Meine Konfiguration zur elektronischen Modifikation der Einspritzung

[Uli]

Nachdem ich in anderen Threads mehrfach meine Steuerungskonfiguration der Benzineinspritzung (Injektion) mit zwei alternativen Modi erwähnt habe, will ich das nun auch mal kurz beschreiben, wie versprochen.

Diese Konfiguration ist für meine beiden B's identisch, das objektiviert die Beobachtungen.


1   Grundlagen

1.1 Modul "PowerCommander"

Beide Autos sind nicht nur mit dem DSM-Step-5 von DSM modifiziert, sondern durch DSM zusätzlich mit einem Zusatzsteuergerät für die Benzineinspritzung (es handelt sich um einen PowerComander5, PC5) ausgerüstet; im Foto die beiden Kästchen unten rechts, zu sehen auch der USB-Anschluss für den Computer.



Der PC5 sitzt zwischen Serien-ECU und Injektoren und kann dadurch die Injektion insofern modifizieren, dass er die Injektionsdauer und damit die Menge an eingespritztem Benzin pro Verbrennungstakt durch einen positiven oder negativen Offset ändert und dadurch das Gemisch fetter oder magerer macht.

1.2 Injektions-Kennfeld

Dafür wird im PC5 ein Kennfeld gespeichert, in dem
die Injektion als (prozentuale) Modifikation der Injektion der Serien-ECU-Injektion
als Funktion für jede Kombination aus
(1) Motordrehzahl und
(2) Drosselklappenstellung (also "wie viel Gas gegeben wird")
eingetragen ist.

(Das Kennfeld des PC5 weist keine kontinuierlichen, sondern diskrete Werte auf; es unterteilt dazu die Drehzahlachse in 250-rpm-Schritte von 500 bis (im Falle der Barchetta) 7.000 rpm, und die Drosselklappenachse in die Schritte 0, 2, 5, 10, 15, 20, 40, 60, 80 und 100 % Drosselklappenöffnung, 0 % ist also Leerlauf, 100 % Vollgas. Das Kennfeld weist damit für die Barchetta  27 x 10 = 270 Funktionswerte = individuelle Injektionswerte auf.)

Ein Wert wie im Screenshot unten von z.B. -12 für 1.750 rpm / 10 % bedeutet demnach, dass der Injektionswert der Serien-ECU bei einer Drehzahl von 1.750 rpm und einer Stellung des Gaspedals von 10 % von Vollgas um 12 % abgemagert wird; +12 würde dementsprechend eine Anreicherung um 12 % bedeuten.



Das Kennfeld lässt sich über einen PC und die entsprechende Software einrichten.

1.3 Modul "Autotune"

Dazu ist der PC5 um das sogenannte Autotune-Modul und eine Breitband-Lambdasonde ergänzt. Da die Serienkonfiguration nur die übliche Sprung-Lambdasonde verwendet, verfügen die Autos nun über jeweils zwei Lambdasonden.

Die Serien-ECU verwendet also die Werte der Sprungsonde, der PC5 + Autotune die Werte der Breitbandsonde.

Zwischen beiden Sonden wird durch einen Kippschalter im Motorraum umgeschaltet:



Läuft der Motor im Serienmodus (also mit der Sprungsonde), verwendet der PC5+Autotune ein Kennfeld, bei dem sämtliche 270 Funktionswerte 0 sind; dies bedeutet, die Injektionswerte der Serien-ECU werden nicht modifiziert, der PC5 ist sozusagen "außer Funktion".

Läuft der Motor dagegen im PC5-Modus ("Sportmodus", also mit der Breitbandsonde), registriert die Serien-ECU die fehlende Sprungsonde als Fehler und schaltet in den "ECU-Notfallmodus", d.h. sie reichert die Injektion so weit an, dass der Motor läuft; aber natürlich viel zu fett. (Das würde im Notfall, also z.B. bei ausgefallener Lambdasonde, dazu reichen, die nächste Werkstatt anzufahren, aber natürlich nicht für die nächste AU.) In diesem Fall übernimmt dann der PC5 die korrekte Steuerung der Injektion, indem er das Gemisch auf die Zielwerte des Kennfeldes abmagert.

Auf diese Weise lassen sich die fest abgespeicherten Injektionswerte der Serien-ECU bei Bedarf sehr fein modifizieren.

1.4 Statisches oder dynamisches Injektions-Kennfeld

Die Kennfeldwerte lassen sich statisch oder dynamisch eingeben.

