An die Profis: Wanderndern Zzp bei schnellen Drehzahlwechsel

[Thomas18TE]

ich habe eine Frage bezüglich der Dynamik mit welcher sich die Drehzahl ändert und ob dadurch der Zündzeitpunkt vorwandern kann. Ich habe dazu mal etwas ausführlicher ausgeholt und hoffe das es verständlich ist.

Ich beschreibe man ein Steuergerät X das so vorgeht wie ich es beschreibe, sicherlich ist es bei jedem anderst da die Eingangsimpulse aus sehr verschieden sind z.b. 60-2 Imp/Umdrehng, 36-1, usw. dieses fiktive hier nutzt 4 Impulse / Umdrehung..... an der Kurbelwelle

Das STG wird auch unter Vollast und Höchstdrehzahl auf einen ungefährlichen konstanten ZZP eingestellt(hier z.B. 20° vor OT). Das STG geht ja nun wie folgt vor, es misst die Zeitdauer zw. 2 Impulsen und teilt diese Zeit durch einen Faktor wodurch die Auflösung (hier z.B.0,1°) bestimmt wird. 90° dauern z.B. 20mSek dann wären das 20mSek/900 = 0,0222...mSek pro 0,1° Grad Kurbelwelle und für den gewünschten Zündzeitpunkt von 20° v. OT wären das 20mSek-(200x0,0222....) =
20mSek- 4,444...mSek = 15,555...mSek

Es wird also ab dem Impuls (Einschaltzeit der Zündspule nicht beachtet) nach 15,5 mSek der Primärstrom unterbrochen. Da beim Beschleunigen diese Explosion den Motor ungleichmäßig hochbeschleunigt ist jetzt die berechnete Abschaltzeit der Zündspule zu spät weil sich der Motor ja zw. den 2 Impulsen schneller gedreht hat und dadruch würde die Zündung unerwünscht später erfolgen. Ein Ausweg wäre mit mehr Impulsen zu arbeiten um diese Beschleunigung miteinzubeziehen, da die Beschleunigung ja nicht immer gleich ist, z.b. andere Gasstellung anderer Gang....

Bei Bosch sinds ja meistens 60-2 aber ich weiß nicht ob die die höhere Zahl zur Korrektur benutzen wird oder nur fürs Notlaufprogramm um hier dann mit 6° aufzulösen zu können.

Was meint ihr wieviel % die Beschleunigung pro 90°, Takt oder Umdrehung ausmachen könnte. Oder könnte mal jemand die Impulse mit nem Oszi aufnehmen da sieht man dann ja um wieviel sie sich verkürzen?

Ich hoffe ihr versteht was ich meine.

[pigga]

Moin!
Also ich denke mal, je weniger Triggerimpulse Du pro Kurbelwellenumdrehung hast, um so gravierender wird dieser Effekt. Oder anders gesagt: Bei 60 Zähnen denk ich mal dürfte die Auflösung "fein" genug sein oder?
Auf jeden Fall has Du das Problem meiner Meinung nach richtig erkannt. Ich denke mal nicht umsonst kann man bei der MS2 einen "Predictor" bei der Drehzahlerfassung wählen, der die Änderung der Drehzahl während der letzten "x" Triggerimpulse mit einbezieht.
Pigga

[ami8break]

Hallo Thomas,
falsches Subforum. Das ist ja kein Small Talk (= wischi waschi) sondern ziemlich advanced.

Danke für deine Überlegungen, wirklich sehr intererssant!

Dazu meine bescheidenen Erfahrungen mit messungen bei einem Trigger-Event/360°KW.
Zu Beginn meiener MS-Karriere als die Zündfeature-Software noch MSnS (MS and Spark) hieß hatte ich ein einfaches BOSCH-Zündmodul am MS-Ausgang das die Schließzeit selbst berechnet.
Ich wollte mal wissen wie sie sich in Abhängigkeit der Drehzahl ändert und habe mit der Soundkarte auf einem Kanal das Triggersignal und am anderen Kanal das Primärsignal aufgenommen. (~2x Streetdyno-Schaltung). Aufnahme von Motor starten und hochdrehen. Ich war erstaunt und enttäuscht wie unpräzise der ZZP war (zuviel und zu spät). Die Berechnung in der Software war 'time based' (gibt es meines Wissens heute auch noch), weil ich nur ein Triggersignal/KW-Umdrehung 45°vOT hatte.
Ich schob das eigentlich auf unrunden Lauf meines Zweizylinders zurück.

