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Resumo: Este projeto tem por objetivo estudar um problema de projeto para realizar o handoff vertical entre canais de comunicação GPRS e Satélite em um cenário que otimize o tempo e o custo através de equações probabilísticas. Através de um modelo de estados que descreve as diferentes possibilidades de comunicação entre sistemas GPRS e Satélite, o objetivo é determinar os tempos dos eventos controláveis que fazem a mudança entre os estados de modo a otimizar o tempo de comunicação num cenário probabilístico de handoff vertical entre canais de comunicação. Os resultados das simulações realizadas nesta dissertação em diferentes situações de qualidade dos sinais de transmissão GPRS e Satélite, mostram que através dos algoritmos de handoff desenvolvidos, a probabilidade estacionária de permanência nos estados de transmissão é aumentada

Resumo: A tecnologia de motores diesel tem sido guiada por legislações cada vez mais severas. Para cumprir com estas legislações os sistemas de controle de emissões estão se desenvolvendo rapidamente visando à disponibilização no mercado de produtos que atendam às normas de emissões, mas com economia no consumo de combustível e maior durabilidade e competitividade nos mercados internacionais, em suma melhoria na relação custo x benefício. Neste contexto, é colocada a análise e projeto de um sistema de controle de arrefecimento do motor Diesel, que objetiva controlar a temperatura de água do motor visando à economia de combustível e redução dos níveis de emissões. Assim, o presente trabalho tem como objetivo a análise e projeto de um sistema substituto ao tradicional sistema de arrefecimento (cooling) do motor Diesel disponível e comumente utilizado no mercado atualmente. O sistema mecatrônico em estudo é composto por uma bomba elétrica de água, um ventilador acionado eletricamente, uma válvula termostática eletronicamente controlada e um algoritmo de controle. Este conjunto visa propiciar um controle preciso da temperatura de água do motor Diesel, dessa forma reduzindo as emissões de poluentes e o consumo de combustível, permitindo, ainda, uma resposta rápida no aquecimento em partida a frio e maior durabilidade do motor. Os ajustes do controlador foram calculados por meio de algoritmos de otimização e co-simulação computacional utilizando dois softwares distintos: GT-Cool (GT-SUITE é marca registrada da Gamma Technologies) e Matlab / Simulink (MATLAB/Simulink é marca registrada da Mathworks)

Resumo: Este trabalho propõe o desenvolvimento de um circuito de condicionamento de sinais para sensores automotivos. O desenvolvimento proposto visa resolver um problema de falta de flexibilidade dos circuitos de condicionamento dos módulos eletrônicos de controle usados na indústria automobilística. Foram analisadas também soluções encontradas na literatura científica em comparação com o cenário do problema apresentado. Para comprovação da hipótese da solução proposta, foi desenvolvido um protótipo do condicionador universal de sinais baseado em um microcontrolador SOC (system on chip). Dentro do universo de sensores automotivos e circuitos de condicionamento estudados, foram escolhidos três com características elétricas totalmente distintas, para os quais foram desenvolvidos os respectivos circuitos de condicionamento. Os circuitos foram caracterizados nos blocos analógicos e digitais de um microcontrolador PSoC (Programmable system on chip), que é um componente da empresa Cypress que possui um sistema completo no circuito integrado. Foi utilizada uma quantidade mínima de componentes externos ao microcontrolador para permitir a conexão dos sensores ao circuito. Também foi desenvolvido um "firmware" para controlar o carregamento das configurações de "hardware" para cada circuito de condicionamento. O resultado final foi um dispositivo condicionador universal capaz de se configurar conforme o sensor a ser conectado, selecionado através de entradas digitais. Foram realizados testes experimentais de funcionamento dos circuitos e da influência da temperatura no condicionador. O protótipo desenvolvido mostrou ser uma boa solução uma vez que foi capaz de condicionar adequadamente os sinais dos três tipos de sensores selecionados, um de cada vez

