) Quando a lâmpada da injeção apagar, soltar o pedal do acelerador; 8) Ao soltar o pedal a lâmpada da injeção recomeça piscar como descrito anteriormente; 9) Depois de um número de piscadas igual ao segundo dígito do eletronic CODE lido no cartão, apertar até o fim e manter nesta posição o pedal do acelerador. 10) A Lâmpada da injeção acende novamente por 4 segundos, depois apaga indicando que o segundo dígito foi registrado. 11) Repetir as instruções dos passos 3, 4, 5 e 6 para os outros 3 dígitos do cartão CODE. 12) Ao soltar o pedal depois que o último dígito foi introduzido, a lâmpada da injeção pisca (com uma freqüência de 1,6 Hz) indicando que todos os dígitos foram aceitos. Se ao contrário a lâmpada da injeção ficar acesa continuamente, isto indica que o código foi recusado. Se o código foi aceito, ligar o motor; caso contrário, recolocar a chave na posição STOP e repetir o procedimento.

Sistema de imobilizador FORD

O sistema PATS é um sistema imobilizador de partida. Seu princípio básico de funcionamento é similar ao dos demais sistemas imobilizadores. Nos veículos equipados com PATS a partida só é permitida se o código secreto existente no transponder da chave for reconhecido pela UCE (central que controla o sistema de injeção eletrônica). Se o código eletrônico não for reconhecido ou se sua leitura não for efetuada com sucesso, a UCE não permitirá o funcionamento do motor "cortando" o controle dos sistemas de injeção, ignição e partida.

Codificação das chaves Ford (Ford PATS I) através da chave mestra. São equipados com sistema Ford Pats I (opcional) os seguintes veículos: Ford Ka, Fiesta, e Courier (com motores Endura e Zetec 16V) e Escort Zetec 16V. No Pats I, a programação das chaves é feita diretamente no veículo via chave mestra (sem scanner). Quando o sistema ainda é virgem, devem ser programadas, no mínimo, 3 chaves (1 chave mestra - vermelha + 2 chaves comuns - pretas).

O procedimento de programação das chaves para o sistema virgem está descrito a seguir. 1) Com a chave mestra (vermelha), ligar a ignição, sem dar partida; 2) O Pats LED (figura 2) irá acender por aproximadamente 3 segundos e depois se apagará; 3) Assim que o Pats LED apagar, desligar a ignição e retirar a chave mestra; 4) Dentro de 10 segundos, inserir a primeira chave comum (preta) e ligar a ignição, sem dar partida; 5) O Pats LED irá acender por aproximadamente 3 segundos e depois se apagará; 6) Assim que o Pats LED apagar, desligar a ignição e retirar a chave; 7) Dentro de 10 segundos, inserir a Segunda chave comum (preta) e ligar a ignição, sem dar partida; 8) O Pats LED irá acender por aproximadamente 3 segundos e depois se apagará; 9) Assim que o Pats LED apagar, desligar a ignição e retirar a chave; 10) Fazendo isso, as 3 primeiras chaves (a mestra e as 2 comuns) estarão adaptadas ao sistema do veículo.

•

•

•

•

No Pats I, as chaves podem ser apagadas da memória da UCE via scanner (não é necessário o conhecimento de senhas); O sistema Pats I é considerado virgem quando a UCE é nova ou as chaves foram apagadas de sua memória (via scanner); Quando o sistema é virgem, a UCE irá considerar como chave mestra a primeira chave que for lida através da antena (independente da sua cor); Com um scanner é possível visualizar quantas chaves estão gravadas na memória da UCE.

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Este artigo foi publicado em 2005 mas ainda é bastante atual, pois a maioria dos sistemas abordados existem se bem que de forma mais aperfeiçoada a cada ano, mas sempre operando segundo o mesmo

princípio. Assim, a tecnologia eletrônica cada vez mais avançada é explicada de forma simples neste artigo. E eletrônica do automóvel está se tornando cada vez mais complexa, graças a tecnologias avançadas cuja finalidade é controlar todos os dispositivos possíveis. Ignição eletrônica, Injeção Eletrônica, ABS, Sistemas de Conforto, Segurança são exemplos de onde a eletrônica está presente. Desta forma, o conhecimento do princípio de funcionamento dos sistemas automotivos é uma necessidade do profissional da área precisa, e mesmo de todos que desejam usar melhor esses sistemas e para os que gostam de mexer em seus próprios carros. O termo "eletrônica embarcada" é comumente utilizado para designar os equipamentos usados em automóveis. No entanto, muito mais que isso, o termo também pode ser estendido a outros tipos de veículos tais como barcos e até mesmo aeronaves. A eletrônica embarcada visa fornecer um sistema inteligente que possa interagir com dispositivos capazes de realizar algum tipo de ação num veículo com sensores que informem quando essas ações precisam ser executadas ou quando não podem. Na figura 1 temos um exemplo de interação entre alguns sistemas sensores e efetores usados num automóvel comum.

