Simulationen Anderer

 

Auch wenn es an der eigentlichen Frage vorbei ist, hier die Ergebnisse eines Schwedischen Laborversuchs:

 

"Writer: Anders Olsson, Translated by: Widde

APC-box number. 7524119 (to 900 T8-86, no cat, 155hp)

The test were executed with a complete cable trunk to the APC system.

RPM was generated by a function generator which was connected to the ignition pulse amplifier.

The pressure sensor was simulated by a 500 Ohm potentiometer.

Knock were simulated through shaking of the knock sensor with a bolt and nut loosely fastened in the knock sensor mounting hole.

An oscilloscope was connected over the valve to read the pulse width to the valve.

 

Simulation 1

Knock sensor not connected, pressure sensor set at atmospheric pressure

The valve has current 100% of the time below aprox 2330 RPM.

-Maximum boost pressure ordered, due to no knock detected, APC doesn't check the knock sensors existence and the boost pressure is low.

 

The valve is disconnected 100% of the time over aprox 2330 RPM.

- Base boost ordered due to nonexistent knock sensor.

 

Simulation 2

Pressure sensor set at atmospheric pressure (12 Ohm). RPM below aprox 2330 RPM.

If knock is simulated during several seconds the valve will be disconnected.

-Base boost

It takes 5 seconds before the APC starts to rise the boost pressure.

After 30 seconds from the knock stopped, the boost pressure is back to normal.

 

Simulation 3

Knock sensor not connected

Pressure sensor not connected

Over aprox 2300 RPM the valve is disconnected.

- APC shut off due to nonexistent knock sensor

 

Simulation 4

Below 2300 RPM is the boost lowering is depended by how long the knock occurred.

Above 2300 RPM is the boost pressure lowered in only one step during knock (?)

Comment: Real strange, more tests needed

 

Simulation 5

Below 2330 RPM is the valve initialised when the pressure sensor gives a value above 37 Ohm.

At 500 Ohm on the pressure sensor the valve is initialised 21 % of the time.

 

Simulation 6

Over 2330 RPM and at atmospheric pressure (12 Ohm) will the valve be initialised 65 % of the time. The valve will always be initialised over the 2330 RPMs unless the knock sensor is disconnected.

Simulation 7

At RPM just above 2330 and at 500 Ohm (or disconnected) to the pressure sensor will the valve be initialised 21 % of the time.

 

Results/conclusions:

Below 2330 RPM can the APC regulate the boost pressure through initialising of the valve 21-100 % of the time.

Above 2330 RPM can the APC regulate the boost pressure through initialising of the valve 21-65 % of the time.

When knock occurs, the APC can always (?) disconnect the valve."

Status Quo

 

Wir scheinen ein Stück weiter gekommen zu sein.

Was haben wir bis jetzt zusammen?

 

Schaltpläne für den APC liegen bei 900aero vor (Hoffentlich stimmen die)

 

Eingangsgrößen am APC :

Drehzahlsignal = Pulse von der Zündspule (kann das stimmen?)

Ladeluftdrucksensor: 12Ohm =atmosphärischer Druck

Welche Widerstandswerte des Drucksensors entsprechen welchem Ladedruck? xOhm = y bar Überdruck?

Müsste sich mit einem Multimeter und einer „geeichten Luftpumpe“ ausmessen lassen. Die Schweden haben ein 500Ohm Poti verwand ohne Aussagen zur Proportionalität Druck/ Widerstand zu machen

 

Klopfen:

Beschleunigungsklingeln (3500/min) ca 6,5KHz

Hochgeschwindigkeitsklingeln (5500/min) zwischen 3 und 3,5 KHz

"Grundrauschen des Motors " mit signifikanter Amplitude im Bereich von 9KHz

 

Sonstiges:

Mindestdrehzahl von 2300 u/min für das Einsetzen deas APC bei einen 8V Turbo (wenn man den Schweden glauben schenken kann). Hab mir sagen lassen das 1900 u/min für den 16V Turbo anzusetzen sind.

 

Annahmen:

1.Das Taktventil wird mit einer konstanten Frequenz von 12Hz und einer Pulsweitenmodulation angesteuert.