Resumo: O conceito drive by wire, resultado da evolução tecnológica, introduziu a comunicação entre sensores e atuadores através de sinais elétricos, substituindo acoplamentos mecânicos como cabos flexíveis e varetas de aço. Destaca-se neste conceito o mecanismo de aceleração de um veículo, no qual a posição angular é convertida em um sinal elétrico que após o devido processamento aciona o motor elétrico que por sua vez posiciona a borboleta de admissão de ar. Sendo assim a ECU tem total autonomia para buscar o melhor desempenho do veículo, seja em percurso ou em partida a frio. A maior parte dos pedais de acelerador utilizados em sistemas de injeção eletrônica de motores de combustão interna existentes no mercado, atualmente é baseada em sensores resistivos (potenciômetros). Estes pedais utilizam tecnologia consagrada e barata, porém esta tecnologia possui alguns inconvenientes com relação a desgastes e variações de resistência com a temperatura. Novos desenvolvimentos estão sendo realizados baseados em sensores sem contato mecânico entre as partes internas. Dentre estes desenvolvimentos, destacam-se os sensores magnéticos de relutância variável (principalmente os LVDTs) e os de efeito Hall. Os pedais que se baseiam nestas tecnologias, no entanto são caros e por isto mesmo, menos difundido no mercado. Nesse trabalho é proposto utilizar outro conceito para implementação de pedais. Este conceito é baseado em um sensor capacitivo, formado por capacitores de placas paralelas e conectado a um circuito adequado de condicionamento, que gera um sinal analógico semelhante ao sinal gerado pelos pedais atuais existentes no mercado. Como a tecnologia capacitiva é relativamente barata, será possível construir pedais sem contato, com baixo custo e atendendo a todos os critérios e normas de segurança e confiabilidade da indústria automotiva

Resumo: A questão da partida a frio de motores movidos a Diesel ainda é um problema que não foi apropriadamente resolvido e se torna particularmente crítico em face da tendência de redução de níveis de emissões de poluentes a baixas temperaturas e da taxa de compressão do motor visando redução do consumo de combustível. Embora esteja claro que existem alguns fatores-chave que levam a um apropriado processo de partida a frio, sua relevância e relações não são claramente compreendidas. Assim, os esforços para a otimização do processo de partida a frio são principalmente baseados em procedimentos de tentativa e erro em câmaras climáticas a baixas temperaturas, com sérias limitações em termos de confiabilidade da medição em algumas condições, baixa repetibilidade e altos custos com experimentos. O objetivo deste trabalho é estudar os componentes auxiliares de partida a frio dos motores a Diesel com o intuito de adquirir conhecimento sobre este tema para aplicação em propulsores, de maneira que estes possam ser utilizados em regiões com temperaturas negativas com desempenho confiável. Os componentes estudados serão apresentados, bem como sua aplicação e importância na tarefa de proporcionar as condições adequadas à partida a frio do motor. Além disso, uma visão geral será dada em relação à contribuição que estes componentes trazem na redução de emissões de poluentes e consumo de combustível

Resumo: Tendo em vista a melhora da qualidade do ar, são impostos limites de emissões de poluentes aos motores diesel, obrigando a busca de soluções capazes de reduzir essas emissões. O motor movido a diesel tem como emissão crítica de poluentes os óxidos de nitrogênio e a emissão de material particulado. Toda a química de formação de poluentes está interligada ao processo de combustão, que é diretamente influenciado pelas concentrações de reagentes admitidos no cilindro. A recirculação controlada de gases de escape para a admissão é uma técnica de redução de emissões de óxidos de nitrogênio comumente aplicada ao motor diesel. Motores instalados em veículos estão sujeitos a variações de regime de operação devido à dinâmica veicular, como por exemplo acelerações ou troca de marchas, que produzem alterações na pressão e no fluxo de gases modificando a proporção da mistura de ar limpo e recirculante admitida no cilindro do motor. O sistema de controle dos gases, portanto, é elemento importante no controle das emissões de poluentes. O objeto deste estudo é o projeto e análise de configurações de controle aplicadas ao sistema de ar de um motor diesel. Foram escolhidos os controladores PID descentralizado, atualmente utilizado na indústria, e o regulador linear quadrático com integrador. Para aumentar a representatividade do estudo, é identificado um conjunto de modelos dinâmicos entrada-saída do sistema de ar de um motor diesel para uso no projeto e na simulação dos sistemas de controle. Por intermédio de uma mesma abordagem algorítmica de projeto e utilizando uma função custo de controle ótimo, projetos dessas diferentes alternativas de controle são efetuados e o desempenho dos controladores e suas características são comparados. Os resultados indicam que a configuração multivariável reduz interferências no controle devido ao acoplamento entre as variáveis e também o tempo necessário à acomodação do sistema de ar, mas tem implicações práticas a serem consideradas. Essas características de resposta e desempenho têm impacto na emissão de poluentes, como elaborado no trabalho. Os aspectos práticos de implementação e de confiabilidade também são discutidos

