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Online-Motordaten mit GS-911

Erstellt von hbokel, 21.06.2009, 20:38 Uhr · 14 Antworten · 4.879 Aufrufe

  1. hbokel Gast

    Standard Online-Motordaten mit GS-911

    #1
    Hallo,

    nachdem die neueste Firmware des CAN-Adapters GS-911 die kontinuierliche Aufzeichnung der Motordaten ermöglicht, habe ich das Netbook in das Topcase verfragtet und die Messdaten mal mitgeschrieben. Es werden so viele Messgrößen aufgezeichnet, dass man sie nicht alle in einer einzigen Grafik darstellen kann:

    time(ms)
    Sidestand switch 1
    Sidestand switch 2
    Sidestand switch calculated
    Kill switch
    Clutch switch
    Oil pressure switch
    Start switch
    Tank venting valve (US only)
    Engine over-temperature light
    Actuation of starter relay
    Lambda sensor heating cylinder 1
    Lambda sensor heating cylinder 2
    Electric fuel pump
    Engine safety cut-out (of BMSK)
    Starter function (of BMSK)
    Starter safety cut-out (of BMSK)
    Engine light (MIL)
    Injection timing
    Lambda control factor on cylinder 1
    Lambda control factor on cylinder 2
    Vehicle speed
    RPM
    Intake air temperature
    Engine temperature
    Temperature of cylinder head 1
    Temperature of cylinder head 2
    Ignition angle
    Throttle valve position
    Engine load
    Battery voltage
    Knock sensor 1
    Knock sensor 2
    Ignition dwell time
    Odometer
    Front wheel speed
    Rear wheel speed
    Position of idle actuator on cylinder 1
    Position of idle actuator on cylinder 2
    Operating time
    Ambient air pressure
    Lambda sensor voltage (Cyl 1)
    Lambda sensor voltage (Cyl 2)
    Gear position (L)

    Was mich überrascht hat, waren die starken Signale der Klopfsensoren bei hoher Last (Autobahn, Beschleunigen auf 180 kmh):



    Leider fand ich keine Angabe zur Messgröße der Klopfsensoren (mVolt?), aber das drastische Ansteigen des Signals beim Beschleunigen unter Last passt nicht ganz zu der Aussage von BMW, die neueste Firmware der 1200GS verhindere das Klopfen zuverlässig. Falls jemand weiß, was der unkritische Bereich für das Motorklopfen ist, wäre ich für einen Hinweis dankbar (es gilt die rechte Skala von 0 bis 500).

    Die zweite Überraschung war das starke und heftige Schwanken des Zündwinkels zwischen -6 und +52 (linke Skala, die Werte sind vermutlich in ° angegeben). Mit einer mechanischen Zündwinkelverstellung wäre solch eine Verstellung vermutlich kaum möglich ;-)

    Gruß
    Heinz
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken messfahrt.jpg  

  2. Registriert seit
    21.04.2005
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    Standard

    #2
    Hallo Heinz,


    gehe davon aus, dass hier die unmittelbaren Ausgangssignale der Sensoren aufgezeichnet werden.

    Schallereignisse, die sich als Körperschall ausbreiten, werden unter anderem von der Verbrennung selbst, der Bewegung der Kolben und dem Schliessen der Ventile erzeugt.

    Abhängig von Belastung und Drehzahl steigen die Summenpegel entsprechend proportional an.

    Zur Auswertung der funktionskritischen Klopfsignalanteile bzw. -profile muss anschliessend das Signalgemisch erst gegebenenfalls rechenaufwendig gefiltert und aufbereitet werden, bevor sie als Regelgrösse für das Steuergerät verwendbar sind.

    Durchaus denkbar ist, dass die prozessorgesteuerte dynamische Zündwinkelverstellung in einem solch grossen adaptiven Range realisierbar ist.


    Gruss aus Köln

    Adi


    .

  3. Registriert seit
    09.07.2008
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    597

    Standard

    #3
    Moin Moin,

    die rohen Signale der Klopfsensoren werden vermutlich nicht ausgegeben, weil das nichtssagend wäre. Im Motorsteuergerät ist eigens ein Chip drin, der die Frequenzauswertung und -filterung des Körperschalls vornimmt. Welche Frequenzen das sind und bei welcher Drehzahl die wie laut sein dürfen, wird auf einen Motor abgestimmt. Ob ein Motor klopft, wird dann anhand der Lautstärke bestimmter Frequenzen relativ zu der Lautstärke bei nicht klopfendem Motor bewertet.
    Unterm Strich wirst Du aus den Klopfsensorsignalen nichts rauslesen können.

