Produljenje peak impulsa u "peak & hold-u"

[sonata]

Treba mi neka shema za modifikaciju drajverskog signala plinskog injektora u motoru prerađenom za pogon LPG-om. Dakle, plinski kontroler (Landirenzo Omegas) je "programiran" za rad sa 1.2 ohmskim injektorima (tj. zavojnicama injektora) pomoću kojih ubrizgava plin u usisnu granu umjesto benzina. Radi se o elektromagnetskim plinskim ventilima (solenoidima). Drajver je izveden preko mosfet tranzistora, a upravljanje injektorima izvodi se na peak & hold principu, dakle, injektor se otvara sa naponom 12V, a drži se otvorenim sa naponom cca 5V (zbog smanjenja disipacije).

Problem se javlja pri pokušaju zamjene originalnih injektora (čija je cijena paprena) jeftinijim injektorima (da dočaram o čemu se radi - originalni koštaju u kompletu oko 3000 kn, a jeftiniji se mogu kupiti i za 500 kn). Postoji gomila jeftinijih (i boljih) injektora, ali uglavnom su izvedeni sa zavojnicama od 3 ohm-a. Tu nastupa problem, jer se softverski ne može podesiti vrijeme trajanja "peak" dijela impulsa koje je predviđeno za injektor sa 1.2 ohmskom zavojnicom pa se otvara brže i u skladu s time peak impuls traje vrlo kratko (cca 1.5ms) što nije dovoljno za 3 ohmske injektore čiji je rad tada nestabilan. Tipično vrijeme otvorenosti je na leru 3-4ms, a na full gasu 15-16ms. Peak impuls uvijek traje jednako (cca 1.5ms), a ostatak vremena trajanja je "hold" impuls, dakle, impuls manjeg napona...

Ono što mi treba je aktivna elektronika koja će proslijediti peak&hold signal na injektor u punoj snazi (uz spoznaju da je napon napajanja 14V), ali sa produljenim trajanjem "peak" dijela impulsa. Npr, ako se injektor otvara na 12 ms uz trajanje impulsa jake struje (12+V) od 1.5ms i trajanja smanjenog napajanja (5V) od 10.5ms, ono što mi treba je to da se produlji trajanje većeg napona na cca 3.5ms, tako da imam na injektoru dodatne 2ms povećanog napona, ali da prestankom impulsa (pad na 0V) odmah pada i moj modificirani upravljački signal. Dakle 1.5+10.5ms želim pretvoriti u 3.5+8.5ms.

Obzirom da su u igri 4 injektora, treba mi takav sklop u 4 kopije pa je poželjno da komponente ne budu skupe. I ako je moguće, da se izvede u klasičnoj analognoj tehnici.

[pedja089]

Prekomplikovano...
Najjednostavnije stavi samo da ti dolazi 12V. U prevodu ako je napon na ulazu nizi od 10tak V, spoj diznu sa masom. I to ce raditi. To resis sa 2 tranzistora.
Dizne se jako malo greju jer je su jako kratko ukljucene. Ja sam pravio elektroniku za cistac dizni, gde na diznu samo dovodim PWM promenljive frekfencije i odnosa on/off 12V. I nisam primetio ni najmanje grejanje.

[sonata]

Benzinski injektori su saturacijski i obično im se impedancije kreću oko 15 ohma. Tamo se ne koristi peak&hold. Na žalost, plinski injektori imaju veće pokretne mase zbog daleko većeg protoka medija koji je u plinovitom stanju (a benzin se "šprica" kao tekućina). Stoga im trebaju veće elektromagnetske sile koje se postižu većim strujama pa se otvaranje injektora izvodi maksimalnom snagom (plinski injektori imaju impedanciju od 1 do 3 ohma, 4 ohma danas više ne postoji), a nakon kratkog vremena se snaga zavojnice smanjuje upravo zbog grijanja.

Računaj sa naponom 12V (a može biti i preko 14V) i impedancijom od 1 ohma - to je 144W snage. U normalnoj vožnji duty cycle injektora nije velik, recimo da je na 80 km/h nekakvih 15%. No, na autocesti pri 140 km/h duty cycle često prelazi preko 50%, što znači da nam se na svakom injektoru disipira 50% od 144W što je preko 70W, a to je već opasna količina topline u jedinici vremena. A pregrijan injektor počne krivo raditi - ohmski otpor u bakru mu se znatno poveća pa više ne otvara dovoljno brzo jer je struja magnetiziranja smanjena što na kraju rezultira krivim doziranjem plina (obično siromašnom smjesom koja je na autocesti pri bržoj vožnji u open-loop-u pogubna po motor) ...