Interligação entre sistemas e ssensores.

Note que alguns tipos de sinais podem interferir em diversos sistemas como, por exemplo, a Chave de Ignição.

O modo como todas as funções são controladas num veículo obedece basicamente a dois tipos de arquiteturas.

Arquiteturas dos Sistemas O modo como os sinais são analisados, processados e a partir de então gerados os sinais de ações podem ter arquiteturas centralizadas ou distribuídas.

a) Arquitetura Centralizada Na arquitetura centralizada temos uma ECU central que recebe as informações de sensores e comandos e as processa fornecendo saídas, conforme mostra a figuras 2.

Controle por um ECU.

A ECU contém tanto o hardware como o software para a leitura das entradas, processamento a fornecimento dos sinais de saída. O software é o "programa" que controla o funcionamento do veículo e o hardware consiste nos circuitos que permitem trabalhar com sinais fornecidos por sensores e comandos e que fornecem sinais que podem agir diretamente sobre os elementos efetores. A principal vantagem desse sistema está na simplicidade do hardware que consiste basicamente de sensores e atuadores, uma unidade de processamento (ECU) e os sensores/atuadores que devem ser controlados. A ECU varre constantemente as entradas, fornecendo nas saída os sinais necessários aos atuadores. A principal desvantagem está na necessidade de todo cabeamento convergir para essa unidade, o que além de tornar a fiação volumosa dificulta a manutenção. Outro problema está na possibilidade de se expandir ou alterar o sistema, pois isso exigiria modificação do hardware e do software, o que não é simples.

b) Arquitetura distribuída Nessa arquitetura são usadas diversas ECUs colocadas em pontos apropriados do veículo. Cada uma é destinada a execução de determinadas funções atuando sobre determinados sensores e também se comunicando com outras ECUs conforme mostra a figura 3.

Arquitetura distribuída.

Neste sistema também é possível fazer com determinas ECUs apenas leiam as informações de sensores e comandos enquanto que outras apenas controlem atuadores. Um exemplo de arquitetura desse tipo é encontrada no VW Pólo onde cada porta tem sua própria unidade de comando. Essa arquitetura apresenta diversas vantagens. Uma delas consiste na necessidade de pouco cabeamento para o carro, já que as ECUs podem ser instaladas junto aos locais em que devem controlar (sensores e atuadores). Essa redução do cabeamento também reduz o tempo de manufatura e torna o sistema mais robusto. Menor número de contactos leva a uma menor possibilidade de falhas. Outro ponto importante a ser considerado é que ele permite uma fácil ampliação do sistema, já que apenas uma ECU é alterada. A desvantagem está na necessidade de se ter um sistema segura de comunicação entre as ECUs. Como isso é feito é determinado pelo que se denomina Protocolo de Comunicação. A presença desse protocolo exige um software de controle para a rede, sendo difícil a determinação ideal da velocidade com que cada elemento envie ou receba os dados que devam ser processados.

O maior problema que os projetistas de automóveis encontram é criar uma arquitetura que, com um mínimo de custo ofereça as funções que os usuários desejam com o máximo de confiabilidade.

Exemplos de Sistemas Para que o leitor tenha uma idéia de que variações o sistema aceita, é interessante tomarmos alguns exemplos práticos. Assim, na figura 4 temos um exemplo de veículo com uma arquitetura elétrica centralizada.

Arquitetura elétrica centralizada.

Nesse veículo temos um sistema de controle (iluminação externa e vidros elétricos). quatro módulos principais, o ECM (Módulo de controle do motor), Rádio, IPC (Instrumentos do Painel) e o BCM (Módulo de Controle da Carroceria). Quando em funcionamento, o BCM recebe os sinais de entrada dos interruptores de comando dos sistemas correspondentes. Trabalhando com as i nformações recebidas, ele atua de forma discreta nas saídas que são os motores elétricos e lâmpadas. Veja que o BCM centraliza o controle desses sistemas sendo totalmente independente dos outros módulos existentes no veículo.