    Die Zündwinkelverstellung ist normal und muß mit Klopfen nichtszu run haben. Die Messung ist ja immerhin 20 Minuten lang. Der Zündwinkel wird nicht nur in Abhängigkeit von Drehzahl, Last, Temperatur und Klopfen berechnet. Da finden sicher auch Fahrverhaltenseingriffe statt, d.h. der Zündwinkel wird in bestimmten Situationen (v.a. Lastwechsel) gezielt verstellt, um Schlagen oder Ruckeln im Antrieb zu reduzieren oder zu vermeiden.

    Gruß
    Martin

  4. hbokel Gast

    Standard

    #4
    Zitat Zitat von marss73 Beitrag anzeigen
    die rohen Signale der Klopfsensoren werden vermutlich nicht ausgegeben
    ...
    Unterm Strich wirst Du aus den Klopfsensorsignalen nichts rauslesen können.
    Wie jetzt? Die rohen Signale der Körperschallsensoren werden aufbereitet, aber trotzdem kann man nichts daraus auslesen? Wozu dann die Aufbereitung? Mir ist z.B. aufgefallen, dass das Signal des einen Klopfsensors permanent unter dem Signal des anderen liegt. Kann das an einer schlechten Synchronisation der Gaszüge liegen, oder ist es ein konstruktionsbedigter Unterschied, dass ein Zylinder "lauter" ist?

    Zitat Zitat von marss73 Beitrag anzeigen
    Die Zündwinkelverstellung ist normal und muß mit Klopfen nichtszu run haben.
    Stimmt, der Zündwinkel wird weitgehend parallel zur Drehzahl verstellt, wie in der Grafik gut zu erkennen ist. Ein Zusammenhang mit den Signalen der Klopfsensoren ist dagegen kaum zu erkennen.

    Zitat Zitat von marss73 Beitrag anzeigen
    der Zündwinkel wird in bestimmten Situationen (v.a. Lastwechsel) gezielt verstellt, um Schlagen oder Ruckeln im Antrieb zu reduzieren oder zu vermeiden.
    Die kurzfristigen starken Schwankungen des Zündwinkels um den Mittelwert dienen zur Beruhigung des Motorlaufs? Alle Achtung, die Erstellung dieses Kennfelds war sicherrlich kein Kinderspiel.

    Gruß
    Heinz

  5. hbokel Gast

    Standard

    #5
    Zitat Zitat von RenegadePilot Beitrag anzeigen
    Abhängig von Belastung und Drehzahl steigen die Summenpegel entsprechend proportional an.
    Hallo Adi,

    ich habe nun die Position der Drosselklappe mit geplottet. Die Signale der Klopfsensoren korrelieren damit einigermaßen:



    Das kenne ich noch aus Vergaser-Zeiten: der Motor klingelt vorzugsweise beim Gas-Aufreißen. Die GS-Daten sind für mich jedoch weiterhin unklar: deutet die Signalstärke der Klopfsensoren auf Motorklingeln oder sind es nur normale Verbrennungsgeräusche.

    Gruß
    Heinz
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken klopfsensoren.jpg  

  6. Registriert seit
    21.04.2005
    Beiträge
    751

    Standard

    #6
    .


    Hallo,

    da ist wohl zuallererst ein gutes Stück Forschung notwendig, um aus einem Geräuschspektrum eine Beziehung zu charakteristischen Verbrennungsabläufen herzustellen.
    Die Akustik ist doch letzendlich nur eine blosse Ableitung der tatsächlichen komplexen physikalischen Abläufe.
    Wie sooft werden Erkenntnisse über konkrete Zusammenhänge in mühsamen empirischen Prozessreihen ermittelt und stellen somit einen Teil des Hersteller-KnowHows.
    Über Details hierzu wird man sicher lange spekulieren können...
    Solage es Verbrennungsmotoren gibt, wird man versuchen die thermodynamischen Vorgänge zu optimieren.
    Dabei werden in Zukunft leistungsfähigere und vor allem schnellere
    Motormanagementsysteme unterstützend wirken.

    Heinz, mir ist nicht klar worauf Du mit deinem Beitrag hinaus willst ?


    Gruss aus Köln




    .

