Mestrado Profissional em Engenharia Automotiva
Trabalhos de Conclusão de Curso

Sensor virtual para estimação de temperatura do óleo em motores de combustão interna de automóveis

Virtual Sensor for the Oil Temperature Estimation of Automotive Otto Engines

Autor
Guilherme, Roger Tadeu Gondim -
Orientador
Oliveira Junior, Silvio
Defesa de tese
04 / 10 / 2006
Participantes da Banca
Oliveira Junior, Silvio; Lima, Raul Gonzales; Bueno, Estela Mari Ricetti
Palavras-chave
Motores de combustão interna , Estimador de estado, Óleos lubrificantes, Taxas de calor
Keywords
Internal combustion engines, state estimator, lubricating oil, heat rates.

Resumo

O presente trabalho consiste no estudo de sensores virtuais para ações de controle de motores de automóveis, objetivando alternativas de redução de custo para o gerenciamento dos mesmos. Sensor virtual é um termo criado para referenciar um estimador de uma ou mais variáveis de estado de um sistema, a partir da informação de sensores físicos já existentes e características do funcionamento. Para melhor entender as fases e as dificuldades da criação de um sensor virtual foi desenvolvido um exemplo simples, que visa estimar a temperatura do óleo do motor durante a suaoperação. Para tanto, foi proposto pelo autor um modelo físico do circuito de óleo e o equacionamento dos fenômenos de troca de calor que influenciam sua temperatura. O texto apresenta também propostas de métodos experimentais de calibração dos parâmetros deste modelo, visando testar sua viabilidade. Por fim uma discussão sobre as limitações do modelo proposto e sobre os passos necessários para a implementação, em conjunto com fornecedores, de uma nova função da unidade de gerenciamento eletrônico do motor é apresentada.


Abstract
This work consists in the study of virtual sensors used for control actions of automotive engines, aiming cost reduction alternatives to its management. Virtual sensor is an expression to refer an estimator of one or more state variables of a system, based on signals provided by already present physical sensors and informations of the system working characteristics. In order to understand the steps and difficulties to create a virtual sensor, a simple example was developed with the objective of estimating the engine oil temperature during its operation. To accomplish this task, a physical model to represent the oil circuit and the mathematical equations to simulate the heat exchange processes that influence its temperature were proposed by the author. The text presents also experimental approaches to the calibration of the model parameters, aiming to test its viability. Finally, a discussion about the model limitations and about the steps necessary to, working with suppliers, implement a new function executed by the engine control unit is presented.