Als ich dann auf EDIS4 umrüstete und das gleiche Zündkennfeld, die gleichen Anreicherungen etc verwendete fiel mir sofort auf um wieviel agiler und präziser der Motor am Gas hing.
Ausgemessen habe ich das Drehzaänderungsverhalten nicht.


IIRC hieß es bei MSnS dass für Startvorgänge mit 'Time based' 2-3 Triggerevents nötig sind, d.h. 2-3 Umdrehungen bevor der Motor überhaupt (richtig?) zündet.

Ich nehme an dass bei den Triggerzahnrädern die Drehzahl über ein paar Zähne berechnet/gemittelt wird und dwell nicht 'time based' sondern durch Mitzählen der Zähne ausgelöst wird ('trigger return'). Ist dwell, bzw der ZZP ein 'Kommazahn', wird wohl 'time based' vom letzten bekannten Zahn aus extrapoliert.

Das Aufnehmen und Nachbearbeiten kannst du bequem ohne Auto im Wohnzimmer machen. Bin mir aber nicht sicher ob div Programme zum Abspielen eines Loops (wav/mp3-Datei die ein Triggerzahnrad mit Lücke simuliert) während des Abspielens die Abspielgeschwindigkeit kontinuierlich ändern kann. Außerdem ist die ABspielgeschwindigkeit oft begrenzt (0,5 bis 2,0 z.B.)

Die andere Möglichkeit wäre diese sehr gute Frage im msextra-Forum der Entwickler zu stellen.

lg
»Horst

[pigga]

Hi.
Also das Boschmodul steuert den Schließwinkel eingenständig, oder? Nicht dass wir hier aneinander vorbei reden...so hab ich´s zumindest verstanden. Ich habe den "Dwell" bei mir auf fest 50% gestellt, und damit funktionierte es soweit. Ich stimme Dir allerdings insofern zu, als dass der ZZP auch bei mir mit 2 Impulsen pro KW umdrehung immer etwas "zappelig" war. Um das zu testen hatte ich den ZZP fix auf 5° vor OT gestellt und dann mal den Motor hochgedreht und mit der Blitzlampe geschaut, wie und ob die ZZP-Markierung "wandert". Ich denke mal das ganze ist mehr so ein prinzipbedingtes Problem bei der konventionellen Zündimpulserzeugung? Inzwischen habe ich auf 60-2 Triggerrad umgerüstet und den gleichen Test wiederholt und siehe da: Der negative Effekt ist verschwunden. Tzzt.
Zum Thema "Trigger Return": Es ist für das Steuergerät immer schwierig, im Anlassmoment einen definierten Zündzeitpunkt zu ermitteln. Zum einen schwankt die Drehzahl stark, zum anderen ist sie sehr niedrig usw.
Bei "Trigger return" wird halt die steigende (oder fallende ?) Flanke des Hallgebers genutzt, um einen Zündimpuls auszulösen. Die Erzeugung des Zündimpulses erfolgt also "starr", und dadurch erreichst Du ein wesentlich besseres Startverhalten.
Beim Triggerrad isses bei der MS1 so, dass der "Wheel decoder" wenn man so will "aufgesetzt" ist auf die gute alte Zündroutine (verteiler, Unterbrecher usw....). Sprich: Der Wheeldecoder zählt einfach die an ihm vorberauschenden Zähne, und gibt an die MS halt einen "virtuellen Triggerimpuls" weiter, er emuliert also quasi den guten alten Hallgeber/VLR-Pickup (mit z.B. 2 Impulsen/Umdrehung beim 4-Zylinder), wenn ich das richtig verstanden habe? Somit wird bei "Trigger return" halt immer bei einem bestimmten Zahn Zündung ausgelöst. Zwar braucht´s auch hier im dümmsten Fall fast 1 KW Umdrehung, weil ja erstmal die Zahnlücke am Geber vorbeirauschen muss, aber nach meiner Erfahrung ist das Startverhalten damit einen Tick williger als mit "time based". Bei der MSII scheint diese Wheeldecodergeschichte anders implementiert zu sein. Hier gibts auch nur noch "time based" als Zündoption während des "cranking". Insgesamt scheint mir die ZZP Verstellung bei der MSII einen Tick akkurater zu arbeiten. Hat da jemand Erfahrungen mit?
Pigga