  7. hbokel Gast

    Standard

    #7
    Zitat Zitat von RenegadePilot Beitrag anzeigen
    Heinz, mir ist nicht klar worauf Du mit deinem Beitrag hinaus willst
    Hallo,

    ich wiederhole mich ja ungern ;-) mein Beitrag endete mit der Frage, ob die Signalstärke der Klopfsensoren auf Motorklingeln hindeutet oder ob es sich nur um normale Verbrennungsgeräusche handelt. Offensichtlich ist dazu jedoch außerhalb der BMW-Entwicklungsabteilung wenig bekannt. Aus Deiner Antwort habe ich immerhin entnommen, dass die Zusammenhänge komplex sind.

    Leider habe ich keine Datenaufzeichnung vor dem Firmware-Update, der das Motorklingeln angeblich beseitigen sollte. Bei einem direkten Vergleich der Daten müsste man einen Unterschied sehen.

    Motorklingeln führt zur Überhitzung der Auslassventile, und in einem anderen Thread wurde gerade darauf hingewiesen, dass Ventilabrisse auch bei den neuen 1200GS immer noch ein Thema sind. Wenn ich mit den Online-Messdaten nun aussschließen könnte, dass bei meiner Q Bescheunigungsklingeln auftritt, würde mich das beruhigen. Nun ist jedoch eher das Gegenteil der Fall, denn die Signal der Klopfsensoren steigen beim Aufreißen der Drosselklappe stark an.

    Vermutlich sind meine Befürchtungen unberechtigt, aber vor vielen Jahren sah das Innere meiner damaligen BMW so ähnlich wie bei Julchen aus. Da bleibt dann halt ein wenig Skepsis zurück.

    Gruß
    Heinz

  8. Registriert seit
    21.04.2005
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    Standard

    #8
    .

    Hallo Heinz,

    ok sorry, vor dem mir bis dato nicht bekannten Hintergrund ist die Fragestellung natürlich plausibel.

    War heute mit meiner (04/04) beim und es gab einen SW-Update allerdings nur die Tachoeinheit betreffend. Ansonsten alles uptodate.

    Lt. Werkstattmeister ist der Klopfsensor-Release nur für aktuelle Baujahre ab 08 relevant, sodass weitergehende Befürchtungen gegenstandslos wären.

    Für die älteren Baujahre sei dies wenn überhaupt notwendig bereits in frühere Motorsteuerungs-Updates eingeflossen. Darüberhinaus gibst es hier wohl keinen Handlungsbedarf.

    Vor kuzem hatte ich Gelegenheit die Höchstgeschwindigkeit anzutesten, wobei dann nach GPS bei 204 km/h der Begrenzer
    zyklisch einsetzte. Das schien mir jedenfalls in Ordnung, weil die
    Regelung offensichtlich funktioniert.

    Aufgrund fehlender Backgroundinfos habe ich immer noch Zweifel wegen
    der Signaldiagramme, denn diese zeigen nach meinem Verständnis der Signalform nach eher analogen Charakter, weswegen ich befürchte es handelt sich doch um Rohdaten.

    Andernfalls hätten daraus abgeleitete Steuersignale mehr eine digitale Rechteckform.
    Wahrscheinlich werden hier auch nicht etwaige gerechnete Daten an internen Schnittstellen herausgegeben.

    Es ist unbefriedigend, aber anderseits sind solche kapitalen Schadensmeldungen immer spektakulär in Bezug auf eine reale Ausfallrate,
    die vielleicht statistisch im normalen Rahmen liegen kann und so
    möglicherweise eher zu einer Wahrnehmungsverzerrung tendiert.

    Zumal es sich ja um den ausgedehnten Vollastbereich handelt, den - soweit es mich zumindest betrifft - man im Zweifel problemlos meiden kann.

    Es scheint man kann davon ausgehen, dass der Hersteller bereits gegengesteuert hat, um einer Ausuferung entgegen zu wirken.

    Bedauerlicherweise und vermutlich aus gutem Grund liegen die Herstellercodes nicht offen, so dass über die Zusammenhänge wild gemutmasst werden kann.

    Hier wird man wohl auch in Zukunft nicht mit offenen Plattformen rechnen konnen.

    In diesem Sinne weiterhin fröhliches Rätselraten...


    Gruss aus Köln





    .

  9. hbokel Gast

    Standard

    #9
    Zitat Zitat von RenegadePilot Beitrag anzeigen
    In diesem Sinne weiterhin fröhliches Rätselraten.
    Nunja, sooo fröhlich ist das Rätselraten nun auch wieder nicht ;-)

    Gibt es denn keine weiteren GS-911 Nutzer hier im Forum, mit denen ich Online-Messdaten vergleichen könnte? Dann wäre zumindest ein Anhaltpunkt gegeben, was "normal" und was "auffällig" ist. Das Dateiformat ist simples CSV, leider ohne Angabe der Dimensionen.

