Kun rakennat kilpa-, drift- tai ratakäyttöön autoa, PDM sulakerasian korvaajaksi autoon voi poistaa yhden projektin yleisimmistä heikoista kohdista: releistä, sulakkeista ja jatkoliitoksista kasvaneen sähkökeskuksen. Hyvin toteutettu PDM-järjestelmä tekee johtosarjasta selkeämmän, vähentää kontaktivikoja ja antaa mahdollisuuden hallita sähkökuormia moottorinohjauksen, CAN-väylän ja ajotilojen kautta.
PDM ei silti ole automaattinen päivitys jokaiseen katuautoon. Jos autossa on muutama lisävalo, sähköflekti ja perinteinen ruiskuboksi, laadukas sulakerasia voi olla järkevin, nopein ja edullisin ratkaisu. Kun taas johtosarja rakennetaan uusiksi, autossa on Link ECU- tai ECUMaster-ohjaus, useita pumppuja, flektejä, venttiileitä ja moottoriurheilukäytön vaatimuksia, PDM alkaa olla perusteltu osa kokonaisuutta.
Mitä PDM korvaa ja mitä se ei korvaa?
PDM eli Power Distribution Module tai PMU on ohjelmoitava virranjakoyksikkö. Se korvaa tyypillisesti sulakkeet ja releet niissä kuormissa, joita yksikön puolijohdelähdöt voivat ohjata. Kanavalle määritetään nimellisvirta, laukaisukäyrä, käynnistysviive, kytkentälogiikka ja tarvittaessa PWM-ohjaus. Ylikuormitustilanteessa kanava katkaisee virran ohjelmoidun rajan mukaisesti, ja sen voi palauttaa käyttöön ilman sulakkeen vaihtamista.
Tavallinen toteutus sisältää pääsyötön akulta tai päävirtakatkaisijalta PDM:lle, PDM:n lähdöt kuormille sekä pienvirtaiset kytkin-, anturi- tai CAN-tulot. Ohjaamossa ei silloin tarvitse kierrättää suuria virtoja katkaisijoiden kautta. Katkaisija voi olla vain PDM:n digitaalinen tulo, ja varsinainen kuorman ohjaus tapahtuu sähkökeskuksessa.
PDM ei kuitenkaan yleensä korvaa kaikkea. Starttimoottorin päävirta, laturin B+-kaapeli, vinssi ja muut erittäin suurivirtaiset kuormat vaativat usein oman kaapelointinsa, kontaktorin, sulakkeen tai katkaisijan. Myös akun lähelle sijoitettu pääsulake on edelleen olennainen suoja kaapelille, joka syöttää PDM:ää. PDM suojaa lähtökanaviaan, mutta se ei voi korjata väärin mitoitettua pääsyöttöä tai huonoa akkuliitosta.
Milloin PDM sulakerasian korvaajaksi autoon on oikea valinta?
PDM tuo eniten hyötyä silloin, kun sähköjärjestelmää ei enää rakenneta tehdasjohtosarjan ehdoilla. Moottorinvaihto, täysi wire-in ECU -asennus, kilpa-auton uusi kojelauta tai kokonaan uudelleen tehtävä etu- ja takajohtosarja ovat luontevia hetkiä siirtyä ohjelmoitavaan virranjakoon.
Drift-autossa PDM:n vahvuus näkyy erityisesti tärinässä, lämmössä ja nopeassa vianhaussa. Kun flekti, polttoainepumput, jäähdytysnesteen kiertopumppu, valot ja lisälaitteet on nimetty ohjelmistossa kanavittain, näet heti mikä lähtö on ylivirtatilassa. Sulakerasian kanssa sama vika voi tarkoittaa palaneen sulakkeen etsimistä, releiden vaihtelua ja epävarmuutta siitä, onko syy kuormassa, johdossa vai kontaktissa.
Rata-autossa voidaan rakentaa myös eri ajotiloja. Esimerkiksi sadetilassa voidaan rajoittaa lisäkuormia, varikkotilassa sallia flektien jälkikäynti ja käynnistyksen aikana pudottaa hetkellisesti muita kuluttajia pois. CAN-väylään kytketty PDM voi vastaanottaa tietoa ECU:lta, kuten moottorin käyntitilan, öljynpaineen, moottorin lämpötilan tai kierrosluvun. Tämän perusteella voidaan ohjata kuormia ilman erillistä relelogiikkaa.
Katuautossa hyöty riippuu tavoitteesta. Jos haluat siistin, helposti huollettavan ja laajennettavan sähköjärjestelmän esimerkiksi turbo- tai moottorinvaihtoprojektiin, PDM on teknisesti vahva ratkaisu. Jos taas tavoitteena on vain saada yksi lisäpumppu tai flekti toimimaan, ohjelmoitava virranjako on helposti ylimitoitettu investointi.
Kanavamäärä ja virrankesto ratkaisevat enemmän kuin logo
PDM:ää ei kannata valita pelkän lähtömäärän perusteella. Ensin listataan kaikki kuormat, niiden jatkuva virta, käynnistysvirta ja ohjaustapa. Sähköflekti voi ottaa käynnistyessään selvästi enemmän virtaa kuin normaalissa pyörinnässä. Polttoainepumppu, lämmitettävä lambda, ajovalot, pyyhkijät, jäähdytyspumppu, solenoidit ja kojelaite tarvitsevat kukin oman arvionsa.
Jätä kanavia myös varalle. Rakennusvaiheessa järjestelmässä on usein vain välttämättömät kuluttajat, mutta myöhemmin mukaan tulee esimerkiksi lisäpumppu, tasauspyörästön jäähdytin, videolaitteisto, lisävalot tai sähköinen tehostin. Yksi vapaa lähtö on halpa verrattuna siihen, että koko sähkökeskus joudutaan vaihtamaan tai tekemään erillinen lisärelerasia.
