Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Sonda Lambda - opóźnienie

artjur 27 Mar 2004 17:07 8640 17
  • #1
    artjur
    Level 11  
    Witam wszystkich!
    Czy jest ktoś kto może znać odpowiedź na takie pytanie :arrow: WIADOMO ŻE ODCZYT Z SONDY LAMBDA DOTYCZY MIESZANKI SPALONEJ CHWILĘ WCZEŚNIEJ, I TERAZ CHODZI MI WŁAŚNIE O TĄ CHWILĘ. JAKI TO MOŻE BYĆ CZAS :?:
    Może jeszcze wyjaśnię dlaczego mnie to interesuje. Chcę założyć sobie silnik krokowy do instalacji gazowej która takowego nie ma (tylko nie proponujcie wycieczki do zakładów montujących instalację gazową), i teraz potrzebuję ustalić predkość zamykania i otwierania tego silniczka krokowego co by silnik nie dostawał tak zwanej czkawki. Czyli chodzi mi mniejwięcej o to po jakim czasie od zamknięcia lub otwarcia silnika krokowego nastąpi odczyt na sondzie właśnie tych nowych ustawień składu mieszanki.
    "Opóźnienie chwili pomiaru w stosunku do spalenia zależy od prędkości obrotowej i wynosi około 20 ms + 4π/ω"- takie coś znalazłem w sieci.
    Ale jakoś mi to nie bardzo wychodzi z tego wzoru. (ten znak po 4 to jest litera "pi"). Tak więc dlatego sie pytam, może jest ktoś obeznany w tym temacie.
  • #2
    teges

    Level 21  
    Nie rozumiem o co ci chodzi z tym silnikiem krokowym ale odbywa się to tak że mieszanka gazowa jest spalana w silniku a w spalinach sonda mierzy zawartość tlenu i jeżeli jest go zbyt dużo/mieszanka uboga sygnał sondy poniżej 0,45V/to sterownik otwiera silnik krokowy a tym samym zwiększa ilość gazu podawanego do komory spalania i stan ten trwa tak długo aż sonda wyemituje sygnał o mieszance bogatej i wówczas krokowy przymyka się zmiejszając ilość gazu podawanego do silnika i tak to się w kółko kręci.Na tej zasadzie działa elektronika w instalacjach gazowych i nie wiem do czego potrzebny ci jest ten czas.Natomiast to żeby silnik nie dostawał tzw. czkawki lub żeby nie robiła się studnia podczas gwałtownego wchodzenia na obroty reguluje się nastawem silnika krokowego w komputerze gazowym wykorzystując do tego sygnał zczujnika położenia przepustnicy.
  • #3
    artjur
    Level 11  
    Już tłumaczę o co mi chodzi. Wiem co podaje sonda lambda i jak działa silnik krokowy w instalacji gazowej. Ja natomiast chcę uzyskać coś takiego: przykładowo przy obrotach silnika 2000 obr/min, opóźnienie sygnału z lambdy do zmiany ustawienia silnika krokowego wynosi 50ms, silnik krokowy zamyka się z prędkością 1kroku/ms (przykładowo, żeby przedstawić dobrze sytuację). To teraz zanim sonda odczyta skład nowej mieszanki silnik krokowy zamknie/otworzy sie o 50 kroków, co może spowodować drastyczne zubożenie/wzbogacenie mieszanki. Dla komfortu jazdy może nie będzie to aż tak drastyczne(tzn. napewno będzie bo te 50 kroków to jak się nie mylę 1/5 zakresu regulacyjnego silnika krokowego), ale dla silnika takie mieszanie składem mieszanki :?: . Dlatego właśnie chcę mniejwięcej ustawić tą prędkość pracy silnika krokowego, która byłaby zależna od prędkości obrotowej silnika i sygnału z TPS. Napewno będzie to wymagało troszkę doświadczeń i pomiarów, ale dobrze byłoby zacząć od jakichś sensownych czasów tego opóźnienia. Pozdrawiam!
  • #4
    szymtro
    Level 30  
    Elektronika w instalce gazowej nie działa wcale tak prosto. Algorytm przypomina raczej sterownik PID a nie zwykłe załączanie i wyłączanie. Jeżeli chcesz coś takiego zrobić to należy w programie przewidzieć kilka możliwości:
    -Skład mieszanki jest wyższy od ustalonej i :
    --i sygnał dalej rośnie
    --i sygnał maleje
    -Skład mieszanki jest niższy i:
    --i sygnał dalej maleje
    --i sygnał rośnie
    To jest tylko minimalistyczny przykład. W każdym z tych warunków należy określić związek z prędkością narastania/opadania sygnału i tą wartością sterować zawór. W tym wszystkim chodzi o to aby określić szybkość narastania sygnału na sondzie i kierunek narastania. Dodatkowo należy przewidzieć możliwość korekcji niektórych parametrów(np. wzmocnienie i przedziały czasowe). W gruncie żeczy to nie jest takie trudne. Możesz użyć tych czterech warunków które podałem wyżej.
    np. gdy ustalilismy skład na 0,50V a sonda podaje 0,45V a w następnym kroku 0,47(różnica 0,02V) to wiemy że sygnał dalej prawdopodobnie będzie zbliżał się do założonej(0,50V) i już należy zacząć przymykać zawór(ale powoli - o małą liczbę kroków). Natomiast gdy mamy 0,55V i w następnym kroku 0,58 to widzimy że jest ponadto co chcemyi szybko wzrasta więc należy szybko zamykać zawór. Czy to jest jasne? Mam nadzieję że niezagmatwałem zbytnio. Cała sprawa polega na odpowiednim dobraniu ustawień a gdy się z tym spiszemy to otrzymamy bardzo dobrą regulację składu i co najważniejsze jeżeli coś się zmieni to układ bardzo szybko doijdzie znowu do położenia równowagi.
  • #5
    teges

