Hallo,
für ein mobiles Gerät, welches einige Messungen in verschiedenen Autos
machen soll, bin ich auf der Suche nach einer Möglichkeit, die Drehzahl
des Motors zu bestimmen. Dazu habe ich hier im Forum schon einige Ideen
gefunden, aber keine will so richtig zu meinem Problem passen.
Wie gesagt, es soll ein mobiles Gerät sein, welches in verschiedenen
Fahrzeugen verwendet werden soll: dies hat zur Folge, dass ich nicht das
Hallgebersignal abgreifen will (sonst muss ich bei jedem Fahrzeug wieder
suchen und basteln) und auch nicht vom Zünd verteiler. Den CAN-Bus
möchte ich auch nicht verwenden, da dies einerseits umstritten ist, ob
das nun zulässig ist oder nicht. Der Hauptgrund ist aber, dass die Daten
auf dem CAN-Bus von Fahrzeug zu Fahrzeug unterschiedlich sind bzw. gar
kein CAN-Bus vorhanden.
Die Variante wie ich sie mir vorstelle nutzt das Motorengeräusch,
entweder im Innenraum aufgenommen oder mit einem Mikrofon an einem
festen Autoteil (wie die Mittelkonsole) abgreifen.
Damit kann in AVR quasi hören, wie viele mal pro Minute es im Motorraum
kracht und über die Zylinderzahl auf die Drehzahl runterrechnen.
Für die Umsetzung brauche ich allerdings einige Tipps:
Wie soll das Geräusch umgewandelt werden: Hardwaremässig versuchen,
daraus ein Impuls zu erzeugen? Die Bodenwellen welche ebenfalls Lärm
verursachen und einen Impuls auslösen könnte man durch Einschränkung der
Drehzahländerung sicher bis zu einem gewissen Punkt rausfiltern.
Oder das Mikrofonsignal aufzeichnen und mit einer FFT eine dominante
Frequenz rausfinden versuchen?
Wer kann mir dazu Tipps geben oder kennt sogar jemand eine Seite wo dies
gemacht wurde?
Vielen Dank für heisse Tipps!
/Klaus
Weil ich da meines wissens nicht auf die Motordrehzahl kommen kann. Das
signal dürfte zwar proportional zur Restwelligkeit sein, aber ich kenne
die Polpaarzahl und die Übersetzung nicht, da die von Fahrzeug zu
Fahrzeug unterschiedlich sind.
Hallo Leute ,
Es gibt noch eine relativ einfache Möglichkeit ,
Die Zündkabel......
Kleine Induktionsspule drum rum und du hast einen Einwandfreien
Pulsgeber .
Der witz daran ist , hast du 4 Zylinder , ist der Impuls 1/4 der
Drehzahl,
hast du 5 , ist es auch 1/4 der Drehzahl , weil in der Regel bei
5-Zylindern zwei gleichzeitig gezündet werden , hast du 6 Zylinder
....da weiß ich es nicht aber das kann man ja rausfinden alles ....
Dadurch kann man die Drehzahl denke ich relativ einfach ermitteln ..
Und es wäre Egal welches modell es ist ...
mfg
blacky
Du hast noch einen Fehler in der Überlegung: bei einem 4 Takter wird nur
alle 2 Umdrehungen jeder Zylinder einmal befunkt.
Und auch da ist wieder ein Eingriff nötig. Wie bekomme ich die Signale
in den Innenraum, wo das Gerät betrieben wird?
Nimm einen Körperschallempfänger (Mikrofon für Strukturschwingungen) und
verbinde ihn am Besten mit dem Chassis.
Bodenwellen oder Stöße sind stochastische Ereignisse, dein Motor läuft
jedoch in einem Drehzahlbereich von 1:5. Dafür sollte ein Filter nicht
so schwierig zu bauen sein. Vielleicht kannst Du mit einem kleinen
Trägheitsmodell die maximale Beschleunigung des Motors nachbilden.
Ja, das denke ich auch nicht, dies würde sich bestimmt nicht optimal auf
die Laufruhe auswirken...
Zu den Körperschallempfängern: wo kann man solche kaufen? Odr wäre es
auch möglich das wie folgt zu bewerkstelligen: Man packt das Mikrofon in
ein kleines Gehäuse und montiert dieses an ein Chassis-Teil?
