Podwyższenie napięcia z sondy lambda

Mam następujący problem - ECU samochodu wedle programów diagnostycznych "widzi" lekko zaniżone wskazania sondy lambda - przykładowo sonda daje stan wysoki 0,8V co rozpoznawane jest jako 0,6V, gdy sonda daje stan wysoki 0,7V ecu widzi jako 0,5V.
Przy stanach niskich sondy 0-0,2V ECU widzi jako 0V.
Efekt tego taki, że czasami stan wysoki interpretowany jest jako niski (sonda daje ok. 0,65V a ECU widzi 0,45V i traktuje jako stan niski) Problem nie leży w samej sondzie ani w okablowaniu.

Sonda pracuje w granicach 0-1V (w rzeczywistości do ok. 0,95V~) do 0,5V~ jest stan niski czyli mieszanka uboga, powyżej wysoki - czyli mieszanka bogata.

Ale do rzeczy - Chciałbym podwyższyć napięcie z sondy (nawet na stałe) o te ok. 0,2V. (albo np. uzyskać 120% tego co daje sonda)
Nie mam możliwości zmiany potencjału masy (jest wspólna sonda/cały samochód i reszta czujników)



Co mógłbym zastosować (prosty i niezawodny układ/element) który spełni to zadanie i podniesie lekko napięcie? Nie bardzo wiem jak to ugryźć. Z zasilania mam instalacje samochodową stałe 12-14V (ale to nie problem przecież), wydajność prądowa tego może być bardzo mała, to tylko kwestia uzyskania napięcia.

Ewentualnie coś, co po wykryciu sygnału z sondy powyżej 0,6V (stan wysoki) poda na ecu te 1,1-1,2V by ten widział to jako pewny i silny stan wysoki - i w momencie spadku napięcia z sondy poniżej tego progu (poniżej 0,5V) poda masę albo rzeczywisty sygnał z sondy. Szybkość nie musi być duża, spokojnie wystarczy ok. 5-10Hz.

Quote:

Problem nie leży w samej sondzie ani w okablowaniu.

skoro jednoznacznie stwierdzone że na samej sondzie jest prawidłowe napięcie to może lepiej położyć nowe przewody.

kajron wrote:

skoro jednoznacznie stwierdzone że na samej sądzie jest prawidłowe napięcie to może lepiej położyć nowe przewody .

Niestety , brak spadków napięcia od samej sondy do pinu we wtycze ecu odpowiedzialnego za sonde.

Nowe przewody (całkowicie nowy przewód od sondy do pinu we wtyczce ecu), czyszczenie pinów we wtyczkach (chemiczne jak i mechaniczne) nie dają rezultatów. Na wtyczce ecu mam dokładnie tyle ile daje sama sonda.

Dodam, że właśnie robiłem test - akumulatorek AAA naładowany do circa 1,025V~ wpięty zamiast sondy dał dokładnie 0,8V wedle ECU.

Więc nawet nadałby mi się nawet układ, który - widząc na sondzie napięcie 0-0,45V poda masę na ECU a powyżej 0,5V czy 0,6V poda na ECU 1V.

Problem może być spowodowany uszkodzeniem źródła napięcia referencyjnego przetwornika na płytce ECU, uszkodzeniem wejścia pomiarowego ECU. Skoro mierzyłeś napięcie na podłączonej do ECU sondzie to problem nie jest spowodowany wzrostem rezystancji wewnętrznej kończącej się sondy lambda. Sprawdź czy np. wskazania temperatur oleju, silnika czy czegokolwiek innego nie są także zaniżane?

RitterX wrote:

Problem może być spowodowany uszkodzeniem źródła napięcia referencyjnego przetwornika na płytce ECU, uszkodzeniem wejścia pomiarowego ECU.

Najdziwniejsze jest to, że na 3 sztukach ECU jest ta sama historia - upewnię się jeszcze jutro, czy napięcie sondy kształtuje się na takim samym poziomie na każdym z nich - czy maksymalne napięcie które ECU widzi jest takie same (było to chyba szczytowo w pewnym momencie 720mV~)

RitterX wrote:

Skoro mierzyłeś napięcie na podłączonej do ECU sondzie to problem nie jest spowodowany wzrostem rezystancji wewnętrznej kończącej się sondy lambda.

