E85 - smart styrning av temperatursensor med CSD, CSC och SSC

CSD - sofistikerad styrning av choke och bränsleanrikning via temperaturgivaren

Cold-Start Device - är en elektronisk konstruktion som underlättar kallstarter och anrikar motorn med ett extra bränsletillskott under uppvärmningsfasen. På det sättet kan bilar med mekaniskt gjorda etanolkonverteringar såsom bränsletryckhöjning eller större bränslespridare fås att fungera smärtfritt, ungefär som då bilen tankades med bensin. Tidigare har jag utvecklat moduler implementerade i IPE-enheterna som fixar dels choke och med tid eller temperatur styr anrikningen. Äger man en normalt funtad temperatursensor så törs jag påstå att denna metod och design snarare överglänser alla andra tidigare alster, såsom ACM, AFE, ACFM och CSC - än att CSD utgör ett komplement.

Principen med spänningsinjektion på en temperaturgivare kom jag på utan att härma någon annan kretskonstruktion, koncept etcetera. Det fungerar väldigt bra på min bil som är en Citroën Xantia och fungerar säkerligen på de flesta bilmodeller. Just denna modell (som är den senaste konstruktionen) saknar alla brister och problem som tidigare varianter drogs med. De som hörde till denna kategori (spänningsinjektion) finns att studera längre ned.

När det gäller så kallade kallstartsmotstånd - fasta resistanser eller termistorer såsom ntc-motstånd vilka ska lura bränsledatorn att tro att det är kallare än vad det är, så kräver dessa att man bryter upp eller klipper av ordinarie kablage för att kunna löda dit dessa. Denna krets behöver bara lödas eller fästas mot den ordinarie temperaturgivarens varma sida för att kunna fungera, därtill tillkommer dock matningsspänningar och en jordanslutning (minus). Kravet för att CSD ska fungera är att temperaturgivaren har sin ena anslutning mot chassijord - det brukar vara fallet för de flesta fordonsrelaterade sensorer.

Efter att motorn är uppvärmd upphör CSD helt att påverka givaren. CSD styrs av motorns temperatur - inte efter tid som SSC gör. Den pålagda spänningen på temperaturgivaren beror på förutbestämda spänningsnivåer och är anpassade för min bil men kan justeras genom att välja andra motståndsvärden. Nivåerna är proportionella, d v s den extra pålagda spänningen är ett procentuellt tillägg och varierar inte p g a yttre omständigheter. Principen kallar jag för ”spänningsinjektion” och kan bäst studeras enligt bilden nedan.

CSD jobbar helt automatiskt och choken styrs av temperaturen. Är utetemperaturen högre än +15 grader avaktiveras choken, men är den lägre aktivera den i omgångar om 5 sekunder. Anrikningen startar mjukt efter ca 20 sekunder och upphör när motortemperaturen stigit till 65 grader.

CSD-kretsen

För att man ska kunna dimensionera R10 och R11 måste man känna till pull up motståndets resistans för just ditt fordon. Även spänningen då anrikningen ska upphöra kan vara bra att kolla upp. Testa gärna uppmätta värden i detta excelprogram.

Ett senkommet tips om CSD gäller hur man kan öka stabiliteten för anrikningskretsen? Både choken och anrikningen ska hålla 5 volt, ganska exakt över respektive motstånd R10 och R11 - oberoende av matningsspänningens variationer. För choken är detta inget problem eftersom D5 är en zenerdiod och därmed säkerställer 5 volt över R10. Över R11 kan spänningen variera om matningsspänningen varierar. Som regel gäller att man själv kontrollerar att det verkligen är 5V över R11... Ett annat sätt är att addera en zenerdiod även till anrikningskretsen så att den också blir stabil. Sålunda löder man fast en zener på 10 volt efter R8 mot jord och ser till att resistansen på R8 ändras, till 1k istället för 10k. Detta medför en stabilitetsökning runt 20 gånger gällande R11. Det totala motståndet av R12 och R13 blir då omkring 210k (ger ca 5V över R11). För UCSM gäller samma resonemang men där kallas R8 och D5 för R6 respektive D10, parallellresistansen = R8 // R9, samt här finns det redan plats för en diod nämligen D9 - där en ytmonterad zenerdiod kan placeras istället.

