Denke grade ein bißchen über die Lambda-Regelstrategie nach, vielleicht kann jemand meine Berechnungen mal mitverfolgen?

 

Also, von der Sonde wird erwartet, dass sie einer Änderung der Gemischzusammensetzung von Mager nach fett und umgekehrt möglichst verzögerungsfrei folgt. Die Flankensteilheit soll max. 300 ms betragen. Aber wie geht das eigentlich mit der Regelung?

 

Meine Theorie: Die ECU variiert ja permament die Einspritzdauer in Abhängigkeit von der von der L-Sonde ermittelten Sauerstoffgehalts. Aber wie oft wird eigentlich eingespritzt?

 

4-Takt-Motor, also alle 4 Zylinder müssen innerhalb von 2 U einmal einspritzen, also 4 Einspritzvorgänge (EV) pro 2 U. Bei 2500 U/min. (Drehzahl für L-Sonde Test) wären das also 2 EV/U*2500 U = 5000 EV.

Abstand Td zwischen zwei EV: Td = 60 s/5000 EV = 12 ms.

Gibt's schon Fehler?

 

Mit diesem Wert kann man mein Oszibild auch gut verstehen:

Der Abstand zwischen dem Beginn einer abfallenden Flanke und dem einer steigenden Flanke beträgt ca. 300 ms. D.h. die Regelung hat bei o.g. Werten ca. 25 EV lang Zeit, das Gemisch anzupassen, also sie kriegt 25x vom Sensor gemeldet "immer noch zu fett, immer noch zu fett, immer noch zu fett" und bei jedem mal "immer noch zu fett" wird die Einspritzdauer etwas reduziert (wenn man im Regelungsmodus ist), bis der Sensor auf einmal meldet "zu mager, zu mager, zu mager...", dann wird wieder angefettet. Hier sieht man auch, warum die Flankensteilheit so wichtig ist: Wenn diese z.B. als ansteigende Flanke 300 ms lang ist, ist das Gemisch bei 25 EV z.B. zu fett (weil der von der Sonde gelieferte Wert noch "zu mager" bedeutet), obwohl das Gemisch eigentlich schon zu fett ist. Oder anders herum ausgedrückt, während des langen Übergangs von "zu mager" auf "zu fett" wird zu weit in den "fett" Bereich geregelt, und dies dauert dann wieder seine Zeit, von diesem "Überschwinger" weg zu kommen. Ob die ECU allerdings in festen Schritten die Einspritzzeit verändert oder einen variablen Algorithmus hat, bleibt ihr Geheimnis.

Allerdings ist mir immer noch nicht klar, warum alternde Sonden den Spritverbrauch erhöhen...

Und ich frage mich auch, ob diese starken Abweichungen zwischen EDU Verbrauchsanzeige und berechneten Verbrauchswerten bei unseren alten Kisten was mit "Fehlberechnungen" zu tun haben, die ihre Ursache im nicht-erfassen von Verschleiß haben.

 

Halo Gebhard,

 

die Regelstrategie die Du anführst setzt voraus das die Einspritzdauer direkt Drehzahl abhängig wäre. D.h. bei niederigen Drehzahlen höhere Abweichungen und bei höheren Drehzahlen niedrige Abweichungen.

 

Kann doch wohl nicht sein das jede einzelne Flanke zu einer Verkürzung bzw. Verlängerung der Einspritzdauer führt. D.h. entweder Mittelwertbildung oder der letzte möglich Lambdawert wird zur Bestimmung der Einspritzdauer genutzt (Ich weis Spekulation).

Oder habe ich Dich vielleicht falsch verstanden?

Viele Grüße

Martin

Eigentlich sollte das schon so funktionieren. Ich kann, wenn ich die Lambda tausche (mal sehen, vll nächstes WE, dann aber gegen eine andere Gebrauchte), das Oszi ja mal an die Einspritzdüsen hängen. Hab aber leider nur ein 1kanal-Oszi da, kann das also nicht direkt den Lambdawerten gegenüberstellen.

die Regelstrategie die Du anführst setzt voraus das die Einspritzdauer direkt Drehzahl abhängig wäre. D.h. bei niederigen Drehzahlen höhere Abweichungen und bei höheren Drehzahlen niedrige Abweichungen.