Wie würde die weitere Auswertung aussehen? Ungefähr so:
Mikrofon/Körperschallempfänger --> Verstärker --> Bandpass (ungefähr von
10 Hz bis 500 Hz, damit alle Umdrehungszahlen und so ungefähr bis 8
Zylinder die Grundwelle durchgeht) --> Komparator --> AVR mit
Softwarefilterung
Könnte sowas klappen? Oder was müsste Hardwareseitig noch so ran?
Das geht auch über den Spannungsrippel und damit komme ich nicht ohne
Umwege (bzw. ohne zusätzliches Wissen über das Übersetzungsverhältnis
von Motordrehzahl/Lichtmaschine) zur absoluten Drehzahl...
In welchem Rahmen liegen denn die "Zylinderperioden"?
Vielleicht wäre eine Messung des Luftstroms am Auspuff möglich und
leicht realisierbar durch einen Aufsatz welcher angebracht wird. Oder
ebenfalls akustisch, jedoch halt am Auspuff.
http://www.youtube.com/watch?v=wL_6dDCCHlg
ca ab sekunde 40 sieht man dass auch am Ausgang des Auspuffs noch die
einzelnen Explosionen zu sehen sind. Ob das jedoch bei einem normalen
Auto mit nur einem Auspuff immernoch der Fall ist weiss ich nicht.
Jetzt wirds kreativ. Ich könnte ja den Kat und Schalldämpfer und all das
Zeug demontieren, dafür sorgen, dass Bezin in den Auspuff kommt und sich
dort entzündet und mit einer Fotodiode im Auspuff auswerten ;)
Scherz beiseite. Das würde sicher gehen, wenn man ein Mikro an den
Auspuff macht. Aber dann bin ich wieder ausserhalb der Fahrgastzelle.
Ich denke, dass die Geräusche am Auspuff in ähnlicherweise auch am
Chassis gemessen werden können.
Aber wie ich sehe gibt es sowas noch nicht fertig mit Schaltplan und so.
Werde mich wohl selber hinsetzen müssen :(
Weitere Tipps sind aber gerne willkommen.
Grute Nacht
>> Der witz daran ist , hast du 4 Zylinder , ist der Impuls 1/4 der>> Drehzahl,>> hast du 5 , ist es auch 1/4 der Drehzahl , weil in der Regel bei>> 5-Zylindern zwei gleichzeitig gezündet werden
Ein 5-Zylinder Reihenmotor (z.B. Audi) hat 5 Kurbelwellenkröpfungen und
einen mit 72° gleichmäßig geteilten Kurbelstern.
Da verbietet es sich, 2 Zylinder gleichzeitig zu zünden.
Wie es mit den exotischen VR5-Motoren von VW aussieht weis ich gerade
nicht.
Jötze
Ist es so schlimm dass das Gerät pro Fahrzeug einmal kurz geeicht werden
muss?
Ginge doch mit dem Spannungsripple dann ganz gut... Motor auf z.b. ca
2000 Umdrehungen, dann Frequenz messen, dann kann man doch vermutlich
abschätzen welche Konfiguration es ist, auch wenn die Zieldrehzahl
nicht genau getroffen ist.
Ansonsten: Außerhalb der Fahrgastzelle und dann mit dünnem Kabel durch
Fenster oder Tür, geht das nicht?
Schlimm wäre es nicht, aber ich möchte es trotzdem verhindern. Das
Problem beim Eichen dürfte die erreichbare Genauigkeit sein.
Der Drehzahlmesser ist nicht exakt, man kann mit dem Fuss nicht exakt
eine Drehzahl einstellen (je nach Motor ist eine Zieldrehzahl mit dem
Gaspedal anfahren fast unmöglich). Mit der Konfiguration abschätzen geht
leider gar nicht, weil je nach Fahrzeug ist das Übersetzungsverhältnis
von Motorumdrehungszahl zu Lichtmaschinenumdrehungszahl krumm sein wird.
