Para quem está começando a aprender sobre acerto de injeção segue uma dica legal para se localizar no mapa 3D (ou VE, serve para ambos). pensando em um motor turbo mais simples acertado por MAP com comando de válvulas “comportado”. 1-Marcha lenta, varia um pouco de motor a motor você consegue precisa mapear cada situação de carga do motor quando está em marcha lenta (ventoinha ligada ou não, faróis ligados ou não, etc.). 2-Zona de saída de inercia, essa fase de funcionamento que deixa suave a saída de farol ou uma subida de rampa.
3-Entrada e saída de Marcha lenta, pode parecer que a lenta esteja bem acertada…até sair com o carro… não ajustar essa zona de transição pode fazer o motor morrer quando para no farol.
4-Entrada e saída de cutoff, muita gente dá pouca atenção a essa faixa de Uso mas quando voltamos a acelerar após o cutoff esse é a primeira parte do mapa que volta em ação, ajustar essa faixa fará a saída do cutoff ser bem lisa e sem trancos.
5-Zona de cruzeiro, acertamos essa parte do mapa para ter o máximo de economia para quando se está em velocidades constantes (seja na estrada ou em avenidas), buscar lambda 1 ou até valores mais altos é o ideal (claro, até onde o motor permitir). 6-Zona de cruzeiro rápido, pouca gente dá atenção a essa faixa do mapa, mas ela é muito importante quando se está na estrada e se prepara para uma ultrapassagem baixando marchas. também é importante em carros de circuito para contorno de curvas, então procure afinar bem até essa faixa.
7-Cargas médias, é uma zona de transição entre o cruzeiro e o carga alta, cuidado para não deixar nem muito pobre, e perder torque importante para uma retomada, ou muito rico e gastar muito combustível, pois é uma faixa muito usada na cidade por exemplo enquanto se troca de marchas apos sair.
8-Aquela faixa de baixas rpm e pressão alta no coletor realmente não é muito usada são poucos setups que permitem a pressão de turbo acontecer nessa faixa.
9-Cargas altas, WOT, aqui todo mundo sabe! lambda seguro para altas potências e pé em baixo!
PID significa Proporcional, Integral e Derivativo, é um algoritmo utilizado em sistemas de controle por feedback. Esse sistema compara um valor medido (de um sensor, por exemplo) com um valor desejado (o alvo) e ajusta o sinal de saída para um atuador, de modo a reduzir a diferença (erro) entre o valor medido e o alvo.
O controlador (no caso, a Injeção eletrônica) se utiliza de cálculos constantes para controlar o sistema. Ele verifica o valor atual do erro, a integral do erro, em um intervalo de tempo, e a derivada atual do sinal de erro. Assim se torna possível determinar não apenas o quanto de correção aplicar, mas também por quanto tempo aplicá-la.
No caso de um sistema Drive by Wire, a posição do pedal do acelerador fornece o valor do alvo (o quanto o motorista quer “acelerar”), enquanto o ângulo do sensor de posição do acelerador (TPS) é o canal de feedback. Quando há uma diferença entre os dois sinais, as saídas da ECU são alteradas para que se chegue no valor do alvo. O tempo de resposta de qualquer sistema depende muito dos componentes físicos. (Ex: a posição do pedal muda mais rapidamente do que a posição da borboleta)
No mundo real, um sistema PID nunca irá buscar atingir EXATAMENTE o alvo. Contrário a isso, os parâmetros de ajuste incluem uma “zona morta” – uma área ao redor do alvo em que o algoritmo não tentará fazer com que o sistema atinja o alvo exato. O sinal de saída é a soma dos componentes Proporcional, Integral e Diferencial. Iremos detalhar agora um de cada vez:
Componente Proporcional
O Componente Proporcional é também chamado de Ganho Proporcional (‘P’) multiplicado pelo Erro. O parâmetro proporcional tem uma resposta imediata quando há um erro e controla o volume da resposta no sistema. Somente a atuação do componente proporcional nunca reduzirá o erro a zero, pois à medida que o erro diminui, a resposta proporcional também diminui.
Se o Ganho Proporcional for muito pequeno o erro será reduzido apenas por uma pequena quantidade e a resposta será lenta. Com muito ganho proporcional o sistema ficará instável e ocorrerá o “Overshooting”. Overshooting é o que ocorre quando o sistema fica oscilando em torno do alvo, hora ultrapassando-o, hora tornando a ficar abaixo dele.
Componente integral
O Ganho Integral é um componente de ação mais lenta, visando combater o erro residual a um prazo mais longo em relação ao Proporcional.
