Forum: Fahrzeugelektronik Servo für Zwischengas an Drosselklappe


von Sandro (s4mtm)


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Hallo Zusammen

Mein Projekt:
An einem Motorradmotor mit Mechanischem Gaszug möchte ich einen Servo 
anbringen der die Drosselklappe per Knopfdruck möglichst schnell kurz 
öffnet. Die Schliessung erfolgt dabei über die Federkraft der 
Drosselklappe. Das ganze passiert im lastfreien Zustand und wird manuell 
betätigt. Wie weit sich die Drosselklappe öffnen soll, ist noch nicht 
klar und muss angepasst werden können. Ich gehe davon aus dass die 
Öffnung ca. 25-35° sein wird.

Meine Fragen:
Was für ein Servo kommt in frage?
Wie steuere ich das am einfachsten?
Wie erreiche ich ein möglichst schnelle bewegung vom 0° auf ca 30° und 
wieder auf 0°?

Kurz zu mir:
-Ich bin gelernter KFZ Mechatroniker
-Seit 10 Jahren in der IT Branche
-Keine Programier Erfahrung

Ich Dank euch bereits jetzt für eure Ideen, Tips, Unterstützung, 
Hilfestellungen und vor allem für eure Zeit und Geduld.

Gruss Sandro

von Michael S. (the_mole)


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Du willst einen Blipper bauen?

Normalerweise bin ich eher der geht-nicht-gibts-nicht-Typ, aber bei 
KFZs, speziell bei Motorrädern:

Überleg dir gut was passiert wenn ein Teil - sei es HW oder SW - deiner 
Konstruktion versagt.

Bei älteren Autos wurde der Tempomat (Drosselklappen-Betätigung) über 
eine Unterdruckdose gesteuert, die über ein Ventil am Bremspedalschalter 
belüftet wird, um weiteres Gasgeben zu verhindern sobald man auf die 
Bremse steigt.

Auch gabs einfache Lösungen mit stromgesteuerten Getriebemotoren die 
elektromagnetisch auskuppeln konnten, ebenfalls über einen 
Bremspedalschalter (Öffner).

Am Besten schaust du dir als erstes an wie weit dein Gaszug betätigt 
werden muss und wieviel Kraft dafür nötig ist.

Ein Modellbau-Servo mit einem zusätzlichen Stahlkabel an der 
Drosselklappe kann evtl. schon eine gute Lösung sein. Die werden mit PWM 
angesteuert und haben meist 4.8V - 6V Betriebsspannung, also recht 
simpel im Schaltungs- und Programmieraufwand.

von Alexander (alecxs)


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Getriebemotor kommt eher nicht in Frage, da er wohl stromlos nur über 
Federkraft mechanisch rückstellbar sein sollte. Beim Anlasser ist das 
Auskuppeln ganz gut gelöst, vielleicht kann man ja sowas nachbauen?

: Bearbeitet durch User
von Sandro (s4mtm)


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Michael S. schrieb:
> Du willst einen Blipper bauen?
>
> Normalerweise bin ich eher der geht-nicht-gibts-nicht-Typ, aber bei
> KFZs, speziell bei Motorrädern:
>
> Überleg dir gut was passiert wenn ein Teil - sei es HW oder SW - deiner
> Konstruktion versagt.
>
> Bei älteren Autos wurde der Tempomat (Drosselklappen-Betätigung) über
> eine Unterdruckdose gesteuert, die über ein Ventil am Bremspedalschalter
> belüftet wird, um weiteres Gasgeben zu verhindern sobald man auf die
> Bremse steigt.
>
> Auch gabs einfache Lösungen mit stromgesteuerten Getriebemotoren die
> elektromagnetisch auskuppeln konnten, ebenfalls über einen
> Bremspedalschalter (Öffner).
>
> Am Besten schaust du dir als erstes an wie weit dein Gaszug betätigt
> werden muss und wieviel Kraft dafür nötig ist.
>
> Ein Modellbau-Servo mit einem zusätzlichen Stahlkabel an der
> Drosselklappe kann evtl. schon eine gute Lösung sein. Die werden mit PWM
> angesteuert und haben meist 4.8V - 6V Betriebsspannung, also recht
> simpel im Schaltungs- und Programmieraufwand.