Statisch bedeutet, es existiert ein festes Kennfeld. Ein solches gibt es zunächst nicht für die Barchetta (denn der PC5 ist für Motorräder entwickelt), aber DSM stellt solche selbst entwickelten Kennfelder zur Verfügung, die sich auf den eigenen PC5 aufspielen lassen - sicherlich empfehlenswert für eher unerfahrene Anwender, da grob falsche Injektionswerte dem Motor schaden können (Einstellung dann zu fett oder zu mager). Das Autotune-Modul ist dann verzichtbar.

Ein dynamisches Kennfeld ermöglicht das Autotune-Modul. Als Führungsgröße (Zielwert) wird dabei ein gewünschter AFR-Wert vorgegeben und das Autotune-Modul passt die Injektion fortwährend so an, dass die gewünschte AFR beim Fahren (!) für alle 270 Kennfeld-Positionen eingestellt wird (so weit diese auf der Straße überhaupt erreicht werden; auf dem Prüfstand kann man natürlich tatsächlich alle 270 Positionen wählen); dazu verwendet das Modul den Lambda-Wert der Breitbandsonde. Die Injektionswerte werden laufend in das Kennfeld des PC5 eingetragen und dort dynamisch gespeichert; sie können über den Computer ausgelesen werden und auf Wunsch auch dauerhaft (statisch) im PC5 und/oder im Computer abgespeichert und analysiert werden.

Statische und dynamische Kennfeldbereiche lassen sich im Kennfeld des PC5 auch kombinieren.

1.5 Kennfeldabhängige PC5-Modifikation im Serienmodus

Auch eine kennfeldabhängige Kombination von Serieninjektion und PC5-Injektion ist möglich, allerdings nur bei Verwendung der Sprungsonde (weil die Serien-ECU die Werte der Breitbandsonde nicht deuten kann), und nur in dem außerhalb des von der Serien-ECU über die Sprung-Lambdasonde lambda-geregelten Kennfeldbereich, weil sonst die Lambdaregelung der Serien-ECU gegen die Injektionsmodifikation durch den PC5 anregelt. Nach Messungen von DSM beginnt der entweder beim Überschreiten von ca. 4.250 rpm oder beim Überschreiten von ca. 40 % Drosselklappenöffnung, und für diese verbleibenden ca. 125 Positionen im Kennfeld kann der PC5 dann die Modifikation übernehmen; dies kann statisch oder dynamisch erfolgen, wie oben beschrieben.

Eine kennfeldabhängige Kombination von Serieninjektion und PC5-Injektion unter Verwendung der Breitbandsonde ist nicht möglich (dazu müsste das Umschalten zwischen den beiden Lambdasonden selbst dynamisch in Abhängigkeit von Drehzahl und Drossel gesteuert werden; dafür gibt es aber nach meiner Kenntnis kein fertiges Modul auf dem Markt, also höchstens was für Elektronikbastler …  ).

1.6 Option "Virtuelle Beschleunigerpumpe" des PC5

Der PC5 bietet eine weitere Möglichkeit, in die Injektion der Serien-ECU einzugreifen: xxx

Dazu differenziert der PC5 ab einstellbaren Drosselklappen-Schwellenwert die Änderung der Drosselklappenstellung über die Zeit (misst also, "wie schnell und stark das Gaspedal getreten wird") und kann in Abhängigkeit von diesen (über den Computer im PC5 programmierbaren) Werten ebenfalls die Serien-Injektion für eine ebenfalls einstellbare kurze Zeit modifizieren, also wie eine Hardware-Beschleunigerpumpe das Gemisch für kurze Zeit anreichern.



1.7 Option "Virtuelle Beschleunigerpumpe" der PC5-Modifikation im Serienmodus

Da die oben genannte Option ganz unabhängig von der Lambdasonde arbeitet, kann sie auch im Serienmodus eingesetzt werden.

1.8 Modul "POD-300"

Als drittes Modul sind beide Autos mit einer Anzeige- und Speicherhardware, dem "POD-300" ausgerüstet; bei mir reversibel links hinter dem Lenkrad angebracht:



Dieser zeigt dem Fahrer auf einem Display fortlaufend mit hoher zeitlicher Auflösung auch während der Fahrt vor allem vier Parameter an, die vom PC5 bereitgestellt werden: Neben den Fahrzeugwerten (1.) Drehzahl und (2.) Drosselklappenöffnung den (3.) realen AFR-Wert (und/oder wahlweise den korrespondierenden Lambda-Wert) der Breitbandsonde und (4.) den realen Modifikationswert der PC5-Injektion.