Sondę również n 100% bym odrzucił, bo przewinęło się już ich kilkanaście, w tym 4 fabrycznie nowe (2x dedykowane Bosch oraz uniwersalne NTK/NGK, Denso) i multum używanych oryginalnych (Bosch.)

RitterX wrote:

Sprawdź czy np. wskazania temperatur oleju, silnika czy czegokolwiek innego nie są także zaniżane?

Wszelkie inne parametry są w normie - sygnały przepływomierza, czujników temperatury, etc. - nie ma jakichś nagłych spadków/braków, nawet przy wysokich obrotach i dużych obciążeniach - wyłącznie z pomiarem z sondy jest taki przypadek. Podłączenia masy do ECU dla pewności przelutowałem oraz zakułem nowe oczka w punktach masy. Dołożone plecionki masy na liniach akumulator-silnik-karoseria, brak jakichkolwiek spadków między nimi.

Quote:

Dodam, że właśnie robiłem test - akumulatorek AAA naładowany do circa 1,025V~ wpięty zamiast sondy dał dokładnie 0,8V wedle ECU

no raczej jego charakterystyka i oporność różni się od ogniwa jakim jest sonda , oporność miernika ma też tu znaczenie najlepiej podepnij oscyloskop i z wykresu odczytaj wartości jakie daje sonda .

Z tego, co tu piszą, różnica napięcia o 0.2V nie powinna mieć znaczenia.

Może przyczyną jest to, że ta sonda jest mocno zużyta i zwiększyła oporność wewnętrzną, sprawdzałeś napięcie na sondzie podłączonej do ECU?

Można by podnieść napięcie wtórnikiem na tranzystorze germanowym PNP małej mocy, tylko skąd taki dzisiaj wziąć? A krzemowy podniesie za dużo.

Niestety mam dostęp tylko do kilku mierników, diodowego wskaźnika pracy sondy oraz poglądu na pracę sondy z poziomu sterownika instalacji LPG. Uprzedzę pytania - odpinałem i sterownik LPG i diodę, brak zmian napięcia, mają one bardzo dużą oporność, nie zmieniają napięcia czy są podpięte czy nie.

_jta_ wrote:

Może przyczyną jest to, że ta sonda jest mocno zużyta i zwiększyła oporność wewnętrzną, sprawdzałeś napięcie na sondzie podłączonej do ECU?

Aktualnie jest nowa sonda (nie chińczyk, Denso), na tę chwilę ma przejechane niecałe 300km, ale przewinęło się jak pisałem wcześniej - multum sond, wina na 100% nie leży w samej sondzie. Ponadto tak instalacja LPG jak i zwykły multimetr wskazują, że sonda prawidłowo podaje nawet szczytowo 0,9V.
Napięcie na sondzie (szczytowe) nie różni się niezależnie od tego czy jest wpięta w instalację samochodu czy fizycznie ją rozłączę i wepnę w nią tylko miernik.

ECU samochodu również nie jest jakieś wymagające, to sterownik Boscha z przełomu 80'-90'.
Próbowałem dziś na innym ECU, wartości szczytowe sondy są zawsze takie same (sterownik nie widział powyżej tych 720mV)

_jta_ wrote:

Można by podnieść napięcie wtórnikiem na tranzystorze germanowym PNP małej mocy, tylko skąd taki dzisiaj wziąć? A krzemowy podniesie za dużo.

To już jakiś trop. A masz może jakikolwiek pomysł na prosty układ, który pozwoliłby np. przy wykryciu napięcia powyżej 0,5 czy 0,6V na sondzie - podawać 1V na ECU? A wypadku braku napięcia lub napięcia w granicach 0-0,2 czy 0,3V podawać masę na ECU?

Do tego już byłby potrzebny komparator, albo wzmacniacz operacyjny, który by działał w takim zakresie napięć wejściowych (np. połówka LM393, albo LM358).

_jta_ wrote:

wzmacniacz operacyjny, który by działał w takim zakresie napięć wejściowych (np. połówka LM393, albo LM358).

