Forum: Projekte & Code Projektvorstellung: Entwicklung eines Motorsteuergerätes für den Trabant


von Felix A. (felixbrb)


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Moin,

 ich bin neu hier und habe mich erst vor wenigen Tagen angemeldet. Ich 
habe einen Artikel zu meinem aktuellen Bastelprojekt verfasst und möchte 
damit am "Infineon XMC Design Contest 2014" teilnehmen. Ich würde mich 
freuen, wenn ich ein wenig Feedback zu meinem Artikel und insbesondere 
zu meinem Projekt bekomme. Ihr seid alle herzlich eingeladen hier 
konstruktive Kritik zu posten. :)

 Den Beitrag findet ihr hier: 
http://www.mikrocontroller.net/articles/Entwicklung_eines_Motorsteuerger%C3%A4tes_f%C3%BCr_den_Trabant

Viele Grüße aus dem Norden, Felix

von LTC1043 (Gast)


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Hi Felix

Cool dein Projekt...
Du bist nicht der einzige der solche Sachen macht.

Schau dich doch mal bei rusEFI um:

http://rusefi.com/wiki/index.php?title=Main_Page

Cheers

von Felix A. (felixbrb)


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Danke für den Hinweis. Ich werde mir die Seite mal anschauen. :)

Gruß, Felix

von B. O. (t_65)


Angehängte Dateien:

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Hallo Felix,

ich bin bei einer ähnlichen Sache gerade am aufbauen.
Es ist ei SUZUKI Swift Dreizilynder Motor mit Monopoint-Injection, der 
als Stromaggregat fungieren soll.
Aufgebaut habe ich das Ganze mit dem Atmel mega1284p und habe 
Steuergerät und Zündung getrennt aufgebaut, sie kommunizieren mittels 
CAN-Schnittstellenhardware miteinander.
Ab einer bestimmten Betriebstemperatur soll das Ganze mittels 
Lambda-Regelung laufen, die Sonde ist ja schon im Krümmer vorhanden.

Das Steuergerät hat 10 Temperatureingänge (pt1000), 10 Schaltausgänge, 
Eingang für Unterdruck-Messumformer und Lambdasonde, Digitaleingänge für 
Öldruckschalter, Drosselklappenpoti usw.

Du schreibst in Deinem Artikel, dass Du Einspritzung in Erwägung ziehst.
Da kann ich Dir nur zu Monopoint-Einspritzdüse raten. Die lässt sich 
leicht an Stelle des Vergasers montieren und ist leicht anzusteuern. Sie 
braucht lediglich eine Benzinpumpe mit entsprechendem Druck und 
Fördervolumen.

Zum Thema Zündwinkel:
ich kenne leider den Trabbi-Motor überhaupt nicht, aber einen Verteiler 
wird der wohl haben? DIe Transistorzündung bekommt ja irgendwoher einen 
Impuls, wann sie auslösen soll.
Also: benutze am Eingang des µC das Signal, miss die Zeit bis zum 
nächsten und berechne deinen Zündzeitpunkt daraus. Gezündet wir immer 
NACH der Erkennung des Signals, berechnet auf den nachfolgenden 
Zilynder. So kannst Du Früh- und Spätzündung einstellen (fast) wie es 
beliebt.
Eine Zündspulen-Ladezeit (3..5ms, je nach Zündspule) muss bei der 
berechnung berücksichtigt werden, was beim Zweitakter die maximale 
Drehzahl und Frühzündung bestimmt.

Ich habe diese Zündung am SUZUKI-Motor und einem Rasenmäher getestet, 
arbeitet einwandfrei. Nur bei unzureichender Schwungmasse gibt es 
Probleme im unteren Drehzahlbereich.

Falls Du bei der Aufbereitung der Analogsignale für den µC-ADC Probleme 
hast kann ich sicher helfen.

von Felix A. (felixbrb)


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Hallo B.Obachter,

 das klingt auch nach einem interessanten Projekt. Vielen Dank für das 
Unterstützungsangebot. Ich komme darauf ggf. zurück.