Im abgebildeten Fall läuft der Motor im Leerlauf (Drosselklappe 0 %, also Gaspedal nicht getreten) bei einer Leerlaufdrehzahl von 838 rpm (so soll es sein! ), das Kennfeld sieht dafür keine Modifikation der Injektion vor ("Injection 1" = 0,0 %) und die Breitband-Lambdasonde ermittelt dabei einen AFR-Wert von 14,0 (auf dem Bild gerade gewechselt von 13,9; das zeigt die hohe zeitliche Auflösung), der ebenfalls genau normgerecht ist. (Der AU stünde damit zumindest im Leerlauf nichts im Weg … )

Der POD-300 bekommt als Eingang alle Werte aus dem PC5. Da der PC5 wiederum immer den Eingang aus der Breitbandsonde erhält (also unabhängig davon, welche Lambdasonde die Serien-ECU verwendet), zeigt der POD-300 immer das reale Gemisch an.

Auf diese Weise lässt sich sich fortwährend auch während der Fahrt kontrollieren, wie sich das Gemisch verhält, unabhängig davon, ob gerade der Serienmodus oder der PC5-Modus verwendet wird.

Außerdem lässt sich dauernd beobachten, ob und wie der PC5 abhängig von Drehzahl und Drossel in die Injektion eingreift und welche Folgen das für das Gemisch hat. Mit Hilfe schwellenwert-programmierbarer Warnlämpchen kann der POD-300 auch schnell darauf aufmerksam machen, wenn AFR- bzw. Lambda-Grenzwerte nach oben (zu mager) oder nach unten (zu fett) überschritten werden (im Foto oben links "grün", also alles ok!).

Zusätzlich lassen sich die Werte fortlaufend im POD-300 speichern, hinterher auf den Computer übertragen und dort auswerten.

2   Einsatzmöglichkeiten

2.1 Motorüberwachung

Im Serienmodus zeigt der POD-300 dauernd
- die exakte nummerische Motordrehzahl: z.B. Schwankungen der Leerlaufdrehzahl lassen sich dadurch viel genauer beobachten als mit dem "Drehzahlmesser",
- die Drosselklappenstellung: z.B. "Gasgeben-Gewohnheiten" und damit Benzinverbrauch lassen sich damit sehr genau beobachten und optimieren,
- den AFR- bzw. Lambdawert: Abweichungen im Gemisch, die sich z.B. auf den Leerlauf auswirken, werden sofort sichtbar, was dann u.a. zu einer nicht abgenommenen AU führen kann.

2.2 Notfall-Workarounds

Probleme mit der Steuerung der Serieninjektion, die zu schlechtem Motorlauf führen, lassen sich behelfsweise durch eine PC5-Injektion überbrücken, bis die Ursache gefunden ist.

Ein Beispiel dafür habe ich unter "Leerlaufprobleme? Weitere (6.) mögliche Ursache: Temperaturfühler" (https://barchetta-forum.de/smf/index.php?topic=22744.0) beschrieben; ich habe im Lauf der Jahre mehrfach gerade plötzliche Leerlaufprobleme mit verschiedenen Ursachen auf längeren Touren oder gar Reisen auf diese Weise solange behelfsweise lösen können, bis ich zuhause auf Fehlersuche gehen konnte (deswegen habe ich da meistens einen kleinen Laptop mit der PC5-Software dabei ).

Ein anderes Beispiel könnte ein Defekt der Serien-Lambdasonde sein, der sich vorübergehend durch die PC5-modifizierte Injektion im Serienmodus mit einem statischen PC5-Kennfeld oder auch direkt über den PC5 und die Breitbandsonde überspielen lässt.

Der "Notfallmodus" der Serien-ECU z.B. durch Anfetten bietet da vergleichsweise schlechtere oder gar nicht funktionierende Alternativen.

2.3 Leistungssteigerungen

Die Einstellungen von Serien-ECUs sind Kompromisse der Hersteller zwischen "Performance", Verbrauch, Langlebigkeit, Servicefreundlichkeit (oder -unfreundlichkeit??), Emissionsvorschriften und Herstellungskosten der Steuerung selbst (hab ich was vergessen?). Sie sind somit für eine große Käufergruppe vereinheitlicht. Tuning, also auch elektronisches Tuning, bedeutet, in diesen Kompromiss verschiebend einzugreifen, in welche Richtung auch immer.

Mit einer PC5-Injektionsmodifikation ließe sich das Injektionskennfeld sehr viel feiner sowohl in Bezug auf Verbrauchsverringerung als auch in Bezug auf Leistungssteigerungen abstimmen (für Letzteres käme auch die virtuelle Beschleunigerpumpe des PC5 in Betracht).