Om du vill titta närmare på detta projekt så kan du ladda ner det här:

I zipfilen kan du finna allt som behövs för själva byggnationen (manualer, scheman och PCB-filer)
- förutom att förverkliga det.

CSD#B-1

# A-1 Är tills vidare den senaste revisionen.

# A-2 En smärre ändring har gjorts gällande R3 och D3. Under utvecklingsarbetet motsvarade inte D3 standardvariationerna. D3 är nu en 5,1 volts zenerdiod och R3 lika med 2,7 kiloohm. R10 har ändrats! Se NBR33.

# B-1 Detta är en ändring som krävt ny layout. Det mesta är sig likt förutom en mönstermodifikation vid T1 och i anslutning till C4. Uppgraderingen gäller bränsleanrikningens dynamik. För att inte fordonet ska reagera negativt när dess styrenhet hämtar data från tempsensorn så är det säkrast att en utomstående krets såsom CSD manipulerar mjukt och försiktigt med långsamma spänningsförändringar. Både A-1 och A-2 hade redan anrikningar som startade mjukt men dess avslut var dock en tvär återgång till normal temperatur. Detta tidigare upplägg orsakade ingen synbar problematik för min bil men det kan ju tänkas att andra fordon inte alls ställer sig lika likgiltiga där? Standardkopplingen är i alla fall nu att anrikningen både startar mjukt och avslutas mjukt, med hjälp av tidsfördröjning á la RC-filter. Omplaceringen av C4 rörde till det trots att bara en komponent tillkommit - en diod D4. R14 ger nu en gradvis återgång.

CSC - är en föregångare till CSD men inte lika finurlig

Cold-Start Circuit - underlättar kallstarter och anrikar motorn med ett extra bränsletillskott under uppvärmningsfasen. På det sättet kan bilar med mekaniskt gjorda etanolkonverteringar såsom bränsletryckhöjning eller större bränslespridare fås att fungera smärtfritt, ungefär som då bilen tankades med bensin. Tidigare har jag utvecklat moduler implementerade i IPE-enheterna som fixar dels choke och med tid eller temperatur styr anrikningen. En av dessa moduler (ACM) kan även kompletteras till att fungera ihop med motorns temperaturgivare.

När det gäller så kallade kallstartsmotstånd - fasta resistanser eller termistorer såsom ntc-motstånd vilka ska lura bränsledatorn att tro att det är kallare än vad det är, så kräver dessa att man bryter upp eller klipper av ordinarie kablage för att kunna löda dit dessa. Denna krets behöver bara lödas eller fästas mot den ordinarie temperaturgivarens varma sida för att kunna fungera.

Efter att motorn är uppvärmd upphör CSC helt att påverka givaren. CSC styrs av motorns temperatur - inte efter tid som SSC gör. Den pålagda spänningen på temperaturgivaren beror på förutbestämda spänningsnivåer och är anpassade för min bil men kan justeras genom att välja andra motståndsvärden.

CSC jobbar helt automatiskt och choken är hämtad från AC-modulen som först utvecklades för IPE-kretsarna. Med USE-modulen (anrikningsstegringsmodulen) undviks hög tomgång vid start p g a stor anrikning. Anrikningen går in och ur stegvis men USEM gör så att anrikningen gradvis ökar steglöst cirka 15 sekunder efter start. På det viset hinner styrbox/ECU att justera ned tomgången. CSC fungerar mycket bra under alla omständigheter och för min bil är CSC mycket bättre än SSC.

CSC-kretsen

Om du vill titta närmare på detta projekt så kan du ladda ner det här:

I zipfilen kan du finna allt som behövs för själva byggnationen (manualer, scheman och PCB-filer)
- förutom att förverkliga det.