    Level 21  
    Centralki gazowe są sterownikami programowalnymi i dlatego jeśli nie adoptuje się sama przy programowaniu pracy na gazie np.centralka LOV-ECO firmy Lovato to musimy sami ją zaprogramować i wprowadzamy takie dane jak:sygnał TPS, sygnał sondy lambda itp. oraz i tu jest bardzo ważna rzecz dla ciebie konfigurujemy ustawienie attuatora tzn.ustawiamy PWA -pozycję wyjściową oraz max i min otwarcie lub zamknięcie silnika krokowego.Teraz widzisz sam że silnik krokowy nawet przy bardzo bogatej mieszance nie może się całkowicie zamknąc ani przy ubogiej otworzyć do końca.Pracuje on więc w pewnym przedziale kroków i dlatego dobrze ustawić instalację gazową wcale nie jest tak prosto jakby się co niektórym montażystom gazowym wydawało
  • #6
    artjur
    Level 11  
    Tak! Zgadzam się z każdą z wypowiedzi powyżej. Tylko cały czas zamierzam to Wam wytłumaczyć, że chcę sobie zrobić ala-komputer do gazu i nie wiem z jaką prędkością pracuje silnik krokowy "attuator" w orginalnych komputerach. Poprostu tak jak pisze szymtro: " i już należy zacząć przymykać zawór(ale powoli - o małą liczbę kroków). Natomiast gdy mamy 0,55V i w następnym kroku 0,58 to widzimy że jest ponadto co chcemyi szybko wzrasta więc należy szybko zamykać zawór".
    I teraz chodzi mi właśnie o to "powoli" i "szybko", bo co by się działo (jak wyżej "mamy 0,55V i w następnym kroku 0,58"), attuator zamyka sie z dużą prędkością i zanim sonda odczyta te 0,58V to on może być już zamknięty całkowicie i tak naprawdę to w nstępnym kroku nie będzie 0,58 tylko przykładowo 0,2V. Dlatego przypuszczam iż prędkość pracy attuatora powinna być jakoś określona i zależna od prędkości obrotowej silnika, miejsca zamontowania miksera (przy gaźniku lub przy filtrze powietrza) i napewno wielu innych czynników. Chcę aby właśnie mieszanka nie skakała od bardzo ubogiej do bardzo bogatej gdy prędkość pracy attuatora będzie zbyt wysoka, i pomiędzy kolejnymi odczytami z sondy- attuator może zamykać lub otwierać się o np.80 kroków(bardziej realne przy niskich prędkościach obrotowych silnika), gdzie:
    1. nowe ustawienie attuatora---->
    2. zassanie (zmienionej ilości dawki gazu)---->
    3. spalenie (zmienionej ilości dawki gazu)---->
    4. wydech (zmienionej ilości dawki gazu)---->
    4. odczytanie przez sondę nowego składu mieszanki----> X czasu a attuator w tym czasie się zamykał lub otwierał z X prędkością (np. X czasu = 10*Xprędkość)
    Czy teraz wiecie o co mi chodzi?
    Pozdrawiam!
  • #7
    [-wojas-]
    Level 19  
    jak jusz planujesz zrobić swój własny komputerek do gazu to niemożesz zrobić czegoś takiego żeby sprawdzałsygnał z sondy i np wtedy jeżeli jest zauboga lub zabogata mieszanka przesunoł się o krok dwa może dziesięć w zalerzności od ruznicy względem wartości ustalonej i poczekał na kolejny sygnoł z sondy i znowu wykonał korekte o kilka kroków ??
  • #8
    m4341
    Level 14  
    masz problem ale da się to rozwiązać
  • #9
    artjur
    Level 11  
    :arrow: m4341 to znaczy?