 

2. Das APC arbeitet in einem zweistufigen Ansatz

Ohne Klopfen gemäß eines durch die Schaltung vorgegebenen Algorithmus (PI, PD oder PID Regler?) Anmerkung: Um Missverständnissen vorzubeugen. P hat wirklich nichts mit den Bezeichnungen der Potentiometer auf dem APC zu tun, sondern etwas mit der Art der Regelung.

Tritt Klopfen auf, so wird der Ladedruck zurück geregelt.

 

Was bleibt zu klären?

 

Damit man den APC mit P-Spice simulieren kann, sind noch die auf dem APC

vorhandenen OPs zu identifizieren und ggf. Vergleichstypen zu finden.

Die notwendige Amplitude (Spannung) die der Klopfsensor abgeben muss damit ein Klopfen vom APC wahrgenommen wird. Hoffe das sich dies durch spielen mit den Werten findet.

Angaben zu welche Widerstandwerte welchem Druck entsprechen (s.o.)

Irgendetwas das ich bestimmt jetzt vergessen/ übersehen habe!

 

Bitte um konstruktive Ergänzung

(...) tja Boris,wenn man wie von Dir angeregt den Bereich unterhalb von 6KHz außer Acht lässt,(ver)braucht man viele Kolben (...)

 

...wo hab ich DAS denn vorgeschlagen? Ich glaube, da hast du was falsch verstanden - häh?! - Ich werde deine persönliche Hörgrenze in Zukunft berücksichtigen. Wir sind zwar schon "etwas" betagter, aber über 5kHz sollten wir noch ganz gut hören...

 

Piezokristalle in der Elektroakustik gibt es sowohl im Lautsprecherbau, als auch im Mikrofonbau. Das Prinzip ist das gleiche - eben nur umgekehrt. Das Frequenzspektrum, auf das die Kristalle reagieren (Mikro) vs. das sie erzeugen (Lautsprecher), reicht von etwa 1kHz bis +150kHz. Die höchsten Spannungsströme (brauchbar zu verwerten) vs. Schalldrücke werden zwischen 5kHz und 50kHz erzeugt. Der höchste Wirkungsgrad (dB) liegt zwischen 15 und 35kHz.

...ihr seid schon ganz nah... Wo (?) entsteht die Klingelfrequenz? Deshalb die Materialdebatte um die Schwingungsausdehnung vs. Leitfähigkeit. Übrigens beginnen motorrelevante Klingelfrequenzen etwa (!) bei 6 kHz.

 

das als "Gedächtnisstütze

 

 

Und zum Piezo:mein Plattenspieler konnte 20Hz(ohne K!) bis 22 Khz

...Rolling Piezos... Schellack?

...Rolling Piezos... Schellack?

 

 

Ach was-schon das moderne Zeugs mit Vinyl (oder so)-und bei jedem Song hört man im Hintergrund das Lagerfeuer knistern...

Ach, hier geht das Thema weiter !

Da hab ich wohl nicht aufgepasst.

 

Moin zusammen,

hier nun meine Eindrücke aus der APC-Schaltplanbesichtigung.

 

Das Klopfsensorsignal wird über zwei Koppelkondensatoren (Hochpass) auf eine eigenartige Filterstufe geführt (müsste man mal aufbauen, jedenfalls kein klassischer Filtertyp), die aber eine Tiefpassfunktion hat. Es wird also ein bestimmter Frequenzbereich durchgelassen, der, weil was anderes brauchen wir ja nicht, im unteren kHz-Breich liegen muss. Das Ganze ist übrigens ziemlich Anspruchslos aufgebaut. Kein Filter höherer Ordnung mit scharf abgegrenztem Frequenzbereich u.s.w..

 

Dahinter kommt eine Filterstufe, die wie ein Tiefpass aussieht, aber die Dimensionierung der Bauteile scheint so ausgelegt, dass hier die Hüllkurve des Signals gebildet wird. Hüllkurve > Es werden die Amplitutenspitzen eines höherfrequenten Signals dargestellt. Steigen z.B. die Amplituten (also die maximale Spannung) eines Signals mit 9kHz an, erreichen ein Maximum und klingen wieder ab, zeichnet die Hüllkurve die ansteigenden und wieder abfallenden Spitzen der einzelen Amplituten nach. An diesem Punkt haben wir also ein Signal das angibt, wie 'Laut' es in einem bestimmten Frequenzbereich im Motorblock ist.