 

Kann doch wohl nicht sein das jede einzelne Flanke zu einer Verkürzung bzw. Verlängerung der Einspritzdauer führt. D.h. entweder Mittelwertbildung oder der letzte möglich Lambdawert wird zur Bestimmung der Einspritzdauer genutzt (Ich weis Spekulation).

Oder habe ich Dich vielleicht falsch verstanden?

Hallo Martin,

http://www.xpower.de/mainframe_ljet.htm:

"Die Einspritzdauer ist von der Luftmenge und Drehzahl abhängig."

Ist doch auch logisch, oder? Je weiter die Drosselklappe offen umso mehr Luft strömt in den Zylinder (bzw. wird von Turbo reingedrückt) und damit die Verbrennung lambda=1 ergibt muß doch mehr Sprit eingespritzt werden, oder? Die einzige Variable ist ja auch die Einspritzdauer, da über den Benzindruckregler ja angeblich der EInspritzdruck bezogen auf den Druck im Ansaugrohr konstant bleibt. Die Einspritzdauer bewegt sich so zwischen 1...2 ms (lt. diverser Webseiten).

 

Was meinst du mit "bei niederigen Drehzahlen höhere Abweichungen und bei höheren Drehzahlen niedrige Abweichungen."?

 

Und das? "Kann doch wohl nicht sein das jede einzelne Flanke zu einer Verkürzung bzw. Verlängerung der Einspritzdauer führt."

Meinst du mit "Flanke" die steigende/fallende Flanke des Sensor Signalverlaufs? Meinst du das so, dass es wohl nicht sein kann, dass die Regelung die Einspritzdauer ausschließlich an der Drehzahl, der Luftmenge und dem aktuellen Lambdawert festmacht, ohne zu berücksichtigen, welcher Mittelwert der Einspritzdauer bei einer Drehzahl/Luftmengekombination nötig war? Ja, da kannst du recht haben, mein Ansatz ist wohl etwas naiv, aber trotzdem bleibt es eine Lambdaregelung, d.h. in einem gewissen Maß MUSS die Regelung sich bei sonst gleichbleibenden Bedingungen (Last, Drehzahl, ...) sich an dem Lambdawert orientieren, wenn das nicht so wäre, würde der Sensorwert ja auch nicht alle 300 ms zwischen den "Extremen" schwanken. Und genau wie eine lange Regelstrecke (bei den alten 9000 mit L-Sensor sehr weit hinten) führt auch ein träger Sensor zu einem "Überschwingen" der Regelung bei, aber halt in beide Richtungen (Mager und fett), damit wäre also kein erhöhter Benzinverbrauch erklärbar.

Na eigentlich schon, zu fett und die Effizienz der Verbrennung sinkt. Wo die am höchsten ist, weis ich net, ich weis nur, dass man bei ungefähr 12:1 am Lufteffizientesten verbrennt (also aus einer bestimmten Menge Luft die meißte Leistung holt). Am Spriteffizientesten wird die Sache aber irgendwo im mageren Bereich ablaufen.

Je fertiger jetzt die Lambda ist, desto weiter schwankt er in den fetten Bereich hinein, wo aber auch die meißte Leistung erzeugt wird. Und je magerer er wird, desto weniger Leistung kommt raus. Desswegen sollte eigentlich die meißte Leistung bei fettem Gemisch erzeugt werden, und das macht einen hohen Verbrauch.

Eigentlich sollte das schon so funktionieren. Ich kann, wenn ich die Lambda tausche (mal sehen, vll nächstes WE, dann aber gegen eine andere Gebrauchte), das Oszi ja mal an die Einspritzdüsen hängen. Hab aber leider nur ein 1kanal-Oszi da, kann das also nicht direkt den Lambdawerten gegenüberstellen.

Ähm, was sollte funktionieren???