Hallo Michael
Danke für deine Antwort.

Ich möchte ein halbautomatischen Blipper bauen. Heisst beim 
Runterschalten Kuppeln, Zwischengas per Knopfdruck und wieder ein 
Kuppeln.

Der Motorrad Motor sitzt in einem Auto, das Getriebe ist Sequentiell. 
Das Fahrzeug wird nicht im Straßenverkehr bewegt.

Im Störungsfall würde ich einfach auskuppeln und den Notaus betätigen.

Zu deinem Vorschlag mit dem Servo und Stahlkabel, genau so habe ich mich 
das im Kopf zusammen gemacht.

Gruss Sandro

Beitrag #7652553 wurde vom Autor gelöscht.
von Achim M. (minifloat)


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Michael S. schrieb:
> Am Besten schaust du dir als erstes an wie weit dein Gaszug betätigt
> werden muss und wieviel Kraft dafür nötig ist.

Könnte ja auch mit einem fetten Elektromagneten funktionieren. Der geht 
bei absichtlichem oder unabsichtlichen Stromausfall dann von selbst in 
seine Ausgangslage, wenn Federbelastet.

Für mechanische Funktionssicherheit zwei Rückholfedern einbauen, von 
denen eine die nötige Rückstellkraft aufbringen kann. Doppelte Federn 
sind z.B. bei Mopeds seit geraumer Zeit für Seiten- und Hauptständer 
vorgeschrieben.

mfg mf

von Manfred P. (pruckelfred)


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Sandro schrieb:
> Kurz zu mir:
> -Ich bin gelernter KFZ Mechatroniker

Also OBD-Tester anklemmen und gemäß Herstellertabelle Teile tauschen.

Achim M. schrieb:
> Für mechanische Funktionssicherheit zwei Rückholfedern einbauen, von
> denen eine die nötige Rückstellkraft aufbringen kann.

Motorräder haben seit über 40 Jahren zwei Gaszüge. Wenn die Rückholfeder 
bricht, zieht der zweite Zug die Klappe zurück.

> Doppelte Federn
> sind z.B. bei Mopeds seit geraumer Zeit für Seiten- und Hauptständer
> vorgeschrieben.

Tut nichts zur Sache, aber seit locker 50 Jahren in Deutschland.

von Michael S. (the_mole)


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Manfred P. schrieb:
> Motorräder haben seit über 40 Jahren zwei Gaszüge.

Mein 25 Jahre altes Motorrad hat davon noch nichts gehört.
Obendrein ist dein Post nicht sachdienlich.

Achim M. schrieb:
> Könnte ja auch mit einem fetten Elektromagneten funktionieren. Der geht
> bei absichtlichem oder unabsichtlichen Stromausfall dann von selbst in
> seine Ausgangslage, wenn Federbelastet.

Das könnte gehen, Der E-Magnet hat aber eine exponentielle Kraft-Weg- 
Kennlinie. Wird also schwierig damit genaue Klappenöffnungen zu 
erreichen die sich von "etwas offen" und "geschlossen" unterscheiden.

Sandro schrieb:
> Der Motorrad Motor sitzt in einem Auto, das Getriebe ist Sequentiell.
> Das Fahrzeug wird nicht im Straßenverkehr bewegt.

Gut da habe ich weniger Sicherheitsbedenken.

Der Blipper sollte die richtige Motordrehzahl schnell erreichen. Und die 
ist für jede Geschwindigkeit anders, also muss die Klappe in jedem Gang 
und für die aktuelle Geschwindigkeit passend geöffnet sein.

Was dazukommt, ohne Last hängt die Drehzahl auch vom Bremsmoment des 
Motors ab, und das variert stark mit der Öltemperatur. Wobei das 
vermutlich vernachlässigbar sein wird...

Die Schaltvorgänge würde ich im Programm mitzählen, so weisst du immer 
welcher Gang als nächstes eingelegt werden sollte, wenn du in einem 
bekannten Gang startest.
Dazu müsstest du aber die Hochschaltvorgänge auch erfassen.