 

Das ganze wird dann nochmal verstärkt und geht auf das K-Poti. Außerdem geht dieses Signal noch auf Pin 18 > 'Denable Knock'. Liegt an diesem Pin Masse an, wird herzlos der schöne Klopfimpuls vernichtet. Der Abgriff des K-Potis wird mit dem RPM-Signal verglichen. Dazu wird die Umdrehungsfrequenz in eine Gleichspannung umgewandelt; je höher die Drehzahl des Motors, desto höher also die RPM-Spannung. Hier gilt nun schlicht: Übersteigt die Klopfspannung die RPM-Spannung, wird irgendwas umgeschaltet (mehr dazu später, ich schreib den Text jetzt zum dritten mal, weil ich durch rumklicken meinen Beitrag vernichtet habe ). Klar ist also > je höher die Drehzahl, desto lauter muß es im Motorblock im relevanten Frequenzbereich sein, damit abgeregelt wird. Das wars im Prinzip.

 

Ähm, so ganz wars das natürlich nicht. Das gefilterte Klopfsignal (vor der vermuteten Hüllkurve) verzweigt noch in die Tiefen der Schaltung und beeinflusst die Taktung des Magnetventils und der Klopfsignalpegel am K-Poti wird bei endsprechendem Ladedruck auch noch trastisch abgesenkt. Da gibts noch ne Menge, was ich nicht verstehe. Ich bleib dran .

 

Es bietet sich aber die Möglichkeit, die Aufbereitung des Klopfsensorsignals auf dem Küchentisch zu testen. Man nehme eine Batterie für die Spannungsversorgung und einen Funktionsgenerator für die Simulation der Klopfsensors. Das schöne ist, dass man an Pin 18, an dem man das Klopfsignal abwürgen kann eben auch das aufbereitete Signal messen kann, wenn man den Eingang offen lässt. Andere Informationen haben hier noch keinen Einfluss. Funktionsgenerator auf Sinus, 7kHz und volle Dämpfung ein und an Pin 18 mit Oszilloskop gucken was raus kommt. Wahrscheinlich muss man wieder Dämpfung wegnehmen, weil ein Piezoelement höhere Pegel als ein Micro liefert. Wenn am Ossi ein deutlicher Pegel zu erkennen ist die Frequenz durchscannen um zu sehen, wann der Pegel absinkt, also welche Frequenzen für die Endscheidung 'es klopft' nicht relevant sind. Dann weiß man schon mal mehr.

 

Ich denke übrigens, dass es nicht so wichtig ist aus welchem Material der Motorblock besteht. Es könnte ja schon reichen ein wenig am K-Poti zu drehen, die APC bekommt eine andere Nummer und gut is. Auf die äußeren Zylinder kommt es wohl auch nicht an, weil man ja davon ausgehen kann, dass alle Zylinder mit dem gleichen Krafstoff befüllt werden und im Zweifelsfall alle Zylinder gleich reagieren. Die Einstellung des K-Potis ist ja wohl eben deshalb so kritisch, weil damit die Schwelle festgelegt wird an der das Klopfen anfängt, aber noch nicht zerstörerisch wirkt. Das eignet sich eben nicht für praktische Versuche .

 

Roland

Zu Deiner Analyse der elektronischen Bauteile kann ich nichts sagen (weil kein Elektoniker),die Funktionsbeschreibung ist aber zutreffend.Das Material des Motorblocks halte ich jedoch nicht für so bedeutungslos wie Du,wohl aber das des Zylinderkopfes und dessen Bauform.

Ist mir zu spät um das noch zu kapieren, vielleicht morgen, Gute Nacht.