Ao mesmo tempo, o ECM, Rádio e o IPC recebem sinais de entrada os quais são processados aparecendo nas saídas correspondentes. ignição habilitando ou desabilitando o liga/desliga enquanto que o IPC recebe o sinal do sensor de velocidade passando a indicação ao indicador no painel. Veja que não há necessidade de protocolos de comunicação para esse funcionamento conjunto, pois a ECU tem entradas e saídas discretas que operam com os sinais, e um algoritmo de controle. Para o caso da Arquitetura Elétrica Distribuída, podemos dar como exemplo o veículo da figura 5.

Arquitetura elétrica distribuída.

Neste caso, existem três ECUs conectadas por três redes de comunicação de dados interna. A primeira rede, Rede 1, é responsável pela troca de dados entre o ECM e o BCM1, trabalhando com uma taxa de transmissão de dados de alta velocidade. A segunda, Rede 2, é responsável pelo interfaceamento o rádio e o IPC, operando em média velocidade. Finalmente, temos a Rede 3 que se faz o interfaceamento entre os BCMs 1 e 2 e o IPC, trabalhando em baixa velocidade. Veja que, nesta arquitetura um sinal recebido por uma das ECUs pode ser enviado para qualquer outra, através das redes de comunicação.

Um exemplo de como isso funciona pode ser dado para o caso de um sensor de velocidade na roda dianteira que envia o sinal para o BCM1, por estar mais próximo, e depois o retransmite para o IPC pela rede 3, de modo a haver a sua indicação no painel. Veja que esse mesmo sinal pode também ser usado por outro bloco. Esse é o princípio da rede CAN ou CAB-Bus, onde cada unidade de comando ligada à rede deve suprir suas necessidades em função do uso de cada unidade de processamento. Assim, a unidade de gerenciamento do motor recebe o sinal da posição da borboleta e o utiliza esses dados também para que eles possam ser usados para comandar a transmissão automática, a unidade do ABS, o controle de potência, etc.

Os Protocolos Na rede CAN temos um protocolo em que os bits são organizados de tal forma que as unidades possam se comunicar sem problemas. Esse protocolo consta de sete partes com as seguintes funções: Começo - esse campo utiliza um bit para marcar o começo da transmissão ou recepção de dados. Estado - esse campo utiliza 11 bits para a definição da prioridade do protocolo. Controle - são 6 bits que definem a quantidade de informações que vai ser recebida ou enviada. Dados - são as informações transmitidas ou recebidas propriamente ditas. Verificação - este campo é composto por 16 bits que são utilizados para detectar falhas na transmissão dos dados. Conformação - são dois bits utilizados para indicar que os dados foram recebidos corretamente. Fim - esse campo tem 7 bits que são utilizados para indicar o fim da transmissão do "pacote" de dados. A figura 6 mostra a organização desse datagrama.

Datagrama.

Cada pacote de dados ou datagrama é transmitido em tempos que variam entre 0.25 e 20 milisegundos, dependendo da unidade e da função. Um ponto importante para o eletricista de automóveis é que o diagnóstico de problemas de funcionamento de veículos que utilizam esse sistema é que ele pode ser feito pelo rastreamento dos sinais. Através de um único conector OBD II é possível rastrear todos os sistemas. Na figura 7 mostramos esse conector.

Conector OBD II.

Diversas empresas fornecem aparelhos de diagnósticos que, conectados num veículo permitem localizar falhas de funcionamento. Na figura 8, por exemplo, temos o Rhaster RX da Tecnomotor, um Equipamento que permite comunicar com as centrais eletrônicas dos veículos e consequentemente acessar qualquer informação disponível. Esse equipamento também pode ser conectado a um computador para uma análise mais detalhadas das informações obtidas numa análise.

Rhaster RX da Tecnomotor.

Conforme vimos, os diversos dispositivos elétricos e eletrônicos de um veículo são interligados de modo a haver um controle inteligente. O modo como essa comunicação é feita e as ferramentas para o diagnóstico de problemas foram abordados nesta introdução. Além da Tecnomotor (www.tecnomotor.com.br), o leitor t ambém pode consultar o site da Alfatest (www.alfatest.com.br). Veremos agora alguma coisa sobre alguns sistemas específicos encontrados nos automóveis, com uma breve análise de seu princípio de funcionamento.

O ABS O coeficiente de atrito dinâmico (quando as rodas deslizam) é menor do que o coeficiente de atrito estático (quando as rodas estão em aderência com o solo). Isso significa que, numa frenagem, o espaço exigido para a parada é menor quando as rodas não deslizam. Assim, a freada mais eficiente é aquela em que se aplica a maior força de parada possível a roda, mas sem deixá-la deslizar, conforme mostra a figura 9.

Frenagem sem o travamento é mais eficiente.