Alternativ: Gang aus Motordrehzahl und Geschwindigkeitssignal errechnen. 
Bei Knopfdruck ist der nächst niedrigere Gang relevant.
Ist aber nicht ganz trivial, hab nämlich Erfahrung damit.

Wenn du nun den Gang kennst den du bei Knopfdruck als nächstes einlegen 
möchtest, kannst du dann über einen simplen Faktor für jeden Gang, aus 
dem Geschwindigkeitssignal die passende Motordrehzahl berechnen.

Und die benötigte Drosselklappenöffnung kannst du grob über die 
Motordrehzahl errechnen, den Zusammenhang müsstest du halt experimentell 
ermitteln. Wird wahrscheinlich annähernd linear sein.

So würde ich es softwareseitig machen, aber ich denke da liegt noch ein 
wenig Arbeit vor dir ;)

PS:
Als Erfahrungswert, mein Quickshifter am Bike (nur hoch) hat ungefähr 
150h Entwicklungszeit (Platine, Sensor, Programmierung) plus regelmäßige 
Fahrversuche über ein Jahr / 6000 km verschlungen, bis alles perfekt 
funktioniert hat.

von Roland E. (roland0815)


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Da wäre es wohl einfacher, den Motor auf E-Gas umzubauen und die 
Drosselklappe über den Bus kurz auf zu ziehen...

Rein Mechanisch müsste irgendwo eine Verkürzung im Gaszug um X mm 
realisiert werden, damit das in jeder Lebenslage funktioniert. Die 
Mechanik eines Tempomaten bietet sich dafür durchaus an.
Die Drosselklappe mit einem E-Magnet auf zu knallen könnte aber auch 
Nebenwirkungen haben. Wenn das zu schnell geht, kippt die 
Beschleunigungspumpe den kompletten Sprit fürs angasen in den Ansaugtakt 
für einen Zylinder, und die restlichen magern dann ab...

von Thomas F. (igel)


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Manfred P. schrieb:
> Motorräder haben seit über 40 Jahren zwei Gaszüge. Wenn die Rückholfeder
> bricht, zieht der zweite Zug die Klappe zurück.

Die meisten Motorräder die ich kenne haben das definitiv nicht.

von Michael B. (laberkopp)


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Sandro schrieb:
> möglichst schnell

Sandro schrieb:
> Was für ein Servo kommt in frage

Ein voice coil Antrieb, wie er in Festplatten verbaut ist um den 
Kopfträger zu bewegen.

Braucht nur kurz Strom, nimmt man den Strom weg, ist die Drosselklappe 
wieder frei.

Die Frage ist, wie leichtgängig die Drosselklappe mit ihrer Rückholfeder 
ist

von Wendels B. (wendelsberg)


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Sandro schrieb:
> Drosselklappe per Knopfdruck möglichst schnell kurz
> öffnet. Die Schliessung erfolgt dabei über die Federkraft der
> Drosselklappe. Das ganze passiert im lastfreien Zustand und wird manuell
> betätigt.

Und dient im wesentlichen dazu, noch mehr Laerm zu erzeugen.

von Marcel V. (mavin)


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Wendels B. schrieb:
> Und dient im wesentlichen dazu, noch mehr Laerm zu erzeugen.

Genauso blöd habe ich auch erst geguckt, aber im Nachhinein finde ich 
das Bastelprojekt wiederum trotzdem gut. Den Lärm muss er selbst 
aushalten und das Fahrzeug wird nicht auf öffentlichen Straßen bewegt!

Die Idee von Michael S. ist zwar die Schönste, ist aber nicht mal eben 
an einem Nachmittag erledigt.

Eine sukzessive Steigerung des Aufwands macht nicht nur am meisten Spaß, 
sondern bietet hier auch den größten Lerneffekt.

von Sandro (s4mtm)


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Hallo Wendels und Marcel

Danke für euren Beitrag.

Das Ganze hat einen rein technischen Grund.

Wenn man vor einer Kurve bremst und dabei auf die Kupplung tritt um 
mehrere Gänge runter zu schalten, fällt dabei der Motor in den Leerlauf, 
Kuppelt man nun relativ zügig ein ohne die Motordrehzahl zu erhöhen, 
wird der Motor über den Antriebsstrang durch den Kraftschluss der 
Kupplung hochgedreht auf die Drehzahl die der Motor bei der gefahren 
Geschwindigkeit und dem entsprechend Gang normalerweise hat.