Leistungssteigerung würde bei der Injektion meistens (aber nicht immer) auf Anreicherung ("Anfettung" des Gemischs), also einen kleineren AFR- bzw. Lambda-Wert hinauslaufen. Das könnte z.B. AFR = 13 (λ = 0,9) statt AFR = 14 (λ = 1) bedeuten, was ein üblicher "sehr moderater" (und für den Motor unbedenklicher Wert) für Leistungssteigerungen im alltags-"sportlichen" Bereich wäre. Klar ist aber auch, dass mit jeder Anfettung in dem Moment Verbrauch und Emissionen ansteigen. Die tatsächlich resultierende Gesamtbilanz (die ja auch vom Fahrstil und anderen Faktoren abhängt; eine "Leistungssteigerung" muss insofern gar nicht unbedingt zu einer Verbrauchserhöhung beitragen) lässt sich dann (auch unter Emissionsschutz-Aspekten) erst an der Tankstelle feststellen.

2.4 Rechtliche Aspekte

Punkt "2.1 Motorüberwachung" ist diesbezüglich völlig unproblematisch; Punkt "2.2 Notfall-Workarounds" ebenfalls, wenn ein technischer Notfall plausibel gemacht werden kann, allerdings längstens bis zur nächsten AU (oder evtl. auch Verkehrskontrolle mit Abgastest - soll es bei Posern an und an geben, aber zu denen gehören wir eher nicht, denke ich mal … ). Bei Punkt 2.3 muss jede und jeder auf öffentlichen Straßen wissen, was er oder sie tut; die Rechtslage ist ja sehr klar.


Ich freue mich über alle technisch orientierten (!) Diskussionsbeiträge (bitte keinen Small Talk und keine Stammtischdiskussion … )!

[Ralf A.]

Hallo Uli,
toll dargestellt und beschrieben, vielen Dank

Ein Kleinigkeit ist mir aufgefallen. Nicht ganz richtig ist, dass das Steuergerät bei Wegfall des Lamba-Signals auf ein fettes Gemisch umschaltet.
Im Normalfall wird im Closed-Loop Betrieb ja die Einspritzzeit anhand der Basis-Map, korrigiert  um die erlernte Korrekturmap und einen Korrekturwert anhand der Lambda-Signals berechnet.
Der Korrekturwert fließt wiederum in die Korrekturmap ein (anlernen) und sollte deshalb in der Praxis klein sein.
Im Falle des Ausfalls der Lambda-Signals arbeitet das Steuergerät mit BasisMap und KorrekturMap weiter und liefert deshalb trotzdem noch eine recht gute Gemischbildung.

Im Grunde genommen ist der PowerCommander die blattvergoldete Version des Chip-Tunings. Physikalisch kann er nicht mehr leisten, als ein optimales Chiptuning. In der Praxis kommt man allerdings an das Optimum (zumindest mit Autotune) näher ran als mit einem Chip, der sich einmal gebrannt ,nicht mehr einfach ändern lässt. Insofern ist er einen interessante Spielwiese, trotzdem darf man den Gewinn nicht überschätzen.

Ich hatte mal vor längeren in diesem Forum einen Betrag zum Chiptuning geschrieben, den ich zum Diskussionseinstieg hier nochmal vor krame. Damals hatte ich etwas die Physik darunter erläutert, damit man einschätzen kann, wie groß bzw. klein das Potential von Veränderungen an der Motorsteuerung überhaupt ist.

Gruß Ralf   

Hallo,
interessant, was man für wilde Theorien über Chiptuning bei Saugern so alles lesen kann!

Ich werde mal versuchen, ein paar einfache physikalische Grundlagen darzulegen, dann kann sich jeder sein eigenes Bild machen:

Zur Verbrennung braucht man (wie wahrscheinlich eh jeder weiß) Luft und Benzin. Beides muss im richtigen Verhältnis gemischt werden. Vereinfacht kann man sagen, das die Grundvoraussetzung für eine Leitungssteigerung ist, mehr Luft in den Motor zu bringen, und natürlich auch die Abgase wieder raus, damit  wieder viel Platz für Luft da ist.