    :arrow: _wojak_
    ja nie chcę czekać na sondę, jejku czy nie potraficie tego zrozumieć, ona sama z przyczyn technicznych będzie przedstawiać skład mieszanki która została spalona chwilę wcześniej, a jeszcze wcześniej to attuator zmienił jej skład. I cały czas dążę do tego, aby ustalić jak szybko może pracować attuator.
    Może wyjaśnie to jeszcze w ten sposób:
    Dajmy na to że sonda podała sygnał składu mieszanki: za wysoki, więc komputer odrazu zaczyna zamykać attuator żeby zmniejszyć ten skład, i teraz ta istotna sprawa, zamyka się on z prędkością np. 2kroków/ms, wiemy że do sondy ten skład mieszanki (zmniejszony przez attuator) dotrze dopiero za np. 20ms (musi się to zassać,spalić i po wydechu dociera na sondę, te 20ms to właśnie ten czas X który mnie interesuje). Więc co robi attuator, dalej się zamyka z tą prędkością i dopiero po tych 20ms jak sonda odczyta tą pierwszą zmianę składu mieszanki, attuator będzie zamknięty o 40kroków i skład mieszanki ale patrząc od strony attuatora jest napewno drastycznie ubogi. Co z tego że sonda poda teraz sygnał zubożenia mieszanki (bo naprzykład wystarczyło zamknąć attuator o 2 kroki, żeby zmniejszyć skład mieszanki) i komputer zacznie otwierać attuator, który był zamknięty o 40 kroków (powodując znaczne zubożenie mieszanki). I teraz dalej, silnik musi najpierw spalić tą ubogą mieszankę (co powoduje dalsze otwieranie się attuatora) zanim dotrze do sondy mieszanka wzbogacona przez otwieranie attuatora który się otwierał przez 20 ms powodując znaczne wzbogacenie mieszanki. I mamy sytuację że skład mieszanki skacze od ubogiej do bogatej. Wiem wiem teraz ktoś powie że tak to wygląda przy jeżdzie na benzynie, ale trzeba właśnie jakoś to dograć żeby te skoki nie zawierały się w przedziale lambda 0 do 5. Przypuszczam właśnie że ten czas opóżnienia i predkość zamykania/otwierania attuatora jest za to odpowiedzialny.
    CZY KTOŚ WOGÓLE ZGADZA SIĘ Z TYM CO PISZĘ? CZY JA POPROSTU WYMYŚLAM CUDA?
  • #10
    teges