A finalidade do ABS (Anti-Lock Break System) é justamente essa: aplicar o máximo de força de frenagem possível à roda, mas sem deixá-la travar (escorregar). Para conseguir isso o sistema conta com sensores eletrônicos de rotação nas rodas, um microprocessador central e um modulador hidráulico. Esse modulador consiste num conjunto de válvulas que, quando os sensores detectam o tratamento da roda, enviando o sinal ao microprocessador, eles recebem instruções que "aliviam" a pressão do fluido de modo a liberar a roda, conforme mostra a figura 10.

Os cilindros recebem os sinais para controlarem o fluído de freio.

Evidentemente, a presença do ABS melhora a eficiência dos freios reduzindo a distância de parada. Mais do que isso, quando as rodas travam e o carro desliza, a dirigibilidade é perdida. O processador do ABS recebe as informações dos sensores fazendo a sua comparação com o programa que consta de sua memória. Esse dispositivo conta com recursos, para que em caso de falhas, sua ação seja suspensa. Quando o contacto da ignição é ligada temos uma primeira verificação do ABS caso em que a lâmpada indicadora permanece acesa por 3 a 8 segundos. Quando o veículo entra em movimento o sistema é novamente testado e em caso de falha é acionado uma lâmpada indicadora. Quando isso ocorre, o veículo não ficará sem freio, pois o modo tradicional será mantido.

TCS (Traction Control System) No Brasil, o sistema passou a ser utilizado no Vectra em 1996 e atualmente também é encontrado no Fiat Stilo. O controle de tração consiste num sistema em que um processador central monitora a aderência dos pneus. Esse sistema usa sensores instalados nas todas, que verificam se existe perigo dos pneus girarem em falso. Quando isso ocorre, os freios são acionados momentaneamente, apenas na roda que patina, evitando assim a perda de controle do veículo. Para detectar se a roda gira em falso, o processador compara a partir dos sinais dos sensores a velocidade das rodas dianteiras com as rodas traseiras. O sistema também envia sinais para o sistema de injeção de tal forma que, em caso de derrapagem, é enviado um comando para que o motor tenha seu giro reduzido, com o que pode ser evitada a derrapagem.

ESP (Electronic Stabillity Program) Um outro sistema interessante que equipa alguns veículos é o programa eletrônico de estabilidade. Sua finalidade é corrigir eventuais falhas de pilotagem, evitando que o veículo derrape mantendo uma trajetória segura. Trata-se de um sistema que reúne num único módulo as funções ABS, TCS e EBD (Electronic Brake Force Distribution - Distribuição Eletrônica de Força de Frenagem). Esse último sistema, EBD, calcula a pressão máxima do freio que pode ser aplicada sem o perigo de travamento do eixo traseiro, tendo por base as variações da carga no veículo.

Nesse sistema, existem diversos sensores sofisticados. Nas rodas existem sensores de velocidade que informam se há perigo de travamento ou giro em falso. No centro do veículo existe um sensor de aceleração lateral e de sua rotação em torno do seu próprio eixo vertical (YAW) e além disso um sensor no volante que indica a intenção de manobra do motorista. A imagem da Bosh mostrada na figura 11 dá uma idéia dos elementos desse sistema.

O sistema compara as diversas informações enviadas pelos sensores e em sua função atua no sentido de mudar o torque ou ainda aplicar o freio em uma ou mais rodas de modo a estabilizar o veículo em caso de perda de controle por derrapagem.

Airbag Eis um outro dispositivo complementar de segurança importante nos veículos atuais. Esse dispositivo, aliado ao cinto de segurança, protege o motorista e eventual passageiro contra os efeitos de um impacto frontal no veículo. O sistema não é ativado em caso de impactos laterais ou traseiros ou ainda em caso de capotamento. Na figura 12 mostramos que o ativamento do ABS ocorre somente se o impacto ocorrer dentro de um ângulo máximo de 30 graus em relação ao movimento frontal.

O ABS é acionado ao impacto de até 30 graus do movimento frontal.

Os sensores que determinam o instante do disparo de um air-bag são incorporados à unidade de comando do sistema. Em carros como a Plazer e a S10, os sensores frontais estão localizados na parte inferior do painel do frontal existindo ainda um sensor central na travessa central do chassi. O princípio de funcionamento do sistema é simples de se entender: A bolsa contém um gás gerador químico em estado sólido. Esses gases ficam armazenados numa câmara de metal dentro do módulo do Air-bag. As bolsas são lacradas. Quando a unidade de comando recebe o sinal de impacto do veículo, uma corrente elétrica é aplicada à bolsa provocando a ignição do gás gerador. Essa gás queima-se rapidamente na câmara de metal fazendo com que seja produzida uma certa quantidade de nitrogênio e dióxido de carbono que se expandem enchendo a bolsa. O processo de expansão do gás e enchimento da bolsa faz com que a cobertura da tampa de acabamento se rompa.

