BRPI0801632A2 - metodo de controle no caso de uma falha em um motor de combustão interna equipado com uma válvula borboleta servo-assistida - Google Patents
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Abstract
MéTODO DE CONTROLE NO CASO DE UMA FALHA EM UM MOTOR DE COMBUSTãO INTERNA EQUIPADO COM UMA VáLVULA BORBOLETA SERVO-ASSISTIDA. Trata-se dc um método de controle no caso de urna falha em um motor de combustão interna (5); o método de controle compreendendo as etapas de: verificar de forma cíclica o funcionamento correto da conexão entre uma unidade eletrónica de controle (1 8) e o acionamento elétrico (24) de um atuador elétrico (19) acoplado a urna válvula borboleta (12) para controlar a posição da própria válvula borboleta (12), desativar o acionameflt() elétrico (24), no caso de interrupção na conexão entre a unidade eletrónica de controle (1 8) e o acionamento elétrico (24), de modo que a válvula borboleta (12) se coloque em uma posição de modo de funcionamento de emergência predefinida, e controlar o motor (5), no caso de interrupção na conexão entre a unidade eletrónica de controle (18) e o acionamento elétrico (24), para manter o número de rotações constante e igual a um valor de enierg ência predefinido. (Figura 9).
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invençãopara "MÉTODO DE CONTROLE NO CASO DE UMAFALHA EM UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNAEQUIPADO COM UMA VÁLVULA BORBOLETA SERVO-5 ASSISTIDA".
CAMPO TÉCNICO
A presente invenção refere-se a um método decontrole no caso de uma falha em um motor de combustão internaequipado com uma válvula borboleta servo-assistida.
A presente invenção encontra útil aplicação no
controle de um motor de combustão interna de um veículomotorizado (ou mais exatamente, um veículo de duas rodas) aoqual a descrição seguinte fará referência explícita, mas semnenhuma perda de generalidade.
ESTADO DA TÉCNICA
Componentes eletrônicos, sejam eles passivos(sensores que detectam quantidades de controle) ou ativos(atuadores que operam diretamente os componentes mecânicos),estão cada vez mais presentes nos modernos veículos
motorizados. Por exemplo, praticamente todos os veículosmotorizados têm injeção eletrônica, ou seja, injetores decombustível operados por atuadores elétricos controlados por umaunidade eletrônica de controle, e são equipados com uma sondalambda ou com uma sonda capaz de detectar a composição do gás
de escape. Recentemente, tem sido proposta a aplicação desistemas DBW ("Drive By Wire", ou "Acelerador Eletrônico"),
PI0801632-1nos quais o acelerador não é mais conectado mecanicamente aocontrole de acelerador do motor, mas sim a apenas um sensor deposição que detecta a posição do acelerador e, consequentemente,controla um atuador que opera mecanicamente a válvula borboleta.
Os sistemas DBW (Acelerador Eletrônico) sãoprovidos de uma unidade eletrônica de controle, que recebeleituras de um sensor de posição que detecta a posição doacelerador e opera um atuador elétrico que controle um
acionamento elétrico que controla o atuador da válvula borboleta.Uma falha particularmente perigosa que normalmente exigiria odesligamento imediato do motor (ou então a paralisação doveículo motorizado) é a desconexão do cabo que conecta aunidade eletrônica de controle ao acionamento elétrico que controla o atuador da válvula borboleta, visto que, nesta situação,a unidade eletrônica de controle não é mais capaz de controlar aposição da válvula borboleta.REVELAÇÃO DA INVENÇÃO
O objetivo da presente invenção é propor um
método de controle no caso de uma falha em um motor decombustão interna equipado com uma válvula borboleta servo-assistida, o referido método de controle sendo de implementaçãofácil e econômica e permitindo que o veículo continue sendoconduzido com desempenho reduzido de modo a chegar
autonomamente a um centro de serviço.De acordo com a presente invenção, é propostoum método de controle no caso de uma falha em um motor decombustão interna equipado com uma válvula borboleta servo-assitida de acordo com o que é reivindicado nas reivindicações em anexo.
DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOSDescrever-se-á agora a presente invenção comreferência aos desenhos anexos, os quais ilustram um exemplonão restritivo de concretização, nos quais: A Figura 1 é uma vista esquemática de uma
motocicleta que implementa o método de controle da presenteinvenção no caso de uma falha, e
A Figura 2 é uma vista esquemática do motor decombustão interna da motocicleta na Figura 1. CONCRETIZAÇÕES PREFERIDAS DA
INVENÇÃO
Na Figura 1, o número de referência 1 indicauma motocicleta como um todo, compreendendo um chassi 2 quesustenta uma roda dianteira 3 via uma suspensão dianteira, uma roda traseira 4 via uma suspensão traseira e um motor decombustão interna movido à gasolina 5.
Como ilustra a Figura 2, o motor de combustãointerna 5 é provido de uma série de cilindros 6 (dos quais apenasum é ilustrado na Figura 2), cada um dos quais é conectado a um coletor de admissão 7 via duas válvulas de admissão 8 (das quaisapenas uma é ilustrada na Figura 2) e a um coletor de escape 9 via\ duas válvulas de escape 10 (das quais apenas uma é ilustrada na
; Figura 2).
O coletor de admissão 7 recebe ar fresco (maisexatamente, o ar proveniente do ambiente externo) por meio de um duto de alimentação 11 regulado por uma válvula borboleta12 e é conectado aos cilindros 6 via respectivas portas deadmissão 13 (das quais apenas uma é ilustrada na Figura 2), cadauma das quais é regulada pelas válvulas de admissão 8correspondentes. De forma similar, o coletor de escape 9 éI conectado aos cilindros 6 via respectivas portas de escape 14 (dasI quais apenas uma é ilustrada na Figura 2), cada uma das quais é
! regulada pelas válvulas de escape correspondentes 10; um tubo de
! escape , terminando em um silenciador, avança a partir do
coletor de escape 9 para descarregar os gases produzidos pela15 combustão para a atmosfera.
Cada cilindro 6 inclui uma vela de ignição 16,que é posicionada no topo do cilindro 6 e é controlada de formacíclica para inflamar a mistura ao final da fase de compressão(que está em correspondência com o TDC - Ponto Morto20 Superior). De acordo com a concretização ilustrada na Figura 2, ocombustível (mais exatamente, a gasolina) é injetado dentro decada porta de admissão 13 via um respectivo injetor 17posicionado próximo às válvulas de admissão 8 correspondentes.De acordo com outra concretização, não ilustrada, os injetores 1725 são posicionados de maneira a injetar o combustível diretamenteem cada cilindro 6.Uma unidade eletrônica de controle 18supervisiona o funcionamento do motor de combustão interna 5,controlando os injetores 17 e as velas de ignição 16. Além disso, aunidade eletrônica de controle 18 implementa um sistema DBW (Acelerador Eletrônico); Consequentemente, a válvula borboleta12 é servocontrolada e é operada por um atuador elétrico 19 que écontrolado pela unidade eletrônica de controle 18, de acordo comos sinais recebidos de um sensor de posição 20, o qual detecta aposição do acelerador 21 da motocicleta 1 em tempo real. Por
questões de segurança, o sensor de posição 20 tem pelo menosdois potenciômetros mutuamente redundantes, de modo que aleitura fornecida por um potenciômetro possa sempre serconfirmada pela leitura fornecida pelo outro potenciômetro.
De acordo com a concretização ilustrada na
15 Figura 2, a unidade eletrônica de controle 18 é conectada por umcabo elétrico 22 ao sensor de posição 20 e é conectada por umcabo elétrico do tipo CAN/BUS 23 a um acionamento elétrico 24que controla o atuador elétrico 19; Em outras palavras, a unidadeeletrônica de controle 18 envia a posição desejada para a válvula
borboleta 12 ao acionamento elétrico 24 via o cabo elétrico tipoAN/BUS 23 e o acionamento elétrico 24 fornece a correnteelétrica necessária (via um controle de realimentação) ao atuadorelétrico 19 para colocar a válvula borboleta 12 na posiçãodesejada. De acordo com a concretização ilustrada na Figura 2, a
unidade eletrônica de controle 18 é conectada ao acionamentoelétrico 24 via um cabo elétrico adicional 25 que controla aativação e a desativação do acionamento elétrico 24. A unidadeeletrônica de controle 18 também é conectada a um sensor develocidade 26, que determina a velocidade (ou então o número derotações) do motor de combustão interna 5. A unidade eletrônica de controle 18 inclui
vários algoritmos de diagnóstico que são executados de formacíclica a fim de determinar o princípio de possíveis falhas noscomponentes da motocicleta 1. Algumas falhas não envolvem oscomponentes principais da motocicleta 1, e, portanto, são
simplesmente sinalizadas ao piloto da motocicleta 1 peloacionamento de uma luz de advertência especialmente projetadano painel de instrumentos 27. Já outras falhas envolvem osprincipais componentes da motocicleta 1 e tornam o ato de dirigirem desempenho máximo perigoso ao piloto e/ou aos componentes
mecânicos, mas é possível (ou razoavelmente seguro) pilotar amotocicleta 1 com desempenho reduzido para chegar a um centrode serviço com a motocicleta 1.