Wenn kein Turbo vorhanden ist, kann auch der Tuningchip nicht mehr Luft in den Motor bringen. Wie ist dann aber überhaupt eine Leistungssteigerung durch das Steuergerät möglich?
Das Steuergerät ist im wesentlicher dafür verantwortlich, der angesaugten Luft die richtige Kraftstoffmenge zuzumischen. Dazu misst es die angesaugte Luftmasse und führt im Massenverhältnis 1:14,7 über die Einspritzdüsen Sprit dazu.
Dieses Masseverhältnis entspricht Lambda 1 und führt zu einer vollständigen Verbrennung. Diese ist erforderlich, dass der Schadstoffausstoß minimal ist und der Kat arbeiten kann.
Eigentlich würde man erwarten, dass bei optimaler Verbrennung die Leistung auch optimal ist. Das ist sie aber nur "fast".
Die optimale Leistung erhält man, wenn man die Kraftstoffmenge um ca. 20 % erhöht (Lambda 0,85). Die Leistung liegt dann max. ca. 10% höher als mit Lambda=1. Das liegt daran, das der Mitteldruck durch schnelleres Abbrennen des Gemisches etwas höher wird.

Also sind doch 10 % mehr Leistung durch Chiptuning drin?
Nein!
Die Anreichung des Gemisches führt ja zu etwas unverbrannten Kraftstoff. Diese ist zur Innenkühlung des Motors bei Volllast erforderlich. Deswegen wird bei fast allen Motoren bei Volllast das Gemisch Richtung Lambda 0,85 angereichert. Das heißt, das Steuergerät macht schon von der Möglichkeit gebrauch, mehr Leistung durch die Anreicherung zu bekommen. Damit bleibt für den Elektronik-Tuner nur noch einige wenige Prozent von den möglichen Potential (10%) übrig
Bei der Bar geschieht die Anreicherung, wenn man das Pedal mehr als 2/3 durchtritt. Da die Bar aber keine Breitbandsonde hat, wird der Wert Lambda = 0,85 nur ungefähr erreicht.

Aber warum wird doch hin und wieder mal von einer merklichen Leistungssteigerung bei Sauger-Chiptuning berichtet.
Wenn man die Lambda=1 Regelung, die ja bis 2/3 Gasweg wirksam ist, abschaltet und den Motor über den gesamten Bereich konsequent auf Lambda=0,85 abstimmt, dann wird bei gleicher Gasstellung im Bereich unter 2/3 Gasweg die Leistung bei gleicher  Pedalstellung bis zu 10 % höher. Der Motor spricht bei wenig Gas damit besser an und wirkt kräftiger. Bei Vollgas und damit an der maximalen Leistung ändert sich praktisch nichts, da das Steuergerät dort sowieso anreichert.

Die Perfektionierung dieses Vorgehen ist dann der Powercommander mit Autotune. Über eine Breitbandsonde kann er über den gesamten Bereich das Lambda sehr präzise am optimalen Wert halten.
Das originale Steuergerät nutzt im Vollastbereich von den 10 möglichen Prozent mehr Leistung  (durch die nur gerechneten Werte) vielleicht 7% aus, so das durch den Einsatz einer Steuerung mit Breitbandsonde noch 3% mehr Leistung drin ist.

Was das bessere Ansprechen im Teillastbereich betrifft, sollte man sich darüber im klaren sein, dass dafür der Kat praktisch ausgeschaltet wird, und der Schadstoffausstoß stark ansteigt. Dabei kann man exakt die gleiche Leistung ohne den ganzen Tuningkram abrufen, indem man etwas mehr Gas gibt.

Und jetzt der Verbrauchertip:
Den ganzen Schwachsinn kann man sich sparen, wenn man die Rolle ändert, auf der der Gaszug an der Drosselklappe läuft. Wenn man diese oval gestaltet, so das der Öffnungswinkel bei wenig Gas sich schneller vergrößert und auf dem Rest des Weges langsamer, dann erhält man genauso diese "bessere Ansprechverhalten". Jeder der so ein Auto probe fährt, wird schwören, das der deutlich besser geht als das eigene
Wenn der Motor eine elektrische Drosselklappe hat, kann man das auch elektronisch über die Kennlinie anpassen. Auch so ein billiger Tunertrick, um eine Leistungssteugerung bei Saugern vorzutäuschen.

Wohlbemerkt, das gilt für Sauger. Bei aufgeladenen Motoren kann man meist einfach den Ladedruck durch Änderungen am Steuergerät erhöhen. Mehr Ladedruck heißt mehr Luft und dann steigt die Leistung wirklich signifikant. Bei Saugern bedeutet mehr Luft sehr viel mehr Aufwand an der Mechanik.

Gruß Ralf
 

Sorry, ist etwas provokativ geschrieben, das war aufgrund der damaligen Diskussion und bezieht sich nicht auf Uli Betrag. Ich wollte den Beitrag bloss nicht mehr verändern, damit es ein Zitat bleibt.