Das mit dem Oszi an ein Einspritzventil hängen und mit dem Lambdasignal vergleichen ist ne gute Idee, das Prob ist halt ein bißchen, dass das mit einem "normalen" Oszi der nicht speichert nicht einfach ist, weil es bei 2000 U/min. eben recht viele Einspritzvorgänge sind im Verhältnis zur Periodendauer des Lambdasignals, entweder kannst du die Varianz in der Einspritzdauer nicht recht ablesen (weil zu viele EVs dargestellt sind) oder man kann keine rechte Zuordnung zum Lamdasignal herstellen (weil nicht mal eine Periodendauer des L_Signals auf dem Schirm ist). Das andere Problem ist, dass das L-Signal ja keine feste Frequenz hat. Am besten wäre eine PC basierte Lösung mit einer USB Probe. ;-)) (hab ich aber auch (noch) nicht...)

 

 

Je fertiger jetzt die Lambda ist, desto weiter schwankt er in den fetten Bereich hinein, wo aber auch die meißte Leistung erzeugt wird. Und je magerer er wird, desto weniger Leistung kommt raus. Desswegen sollte eigentlich die meißte Leistung bei fettem Gemisch erzeugt werden, und das macht einen hohen Verbrauch.

beziehst du dich darauf? "Allerdings ist mir immer noch nicht klar, warum alternde Sonden den Spritverbrauch erhöhen..."

Ok, also mir ist nicht klar, warum die Regelung mehr in den fetten Bereich gehen soll, wenn die Sonde altert.

Es gibt 2 Alterungsprobleme:

1. die "Extremwerte" nähern sich an, aber solange sie noch deutlich um die 0.45 V pendeln sehe ich kein Problem, weder der magere noch der fette Bereich werden bevorzugt.

2. Die Sonde wird träge, aber auch hier hab ich noch nix gefunden, dass sie beim Übergang von mager auf fett träger wird als in die andere Richtung. Aber nur dann würde ein höherer Verbrauch entstehen, wenn die Sonde bei der steigenden Flanke lnagsam wäre, die Anfettung des Gemischs also nicht "rechtzeitig" erkannt werden kann. Wenn sie auf beiden Flanken gleichmäßig träger wird ist es ein Patt, sozusagen.

Eigentlich ist es sogar so, dass Zirkoniumdioxidsonden auf der steigenden Flanke schneller reagieren als auf der abfallenden...

 

Was mir noch aufgefallen ist, ich dachte eigentlich, dass bei meinen Messungen der Signalverlauf mit wärmer werdender Sonde sozusagen aus dem 0 Pegel "aufgestiegen" ist, will sagen, die Signalverlauf hat seine Form von anfang an gehabt und ist über der Nulllinie "aufgegangen" wie eine Sonne oder so (die ja auch immer rund ist, also die gleiche Form hat, und am Horizont aufgeht). Das konnte ich auch gut erklären, sie wurde einfach immer empfindlicher je näher sie per Heizung an ihren idealen Betriebspunkt kam und zunächst waren halt nur die "fett" Werte sichtbar (hohe Spannung) und die "mager" Werte noch auf Null.

Nun habe ich aber gelesen, dass das Steuergerät angeblich 0.45 V "Referenzspannung" anlegt damit bei noch nicht aktiver Sonde ein Signal da ist, das dann als "Sonde noch nicht aktiv" interpretiert wird. Wäre dieses Signal immer da, dann würde evtl. bei alternder Sonde das Signal so langsam aber sicher auf diese 0.45 V "zusammenbrechen", aber es wäre bis kurz vor Schluß eine Regelung vorhanden. Für diese Theorie hab ich aber keinen Beleg.

 

Wenn es nun so ist, dass beim Saab MJ 96-98 diese Ref.spannung noch nicht vorhanden ist, und die Signalamplitude mit dem Altern kleiner wird UND sich das ganze zu 0 V hin verschiebt, dann wäre es doch so, dass das Signal erst über die 0.45V kommen würde bei wesentlich stärkerer Anfettung als bei neuer Sonde aber eben das ECU bei fallender Flanke auch schneller gemeldet bekäme, dass die Verbrennung wieder im mageren Bereich ist obwohl sie im Verhaltnis zu einer neuen Sonde noch fetter ist weil ja der Zeitraum, wo die Regelung wieder abgemagert hat, nicht so lange ist! Aha, daran könnte es liegen!

