Hallo Mir ist als Diplomarbeitsthema die Entwicklung eines universellen Motorsteuergerätes(Verbrennungsmotor) für Prototypen angeboten worden. Das Entwicklungsteam soll aus 2 Diplomanten bestehen und Grundkomponenten wie Microcontroller Module sind modular vorhanden. Nun wollte ich kurz wissen ob jemand schon Erfahrung auf diesem Gebiet hat, was muss ich dabei beachten, welche Komponenten gehören auf ein universelles Motorsteuergerät und was denkt ihr von einen Realisierungszeitraum von ca 6 Monaten. Danke
Na, für so ein Projekt sind jedenfalls jede Menge Sensoren nötig. Temperaturen, Drücke, Lambda, Hall, Induktionsgeber usw. Im Web gibt's dazu schon jede Menge Lektüre. Ich habe sowas schon mal für meinen Rasenmäher gemacht, weil's mich geärgert hat dass der nie ansprang, wenn er kalt war. Wenn man das als Diplomarbeit machen will sollte es was eigenes sein, keine Nachbauten von Anderen. Dass es das von der Automobilindustrie schon perfekt ausgearbeitet gibt brauch' ich ja wohl nicht zu sagen. Ich stellte jedenfalls fest dass man sich da gut austoben kann, auch über 6 Monate hinaus.
Ich habe nicht vor etwas von anderen Projekten abzuschreiben, außerdem wäre das mit den gegebenen Voraussetzungen nur begrenzt möglich. Mir ging es bei der Frage mehr darum einen Überblick über die Komplexität zu erhalten. Ich habe die Stelle noch nicht angenommen da ich noch nicht genau weis wie viel Aufwand in diesen Projekt steckt. Deshalb wäre ich euch über Hinweise zu diesem Thema oder Links zu vorhanden Projekten dankbar. MFG
Hmm.. Links habe ich leider nicht. Ich kann nur eine ungefähre Reihenfolge der Entwicklung meines Projektes wiedergeben (wenn's hilft?). 1. Instrumentierung des Motors 2. Messwertaufnahme bei 'herkömmlicher' Motorsteuerung 3. Umsetzung der 'herkömmlichen' Motorsteuerung auf die Eigene 4. Kennfeldaufnahme bei verschiedenen Temperaturen und Belastungen 5. Reaktionen auf Laständerungen aufzeichnen 6. Kennfeldsteuerung programmieren wäre dann das Endprodukt. Ich denke mal dass du den Aufwand hierfür abschätzen kannst, ich kenne leider den Motor und die Möglichkeiten zur Instrumentierung nicht.
Ich finde das ist nicht schaffbar. Bin selber in der Getriebeentwicklung und da ist eine Entwicklung auf min. 3 Jahre bedacht... Also ich würd das net machen - bzw. ganz klare Grenzen abstecken, bis wohin das führen soll, ihr seit Diplomanten - da macht man Fehler und hat nicht den Überblick. Viel Erfolg!
Ich habe auch schon mehrfach Diplomanten betreut und wenn ich gesehen habe, welche bescheidenen Ergebnisse in 6 Monaten schlussendlich bei rausgekommen sind, würd ich auch sagen: Selbst ein erfahrener Ingenieure braucht für so ein Projekt ein paar Jahre. Ich würde dann lieber schauen, nur ein überschaubares Teilsystem abzustecken. Der Teufel steckt wie immer im Detail und selbst einfach aussehende Projekte werden oft verdammt aufwändig. Wir haben uns in den ersten Jahren Elektronik- wie auch Softwareentwicklung immer maßlos vertan, was den Zeitaufwand anging.
>Wir haben uns in den ersten Jahren Elektronik- wie auch Softwareentwicklung immer
maßlos vertan, was den Zeitaufwand anging.
Kann ich nur zustimmen! Bei mir hat's 4 Monate gedauert bis der popelige
Rasenmäher lief. Und da war wirklich nicht viel an Sensorik drin!
>Diplomanten http://de.wikipedia.org/wiki/Diplomanden Ich zähle mich zu den Diplomanden... Geht es bei dieser Arbeit/Aufgabenstellung darum, ein vollfunktionstüchtiges System aufzubauen, dass dann hinterher auch noch verkauft werden soll, oder darum, dass zwei Leute etwas entwicklen, das noch einen gewissen Optimierungsbedarf besitzt? In unserer FH lagen auch noch ein paar "Diplomarbeitsleichen" herum. Bei einer Diplomarbeit geht es nicht unbedingt darum, dass etwas funktionstüchtiges dabei herauskommt, sondern darum, wie man an das Problem herangegangen ist. Schön ist es dann immer, wenn es funktioniert... Man sollte gut in Mess- und Regelungstechnik sein... Bei universellen Sachen kann man sich schnell an Nichtigkeiten aufhalten.