[Thomas18TE]

@ami8break: Ich hatte das nicht auf die MS bezogen drum wusste ich nicht wo ichs posten sollte, kannst es aber gerne dahin verschieben wo es am besten passt.

Freut mich das ihr verstanden habt was ich meinte. Schließzeiten haben mich jetzt erstmal garnicht interessiert, sondern mir ging es rein um um den ZZP der wegen der Dynamik wandert.

Wenn da jemand mal ein Digitaloszi dranhängen würde und im Stand den Motor hochdreht wäre das wirklich klasse(ich habe leider nur ein analoges), da mich speziell interessiert wieviel schneller die folgende Motorumdrehung zur jetzigen ablaufen kann.

Ich würde bei mir am liebsten 4 Impulse pro Kurbelwellenumdrehung erzeugen aber das hat mich jetzt auch ganz schön überrascht das der ZZP wegen der Dynamik so aus dem ruder laufen kann. Aber so wie es scheint muss da doch eine feinere Aufteilung her oder halt ein Vergleich der x letzten Umdrehungszeiten um daraus die Verkürzung der nächsten Umdrehung abzuschätzen.

[dridders]

Die MS2 betrachtet den Abstand zwischen allen Zähnen beim Wheeldecoder. Anhand dessen wird dann soweit ich weiss auch die individuelle Beschleunigung mit einbezogen. Auf jeden Fall gibt es Limits wann der nächste Zahn aufzutreten hat, um z.B. die Out-of-sync-Erkennung zu machen. Kommt der Zahn zu früh ist er ein Phantom, kommt er zu spät ist einer flöten gegangen. Liegt er im Fenster ist er gültig und wird benutzt.
Wie groß die Beschleunigung ist hängt ganz von der Maschine ab... ihr Drehmoment, ihre Trägheit (Schwungrad etc),...
Ein feineres Rad hilft halt den Zündzeitpunkt genauer zu positionieren. Mit dem 36-1 kommst du auf 10° erstmal ran, Alles weitere muss über Algorithmen kommen. Mit vier Impulsen je Umdrehung ist praktisch gerade mal sichergestellt das du wohl den richtigen Zylinder treffen dürftest Eine Betrachtung über mehrere Kurbelwellenumdrehungen hilft da auch nicht so viel, das ist zu träge. Erstrecht wenn du z.B. auf einem Zylinder etwas Probleme hast und der deswegen langsamer beschleunigt. Die vielen Zähne werden von den modernen Steuergeräten hier auch zur Diagnose von Fehlern genutzt.

[ami8break]

Hallo Pigga,

@Schließwinkel:
nein ich verwendete ein BOSCH 0 227 100 137 oder 0 227 100 139, die wurden ursprünglich mit Hallsensor im Verteiler getriggert.
Ich kenne überhaupt kein Zündmodul das den Schließwinkel 'berechnet'. Das wäre doch unsinnig, denn die Schließzeit ist die maßgebende Größe für für ein richtiges Laden der Zündspule. Der Schließwinkel wird wohl 'nur' eine konststante Messgröße in Unterbrecherzeitalter gewesen sein.

