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O sistema de gerenciamento dos motores automotivos tem se tornado um avançado sistema de controle. Seu objetivo é fazer com que o nível de emissões de gases poluentes gerados esteja dentro dos padrões exigidos pela legislação de cada país e ao mesmo tempo manter os níveis de desempenho e dirigibilidade. Apresenta as principais características de um típico sistema de gerenciamento de motores a combustão interna, descreve os modos de controle e aponta tendências futuras. Descreve o sistema de controle desenvolvido, o qual servirá de ferramenta de pesquisa para trabalhos que envolvam o estudo de técnicas de controle aplicadas neste contexto e pesquisas envolvendo otimização do rendimento dos motores automotivos / The automotive engine management system has become an advanced control system. Its objective is to maintain the pollutants gas emissions according to legislations and to maintain the performance and driveability, at the same time. It presents the main features of a tipical internal combustion engine management system, it describes the control modes and it point out the future tendencies. It describes the control system developed, which one will be usefull as a tool for research involving control applied in this context and engine automotive efficiency optimization researchs

O sistema de gerenciamento dos motores automotivos tem se tornado um avançado sistema de controle. Seu objetivo é fazer com que o nível de emissões de gases poluentes gerados esteja dentro dos padrões exigidos pela legislação de cada país e ao mesmo tempo manter os níveis de desempenho e dirigibilidade. Apresenta as principais características de um típico sistema de gerenciamento de motores a combustão interna, descreve os modos de controle e aponta tendências futuras. Descreve o sistema de controle desenvolvido, o qual servirá de ferramenta de pesquisa para trabalhos que envolvam o estudo de técnicas de controle aplicadas neste contexto e pesquisas envolvendo otimização do rendimento dos motores automotivos / The automotive engine management system has become an advanced control system. Its objective is to maintain the pollutants gas emissions according to legislations and to maintain the performance and driveability, at the same time. It presents the main features of a tipical internal combustion engine management system, it describes the control modes and it point out the future tendencies. It describes the control system developed, which one will be usefull as a tool for research involving control applied in this context and engine automotive efficiency optimization researchs

A válvula borboleta é o atuador principal do sistema de admissão de ar no motor a combustão interna ciclo Otto (MCI), determinando a massa de ar admitida para o sistema de gerenciamento eletrônico do motor (ECU) realizar os cálculos de controle da injeção eletrônica de combustível, e o momento de lançamento da centelha para o sistema de ignição eletrônica, atuando também no regime de funcionamento do MCI. Este trabalho explora o controle da válvula borboleta eletrônica automotiva, onde foram estudados diversos modelos de controle para a válvula borboleta. O controle visa responder a ECU que demanda um determinado ângulo de abertura da válvula borboleta, para o melhor funcionamento e gestão do MCI para cada região de operação do motor, sendo este ângulo de abertura determinado pela própria ECU. O principal objetivo do trabalho é buscar um melhor desempenho do controle da válvula borboleta, para responder com exatidão ao comando da ECU e, consequentemente, um desempenho ótimo do motor de combustão interna. Adicionalmente, o trabalho promove avanços parciais para o desenvolvimento de uma unidade eletrônica de gerenciamento do motor. / The throttle is the main actuator of the air intake system in an internal combustion engine Otto cycle (MCI), determining the mass of air admitted to the system of electronic engine management (ECU) in the calculations of the electronic injection control fuel, and the timing of the spark to launch the electronic ignition system, also working in the regime of operation of the MCI. This work explores the control of automotive electronic throttle valve, where many control for throttle valve was studied. The control ECU aims to answer that demand a certain opening angle of the throttle valve, to improve the functioning and management of MCI for each region of operation of the engine, and this opening angle determined by the ECU itself. The main objective is to seek a better control performance throttle valve to respond accurately to the command of the ECU and hence optimum performance of the internal combustion engine. In addition, the work promotes partial advances in the development of an electronic engine management unit.