Dass so was geht ist klar. Es gibt ja Opensource-Steuergeräte. Die wurden allerdings auch nicht von Heute auf morgen entwickelt. Vor allem ist es Frage wie anspruchvoll so ein Steuergerät sein soll. _Auto,Motorrad, Stationärmotor? _Diesel, Benziner ? _1-12 Zylinder? _Turbo/Kompressor oder Sauger ? _Abgasmanagement ? Es gibt dicke, teure Bücher über Steuergeräte. Ich glaube der Vieweg-Verlag hat solche im Programm. MfG John Bon Jovi
Nachtrag: Vielleicht wäre es einfacher für ein 2-Takter Motorradmotor eine Elektronische Zündung mit Regelbarem Vergaser zu entwickeln. Der Vorteil wäre dass man nur einen Kennlienie für die Zündung bräuche. Die Reglung und anpassung des Vergasers an die Betriebsbedingung ist machbar und nie unlösbar. Das einzige was zeitkritisch ist die der Zündzeitpunkt für die Zündung. So was ist machbar für einen einfachen 2-Takter. Da gibt es doch etliche Websiten die schon was ähnliches gemacht haben aber ohne regelbaren Vergaser. So was würde vielelicht die stinkenden 2-Takter "ein kleines bisschen" umweltfreundlicher machen. MfG John Bon Jovi
Es kommt drauf an, wieviel Vorarbeit geleistet wurde, was da rein soll und welche Mittel schon verfügbar sind. Ich habe mich auch intensiv im Hobbybereich mit solchen Steuerungen befasst und behaupte eine einfache "dumme" Steuerung ist in 6 Monaten von 2 Diplomanden zu schaffen. Diese enthält aber dann keine Lambdaregelung etc. Lastzustandserkennung über Alpha-n oder bestenfalls MAP-Sensor. Alles drüber ist zeitlich unrealistisch. Schon allein das ganze Design robust zu machen mit Eingangsfiltern und Ausgangsschutz braucht seine Zeit. Vorteilhaft ist auch die Kenntnis der Arbeitsweise vorhandener Systeme und der Aufbau und die Wirkungsweise von Verbrennungskraftmaschinen. Das Thema ist sehr interessant, aber auch ich denke hier werden zu hohe Anforderungen gestellt, die nicht zu bewältigen sind. Ein kleiner Tipp, wenn ihr es annehmen solltet: vorher alles schriftlich klären, was das Ding können soll, damit man einen Überblick bekommt. Meist bläht sich das Ganze sowieso noch auf. Schaut euch doch mal die Komplexität der einfachen DIY-Systeme wie www.megasquirt.info oder www.vems-group.org an. MfG Barti
@ John Bon Jovi: Die meisten noch verbauten Roller-Zweitakter haben eine elektronische Zündung und es gibt schon lange welche mit Einspritzung. Problem ist halt immer der hohe Verbrauch an zusätzlichen Öl beim Zweitakter.
@Barti Das sagst du mir nichts Neues. Denoch haben die allermeisten 2-Takter gar keine Elektronischen Zündung sondern nur eine Unterbrecherzündung mit statischem Zündzeitpunkt. Deshalb habe auch nur gesagt "ein kleines bisschen" umweltfreundlicher. <und es gibt schon lange welche mit Einspritzung> Ja aber nur ganz wenige. Eine Direkteinspritzung entwickeln wird nicht möglich sein da so was noch aufwendiger wird. Aber ein Vergaser der dynamisch auf Umwelt und Fahrbedinung reagiert dürfte relativ einfach machbar sein. Den ein Vergaser liefert eigentlich nie wirklich das richtige Gemisch. Wenn man aber es elektronisch anpassen kann wird schon mal die Verbrennung besser. <Problem ist halt immer der hohe Verbrauch an zusätzlichen Öl beim Zweitakter.> Nee das ist überhaupt nicht das Hauptproblem (wird allerdings immer so dargestellt), sondern die Frischgasverluste die jeder 2-Takter hat. Die sind nur mit einer Direkteinspritzung zu unterbinden. Frischgasverluste machen bis zu 45% des Verbrauchs aus aber der Ölanteil eines 2-Takters sind bei niedlichen 2%. Es macht keinen grossen Sinn die 2% Öl die in die Umwelt geraten zu unterbinden wenn bis zu 45% des Benzins aus dem Auspuff kommen.
