Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Drehzahlregler Verbrennungsmotor


von Gad Z. (gad)


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Hi Leute,
ich möchte eine Drehzahlregelung für einen Verbrennungsmotor bauen.
Ich habe hier schon 2 Beiträge gefunden, aber keiner von denen ging 
näher auf das Thema ein wegen den mangelnden Kenntnissen der 
Beitragsersteller.
Daher versuche ich es mit einem neuen Beitrag.

Ich habe eine automatische Schaltung für das 6-Gang Getriebe gebaut.
Für eine ordentlichen Schaltvorgang beim Runterschalten braucht man 
Zwischengas (ich weiss das es auch ohne geht).
Um ein Zwischengas zu realisieren habe ich mich entschieden, ein 
elektronisches Gaspedal zu integrieren. Damit kann ich dann auch beim 
Hochschalten die Gaszufuhr unterbrechen ohne Zündunterbrechung.

Nun zum Problem.
Die Leerlaufdrehzahl wird durch eine Abschlagschraube am Gasschieber im 
Vergaser gemacht.
Wenn ich jetzt die Leerlaufschraube verdrehe, dann ändert sich der 
Maximalweg des Gasschiebers und damit meines elektronischen Gaspedals.
Deshalb will ich die Leerlaufschraube ganz weg lassen und die 
Leerlaufdrehzahl eletronisch regeln.
Dazu fehlt mir irgendwie ein Denkanstoß.

von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


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Gad Zinkler schrieb:
> Deshalb will ich die Leerlaufschraube ganz weg lassen und die
> Leerlaufdrehzahl eletronisch regeln.
> Dazu fehlt mir irgendwie ein Denkanstoß.

 Was meinst du mit 'elektronisches Gaspedal' und 'eletronisch regeln' ?

von Anja (Gast)


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Hallo,

wie groß ist denn der Motor?

Das übliche wäre eine E-Gas Drosselklappe.

Als Nachrüstlösung gibt es auch Schrittmotorgesteuerte Lösungen die den 
"Daumen" auf den Leerlaufbypass drücken.

http://www.aliexpress.com/idle-stepper-motor_price.html

Allerdings wird beim Zwischengas auch normalerweise eine Momentenreserve 
über die Zündung vorgehalten. Ansonsten schafft man die Schaltzeiten 
nicht.

Natürlich solltest Du bei solchen Änderungen auch die Sicherheitsthemen 
beachten. Das Bremspedal muß den E-Gas (Getriebe-) Eingriff nach 
spätestens 500ms beenden.

Gruß Anja

von Gad Z. (gad)


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Danke Anja,
aber ich muss wohl doch etwas mehr ins Detail gehen.

Istzustand:
Gasschieber wird über Servomotor angetrieben.
Gaspedalstellung und Gasschieberstellung werden erfasst.
Wenn kein Schaltvorgang aktiv ist, dann wird die Gaspedalstellung direkt 
an den Gasschieberservo weiter gegeben.
Beim hochschalten wird trotz Vollgas am Gaspedal der Gaschieber 
geschlossen und der Gang geschaltet.
Beim runterschalten wird ohne Gasgeben am Pedal der Gasschieber geöffnet 
bis der Schaltweg erreicht ist oder eine maximale Zeit abgelaufen ist.

Problem:
Wenn der Motor im Leerlauf ist und kein Gasgegeben wird, dann fährt der 
servo auf Anfangsstellung zurück.
Wenn ich jetzt die Leerlaufdrehzahl mechaanisch erhöhe mit der 
Stellschraube, dann drückt der Servo immer gegen die Anschlagschraube.
Daher möchte ich auf den mechanischen Leerlauf verzichten.
demzufolge muss ich den Leerlauf über den Servo regeln.
Grundsätzlich dürfte das ein PID-regler sein oder was ähnliches.

Mein Problem ist aber, wenn der Motor aus ist.
Dann würde der Regler versuchen, die Leerlaufdrehzahl zu regeln und den 
Gasschieber immer weiter öffnen.
Ich weiss nicht ob der Verbrennungsmotor läuft, ausser ich nehme einen 
Drehzahl-Schwellwert her und schätze es.

Hoffe soweit ist das verständlich :-)

von Martin (Gast)


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> ...
> Mein Problem ist aber, wenn der Motor aus ist.
> Dann würde der Regler versuchen, die Leerlaufdrehzahl zu regeln und den
> Gasschieber immer weiter öffnen.
> ...

Spricht etwas dagegen den I-Anteil auf einen kleinen Wert hin zu 
limitieren? Die Anschlagschraube hat ja auch nur einen kleinen 
Verstellbereich.

von Gad Z. (gad)


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Hallo Martin,
den I-Anteil mit einem Limit zu begrenzen geht schon.
ich verliere halt etwas Genauigkeit, aber das sollte nicht so schlimm 
sein.
Aber selbst der Proportionalanteil stellt den Gasschieber zumindest 
irgendwo in den Teillastbereich des Motors.
Wenn der Gasschiber so weit offen ist und ich den Motor starte, dann 
würde der sofort hoch drehen, ausser meine Leerlaufregelung wäre 
sauschnell mit dem nachregeln.

von Max G. (l0wside) Benutzerseite


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Die "Motor läuft"-Erkennung über Drehzahl ist absolut in Ordnung, das 
wird auch von den Profis nicht anders gemacht.
Ansonsten solltest du dir überlegen, eine richtige Drosselklappe, z.B. 
eine DVE5, zu besorgen. Die Ansteuerung (per H-Brücke und PWM) ist kein 
Hexenwerk.