Damit dies nicht passiert und der daraus resultierende Verschleiss an 
diversen Komponenten maximal minimiert werden kann möchte ich eben diese 
Unterstützung bauen.

Ich weiss das man das auch mit Fahrtechnik realisieren kann, dies ist 
aber in diesem Fahrzeug fast nicht möglich.

Gruss Sandro

von Rolf (rolf22)


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Sandro schrieb:
> Wenn man vor einer Kurve bremst und dabei auf die Kupplung tritt um
> mehrere Gänge runter zu schalten, fällt dabei der Motor in den Leerlauf,
> Kuppelt man nun relativ zügig ein ohne die Motordrehzahl zu erhöhen,
> wird der Motor über den Antriebsstrang durch den Kraftschluss der
> Kupplung hochgedreht

Aber vor dem Einkuppeln muss man ja den kleineren Gang einlegen, und da 
kracht das Getriebe wegen der Drehzahldifferenz ziemlich übel, wenn es 
keine Synchronringe o. Ä. hat. So war das früher u. a. beim VW-Käfer in 
der Billig-Version; wer das mit dem Zwischengas nicht beherrscht hat, 
konnte kaum "unauffällig" runterschalten und die kleinen Jungs am 
Straßenrand zeigten ihm einen Vogel. :-)

Es gab da auch einen Rennfahrertrick, genannt Spitzhacke. Mit Karacho 
auf die Kurve zu fahren, erst im letzten Moment bremsen und gleichzeitig 
runterschalten, um sofort nach der Kurve wieder beschleunigen zu können. 
Mit dem Hacken auf der Bremse, gleichzeitig mit der Fußspitze dosiert(!) 
Zwischengas geben. Und beides abgestimmt auf die Kupplungsbetätigung.
Da war man Künstler, heute frickelt man das elektronisch, wie ich lese. 
:-)

: Bearbeitet durch User
von Nils B. (hbquax)


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Eigentlich müsste man doch geeignete Servomotoren an den Drosselklappen 
anderer Autos finden (Schrottplatz).

von Wastl (hartundweichware)


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Rolf schrieb:
> Aber vor dem Einkuppeln muss man ja den kleineren Gang einlegen, und da
> kracht das Getriebe wegen der Drehzahldifferenz ziemlich übel, wenn es
> keine Synchronringe o. Ä. hat.

Aus einzig allein diesem Grund ist dieses gesamte Projekt eine
tolle Schnapsidee, die - wenn jemals realisiert - einen Riesen-
aufwand bedeuted und absolut nichts bringt. Ausser vielleich ein
paar massive Getriebeschäden. Da das Getriebe ja im Motor drin-
steckt kann auch gleich der Motor mit hinüber gehen.

Ich sag's nochmal: Schnapsidee.

von Peter (wokinloksar)


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Manfred P. schrieb:
> Motorräder haben seit über 40 Jahren zwei Gaszüge. Wenn die Rückholfeder
> bricht, zieht der zweite Zug die Klappe zurück.

Komisch, das haben meine Motorräder leider nicht mitbekommen.
Allerdings hatte meine Güllepumpe tatsächlich zwei, das half, als der 
eigentliche Gaszug nachts in Südspanien riss. Den Schliesser auf den 
Öffner ummontiert, festgestellt, dass die Feder keineswegs das Gas ganz 
zurückzieht und noch Teile eines Hosengummis eingebaut.

Im Stand getestet, mir eingeprägt, dass nun das Gasgeben umgekehrt 
funktioniert. Vom Pannenparkplatz mit U-Turn losgefahren, im Reflex 
Maschine mit Gasgeben wieder aufgerichtet und natürlich prompt auf die 
Schnauze geflogen.

Die Heimfahrt war danach aber problemlos möglich, das Unterbewusstsein 
war nach der Aktion auch trainiert.

: Bearbeitet durch User
von Thomas R. (thomasr)


Angehängte Dateien:

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Wie groß darf der Aktuator denn sein? Im Kfz. Bereich werden seit vielen 
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