Wenn man den obigen Impuls 'Klopfsensorspannung liegt über Drehzahlspannung' weiter verfolgt, kommt man zu einem Logik-Block, in dem die Information 'Da war eben was' abgelegt wird. Leider scheint dieser Schaltungsteil nur Eingänge und keinen weiterführenden Ausgang zu haben. Da komm ich irgendwie nicht weiter. Jedenfalls wird in dieser Ecke auch das Signal an Pin 19 > 'Knock indicator out' gebildet.

Jetzt mal ganz elektronisch. Für Filter und Regelkreise brauchts Operationsverstärker. Davon gibs da aber nur zwei ICs mit acht OPs. Vier davon werden schon für den Klopfsensor verbraucht. Der Rest sind Komparatoren (MC3302) und Logik-Gatter. Hier wird also nur noch verglichen und endschieden und nichts mehr geregelt. Da gibt es haufenweise 'wenn die Spannung A höher als Spannung B dann C und wenn Spannung D von high auf low wechselt, schalten wir E mal kurz durch. Das ist mal was für eine lange schwedische Winternacht. Ohne Messungen am lebenden Objekt kommt man da wohl nicht weiter. Klar ist nur noch der Fequenz-Spannungswandler, der die Drehzahl in einen Spannungswert umsetzt.

So, un nu ?

Roland

Da gibt`s ja auch nix mehr zu regeln.Eine erkannte Verbrennungsstörung führt zu einem Stromimpuls an das Zwei/dreiwegeventil,eine kurzzeitige Verschiebung des Taktverhältnisses auf 100% zu.Das führt (bei korrekter Einstellung!!!) zu einer Ladedruckabsenkung von etwa 0,1 bar.Von jetzt an schaltet es nur noch klopft/klopft nicht.

Weiter geht´s

 

Guten Morgen zusammen!

 

Wiederum schön zu sehen das es weiter geht.

 

 

Zu Deiner Analyse der elektronischen Bauteile kann ich nichts sagen (weil kein Elektoniker),die Funktionsbeschreibung ist aber zutreffend. Das Material des Motorblocks halte ich jedoch nicht für so bedeutungslos wie Du,wohl aber das des Zylinderkopfes und dessen Bauform.

 

….Ich denke übrigens, dass es nicht so wichtig ist aus welchem Material der Motorblock besteht. Es könnte ja schon reichen ein wenig am K-Poti zu drehen, die APC bekommt eine andere Nummer und gut is. Auf die äußeren Zylinder kommt es wohl auch nicht an, weil man ja davon ausgehen kann, dass alle Zylinder mit dem gleichen Krafstoff befüllt werden und im Zweifelsfall alle Zylinder gleich reagieren. Die Einstellung des K-Potis ist ja wohl eben deshalb so kritisch, weil damit die Schwelle festgelegt wird an der das Klopfen anfängt, aber noch nicht zerstörerisch wirkt. Das eignet sich eben nicht für praktische Versuche .

 

Roland

 

@ HFT und 901fpt: Ich denke es ist zwar für das Verständnis gut das Thema Materialeigenschaften Grauguss, Alu Piezo usw. anzugehen, allerdings frage ich mich welchen praktischen Mehrwert es bringt.

Diese Dinge sind als fixe Vorgaben gegeben die sich wohl kaum ohne einen unverhältnismäßigen Aufwand ändern lassen. Zweifellos eine andere sehr interessante Baustelle.

 

@901fpt

Stimme Dir zu das praktische Versuche ziemlich teuer werden könnten. Daher auch die Idee die Schaltung mit SPICE, oder einer anderen Software zu simulieren.

Hab mir gestern die 900aero Schaltpläne angesehen. Die Bezeichnungen der OPs sind angegeben, doch leider fehlen die Typenangaben über die Transistoren, der Dioden und die Werte der Kapazitäten der Kondensatoren.

Ohne diese Angaben ist eine Simulation nur schwer möglich.

 

@HFT Du hast doch sicher einen ganzen Sack verschiedener APC im Regal liegen. Wäre es möglich das ein APC mit der Nr. 7524119 dabei ist? (Dieser APC ist die Grundlage zum aero900 Schaltplan)

Da könnte man die fehlenden Angaben ablesen.

kommt man zu einem Logik-Block, in dem die Information 'Da war eben was' abgelegt wird.

