A partir dos anos 80 e com o aparecimento dos primeiros sistemas eletrônicos de controle do motor (sistemas digitais de injeção/ignição), surgem os primeiros equipamentos de diagnóstico (“scanner”) os quais, quando ligados à unidade de comando, permitiam recuperar as falhas armazenadas na memória e realizar alguns testes de atuador. Os equipamentos mais simples só conseguiam apresentar as falhas armazenadas.
No fim dos anos 80 a GM introduziu um novo conceito pelo qual, o scanner, além de fazer a leitura de códigos, oferecia a possibilidade de visualizar parâmetros de funcionamento do motor (temperatura, rotação, etc) e realizar testes em dispositivos atuadores (controle da rotação, relé do A/C e outros).
A configuração, até hoje utilizada, é a da figura 1. O protocolo de comunicação era, no entanto, proprietário do fabricante do veículo e não do fabricante da UC. Assim, por exemplo, uma mesma unidade de controle eletrônico Bosch, aplicada em veículos de fabricantes diferentes, implementava protocolos de comunicação diferentes.
Uma evolução do scanner foi a de poder acessar as diversas unidades de comando eletrônico instaladas no veículo: UC do motor, ABS/TC, A/C eletrônico, airbag, imobilizador, etc. Isto ainda, através da utilização de protocolos de comunicação proprietários, ou seja, exclusivos de cada fabricante.
Atualmente, a função do scanner pode ser resumida nas seguintes opções:
- Visualização dos códigos de falha armazenados;
- Visualização de parâmetros de funcionamento do sistema diagnosticado;
- Realização de testes de atuador;
- Realização de funções auxiliares próprias do sistema que está sendo diagnosticado.
O apresentado acima corresponde aos sistemas pré-OBDII onde não havia padronização do conector nem do protocolo de comunicação.
Com a implantação do padrão OBDII, em EE UU e Europa, e o OBDBr no Brasil, o panorama se modificou em alguns aspectos. A adoção do padrão resultou em:
1. Introdução do conceito de “genérico”: Corresponde ao especificado pelo padrão e define os códigos de falha, parâmetros de funcionamento e teste de atuador, relacionados com o trem de força (motor e transmissão) que deve ser possível visualizar através de um scanner “genérico”. As prestações oferecidas pelo equipamento “proprietário” fica a discrição do fabricante.
2. Padronização do conector e dos protocolos de acesso ao sistema de diagnóstico do trem de força (motor e transmissão automática), ou seja, aos sistemas diretamente relacionados com as emissões.
Observar que os outros sistemas de eletrônica embarcada, a exceção de motor, transmissão e outros que afetem às emissões, não são abrangidos pela norma.
Modos Fundamentais do Programa de Diagnóstico - A figura 2 apresenta os modos de teste presentes praticamente, na totalidade dos programas de diagnóstico, executados nas unidades de comando (UC) dos sistemas de eletrônica embarcada.
A diferença entre eles são os parâmetros e funções oferecidas o que está detalhado nos manuais do fabricante do veículo ou do equipamento de teste.
Os modos de teste são os mecanismos que permitem, utilizando o “equipamento de diagnóstico” (“scanner”), visualizar as informações de funcionamento e comandar a realização de testes, no sistema de eletrônica embarcada que está sendo diagnosticado.
Pela sua importância esta matéria aborda em particular, o Modo Contínuo ou Modo Listar Dados do sistema de controle do motor de ciclo Otto.
Modo Contínuo
É talvez este o recurso mais importante oferecido pelos programas de diagnóstico. Nos sistemas pré-OBDII, os parâmetros de funcionamento disponíveis neste modo, assim como as denominações correspondentes, variam com o fabricante e/ou sistema de eletrônica embarcada.
Já nos sistemas que aderem ao padrão OBDII, a padronização se dá somente para o sistema de controle do motor e transmissão automática. Outros sistemas de eletrônica embarcada (A/C, ABS, painel), em geral, continuam a utilizar as convenções particulares de cada fabricante.
