O volume de ar admitido pelos cilindros é determinado mediante cálculos que a [glossary]PCM[/glossary] realiza. Uma das variáveis desse cálculo chama-se, ângulo de posição borboleta de aceleração. Esse parâmetro permite que o módulo entenda as necessidades do motorista e efetue comandos necessários para que o motor opera propriamente.

Sensor de Posição da Borboleta – TPS(Throttle Position Sensor)

O sensor de posição da borboleta localiza-se no corpo de borboleta, mais precisamente, no mesmo eixo da borboleta de aceleração. Basicamente, o sensor é uma resistência variável do tipo potenciômetro.

O potenciômetro é resistor de contato móvel, este é um cursor conectado ao eixo da borboleta. Na maioria dos potenciômetros a pista resistiva é disposta em arco, talvez sendo o motivo pelo qual este resistor é o que melhor se adapta aos sensores de posição da borboleta.

Funcionamento

A medida que a borboleta se movimenta o cursor também se movimenta, mas sobre a pista resistiva. Esse movimento altera a resistência do sensor e consequentemente sua tensão de saída para o módulo.

O circuito do sensor possui três fios, consequentemente, três pinos, um negativo (terra), positivo de referência e o positivo de saída. Os pinos positivo de entrada e o negativo são dos circuitos que se conectam as extremidades do potenciômetro, enquanto o pino positivo de referência pertence ao circuito que se conecta ao cursor do sensor.

A unidade eletrônica do motor envia um sinal de referência de 5V, que passa pelo resistor fixo dentro da mesma e que está ligado em série com o circuito positivo do potenciômetro (divisor de tensão).

O cursor repousa sobre sobre a extremidade conectada ao aterramento, de forma que retorna a PCM uma tensão baixa, cerca 0,45 V. Quando o veículo está em funcionamento, porém, em marcha-lenta, o sensor enviar 0,5 V para o módulo. Em condições de [glossary]WOT[/glossary], o circuito do cursor retorna para PCM uma tensão de 4,5 V. O valor da tensão é proporcional ao ângulo do cursor em relação ponto de contato negativo, e é calculada pela seguinte equação:

\[ V(\theta) = k*\theta \]

Onde k é uma constante e θ é o ângulo de posição. Os valores medidos pelo potenciômetro são diretamente enviados a PCM.

O cálculo do valor de saída é feito da seguinte forma, a central soma o valor do resistor fixo interno ao valor da resistência do potenciômetro naquele instante, com a resistência total ela descobre a corrente no circuito, e então pode finalmente chegar ao valor da tensão de saída multiplicando a corrente pela resistência do potenciômetro.

TPS no sistema Monoponto

Em sistemas de injeção Monoponto, o método de cálculo utilizado era o rotação-ângulo da borboleta, a informação do TPS era utilizada para determinar a carga e o avanço de ignição, por isso necessitavam de um sensor diferenciado, neste tipo de TPS existiam duas pistas resistivas, uma para marcha-lenta e carga parcial, e outra para média e plena carga.

Neste caso eram dois potenciômetros em paralelo que garantem maior sensibilidade para o sistema. A primeira pista é acionada até 24º de abertura borboleta de aceleração, a maior sensibilidade era obtida pois se tinha uma maior variação de tensão até os 24º, e a segunda partir de 18º até os 90º de abertura, ou seja, a abertura máxima.

Além disso, esse sistema também contava com um interruptor de borboleta, sua função era informar a PCM a carga na qual o motor está operando, para isso o sistema contava com platinados. Quando o primeiro dos platinados fechava indicava que o motor estava em marcha-lenta, em carga parcial os dois platinados fechavam e à plena carga apenas o segundo platinado fechava.

Controle do enchimento do cilindro

A princípio a PCM utiliza o sinal do sensor como um dos parâmetros para determinar o tempo de injeção e de ignição, muito além disso, esta informação é base para as estratégias de ignição. 

Com a borboleta fechada as estratégias utilizadas pelo sistema são marcha-lenta, cut-off  e dash pot ou amortecimento de aceleração. A PCM também responde a mudanças bruscas de posição da borboleta com a estratégia de aceleração rápida, importante para estratégias como a kickdown nos veículos de câmbio automático. Nas posições parcial e totalmente aberta significa para PCM as estratégias de média carga e plena carga.