Em particular, a unidade eletrônica de controle18 e, possivelmente, também o acionamento elétrico 24, verificam
de maneira cíclica o funcionamento correto da conexão entre aunidade eletrônica de controle 18 e o acionamento elétrico 24.Caso ocorra uma interrupção na conexão entre a unidadeeletrônica de controle 18 e o acionamento elétrico 24, a unidadeeletrônica de controle 18 não é mais capaz de comunicar a
posição desejada para a válvula borboleta 12 ao acionamentoelétrico 24; nesta situação, o acionamento elétrico 24 é desativadode modo que a válvula borboleta 12 se ajuste em uma posição defuncionamento de emergência predefinida e o motor decombustão interna 5 seja controlado para manter o número derotações constante e igual a um valor de emergência calibrável e predefinido (por exemplo, entre 2000 e 3000 rpm).
Com respeito ao funcionamento normal, paramanter o número de rotações constante e igual ao valor deemergência predefinido, a unidade eletrônica de controle 18normalmente corta a injeção do combustível (isto é, age sobre os injetores 17) e/ou interrompe a centelha de ignição para a misturadentro do cilindro 6 (isto é, age sobre as velas de ignição 16).
Durante a etapa de projeto do motor decombustão interna 5, a quantidade de ar no modo defuncionamento de emergência que é conduzida através da válvula borboleta 12 na posição de funcionamento de emergência édeterminada com antecedência e essa quantidade de ar do modode funcionamento de emergência é armazenada na unidadeeletrônica de controle 18; portanto, no caso de interrupção daconexão entre a unidade eletrônica de controle 18 e o acionamento elétrico 24, a quantidade de combustível a serinjetada via os injetores 17 é determinada em função do númeroefetivo de rotações (ou a diferença entre o número efetivo derotações e o número desejado de rotações, igual ao valor deemergência predefinido) e em função da quantidade de ar do modo de funcionamento de emergência. Dessa forma, é possívelevitar a alimentação dos cilindros 6 com uma mistura8
excessivamente rica (isto é, com combustível em excesso emrelação ao ar presente) ou uma mistura excessivamente pobre (istoé, com pouquíssimo combustível em relação ao ar presente).
Normalmente, no caso de interrupção da5 conexão entre a unidade eletrônica de controle 18 e oacionamento elétrico 24 (isto é, no caso de interrupção do caboelétrico tipo CAN/BUS 23), a unidade eletrônica de controle 18envia um comando de desativação ao acionamento elétrico 24usando o cabo elétrico 25 que controla a ativação e a desativação
do acionamento elétrico 24. Obviamente, no caso de interrupçãoda conexão entre a unidade eletrônica de controle 18 e oacionamento elétrico 24 (isto é, no caso de interrupção do caboelétrico tipo CAN/BUS 23), o acionamento elétrico 24 poderia sedesligar autonomamente sem necessitar de e/ou aguardar por um
comando especial da unidade eletrônica de controle 18; essapossibilidade torna o sistema mais robusto, já que também não éafetado por uma possível ruptura no cabo elétrico 25. Comoalternativa, de maneira a permanecer ativado, o acionamentoelétrico 24 poderia exigir uma tensão elétrica diferente de zero no
cabo elétrico 25, e, portanto, no caso de rompimento do caboelétrico 25, o acionamento elétrico 24 se desligaria de formaautônoma e automática.