O tamanho do componente Integral continuará aumentando enquanto o erro não for zero. Por exemplo: alguns atuadores de marcha lenta e solenóides de “Booster Controller” necessitam de um certo ciclo de trabalho para conseguirem manter uma posição fixa, com um valor de erro próximo a zero. Nesse caso, os componentes de P & D têm pouco efeito, mas o componente I é o que será responsável por manter a posição do atuador/válvula.
Se o sinal de saída supera o alvo, o valor de erro muda de polaridade e um termo “negativo” é adicionado ao componente Integral, reduzindo-o.
Grandes quantidades de ganho Integral podem causar problemas também. “Integral Windup” é um efeito que ocorre quando o erro é constante, fazendo com que o componente Integral continue aumentando constantemente o sinal de saída para tentar reduzir o erro. Se as condições que mantêm o erro forem removidas, o sistema pode
ultrapassar o alvo e, em seguida, o sinal precisará ser revertido novamente. Nesse caso, será necessário utilizar um menor ganho Integral de modo a garantir que os erros de longo prazo se mantenham dentro da “zona morta”.
Componente Derivativo
O Ganho Derivativo tem um efeito de amortecimento no controle do alvo do sistema. Ele existe para melhorar o tempo de resposta do sistema. Baseado na taxa de alteração do valor do erro, fazendo com que o componente Derivativo seja maior em mudanças repentinas no erro, em relação a mudanças graduais. Novamente, o tempo de resposta de qualquer sistema é muito dependente dos componentes físicos, então o Ganho Derivativo deve ser definido de acordo com cada aplicação.
Por exemplo, se o Ganho Derivativo for muito grande, poderá ocorrer “overshooting” à medida que a resposta ultrapassar o alvo, fazendo com que o controle volte a diminuir o sinal de saída. O termo derivativo tende a entrar em operação durante a mudança transitória inicial no sistema, fazendo o efeito de “achatar” a curva de resposta, reduzindo o overshooting.
Uma analogia do mundo real
Sistema P: Pense que um motorista está num carro sem freios e deseja parar num semáforo alguns metros à sua frente, o mais rápido possível! O motorista só tem controle sobre o pedal do acelerador para fazer com que o carro consiga chegar no semáforo. Quanto mais o veículo se aproxima, menos o motorista pisa no acelerador. A quantidade de aceleração é o Ganho Proporcional.
O motorista está contando apenas com o atrito entre os pneus e o asfalto para que seu carro pare. Se o motorista estiver tentando chegar no semáforo mais rapidamente, mais ele pisará no acelerador.
O problema é que, se o motorista depende exclusivamente do atrito entre pneus e asfalto para que o carro freie, ele correrá um grande risco de passar do semáforo e ter que voltar de ré até o ponto desejado de parada. Isso provavelmente aconteceria várias vezes até que o motorista conseguisse parar corretamente antes do semáforo. e quanto mais rápido o motorista tentar fazer isso (visando o menor desperdício possível de tempo), pior seriam seus erros ultrapassando e voltando ao semáforo.
Sistema PD: Agora, considere que o carro possua freios. O motorista, ao se aproximar do semáforo, pode reduzir a quantidade de aceleração e também utilizar os freios. Os freios agem como o componente Derivativo do sistema. Obviamente que agora, com o acelerador e freios, o motorista poderá chegar e parar no semáforo com muito facilidade, rapidez, e ainda com muito menos chances de errar o ponto de parada.
Sistema PID: Agora, imagine que o tal semáforo em questão esteja numa rua em aclive. O motorista fará o mesmo procedimento de parada utilizando-se do acelerador e freios, mas quando atingir o ponto de parada o carro irá “querer” descer novamente a rua. Supondo que não fosse possível (no mundo real) segurar o carro na posição desejada com os freios, o motorista agora precisará aplicar um pouco de aceleração para segurar o carro no ponto de parada para que não role para trás. Este é o componente Integral do sistema.
Pode-se concluir que se o mesmo motorista estivesse num carro muito potente, a quantidade de aceleração e frenagem necessárias para chegar ao semáforo seria diferente, se comparado a um carro menos potente. Obviamente, o carro de alta potência fará o trabalho mais rápido, porém mais energia seria utilizada e, portanto, mais desgaste no conjunto.
Calibrando um sistema com o algoritmo PID
Exemplo: um atuador de marcha lenta.
Os parâmetros para P, I e D foram todos zerados para começar. Uma pequena quantidade de Ganho P (figura 1) é adicionada e a resposta do atuador é observada. Pode-se notar que há um degrau entre a posição atual e o alvo, que ainda não foi alcançado. O Ganho P é aumentado (figura 2)
e o erro (Alvo – Posição atual) é reduzido.