[Guido R.]

Sehr interessant, auch wenn ich den PC von Bruders Motorrad bereits kenne.

Leuchtet im PC-Modus (also umgeschalteter Lambdasonde) die Motorfehlerlampe im Cockpit ?
(da ja das Steuergerät einen Fehler (fehlende Lambdasonde) erkennt...)

[Uli]

Leuchtet im PC-Modus (also umgeschalteter Lambdasonde) die Motorfehlerlampe im Cockpit ?

Ja - dann weiß man auch gleich, dass man nicht im Serienmodus ist. (Wenn sie funktioniert ... )

Und in der ECU wird der entsprechende Fehler gespeichert, das muss man halt dann wissen.)

[Uli]

Hallo Ralf, danke für Lob und deine Ergänzung (die ich mir damals extra abgespeichert hatte, weil ich schon immer mal noch darauf eingehen wollte ...  !)

1.

Nicht ganz richtig ist, dass das Steuergerät bei Wegfall des Lamba-Signals auf ein fettes Gemisch umschaltet.

Die von der ECU angelernte und abgespeicherte Korrekturmap bleibt im Notfallbetrieb statisch. Das ist auch gut so, sonst wäre der PC5-Modus nicht möglich, weil dann PC5-Regelkreis und Serien-ECU-Regelkreis gegeneinander regeln würden.

Schaue ich mir dann die aufgezeichneten Werte an, die das Autotune-Modul abgespeichert hat, stelle ich fest, dass auch im Closed-Loop-Bereich fast ausnahmslos abgemagert wurde (das sieht man auch sehr gut im Screenshot in meinem Beitrag). Das heißt aber doch, dass die Korrekturmap für den Notfall von der ECU eher "fetter" eingestellt wird, vielleicht auch, um den Motor zu schützen.

Noch mal, nur zur Ergänzung, auch wenn das nicht den Ausfall der Lambda-Sonde betrifft: Wie ich beschrieben habe, habe ich größere Leerlaufprobleme (z.B. durch defekte Thermosonde) bei warmem Motor durch den Eingriff über den PC5 als Workaround lösen können; in dem Fall war die ECU-Korrekturmap an ihre Grenzen gekommen, weil sie von kaltem Motor ausging und kräftig anfettete.


2.

Im Grunde genommen ist der PowerCommander die blattvergoldete Version des Chip-Tunings. Physikalisch kann er nicht mehr leisten, als ein optimales Chiptuning. In der Praxis kommt man allerdings an das Optimum (zumindest mit Autotune) näher ran als mit einem Chip, der sich einmal gebrannt ,nicht mehr einfach ändern lässt. Insofern ist er einen interessante Spielwiese, trotzdem darf man den Gewinn nicht überschätzen.

Da stimme ich erst mal zu ("nicht überschätzen").

Den Vorteil von PC5+Autotune im Closed-Loop-Bereich nennst du ja selbst in deinem alten Beitrag.

Meine Frage wäre, ob im Open-Loop-Bereich die ECU in der Serienabstimmung tatsächlich auf die optimale Leistung ausgerichtet ist, wie du damals geschrieben hast, oder ob die Hersteller nicht auch da noch einen kundenorientierten Kompromiss zwischen Leistung und Verbrauch im Auge haben, wie ich in meinem Eingangspost geschrieben habe. Wenn das aber der Fall wäre, dann wäre auch in diesem Bereich durch eine weitere Anfettung noch "Luft" (besser: Benzin! ) nach oben.

ABER: Den 2-Liter-Motor, auch im Serienmodus, kann sowieso keine Anfettung ersetzen ... 

[Ralf A.]

Meine Frage wäre, ob im Open-Loop-Bereich die ECU in der Serienabstimmung tatsächlich auf die optimale Leistung ausgerichtet ist, wie du damals geschrieben hast, oder ob die Hersteller nicht auch da noch einen kundenorientierten Kompromiss zwischen Leistung und Verbrauch im Auge haben, wie ich in meinem Eingangspost geschrieben habe. Wenn das aber der Fall wäre, dann wäre auch in diesem Bereich durch eine weitere Anfettung noch "Luft" (besser: Benzin! ) nach oben.

Das Problem im OpenLoop ist, dass das Steuergerät sozusagen im Blindflug ist. Die Anreicherung wird damit nicht genau Lambda 0,85 treffen können. Damit wird man einen Faktor für die Anreicherung wählen, der sicher in einem Lambda Zwischen 0,85 und 1 endet.
Man kann nicht genau voraussagen, wo der Wert liegt (Serienstreuung/Alterung). Genau da ist dann noch etwas Potential  durch Abstimmung mit der Breitbandsonde.

