Neural Network Energy Control of Combustion Engines for Automotive Software Applications

Palabras clave: neural network control, energy generation, software development

Resumen

This article focuses on the application of neural network control for energy generation in an internal combustion engine. A two-layer neural network architecture was developed and tested using laboratory data obtained from a bench dynamometer to accurately identify the network’s parameters. The neural network is employed to establish an accurate correlation between the magnitude of actuation signals and the fundamental variables responsible for regulating energy generation within the system. The control system utilizes a gain-scheduling routine to adjust the controller’s gain, which attenuates the increment for low error values. An energy generation model is presented to design a virtual engine, enabling accurate control strategies. To ensure the safe operation of the engine, a safety routine is implemented to prevent the control action from assuming values that could negatively impact the vehicle’s response to the driver’s commands. The developed controller demonstrates a low average absolute error in steady-state conditions and a low average rise and fall time during transient states, ensuring both drivability and good engine performance. To enable the application in software, in structures such as hardware-in-the-loop simulation and engine control units, systems are implemented to ensure real-time operations.

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Biografía del autor/a

Marcos Henrique Carvalho Silva, Universidade de São Paulo, Brazil

Magíster y licenciado en Ingeniería por la Escuela Politécnica de la Universidad de São Paulo. Actualmente, cursa un doctorado en Ingeniería Eléctrica en la misma institución. Como investigador en el Laboratorio de Bioenergía y E_ ciencia Energética del Instituto de Investigación Tecnológica de São Paulo, Marcos está involucrado en el proyecto ROTA 2030. Su enfoque se centra en adaptar motores para funcionar con combustibles renovables. Tiene experiencia en el diseño de estrategias de control y arquitectura automotriz y desarrolla soluciones.

André Vinícius Oliveira Maggio, Universidade de São Paulo, Brazil

Magíster y licenciado en Ingeniería Eléctrica por la Universidad de São Paulo Se especializa en sistemas electrónicos y ha centrado su interés en la simulación de hardware en bucle cerrado de un motor de combustión Flex. Fue becario de CAPES y fue supervisado por el profesor João Francisco Justo Filho y por del profesor Armando Antônio Maria Laganá. Actualmente, cursa un doctorado en Ingeniería Eléctrica en la Universidad de São Paulo, también como becario CAPES.

Armando Antônio Maria Laganá, Universidade de São Paulo, Brazil

Doctor en Ingeniería Eléctrica por la Escuela Politécnica de la Universidad de São Paulo e ingeniería eléctrico por la Escuela de Ingeniería Mauá. Tiene una amplia experiencia en materiales y procesos de microelectrónica. Actualmente, ocupa el cargo de profesor en el Departamento de Ingeniería de Sistemas Electrónicos de la Escuela Politécnica de la Universidad de São Paulo. Su trabajo se centra principalmente en el campo de la electrónica automotriz, con un énfasis especial en el control del motor.

João Francisco Justo Filho, Universidade de São Paulo, Brazil

Doctor en Ingeniería Nuclear por el Instituto de Tecnología de Massachusetts, magíster en Ciencias con mención en Física y licenciado en Ciencias Físicas por la Universidad de São Paulo. Actualmente es profesor titular en la Escuela Politécnica de la Universidad de São Paulo. Fue profesor asociado visitante en la Universidad de Minnesota (2007-2008). Es miembro de pleno derecho de la Sociedad de Honor Sigma Xi desde 1999. Tiene experiencia en modelado computacional de nanomateriales y electrónica integrada.

Bruno Silva Pereira, Universidade de São Paulo, Brazil

Es candidato a doctorado en Ingeniería Eléctrica en la Universidad de São Paulo, con especialización en unidades de control y sistemas automotrices para el manejo electrónico del motor. Es investigador en el Laboratorio de Bioenergía y E_ ciencia Energética en el Instituto de Investigación Tecnológica de São Paulo. Trabajó como desarrollador en LSI-TEC, el Laboratorio de Sistemas Tecnológicos Integrables, donde adquirió experiencia en el desarrollo de soluciones innovadoras.

Demerson Moscardini, Universidade de São Paulo, Brazil

Tiene formación en tecnología de electrónica automotriz y electrónica. Actualmente, trabaja como investigador asociado en la Universidad de São Paulo. Sus actividades incluyen brindar apoyo práctico en el ensamblaje y mantenimiento de motores y vehículos, asistir en pruebas prácticas para proyectos y artículos de estudiantes, así como ofrecer apoyo en clases prácticas.

 

Citas

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Publicado
2024-07-02
Cómo citar
Silva, M. H. C., Maggio, A. V. O., Laganá, A. A. M., Filho, J. F. J., Pereira, B. S., & Moscardini, D. (2024). Neural Network Energy Control of Combustion Engines for Automotive Software Applications. Actas Del Congreso Internacional De Ingeniería De Sistemas, 99-115. https://doi.org/10.26439/ciis2023.7083