Dakle, korištenje impulsa nepromjenjivog napona na žalost nije opcija...

[pedja089]

Aha...
Jbg, to je jedina ideja koju sam imao. Ostalo je sve prekomplikovano.
Jedina druga ideja mi je mikrokontroler, i interapti, i igrarije u asm.

[kizbaja]

kolko sam skuzio treba povecati samo peak (12V) dok ukupna duzina (12+5) ostaje ista

mislim da bi to mogo lako rjesit sa 555 i diodom u seriji

555 (ili neki drugi tajmer) koristis kao monostabil od 3.5ms i preko nekog tranzistora (inverter) i P feta dovedes +12V izmedju diode i injektora
triger od 555 preko invertera jer mu treba 0 za okidanje
i tako x 4

[pedja089]

Mislim da ne moze bas tako jednostavno...
Ono sta bi trebalo posmatrati su rastuca i opadajuca ivica oko 10V.
Na opadajucu ivicu setovati tajmer, koji daje na svom izlazu 0V, po njegovom isteku treba da ostane 5V na dizni, znaci izlaz oko 7V.
Ali u slucaju da se javi rastuca ivica tajmer treba izlaz se iskljucuje bez obzira da li je tajmer odbrojao ili ne.

[pedja089]

Evo skicirao sam nesto...

Skica.png

(10.05 KiB) Downloaded 1 time

Pojasnjenje:
Dok je napon na ulazu 12V, izlaz nikako ne moze biti ukljucen.
Kada padne napon ispod 12V, provodiT1, koji ukljucuje T4, koji omogucuje izlaz.
Kako se tajmer aktivirao na rastucoj ivici T3 provodi, tako da manje vise imamo 1V na izlazu(12-Ubet2-Usatt3-Usatt4). A to je 11V na dizni.
Po isteku tajmera T3 prestaje da provodi, pa D1 ulazi u igru, tada je napon na izlazu oko 7V(Usatt4+Uzd+Ubet2), a to je nekih 5V na dizni.
Ukoliko je vreme otvorenosti iz bilo kog razloga krace od vremena drzanja tajmera, izlaz se iskljucuje kada dodje rastuca ivica na ulazu.
Za R1 je moguce da je potrebno da on bude svega par oma, a vece snage, ukoliko postoji provera ispravnosti dizni.

Semu je moguce i malo isprevrtati tako da se zener ubaci izmedju +12, i baze T2, pa da se bas dobije 5V na samoj dizni. Mada po meni naponi tu nisu kriticni, pa mislim da bi ovo bilo sasvim ok.

Tajmer je moguce ralizovati i RC clanom, uz malo matematisanja za odredjivanje tacnih vrednosti.
Ali bi njegovo vreme zavisilo od pojacanja tranzistora, a ono se menja u zavisnosti od temp, pa mislim da je bolje neki integrisani tajmer uzeti.

[Kukinjos]

Ajde pogledaj najprije je li injektori imaju zajednicki plus ili masu. Onda bi se prema tome mogao napravit sklop paralelan driveru injektora koji bi samo produzio vrijeme nakon pocetne ivice impulsa. Dakle neki timer, recimo 555 i mosfet. Postoji moguci problem nadzora injektora preko racunala za ubrizgavanje plina, I kao sto je Pedja spomenuo, mozda najlakse rijesit s nekim malcem od kontrolera, a tu bi preporucio Atmelia, jer se lakse nosi s interruptima, pa bi program mogao pisat i u bascomu.