ich möchte mal nix zur Sache sagen aber zur Diplomarbeit. Meine wurde in einem anderen Bundesland deshalb nicht anerkannt, weil wir sie zu zweit gemacht haben ("da kann man ja nicht erkennen wer was geleistet hat") Der Spaß hat mich dann weitere 4 Monate gekostet :-(
Ich dachte immer Teamfähigkeit sei ein plus. 4 Monate für die Katz, da wär ich aber über meinen Hals gestolpert.
Sofern du nicht gerade ein "Top Modernes Steuergerät" mit allen "Features" brauchst, ist das garnicht so kompliziert wie manche hier schreiben. Beziner, 4 Zylinder, 4 Ventile, Einspritzung, Zündung sollte man zu zwei in 6 Monaten schaffen. Beschränk dich auf einfache Sensorik, sprich Temperatur Motor und Abgas, Drehzahl, Lambda-Schalter (fang blos nicht mir einer Breitbandsonde an), Luftmasse und Gas-Poti. Gut wäre natürlich noch ein Klopfsensor, gibt es fix und fertig als IC bei Bosch. Endstufen von Infineon (bei Bürklin), Spannungsregler auch, gescheiten µC nehmen (für einfache Ansprüche reicht ein 8051, sonst vom Schlag 68k) und dann passt das schon. Wenn man sich mit nem Motor auskennt und Hardware / Software machen kann, dann ist das in 6 Monaten machbar. Außer du brauchst natürlich sowas wie Euro Irgendwas, Variable Nockenwelle, Direkteinspritzung, Variable Drosselklappe ... in dem Fall viel Spaß und bis in 2 Jahren.
@opacer Mit einen Klopfsensor wird es ganz sicher gar nicht. Hast du eine Ahnnung wie komplex eine Klopfsteuerung ist ? Da brauchtst du schon 6 Monate nur für die Klopfsteuerung alleine. Auswertung solcher Klopfsignale ist äuserst komplex und ist in jedem Motor anders da der Körperschall in jedem Motor ein anders Bild ergibt. Vor allem musst du mehre Motoren über den Jordan lassen denn das Klopfen muss im Motor erzwungen werden damit man das Signal analysieren kann.
Nein, da ist die Entwicklung schon wesentlich weiter ... deshalb gab ich den Hinweis auf einen fertig klopfsensor von bosch http://rb-k.bosch.de/en/start/sensorik/kopfsensor.html http://www.semiconductors.bosch.de/en/20/ic/sensorif-ic.asp http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6V2P-4GWBDKR-1&_coverDate=05%2F31%2F2006&_alid=511760292&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_qd=1&_cdi=5708&_sort=d&view=c&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=bd32a33d7932e3fcb2ccde60392a5130 nix mehr mit Motoren über den Jordan gehen lassen! Das wäre im Motorsport ein wenig teuer..
achso, und ja ich weis wie komplex eine klopfsteuerung ist. und wie schon gesagt, nix motor über den jordan gehen lassen!
Guter Mann, zwei Kollgen von mir arbeiten in einer Motorenentwicklungabteilung. Ich weiss von was ich rede. Jeder Hersteller verheizt bei diesen Klopfabstimmung mindestens einene Motoren(eher 3). Das ist Fakt und wird auch so bleiben. Da ändert auch ein Intelligenter Klopfsensor von Bosch nichts. Ein Kopfsensor weiss gar nicht. Es ist nur ein Körpferschallmikrophon und kann gar nicht wissen ob der Motor nun Klopf oder nicht oder ob sonst stark "lärmt". Da nützt da der Wundersensor von Bosch gar nichts. Auch Bosch kocht nur mit Wasser. Es sind nicht viel mehr als Werbeversprechen. Und noch was zum Motorsport. Nirgens werden wohl mehr Motoren auf dem Prüfstand zu Tode gefoltert als im Motorpsort. Sonst könnte man die ernomen Leistungen und die Lebendauer gar nicht erreichen.
