Diskussion:Entwicklung eines Motorsteuergerätes für den Trabant
Klasse Projekt! Endlich mal keine CNC Steuerung oder Wordclock.
Ich schließe mich dem Vorredner an, tolles Projekt - sowas in der Art wollte ich für meine Yamaha XT 600 Bj. 90 auch schonmal angehen. Bis jetzt hab ich die Einschweißmuffe für die Lamdbasonde ... mehr noch nicht :( Aber was mich hauptsächlich interessiert: Wofür brauchst Du die angesaugte Luftmasse? Meiner Meinung nach ist das nur für Einspritzer relevant, weil die aus der Luftmasse und der Temperatur die Einspritzmenge herleiten. Beim Vergaser, den der Trabbi ja nunmal hat, bringt Dir der Messwert doch eigentlich nix - oder willst Du auf Einspritzer umbauen? Wenn ja, kennst Du "Megasquirt"? Eine Alternative zum Luftmassenmesser fällt mir noch ein: der MAP-Sensor - damit wird über den Saugrohrunterdruck die Luftmenge errechnet - oftmals günstiger zu haben, als ein LMM.
Weitere Ideen / Anmerkungen
Motorbremse: Eine Schubabschaltung läßt sich relativ leicht bewerkstelligen, wenn ein Drosselklappenpotentiometer und ein Leerlaufabschaltventil vorhanden ist, was aber bei diesem Vergaser fehlt... Du kannst ja die Zündung in der Schubphase abschalten, wenn Dich das Knallen bei Erreichen der Leerlaufdrehzahl nicht stört ;-) Haben wir bei der Armee dazumals manchmal gemacht, beim Ural hats dann manchmal den Schalldämpfer zerlegt...
Zündung: Warum Schließwinkelregelung? Warum nicht eine Hochfrequenzzündung a la Daimler / Bosch? Mit Kontaktabständen von 2-3 mm an den Zündkerzen, um magere Gemische sicher zünden zu können (oder E85 ???) oder das Kaltstartverhalten dahingehend zu verändern, den Choke nur wenig oder garnicht zu benötigen. Verrusste Zündkerzen sind kein Problem mehr etc. Also zur Abwechlung mal was Modernes.
Öldosierung: Wäre möglich, um das lästige Blaurauchverhalten einzuschränken. Da sehe ich auch ein Problem der Lambdamessung per Sonde. Es soll wohl nachteilig sein, die Sondenkeramik mit Öldämpfen zu bearbeiten...
Klopfsensor: Wozu? Das Signal ist aufwendig zu filtern und auszuwerten. Lausche mal mit einem Schraubenzieher hinter dem Ohr auf den Motorlauf eines Trabanten! Klappern der Drehschieber, Geräusche von Lüfter und Lichtmaschine etc -> das mußt Du alles sauber wegfiltern um ein Klopfereignis sicher erkennen zu können. Sinvoller ist aus meiner Sicht der Ansatz Klopferkennung per Ionenstrommessung -> geht auch per HF-Zündung. Geschickt ausgewertet, spart Dir eine Ionenstrommessung auch die Lasterfassung und die Lambdasonde.
Just my 2 Cents...
MfG Elux
Hallo Duselbaer,
danke für die Blumen. Beim Wettbewerb hat es trotzdem nur für Platz 10 von 12 Teilnehmern gereicht. Na was solls. Ich mach trotzdem weiter. :P
Den Luftmassenmesser habe ich vorgesehen, weil mich das einfach mal interessiert hat. Und ja, ich schließe nicht aus, mich auch mal mit dem Thema Einspritzung zu beschäftigen (steht auch im Artikel). Es ist ja naheliegend, wenn man schon ein tolles Steuergerät im Auto hat und sich mit der ganzen Thematik auseinander setzt, dann auch noch den Vergaser ganz durch eine schöne Einspritzsteuerung zu ersetzen. Aber das ist noch etwas zu weit in die Zukunft gegriffen. Ich muss mich dem Thema langsam annähern, sonst ist der Frustfaktor zu hoch. ;)
Die Megasquirt ist mir durchaus ein Begriff. Ich habe im Netz auch einen Forumsbeitrag gefunden, wo jemand damit eine Einspritzung für den Trabant realisiert hat. Aber wie im Projekt beschrieben ist nicht mein Ziel das ganze möglichst simpel und einfach zu erreichen, sondern alles selbst zu machen und viel bei zu lernen. Ist eben ein Hobby und ich tobe mich da etwas aus. Ist halt einfach zu spannend, als dass ich mich mit einer Fertiglösung zufrieden geben könnte. Saugrohrunterdrucksensor steht definitiv schon auf meiner Liste - wie im Artikel erwähnt. Das will ich auch mal ausprobieren.