 

...womit wir wieder bei einem, an anderer Stelle fälschlicher Weise von mir als Speicher-Chip bezeichneten Teil wären...

 

@hft: könntest du den Sinngehalt von #58 noch mal überfliegen? - ich nehme an, du hast es genau anders herum gemeint.

 

@orca: die Materialien sind schon entscheidend, wenn man wissen will, ob die für APC entscheidende Wahrnehmung, "da klingelt was", wirklich zutrifft, oder eben nicht.

 

@all: am interessantesten scheint mir die Tatsache (?), dass es zwei unterschiedliche Klingelresonanzen gibt. Warum erzeugen die unterschiedliche Frequenzen? Material? Ort des Geschehens?

Hat mit Speicherfunktion NICHTS zu tun.

Und ich meinte und meine es genau so ,wie ich es geschrieben habe und keineswegs umgekehrt

Da gibt`s ja auch nix mehr zu regeln.Eine erkannte Verbrennungsstörung führt zu einem Stromimpuls an das Zwei/dreiwegeventil,eine kurzzeitige Verschiebung des Taktverhältnisses auf 100% zu.Das führt (bei korrekter Einstellung!!!) zu einer Ladedruckabsenkung von etwa 0,1 bar.Von jetzt an schaltet es nur noch klopft/klopft nicht.

 

Es gibt da nur den großen Regelkreis von der Steuerung auf das APC-Ventil und über Drehzahl und Ladedruck zurück zur Steuerung.

 

@orca: die Materialien sind schon entscheidend, wenn man wissen will, ob die für APC entscheidende Wahrnehmung, "da klingelt was", wirklich zutrifft, oder eben nicht.

 

@all: am interessantesten scheint mir die Tatsache (?), dass es zwei unterschiedliche Klingelresonanzen gibt. Warum erzeugen die unterschiedliche Frequenzen? Material? Ort des Geschehens?

 

Guten Morgen KGB!

 

An den Materialien und wie sie verbaut sind können wir wohl kaum etwas ohne wirklich erheblichen mechanischen Aufwand ändern. Oder?

 

Denke das es sinnvoll und schon mühselig genug ist die Gegebenheiten wie sie sind zu ermitteln und damit zu arbeiten.

 

Wohin sollen weitere Überlegungen zum Material / Konstruktion führen?

 

VG

Martin

Na ja, KGB zielt hier auf den verwendeten ZK ab.

Na ja, KGB zielt hier auf den verwendeten ZK ab.

 

Fair enough.

Denke das es sehr sinnvoll ist unnötige Komplexität raus zu nehmen.

;-)

Martin

@ HFT und 901fpt: Ich denke es ist zwar für das Verständnis gut das Thema Materialeigenschaften Grauguss, Alu Piezo usw. anzugehen, allerdings frage ich mich welchen praktischen Mehrwert es bringt.

Diese Dinge sind als fixe Vorgaben gegeben die sich wohl kaum ohne einen unverhältnismäßigen Aufwand ändern lassen. Zweifellos eine andere sehr interessante Baustelle.

Nur weil die Materialeigenschaften mal angesprochen wurden. Wenn die Frequenzen nicht vom Material abhängig sind, geht es nur um die Ausbreitung/Dämpfung der Klopfsignale. Die kann man mit dem K-Poti ausgleichen.

 

@901fpt

Stimme Dir zu das praktische Versuche ziemlich teuer werden könnten. Daher auch die Idee die Schaltung mit SPICE, oder einer anderen Software zu simulieren.

Hab mir gestern die 900aero Schaltpläne angesehen. Die Bezeichnungen der OPs sind angegeben, doch leider fehlen die Typenangaben über die Transistoren, der Dioden und die Werte der Kapazitäten der Kondensatoren.

Ohne diese Angaben ist eine Simulation nur schwer möglich.

 

Schau noch mal unter 900aero. Da gibt es drei Schaltplansätze und der unterste ist ausführlicher und leserlicher (auch 7524119). Das ganze in SPICE einzutüten, halte ich aber für einen schönen Brocken Arbeit. Ein Datenblatt vom TBE4335A habe ich nicht gefunden, allerdings habe ich die groben Daten. Eigenartig nur, dass er an alle Ausgängen noch pull up Widerstände hat. Kann sein, das er intern noch ein wenig 'komisch' ist.