Damit wird man meiner Einschätzung nach allerhöchstens auf eine
Genauigkeit von 100 U/min kommen, das ist mir zu wenig und vorallem ist
diese Abweichung immer wieder anders nach dem "Eichen". Das Problem der
Rippelspannung ist zudem, dass je neuer das Fahrzeug, desto weniger
stellt man diesen Rippel fest bzw. desto mehr sieht man Störungen von
anderen Verbrauchern bzw. Rauschen. In der Arbeit, welche oben ein Link
zu ist, konnte (trotz erheblichem Aufwand, mit DSP etc. (und ich möchte
schon bei einem AVR bleiben) bei einem Mercedes die Drehzahl daraus
nicht ermittelt werden.
Ich möchte möglichst universell und idiotensicher bleiben. Damit
scheidet auch die Variante mit der Pick-Up Lösung an der Zündspule aus.
Diese ist je nach Fahrzeug wieder versteckt, oder für jeden Zylinder
eine eigene, die direkt auf der Kerze sitzt, oder es gibt gar keine
Zündspule wie in Dieselfahrzeugen.
Ich versuche das jetzt mal mit einem Mikrofon welches direkt an ein mit
dem Chassis fest verbundenen Teil verbunden wird. Dann verstärkt, durch
einen Bandpass geschickt und über einen Komparator als Digitalsignal in
den AVR gebracht. Dort wird softwaremässig gefiltert. Dabei denke ich an
eine Art Software-PLL, welche Impulse durch Bodenwellen filtern soll und
die Trägheit der Motordrehzahl nachbilden soll.
Für weitere Tipps immer dankbar. Vorallem wenn jetzt jemand sieht, dass
ich auf dem kompletten Holzweg bin.
nur mal so als Idee: Beschleunigungs/Vibrationssensor ans Chassis
hab aber keine Ahnung, wie empfindlich/genau die sind und was die
eigentlich ausgeben
Hallo,
am Motor gibt es einiges mit halber Drehzahl und ausserdem gibt es jede
Menge Oberschwingungen. Eine Frequenzanalyse bringt bestenfalls mehrere
Frequenzmaxima, die die Drehzahl sein könnten - da kannst du dir dann
eines aussuchen.
Gruss Reinhard
sven0876m schrieb:
> mal nur ne doofe frage warum nimmst du nicht die restwelligkeit an der> 12v versorgungsspannung am auto. machen eigentlich alle au tester so.
Bei meinem TÜV ist es das Gleiche.
Wenn die Restwelligkeit nicht ausreicht macht mein Prüfer einfach die
Beleuchtung an, schon ist die Restwelligkeit groß genug.
Wie der Tester das Übersetzungsverhältnis ermittelt ist mir auch nicht
ganz klar, aber wenn man von einem geraden Verhältnis ausgeht müsste das
schon "geraten" werden können.
Ansonsten gäbs noch die Möglichkeit in den Begrenzer reinzudrehen. Diese
Drehzahl ist meist bekannt und kann dann zum umrechnen dienen.
der tester sagt, stell 1000 ein und du machst es - den rest kann er sich
dann ausrechnen.
zündung: ein golf2 zündet ggf 1x pro zylinder, aber heute sind
mehrfachzündungen auch keine seltenheit (also pro zylinderhub), ganz
abgesehen von nachverbrennung etc. müsste man mal das oszi dranklemmen.
beim tüv kenne ich es auch häufig mit körperschallmikro.
Klaus.
Körperschallsensor = Beschleunigungsaufnehmer
Defakto Standard HigEnd Mikros / Körperschallsensoren:
http://www.bruelkjaer.de
Bei Wälzlagern ist das ein Forschungsgebiet, um deren Zustand beurteilen
zu können. Mit Körperschallempfänger die Vibrationen messen. Harmonische
Komponenten gehören meistens zur Grunddrehzahl.
Also sollte das auch im PKW funktionieren.
Wenn es über Akustik gehen soll, dann ist das vielleicht interessant
http://de.wikipedia.org/wiki/Cepstrum
"Hierdurch sind harmonische Anteile im Signal deutlich zu erkennen, auch
wenn sie nur relativ kleine Amplituden aufweisen ... bei der
Schadensfrüherkennung an Maschinen Anwendung findet"
hab aber selbst keine Erfahrung damit.