Czy takie coś ma szansę działać?
Chciałbym otrzymać 120% sygnału wejściowego w tym wypadku, jak dobrze rozumiem zasadę działania to taki stosunek oporników powinien dać mi 1,22 różnicy między wejściem a wyjściem, czyli około tego co chcę uzyskać.

Tylko pytanie, czy 12V na zasilaniu nie przeszkadza w tym? Napięcia zasilania ma jakiś wpływ na wyjście z tego wzmacniacza?

Dokładnie coś takiego (no, może sondę podłączyć przez opornik kilka k przy wejściu LM-a, na wypadek, jakby przewód się do czegoś zwarł będzie jakimś zabezpieczeniem tego wejścia) - pomnoży napięcie sondy przez 1.22; a jakbyś chciał, żeby przy jakimś napięciu sondy stan wyjścia się nagle zmieniał, to na wejście '-' trzeba podać takie napięcie (można z dzielnika między masę i +zasilania, jeśli to nie musi być dokładne), a na wyjściu trzeba zrobić jakieś ograniczenie napięcia - np. od wyjścia LM-a do masy kolejno szeregowo połączone: opornik 1k i 2 diody 1N4001, i za tym opornikiem wyjście do ECU - diody obetną napięcie do około 1.4V.

Z napięcia zasilania wynika ograniczenie dla maksymalnego napięcia na wyjściu - nie pamiętam, do ilu, może o 1.5V poniżej napięcia zasilania, może o 2V, trzeba by było zajrzeć do noty katalogowej i przeczytać, ale i tam podają tylko tyle, że przy napięciu zasilania tyle a tyle V będzie można uzyskać co najmniej takie a takie napięcie na wyjściu, a typowo jeszcze inne, nieco większe - a jakie będzie, to już loteria. Jest to jednak ograniczenie, działające tak, że choćby z wzorów na wzmocnienie wychodziło więcej, to nie wyjdzie, a jak wychodzi mniej, to dostaniesz napięcie według wzorów.

Należy dołączyć kondensator filtrujący między plus a masę zasilania i jeszcze jeden tantalowy (elektrolityczny) a także transil na 16V.
Jesteś pewny, że sonda ma odpowiednią temperaturę a układ sterowania grzałką i ona sama jest sprawna?

RitterX wrote:

Jesteś pewny, że sonda ma odpowiednią temperaturę a układ sterowania grzałką i ona sama jest sprawna?

Tak, układ sterowania grzałką ogranicza się do podania +12V z przekaźnika pompy paliwa po wykryciu obrotów silnika. Samo rzeczywiste sterowanie jest realizowane przez bimetal w sondzie. Widać różnicę oporności grzałki podczas uruchomienia silnika. Sonda zaczyna bardzo szybko pracować po uruchomieniu silnika, widać zdecydowaną różnicę w stosunku do próby z odpiętym zasilaniem grzałki.

_jta_ wrote:

przy jakimś napięciu sondy stan wyjścia się nagle zmieniał, to na wejście '-' trzeba podać takie napięcie

Jak w takim wypadku powinno wyglądać podpięcie oporników 10kOm i 2,2kOm? Bo w tym momencie wejście "-" jest przez 2,2 połączone z wyjściem a przez 10 z masą. Wystarczy zmienić połączenie przez 10kOm z napięciem "od jakiego" chciałbym zaczynać pracę wzmacniacza?
Co w tej konfiguracji otrzymam w czasie, kiedy brak będzie różnicy między wejściami "+" oraz "-" (czyli wzmacniacz wyłączony) na wyjściu które będzie wpięte do ECU?
To napięcie od którego chcę zacząć pracę wzmacniacza na stałe? Dla uproszczenia zakładam w tym momencie, że ECU działa jako typowy woltomierz z bardzo dużym oporem i nie ma wpływu na układ.

_jta_ wrote:

na wyjściu trzeba zrobić jakieś ograniczenie napięcia - np. od wyjścia LM-a do masy kolejno szeregowo połączone: opornik 1k i 2 diody 1N4001, i za tym opornikiem wyjście do ECU - diody obetną napięcie do około 1.4V.

Dobrze zrozumiałem, że za opornikiem wejście do ECU i dopiero później diody do masy?