 

Vielleicht kann man ja die Simulation in Teilbereiche zerlegen? Klopfsignal und RPM liegen schon analog vor und man behandelt den anderen Klapperkram? Hilft aber auch nix, wenn der Schaltplan nicht ganz korrekt ist (was ich befürchte).

 

Beste Grüsse

 

Roland

 

Vielleicht kann man ja die Simulation in Teilbereiche zerlegen? Klopfsignal und RPM liegen schon analog vor und man behandelt den anderen Klapperkram? Hilft aber auch nix, wenn der Schaltplan nicht ganz korrekt ist (was ich befürchte).

 

Beste Grüsse

 

Roland

 

Teile Deine Befürchtungen bzgl. des Schaltplans.

Der Weg vorwärts ist die Jungs von 900aero.com anzuschreiben oder selbst das Platinenlayout in einen Schaltplan zu überführen (Bin faul und meine Augen lassen auch schon nach).

VG

Martin

.... oder selbst das Platinenlayout in einen Schaltplan zu überführen (Bin faul und meine Augen lassen auch schon nach).

 

 

Tja, dann muss es wohl bei den halbgaren Infos von 900aero.com bleiben

Tja, dann muss es wohl bei den halbgaren Infos von 900aero.com bleiben

 

 

Na ja,

es gibt ja noch den Ansatz, dass man eine APC-Steuerung nimmt und das Auto simuliert (zumindest was davon gebraucht wird ). Wenn die 'Autosimulationssoftware' für die APC-Steuerung akzeptable Werte für Drehzahl und Ladedruck als Reaktion auf das APC-Ventil an die Steuerung zurückgibt, kann man ja mal am APC rumfummeln und mal sehen, was passiert. Ebenso kann man auch die Reaktion des Autos verändern und sehen, was die APC dazu sagt. Da kann man sich hübsch verspielen .

 

Außerdem bräuchte man wohl nicht die ganze Platine neu aufzunehmen, sondern erst mal die verdächtigen Stellen.

 

Roland

Na ja,

es gibt ja noch den Ansatz, dass man eine APC-Steuerung nimmt und das Auto simuliert (zumindest was davon gebraucht wird )...

...Ebenso kann man auch die Reaktion des Autos verändern und sehen, was die APC dazu sagt. Da kann man sich hübsch verspielen .

 

Außerdem bräuchte man wohl nicht die ganze Platine neu aufzunehmen, sondern erst mal die verdächtigen Stellen.

 

Roland

 

Auto simulieren haben die Schweden ja gemacht (siehe weiter vorne)Vielleicht ist der Vorschlag von GP, das Ausgangssignal des Klopfsensors aufzuzeichnen und im "Laboraufbau" als WAV-File wieder zu verwenden eine realitätsnahe Alternative. Spielen ohne Risiko! So einfach und flexibel wie eine Simulation ist es aber nicht.

 

Werde mal die Schweden anschreiben und um Unterstützung bzgl. des Schaltplans bitten. Schauen wir mal dann sehen wir schon.

Werde mal die Schweden anschreiben und um Unterstützung bzgl. des Schaltplans bitten. Schauen wir mal dann sehen wir schon.

 

Jep, das macht Sinn. Da bin ich mal gespannt.

 

Mit Simulieren meinte ich nicht die eher statische Abfrage der Werte bei verschiedenen Drehzahlen u.s.w., sondern ein Auto eben, an dem man auch mal richtig Gas geben kann .

Jep, das macht Sinn. Da bin ich mal gespannt.

 

Mit Simulieren meinte ich nicht die eher statische Abfrage der Werte bei verschiedenen Drehzahlen u.s.w., sondern ein Auto eben, an dem man auch mal richtig Gas geben kann .

 

 

Na da brauchte man schon einen Rollenprüfstand.

Während der Fahrt vielleicht besser nicht:bike:

Wie willst Du sonst eine Last realisieren?

 

:biggrin:

Martin