Ich freue mich, dass hier scheinbar eine kleine Diskussion entsteht und begrüße jeden konstruktiven Beitrag. :)
Gruß, Felix
Hallo Elux,
vielen Dank für deine Ideen und Anregungen. Vieles davon ging mir auch schon durch den Kopf. Deine Idee der Motorbremse war mal in einer alten "Kraftfahrzeugtechnik"-Zeitschrift beschrieben. Das funktionierte wohl sehr gut. Solange ich aber noch den H1-1 Vergaser als Basis für die Gemischaufbereitung benutze, wird das wohl nix. Dieser Vergaser hat eben keinen Leerlaufvergaser den man einfach so abschalten kann. Da bleibt dann wirklich nurnoch die Zündung abzuschalten. Der Kraftstoff und damit die Schmierung sollte ja tunlichst weiterfließen. Das will ich zumindest mal ausprobieren. Ich denke, das Knallen beim wieder Zünden wird sich in Grenzen halten - aber das wird man nur ausprobieren können.
Langfristig wäre natürlich eine eigene Gemischaufbereitung toll. Dann kann man auch vorsehen die Drosselklappe komplett zu schließen. Das wäre dann wohl eine sehr schöne Motorbremse.
Zündung: Schließwinkelregelung? Soweit ich mich entsinne, habe ich nur was von variablen Ladezeiten der Zündspulen geschrieben. Einen Schließwinkel gibt es ja dank Hall-Geber garnicht mehr. Die sache mit der Mehrfachzündung ist sicher auch interessant, aber das lässt sich mit dem aktuellen Aufbau nicht realisieren. Dazu muss ich zunächst einen eigenen Hochspannungsteil bauen, bei dem sich beide Zündspulen getrennt steuern lassen. Das ist auch für variablen Ladezeiten notwendig. Das wird wohl noch etwas dauern - immerhin bin ich eigentlich kein Elektroniker. Aber ja, die Idee geisterte mir auch schon durch den Kopf. :)
Gruß, Felix
Schließwinkel
Hallo Felix,
"Soweit ich mich entsinne, habe ich nur was von variablen Ladezeiten der Zündspulen geschrieben..."
Der Schließwinkel ist "sozusagen" die Ladezeit. Ich schätze, Du meinst den Zündwinkel...
Wenn der Schließwinkel konstant ist (z.B. bei der Kontaktzündung), ist die Ladezeit variabel und umgedreht.
Die (Lade-) Schließzeit muss zu den Züdspulen passen: ist sie zu klein, wird die Hochspannung weniger; ist sie zu groß wird die Zündspule zu heiß. Daher hat jede moderne Zündspule "ihre persönliche Ladezeit".
Ja klar brauchst Du also einen eigenen Hochspannungsteil - so oder so.
Es gibt (z.B. bei älteren Japanern) fertige Zündendstufen, die den erheblich höheren Primärstrom moderner Zündspulen problemslos schalten können, für den Einsatz im Auto (und an einem µC!) konzipiert sind und "fürn Schmalen" entweder im Zubehör oder auf dem Schrott zu haben sind.
Eine andere Schiene wären (keine Ahnung, ob der Platz reicht...) Stabzündspulen aus der gleichen Quelle mit eingebauten Endstufen...
"Ich denke, das Knallen beim wieder Zünden wird sich in Grenzen halten..." Naja - hast ja einen Edelstahlauspuff...;-) Ich denke, das ist Murks und wird Dir recht schnell "auf den Zünder gehen".