    Level 21  
    artjur sonda lambda to jest czujnik tlenu którego zadaniem jest korygowanie składu mieszanki paliwowo powietrznej. Na podstawie wskazań sondy komputer stara się utrzymywać mieszankę stechiometryczną czyli najbardziej optymalny stosunek powietrza do paliwa.Przy idealnym składzie mieszanki napięcie emitowane z sondy powinno wynosić cały czas / dla sondy 0 - 1V / 0,45V ale to jest ideał i nigdy tak nie jest z różnych powodów, dlatego gdy mieszanka jest uboga i stan ten trwa jakąś chwilę / programowany w EPROMIE sterownika / wtedy komputer wydłuża czas pracy wtryskiwacza benzynowego aby wzbogacić mieszankę paliwowo powietrzną i jeśli sonda wyśle sygnał o bogatej mieszance do komputera i znów ten stan chwilę potrwa to automatycznie komputer skraca czas pracy wtryskiwaczy i tak to trwa ciągle.Według mnie ty chcesz zrobić coś niemożliwego bo chcesz zmieniać skład mieszanki przed wcześnie zanim zbada go sonda.Pamiętaj że sonda kontroluje skład mieszanki a komputer na podstawie jej wskazań albo wzbogaca albo ją zubaża.Konstruktorzy samochodowych układów wtryskowych też nad czymś takim myślą bo to wtedy byłoby idealnym rozwiązaniem gdyż mieszanka cały czas byłaby mieszanką idealnie stechiometryczną.Wiem że prowadzone są prace a w chwili obecnej już są stosowane w niektórych autach super szybkie sondy i uważam że raczej badania pójdą w tym kierunku a nie przedwczesnej zmiany składu mieszanki.Strasznie się rozpisałem ale głównie chodzi o to że reakcja może nastąpić po kontroli a nie przed nią.Pozdrawiam teges.
  • #11
    artjur
    Level 11  
    Więc tak.
    Ja nie chcę niczego mierzyć przed.
    Opierając sie na poprzednim opisie, założymy teraz że prędkość pracy attuatora wynosi 2 kroków/ 10ms.
    To wygląda to teraz tak: sonda mówi- zabogata mieszanka, attuator zaczyna się zamykać z prędkością 2 kroków/ 10ms. I teraz po opisywanych wcześniej 20ms sonda odczyta skład mieszanki zaubogi, ale patrząc znów od strony attuatora który w owych 20ms zamknoł sie tylko o 4 kroki (a nie jak poprzednio o 40) skład mieszanki nie zmienił się drastycznie. Dalej - attuator zacznie się teraz otwierać wzbogacając mieszankę i po 20ms sonda odczyta wzbogaconą mieszankę a attuator zostanie otwarty tylko o 4 kroki, co zaowocuje lekkim wzbogaceniem mieszanki a nie jak poprzednio (40 kroków ) drastycznym. I tak myślę, że jeśli tę prędkość pracy dogram, uzalężnię ją od prędkości obrotowej silnika, a wszystko to będzie jeszcze porównywane do tego czy auto przyśpiesza, zwalnia czy porusza się jednostajnie to mogą wyjść niezłe parametry spalania i pracy silnika.
    JA NAD TYM POPRACUJĘ, STWORZĘ I WTEDY OPISZĘ CO OSIĄGNOŁEM.
  • #12
    teges

    Level 21  
    artjur przeciesz to o czym piszesz tzn. skok attuatora na skutek wcześniejszego sygnału z sondy jest w centralce programowany od pozycji wyjściowej którą obierze komputer w czasie kiedy będziesz ustawiał samochód na gazie tylko o kilkanaście kroków w dół lub w górę a nie o kilkadziesiąt/silnik byś zalał gazem lub byś mu całkowicie zabrał gaz/ Ponadto możesz równiesz dostroić ten układ ręcznie dodając lub ujmując kroków.Dlatego uważam że to co chcesz zrobić sam mija się w tym wypadku z celem, ale życzę powodzenia i opisz jak coś takiego zrobisz chętnie poczytam.Pozdrawiam teges.
  • #13
    diag
    Level 29  
    Czas przejścia od 0 do 1v jest określany dla sprawnej sondy na
    100-300mS . Tak naprawde pracuje ona jak generator , w sprawnym układzie z częstotliwością kilku herców.
  • #14
    gugus
    Level 15  
    Witam ! moim zdaniem można w przybliżeniu okreslić przybliżony skład mieszanki przed spaleniem w cylindrze, a sygnałem z sondy lambda tylko korygować odpowiednio skład mieszanki.
    Dlaczego? już wyjasniam :Zanim mieszanka trafi do cylindra musi ona w tej instalacji przepłynąć przez przepustnice a kąt uchylenia przepustnicy (dodanie gazu) jest odpowiedzialny za ilość mieszanki która dostaje się do cylindrów.Zwiekszenie uchylenia przepustnicy więcej powietrza z gazem mniejsze mniej gdyby z tąd brać wstępny sygnał o ilośći podanego powietrza z gazem do kolektora a wyniki po spaleniu mieszanki korygować sygnałem z sondy lambda otrzymalibysmy dosyć dokładny komputer lpg co wy na to ?
  • #15
    szymtro
    Level 30  
    Jeszcze raz włącze się do dyskusji.
    Właśnie pracuje nad sterownikiem do zaworu IAC(wolne obroty - elektromagnes) i doszedłaem prawie do rozwiązania. Mniej więcej każdy wie co to jest regulator PID. Ja się zacząłem zastanawiać jak coś takiego zbudować na mikrokontrolerze i doszedłem do tego: P to część proporcjonalna (wzmocnienie) od różnicy sygnału zadanego i zmierzonego(uchybu - e). Część D to różniczka - różnica pomiędzy wartością zmierzoną teraz a tą z chwili poprzedniej. Narazie jeszcze nie wiem jak zrobić część I(szczególnie co zrobić żeby całjka nie rosła w nieskończoność).

