Controle Da Mistura Ar/Combustível Em Um Motor a Combustão Interna: Sistema Em Malha Fechada

Abstract

RESUMOO controle da mistura ar/combustível é muito importante para o correto funcionamento dos motores à combustão interna ciclo Otto. A relação entre o ar e o combustível influencia diretamente no funcionamento do motor, na emissão de poluentes e no consumo de combustível. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um controle da mistura ar/combustível a partir do estudo de modelos de malha fechada deste sistema. Esse controle tem por objetivo manter a mistura o mais próxima possível do ponto estequiométrico, a fim de otimizar a taxa de conversão de gases poluentes pelo catalisador, e utiliza um sensor de oxigênio, conhecido como sonda lambda, para realizar a realimentação do sistema, indicando se a mistura está no ponto estequiométrico. Este trabalho também apresenta o desenvolvimento de um compensador em malha fechada para controlar a mistura a/c (ar/combustível) em outros pontos, além do estequiométrico, através do uso de uma sonda lambda de banda larga. INTRODUÇÃONos últimos 40 anos, a popularização da eletrônica, com a utilização de circuitos integrados cada vez menores e mais confiáveis, culminou com sua introdução na indústria automobilística. Isso possibilitou o surgimento de novas tecnologias automotivas, particularmente associadas à substituição de elementos mecânicos por eletrônicos, levando a uma melhoria no desempenho e confiabilidade dos veículos [1,2]. Além disso, a introdução de novas legislações sobre a emissão de poluentes e a necessidade da redução da demanda energética utilizada pelos veículos requerem o desenvolvimento de novas tecnologias [3,4].As inovações na tecnologia embarcada nos veículos, para gerenciamento dos motores, estão basicamente no controle da mistura ar/combustível, acelerador eletrônico, marcha lenta, ignição e detonação, e controle para veículos de flex-fuel e híbridos (motor à combustão e elétrico), além de avanços na detecção de falhas. Há também muitas inovações na área de transmissão do veículo, com a introdução de câmbios automáticos e semi-automáticos. Nas áreas de conforto e segurança, existe uma série de sistemas de controle, como o de freios ABS (Anti-lock brake system), estabilidade, suspensão ativa e de tração [5,6]. Além disso, houve uma grande inovação na forma como os sistemas automotivos são desenvolvidos pela introdução de softwares com o conceito de desenvolvimento baseado em modelos, que visam melhorar a eficiência do projeto minimizando o número de testes práticos realizados a partir do uso de simulações [7].

Development and implementation of an adaptive cruise control system with a customized engine control unit / Desenvolvimento e implementação de um sistema de controle de cruzeiro adaptativo com uma unidade de controlo de motor personalizada

“…This unit is capable of executing the same functions the original ECU does, along with some new functions, which have been implemented over the last 6 years of improving, such as open loop torque control, electronic throttle valve positioning control, supervisory software for computers, eco mode, etc. [14], [15]. For the relative distance and the relative speed measurement, an automotive radar ARS3-A from Continental was installed on the front bumper of the vehicle.…”

Development and Implementation of an Adaptive Cruise Control System with a Customized Engine Control Unit

“…This unit is capable of executing the same functions the original ECU does, along with some new functions, which have been implemented over the last 6 years of improving, such as open loop torque control, electronic throttle valve positioning control, supervisory software for computers, eco mode, etc. [13], [14]. For the relative distance and the relative speed measurement, an automotive radar ARS3-A from Continental was installed on the front bumper of the vehicle.…”

Evolução de uma unidade de gerenciamento eletrônico de um motor VW 2.0L e desenvolvimento de controle de cruzeiro: Projeto Otto IV

“…Reitera-se que diversos outros trabalhos ocorreram na área de gerenciamento de motores a combustão interna como, por exemplo, o projeto proposto por Pereira (2015) em 2015 para controle da mistura ar/combustível em malha fechada. Outro exemplo corresponde ao projeto Otto III que, proposto por Santos e Rossetti (2015) também em 2015, desenvolveu um software de aplicação para gerenciamento de um motor Volkswagen 1.6L fazendo uso de um sistema conhecido por FlexECU, cujo hardware corresponde ao mesmo utilizado em uma ECU comercial de desenvolvimento (SANTOS; ROSSETTI, 2015).…”

“…A implementação do controle da mistura a/c em malha fechada deste trabalho se baseou no projeto desenvolvido por Pereira (2015). Nele, o autor projetou dois controladores diferentes, sendo um modelado com sonda lambda de banda estreita e outro com sonda lambda de banda larga.…”