Jetzt muß ich nur noch verstehen, warum über OBD-II der "Long term fuel trim" mit -0.8% gemeldet wird, also eher etwas mager. Wird hier eine alternde Lambdasonde korrigiert, stellt sich das System auf meine lahme Fahrweise ein oder ist das "Absicht" um den Verbrauch niedrig zu halten?

 

"The day after": Hab drüber nachgedacht und ein bißchen gelesen: Wenn der LT Fuel Trim negativ ist, heißt das, dass das ECU erkennt, dass das Gemisch zu fett ist und deswegen in Richtung mager korrigiert.

 

@i_h: wenn du deine Sonde mal anguckst, achtest du mal bei beiden auf die Symmetrie um ca. 0.45 V und auf den Signalverlauf, wenn sich die SOnde aufheizt?

 

Gruss, Gebhard.

hier noch eine kleine Graphik, die die Zusammenhänge zwischen Lambdasondensignalverlauf, Fett/Magererkennung und EInspritzmenge verdeutlichen soll. Soweit passt alles und sieht auch sehr plausibel aus, nur gibt es das Problem, dass wenn man den Verlauf der Einspritzmenge weiter zeichnet, man irgendwann bei "unendlich" landet. Da ist noch Feinarbeit erforderlich ;-))

 

(N.B. Leider wurde meine schöne GIF Grafik beim Hochladen in ein winziges JPEG verwandelt, aber ich hoffe, man kann es noch erkennen! Ansonsten - fragen!)

 

Gruss, Gebhard.

Nun habe ich aber gelesen, dass das Steuergerät angeblich 0.45 V "Referenzspannung" anlegt damit bei noch nicht aktiver Sonde ein Signal da ist, das dann als "Sonde noch nicht aktiv" interpretiert wird. Wäre dieses Signal immer da, dann würde evtl. bei alternder Sonde das Signal so langsam aber sicher auf diese 0.45 V "zusammenbrechen", aber es wäre bis kurz vor Schluß eine Regelung vorhanden. Für diese Theorie hab ich aber keinen Beleg.

 

Wenn es nun so ist, dass beim Saab MJ 96-98 diese Ref.spannung noch nicht vorhanden ist, und die Signalamplitude mit dem Altern kleiner wird UND sich das ganze zu 0 V hin verschiebt.

 

Hatte gestern mal die Gelegenheit, meine OBD Apparatur an einen 9-3 BJ 2001 zu hängen. Und siehe da, schon ohne laufenden Motor zeigt die Sondenspannung 0.45 V an und schon bei sehr kleinen Spannungsschwankungen wird also (wie oben vermutet) ein gültiges Sondensignal erkannt und geregelt!

 

Beim 9000 ist es definitiv nicht so, sondern der Pegel schwankt bei noch nicht aufgeheizter Sonde von 0 nach immer mehr ansteigenden Werten.

Und ich frage mich auch, ob diese starken Abweichungen zwischen EDU Verbrauchsanzeige und berechneten Verbrauchswerten bei unseren alten Kisten was mit "Fehlberechnungen" zu tun haben, die ihre Ursache im nicht-erfassen von Verschleiß haben.

Also bei mir entwickelt sich gerade die EDU Anzeige weit vom tatsächlichen Verbrauch weg.. Mal die letzten 3 Betankungen betrachtent:

siehe auch: http://http://www.spritmonitor.de/de/detailansicht/142498.html

EDU Tatsächlich:

8,7 9,08

8,1 8,44

7,6 8,61

 

Hatte mich eigentlich gefreut, das mein Sab so sparsam ist.. bin die letzte Zeit auch eher geglitten - sprich Gas nur sanft betätigt, und wenn speed gehalten werden soll so lang vom Gas runter, bis tatsächlich die Geschwindigkeit zu sinken begann, vorausschauend gefahren - sprich wenn ich in 1km sowieso bremsen muß, einfach vom Gas und rollen lassen... Hoffentlich muß ich mich nun keine Sorgen um die Einspritzdüsen machen oder so.. Andererseits denke ich, das selbst der tatsächliche Wert schwer i.O. ist für den 9000er...