MfG Elux
Hallo Elux,
Nix für Ungut, aber der Unterschied zwischen Ladezeit, Schließwinkel und Zündwinkel ist mir durchaus bewusst. Ein klein Wenig habe ich mich mit dem Thema ja schon auseinander gesetzt. ;)
Du hast schon recht, dass man auf der Zündungsseite noch richtig viel machen kann, wenn man die Schaltzeiten für die Zündspulen völlig frei wählen könnte. Das würde ich auch liebend gern sofort anpacken. Aber auch wenn es einfach klingt ein fertiges Zündmodul o.ä. zu benutzen zeigt mir meine Erfahrung, dass man mit jedem neuen Bauteil das man anfässt eben doch eine riesen Baustelle aufmacht. Es ist nunmal so, dass ich das Projekt als reines Hobby betreibe. Ich habe jede Woche ein paar Stunden dafür. Da muss man sich hier und da schon einschränken und kann nicht alles auf einmal machen. Ich habe viel darüber gelesen und ich habe auch ein paar Kompacktzündmodule und sogar welche von den erwähnten Stabzündspulen, die einfach oben auf die Kerzen gesteckt werden, im Keller liegen. Alles tolle Sachen, die ich auch sicher irgendwann mal ausprobiere. Aber Datenblätter dazu liegen auch nicht gerade vor meiner Haustür rum. Tatsächlich ist es sogar so, dass es meiner Erfahrung nach verdammt schwer ist, für solche Teile brauchbare Informationen zusammen zu tragen. Daher war mein erster Ansatz wie beschrieben einfach das Signal der originalen Zündung nach Bedarf zu verzögern. Dadurch bleibt der Kurbelwellenwinkel über den die Zündspulen geladen werden (bei Unterbrechern wäre das der Schließwinkel, bei einer kontaktlosen Zündung würde ich das eben nicht so nennen) eben mehr oder weniger konstant bei 180°. Je nach Drehzahl variiert dadurch die Ladezeit. Das ist sicher alles andere als ideal, aber wie gesagt habe ich diese Variante ganz bewusst als erste Realisierungsstufe gewählt. Die originalen Zündspulen kommen damit ja durchaus zurecht.
Ich wollte noch auf deine anderen beiden Anregungen eingehen:
Öldosierung: Das Thema ist besser bekannt als Getrenntschmierung. Es mag Hersteller geben, die dieses Verfahren sauber umgesetzt bekommen haben, aber ich will da lieber die Finger von lassen. Wenn da etwas schief geht, ist relativ unmittelbar der Motor hinüber. Man müsste daher sehr zuverlässig sicherstellen, dass jederzeit die richtige Menge Öl beigemischt wird. Wenn da nur einmal die entscheidende Düse verstopft ist, kann es das innerhalb von wenigen Kilometern gewesen sein. Und wie will man das jederzeit sicher erkennen? Auf der anderen Seite ist es so, dass bei korrekt vorgemischtem Benzin die Ölschmierung immer ausreichen müsste, solange der Motor noch läuft. Das Risiko ist hier deutlich niedriger. Aber wenn du da eine geniale Idee hast, dann immer her damit.
Im Übrigen ist es so, dass man bei gut eingestelltem Vergaser und dynamischen Zündzeitpunkt meiner Meinung nach fast nichts mehr von der blauen Fahne sieht. Klar nebelt der Motor ein klein wenig direkt nach dem Kaltstart. Das hat aber nix mit dem Öl zu tun und ist bei 4-Taktern auch nicht anders. Das Öl auf der Lambdasonde ist sicher nicht ideal, andere 2-Takter fahren aber auch problemlos mit Lambdasonden umher. Wir werden sehen.
Klopfsensor: Das mit der Ionenstrommessung habe ich auch mal gelesen. Aber ob das so viel einfacher ist, wage ich zu bezweifeln. Insgesamt ist das Thema Klopferkennung (egal welches Verfahren) ganz sicher nicht simpel. Bis ich den Luxus habe, mir darüber konkrete Gedanken machen zu können, vergehen aber sicher noch einige Monate. Erstmal müssen andere viel grundlegendere Sachen sauber funktionieren. ;)
Gruß, Felix
Hallo Felix,
Verstehe ;-)
"Aber Datenblätter dazu liegen auch nicht gerade vor meiner Haustür rum. Tatsächlich ist es sogar so, dass es meiner Erfahrung nach verdammt schwer ist, für solche Teile brauchbare Informationen zusammen zu tragen."
entschuldige, manchmal vergesse ich, wie schwer es für Leute außerhalb der Kfz-Branche ist an Daten zu kommen (Datenblätter habe ich i.d.R. aber auch nicht). Bezüglich z.B. der Zündspulen würde ich mir die gesuchten Daten einfach an einem OE Fahrzeug ausmessen...
Vergiss das mit der Öldosierung: Du hast recht, wenn Du bei Schubabschaltung längere Zeit fährst (z.B. länge Zeit bergab) geht der Motor fest mangels Schmierung. Ich denke, das Einzige, was man Kraftstoffseitig machen kann wäre: Vergaser fett einstellen und über ein Luftbypassventil i.V. mit den aktuellen Lambdawerten das Gemisch auf Lambda 1 halten, bei Bedarf (Beschleunigung etc) anfetten (also die Zusatzluft verringern). Cool ist, daß Du ja keinen KAT hast und das Gemisch also nicht pendeln muss.
