Acionamento e Monitoramento PWM do Circuito da Eletroválvula MPROP

A eletroválvula MPROP tem a função de controlar com precisão o volume de combustível admitido na bomba de alta pressão do sistema Common Rail. A ECU realiza um ajuste proporcional dinâmico da pressão, conforme a demanda de combustível exigida pelo motor. Esse controle eletrônico da linha de alta pressão, proporciona maior eficiência, redução de emissões e melhor desempenho do sistema.

Falhas no circuito eletrônico da MPROP podem gerar diversos sintomas, como perda de potência do veículo, estouro de alta pressão no sistema e até mesmo a impossibilidade da partida, por segurança. A título de exemplo e estudo de caso dos circuitos de controle e monitoramento desse atuador, analisaremos o circuito em uma ECU sistema EDC7C1. Nesse sistema, a falha de acionamento da eletroválvula MPROP é comum. Muitos reparadores até conhecem procedimentos relativamente simples para reparar esse defeito, mas nem sempre a falha está no mesmo local. Analisando o circuito mais a fundo, percebemos que as possibilidades de falha podem ser mais complexas do que parecem.

No circuito eletrônico da ECU EDC7C1, dois “blocos” ou setores do circuito são fundamentais para garantir os parâmetros ideais de trabalho deste atuador: o bloco de acionamento e o bloco de monitoramento.

Bloco de Acionamento

Podemos analisar na imagem 2 o C.I. (Circuito Integrado) responsável pelo acionamento da MPROP, cujo part number é BTS 723 GW. O objetivo de trabalho desse componente é receber um sinal PWM de baixa tensão (cerca de 5V) do microcontrolador e ampliar para um sinal PWM de alta tensão (cerca de 24V).

O C.I. de acionamento possui dois terminais de entrada de sinal de ativação, vindos do microcontrolador, e quatro pinos de saída direcionadas ao atuador. Contudo, neste circuito específico, as duas portas de entrada do C.I. estão interligadas, além também das quatro saídas estarem interligadas entre si. Para compreender detalhadamente o seu funcionamento é possível analisar o Datasheet da peça.

Sinal de Entrada e Saída de Acionamento

Com o uso de um osciloscópio e submetendo a ECU a uma simulação em bancada, é possível monitorar seus sinais de trabalho – o de baixa tensão (entrada de comando) e o de alta tensão (saída de comendo). Esses sinais podem ser captados nos terminais de IN e OUT do componente BTS 723 GW.

Agora é possível analisarmos o segundo bloco do circuito – o bloco de monitoramento. Os sinais que captamos nesta primeira etapa se dividem em dois objetivos: saída de controle e acionamento da eletroválvula MPROP e retorno de monitoramento no circuito interno da ECU, que analisaremos a seguir.

Bloco de Monitoramento

Neste segundo bloco encontramos dois componentes cruciais: Um resistor do tipo “shunt” e logo em seguida um C.I. SOIC-8 (Part number AD22057). Esses componentes compõe o monitoramento da corrente de consumo da eletroválvula, pois dessa forma o circuito lógico da ECU consegue calcular se a corrente está muito alta - devendo diminuir o “Duty Cicle” do PWM ou se a corrente está muito baixa - sendo necessário aumentar o “Duty Cicle” do PWM.

Resistor Shunt

O resistor shunt possui uma resistência extremamente baixa, geralmente na casa de miliohms, e é utilizado para monitoramento de corrente em um circuito. Por se tratar de uma resistência baixa, ele gera uma pequena queda de tensão no circuito (na casa dos milivolts), não interferindo no acionamento do atuador. Este componente não realiza a medição sozinho, atua em conjunto com um circuito integrado de controle — neste caso, um componente com encapsulamento de SOIC-8 — que processa o sinal e o reenvia para o microcontrolador.

SOIC-8 / AD22057

Por fim, temos o AD22057, um amplificador operacional cuja função é receber o sinal vindo do resistor shunt por meio do pino 1 (-IN / Entrada -) e o pino 8 (+IN / Entrada +). O componente amplifica a queda de tensão gerada pelo shunt, transformando-a em um sinal de até 5V que é enviado ao microcontrolador pelo pino 5 (OUT / Saída) com um sinal “dente de serra”. Dessa forma, o microcontrolador processa o sinal e consegue calcular a corrente de trabalho da eletroválvula naquele momento.