 Die Zündung funktioniert beim Trabant etwas anders, als du es von 
"modernen" 4-Taktern kennst. Es gibt tatsächlich keinen Zündverteiler. 
Jeder Zylinder hat seine eigene Zündspule und die Transistorzündanlage 
steuert diese Wechselseitig. Auch die Ladezeiten der Spulen sind beim 
Trabant sehr primitiv gelöst. Es wird immer entweder die eine oder die 
andere Spule geladen - also jeweils immer 180°KW. Der Umschaltmoment ist 
dann der jeweilige Zündzeitpunkt. Dazu braucht die Zündanlage wie 
beschrieben nur ein einziges Signal vom Geber. Bei High wird die eine 
Spule geladen, bei Low die andere. Deswegen ist es für mich auch relativ 
simpel gewesen mich dazwischen zu hängen. Die Idee ist eben diese 
Signalflanke je nach gewünschtem Zündwinkel zu verzögern. Dazu muss nur 
die Zeit für den Verzögerungswinkel nach dem Gebersignal der ja zu einem 
fixen bekannten Kurbelwinkel kommt anhand der Drehzahl bestimmt werden. 
Für Frühzündung muss man dann eben wie im Artikel beschrieben entweder 
den Geber weiter vor stellen, oder wie du schreibst ausgehend vom 
Gebersignal des vorhergehenden Zylinders zünden.

Da ich zunächst keine eigene Zündanlage bauen will, bieten sich mir da 
nicht viele andere Optionen. Wenn ich das irgendwann mal mache, habe ich 
da auch mehr Freiheitsgrade. Aber dann würde ich wohl auch einen anderen 
Kurbelwellengeber mit einer höheren Auflösung als 180° bevorzugen. ;)

Gruß, Felix

von B. O. (t_65)


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Felix Ahlborg schrieb:
> Aber dann würde ich wohl auch einen anderen
> Kurbelwellengeber mit einer höheren Auflösung als 180° bevorzugen.

Ich habe, bedingt durch den Dreizilynder-Verteiler (Hallgeber), einen 
Winkel von 120° als Vorlauf.
Das reicht beim Viertakter locker für weit über 6000 1/min. bei 3ms 
Zündspulen-Ladezeit.
Die Frühzündung sollt >4500 1/min. sowieso wieder zurückgefahren werden, 
um den Verschleiß zu begrenzen.

Aber ich sehe schon, der Ansatz ist bei unseren Projekten sehr ähnlich.
;-)

von Felix A. (felixbrb)


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Da die Zündspulen beim Trabant keine exakte Ladezeit benötigen, brauche 
ich dafür keine Vorlaufzeit berücksichtigen. Ich kann wie original auch, 
einfach beim Zünden eines Zylinders beginnen die Spule des anderen 
Zylinders zu laden. Ich brauche nur geringfügig mehr Vorlaufzeit als ich 
Frühzündung haben will. Zumindest mit den originalen Zündspulen und 
ihrem Ladekonzept. ;)

Gruß, Felix

von B. O. (t_65)


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Felix Ahlborg schrieb:
> Zumindest mit den originalen Zündspulen und
> ihrem Ladekonzept.

Da war ich zu sehr der Kontrollfreak. ;-)
Ich möchte gerne bestimmen, wann, wie stark und wie oft der Zündfunke 
ausgelöst wird.
Ich habe das Originalzeugs 'rausgeschmissen und nur den Hallgeber als 
Zeitmarke verwendet.

: Bearbeitet durch User
von Felix A. (felixbrb)


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Ja, also prinzipiell möchte ich das irgendwann auch mal. Ich versuche 
mich aber langsam an alles ranzutasten. Wie ich schon geschrieben habe, 
bin ich ja eigentlich kein Elektroniker. Im Artikel steht ja auch, dass 
ich irgendwann gern mal die Ladezeiten der Spulen selbst bestimmen 
möchte. Aber ohne eigene Zündelektronik sehe ich nur den Weg, dass die 
Ladezeiten über die Drehzahl begrenzt werden.

von B. O. (t_65)


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Felix Ahlborg schrieb:
> Aber ohne eigene Zündelektronik sehe ich nur den Weg, dass die
> Ladezeiten über die Drehzahl begrenzt werden.