Em todas essas estratégias o sistema de acelerador eletrônica está participando. O pedal do acelerador é um módulo que detecta as necessidades do motorista a partir da sua pedalada. Essa informação é enviada para PCM, através da rede CAN, que é a comunicação entre os módulos,  que interpreta como o torque desejado pelo motorista (filosofia torque), ou seja, o enchimento desejado do cilindro, e através do TPS regula o ângulo em que a borboleta deve ficar aberta.

Manutenção

O sensor de posição da borboleta pode apresentar alguns problemas, que a princípio, podem parecer complicados de entender, mas na verdade são simples. Em geral, os sintomas são sempre os mesmos:

• Luz da mal funcionamento ( [glossary]MIL[/glossary] ) acesa;
• Marcha-lenta irregular;
• Motor estancando;
• Motor acelerado;
• Motor não dá partida;
• Motor oscilando na marcha-lenta;
• Alto consumo de combustível;
• Fumaça preta no escapamento durante aceleração.

Os problemas apresentados pelo sensor de posição da borboleta podem ser detectados se entendemos a forma que o sistema de injeção eletrônica funciona. Uma vez que a carga admitida pelo motor passa pelo coletor de admissão, qualquer alteração na posição da borboleta de aceleração leva a uma alteração na pressão interna do coletor, logo nos valores emitidos pelo sensor MAP. A PCM também pode registra códigos DTC devido a alta tensão de resposta (acima de 4,5 V), a baixa tensão de resposta (abaixo de 0,45 V), valores inconsistentes com a rotação do motor e valores inconsistente, porém, intermitentes.

Os principais códigos de avaria são os seguintes:

• P0120 – Sensor com mal funcionamento.
• P0121 – Sensor com sinal fora do padrão;
• P0122 -Sensor com sinal baixo;
• P0123 – Sensor com sinal elevado;
• P0124 – Sensor com sinal intermitente.

Em geral, as falhas referentes ao sensor de posição da borboleta possuem as seguintes causas

• Circuito danificado ou interrompido;
• Conectores danificados;
• Conectores danificados devido a umidade;
• Sensor defeituoso;
• PCM danificada;
• Não realização do ajuste básico;
• Borboleta danificada.

O teste do sensor de posição pode ser realizado com um scanner ou multímetro, porém, para maior precisão, a utilização de um osciloscópio é sugerida, principalmente nos casos onde o sensor apresenta problemas intermitentes. Nesses casos, o osciloscópio é capaz de identificar pequenas variações na frequência do sinal fornecido pelo sensor. Entretanto, qualquer teste efetuado no sensor deve ser precedido de uma avaliação no chicote e conectores do sensor, para verificar qualquer sinal de dano.

Referências

• BOSCH, Robert, Manual de Tecnologia Automotiva. 25ªed. Edgard Blücher LTDA, 2004. 1231p;
• Ribbens, Willian B. Understanding Automotive Electronics. 6ªed. Elsevier Science (USA), 2003. 481p;
• OBD-II Codes. P0120 TPS A Circuit Malfunction. {online}. Disponível na internet via: https://www.obd-codes.com/p0120. Arquivo capturado em 18/05/2019;
• Dale Toaston. P0121 Throttle Position Sensor/Switch A Circuit Range/Performance Problem. {online}. Disponível na internet via: https://www.obd-codes.com/p0121. Arquivo capturado em 18/05/2019;
• OBD-II Codes. P0122 Throttle Position Sensor/Switch A Circuit Low Input. {online}. Disponível na internet via: https://www.obd-codes.com/p0122. Arquivo capturado em 18/05/2019;
• OBD-II Codes. P0123 Throttle Position Sensor/Switch A Circuit High Input. {online}. Disponível na internet via: https://www.obd-codes.com/p0123. Arquivo capturado em 18/05/2019;
• Stephen Darby. P0124 Throttle Position Sensor/Switch A Circuit Intermittent. {online}. Disponível na internet via: https://www.obd-codes.com/p0124. Arquivo capturado 18/05/2019.