Ritardare la commutazione a GPL con climi freddi

Ottimizzazione del sistema di gestione motore: un approccio sperimentale con Arduino

Introduzione

Il presente lavoro descrive un'implementazione sperimentale volta a ottimizzare il comportamento di un veicolo a doppia alimentazione (benzina/GPL), come la mia Ford Fiesta del 2020, bi-fuel. In particolare, si è affrontato il problema della commutazione prematura al GPL in condizioni di basse temperature ambientali, un fenomeno comune che può influire negativamente sulle prestazioni del motore, specie durante i primi km di percorrenza quando fa freddo.

Materiali e metodi

Piattaforma hardware: Arduino Nano, montato su un breakout MAK-NANO2RL-107, acquistata in kit su eBay. Questa scelta è ricaduta sulla sua compattezza e sulla flessibilità offerta dalla breakout, permettendo una rapida prototipazione.
Sensore di temperatura: È stato utilizzato il sensore di temperatura NTC integrato nel sistema di gestione del motore, che quando non è connesso alla centralina, viene ugualmente letto da Arduino.
Resistore: Un resistore da 47 kohm è stato impiegato per simulare una temperatura più bassa, ingannando così la centralina elettronica che contiuna a mantenere l'alimentazione a benzina.
Watchdog: Un modulo WATCHDOG32, anch'esso acquistato su eBay, è stato integrato per garantire la stabilità del sistema e prevenire eventuali blocchi.

Metodologia

Analisi del problema: È stata inizialmente condotta un'analisi del comportamento del sistema di gestione motore nelle diverse condizioni operative, con particolare attenzione alla fase di riscaldamento e alla commutazione al GPL, rilevando le tensioni sull'NTC, e la relativa resistenza.
Progettazione del circuito: È stato progettato un circuito elettronico basato su Arduino, in grado di leggere la temperatura del motore, confrontare il valore con una soglia predefinita ed impostata su un trimmer per facilitare piccole variazioni, e comandare la commutazione al GPL solo al raggiungimento di tale soglia.
Sviluppo del software: È stato sviluppato un programma per Arduino che implementa l'algoritmo di controllo della temperatura e gestisce l'interfaccia con i componenti hardware.
Realizzazione del prototipo: Il circuito è stato realizzato su un kit breakout MAK-NANO2RL-107, prestando particolare attenzione alla corretta connessione dei componenti e all'isolamento elettrico.
Test e taratura: Il prototipo è stato sottoposto a numerosi test in diverse condizioni operative, al fine di verificarne il corretto funzionamento e tarare i parametri del sistema.
Installazione a bordo: Una volta validato il prototipo, è stato installato a bordo del veicolo, integrandolo nel circuito originale.

Risultati

I risultati ottenuti hanno mostrato la scomparsa totale del problema a freddo, con l'elimiazione commutazione prematura al GPL e un conseguente aumento dell'efficienza.

Conclusioni

L'esperimento ha dimostrato come Arduino possa essere utilizzato per realizzare soluzioni personalizzate e innovative per ottimizzare il funzionamento dei veicoli. L'approccio sperimentale adottato ha permesso di sviluppare un sistema flessibile e adattabile a diverse esigenze.
So che è vietato manomettere i dispositivi delle auto, perchè tutti i componenti devono essere omologati, ma ho voluto fare tutto questo a scopo sperimentale e didattico, per scoprire quali problematiche nascono da una idea, fino alla realizzazione reale. Il circuito è stato provato prima con un prototipo filato, poi messo in bella copia con il breakout MAK-NANO2RL-107, e poi smontato dalla mia autovettura, e lo utilizzrò sicuramente per qualcos'altro.

Tutti i dettagli del progetto, e lo sketch li trovate su https://www.hackster.io/pautax/delay-switching-to-lpg-with-arduino-nano-9524cf