Die negativen Werte in deiner Map haben mich auch irgendwie irritiert. Ist sichergestellt, dass negativ wirklich magerer bedeutet? Ein kleineres Lambda bedeutet ja auch fetter. Was ist das für ein Wert (Prozent? von was?).
Oder es weichen doch einige Parameter (Benzindruck, Düsengröße) so stark vom Originalsetting ab, dass die KorrekturMap nicht mehr reicht.
Oder das Original-Steuergerät war noch nicht richtig angelehrt, als die PC-Map erstellt wurde. Die ist nämlich nicht wirklich statisch!

Während des OpenLoop Betrieb ist die Korrekturmap statisch. Im ClosedLoop wird sie aber immer wieder modifiziert.
Üblicherweise nach resetten des Steuergeräts anfangs stark, nach längerer Laufzeit langsamer. Allerdings kenne ich nicht den Algorithmus, wie das konkret bei diesem Steuergerät gehandhabt wird.

[Uli]

1.

Ist sichergestellt, dass negativ wirklich magerer bedeutet? Ein kleineres Lambda bedeutet ja auch fetter. Was ist das für ein Wert (Prozent? von was?).

Wie in meinem Eingangspost beschrieben, bedeutet der Wert im Kennfeld den Offset-Wert der Injektion in Prozent der Serien-ECU-Injektion. (Originaltext im User's Guide: "The values in the map represent a percentage of fuel change over stock. If you see a value of 10 in the map then at the throttle position and RPM range the bike will be 10% richer than stock. If the value was a -10 then it would be 10% leaner than stock.")

2.

Oder es weichen doch einige Parameter (Benzindruck, Düsengröße) so stark vom Originalsetting ab, dass die KorrekturMap nicht mehr reicht. Oder das Original-Steuergerät war noch nicht richtig angelehrt, als die PC-Map erstellt wurde. Die ist nämlich nicht wirklich statisch!

Ich habe die vom PC5 eingetragenen Werte über Jahre immer wieder beobachtet und über die Zeit nur recht geringe Abweichungen gesehen, auch unter ganz unterschiedlichen Bedingungen, soweit ich mich erinnere, und das galt für beide Autos - aber ich kann bei Gelegenheit nochmal in die Tabellen schauen, auch bezüglich möglicher Unterschiede zwischen den Autos. (Die Düsengröße wurde bei beiden sowieso nie geändert.)

3.

Während des OpenLoop Betrieb ist die Korrekturmap statisch. Im ClosedLoop wird sie aber immer wieder modifiziert.

Im Normalbetrieb ja. Aber im Notfallbetrieb nach Ausfall der Serien-Sprungsonde muss die Korrekturmap auch im Closed Loop statisch sein, weil sie doch ohne Sonde gar keine Führungsgröße mehr hat: Wie sollte sie dann noch das Gemisch im Regelkreis regeln, also dynamisch ein Kennfeld als Korrekturmap erzeugen?

[Ralf A.]

....
Im Normalbetrieb ja. Aber im Notfallbetrieb nach Ausfall der Serien-Sprungsonde muss die Korrekturmap auch im Closed Loop statisch sein, weil sie doch ohne Sonde gar keine Führungsgröße mehr hat: Wie sollte sie dann noch das Gemisch im Regelkreis regeln, also dynamisch ein Kennfeld als Korrekturmap erzeugen?
....

Hi Uli

Der Satz bezog sich ja auf den Normalbetrieb.

Weiter oben hatte ich geschrieben. "Im Falle des Ausfalls der Lambda-Signals arbeitet das Steuergerät mit BasisMap und KorrekturMap weiter und liefert deshalb trotzdem noch eine recht gute Gemischbildung"
Das ist in der Tat schon die Schlussfolgerung. Besser hätte ich es so formuliert: "Im Falle des Ausfalls des Lambda Signals arbeitet das Steuergerät einfach im OpenLoop Mode weiter."


Ich spanne noch mal den Bogen zurück zu deiner Aussage "Läuft der Motor dagegen im PC5-Modus ("Sportmodus", also mit der Breitbandsonde), registriert die Serien-ECU die fehlende Sprungsonde als Fehler und schaltet in den "ECU-Notfallmodus", d.h. sie reichert die Injektion so weit an, dass der Motor läuft; aber natürlich viel zu fett."

