Sistema permitirá controle do som interno em veículos híbridos

Ausência do barulho interno, tradicional do motor a combustão, pode ser um incômodo para alguns condutores

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Foto: Pixabay

 

Os carros híbridos – movidos a gasolina e eletricidade – já são uma realidade nas ruas de algumas cidades brasileiras. Apesar do alto custo, são menos poluentes e têm como característica o fato de serem silenciosos, tanto interna quanto externamente. Mas a mudança de percepção auditiva no interior destes veículos pode ser alterada de acordo com a necessidade do motorista ou dos passageiros. E isso não vem de fábrica, mas a possibilidade acaba de ser demonstrada numa pesquisa realizada na Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da USP pelo engenheiro acústico Jaime Mosquera Sanchez. “A percepção auditiva na cabine do automóvel vem da operação simultânea dos dois sistemas de propulsão ou à operação do motor elétrico”, descreve o engenheiro.

Mosquera desenvolveu em sua tese de doutorado algoritmos de controle que permitem aumentar, reduzir ou preservar o barulho interno do veículo. “Os algoritmos são os passos iniciais da inovação e, posteriormente, são programados em softwares e hardwares”, descreve o engenheiro, ressaltando que concluiu a programação dos algoritmos em uma cabine de veículos de passeio com geometria simplificada na EESC. “Outros testes também foram realizados no grupo de pesquisas em som e vibração da Universidade Católica de Louvaina, na Bélgica, onde fiz parte de meus estudos”, lembra Mosquera. Todas as simulações e experimentos feitos em cabine tiveram como base os sistemas de um veículo híbrido que já circula pelo Brasil. “Já fizemos a programação dos quatro algoritmos, restando apenas a implementação no carro. E mais testes devem ser realizados para que tenhamos a implantação com redes de sensores e atuadores de controle”, descreve.

A pesquisa Controle ativo de distúrbios harmônicos em veículos híbridos orientado por métricas de qualidade sonora resultará num sistema que poderá atender às necessidades de alguns motoristas. “Sabemos que no Japão, por exemplo, a preferência dos motoristas é pelo veículo silencioso”, conta o engenheiro. “Nos EUA, os americanos optam por carros cujo som induz à sensação de potência do motor.” O estudo foi publicado na revista Mechanical Systems and Signal Processing.

Diagrama de blocos do algoritmo multicanal de controle ativo de qualidade sonora
Diagrama de blocos do algoritmo de otimização de qualidade sonora
Resultados experimentais da implantação do algoritmo de controle: redução em três posições dentro de uma cavidade, e preservação do barulho original na quarta posição
Composição do barulho do motor após a aplicação do algoritmo de controle em baixas frequências, na posição do motorista
Resultados experimentais da implantação do algoritmo de controle, e a avaliação de múltiplas soluções ótimas de qualidade sonora na posição do motorista
Ilustração do trem-de-força de um veículo híbrido - Imagem: WebDevStudios, 2016
Composição espectral do barulho do trem-de-força híbrido, obtida a partir de medições reais de um veículo híbrido comercial, em cima do compartimento do motor (Siemens nv. Bélgica)
Foto da bancada de testes usada nos experimentos finais (Laboratório de Dinâmica, EESC/USP
Diagrama de blocos que mostra o interior da cavidade e o posicionamento dos sensores (microfones) e atuadores (altofalantes), usada para os experimentos

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Linha branca

Segundo Mosquera, pesquisas revelam que nem todos os motoristas estão satisfeitos com a “ausência” ou som mínimo na cabine do veículo. Para alguns motoristas, o som interno transmite informações que podem influir na condução do veículo. O sistema desenvolvido pelo engenheiro permitirá, ainda, que o controle do som fique a cargo do próprio condutor.

Todas as medições de som foram feitas num veículo comercial. O som na cabine do automóvel, de acordo com o pesquisador, é muito baixo atingindo cerca de 50 decibéis (dB). “É o som semelhante a uma conversa normal em um ambiente silencioso”, descreve.

De acordo com o pesquisador, há outras possibilidades de uso e adequação do novo sistema. “Existe a possibilidade de adaptarmos os algoritmos, softwares e hardwares para implantarmos os sistemas em eletrodomésticos da chamada ‘linha branca’, como em geladeiras ou em máquinas de lavar”, antecipa o engenheiro. Ele conta que já foram feitos contatos de parte de algumas indústrias do setor.

Gasolina e eletricidade

O carro em que Mosquera realizou as medições e baseou suas pesquisas é um modelo europeu e utiliza dois sistemas de propulsão: um motor a combustão, com gasolina, e um motor elétrico. “O veículo pode funcionar com um ou os dois sistemas juntos”, descreve o pesquisador, lembrando que a opção pode ficar a critério do condutor ou do próprio computador do automóvel. O carro em que o sistema foi testado pode percorrer uma distância entre 80 quilômetros (km) até 100 km utilizando somente o sistema elétrico. “Outra vantagem é que, ao parar o veículo, o sistema é desligado automaticamente e, para acioná-lo novamente, basta acelerar”, explica Mosquera. Além disso, o sistema de combustão também funciona como um recarregador das baterias elétricas.

Mais informações com o engenheiro Jaime Mosquera: e-mail jamosquera@usp.br

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