9. Malha fechada de VE

A malha fechada de VE compara a lambda medida pela sonda com o alvo e corrige a eficiência volumétrica que o modelo usa, antes do cálculo do combustível.

Ela não altera a tabela de VE nem mexe direto no tempo de injeção: a correção entra como um fator sobre a VE da tabela, e pressão, bicos e bancadas já recebem a VE corrigida.

São duas camadas. A Correção rápida (STFT) acompanha a sonda e é o assunto deste capítulo. O Aprendizado de longo prazo (LTFT) guarda a correção por região do mapa e está em Autoaprendizado: VE learning (LTFT).

A função fica no menu Mapas de Injeção > Malha fechada de combustível (VE) (na tela da VCU, menu Injeção) e só aparece com a Estratégia de injeção em Baseado em VE.

Ela vem desligada no mapa novo. Para ligar, clique com o botão direito sobre a função no computador ou use o toque longo na tela da VCU. Todos os ajustes da função, menos o liga e desliga, podem ser alterados com o motor funcionando.

No modo VE, o FuelTech Vision desliga a malha fechada do modo por tempo de injeção e esconde o menu dela: as duas nunca corrigem ao mesmo tempo.

#O que a correção rápida corrige

A correção mede o erro relativo entre a sonda e o alvo de lambda:

erro = (lambda medida - alvo atrasado) ÷ alvo atrasado
erro positivo = mistura pobre = a correção soma combustível

O alvo atrasado é o alvo de lambda deslocado no tempo pelo atraso da sonda, explicado na seção Atraso de transporte da sonda, mais adiante.

O alvo vem do Mapa alvo de lambda por MAP, somado ao ajuste do flex quando ele está ativo.

Enriquecimentos em % (aquecimento, marcha, ar-condicionado, eletroventilador, funções customizadas) aumentam o combustível, mas não mudam o alvo: com a malha atuando, um enriquecimento ligado em regime aparece como erro, a correção o retira até o limite dela e o aprendizado grava o que ela retirou. Veja Enriquecimento de regime com a malha ligada, em Enriquecimentos e compensações no modo VE.

Erros menores que 0,7 % são tratados como zero, para a correção não perseguir o ruído da sonda. Esse é o padrão 0,007 da Banda morta do erro de lambda.

#Quando a correção atua

A malha só corrige com o motor em regime e com a sonda confiável. Cada condição faz uma de três coisas: congela a correção, que para de corrigir; leva a correção de volta a zero; ou só impede o aprendizado, e a correção continua. Na tela Aprendizado VE (LTFT), a lista Condições (gates) mostra cada condição em verde (livre), vermelho (congela a correção ou a leva a zero) ou amarelo (só bloqueia o aprendizado).

A contagem do Tempo após a partida para iniciar começa no fim da pós-partida, que no padrão dura 8 s. Com os padrões e o motor quente, a correção começa cerca de 24 s depois da partida: 8 s de pós-partida, 15 s de espera e a espera do fim de bloqueio (atraso estimado + 0,3 s).

As outras condições em amarelo (temperatura do ar, etanol, bateria, STFT saturado há muito tempo, célula, espera do STFT estabilizar, alvo em movimento, injeção rápida residual e gravação) também só param o aprendizado: veja Autoaprendizado: VE learning (LTFT).

#Congelar não é esquecer

Congelada, a correção só vale perto do ponto em que foi aprendida.

Se o motor anda uma célula ou mais da tabela de aprendizado, a correção desliza para o valor daquele ponto com constante de tempo de 1 s: cerca de 63 % do caminho em 1 s e cerca de 95 % em 3 s.

Com o Viés rico no aprendizado desligado, que é o padrão, o valor do ponto novo depende de Aplicar o LTFT aprendido: ligado, é zero; desligado, também o padrão, é o valor que o aprendizado registrou ali, ou zero onde ainda não aprendeu.

Exemplo: na saída de uma desaceleração com corte, a correção não leva para a região nova o valor que tinha na desaceleração.

Os limites por pressão continuam valendo com a correção congelada: veja a seção Quanto a correção pode mexer.