Was machst du da? Kaffee kochen? An Deinen Aussagen kann man jedenfalls erkennen wieviel Ahnung davon hast. Ich finde es immer lustig, dieses "zwei Kollegen arbeiten...", "ein Freund von mir macht...". Aber du weist schon was Klopfen ist? Dann weist du auch wie man das messen kann. Und im Motorsport gehen aus anderen Gründen Motoren kaputt, nicht weil man ein Klopfsensor entwickelt. Im übrigen haben reine Motorsportmotoren meistens garkeine Klopfreglung. Aber ich kann Dir gerne mal ein Bild von dem Bosch IC schicken .. klar, ist natürlich ein reines Werbeversprechen und wird nicht bereits Millionenfach verbaut.
<"Sofern du nicht gerade ein "Top Modernes Steuergerät" mit allen "Features" brauchst, ist das garnicht so kompliziert wie manche hier schreiben. Beziner, 4 Zylinder, 4 Ventile, Einspritzung, Zündung sollte man zu zwei in 6 Monaten schaffen. Beschränk dich auf einfache Sensorik, sprich Temperatur Motor und Abgas, Drehzahl, Lambda-Schalter (fang blos nicht mir einer Breitbandsonde an), Luftmasse und Gas-Poti. Gut wäre natürlich noch ein Klopfsensor, gibt es fix und fertig als IC bei Bosch. Endstufen von Infineon (bei Bürklin), Spannungsregler auch, gescheiten µC nehmen (für einfache Ansprüche reicht ein 8051, sonst vom Schlag 68k) und dann passt das schon. Wenn man sich mit nem Motor auskennt und Hardware / Software machen kann, dann ist das in 6 Monaten machbar."> Wenn man den Quatsch oben liesst weiss sogar ein Laie dass du Null Ahnung hast. Ich erkläre es dir gerne genauer wenn du schon keine Ahnung hast. Kein Klopsensor auf der Welt kann alleeine vom Geräusch genau erkennen ob ob ein Motor klopft, wie stark er klopft und wie er klopft. Das kann Bosch nicht und auch keine andere Firma. Ein neueentwickelter Motor wird mit einem sautauren Messquipment ausgerüstet das ganz genau bei jeder Drehzahl und jeder Phase den Druck im Zylinder ermitteln kann und den genauen Druckverlauf aufzeichnen kann und so urteilen kann ob nun der Motor klopft oder nicht !! Wenn man nun anhand des Druckverlaufs ein Klopfen feststellt wird dies diese Schallsignal vom Klopfsensor aufgezeichnet und analysiert. Und das unter jeder möglichen Bedingung bei dem das Klopfen auftreten kann. Anhand des Kopfsignals das bei jedem Motor anders aussieht und bei verschiendenen Bedingugen auftritt sieht das Signal verschieden aus. Das Singal muss nun gefiltert und aufbereite. Nun muss man ein Algorithmus finden der alle Klopfsignale genau zu erkennen. Das kann auch dein Intelligenter Chip nicht solange man die Klopfsignatur des jeweiligen Motors nicht bekannt ist. Und so was macht jeder Hersteller egal ob es im Motorsport ist oder nicht. Auch im Motorsport wird bei dieser Aufgabe vielfach ein Motor verheizt wenn der Motor das erste mal mit einem Klopfsensor ausgerüstet wird. Denn ohne Klopfsignatur für den jeweiligen Motor kann man das Klopfen nicht genau erkennen. Bin gespannt was du jetzt wieder für eine Ausrede bringst !
Du redest vom Applizieren eines Motors, nicht der Entwicklung des Steuergeräts!
Ja sowohl als auch. Ein Steuergerät kann man gar nicht entwickeln, jedenfalls softwaremässig nicht wenn die Grundlagen dazu nicht geschaffen sind. Ich möchte jedenfalls nicht vor dem Professor stehen und erklären warum die Klopfreglung nicht funktioniert oder wie sie funktioneren sollte. Wenn man so eine Diplomarbeit machen will muss man auch beweisen können dass die versprochenen Funktionen auch funzen, sonst kann man sich diese Funktion gleich sparen. Und in 6 Monaten ist dies nicht machbar, ausser man arbeitet daran jeden Tag 8 Studen daran. Bei einer Diplomarbeit ist machmal weniger = mehr.
>ausser man arbeitet daran jeden Tag 8 Studen daran.
Nur?
Ich gehe mal davon aus, dass die Leute, die sich die Aufgabe ausgedacht
haben, schon einen gewissen Überblick über das Thema haben.
Wenn nicht, sitzen sie auf den falschen Posten.
Ich habe leider keine Ahnung von Verbrennungsmotoren, aber es sollte
möglich sein, Grundlagen für ein Gerät zu schaffen.