Das ist nicht besonders anspruchsvoll. Ein dicker MOSFET mit Ansteuerung 
über Optokppler ist alles an Elektronik.
Der Rest ist Software.
Die 100%ige Kenntnis über die Timerfunktionen und Interrupts des µC ist 
natürlich Voraussetzung.

von Felix A. (felixbrb)


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Ja, ich hab mir da schonmal ein bisschen was angeschaut. So schwer 
scheint es tatsächlich nicht zu sein. Aber ich probiere erstmal all das 
aus, was ich mir jetzt vorgenommen und geplant habe. Wenn das 
funktioniert, könnte ich mir auch vorstellen recht bald die 
Leistungselektronik aufzubauen. Ich bin da dann für alle Vorschläge und 
Hinweise offen. :)

Gruß, Felix

von Holger R. (holgerr)


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Moin

hab Ihr schon mal daran gedacht das der Trabbi Motor ein Zweitacker mit 
Gemisch Schmierung ist. E-Zündung halte ich für OK.

Wenn ein Zweitacker mit Gemisch Schmierung zu mager läuft oder gar eine 
Schubabschaltung bekommt, sind Kolbenfresser vorprogrammiert.

Gruß Holger

von Felix A. (felixbrb)


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Hallo Holger,

 danke für deinen Hinweis. Ja, ich habe daran schon gedacht. Ein paar 
Dinge habe ich im Laufe der Jahre schon über mein Auto gelernt (nicht 
böse gemeint). :)

 Man muss eine Schubabschaltung nicht zwangsweise durch 
Kraftstoffreduzierung realisieren. Der Verbrennungsmotor braucht 3 Dinge 
zum Arbeiten: Luft, Kraftstoff und Zündfunken. Alles in der richtigen 
Menge und zur richtigen Zeit. Man hat also schon ein paar 
Freiheitsgrade, wenn man ihn vom Arbeiten abhalten will. Ich habe das 
mal in einer alten DDR Bastelzeitung gesehen. Da haben welche das über 
das vollständige Schließen der Drosselklappe geregelt. Dadurch hat der 
Vergaser in diesem Bereich sogar noch mehr Benzin angesaugt und wurde 
sogar besser geschmiert als im Normalfall. In der Zeitschrift waren sie 
jedenfalls sehr begeistert von dem Fahrkomfort.

Gruß, Felix

von Anja (Gast)


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Hallo,

nicht schlecht Dein Projekt, Respekt.

Noch ein Hinweis für die Sensoren (HFM Temperaturerfassung).
Normalerweise wird keine Konstantstromquelle verwendet sondern ein 
einfacher Pull-Up Widerstand an die (gepufferte) Referenzspannung des 
ADCs.
Der Pull-Up linearisiert die Kennlinie (im normalen Arbeitsbereich).
Fehler durch Referenzspannung kompensiert sich heraus. -> Genauigkeit.

Gruß Anja

von Felix A. (felixbrb)


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Hallo Anja,

 vielen Dank für deinen Hinweis. Da mein Elektronikwissen komplett 
selbst beigebracht ist, bin ich wirklich dankbar für solche Hinweise. 
Ich habe den HFM noch nicht in der Praxis in Betrieb genommen und bin 
sehr gespannt wie brauchbar die Messwerte dann wirklich sind.

 Zu deinem Vorschlag habe ich aber noch ein paar Fragen. Ich kenne 
Pull-Up Widerstände nur in dem Zusammenhang, dass man eine offene 
Signalleitung auf einen definierten High-Pegel ziehen will. Wie ist das 
aber in diesem Zusammenhang zu verstehen? Ist ein einfacher 
Vorwiderstand in Reihe mit dem NTC gemeint - einfach um den Maximalstrom 
zu begrenzen? In diesem Zusammenhang finde ich auch keine Angabe im 
Datenblatt des Controllers mit wieviel Strom VARef belastet werden darf.

 Ich würde mich gern in dieser Richtung weiterbilden. Gibt es 
irgendwelche Literaturempfehlungen für diesen Themenbereich?

Gruß, Felix

von Anja (Gast)


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Hallo,

normalerweise werden Voltage Tracker verwendet um die Sensorversorgung 
vor Störungen (oder Kurzschluß nach Batterie) zu schützen. Der Pull-up 
hängt also nie direkt an der Referenzspannung.

TLE4250 wäre ein Beispiel.

Der Pull-up wird normalerweise so dimensioniert daß sich im 
interessierenden Temperatur-Bereich eine gute Auflösung ergibt.
Oft gibt es auch Schaltungsvorschläge in den mitgelieferten 
Anschlußbildern.

Gruß Anja

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