    Każdy wie że zawsze występuje opóźnienie między czasem włączenia a czasem kiedy coś się w obiekcie zmieni.
    Bardzo truno jest to ustalić(bo ten czas się zmienia)

    Podsumowując moje badania. Potrzeba mierzyć sygnał sondy(powiedzmy 20 razy na sekundę - co 50ms) i dodatkowo określić odchyłkę i przyrost wartości mierzonej. Potem wprowadzamy jakąś zmienną np. PWM i dodatkowo korekcję:
    Code:

    const stala_kp=1
    const stala_kd=1
    const stala_lambda=50

    do
    zmierzona_lambda_poprzednia=zmierzona_lambda
    lambda_roznica=zmierzona_lambda_poprzednia-zmierzona_lambda
    lambda_odchylka=stala_lambda-zmierzona_lambda
    odchylka=lambda_odchylka*stala_kp
    roznica=lambda_zmierzona*stala_kd
    pwm=odchylka+roznica
    waitms 50
    loop

    Sorry za wstawkę ale tak łatwiej wytłumaczyć.
    Na końcu zmienna PWM zawiera aktualną wartość wyjścia(sterowania) która odpowiada za otwieranie zaworu - im większa tym zawór jest dłużej otwarty = silnik przyspiesza

    U ciebie będzie podobnie. Chodzi o to że rożnica odpowiada za zmniejszanie wyjścia przy rosnącym sygnale sondy(niejako przewiduje co się będzie działo) odchylka odpowiada za dochodzenie do wartości zadanej.
    Tak działają sterowniki przemysłowe PD - i tak to należy rozwiązać.
    Niestety dochodzi jeszcze regulacja układu(adaptacja do obiektu)
  • #16
    dareksp9
    Level 12  
    Proponuje podpiąć jeszcze sygnał obrotów silnika do procesora. Przy dodawaniu gazu mieszanka przeważnie wychodzi zła. Jeśli weźmiesz tylko sygnał sondy lambda możesz przydławić silnik na przyśpieszeniu. W centralkach gazowych te dwa parametry są od siebie uzależnione. Jest tam często podpinany również sygnał położenia przepustnicy ale jest on wykorzystywany tylko do funkcji Cut-Off.
  • #17
    pgoral
    Level 26  
    artjur wrote:
    Więc tak.
    Ja nie chcę niczego mierzyć przed.
    Opierając się na poprzednim opisie, założymy teraz że prędkość pracy attuatora wynosi 2 kroków/ 10ms.


    Hejka!

    Mam wrazenie, ze jestes tu niezrozumiany.

    Otoz ozcywiscie musisz doswiadczalnie dobrac sobie szybkosc otwierania/zamykania zaworu. Ma byc jak najwieksza - ale tak by uklad sie nie wzbudzal (przyklad ktory podales).

    Dzialajac tak, ze zamykasz/otwierasz ze stala pradkoscia zawor w zaleznosci od tego czy mieszanka za bogata czy za uboga - czyli mowiac inaczej sterujac zmiana sygnalu sterujacego w petli ujemnego spzezenia zwrotnego, zrobiles sobie regulator typu I - (o ktory ktos tu pytal wlasnie).

    A teraz do praktyki - zasadniczo ten typ instalacji dziala najlepiej gdy jest poprostu dobrze dobrana instalacja I gen. uzupelniona o silnik krokowy ktory bardzo POWOLI koryguje nastawy. Uzyskasz wtedy dosc dokladnie lambde okolo 1.0. Ta dosc powolna korekta napewno skoryguje zmiane paliwa, temperatury paliwa, parametrow reduktora w zaleznosci od jego temperatury, temperature, cisnienie, wilgotnosc powietrza itp.
    Jezeli chcesz by korygowac nieliniowosc charakterystyki uklady mikser/reduktor (np. przy gwaltowym przyspieszaniu, etc) to zawor musi dzialac duzo szybciej. A tak naprawde to powinienes wtedy zaimplementowac pelny regulator PID... klepiej skup soe na dobrze dzialajacej onstalce i wlasnie owym regulatorze I - dzialajcym powoli.
    Mozesz np. doswiadczalnie tak zmiejszac szybkosc silniczka by ruszal sie krok, dwa w gore i krok, dwa w dol przy podwyzszonych obroptach na biegu jalowym. Bedzie super..

    PS. I potraktuj ta prace raczej jako taki ciekawy eksperyment i dobra nauke. Znacznie pewniej i prosciej bedzie zalozyc sterownik - np. wspominany Autronic ktory to ma wszystkie te funkcje i jeszcze pare innych.