Kaikkia kuormia ei tarvitse erotella omalle kanavalleen, mutta kriittiset toiminnot kannattaa pitää erillään. Polttoainepumppua ei yleensä haluta samaan lähtöön flektin kanssa, koska yhden kuorman oikosulku ei saa sammuttaa moottoria. Samasta syystä ECU:n, PDM:n ohjausvirran ja moottorin tärkeimpien anturijärjestelmien syötöt suunnitellaan niin, että vikojen vaikutusalue jää mahdollisimman pieneksi.
Johtosarjan suunnittelu ratkaisee luotettavuuden
PDM ei tee huonosta johtosarjasta hyvää. Se vain korvaa releet ja sulakkeet älykkäämmällä tavalla. Kaapelipoikkipinnat, liittimet, vedonpoistot, maadoitukset ja reititys on suunniteltava yhtä tarkasti kuin perinteisessä järjestelmässä.
Sijoita PDM kuivaan, huollettavaan paikkaan ja pidä huomio samalla lämpökuormassa. Kilpa-auton kojelaudan taakse asennettu yksikkö voi olla hyvin suojassa, mutta jos lähellä kulkee lämmityslaitteen kanavia, turbon lämpöä tai kosteutta tuovia läpivientejä, sijoitus kannattaa arvioida uudelleen. PDM:n ympärille pitää myös jättää tilaa liittimille, huollolle ja mahdolliselle diagnostiikalle.
Maadoitukset ovat erityisen tärkeät. Suuret kuormat tarvitsevat tarkoituksenmukaiset runko- tai moottorimaat, eikä niiden paluuvirtaa pidä pakottaa kulkemaan ECU:n tai mittariston herkän maadoituksen kautta. ECU:n anturimaa, tehomaat ja korimaat rakennetaan suunnitelmallisesti. Huono maadoitus voi näyttää ohjelmistossa PDM-vialta, vaikka todellinen ongelma on jännitehäviö kaapelissa tai liitoksessa.
Käytä myös kuormakohtaista merkintää. Kun johdot, liittimet ja PDM-kanavat ovat dokumentoituja, auton sähkövika ei ole arvailua varikolla. Tämä korostuu etenkin silloin, kun autoa huoltaa joku muu kuin alkuperäinen rakentaja.
Ohjelmointi on osa asennusta, ei viimeinen lisätyö
PDM:n fyysinen asennus on vasta puolet työstä. Jokaiselle lähdölle määritetään virraraja ja käyttäytyminen vikatilanteessa. Liian pieni raja aiheuttaa turhia laukaisuja esimerkiksi flektin käynnistyessä. Liian suuri raja voi päästää kaapelin tai liittimen lämpenemään ennen kuin suojaus reagoi.
Hyvä käytäntö on mitata kuorman todellinen virta, huomioida käynnistyspiikki ja asettaa kanavalle järkevä viive. Flektin tai pumpun hetkellinen käynnistysvirta ei ole sama asia kuin jatkuva oikosulku. PWM-ohjattavissa lähdöissä voidaan lisäksi säätää esimerkiksi flektin nopeutta lämpötilan mukaan, jos valittu kuorma ja lähtötyyppi soveltuvat siihen.
Turvallisuuslogiikka kannattaa miettiä etukäteen. Jos öljynpaine katoaa moottorin käydessä, halutaanko PDM:n katkaisevan polttoainepumput heti, viiveellä vai ainoastaan antavan hälytyksen? Jos ECU menettää CAN-yhteyden, jäävätkö flektit päälle varatilassa? Nämä päätökset riippuvat autosta, käyttötavasta ja siitä, mitä muita suojauksia ECU:ssa on käytössä.
Tyypilliset virheet PDM-projektissa
Yleisin virhe on ajatella PDM:ää pelkkänä digitaalisena sulakerasiana. Tällöin hankitaan yksikkö, mutta kanavat loppuvat kesken, pääsyöttö mitoitetaan puutteellisesti tai ohjelmointi jätetään oletusarvoille. Toinen tavallinen ongelma on se, että kaikki lisälaitteet kytketään yhden suuren kanavan taakse. Se säästää lähtöjä, mutta heikentää vikojen erottelua ja voi tehdä yhden liittimen viasta koko auton ongelman.
Myös kytkinten logiikka kannattaa päättää ennen johtosarjan valmistusta. Tarvitaanko hetkellinen painonappi, lukittuva katkaisija, starttipainike, CAN-näppäimistö vai ECU:n ohjaama automatiikka? Kun tieto- ja virtapuoli suunnitellaan samalla kertaa, vältytään turhilta välireleiltä ja kojelaudan uusilta purkamisilta.
Pohjoisen käytössä kannattaa huomioida lisäksi akun kunto, kylmäkäynnistys ja kosteudenhallinta. PDM:n lepotila, herätelogiikka ja jatkuvat kuluttajat vaikuttavat siihen, kuinka nopeasti akku tyhjenee seisovassa autossa. Rata- tai harrasteauto, jota käytetään harvoin, hyötyy selkeästä päävirtaratkaisusta ja dokumentoidusta käynnistysjärjestyksestä.
Kun projekti vaatii uuden moottorijohtosarjan, CAN-laitteiden integroinnin ja sähkökeskuksen alusta asti, PDM kannattaa suunnitella samaan pöytään ECU:n ja muun kaapeloinnin kanssa. Silloin järjestelmästä tulee huollettava kokonaisuus eikä kallis lisälaite vanhan sulakerasian vierelle.