Para o caso do sistema de controle do motor, os parâmetros apresentados no Modo Contínuo podem ser classificados em:
a) Parâmetros básicos: São os valores fundamentais que determinam o estado de funcionamento do motor: temperatura do ar admitido, temperatura do motor, posição da borboleta, pressão do coletor, massa de ar admitida, carga do motor, tempo de injeção, avanço da ignição, entre outros.
b) Parâmetros de ajuste de combustível: São os parâmetros adaptativos denominados Ajuste de Longo e de Curto Prazo.
c) Parâmetros de ajuste da marcha lenta: São os parâmetros adaptativos que determinam a posição do elemento de ajuste da marcha lenta e o valor de correção de longo prazo aplicado à posição do dispositivo de controle.
d) Parâmetros auxiliares: Apresentam informações que complementam as anteriores como, estado da direção hidráulica, solicitação do A/C, pressão do circuito do A/C, entre outras.
O importante a ser lembrado é que, através do Modo Contínuo é possível visualizar como a unidade de comando está “enxergando”, naquele momento, o funcionamento do sistema analisado, qualquer que ele seja.
Por exemplo, a comparação das informações do item a) com as reais (situação que é possível conhecer através de medições realizadas com multímetro, osciloscópio, etc) pode auxiliar de forma significativa o diagnóstico de defeitos.
De todos os parâmetros do Modo Contínuo, os ajustes de longo prazo e de curto prazo, são de especial interesse para o diagnóstico de falhas de combustão, pelo que serão abordados na próxima edição. Previamente, no entanto, é necessário conhecer como estes são aplicados no cálculo do tempo de injeção.
Dosagem de Combustível
O cálculo da quantidade de combustível e do avanço da ignição a serem aplicados depende, basicamente, dos sensores indicados na figura 3, a qual salienta a informação fornecida por cada um deles. Nos sistemas OBDII, o Sensor de O2 pós-Catalisador é utilizado para a verificação da eficiência de conversão do catalisador e para o ajuste fino da mistura. Nos sistemas com Sensor KS (detonação), a informação deste é utilizada para atrasar o ponto na presença do fenômeno de detonação.
A informação do sensor de O2 (HO2S) pré-catalisador é precisamente a utilizada para o cálculo dos parâmetros de ajuste de combustível.
Ajuste de Combustível
O Ajuste de Combustível é um recurso que permite controlar de forma precisa o teor da mistura para obter o máximo de redução nas emissões e no consumo.
No cálculo da quantidade de combustível, a UC aplica correções em função de: rotação, carga, temperatura, tensão de bateria, entre outras. Um outro fator de correção é o denominado “Ajuste de Combustível”.
As correções aplicadas fazem parte do cálculo do “pulso de injeção” ou “tempo de injeção” que resulta, por sua vez, proporcional à quantidade de combustível injetada.
A informação que determina o valor do “ajuste de combustível” é fornecida pelo sensor de O2 pré-catalisador e se apresenta na forma de dois parâmetros de adaptação calculados pela UC:
- “Ajuste de Combustível de Curto Prazo” (sigla em inglês: STFT)
- “Ajuste de Combustível de Longo Prazo” (sigla em inglês: LTFT)
Tempo de Injeção - TI
A estratégia geralmente utilizada na determinação do tempo de injeção, se desenvolve em 3 fases (fig.4):
1. Cálculo do tempo básico de injeção: Baseado na carga e rotação do motor e no parâmetro LTFT. A carga do motor é função da massa de ar admitida, da pressão de coletor e da abertura da borboleta.
2. Aplicação das correções dependentes do regime de funcionamento do motor: Aceleração, desaceleração, plena carga, aquecimento.
As correções têm por base as informações dos sensores de temperatura do motor e do ar admitido, de posição da borboleta e de O2. Este último determina o ajuste de curto prazo (STFT) que será aplicado
3. Aplicação de correção por “tensão de bateria”: Representa o ajuste final do tempo ti. Reflete as variações no tempo de abertura mecânica do injetor, devidas às variações da tensão de bateria.
BOX FINAL
Humberto Manavella é autor dos livros "Emissões Automotivas", "Controle Integrado do Motor", "Eletroeletrônica Automotiva" e "Diagnóstico Automotivo Avançado".
Mais informações: (11) 3884-0183 www.hmautotron.eng.br