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!
>Diplomantenhttp://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 :-(
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.
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 !
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.
