Teknolojik Pedagojik İçerik Bilgisi ile İlgili Araştırmalar

Dentre os trabalhos consultados e citados ao longo do texto, destacam-se aqueles desenvolvidos com o objetivo comum de transpor a limitação imposta pelos SGEM comerciais e suas estratégias de controle. Todos eles forneceram informações de grande relevância para o desenvolvimento deste trabalho, fazendo parte dos passos dados até aqui nessa direção.

Kampelmühler et al (1993) e Schmitz et al (1994) apresentam métodos

alternativos para automação do desenvolvimento de calibração de um sistema de gerenciamento eletrônico como propostas de substituição da metodologia convencional. Através da comunicação entre a ECU e a bancada dinamométrica são obtidos pontos ótimos de avanço de ignição em função do consumo específico de combustível e dos

valores de NOx emitidos. Apresentam como resultados, os tempos de desenvolvimento

de uma calibração, comparando a capacidade do sistema em realizar essa tarefa com o tempo gasto por um aplicador utilizando o método convencional.

Pinto (2001) apresenta a implementação de um equipamento para testes de estratégias de injeção de combustível em motores de combustão interna com ignição por centelha, composto por um microcomputador (PC-AT Pentium), interfaces dedicadas à aquisição de dados, drivers de potência para acionamento dos eletroinjetores e filtros. Possui um controlador de marcha lenta PI, com ajuste da referência em função da temperatura do motor. Realizou testes em um motor comercial de baixa cilindrada (1000

cm3) controlado por sistema de injeção monoponto em malha aberta, em função da

pressão absoluta do coletor. Inclui correções em função da temperatura do motor, da posição da borboleta e enriquecimento na partida. Apresenta testes de resposta ao degrau para obtenção de um modelo de 1ª ordem da rotação em função da posição do atuador de marcha lenta na condição de aceleração (abertura do atuador) em condição de mistura rica. Utiliza como perturbação a abertura e fechamento da borboleta, sem aplicação de carga no eixo, nem em condições de desaceleração. Como resultado, cita que o sistema apresentou desempenho satisfatório, com tempo de cálculo da ordem de 300us e possibilidade de implementação de estratégias de injeção para sistemas

monoponto e multiponto com limitações (hardware), apesar de falhas durante as

acelerações rápidas e desligamento espontâneo do motor em condições de desaceleração (fechamento da borboleta). Associa o elevado consumo de combustível à condição de mistura rica necessária à realização dos testes.

Baeta et al (2004) apresentam uma metodologia de calibração de um motor em bancada dinamométrica utilizando sistemas de gerenciamento eletrônico parametrizáveis. Mostram todas as etapas de otimização da calibração além dos parâmetros de relevância associados.

Braga (2004) realizou o desenvolvimento e implementação de um sistema de identificação de detonação em motores de combustão interna de ignição por centelha. O objetivo desse trabalho é possibilitar o monitoramento do fenômeno de detonação durante a realização de ensaios dinamométricos e que possibilitasse uma realimentação desse sinal no caso de um funcionamento autônomo do SGEM. Mostra ainda que a identificação da detonação é possível a partir da análise do sinal de vibração estrutural medido por um sensor piezelétrico fixado ao bloco do motor, realizada por meio de um algoritmo de DFT em tempo real que calcula a potência espectral das freqüências características da detonação, determinando assim a ocorrência desse fenômeno.

Vossounghi et al (2004) apresentam o desenvolvimento de um modelo

computacional, desenvolvido em MatLab, com o objetivo de eliminar o trabalho extenso e complexo de calibração de um sistema de gerenciamento eletrônico em dinamômetro de rolos. O modelo desenvolvido é baseado na metodologia de modelagem em caixa preta

(black-box model) sendo o mesmo integrado ao modelo de um veículo, utilizado no

processo de otimização. O processo de modelagem aplica técnicas de obtenção de um modelo de múltiplas entradas e múltiplas saídas (MIMO). As entradas utilizadas no modelo do motor são a rotação, a carga, o fator Lambda e avanço de ignição. Já as saídas do modelo são o Torque desenvolvido pelo motor, o consumo específico de combustível e os valores de emissões obtidos em medição segundo um ciclo específico (NEDC). O modelo do veículo é definido por uma equação matemática que define a força total ao deslocamento em função da velocidade do veículo, peso, coeficiente de resistência aerodinâmica e resistência de rolamento dos pneus. São aplicadas diferentes técnicas de otimização.

São mostrados como resultados, diferentes possibilidades de minimização do consumo específico de combustível mostrando grandes vantagens na redução do tempo de calibração de um sistema de gerenciamento eletrônico. Os autores apresentam otimizações do sistema não só para o ciclo apresentado (NEDC) como para diferentes ciclos propostos.

Carvalho (2005) já apresenta definições da arquitetura de uma central eletrônica para controle da ignição e da injeção de combustível em motores de combustão interna, onde define toda a arquitetura física da ECU, com o projeto dos circuitos de medição e acionamento dos atuadores, circuitos digitais de processamento dos dados e interface de comunicação (IHM). São apresentados procedimentos de calibração dos sensores e testes de validação dos circuitos de comando dos atuadores. Cita que foram desenvolvidos os módulos básicos de software para medição das variáveis e geração dos comandos dos atuadores, seguida da implementação de uma estratégia simples de controle para validar todo o sistema.

Baeta (2006) apresenta a metodologia de calibração de um motor multicombustível turboalimentado, como objetivo de otimizar o seu desempenho. Mostra ainda que a medição e análise da pressão no cilindro descrevem importantes parâmetros da combustão como turbulência, velocidade de propagação de chama. Apresenta ainda a análise da combustão de um motor de ignição por centelha, detalhando as velocidades de propagação de chama nas versões aspiradas e turboalimentada do mesmo motor.

Braga (2007) apresenta o desenvolvimento de estratégia de controle de injeção, ignição e rotação de um MCI na condição de marcha lenta. Cita que apesar da dinâmica complexa e não-linear do motor, a condição de marcha lenta possibilita a adoção de técnicas clássicas de controle, baseadas em controladores PI em paralelo

com estratégias de ação direta (feedforward) para rejeição às perturbações e

desacoplamento de malhas.

Mostra ainda, através da realização de testes com motor em bancada, que as estratégias desenvolvidas são capazes de manter o funcionamento correto do motor, com baixo nível de emissões e consumo, mesmo com a aplicação de perturbações externas, inerentes ao funcionamento dos motores de combustão interna.