Implementação do Mapa de tempo base de injeção

O controle eletrônico da quantidade de combustível inserida em um motor de combustão interna é realizado através do tempo de atuação dos eletroinjetores, como mostrado no Capítulo 3. Esse controle tem como objetivo manter a mistura ar/combustível próxima à condição estequiométrica na maior parte das condições de operação do motor. O controle em malha fechada, realimentado pelo sensor de

concentração de O2 no coletor de escapamento, assegura ainda essa manutenção nas

condições de operação desejadas, independentemente das variações atmosféricas e do desgaste natural dos componentes do motor.

Nas regiões onde é possível realizar o controle da mistura ar/combustível em torno da condição estequiométrica, esse sistema determina a quantidade de combustível introduzida em função da quantidade de ar admitida e, caso necessário, corrige em função do sinal de realimentação. Porém, existem pontos de operação do motor onde a condição estequiométrica não pode ser mantida devido à necessidade de enriquecimento da mistura, como é o caso das acelerações rápidas e da condição de plena carga. Esse fato requer que o controlador da mistura ar/combustível seja desabilitado, fazendo com que o sistema adote um valor de tempo de injeção descrito no mapa, suficiente para atender as necessidades de enriquecimento exigidas pelo motor.

Por essas razões, e visando reduzir o tempo de resposta do controlador de mistura, existe a necessidade de implementação da matriz de referência para o tempo de injeção. Essa matriz define, em função da condição de operação do motor, os pontos de partida para o controle em malha fechada e para valores de referência nas condições onde o enriquecimento da mistura ar/combustível é necessário.

A quantidade de combustível introduzida é definida previamente em milisegundos de atuação dos eletroinjetores e armazenada em endereços específicos de memória. Como o armazenamento desse tipo de informação pode gerar atrasos no tempo de processamento da CPU, utilizou-se o conceito de tempo base de injeção representado em valor percentual (% IJPU), sendo esta uma das formas de se realizar o controle da injeção de combustível em função da rotação e da carga do motor, como mostrado na Figura 4.25.

Figura 4.25 – Mapa de tempo base de injeção (%IJPU). Motor Fire 1.3 8V Gasolina. Representar o tempo base de injeção em valores percentuais (%IJPU) é uma das formas de se realizar o controle de injeção de combustível, através da aplicação de um ganho no tempo base de injeção que, em função das condições de rotação e carga do motor, pode variar de 0 a 1 (0-100%). Dessa forma, define-se inicialmente a quantidade necessária de combustível na condição de maior consumo do motor, traduzida em milisegundos de atuação do eletroinjetor, como o tempo máximo de injeção a ser utilizado, sendo então implementado o mapa de %IJPU com os ganhos associados a cada condição específica de operação.

A principal vantagem desse tipo de calibração é a possibilidade de se otimizar os parâmetros de controle do motor em pontos específicos de funcionamento durante um ensaio dinamométrico realizado em plena carga ou em cargas parciais. Apresenta grande facilidade de alteração no tempo base de injeção e, principalmente a implementação do software de controle que trabalha com um valor fixo multiplicado por um ganho variável, dentro de uma faixa pré-determinada.

No sistema desenvolvido, o mapa de injeção de combustível segue a característica definida anteriormente, sendo realizado através do controle do tempo base de injeção em valores percentuais (% IJPU), como mostrado na Figura 4.25.

A calibração do mapa de tempo-base de injeção em valores percentuais (% IJPU) deve ser realizada através da interface Homem-Máquina (IHM), após a definição da dimensão da matriz de tempo de injeção, sendo a referência do intervalo de rotação e

seu respectivo passo (irot), definidos na sua 1ª Linha. De forma similar, a referência do

intervalo de carga e seu respectivo passo (icarga), são definidos na 1ª Coluna. A matriz de controle passa a possuir, em função das características apresentadas, dimensão real (M- 1)x(N-1), sendo essa característica arquivada pelo sistema. A Figura 4.16, mostrada anteriormente, apresenta a tela utilizada para realizar a definição do tempo base de injeção (“TempoInjBase”), da fase de injeção dos cilindros 1 e 4 (“AngInj14[º]”) e da fase de injeção dos cilindros 2 e 3 (“AngInj23[º]”).

O parâmetro definido como fase de injeção indica o instante no qual a massa de combustível será introduzida no coletor de admissão, em relação à posição da válvula de admissão. Esse parâmetro afeta diretamente a atomização do combustível e, por sua vez, a formação da mistura, sendo um dos parâmetros de maior influência nos índices de emissões de poluentes de um MCI e no consumo específico de combustível (SFC). Como a alteração da fase de injeção representa um impacto direto no SFC, esse é o principal indicativo para a otimização da fase de injeção durante o ajuste do SGEM para o motor em bancada dinamométrica.

No SGEM implementado, os ângulos descritos em “AngInj14[º]” e em “AngInj23[º]” podem assumir qualquer valor entre 0º e 360º, podendo ainda serem iguais, o que implica em um sistema de injeção simultânea (full group), defasados de 180º para injeção semi-seqüencial (banco a banco). Porém, na injeção semi-seqüencial, não existe limitação quanto ao valor da defasagem entre os bancos de injetores, permitindo o acionamento de dois bancos de injeção para um mesmo cilindro. Essa é uma estratégia comum em motores multi-combustíveis onde um deles é de natureza gasosa e em motores de competição de alto desempenho, especialmente sobre- alimentados.

Com base nos dados fornecidos, o sistema de gerenciamento eletrônico desenvolvido cria uma tabela para descrição do mapa de tempo base de injeção em valores percentuais (% IJPU), como mostrado na Figura 4.25. Esse mapa é apresentado pela IHM de forma a ser acessado e ajustado a cada condição específica de operação do motor, visando alcançar o objetivo desejado.