#As três formas de voltar a zero

• Função desligada ou mapa fora do modo VE: a correção zera na hora e o fator volta a 1,000.
• Motor parado, partida, pós-partida ou rotação abaixo do RPM mínimo: volta a zero com constante de tempo de 1 s.
• Sonda inválida ou travada: cai em linha reta, 10 pontos de % por segundo. Uma correção de 8 % leva 0,8 s para chegar a zero.

A VCU considera a sonda travada quando, numa janela de 5 s, a lambda varia menos de 0,002 enquanto o pulso de injeção da bancada A varia mais de 10 %. Ela volta a ser aceita assim que a lambda sai 0,002 do valor em que parou.

#Como a correção é calculada

A correção tem duas parcelas, somadas.

A parcela proporcional reage ao erro do instante. Com o Ganho proporcional no padrão 0,20, um erro de 5 % gera 1 % de correção imediata.

A parcela integral acumula o erro ao longo do tempo e para de crescer quando o erro some ou quando a correção chega ao limite. É ela que carrega a correção que fica.

correção = parcela integral + ganho proporcional × erro
a cada instante, a parcela integral soma: erro × tempo ÷ (3 × atraso estimado)

O 3 da conta é o padrão da Constante de tempo integral (x atraso): o tempo integral é 3 vezes o atraso estimado da sonda. Com erro constante, a parcela integral soma o valor do erro a cada tempo integral.

Assim a velocidade se ajusta sozinha ao regime: mais calma na lenta, onde a sonda demora mais, e mais rápida em carga. Não existe tabela de ganho para acertar.

Com os padrões e as vazões de combustível supostas na seção seguinte, o tempo integral vai de cerca de 1,8 a 3,7 s na lenta, cerca de 0,7 s em cruzeiro e cerca de 0,45 a 0,5 s em carga alta. Com 5 % de erro, a parcela integral sobe de 1,3 a 2,7 % por segundo na lenta e cerca de 10 a 11 % por segundo em carga alta.

Com a correção congelada, só a parcela integral é mantida; a proporcional sai.

A ajuda da função dá como faixa estável um tempo integral de 2 a 4 vezes o atraso.

Prática recomendada: se a correção oscila ou demora, confira o atraso estimado antes de mexer no ganho, porque o tempo integral segue o atraso.

#Atraso de transporte da sonda

Entre o bico injetar e a sonda ver o resultado passa um tempo: o combustível queima, o gás percorre o escapamento e o condicionador da sonda filtra o sinal.

Com a malha ligada, a VCU estima esse atraso continuamente, em três parcelas:

atraso = condicionador + ciclo × 60 ÷ rpm + transporte ÷ vazão de combustível

• Atraso do condicionador da sonda (padrão 0,12 s): parcela fixa do sinal da sonda.
• Atraso do ciclo (rotações até o escape) (padrão 1,75 rotação): pesa mais em rotação baixa.
• Constante de transporte do escape (padrão 0,020 s·l/min), dividida pela vazão de combustível do motor inteiro em litros por minuto: pesa mais com consumo baixo.

O resultado nunca passa do Atraso máximo considerado (padrão 2,5 s).

Com os padrões, a estimativa fica entre 0,6 e 1,3 s na lenta a 850 rpm, conforme o consumo de lenta do motor (de 3,3 a 1,2 L/h). Em cruzeiro, com 0,3 L/min, fica em cerca de 0,2 s e, em carga alta, a 6000 rpm com 0,9 a 2 L/min, em cerca de 0,15 s.

Esses números são estimativa feita com vazões supostas, não medição. O valor do seu carro está no canal Malha VE - Atraso estimado, em milissegundos.

O canal só mostra a conta com a malha ligada; com ela desligada, fica parado no Atraso máximo considerado ou no último valor calculado. Com o motor parado ou em corte total de combustível, como o da desaceleração, a vazão é zero e a estimativa vai ao máximo, o que é normal.

#O alvo também é atrasado

A malha não compara a sonda com o alvo do instante: compara com o alvo atrasado pelo mesmo tempo estimado.

Assim, quando o motor entra numa região com outro alvo, a correção não corre atrás de uma mudança que a sonda ainda não viu.