A válvula borboleta é o atuador principal do sistema de admissão de ar no motor a combustão interna ciclo Otto (MCI), determinando a massa de ar admitida para o sistema de gerenciamento eletrônico do motor (ECU) realizar os cálculos de controle da injeção eletrônica de combustível, e o momento de lançamento da centelha para o sistema de ignição eletrônica, atuando também no regime de funcionamento do MCI. Este trabalho explora o controle da válvula borboleta eletrônica automotiva, onde foram estudados diversos modelos de controle para a válvula borboleta. O controle visa responder a ECU que demanda um determinado ângulo de abertura da válvula borboleta, para o melhor funcionamento e gestão do MCI para cada região de operação do motor, sendo este ângulo de abertura determinado pela própria ECU. O principal objetivo do trabalho é buscar um melhor desempenho do controle da válvula borboleta, para responder com exatidão ao comando da ECU e, consequentemente, um desempenho ótimo do motor de combustão interna. Adicionalmente, o trabalho promove avanços parciais para o desenvolvimento de uma unidade eletrônica de gerenciamento do motor. / The throttle is the main actuator of the air intake system in an internal combustion engine Otto cycle (MCI), determining the mass of air admitted to the system of electronic engine management (ECU) in the calculations of the electronic injection control fuel, and the timing of the spark to launch the electronic ignition system, also working in the regime of operation of the MCI. This work explores the control of automotive electronic throttle valve, where many control for throttle valve was studied. The control ECU aims to answer that demand a certain opening angle of the throttle valve, to improve the functioning and management of MCI for each region of operation of the engine, and this opening angle determined by the ECU itself. The main objective is to seek a better control performance throttle valve to respond accurately to the command of the ECU and hence optimum performance of the internal combustion engine. In addition, the work promotes partial advances in the development of an electronic engine management unit.

A eletrônica embarcada teve um expressivo ganho de espaço dentro dos veículos ao longo dos últimos anos, mais especialmente no que se refere ao gerenciamento eletrônico do motor á combustão, uma vez que a inteligência empregada nesse sistema vem sofrendo constante evolução, sendo uma das evoluções, a utilização da estratégia FLEX de gerenciamento. O domínio das técnicas de controle de um motor á combustão interna torna-se desafiador em sua própria natureza, haja vista que envolve conceitos heterogêneos e concorrentes entre si em se tratando de aspectos de engenharia. Dessa forma, ainda é restrito o número de profissionais com conhecimento e competência para desenvolver atividades relacionadas ao gerenciamento desse sistema. Esse projeto teve por intuito o emprego de um empenho intelectual realizado em equipe a fim de desenvolver uma unidade de gerenciamento referente ao controle de um motor á combustão interna com estratégia FLEX de gerenciamento, tornando possível a inserção da cultura do estudo de gerenciamento de motores FLEX dentro das universidades, tais como, FATEC-Santo André, Escola Politécnica da USP e principalmente, a FATEC- Sorocaba. Para esse desenvolvimento, uma unidade já existente foi utilizada, sendo a mesma aplicada em seu projeto primitivo no Gol 1.6 com gerenciamento à gasolina e totalmente reprojetada na em seu firmware para o veículo VW Polo 1.6 na atual ocasião. Agora em uma aplicação FLEX, a partir de técnicas de controle, foi possível alcançar resultados similares aos observados na unidade original que equipa o veículo. Embora os resultados obtidos tenham limitações devido às condições de uso do veículo, estrutura da instituição e também do tempo disponível para esse desenvolvimento, foi possível entender e compreender diversos fatores antes maculados pela distância do contato direto com um sistema de gerenciamento real aplicado em um motor à combustão interna. Ademais, dentro das limitações citadas, os resultados obtidos mostraram-se bastante satisfatórios. / The embedded electronics had an expressive gain of space within the vehicles over the last years, more especially regarding the electronic management of the combustion engine since the intelligence employed in this system has been under constant evolution, being one of the evolutions, the use of the FLEX management strategy. The domain of control techniques of an internal combustion engine becomes challenging in its own nature since it involves heterogeneous concepts and competing with each other in the engineering aspects, in this way, the fluency in activities related to the management of this system is very rarefied in the professional and academic environment. The purpose of this project was the use of an intellectual commitment made in a team to develop a management unit for the control of an internal combustion engine with FLEX management strategy, making possible the insertion of the FLEX engine management study culture within the universities, such as, FATEC-Santo André, Polytechnic School of USP and mainly, FATEC-Sorocaba. For this development, an already started unit was used, being applied in its original design in Gol 1.6 with gasoline management and totally redesigned in its firmware for Polo 1.6 in the current occasion, now in a FLEX application, from techniques of control, it was possible to achieve results similar to those observed in the original unit equipping the vehicle. Although the results obtained have limitations due to the conditions of use of the vehicle, structure of the institution and also the time offered for this development, it was possible to understand several factors previously tainted by the distance of direct contact with a real management system applied in a motor to the internal combustion, in addition, within the mentioned limitations, the obtained results were shown quite satisfactory.