Resumo: O uso de dispositivos GPS/GSM em sistemas de monitoramento de veículos, para transmitir informações como posição e direção do veículo para centros de controle através de comunicação sem fio sobre redes GPRS tem se aprimorado rapidamente. Estes dispositivos tem se mostrado bastante eficientes garantindo uma maior segurança ao usuário que pode bloquear e localizar o seu veículo segundos depois de ter seu veículo furtado. Além das informações de posição e direção, também se faz viável a obtenção antecipada de informações de acidentes na rodovia em que o condutor esta trafegando, além de emissões de alertas em casos de acidente acionando assim o serviço de resgate de maneira imediata, passando de maneira precisa a localização correta do veículo. Além dessas vantagens, o condutor também pode contar com o suporte direto das montadoras que transmitem e recebem informações do veículo mantendo assim o usuário atualizado sobre as necessidades de manutenção em seu veículo. Todos os sistemas de segurança do veículo, como por exemplo, o AirBag e o cinto de segurança, são projetados para evitar que após uma colisão os tripulantes do veículo sofram lesões, no entanto não são desenvolvidos para que o acidente seja evitado como é o caso da tecnologia de comunicação R2V. Em busca de solucionar o problema, e antes mesmo que o acidente ocorra o motorista seja avisado, muitas tecnologias estão atualmente à prova pelas montadoras de veículos. Este trabalho apresenta metodologias de projeto e simulações que representam de maneira qualitativa as dificuldades envolvidas em um projeto de rastreamento veicular utilizando as tecnologias de GPS/GSM, estudando o desenvolvimento e otimização de uma antena de GPS (ponto crítico) até a influência sofrida pela antena das partes metálicas do veículo quando a antena é localizada na parte interna do veículo (painel de instrumento), levando como base o teto do veículo (ponto ideal) para a solução e base de comparação da solução

Resumo: Neste trabalho construiu-se e verificou-se um modelo matemático capaz de realizar o cálculo da rotação do eixo do turbocompressor aplicado a um motor Diesel, para futura implementação de uma função de software no programa da unidade de comando do motor, de forma a permitir a criação de estratégias de proteção contra sobre rotação do eixo do turbocompressor. O modelo foi construído com utilização de modelagem de fenômenos físicos que ocorrem em algumas partes do motor, junto com tabelas obtidas através de testes empíricos do motor. O modelo foi criado de modo a aproveitar os sensores atualmente disponíveis no motor de série, utilizados pelo sistema de injeção eletrônica. O parâmetro de vazão de ar admitido, calculado pela unidade de controle do sistema de injeção também foi aproveitado. Após a criação do modelo, este foi verificado inicialmente simulando-se variações nas entradas (quantidade injetada de combustível e acionamento da válvula EGR) e analisando-se a reação ocorrida na saída do modelo (rotação do eixo do turbocompressor). Foram realizadas medições em um banco de testes para o levantamento do mapa de temperatura do coletor de escape em condição estacionária. Para a verificação do modelo em um caso real, foram coletados dados de diversos parâmetros de funcionamento de um motor diesel instalado em um veículo de testes da MWM International. Os parâmetros de entrada coletados foram inseridos no modelo e o valor de rotação medido confrontado com o valor calculado. Ajustes nos submodelos foram necessários para a estimação dos parâmetros do modelo através da minimização do erro encontrado. O erro encontrado diminuiu sensivelmente, porém ainda se manteve alto para ser considerado como uma informação confiável para a implementação no software da unidade de comando do motor

Resumo: Em baixas temperaturas, as condições de partida do motor tornam-se mais difíceis devido a diversos fatores, como por exemplo, a menor lubrificação devido ao aumento da viscosidade do óleo lubrificante, a diminuição da massa de ar e a diminuição das folgas entre as partes móveis do motor como virabrequim, pistão e conseqüentemente o aumento do atrito entre estas partes. Foi construído um dispositivo para estimar o torque resistivo em baixas temperaturas na faixa entre - 20°C a 0ºC em um motor diesel NGD 3,0 litros, quatro cilindros de fabricação da MWM International com o objetivo de estudar a correlação entre o rendimento do motor de partida nestas condições e o torque resistivo solicitado na partida. Este dispositivo permite o levantamento do torque resistivo nos motores diesel sem combustão, onde a lubrificação é mínima e o atrito entre as partes móveis do motor são máximas. Para a medição do torque foi utilizada uma flange de torque modelo T40 de fabricação da HBM acoplada ao dispositivo de arraste, composto por um volante e motor de partida de um motor com 9,3 litros também de fabricação MWM International e o volante do motor que foi testado, através de um eixo cardam. Os testes para o levantamento dos dados foram realizados em um "contêiner" frigorífico utilizado para transportes de cargas perecíveis, como carnes congeladas, adaptado para realização de ensaios de motores diesel a temperaturas negativas (-50ºC + temperatura ambiente) e instalado nas dependências do Centro Tecnológico da MWM International