Zündung: Ich denke, Du solltest dem Rat von Duselbaer folgen und auf einen Saugrohrdrucksensor ausweichen (da Du den HFM 5 ja schon hast: nimm doch mal die Signale bei verschiedenen Lastzuständen auf; ob man die wegen der geringeren Luftmasse sinnvoll auswerten kann?). Bezüglich Ionenstrommessung: sie Dir mal http://www.fahrzeug-elektrik.de/Ecce.htm an, da wird zumindest das Grundprizip erklärt. Die Schaltung an der Zündspule dazu ist einfach. Ich könnte mir das folgendermassen vorstellen: Zylinder A kommt in den (über Drehzahl und Last ermittelten) Zündzeitpunkt und ein Pin löst die Zündung aus. Danach startest Du einen ADC und sampelst den Ionenstrom mit. Das Flammfrontsignal schmeißt Du (zunächst) weg und der nächste Spitzenwert ist der Beginn des Klopfsignals. Ausgehend vom Spitzenwert können nur noch fallende Werte kommen; andernfalls hast Du eine klopfende Verbrennung und mußt drauf reagieren (üblicherweise 4 Grad später zünden). Bei einer erkannten klopenden Verbrennung startest Du außerdem einen Zähler der nach 50...100 klopffreien Verbrennungen den ZZP wieder nach vorn verschiebt (üblicherweise in 0,3...0,6 Grad Schritten). Das ginge dann in Richtung einer "adaptiven Klopfregelung"... Interessant wäre aber auch die Frage, ob der Trabantmotor aufgrund seiner ziemlich geringen Verdichtung überhaupt zum Klopfen neigt. Zum akustischen Klopfsensor: Es gibt bei Bosch extra einen Chip zur Auswertung des Signals... und https://www.mdt.tu-berlin.de/menue/forschung/abgeschlossene_forschungsprojekte/klopferkennung/ Bei der IAV gibts auch noch was über Klopferkennung...
Wie gesagt: Just my 2 Cents... ;-)
Grß Elux
PS: Die orginalen ZS des Trabant waren meiner Erinnerung nach bei Kontakt- und elektronischer Zündung gleich (die "Dicken"). Sie sind also primärseitig ziemlich hochohmig. Daher ist der Primärstrom relativ gering, mit alles daraus resultierenden Folgen...
Gruß Elux
Hallo Elux,
schau doch mal in meinen Artikel unter Zielsetzung Version 2. Da beschreibe ich genau dieses Konzept des fett eingestellten Vergasers mit geregeltem Bypass. Das wäre bei dem Vergaser wohl die einfachste Variante und man kann erstmal viel lernen. Das Thema Einspritzung kommt für mich erst in Frage, wenn das erfolgreich funktioniert. Wie gesagt, ich will kleine überschaubare Häppchen machen. :)
Saugrohrdrucksensor: Naja, ganz so weit bin ich eben noch nicht. Der HFM5 liegt hier und liefert schon ein paar Werte, aber ich muss ihn noch ins Fahrzeug einbauen und den Kabelbaum dafür basteln. Nen Saugrohrdrucksensor habe ich allerdings auch schon da. Ich will auf jeden Fall beides ausprobieren und mal sehen, womit man mehr anfangen kann. :)
Ionenstrommessung: Vielen Dank für den Link. Werde ich mir auf jeden Fall anschauen. :) Das klingt auch alles sehr vielversprechend und ich werde mich da auch rantasten. Allerdings bezweifle ich, dass die Signalauswertung so einfach ist, wie sie bei dir klingt. Rein theoretisch und vom Grundprinzip her wirst du schon recht haben. Die Praxis sieht aber vermutlich so aus, dass man mit dem ADC vom XMC (habs jetzt nicht nachgerechnet) garnicht so schnell sampeln kann, wie es für diese Auswertung notwendig wäre. Man hat außerdem auf jedem analogen Messwert ein Rauschen drauf. Aus beruflicher Erfahrung weiß ich, dass analoge Messwerte so gut wie immer Probleme verstecken, die man bei der oberflächlichen Betrachtung um Großenordnungen unterschätzt. Ich bin da äußerst vorsichtig mit dem Wort "einfach" geworden. :D Algorithmen, die auf solchen Daten richtig zuverlässig arbeiten sind zumeist garnicht so simpel. Das soll jetzt aber nicht so klingen, als ob ich deinen Beitrag nicht zu schätzen weiß, oder schlechtreden will. Im Gegenteil finde ich das Thema äußerst spannend und ich will mich damit auf jeden Fall beschäftigen. Also danke nochmal für den Hinweis und den Link.
