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.

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.