A Figura 2 também mostra que, com P adicionado, há uma resposta ligeiramente mais rápida na busca ao alvo. Na figura 3, o Ganho P é aumentado ainda mais, para que a resposta seja mais rápida e o erro entre alvo e posição real é muito menor, mas agora podemos observar o “overshoot” e “undershoot”, que é quando a posição atual oscila e ultrapassa o alvo. Reduzindo o P a uma quantidade ligeiramente menor irá reduzir a oscilação, e adicionando um pouco de D irá reduzi-lo ainda mais, mantendo o tempo de resposta aceitável (figura 4). O parâmetro D age como um amortecedor no sistema. Porém, ainda há algum pequeno erro restante.
Pode ser adicionado um pouco de Ganho I no sistema para que se busque reduzir o erro residual para um valor próximo de zero, ou seja: para que alcance a “zona morta”. O Ganho I continuará incrementando a saída ao longo do tempo, enquanto o erro não for zerado.
A reação do P e do D também pode ser vista ao observar o sinal de saída. A Figura 5 mostra o sistema apenas com o componente P. O sinal aplicado ao atuador mostra que não há nenhum efeito de amortecimento (“frenagem”), e o sinal só é invertido quando sua posição ultrapassa o alvo. Na figura 6 há uma reversão perceptível do sinal (“frenagem”) à medida que o erro se aproxima de zero. O ajuste fino do P e D tornará o sistema melhor. O Ganho I é (geralmente) definido por último para eliminar qualquer erro restante.
Um sistema, como o do nosso exemplo de atuador de marcha lenta, quase sempre precisará de controle por algoritmo PID devido ao requisito de ter uma resposta muito rápida e precisa a uma mudança de alvo, que também muda rapidamente. Sistemas que têm um requisito de resposta mais lenta podem precisar apenas de P e alguns de I, sem D. Alguns sistemas podem exigir P e D apenas, porque quaisquer erros que sobrem não afetarão o sistema (controle de pressão de turbo, por exemplo).
Um método fácil de determinar manualmente os valores P, I e D é zerar os termos Integral e Derivativo setar um valor pequeno para o Proporcional. A largura de oscilação resultante Xosc e o período de oscilação Tosc podem então ser usados para determinar as configurações de PID utilizando as fórmulas abaixo:
P = 2,0 * Xosc
I = 1.5 * tosc
D = I / 5
Os valores obtidos com as fórmulas acima resultam em uma resposta ligeiramente mais amortecida e conseqüentemente todos os valores podem ser reduzidos ligeiramente para termos uma resposta “mais fina”.
A MS2 Racing é compatível tanto com sondas comuns (narrow) como
sondas wideband. Para utilização de sonda wideband é necessário o uso de
um condicionador que possua saída de 0 a 5 volts. Também é necessário a
tabela de valores de voltagem/lambda ou voltagem/AFR para que se possa
fazer a calibração corretamente.
No momento da criação do novo projeto, o Tuner Studio pede o tipo
de sonda utilizada (narrow ou wideband) para que ele possa interpretar
corretamente o sinal de voltagem (0-1V ou 0-5V) e dessa forma gerar as
leituras corretas na tela e nos arquivos de log.
Também é necessário informar ao módulo qual tipo de sonda ele está
utilizando, e para isso é feita a Calibração da tabela AFR. Dessa forma
ambos irão conversar na mesma língua e as correções e logs serão feitos
corretamente.
Se utilizar sondaNarrowband:
Abra o menu Ferramentas>Calibrar tabela AFR (sonda)
No campo EGO Sensor, escolha a opção Narrowband e depois
clique no botão Gravar no controlador.
Em alguns segundos a tabela de valores da sonda narrow será
gravada no módulo.
A sonda narrow somente se presta a ler misturas estequiométricas
(lambda 1.00) e em áreas de baixa e média carga. Isso quer dizer que ela
somente deve ser utilizada para correção de mistura em marcha lenta e
regime de cruzeiro, onde o motor enxerga até cerca de 50-60Kpa no coletor
e rotação abaixo de 3500-4000 RPM.
Se utilizar sonda wideband com condicionador:
Abra o menu Ferramentas>Calibrar tabela AFR.
No campo EGO Sensor, escolha a opção Custom Linear Wideband.
Automaticamente serão liberados os 4 campos onde deverão ser
inseridos os valores de voltagem e AFR correspondentes ao seu
condicionador.