Wyjście OK. Jeśli chcesz mieć szybką zmianę napięcia na wyjściu, to wejście '-' łączysz do dzielnika dającego określone napięcie zamiast do dzielnika 2k2/10k między wyjściem, a masą. I wtedy jest potrzebne ograniczenie napięcia na wyjściu, bo sam LM358 może dać z 11V, i nie wiem, czy to nie uszkodziłoby ECU.

Nie dodałeś opornika przed wejściem '+' - może na wszelki wypadek daj jakiś, dużo nie kosztuje, a znacznie zmniejszy ryzyko uszkodzenia LM-a.

Możliwe są też rozwiązania pośrednie - do wejścia '-' podłączone 3 oporniki: Rm do masy, Rp do +12V, Rw do wyjścia - wtedy od doboru tych oporników będzie zależała charakterystyka wzmacniacza, zawsze to będzie zależność typu Uo=G*(Ui-U0), a od oporników będą zależeć U0 i G, chyba U0=12V/(1+Up/Um+Up/Uw), G=1+Uw/Up+Uw/Um; dodatkowo Uo będzie ograniczone przez diody do około 1.4V (o ile te diody i opornik 1k będą).

Wzmacniacz operacyjny ma ograniczoną dokładność - stany wyjścia inne, niż skrajne, powinny odpowiadać zerowemu napięciu między wejściami, a w rzeczywistości zwykle odpowiadają napięciu około 1mV, czasem nawet kilka mV - dla różnych egzemplarzy różnie, w nocie katalogowej znajdziesz dokładniejsze dane, nazywa się to napięciem niezrównoważenia wejścia (input offset voltage). Dla typowego wzmacniacza zakres napięć wejściowych, przy których napięcie na wyjściu zmienia się o 10V, to około 0.05mV (czyli np. przy 0.98mV na wyjściu masz 0V, a przy 1.03mV - 10V; a dla innego egzemplarza te progi będą np. -1.53mV i -1.48V; do tego to zależy od temperatury). Opornik między wyjściem, a wejściem '-' robi ujemne sprzężenie zwrotne, zwiększając zmianę napięcia na wejściu potrzebną do uzyskania określonej zmiany napięcia na wyjściu, jednocześnie ta zależność jest określona głównie przez wartości oporników, a w bardzo małym stopniu od parametrów wzmacniacza - jakkolwiek wpływu napięcia niezrównoważenia na progi napięć wejściowych nie da się w ten sposób zmniejszyć - zmniejsza się jego wpływ na napięcie na wyjściu.

Sprawdź bimetal, czujnik temperatury, spadek napięcia gdy jest włączony. Zbyt niska temperatura sondy będzie powodowała błąd przetwarzania, za słaby sygnał.

Na razie to nie wiadomo co za auto i silnik. Coś mi się w multum sterowników i sond uwierzyć nie chce. Jest jeszcze coś takiego jak korekta krótko i długo terminowa.

Sonda O.K., okablowanie O.K., ECU O.K - cudów nie ma. Coś musi być nie O.K.
Czy są jakieś błędy? Silnik nierówno pracuje? dużo pali? itd.

Quote:

Zbyt niska temperatura sondy będzie powodowała błąd przetwarzania, za słaby

podgrzewanie działa tylko w początkowej fazie pracy silnika i przyspiesza działanie sondy ,niemniej po rozgrzaniu silnika i wzrostu temperatury spalin około 300 stopni praca grzałki niema znaczenia jedyny problem jest gdy dostaje przerwy i generuje błąd .Proponuję rozwiązanie z wymianą przewodów z poprzedniego wpisu ,skoro sonda nowa ,rzuć nowe przewody prowizorycznie z sondy do modułu ,starczą sygnałowe i zobacz ,niemniej sadzę że takie spadki nie mają większego wpływu ,raczej istotne jest by dawała impulsy a nie ciągłą wartość.

RitterX wrote:

Sprawdź bimetal, czujnik temperatury, spadek napięcia gdy jest włączony. Zbyt niska temperatura sondy będzie powodowała błąd przetwarzania, za słaby sygnał.