Unsere Hitachi-ECU nutzt nicht mehr diesem klassischen Notfallmodus früher ECUs, in dem der Motor bei festgestellter Störung, egal welcher Art, in einem failsafe Mode mit gedrosselter Leistung gebracht wird.

Die ECU reagiert auf einen festgestellte Fehler mit dedizieren, sogenannte "Recovery Strategien". Dass heißt, abhängig von diagnostizieren Fehlern, finden spezifische Korrekturmaßnahmen statt. Diese Recovery Strategien sind im Werkstatthandbuch beschreiben.
Im Falle des Ausfall des Lambda-Signals läuft der Motor ganz normal im OpenLoop weiter.

Das Grundprinzip der ECU ist sehr ähnlich des Autotunes. Der Motor lernt im ClosedLoop Mode und braucht für einen perfekten Motorlauf dann eigentlich keine Lambda Sonde mehr. Wäre da nicht dieser Kat, der ganz präzise Lambda 1 braucht.
Die LambdaSonde liefert im Normalfall sehr kleine Korrekturwerte die notwendig sind, damit die Abgasreinigung funktioniert (ClosedLoop).
Sie wird auch im normalen Betrieb temporär abgeschaltet (OpenLoop), z.B. bis die Sonde überhaupt Betriebstemperatur hat.
Im Fehlerfall wird sie dann Vollzeit abgeschaltet (sozusagen Dauer-OpenLoop). Dann läuft der Motor mit dem erlernten Werten weiter, außer der leuchtenden MKL merkt der Fahrer den Ausfall der Sonde gar nicht.

Gruß Ralf

[Ralf A.]

Hallo Uli
Beim nochmaligen Lesen bin ich über einen weiteren Punkt gestolpert, den ich gerne nochmal beleuchten würde:

....
nur in dem außerhalb des von der Serien-ECU über die Sprung-Lambdasonde lambda-geregelten Kennfeldbereich, weil sonst die Lambdaregelung der Serien-ECU gegen die Injektionsmodifikation durch den PC5 anregelt. Nach Messungen von DSM beginnt der entweder beim Überschreiten von ca. 4.250 rpm oder beim Überschreiten von ca. 40 % Drosselklappenöffnung, und für diese verbleibenden ca. 125 Positionen im Kennfeld kann der PC5 dann die Modifikation übernehmen; dies kann statisch oder dynamisch erfolgen, wie oben beschrieben.
........

Lt. Dokumentation erfolgt der OpenLoop Modus ab einen Öffnungswinkel von 70 Grad (das wären 78%) , und das habe ich selber an meinen beiden serienmäßgen 1.8er ohne VIS verifiziert und kann das bestätigen.

Ich hatte div. Parameter mit Multiecuscan aufgezeichnet, und habe festgestellt, dass die Fahrzeuge selbst bei Vollgas nicht in die OpenLoop gegangen sind.
Als Grund hatte sich dann herausgestellt, dass durch einen zu lasch eingestellte Gaszug nur 68 Grad Öffnungswinkel erreicht wurden.


Selbst bei richtig eingestellten Gaszug erfolgt der OpenLoop Betrieb erst auf dem letzten Millimetern.

Einen OpenLoop ab 40% und 4250 U/min würde heißen, dass bereits ab diesen Betriebszustand der Kat außer Funktion ist. Was sollte der Sinn einer solchen Strategie sein? Warum sollte der Kat bereits im Teillastbereich durch Abschalten der Regelung wirkungslos gelegt werden. Das wäre sinnlos und nicht zulassungsfähig.

Gruß Ralf

[Ralf A.]

Hier ein Ausschnitt aus der damaligen Messung:



In dieser Phase habe ich Vollgas gegeben, was bedingt durch den schlaffen Gaszug allerdings nur zu knapp 70° Öffnungswinkel geführt hat.
Der Motor ist dabei auch bei 6000 U/min im ClosedLoop geblieben. Beim letzten Wert war ich dann wieder komplett vom Gas (0° Öffnungswinkel) dann schaltet das Steuergerät die Regelung ab, da ja die Schubabschaltung die Spritzufuhr abdreht.

Nach Nachstellen des Gaszuges ging der Motor dann bei Vollgas in den OpenLoop Modus. Habe leider die Aufzeichnung dazu nicht gespeichert.

Dem interessierten Leser sei unbedingt dieser Link empfohlen:
http://altwagen.net/buch/abgase/81-buch/113-abgase-teil-2.html

Unter den Absatz "Kat Abschaltung" ist vieles zu dem Thema m.E.N. gut verständlich erklärt.

Gruß Ralf