Max

von Martin (Gast)


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Gad Zinkler schrieb:
> Hallo Martin,
> den I-Anteil mit einem Limit zu begrenzen geht schon.
> ich verliere halt etwas Genauigkeit, aber das sollte nicht so schlimm
> sein.

In wiefern? Die Anschlagschraube hat einen bestimmten Stellbereich, und 
der Regler bekommt den gleichen. Dann kann der I-Anteil die Drehzahl 
auch fehlerfrei einregeln. Zumindest in der Theorie...

> Aber selbst der Proportionalanteil stellt den Gasschieber zumindest
> irgendwo in den Teillastbereich des Motors.
> Wenn der Gasschiber so weit offen ist und ich den Motor starte, dann
> würde der sofort hoch drehen, ausser meine Leerlaufregelung wäre
> sauschnell mit dem nachregeln.

Na ja, bei jedem Motorstart schwing die Drehzahl einmal über und läuft 
dann mehr oder weniger schnell von oben her in die Ziel-Leerlaufdrehzahl 
ein.
Wäre interessant wie groß der P-Anteil sein muß. Viel P braucht's ja 
eigentlich nicht um die Leerlaufdrehzahl zu stellen. Die Schraube hat 
streng genommen gar keinen, sondern nur einen seeeeehr langsamen 
I-Anteil (jedes mal beim nachstellen von Hand...)

von Gad Z. (gad)


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Wen meinst du denn mit Profi?
Die Autohersteller?
Dann glaube ich kaum das sie die Drehzahl nehmen um festzustellen, ob 
der Motor läuft und der Leerlauf gereglt werden muss.
Die wissen ja in der Stereinheit das die Zündung eingeschaltet ist und 
das der Motor gestartet wurde.

Eine extra Drosselklappe einbauen geht nicht weil es ein Vergaser ist.
Da muss ich schon den vorhandenen Gasschieber mit der Zerstäubernadel 
bewegen.

Die Erkennung über die Drehzahl ist zwar machbar, aber ab welcher 
Drehzahl gilt der Motor als gestartet?
Theoretisch könnte ich vielleicht die Erkennungsdrehzahl etwas über der 
Motordrehzahl vom Anlasser festlegen.
Dann würde die Leerlaufregelung starten sobald der Motor mal über dieser 
Drehzahl liegt.

von Gad Z. (gad)


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Martin da hast du Recht, die Schraube hat fast kein Stellbereich.
Aber mein Leerlaufregler muss immer auf die gleiche Drehzahl regeln, 
egal ob es war oder kalt draussen ist oder ob der Motor warm oder kalt 
ist.

Mit der Anschlagschraube stellt man praktisch andauernd ein bisschen 
nach.
Wenn ich aber keine Schraube mehr habe, dann brauche ich ja zum 
nachstellen einen Laptop, um den Sollwert zu ändern.
Deshalb muss der Leerlaufregler eigentlich ein Drehzahlregler sein, der 
jede beliebige Drehzahlvorgabe regeln kann.
Dann kommt er auch mit unterschiedlichen Bedingungen am Motor klar und 
kann immer die Leerlaufdrehzahl halten.
Aber dafpr habe ich einen grossen regelbereich, nämlich genau 100%.

von Anja (Gast)


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Gad Zinkler schrieb:
> Dann glaube ich kaum das sie die Drehzahl nehmen um festzustellen, ob
> der Motor läuft und der Leerlauf gereglt werden muss.

Prinzipiell ist der LL-Regler immer dann aktiv wenn die Drehzahl unter 
Leerlauf ist. (.. und das Gaspedal in LL-Stellung und ggf. die Bremse 
nicht gedrückt Zwecks Unterbremsung).
Bei fallender Drehzahl gibt es u.U. einen "Vorhalt" (D-Anteil).

Motor läuft ist wenn die Startabwurfdrehzahl (ggf. leicht über LL) 
einmal überschritten wurde.

Der Motorstart wird bei Einspritzsystemen "gesteuert".
Einflußgrößen sind Saugrohr-Unterdruck, Temperatur, Drehzahl, Anzahl der 
bisherigen Einspritzungen (TDCs) usw.

Ich schätze mal daß wenn du den LL (und damit auch den Start) regeln 
willst brauchst Du noch einiges an zusätzlicher Sensorik.
Wahrscheinlich ist es einfacher den Anschlag des Servos zu "lernen".

Gruß Anja

von Gad Z. (gad)


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Hallo Anja,
danke für deine Anmerkung.
Das Bremsen habe ich leider nicht bedacht.
Da kann schonmal das Rad kurz blockieren und damit die Motordrehzahl 
unter LL fallen. In dem Fall will ich natürlich kein LL nachregeln.
Klar kann ich den Anschlag des Servos lernen.
das mache ich ohnehin schon.
Allerdings muss ich dazu den PC über USB anschliessen und dann den 
Schieber in beiden Endlagen kalibrieren.
Danach macht der Servo eine Referenzfahrt um die beiden Endlagen zu 
finden.
Aber da ich jedesmal einen Laptop brauche zum kalibrieren wollte ich die 
regelung integrieren.
Aber da fehlt mir wohl der Sensor von der Bremse.
Habe ich noch andere Sensoren nicht bedacht?

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