O que sobra é uma excursão pequena da correção, que se desfaz sozinha: pela conta, com o padrão 3, estima-se cerca de 12 % do degrau do alvo.

O mesmo atraso define as esperas: a janela do transiente, a espera depois de um bloqueio e o tempo que a célula precisa ficar estável para o aprendizado.

O canal Erro de lambda (sonda vs alvo) compara com o alvo do instante, não com o atrasado: veja Lendo o log: os canais do VE.

#Onde está a sonda: a constante de transporte

O FuelTech Vision não sabe onde a sonda está instalada. A Constante de transporte do escape é como você informa isso.

O padrão 0,020 é ponto de partida para uma sonda a média distância do motor. Não existe tabela de valores por posição.

A ajuda da função dá a direção: aumente para sonda longe do coletor. Sonda perto do coletor pede valor menor. Quanto, só medindo.

A conta divide pela vazão de combustível. Pelos combustíveis predefinidos do FuelTech Vision, o etanol (E100) pede, para o mesmo ar, cerca de um terço a mais de volume que a gasolina comum brasileira (E27) e cerca de metade a mais que a gasolina pura (E0). Como o tempo no escapamento acompanha o fluxo de gás, e não o de combustível, estima-se que, no mesmo escapamento, a constante certa fique maior na mesma proporção.

Se o atraso medido na lenta passar de 2,5 s, o que pode acontecer com sonda longe num motor pequeno, suba também o Atraso máximo considerado. Senão a constante certa fica sem efeito na lenta.

#Como conferir a constante no seu carro

1. Motor quente e estabilizado num regime: primeiro a lenta, depois um ou dois pontos de carga fixa (dinamômetro, ou rotação e carga constantes).
2. Desligue a malha e grave o log na maior taxa, com Sonda Malha Fechada / VE, VE - Alvo de sonda (O2), rotação e Vazão total VE.
3. Nas células em volta do ponto, enriqueça de uma vez cerca de 10 % no Mapa alvo de lambda por MAP (por exemplo, de 1,00 para 0,90), segure de 3 a 5 s e volte. Repita 3 vezes.
4. No log, meça o tempo entre a mudança do VE - Alvo de sonda (O2) e o instante em que a sonda percorreu dois terços do caminho até o novo valor. Dois terços é um critério prático para o atraso médio, que é o que a VCU estima; não vem do firmware.
5. Calcule: constante = (tempo medido - Atraso do condicionador da sonda - Atraso do ciclo (rotações até o escape) × 60 ÷ rpm) × vazão em L/min.
6. Grave o valor, ligue a malha e confira se o Malha VE - Atraso estimado fica perto do tempo medido nos mesmos regimes.

Exemplo hipotético: 0,90 s medidos a 850 rpm com 0,030 L/min dão (0,90 - 0,12 - 0,124) × 0,030 ≈ 0,020.

Se a tela mostra a vazão em L/h, divida por 60; em cc/min, divida por 1000. A unidade da constante é sempre s·l/min.

Com o padrão 3 na Constante de tempo integral (x atraso), a faixa estável da ajuda (2 a 4 vezes o atraso) pede um atraso estimado entre dois terços e quatro terços do medido. Abaixo disso a correção tende a oscilar; acima, fica lenta.

#Quanto a correção pode mexer

A correção rápida tem limite por pressão do coletor, na tabela Limites da correção rápida (STFT) por MAP da aba Ajustes, com uma linha Superior e uma Inferior.

Padrão de fábrica, com o MAP em pressão relativa, como aparece na tela. Entre os pontos, a VCU interpola.

A correção rápida e o aprendizado aplicado, somados, ficam dentro da Autoridade total (STFT + LTFT), de 25 % no padrão. Quando o total chega ao limite, a parcela integral para de crescer.

Com Aplicar o LTFT aprendido desligado, que é o padrão, quem mexe no combustível é só a correção rápida, e quem limita é a tabela por pressão: os 10 % do padrão não chegam aos 25 %.

Correção parada no limite por mais de 30 s faz a tela mostrar STFT saturado (VE provavelmente errada). Nesse caso o erro é maior que o limite, e mexer no ganho não resolve: em geral a VE, a vazão do bico ou a pressão estão fora, ou há um enriquecimento de regime ligado. Veja Método de acerto passo a passo.