Prawidłowo, w pewnym momencie bimetal działa i przestaje grzać.
Temperatura - dziwne jest, że nawet podczas spokojnej jazdy (2 tys rpm) sonda działa idealnie. Nawet gdy odepnie się zasilanie grzałki i sonda nagrzeje sama od spalin działa poprawnie.

kkknc wrote:

Na razie to nie wiadomo co za auto i silnik. Coś mi się w multum sterowników i sond uwierzyć nie chce. Jest jeszcze coś takiego jak korekta krótko i długo terminowa.

Mam zrobić zdjęcia sterowników i sond z dedykacją żebyś uwierzył?
Nie ma tu takiej korekty stricte, to stary sterownik, bez OBD2. Jest co prawda korekta częściowego obciazenia i integrator o2 jako teoretycznie dlugo i krotko terminowa. Obie pracuja w wartosciach 0-255.
Silnik to jednostka o oznaczeniu C20XE, oplowskie 2.0 16V z 89-90~ występujący w Kadettach GSI, Astrach GSI, Calibrach, Vectrach A.

Pyzaczek wrote:

Sonda O.K., okablowanie O.K., ECU O.K - cudów nie ma. Coś musi być nie O.K.
Czy są jakieś błędy? Silnik nierówno pracuje? dużo pali? itd.

Silnik pracuje idealnie, spalanie w normie.
A jednak problem jest. Mógłbym przyjąć, że tak ma być, bo błędów nie ma - ALE czasem rzadko bo rzadko pojawia się błąd sondy (przy spełnieniu wymaganych przesłanek dla zaistnienia tego błędu - chodzi tutaj o moment, w którym ECU "traci się w sygnale z sondy i mimo, ze ta stoi na bogato to ten interpretuje to jako stan niski).
Żeby nastąpił bląd sondy muszą być spełnione określone warunki -
1) Temp płynu chłodniczego powyżej 80 stopni
2) Praca rozgrzanego silnika powyżej 3 minut
3) Czas wtrysku powyżej 4ms (nie jestem teraz dokładnie pewien wartości czy to nie 5ms~)
4) powyższe 1-3 spełnione łącznie przez dłuższy czas niż 5 sek
5) brak błędów przepływomierza

Z powyższego wynika (i w rzeczywistości tak jest), że błąd sondy czasem pojawi się przy przyspieszaniu z głebiej wciśniętym gazem (odpowiednio długi czas wtrysku) na wysokim biegu i wyższych obrotach (ecu "gubi się" jak to określam powyżej 3,5 tys rpm, natomiast praca w pętli zamkniętej- czyli reagowanie na sygnał z sondy i wprowadzanie korekt- trwa do 4,5 tys rpm, powyzej ignoruje sondę)

W wypadku np. przyspieszania poniżej 3,5 tys rpm, błąd sondy nie wystąpi, w live data widać dokładnie, jak sterownik reaguje odpowiednio na sygnał z sondy, jest sinusoida)
Oczywiście te 3,5 tys nie jest sztywną granicą, czasem ecu "nadąża" za sondą aż do 3900 obrotów a czasem już przy 3400 jest problem.
Sam problem wygląda tak, że mimo, iż na multimetrze i samej sondzie jest stan wysoki, to ECU widzi jakieś falowanie w zakresie 0,4-0,55V~ i od tego rzekomego falowania wprowadza minimalne korekty.
Szukałem przy okazji problemów związanych z ekranem przewodu z sondy - jednak tu też nic nie jest podejrzane, fabryczny ekran jest, poprawnie wpięty w masę z jednej strony, brak uszkodzeń.

kajron wrote:

jedyny problem jest gdy dostaje przerwy i generuje błąd .Proponuję rozwiązanie z wymianą przewodów z poprzedniego wpisu ,skoro sonda nowa ,rzuć nowe przewody prowizorycznie z sondy do modułu ,starczą sygnałowe i zobacz ,niemniej sadzę że takie spadki nie mają większego wpływu ,raczej istotne jest by dawała impulsy a nie ciągłą wartość.