Bin jetzt auch mal dazu gekommen das Oszi an die Lambda zu hängen. Allerdings haben sich 2 Probleme ergeben: Einmal sind die Bilder unscharf, wesswegen ich wohl nochmal welche machen werde (Lambda ist noch nicht getauscht), und zum zweiten sind die Regelzeiten meiner Lambda jenseits von gut und böse.

Da es recht aufwendig ist die Bilder alle zusammenzuschnippeln, hab ich das mal exemplarisch an einem einzelnen gemacht, mehr Bilder gibt's dann erst wenn ich nochmal scharfe gemacht hab:

 

http://www.jfuhlemann.de/saab9000cse/lambda/p1b.jpg

 

Und jetzt kommts: Der Abstand zwischen 2 Markierungen beträgt 74ms. Also im 2. Teil dauert die Flanke zB. gut über 300ms. Außerdem hatte ich noch die Synchronisierung an. Auffällig ist auch, dass die Verläufe sehr oft schwanken, manchmal ist der fette Bereich zB. sehr kurz, manchmal recht lang usw.

So, 2. Durchlauf fertig. Bilder sehen besser aus:

 

http://www.jfuhlemann.de/saab9000cse/lambda/p2.jpg

 

http://www.jfuhlemann.de/saab9000cse/lambda/p3.jpg

 

http://www.jfuhlemann.de/saab9000cse/lambda/p4.jpg

 

Ich hab's mir jetzt mal gespart die Graphen nebeneinander zu setzen, Verlauf sollte ja auch so deutlich werden. Synchronisation hab ich ausgestellt, 1cm entspricht rund 80ms. Leider geht der Strahl rechts einen halben cm aus dem Bild raus und fängt links einen halben cm zu spät an.

 

Solche Verläufe wie beim 1. Bild gab es des öfteren, da hat die fallende Flanke eine Länge von 700 bis 800ms. Die steigende Flanke ist mit 400ms dagegen recht kurz. Beim ersten Bild hab ich auch eine kurze Fett-Periode erwischt, bei den beiden anderen bleibt das Gemisch immerhin über einen ganzen Durchlauf (800ms) zu fett.

 

Also abschließend würd ich sagen, dass die Lambda hinüber ist. Aber so wirklich merken tut man es interessanterweise nicht. Ein paar Leerlaufprobleme hat er, bei dem Regelverhalten könnte das durchaus an der Lambda liegen - aber die Probleme treten nicht immer auf, eigentlich eher selten. Beim Messen (Motor war warm) hat er den Leerlauf auch sehr gut gehalten.

Und der Verbrauch ist auch nicht übermäßig unnormal, also so um 10l.

 

Nach rechts scheint er etwas mehr als nur 0.5cm hinauszulaufen, ich werd das bei der Messung mit der neuen Lambda nochmal genau einstellen. Jedenfalls ändert das an dem trägen Regelverhalten nix, die Skala dürfte in keinem Fall unter 70ms/cm liegen.

 

EDIT:

 

Hab jetzt nochmal bei 2000rpm gemessen, ist nicht so einfach ihn die Drehzahl halten zu lassen, wenn man nur allein ist.

 

http://www.jfuhlemann.de/saab9000cse/lambda/q1.jpg

http://www.jfuhlemann.de/saab9000cse/lambda/q2.jpg

http://www.jfuhlemann.de/saab9000cse/lambda/q3.jpg

http://www.jfuhlemann.de/saab9000cse/lambda/q4.jpg

 

Auflösung ist wieder 80ms/cm, die Werte sind jetzt mit gp's Messung vergleichbar (von den Messbedingungen her). Auffällig ist, dass die Flanken trotzdem noch zum Teil viel flacher sind.

Hi i_h, schön zu sehen, dass sich noch jemand für das THema interessiert.