O método de controle descrito acima para omotor de combustão interna 5 no caso de interrupção da conexão
entre a unidade eletrônica de controle 18 e o acionamento elétrico24 oferece numerosas vantagens, pois é simples e econômico dese produzir, propicia alto nível de segurança ao condutor damotocicleta 1 e permite que o condutor da motocicleta 1 pilote amotocicleta 1 (obviamente, a uma velocidade reduzida) até umcentro de serviço sem precisar chamar um reboque.
Claims (8)
1. - Método de controle no caso de uma falhaem um motor de combustão interna (5), compreendendo:pelo menos um cilindro (6),pelo menos um injetor (17) para injetarcombustível,pelo menos uma válvula borboleta (12) pararegular o fluxo de ar sugado para dentro do cilindro (6),um sensor de posição (20) para determinar aposição de um controle do acelerador,um atuador elétrico (19), acoplado à válvulaborboleta (12), para controlar a posição da válvula borboleta (12),um acionamento elétrico (24) para controlar oatuador elétrico (19), euma unidade eletrônica de controle (18), que éconectada ao sensor de posição (20) para ler a posição do controledo acelerador e conectada ao acionamento elétrico (24) paraenviar um valor de posição desejado para a válvula borboleta (12)ao próprio acionamento elétrico (24);o método de controle sendo caracterizado porcompreender as etapas de:verificar de forma cíclica o funcionamentocorreto da conexão entre a unidade eletrônica de controle (18) e oacionamento elétrico (24);desativar o acionamento elétrico (24), no casode interrupção na conexão entre a unidade eletrônica de controle(18) e o acionamento elétrico (24), de modo que a válvulaborboleta (12) se coloque em uma posição de modo defuncionamento de emergência predefinida; econtrolar o motor (5), no caso de interrupção na conexão entre a unidade eletrônica de controle (18) e oacionamento elétrico (24), para manter o número de rotaçõesconstante e igual a um valor de emergência predefinido.
2. - Método de controle, de acordo com areivindicação 1, caracterizado por incluir as etapas adicionais de: determinar com antecedência uma quantidadede ar de funcionamento de emergência que passa pela válvulaborboleta (12) na posição de funcionamento de emergência; edeterminar, no caso de interrupção na conexãoentre a unidade eletrônica de controle (18) e o acionamento elétrico (24), uma quantidade de combustível a ser injetada emfunção do número de rotações e em função da quantidade de ar defuncionamento de emergência.
3. - Método de controle, de acordo com areivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a unidade eletrônica de controle (18) é conectada ao acionamento elétrico(24) via um primeiro cabo elétrico (23) do tipo CAN/BUS.
4. - Método de controle, de acordo com areivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a unidadeeletrônica de controle (18) também é conectada ao acionamento elétrico (24) via um segundo cabo elétrico (25) que controla aativação e a desativação do acionamento elétrico (24).
5. - Método de controle, de acordo comqualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato deque, no caso de interrupção na conexão entre a unidade eletrônicade controle (18) e o acionamento elétrico (24), a unidade eletrônica de controle (18) envia um comando de desativação aoacionamento elétrico (24).
6. - Método de controle, de acordo comqualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato deque, no caso de interrupção na conexão entre a unidade eletrônica de controle (18) e o acionamento elétrico (24), o acionamentoelétrico (24) se desativa autonomamente.
7. - Método de controle, de acordo comqualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato deque, no caso de interrupção na conexão entre a unidade eletrônica de controle (18) e o acionamento elétrico (24), o número derotações é mantido constante e igual ao valor de emergênciapredefinido por meio do corte da injeção de combustível.
8. - Método de controle, de acordo comqualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que, no caso de interrupção na conexão entre a unidade eletrônicade controle (18) e o acionamento elétrico (24), o número derotações é mantido constante e igual ao valor de emergênciapredefinido por meio da interrupção da centelha de ignição para amistura dentro do cilindro (6).
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| B03A | Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette] | ||
| B03H | Publication of an application: rectification [chapter 3.8 patent gazette] |
Free format text: REFERENTE A RPI 2036 DE 12/01/2010, QUANTO AO ITEM (72). |
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| B06F | Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette] | ||
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