@Trigger-return:
Danke mir sind die Vorteile beim Starten klar. Ein Entenfahrer der MS nur zum Zünden verwendet hat einen optischen Sensor angebracht und einen hellen Farbstreifen von ~45°vOT bis 8°vOT --> er startet mit Trigger-Return sehr gut und präzise (das ist ihm wichtig (Winter!).
Das Kennfeld ist aber nicht so toll reproduzierbar, weil MS ja noch weniger Infos bekommt als bei Thomas' 4-'Zahn'-Lösung (Ausgang war bei ihm ja eine(!) armselige Fliehkraft-Kennlinie).
Danke für die Info dass MS2 nur mehr 'time based' zulässt.


Hallo Thomas,
ich hab sogar ein digitales Scope (aus den frühen 80ern) - aber das speichert nur ein Bild *schnarch*. Mit Soundkarte+Laptop solltest du das auch hinbekommen.
Wenn mögöich würde ich dir auch soviele Zähne wie möglich empfehlen, 4 sind etwas wenig.


Hallo dridders,
danke für deine Schilderung des MS2-Codes. Berücksichtigt MS1nSExtra keine Beschleunigung?. dieser Code muß doch genauso entscheiden ob ein Signal/Zahn 'richtig' oder 'falsch' ist, bzw fehlt.

@Beispiel 36-1-Triggerrad:
Wäre interssant mal auszurechenn wie groß der Fehler bei 10°KW werden kann. D.h. hochbeschleunigen vom Leerlauf zur Maximaldrehzahl. Wie lange dauert denn das? Bei meinem trägen Motor 'ewig' --> 36-1 ist wohl genau genug.

Annahme: Gleichmäßige Drehzahlzunahme vom Leerlauf (1000U/min) auf 7000U/min in einer Sekunde --> Drehzahlzunahme von 6000U/min/s oder 100U/s^2 oder 3600*10°KW/s^2 --> der Motor braucht 66,6U um auf 7000U/min zu kommen. Pro KW-Umdrehung nimmt die Drehzahl um 90U/min zu, pro 10°KW nimmt sie um 2,5U/min zu.
Für 10°KW braucht es bei gleichförmigen 1000U/min, d.h. 60ms/U = 1,6667ms/10°KW.
Bei 1002,5U/min, d,h. 59,85ms/U = 1,6625ms/10°KW.
--> die Zeitdifferenz pro Zahn ist 1,6667 - 1,6625 = 0,0042ms, das sind 0,25% Schwankung, also wirklich nicht viel.
Hoffentlich habe ich jetzt bei meiner etwas unphysikalischen Quick/dirty-brechnung keinen Fehler gemacht, bitte kann jemand die Abweichung nachrechnen. Am Besten mal sauber mit d_alpha /d_t = alpha_punkt etc.

lg
»Horst

[dridders]

Nein, die MS1 ist da noch weniger ausgereift, sie zählt nur die Zähne durch und achtet ausschließlich auf den fehlenden Zahn. Stellst du ein 36-1 ein aber schickst ihm 37-1 schluckt er das trotzdem... hier hatte doch vor einer Weile jemand einen Stim dafür gebaut, lief an der MS1 wunderbar, an der MS2 kein Sync... Fehler war das er einfach ein Zahnsignal zuviel geschickt hatte.

[ami8break]

Hallo dridders,
aha, danke.

Welcher Stim war denn das? JimStim http://www.jbperf.com/JimStim/index.html ?
Wenn nicht, würde ich gerne mehr davon erfahren.
Würde mir gerne eine analoge kleine Schaltung aufbauen um für MS1+EDIS einen Stimulator im Auto als Werkzeug zu haben.

lg
»Horst

[dridders]

Nein, das war was selbst gebautes auf Mikrokontroller-Basis, glaube Atmel. Aber frag mich nich mehr wer das war.

[pigga]

Hallo Pigga,
@Schließwinkel:
nein ich verwendete ein BOSCH 0 227 100 137 oder 0 227 100 139, die wurden ursprünglich mit Hallsensor im Verteiler getriggert.
Ich kenne überhaupt kein Zündmodul das den Schließwinkel 'berechnet'. Das wäre doch unsinnig, denn die Schließzeit ist die maßgebende Größe für für ein richtiges Laden der Zündspule.