Ten sterownik nie sprawdza w żaden sposób grzałki, jest ona tylko zasilana z przekaznika pompy paliwa. Odpiecie grzalki w zaden sposob nie jest zauwazone przez ECU.
Probowalem, nowy przewod od sondy do samego pinu w ecu, poprowadzony poza samochodem (żeby eliminować ewentualne zaklocenia, tak odpinając fabryczny przewód jak i probowałem z "dublowaniem" przewodu) - efekt - brak zmian. Proba ze zdjętym paskiem alternatora (on mógłby "siać" zakłocenia) - również bez efektu.
Przykładowo na wolnych obrotach czy przy jeździe do 3,5 tys rysuje ładną sinusoidę, z tym, że wciąż zaniżone jest napięcie o te wspomniane 0,2V czy 0,25V~


Sprobuję w tym tygodniu zbudować ten wyżej wspomniany układ na LM358 i zobaczę jak ECU na to zareaguje, bo pasowaloby mi wzmocnienie tego sygnalu, wydaje mi sie, ze to powinno wystarczyc - w mysl tego, ze ze wzrostem obrotow przelacznie stanow wysoki-niski nastepuje szybciej i szczytowe napiecie jest odrobine nizsze.

Lwpek wrote:

Silnik pracuje idealnie, spalanie w normie

Lwpek wrote:

błędów nie ma

Na kilku sondach i na trzech ECU było tak samo, przewody wymieniane - bez rezultatu, to znaczy, że tak ma być. Nie przejmował bym się 30-to letnim silnikiem i jego sterowaniem. Skoro pracuje idealnie, a błąd sondy pojawia się sporadycznie to daj sobie z tym spokój.

Pyzaczek wrote:

Na kilku sondach i na trzech ECU było tak samo, przewody wymieniane - bez rezultatu, to znaczy, że tak ma być. Nie przejmował bym się 30-to letnim silnikiem i jego sterowaniem. Skoro pracuje idealnie, a błąd sondy pojawia się sporadycznie to daj sobie z tym spokój.

Gdyby nie to, że u innych użytkowników takiej jednostki zwykle takiego problemu nie ma (przynajmniej nie u wszystkich) to tak bym zrobił. Koszt tego na LM358 jest groszowy, a może uda się coś zdziałać.
Ekonomia przy ponad 120km/h jednak leci na łeb przy aktualnym stanie rzeczy i szukam czegoś, żeby to zmienić

Lwpek wrote:

Ekonomia przy ponad 120km/h jednak leci na łeb przy aktualnym stanie rzeczy i szukam czegoś, żeby to zmienić

Przy 120 ekonomia zawsze leci. Zastanów się: Napięcie na sondzie zależy od trzech elementów: komputera (ECU), samej sondy oraz przewodów łączących te dwa elementy. Skoro wszystkie trzy elementy były wymieniane (podstawiane) i zawsze jest tak samo, to tak ma być. Chyba, że wszystkie podstawiane elementy były uszkodzone.

Jednak wolałbym, żeby dalej pracował na prawidłowej mieszance a nie na nieokreślono-bogatej.
Możliwe, ze wszyskie ECU były uszkodzone w ten/taki sam sposób. Ale zamiast wydawać kolejne 100zł na kolejny ECU sprobuje jednak zastosowac tego LM358

Druga sprawa, że taki stan rzeczy utrudnia a nawet uniemożliwia poprawne wystrojenie instalacji LPG na tych obrotach.

Chciałbym gorąco podziękować _jta_ za podpowiedzi.
Prosty układ (podany powyżej, dołożyłem za radą RitterX kondensator między zasilanie i masę, żeby ustabilizować pracę) oparty na tym LM358 działa idealnie. Jak na drugim rysunku na wyjściu jest zastosowany 1kOm oraz szeregowo 2x 1n400x celem zabezpieczenia przed napięciem powyżej 1,4V które mogłoby dojść do ECU.

ECU aż do końca pętli zamkniętej (pracy ze sprzężeniem zwrotnym z sondy lambda, czyli reagowaniu składem mieszanki na sygnał z sondy) która trwa do ok. 4500rpm idealnie interpretuje napięcie z sondy (podwyższone o ok. 1.2*) i nie ma miejsca to opisywane "gubienie się."
Jeszcze raz dziękuję wszystkim którzy podsunęli to rozwiązanie i wypowiedzieli się w temacie