Während meines Studiums durfte ich auch die Fortführung diverser
Projekt- und Diplomarbeiten miterleben.
Man kommt während der Diplomarbeit innerhalb einer bestimmten Zeit zu
einem bestimmten Punkt/Ergebnis, und das muß man dann dokumentieren.
Vorgabewerte/Einstellungen gibt es für vieles. Nur vieles davon weicht stark ab. Wenn man ständig die Weiterentwicklung von neuesn Gusstechniken und anderen Techniken anschaut nützen solche Vorgaben nicht sehr weit da sie vorher schon veraltet sind. Wenn an einem Serienmotors in der Produktion der Klopsensor durch einen anderen Typen ersetzt wird weil der alte ärger machte. Benötigt das Steuergerät einen neuen Softwarestand umd das Klofsignal richtig interpretieren zu können. Sogar wenn die Metallegierung für den Motorblock geändert worde ist. Das Ziel des Klopfsensors ist es ja dass der Motor möglichst im optimalen Bereich arbeiten kann ohne dass ein Motorschaden entsteht. Wenn die Toleranz zu gross ist geht entweder der Motor kaputt oder der Motor arbeitet nicht im optimalen Bereich. Die Breite ist relativ schmal.
sonic, falls Du noch mal an dem thread vorbeikommst: Gibt es was über Dein Rasenmäherprojekt zu lesen oder kannst Du was berichten, wie Du das gemacht hast?
ICh denke die Diskussion der beiden hier geht am Thema vorbei. Eine Diplomarbeit dieses Themas würde ich persönlich so lösen: Zuerst bildet man die Sensoren und Aktoren eines Motors nach, wie Drehzahlgeber, OT Sensor, Ansteuerung der Zündspule z.B. mit Siganlgeneratoren für die Sensoren und Lampen für die Zündung. ( Ev könnte man hier einen PC mit digitalen Ein/Ausgängen als Simulator verwenden. Für ein fertiges uC Entwicklungsboard schreibt ihr ein einfaches Motorsteuerungs Betriebssystem. Dies Arbeit ist mit 2 Mann a 4 Monate machbar und dann sind noch 2 Monate für die Doku. Mit diesem Prinzip ist die Funktionsweise darstellbar. Das ganze dann tatsächlich an einen Motor einzubauen schätze ich dagegen als nochmals deutlich aufwendiger.
Hi nochmal, hatte damals die Doku leider vernachlässigt. Das Vorgehen hatte ich wie oben beschrieben gemacht, das Ding erst mal mit Sensoren bestückt, 1 Temperatur (Motorblock), Drehzahlsensor (Hallsensor) und Nockenwellensensor für Zündzeitpunkt. Als Stellantriebe einen Hubmagnet für Startfüllung in den Ansaugstutzen (Kalter Motor), ein Hubmagnet für den Choke, Zündspule vom Aussenborder incl. Leistungselektronik (12V-Ansteuerung) und einen Stellmotor mit Getriebe zur Gasregulierung. Mehr ist nicht dran. Habe diverse Kennfelder bei verschiedenen Temperaturen und Leistungen im ext. EEPROM hinterlegt, als Last eine Lichtmaschine benutzt. Die Aufnahme der Kennfelder und deren Auswertung/Umsetzung in Stellgrößen war das größte Problem, da Kennfelder bei kaltem Motor leider nur 1x am Tag für kurze Zeit möglich waren. Wie gesagt, das Ganze scheint einfach, der Teufel steckt aber im Detail. Also lieber einen genau durchdachten Ablaufplan erstellen, sonst erlebt man eine Überraschung nach der Anderen.
sonic, das klingt in der Tat nach Schwerstarbeit. Doch zurück zum Thema: Ich kann Dir nur raten, das Thema sehr stark einzugrenzen. Du wirst in 6 Monaten nur kleine Details ausarbeiten können. Um eine Motorsteuerung von Null an aufzubauen, braucht ein interdisziplinäres Team von 20 Leuten mindestens 2 Jahre...
Nennen sich jetzt alle Klugscheisser "Rahul"? Naja, egal, solange ich damit keine Probleme kriege bzw. nicht mehr als ich schon habe. Will überhaupt so einen Namen freiwillig haben? Den kann niemand richtig aussprechen.
Danke für eure Antworten. Ich habe beschlossen das Thema nicht zu bearbeiten und ein anderes anzunehmen.
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