[kizbaja]

Mislim da ne moze bas tako jednostavno...
Ono sta bi trebalo posmatrati su rastuca i opadajuca ivica oko 10V.
Na opadajucu ivicu setovati tajmer, koji daje na svom izlazu 0V, po njegovom isteku treba da ostane 5V na dizni, znaci izlaz oko 7V.
Ali u slucaju da se javi rastuca ivica tajmer treba izlaz se iskljucuje bez obzira da li je tajmer odbrojao ili ne.

misli da to i nije bitno
ono sta sam napisao sa 555 sam zamislio ovako
injektor se i dalje napaja sa centraline
rastuca ivica daje na injektor 12v i aktivira triger 555-a, nakon 1.5ms napon na injektoru bi trebao biti 5V ali posto je izlaz 555 spojen paralelno napon je jos 2ms 12V (dok timer ne istekne) nakon toga se ostalih 8.5ms napaja sa 5V iz centraline
dioda je u seriji da se ne "sudare" 12V od 555 i 5V centraline

nevidim zasto to nebi moglo radit
neka jaca dioda za sto manji pad napona, a i rise time 555 i fet mislim da nije vise od 1ms sto mislim da moze proci jer se radi o ubrizgavanju a ne palenju

ispravite me ako grijesim

[sonata]

Hvala svima na trudu. Ovo što kizbaja kaže mi se sviđa. U stvari, treba samo dodati po jedan tranzistor koji će progurati onih 12V na još dodatne dvije milisekunde i onda prepustiti stvar drajveru. Najbolje bi bilo ubaciti nešto u samu centralu prije izlaznih tranzistora, ali to je već "razarajuća" metoda...

Nek' se još malo kiseli...

Usput, nemam sad pri sebi shemu, ali mislim da je zajednički minus...

[sonata]

Evo, sad sam malo pametniji, a prošlo je i neko vrijeme. Što se tiče "zajedničkog raila", zajednički je plus, znači, injektori su spojeni na plus, a ECU ih okida povezivanjem prema minusu:

http://img42.imageshack.us/img42/1492/b5ch.jpg

No, u međuvremenu sam došao do saznanja da se "peak&hold" ne vrši smanjivanjem napona nakon zadanog broja milisekundi, neko smanjivanjem struje kroz injektor PWM modulacijom. Dakle, okidanje injektora ide punim impulsom 12V, a nakon otvaranja, drži se otvorenim pulsirajućim naponom na 10-15kHz, zakođer punog iznosa, ali struja je razmjerna razini napona od cca 5V - očito da je Duty cycle PWM sjeckalice nekakvih 5/12=0.42.

Dakle, ono što trebam za modificiranje trajanja peak "impulsa" jest sklop koji će prije ili kasnije početi sjeckati upravljački napon neovisno o upravljačkom signalu, ali ukupno trajanje signala treba biti očitano sa originalnog signala. Npr. ako injektor radi 12 ms, od čega na otvaranje otpada 4 ms, a na držanje 8 ms, moj sklop treba biti svjestan da je trajanje signala 12 ms, a sam u sebi treba imati mogućnost prelaska sa "peak" na "hold" (dakle, sa DutyCycle 1 na DC 0.42) nakon vremena kojeg ću mu ja zadati, npr. 2 ms ili 6 ms. Pored toga, strujni krug injektora u kojem je izlazni tranzistor ECU-a mora biti u funkciji što dodatno (možda i previše) komplicira stvar.

Najjednostavnija opcija za modifikaciju bi bila golo presretanje signala koji se pojavljuje na injektoru, ali nekako vjerujem da će jedina izvedbena mogućnost biti hvatanje signala koji upravljaju radom MOSFET-a (na skici prikazano kao "opcija"), dakle, odspojiti Gate sa štampe, preusmjeriti gate signal na novu elektroniku pa sa nje vratiti modificirani signal na sam Gate tranzistora.

http://img855.imageshack.us/img855/3603/3t0b.jpg

Usput, od teoretske ideje da pomognem nekom drugom, našao sam se sam u problemu. Originalna ideja je bila da se produlji trajanje peak impusa, a sad mi treba skraćenje jer moj plinski kontroler "softverski" ne podržava injektore manje ohmaže od 3 ohma, a zbog specifičnosti mog motora trebaju mi brzi injektori od 1.9 ili čak 1.2 ohma. Takvi bi se injektori pregrijali "u roku odmah", ili bi se pregrijali izlazni tranzistori, što je manje vjerojatno, obzirom da rade isključivo kao sklopke.