Zunächst halte ich aber an meiner alten Agenda fest und will erstmal HFM5, Lambdasonde und Drehzahlerfassung sauber zum Laufen bringen. Das ganze will ich auch gut aufzeichnen können. Dann kann ich erstmal ein paar Erkenntnisse gewinnen, bevor ich mir die nächsten Ziele setze.
Klopfen: Ein sauber eingestellter Motor der völlig original ist, neigt nicht unbedingt zum Klopfen. Es gab aber hohe Fertigungstolleranzen. Wenn man Pech hat neigt so ein Trabantmotor unter Volllast im Leistungsoptimum etwas zum Klingeln (Klopfen beim 2-Takter). Nicht selten höhrt man auch Lastabwurfklingeln (Klingeln beim spontanen Schließen der Drosselklappe im Volllastbereich. Mein Motor leider darunter auch ein wenig.
Gruß, Felix
Hallo Felix
das ist schon OK, Stück für Stück vorzugehen und erst einmal Daten zu sammeln und (ich nenne das so :) ) Technologietests zu machen.
Saugrohrdrucksensor: (oder besser HFM5) für den Kabelbaumstecker am HFM würde ich zum Schott wandern und mir einen passenden Stecker irgendwo abknipsen, solltest Du Dir einen Neuen kaufen wollen, nimm eine Sauerstofflasche mit ;-) Die Belegung weißt Du ja schon (der 4 Kabel), der 5. unbelegte Pin ist zum Kalibrieren: wenn Du die 12V zum Heizen anlegst (bei aufgesteckten Deckeln) und an den 5.Pin genau 5,000 V, dann solltest Du am Signalausgang genau 1,000V messen können, andernfalls ist er beschädigt, verschmutzt oder einfach nur defekt. Wenn Du mir die Bosch-Nr. von dem HFM verrätst, sehe ich mal nach, welche Pins Du brauchst, die Dinger gibt es bei Würth, H&B oder so für ein paar Cents -> nichts ist frustender, als Wackelkontakte an Kabeln beim Erproben... ;-)
Ionenstrommessung: sieh mal hier nach, vielleicht interessiert das: www.kartinfos-forum.de/attachment.php?aid=5071 , auch wenn das noch in der Zukunft liegt. Ja, Algos sind so eine Sache, da hast Du aber wirklich recht. ;-) Ob die ADCs das mitmachen kann ich nicht beurteilen, kenne den/die XMCs nicht...Für "Kleinigkeiten" nehme ich i.d.R. Atmels, für andere Anwendungen größere "Boliden" ;-) (OT: daher werkelt in meinem Handy ja auch ein 8-Kerner...) Sieh mal hier: http://www.maf-map-engineering.de/downloads/Ecu481_Handbuch.pdf , der macht das alles in einem Mega2560. Das Handbuch ist auch ohne Anlage ganz lesenswert, finde ich.
MfG Elux
Hallo Elux,
danke für die Informationen zu dem Stecker. Ich habe genau so einen Stecker vom Schrott - passt super. :) Die Bosch Nummer von meinem Sensor lautet: 0 280 218 119
Das mit dem Kalibrieren wusste ich noch garnicht. Das ist echt gut zu wissen. Muss ich unbedingt an meinen Sensoren mal austesten.
Gruß, Felix
Zu "Beim Wettbewerb hat es trotzdem nur für Platz 10 von 12 Teilnehmern gereicht.":
Die Artikel 2-12 1 wurden in der Gewinnankündigung alphabetisch geordnet, nicht nach Jury-Bewertung, da sie sowieso alle den selben Preis bekommen haben.
--andreas (Diskussion) 23:50, 31. Aug. 2014 (CEST)
Hallo Andreas,
dass die Gewinnankündigung auf eurer Seite alphabetisch war, habe ich schon gelesen - würde ja auch mit dem 10. Platz nicht hinkommen. Allerdings hat mir Infineon Folgendes geschrieben:
8<------------
Hallo Felix,
vielen Dank für deine Teilnahme an unserem XMC2GO Design Contest auf mikrocontroller.net. Die Jury hat entschieden und dein super Trabi-Projekt auf den 10. Platz gewählt. Dein Preis ist eines unserer XMC Kits - du kannst dich entscheiden, welches du lieber magst (siehe unten). Und natürlich bräuchte ich auch noch deine Adresse für den Versand. Sobald ich weiß, welches Kit es sein soll und deine Adresse habe, veranlasse ich alles weitere.
XMC4400 Motor Control Kit Oder XMC4500 Automation Kit#1
Viele Grüße aus Neubiberg
8<------------
Gruß, Felix