 

Hab mir deine Bilder recht lange angesehen, ein paar Dinge kapier ich noch nicht:

 

- welche Empfindlichkeit hast du vertikal eingestellt, also ? V/Teilung? Ich kann bei deinen Bildern nicht so recht eine Nulllinie erahnen. Wär ja auch interessant, welche Min und Max-Werte deine Lambdasonde macht.

 

- hast du mal geguckt, wie das Signal von einer kalten Sonde weg "startet", also von 0V weg oder von 0.45 V weg?

 

- hast du mal die Periodendauer der Regelkurve angeschaut bei ca. 2000 U/min?

 

- ich denke, man muß die Messung unbedingt bei höheren Drehzahlen machen, im Leerlauf schwankt es auch bei mir sehr stark, will sagen, die fetten und mageren Phasen sind dann auch bei mir unterschiedlich lang. Ich gucke also nur auf deine neuen Messungen mit 2000 U/min.

 

- ich muß zugeben, dass ich auch nicht genau weiß, ob es bei mir 2000 U/min waren, hab einfach am Gas gezogen mit einer Hand und mit der anderen auf den Auslöser gedrückt wenn der Strahl auf dem Bildschirm erschien ;-))

 

- schade, dass du nicht auch einfach mal mit Zeitbasis 200 ms /Teilstrich probiert hast und mit Empfindlichkeit 0.1 V/Teilstrich, dann könnten wir jetzt wirklich vergleichen ;-))

 

Gruss, Gebhard.

Die Messung war nicht so ganz einfach, das Oszi ist wie gesagt auch lange nicht mehr geeicht worden. Ich konnte das Oszi halt auch nicht langsamer stellen, sonst hätt ich etwas länger belichtet (waren 2 sek, ich hab einmal mit 4sek probiert, aber da konnte man den Verlauf nicht mehr verfolgen).

Die Spannung der Sonde hat mein Multimeter mit 1.13V gemessen (Wechselspannungsanteil), das sollte ja eigentlich im Rahmen sein. Bei dem 2. Bild bei 2000rpm sieht man doch aber die Zeiten auch ganz gut, die mager-Persode dauert da 2mal ~400ms, die fett-Periode 80ms. Du kannst die Graphik ja auch skalieren und neben deine legen, etwa so (hab jetzt aber nur die Zeit skaliert, nicht die Spannung):

 

http://www.jfuhlemann.de/saab9000cse/lambda/q5.jpg

 

Im Moment hab ich eh andere Sorgen, wollte den Turbo tauschen und hab festgestellt, dass 3 Bolzen gerissen waren (das ist vielleicht 'ne Sch***, da freut man sich erst weil man die Muttern selbst mit einer kleinen Ratsche recht leicht losdrehen kann, und dann stellt man fest, dass der Bolzen gebrochen ist). Nun darf ich einen neuen alten Kopf draufmachen.

 

Aber ich denk bei dem Bild oben sieht man schon, dass die Flanken bei meiner Sonde alles andere als gut aussehen.

Ja, das fotografieren ist etwas schwierig wenn es kein Speicheroszi ist.

 

1.13V kommt mir seltsam vor, eigentlich kann die Spannung max. nur 0.9 V sein.

 

Wenn die Skalierung der beiden Bilder nun wirklich gleich ist, muß man wohl wirklich zu dem Schluß kommen, dass deine L_Sonde nen Schuß hat. Was hast du dend für ein BJ, ich würd meine alte verschenken, ich glaub, die war wohl noch ok (gleicher Verbrauch und Laufverhalten mit einer neuen).

 

Scheiße, Bolzen gerissen, davor fürcht ich mich auch, wenn mal der Lader "kommt"...

 

Gruss, Gebhard.

Danke, ich hab aber schon eine Ersatzlambda da (falls deren Verrbauch auch irgendwie merkwürdig sein sollte, komm ich gern auf das Angebot zurück). Eigentlich wollte ich auch noch diverse andere Sachen machen (Klimakondensator, FPT Kombiinstrument), aber das lass ich jetzt alles weg. Die Lambda werd ich wohl noch tauschen, jetzt wo der Turbo draußen ist kommt man da auch wunderbar ran.