    Gruß
    Heinz

    P.S. hier ein kleiner Ausschnitt von 30 Sekunden
    Code:
    GS-911 904.1 Logfile 20.06.2009 10:18:49
    --------------------------------------------
    time(ms);Sidestand switch 1;Sidestand switch 2;Sidestand switch calculated;Kill switch;Clutch switch;Oil pressure switch;Start switch;Tank venting valve (US only);Engine over-temperature light;Actuation of starter relay;Lambda sensor heating cylinder 1;Lambda sensor heating cylinder 2;Electric fuel pump;Engine safety cut-out (of BMSK);Starter function (of BMSK);Starter safety cut-out (of BMSK);Engine light (MIL);Injection timing;Lambda control factor on cylinder 1;Lambda control factor on cylinder 2;Vehicle speed;RPM;Intake air temperature;Engine temperature;Temperature of cylinder head 1;Temperature of cylinder head 2;Ignition angle;Throttle valve position;Engine load;Battery voltage;Knock sensor 1;Knock sensor 2;Ignition dwell time;Odometer;Front wheel speed;Rear wheel speed;Position of idle actuator on cylinder 1;Position of idle actuator on cylinder 2;Operating time;Ambient air pressure;Lambda sensor voltage (Cyl 1);Lambda sensor voltage (Cyl 2);Gear position
    0;0;0;0;0;0;1;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;0;1,00;1,00;0;0;21,00;81,00;100,50;100,50;-96,00;0;45,00;12,81;48,83;48,83;2,20;20655,00;0;0;204,00;204,00;6217753,00;1005,00;410,15;410,15;0
    4625;0;0;0;0;0;1;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;0;1,00;1,00;0;0;21,75;80,25;99,00;99,00;-96,00;0;45,00;12,62;48,83;48,83;2,34;20655,00;0;0;204,00;204,00;6217776,00;1005,00;468,74;429,68;0
    5422;0;0;0;0;0;1;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;0;1,00;1,00;0;0;21,75;80,25;99,00;99,00;-96,00;0;45,00;12,62;48,83;48,83;2,34;20655,00;0;0;204,00;204,00;6217777,00;1005,00;468,74;429,68;0
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  10. Registriert seit
    09.07.2008
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    597

    Standard

    #10
    Hallo Heinz,

    zu "die Signale müßten digitaler aussehen" (sinngemäß):
    Deine Messungen zeigen 20 Minuten. Die Berechnungen in der Motorsteuerung finden, je nach Notwendigkeit z.B. alle 100ms, alle 10ms oder pro Verbrennung (bei 7000 1/min und zwei Zylindern: alle 8,5ms) statt. In einem 20min großen Zeitfenster kannst Du also keine digitalen Sprünge sehen.

    Zu Klopfregelung:
    Das gehört zu den komplexesten Themen in der Motorsteuerung. Z.B. wird das Signal der Sensoren nicht nur nach Frequenzen gefiltert (im Bereich bis 16 kHz! von einem eigenen Chip, der nur zu diesem Zweck im Steuergerät enthalten ist), sondern es wird auch bei jeder einzelnen Verbrennung nur ein kleines Zeitfenster im ms-Bereich ausgewertet, weil man sonst Störgeräusche hören würde. Auch das Schließen der Ein- und Auslaßventile und was sonst noch Geräusche macht... all das kann der Sensor hören und muß ausgeblendet werden. Deswegen ist eine Auswertung des Klopfsensors eine lange, komplizierte Rechenkette, die den erwähnten Spezialchip einschließt.
    Am Ende der Kette steht natürlich eine Information, ob der Motor klopft. Im Steuergerät gibt es die Info "Motor klopft" oder "wegen Klopfen wurde der Zündwinkel von Zylinder 1 um 9° verstellt". Sehr wahrscheinlich weil Stand der Technik adaptiert die Software sogar häufiges Klopfen und verstellt dann vorübergehend den Zündwinkel sogar bevor es klopft. Ob man an diese Info mit diesem GS-911 kommt, weiß ich nicht. Worauf ich hinaus wollte: Mit allen Meßdaten von vor dieser langen Berechnungskette können Du und ich nichts anfangen.

    Hoffe geholfen zu haben
    Martin


 
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