#Somente enriquecer em pressão positiva

Somente enriquecer acima da pressão definida vem desligada. A ajuda da função chama essa chave de segurança para pressão de turbo.

Ligada, acima da Pressão a partir da qual só enriquece (padrão 0,30 bar de pressão relativa), o limite inferior da correção rápida vira zero: ela só pode pôr combustível. O limiar aceita de −1,0 a 3,0 bar.

Isso vale também com a correção congelada: uma correção negativa que vinha do cruzeiro é zerada no instante em que o MAP passa do limiar.

A chave age só na correção rápida. O aprendizado aplicado, se Aplicar o LTFT aprendido estiver ligado, continua entrando no fator, inclusive negativo.

#Sondas e bancadas

A malha lê uma só lambda: a média das sondas marcadas em Sensores e Calibração > Sondas lambda banda larga > Seleção de sondas para o valor geral. No log, essa lambda aparece como Sonda Malha Fechada / VE.

Podem entrar a Sonda geral, as sondas de cada banco de cilindros (na lista, Bancada esquerda e Bancada direita; no log, Sonda esquerda e Sonda direita) e as de cada cilindro. No mapa novo, só a Sonda geral está marcada.

Carro com uma sonda por banco de cilindros precisa marcar essas sondas na seleção. Sem isso, a malha não as vê.

Cada sonda só entra na média com leitura válida, de 0,2 para cima.

Com Proteção do cálculo de valor geral ligada (desligada de fábrica), leituras acima de lambda 1,090 ficam fora da média. Se todas as sondas da média passarem disso, a média fica inválida e a correção cai até zero em vez de enriquecer.

Só as sondas da média congelam a malha enquanto aquecem.

A correção é uma só para o motor inteiro: o fator multiplica a VE antes de o combustível ser dividido entre as bancadas.

Se um banco de cilindros está rico e o outro pobre, a malha corrige a média e o desequilíbrio continua.

#Como a correção entra na conta

fator da VE = (1 + aprendizado aplicado) × (1 + correção rápida)
VE efetiva  = VE da tabela × fator da VE

Com a Autoridade total (STFT + LTFT) de 25 %, o fator fica entre 0,75 e 1,25.

Exemplo: VE da tabela 95 %, correção rápida +4 %, aprendizado não aplicado. O fator é 1,040 e a VE efetiva é 98,8 %.

A tabela de VE não muda. Levar a correção para a tabela é decisão sua, pela tela Aprendizado VE (LTFT): veja Autoaprendizado: VE learning (LTFT).

Como a correção rápida e o aprendizado aplicado dividem o fator, com Aplicar o LTFT aprendido ligado ou desligado, está em Autoaprendizado: VE learning (LTFT); a ordem de uso das chaves na primeira rodagem, em Do mapa por tempo de injeção para o VE.

#O que a tela e o log mostram

O estado da malha aparece como texto na tela Aprendizado VE (LTFT) e como número no canal de log Malha VE - Estado. Aparece um estado por vez: quando vários valem ao mesmo tempo, só o de maior prioridade é mostrado.

A lista dos estados, com o número, o texto da tela e o que acontece com a correção rápida em cada um, está em Lendo o log: os canais do VE.

Na lista de condições, Bloqueio pós-transiente acende depois de corte, motor frio, enriquecimento, pós-partida e outros bloqueios que congelam ou zeram a correção. Depois de um transiente, a espera aparece na própria condição Transiente de TPS/MAP.

Bicos saturados (staging) quer dizer bico em 100 % do ciclo, não a passagem de uma bancada de bicos para outra.

Os canais da malha (Malha VE - Estado, Malha VE - STFT, Malha VE - LTFT ativo, Malha VE - Fator da VE, Malha VE - Atraso estimado, VE - Eficiência efetiva % e Erro de lambda (sonda vs alvo)) estão explicados em Lendo o log: os canais do VE.

#Ajustes desta função

Onde fica cada ajuste, no computador e na tela da VCU, com faixas e padrões, está em Referência de parâmetros; como usar a correção para acertar a VE, em Método de acerto passo a passo.