O presente trabalho aborda o gerenciamento eletrônico de motores de combustão interna flex, com foco no desenvolvimento de uma estratégia de controle do avanço de ignição em função da ocorrência de combustão anormal conhecida como detonação, para se maximizar o torque de saída do motor. Primeiramente, é desenvolvido um método para a medição da composição de combustível e correção dos parâmetros de tempo de injeção e avanço de ignição, através de um sensor de composição de combustível. Tais parâmetros são definidos através de mapas que trabalham como um sistema de malha aberta. Em seguida, é desenvolvido um método para a leitura e detecção de detonação, em que são estudadas as particularidades do fenômeno para diferentes composições de combustível e a sua relação com a variação da temperatura do gás de escape e torque de saída do motor. Através do método de detecção e do estudo do fenômeno, é desenvolvido uma estratégia para controle do avanço de ignição em função da ocorrência da detonação. Esta abordagem permite ao sistema aumentar o avanço quando não há ocorrência de detonação, mas este avanço adicional é cancelado quando ocorre detonação. O gerenciamento do motor é realizado através de uma ECU de desenvolvimento modelo Flex-ECU, as estratégias de gerenciamento são desenvolvidos através da plataforma ASCET e a aquisição de dados e calibração de parâmetros são executados em uma ferramenta de medição e calibração. Os benefícios que o controle do avanço de ignição traz ao torque do motor são analisados e discutidos em função da rotação e da composição de combustível utilizado. / The present investigation explores the electronic management of internal combustion engines flex fuel, in which the focus is the development of a strategy for the spark advance angle as function of the abnormal combustion occurrence known ad Knock, in order to maximize the output torque. First, a method is developed for measuring the fuel composition and correction of the injection time and spark advance angle parameters through a fuel composition sensor. This parameter is defined through maps that work as an open loop system. Then, a method for detection of knock is developed, the peculiarities of the phenomenon are studied for different fuel compositions and the relationship of the phenomenon with the variation of the exhaust gas temperature and the engine output torque. Through the method of detection and the study of the phenomenon, an algorithm is developed to control the spark advance angle due to the knock occurrence, in which the approach allows the system to increase the angle when there is no occurrence of knock, but this additional angle is reduced when knock is detected. Engine management is performed through a development ECU model Flex-ECU, management algorithms are developed through the ASCET platform and data acquisition and calibration of and parameters is performed through a measurement and calibration platform. The result that the spark advance angle control brings to the engine torque output is analyzed and discussed depending on the rotation and the fuel composition used.

Este trabalho apresenta uma investigação das propriedades dinâmicas da válvula borboleta eletrônica do sistema de admissão de ar de um motor a combustão interna. O objetivo é utilizar um modelo matemático da válvula borboleta com todos os seus parâmetros identificados para efetuar o controle da válvula e aplica-lo em ambiente real. Tendo o modelo e os parâmetros identificados, compara-se o comportamento real de uma válvula borboleta com o comportamento simulado, utilizando os mesmos sinais de entrada, de tal forma a validar o modelo desenvolvido. Utilizando o controle Proporcional Integral, foi possível mostrar a aplicabilidade da metodologia que pode ser estendida para projetos de controle mais complexos. Com o controle PI, o modelo matemático é validado e pode ser utilizado como base para projetos de controle mais complexos. O modelo aqui desenvolvido representa satisfatoriamente a dinâmica da válvula borboleta, sendo possível utilizá-lo em outros tipos de válvula borboleta. / This work presents an investigation on the dynamic properties of the electronic air intake throttle valve of an internal combustion engine. The objective is to use a mathematical model of throttle valve with all it\'s parameters identified to effect control of the valve and apply it in a real environment. Having identified model parameters, the real performance is compared to a throttle valve with the simulated behavior using the same input signals, in order to validate the developed model. Using the Proportional Integral control, it was possible to show the applicability of the methodology that can be extended to more complex control design. The model here developed satisfactorily represents the dynamics of the throttle valve, being able to use in other types of throttle valves.