Esses 4 campos levam os valores de voltagem e AFR
correspondente ao mínimo e o máximo que o condicionador lê e
normalmente são fornecidos pelo fabricante do condicionador no manual do produto.
O campo Point 1 contém o valor de voltagem e o AFR
correspondente nessa voltagem, e o campo Point 2 possui o valor máximo
e também o AFR correspondente. O Tuner Studio calcula então os valores
intermediários entre esses dois extremos e gera a tabela toda a ser enviada
ao módulo no momento em que se clica no botão Gravar no controlador.
Os valores para os condicionadores mais comuns, encontrados no
mercado nacional são:
MS Racing Wideband
Volts AFR
Point 1 0.2 9.56
Point 2 4.8 19.11
ODG Raptor, Raptor 2 e ODG X2:
Volts AFR
Point 1 0.2 9.56
Point 2 4.8 19.11
Fueltech Wideband O2, Wideband Datalogger e Wideband O2 slim
Volts AFR
Point 1 0.2 9.56
Point 2 4.8 19.11
Innovate LC1 (default pois pode ser reprogramado)
Volts AFR
Point 1 0.0 7.35
Point 2 5.0 22.05
AEM wideband
Volts AFR
Point 1 0.2 9.56
Point 2 4.8 19.11
Caso o fabricante só possua a tabela em voltagem x lambda, basta
multiplicar 14.7 pelo valor em lambda para obter o AFR correspondente.
Por exemplo, a tabela original é 0.0V=0.68 lambda e 5.0V=1.36
lambda:
0.0V = (14.7 x 0.68) = 9.96 AFR (pode ser arredondado pra 10.0)
5.0V = (14.7 x 1.36) = 19.99 AFR (pode ser arredondado pra 20.0)
Após a calibração, certifique-se que o valor indicado nos relógios do
Tuner Studio é o mesmo que o indicado pelo visor do wideband. Caso o
valor seja um pouco diferente, pode-se alterar ligeiramente os valores
mínimos e máximos de AFR para compensar pequenas diferenças de
escala, porém isso somente deve ser feito após se certificar que as ligações
estão perfeitas, principalmente se o condicionador possuir o fio de
referência da saída analógica, que deve ser ligado ao fio terra dos sensores
(preto com listra vermelha).
A MS2 Racing aceita qualquer tipo de sensor de temperatura do tipo
termistor (resistência que varia com a temperatura).
Originalmente ela é calibrada para ler os sensores MTE4053 (água) e
MTE5053 (ar), e não é necessário fazer a calibração se utilizar esses dois
sensores. Contudo se desejar refazer a calibração, você precisará ensaiar o
sensor em 3 temperaturas distintas e medir a resistência dele nessas 3
temperaturas: 0ºC, 27ºC e 100ºC.
Os sensores MTE4053 e 5053 possuem os seguintes valores:
0ºC ………………………………………………….. 9000 ohms
27ºC ……………………………………………….. 2500 ohms
100ºC ……………………………………………….. 200 ohms
Quando utilizar o sensor de temp de ar integrado ao sensor MAP VW
Mi, utilize os seguintes valores no sensor de temp de ar apenas:
0ºC ………………………………………………….. 5000 ohms
27ºC ……………………………………………….. 1800 ohms
100ºC ……………………………………………….. 180 ohms
Caso utilize outro sensor, faça o ensaio deles nessas 3 temperaturas
e entre com os valores no menu de calibração do sensores, Ferramentas>Calibração da tabela de termistores.
Escolha no primeiro campo se irá calibrar o sensor de água (coolant)
ou o sensor de ar (air).Entre com os valores das 3 temperaturas e
resistências respectivas como está ilustrado na figura acima. O valor do resistor de polarização (resistor de bias) é sempre 2500 ohms. Clique em Gravar e aguarde o término da gravação. Não faça a calibração dos sensores com o motor em funcionamento.
Após confirmar o funcionamento do TPS observando o relógio
indicador, vá até o menu Ferramentas>Calibrar TPS.
Com o acelerador em descanso, clique no botão Ler Atual superior (Get Current), para ler o valor do sensor TPS totalmente fechado.
Depois pressione o acelerador até o fim e clique no
botão Ler Atual inferior (Get Current), pare ler o TPS totalmente aberto.
Clique então em Gravar e aguarde a atualização do módulo.
Automaticamente o relogio indicador de posição da borboleta deverá
ir de 0 a 100%, conforme o movimento do pedal do acelerador. Se isso não
ocorrer, refaça a calibração.
Depois pressione o acelerador até o fim e clique no