Pré-Tensionadores Um recurso de segurança encontrado em alguns carros modernos é o pré-tensionador. Ele consiste num sistema acoplado ao cinto de segurança dianteiro cuja finalidade é eliminar a folga do cinto no momento de uma colisão, prendendo assim a pessoa firmemente ao banco, conforme mostra a figura 13.

Pré-tensionadores

Esse sistema conta com um limitador de força para não apertar demais a pessoa no banco.

Climatização A finalidade desse sistema é manter agradável o ambiente dentro do carro, independentemente das condições externas. Esse sistema conta com um comando eletrônico que recebe e monitora informações vindas de diversos sensores, conforme mostra a figura 14.

Diversos sensores dizem o que ocorre no ambiente.

O circuito conta com um microprocessador em que existe um programa que determina as ações que devem ser tomadas para manter o ambiente dentro das condições desejadas. O monitoramento da temperatura externa e interna é feito por sensores, localizados em pontos apropriados do veículo internamente e externamente. Normalmente, para a temperatura externa são usados dois sensores que tomam medidas em dois pontos diferentes. A unidade de comando considera a temperatura mais baixa (normalmente a do ar de entrada).

Em caso de falha dos sensores, o dispositivo assume uma temperatura fixa prédeterminada para as ações a serem realizadas, normalmente de 10º C.

Conforto e Conveniência Esse sistema controla o acionamento elétricos dos vidros, as travas, além do alarme. Normalmente ele inclui recursos para o uso do controle remoto. Na figura 15 temos a disposição dos elementos que formam esse setor de controle do automóvel.

Disposição das travas elétricas.

São as seguintes as funções controladas: * Travamento central e diferenciado das portas * Bloqueio e desbloqueio do veículo * Acionamento elétrico dos vidros * Monitoramento do movimento dos vidros (sistema anti-esmagamento) * Abertura do porta-malas por controle remoto

Além disso, é possível a personalização do sistema com o acréscimo de algumas funções programadas como: * Travamento automático das portas com o veículo em movimento

* Destravamento das portas ao remover a chave do contacto * Inibir o sinal sonoro ou luminoso ao desativar o sistema de alarme.

Em veículos como o Pólo, Golf e Passat existe uma unidade eletrônica em cada porta, além da unidade central.

Unidade de Instrumentação Combinada Essa unidade tem por finalidade avisar o condutor do veículo sobre qualquer anormalidade que ocorra nos sistema além de dar informações importantes sobre o veículo tais como velocidade, rotação do motor, distância percorrida, etc. O dispositivo denominado Instrumento Combinado é ligado a rede CAN-Bus de dados em alguns veículos, o que permite a realização de diagnósticos através de um scanner. Se a unidade precisar ser substituída é possível registrar na nova unidade a quilometragem original. Da mesma forma, revisões e trocas de óleo podem ser programadas de modo a serem indicadas no painel. Essa unidade controla as seguintes funções: * Velocímetro * Tacômetro * Combustível * Temperatura do motor * Luzes de controle * Odômetro e relógio

Sensores Especiais Diversos tipos de sensores podem ser encontrados em alguns veículos. Esses sensores fornecem indicações sobre determinadas grandezas físicas havendo então uma ação no sentido de se obter maior segurança ou conforto.

Vejamos alguns desses sensores:

a) Sensor de Chuva Alguns veículos nacionais como o Peugeot 206 Techno, Golf e Fiat Stilo possuem um sensor que faz o acionamento automático do limpador de pára-brisas quando começa a chover. Diferentemente dos tipos antigos que se baseavam na condutividade de um sensor em presença da água, os tipos modernos se baseiam na refração da luz através do vidro, a qual muda quando em presença da água, conforme mostra a figura 16.

Como funciona o sensor de chuva.

Temos então um LED e um sensor que recebe a luz quando o índice de refração do vidro molhado aumenta, conforme mostra a mesma figura. Esse sensor é localizado na haste de fixação do espelho retrovisor interno, juntamente com outro tipo de sensor que é o sensor crepuscular (quando existir).

b) Sensor Crepuscular Encontrado nos mesmos veículos que o sensor de chuva, esse sensor detecta a luminosidade do ambiente através do qual o veículo transita.