Este trabalho apresenta uma investigação das propriedades dinâmicas da válvula borboleta eletrônica do sistema de admissão de ar de um motor a combustão interna. O objetivo é utilizar um modelo matemático da válvula borboleta com todos os seus parâmetros identificados para efetuar o controle da válvula e aplica-lo em ambiente real. Tendo o modelo e os parâmetros identificados, compara-se o comportamento real de uma válvula borboleta com o comportamento simulado, utilizando os mesmos sinais de entrada, de tal forma a validar o modelo desenvolvido. Utilizando o controle Proporcional Integral, foi possível mostrar a aplicabilidade da metodologia que pode ser estendida para projetos de controle mais complexos. Com o controle PI, o modelo matemático é validado e pode ser utilizado como base para projetos de controle mais complexos. O modelo aqui desenvolvido representa satisfatoriamente a dinâmica da válvula borboleta, sendo possível utilizá-lo em outros tipos de válvula borboleta. / This work presents an investigation on the dynamic properties of the electronic air intake throttle valve of an internal combustion engine. The objective is to use a mathematical model of throttle valve with all it\'s parameters identified to effect control of the valve and apply it in a real environment. Having identified model parameters, the real performance is compared to a throttle valve with the simulated behavior using the same input signals, in order to validate the developed model. Using the Proportional Integral control, it was possible to show the applicability of the methodology that can be extended to more complex control design. The model here developed satisfactorily represents the dynamics of the throttle valve, being able to use in other types of throttle valves.

O presente trabalho aborda o gerenciamento eletrônico de motores de combustão interna flex, com foco no desenvolvimento de uma estratégia de controle do avanço de ignição em função da ocorrência de combustão anormal conhecida como detonação, para se maximizar o torque de saída do motor. Primeiramente, é desenvolvido um método para a medição da composição de combustível e correção dos parâmetros de tempo de injeção e avanço de ignição, através de um sensor de composição de combustível. Tais parâmetros são definidos através de mapas que trabalham como um sistema de malha aberta. Em seguida, é desenvolvido um método para a leitura e detecção de detonação, em que são estudadas as particularidades do fenômeno para diferentes composições de combustível e a sua relação com a variação da temperatura do gás de escape e torque de saída do motor. Através do método de detecção e do estudo do fenômeno, é desenvolvido uma estratégia para controle do avanço de ignição em função da ocorrência da detonação. Esta abordagem permite ao sistema aumentar o avanço quando não há ocorrência de detonação, mas este avanço adicional é cancelado quando ocorre detonação. O gerenciamento do motor é realizado através de uma ECU de desenvolvimento modelo Flex-ECU, as estratégias de gerenciamento são desenvolvidos através da plataforma ASCET e a aquisição de dados e calibração de parâmetros são executados em uma ferramenta de medição e calibração. Os benefícios que o controle do avanço de ignição traz ao torque do motor são analisados e discutidos em função da rotação e da composição de combustível utilizado. / The present investigation explores the electronic management of internal combustion engines flex fuel, in which the focus is the development of a strategy for the spark advance angle as function of the abnormal combustion occurrence known ad Knock, in order to maximize the output torque. First, a method is developed for measuring the fuel composition and correction of the injection time and spark advance angle parameters through a fuel composition sensor. This parameter is defined through maps that work as an open loop system. Then, a method for detection of knock is developed, the peculiarities of the phenomenon are studied for different fuel compositions and the relationship of the phenomenon with the variation of the exhaust gas temperature and the engine output torque. Through the method of detection and the study of the phenomenon, an algorithm is developed to control the spark advance angle due to the knock occurrence, in which the approach allows the system to increase the angle when there is no occurrence of knock, but this additional angle is reduced when knock is detected. Engine management is performed through a development ECU model Flex-ECU, management algorithms are developed through the ASCET platform and data acquisition and calibration of and parameters is performed through a measurement and calibration platform. The result that the spark advance angle control brings to the engine torque output is analyzed and discussed depending on the rotation and the fuel composition used.