CSC#A-1

# A-1 Är tills vidare den senaste revisionen. R10 har ändrats! Se NBR33.

SSC - enkel styrning av choke och bränsleanrikning via temperaturgivaren

Smart Sensor Circuit - denna variant är enklare i sin uppbyggnad än CSC/D och fungerar hyfsat bra. Principen med spänningsinjektion gäller även här. SSC är den första konstruktionen som jag uppfann men är inte alltid så välfungerande. Metoden med en gradvis avtagande spänning i såväl choke som anrikningsfasen kan ställa till problem i en ECU. Denna kan bli förvirrad om spänningen över temperaturgivare varierar på ett onaturligt vis och detta kan i sin tur påverka tomgången. Omvänt kan tomgången stiga kraftigt precis i startögonblicket, speciellt när det är kallt ute.

Även denna krets behöver bara lödas eller fästas mot den ordinarie temperaturgivarens varma sida för att kunna fungera, plus matningen osv. Liksom CSC/D upphör SSC så småningom att påverka temperaturgivaren men det sker inte efter fasta nivåer såsom CSC/D utan med ett gradvis avtagande.

Verkan av den pålagda spänningen på temperaturgivaren efterliknar strömmens förloppet vid uppladdningen av en kondensator. Först går det snabbt sedan långsammare och långsammare. Här motsvaras det av en hög spänning som med tiden sjunker mot noll. Detta är ekvivalent med ett omvänt exponentiellt förlopp vilket betyder att den huvudsakliga funktionen i SSC är tidsstyrd.

Sedermera anpassar sig SSC till givarens tillstånd - är den redan varm (motorn är varm) så blir påverkan från SSC mindre. Exempelvis: Värms motorn med en motorvärmare så behövs ingen ”choke” - SSC anpassar sig till de rådande omständigheter och dess spänningspåverkan är då reducerad.

SSC-kretsen

Förövrigt kräver inte SSC någon yttre uppmärksamhet utan den sköter sig själv. Det kan tänkas att man ibland vill justera tiden för anrikningsfasen eller påbörja en ny chokning? Detta är därför redan förberett med ett antal alternativ samt några moduler.

För att förtydliga: Man kanske vill justera anrikningstiden eller ställa den lågt. Ställs den på noll så hinner choken bara pågå i några sekunder därefter avtar spänningen snabbt och efter cirka 5-10 sekunder upphör SSC helt att påverka temperaturgivaren.

Liksom CSC/D så kan även SSC enbart fungera med temperaturgivare som har sin ena anslutning mot chassijord.

Den senaste modulen har döpts till SAM (smart justering) och består av den användbara 393an plus några motstånd (och en e-lyt). SAM ser till så att tomgången inte rusar eftersom choken gärna håller kvar spänningen mot tempsensorn. Utöver detta snabbar SAM upp anrikningen, om det handlar om sommartemperaturer. SAM är nästan ett måste om SSC ska fungera klanderfritt som kallstartshjälp och som jag förstår är SSC med SAM fortfarande en rätt smart lösning trots att det nu blir fler än sex komponenter (enligt bilden ovan). Åtta med SA-modulen, sju med SSC plus sex med ”komplementet” - det är totalt tjugoett.

RCW1

SSC#A-2

# A-1 Är tills vidare den senaste revisionen.

# A-2 Efter en längre tids tester med SSC har det visat sig att tomgången stiger oroväckande mycket vid kallstarter vid låga temperaturer. För att komma tillrätta med detta problem bör man nyttja modulen SAM (smart adjustment module). Till modulen följer en krets som automatiskt reglerar ned anrikningstiden om temperaturen utomhus är över +15 grader. SAM kan ses som ett komplement och kan när som helst appliceras på en redan färdigbyggd SSC-enhet. R5 - tillhörande kretskomplementet som växlar från 5 till 6 volt vid tilltagande kyla (-5 grader) är nu bestämt till 820 ohm.