Aber eben Doch
Ich verweise in dem Zusammenhang mal auf http://megasquirt.sourceforge.net/extra/setup-msns.html
Da steht

Bosch ignition module Not preferred method
The Bosch module 0 227 100 137 / 0 227 100 139 is designed to be used with Hall effect and also takes care of the coil dwell period. The module trigger when pin 6 is grounded, but the dwell control prevents it sparking on the first trigger.

Im Anschluss eine Auflistung von weiteren Modellen, deren Zündmodule quasi baugleich sind. Wenn Du Dir mal z.B. in so nem VW die TSZ-H-Zündung anschaust besteht aber auch die Notwendigkeit den "Schließwinkel" auf elektronischem Wege zu variieren. Schließlich hast du bei den alten Motoren mit Vergasertechnik und Hallgeber lediglich eine Rotorblende im Verteiler und damit ein Rechtecksignal mit 50% Tastverhältnis zur ansteuerung der Spule. Ich hatte seinerzeit -weil ich nicht glauben wollte dass in 20 jahre alten Vergaserkisten so viel Hightech steckt - mitm Scope gemessen, und siehe da: Das Boschmodul variiert an Klemme 1 die ansteigende Flanke der 12V Spannung. Sprich: Die fallende Flanke löst ja den Zündfunken aus, aber die steigende Flanke ist NICHT synchron mit dem Trigger return des Hallgebers.
Pigga

[KLAS]

ohne alles genau verstanden zu haben, aber war das nicht auch sinn und zweck der elektronik? das man bei niedriger drehzahl den schließwinkel geringer hält um ein "überladen" der spule zu verhindern, und bei hoher drehzahl wird der schließwinkel vergrößert um die spule länger laden zu können

[pigga]

Ich denke so. Weil mit der TSZ-H Zündung kamen andere Spulen zum Einsatz.
Pigga

[porschekäfer]

Nein, das war was selbst gebautes auf Mikrokontroller-Basis, glaube Atmel. Aber frag mich nich mehr wer das war.

Ich glaube das war ich Ich habe aber einen HCS12 benutzt. Ist aber wurscht. Ist ganz primitiv programmiert. Einfach Port an, Port aus .... Pause ....usw.
Ich habe nicht einmal die Timer benutzt sondern einfach große Zahlen dekrementiert. Mit einem Poti habe ich die Drehzahlverstellung gemacht (Spannung an AD Wandler einlesen).

Ist eine super Übung um in das Thema µC einzusteigen
Gruß Jürgen

[Thomas18TE]

@Schließwinkel: Die Module versuchen die Schließzeit konstant zu halten bzw. gleichen zusätzlich noch die niedrigere Batteriespannung aus und das geschied rein analog also berechnet wird da nichts.

Es gibt aber auch die Module die keine Schließwinkelregelung haben hier wird das von STG aus gemacht. Die VW-eigenen Einspritz- u. Zündanlagen haben eine Hallblende bei der sich eine Aussparung von den anderen 3 unterscheidet um den ersten Zylinder zu erkennen. Hier übernimmt auch das STG die Schließwinkelregelung.

Ich finde auch man sollte von Schließzeit und nicht von Schließwinkel sprechen, da der wechselnde Schließwinkel den Eindruck erweckt das die Spule unterschiedlich lange geladen wird, es ist aber so das die eigentlich immer gleich lange geladen wird und sich die Ladezeit nur bei fallender Batteriespannung erhöht.

Aber zurück zum Thema:
0,25% pro 10° KW bei einer Umdrehung wären das dann 0,25% * 36 = 9° Abweichung wenn ich jetzt alle 90° einen Impuls erhalte läge ich 2,25° daneben und das im Lerlauf wenn der Motor jetzt noch das Fahrzeug bewegen muss dann wird das sicherlich noch weiter runtergehen.

Am liebstem würde ich mir ja einen wassergekühlten 4-Takter Einzylinder aus einem Quad herstellen um da ausgiebig testen zu können. Jemand ne Idee was man da kostengünstiges nehmen könnte?