[kizbaja]

vrlo lako i to rjesis sa 555
moja zamisao je sljedeca
za svaki injektor treba napravita dva tajmera sa 555 (ili 1 cip 556) koji su spojeni paralelno
signal krades sa centraline i ide preko diode na prvi 555 (koji radi kao monostabil) na pin 2, a njegov izlaz preko diode na neki fet (buz11) pa na injektor (tj, taj tajmer vrsi otvaranje injektora od 4ms ili kolko vec zelis)
ujedno taj isti signal sa centraline ide preko druge diode na drugi 555 (koji radi kao astabil) na pin 4, njegov izlaz opet preko diode na fet pa na injektor

vrijednostima otpornika na prvom tajmeru nemjestis duzinu punog otvaranja injektora a na drugom frekvenciju reckanja koju hoces i kako su oba tajmera u paralelnom spoju preko dioda na ulazu i izlazu ukupna duzina impulsa na injektoru ce trajati kolko centralina kaze

nadam se da si razumio i da ce ti pomoci jer po meni nebi trebalo bit problema

[sonata]

Hvala, kizbaja. To se tiče "izlaznog kruga". Ne znam kako se ponaša iduktivni dio kruga plinske centrale pa bih ipak išao na varijantu prekidanja i bajpasa veze prema Gate-u, tj. igrao bih se sa upravljanjem originalnog tranzistora. Dakle, izlazni krug upravljanja ima monostabil i astabil u paraleli, kad krene okidanje, monostabil daje na izlazu napon trajanja koliko se podesi i time "gazi" signale astabila koji cijelo vrijeme okidanja pulsira. Kad završi impuls monostabila, na izlazu upravljačke elektronike ostane pulsirajući signal astabila i sve skupa traje do kraja ciklusa, tj. do naloga za zatvaranje injektora.

Treba samo riješiti detekciju i "mjerenje" vremena trajanja originalnih impulsa, jer su i oni oblika da prvo traje konstantan impuls, a onda prelazi u 10-15 kHz osciliranje. Ako riješim(o) detekciju trajanja (na način da bude točna barem u 0.1 ms), stvar je funkcionalna i, rekao bih, trivijalna, bez nekih fensi mikrokontrolera (dobio sam jedan savjet od elektroničara iz firme da to odradim mikrokontrolerom i da se ne zahebavam sa "zastarjelom" elektronikom, hehe)

Kako riješiti "detekciju" signala? Upravljački signal ima prvi dio impulsa u trajanju od 3.5-4 ms, a dalje je "nasjeckan" na impulse <0.1ms (dakle, za skoro dva reda veličine kraće impulse). Ako idem na neki "R-C" sklop koji bi bio prilagođen nasjeckanom signalu, neće se dobro ponašati kod prvog dijela signala (?)...

[kizbaja]

mislim da bi se taj sjeckani signal iz centraline mogao ispeglati sa jednim kondenzatorom al ne prevelikog kapaciteta nego tek tolko da odrzava astabil upaljenim za vrijeme pauze izmedju impulasa iz centraline, al bi se zato vrijeme otvaranja injektora produzilo za taj iznos za koji mislim da je zanemariv ako je frekv rezanja 10-15khz kako si naveo

[sonata]

Valjda bi tako radilo, 0.1-0.2 ms mi ne znači puno, ako je trajanje produljenja uvijek jednako. Korekcije trajanja impulsa se ionako rješavaju preko "mape" unutar "plinskog sofvtera (ono, mjeri se trajanje benzinskog impulsa pa se prema korekcijskoj mapi to vrijeme množi sa faktorom za trenutno "polje" ms/rpm, čime se definira aktualno "plinsko" vrijeme - npr. za benzinsko 2.5 ms, plinsko je 3.5 ms, ako je faktor 1.4). Sve nedostatke "ove elektronike" mogu, dakle, korigirati plinskom mapom.

Ostaje za probu, a sad još samo moram riješiti temperaturno područje, jer ove 555-ice koje drži čipoteka rade samo od 0 do 70°C, a meni treba barem -25 do 80°C

[kizbaja]

ja sma napravio pastira sa ne555n i radi i po snjegu na -10 i po ljeti na +50 jer je sve u metalnoj cnoj mat kutiju, a kad se usije nemozes drzat ruku na njoj
mislim da stim neces imat problema
ako sve proradi onda gotov sklop zalij u epoksi smolu
trebalo bi funkcionirati

Edit:
sad se sjetih da ti prvi sklop mora radit kao power on monostabil jer impuls na pinu 2 nesmije bit duzi od izlaznog impulsa