Erkenntnisse zu unserer Motorsteuerung (Update 1.11.)

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Lolek

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Vielen Dank an die Morums-Mitglieder die mir in den letzten Tagen Logs vom DashDAQ gesendet haben.
Es war nur ein Österreicher dabei, der das Geschwindigkeitslimit um 2-3km/h überschritten hat :pfeif:

Der Threat ist sehr lange - sorry. Ich habe versucht so verständlich und knapp wie möglich zu schreiben. Ich werde noch viele Testfahrten machen und weiter berichten.

Wie ihr wisst, suche ich nach den „verlorenen PS“. Mein RS hat ca. 275 -280 PS.
Die Leistungsmessungen mache ich mit dem DashDAQ auf der Strasse. Die Messungen sind sehr genau (+/-3 PS zwischen verschiedenen Testläufen im gleichen Gang an verschiedenen Tagen).

Die gemessene Leistung ist nicht genau die gleiche wie auf dem Prüfstand. Der Luftwiderstand, Kühlung, Rotationsbeschleunigung und vieles mehr sind anders. In der Berechnung werden viele Parameter durch die Messung des Rollwiderstandes ausgeglichen. Es ist somit die Messung der realen Beschleunigung plus der Leistung für den notwendigen Widerstand bei der entsprechenden Geschwindigkeit. Das macht es sehr genau.

Mir ist diese Art der Messung lieber, da ich direkt sehe wie sich was auswirkt (z.B. ein Ladeluftkühler oder offener Luftfilter). Außerdem kann ich nach jeder Änderung eine „kostenlose“ Messung machen und eine vielzahl von Messwerten aufzeichen und auswerten (siehe Dyno-Sheet). Zum Chip-Tuning ist ein Prüfstand natürlich unverzichtbar.




Hier meine interessanten Erkenntnisse:

1. Die elektronische Drosselklappe öffnet nicht zu 100% bei 100% Gaspedalstellung. Das zeigt mir das DashDAQ. Ich habe darauf hin die Drosselklappe ausgebaut und mir das angesehen. Es stimmt – sie öffnet nur zu ca. 75%.

Ich habe das mit anderen RS verglichen. Alle haben die gleichen Ergebnisse. Egal ob Serie oder mit Chip.

Es gibt ein paar Erklärungen dafür warum Ford (Volvo) das so gewollt hat. Das ist aber nicht wichtig, weil … siehe Punkt 3.

2. Die Drosselklappe am Motor ist nicht linear zum Gaspedal. Nicht einmal annähernd.
Ab ca. 55% Gaspedal geht die Drosselklappe auf Vollgas! Das ist genau dann wenn der "Motorsound" durch den Soundcomposer lauter wird. Aber der Rest der Gaspedalstellung (55-100%) ändert nichts mehr an der Leistung. Die Drosselklappe ist immer offen.

Vorteil: Man hat das Gefühl, dass das Auto sehr spritzig ist.
Nachteil: Die Leistung ist schwer regulierbar. Deshalb ist wahrscheinlich auch keine Geschwindigkeitsregelanlage für den Motor verfügbar. Ebenfalls ein Nachteil der Benzinverbrauch, weil sehr oft Vollgas gegeben wird.



3. Jetzt das Wichtigste: Das Motorsteuergerät regelt den Ladedruck über die Begrenzung der Luftmasse.

Das hört sich jetzt nicht bedeutend an, hat aber eine Menge Auswirkungen.

Ein paar Erklärungen:

Die Leistung (PS) ist das, was ihr im Hintern spürt (Beschleunigung). Diese ist das Ergebnis der Luftmenge die im Motor verbrannt wird (und dem Wirkungsgrad – diesen vernachlässigen wir hier, da der Wirkungsgrad auch durch die variable Nockenwelle und der variablen Einlaufkanallänge möglichst konstant hoch gehalten wird).

Die Leistung berechnet sich aus dem Drehmoment mal der Drehzahl (mal einem Faktor von 0,00014235). Somit ist die Leistung proportional zum Drehmoment.

Das Drehmoment ist wiederum proportional zum Ladedruck.

Was macht also unser Motor … er misst die Luftmenge (in g/sek) und hält diese durch Regelung (Verringerung) des Ladedrucks konstant.

Dreht unser Motor schneller, erhöht sich die Luftmenge die durch den Motor strömt und der Ladedruck muss geringer werden. Das geschieht ca. ab 5000rpm (Serie oder Chip). Auf meinem Dynosheet ist die Luftmasse die graue Linie - der Ladedruck ist hellblau (siehe erstes Bild weiter unten).

Dadurch wird die Leistung konstant gehalten (bei mir ca. 280PS).

So weit so gut. Was passiert also wenn ich meinem ganzen Ansaugweg durch offenen Luftfilter, Rohre, Ladeluftkühler, Wassereinspritzung, Auspuffanlage usw. optimiere. Dann würde die Luftmenge erhöht werden. Das Motorsteuergerät merkt diese größere Luftmenge und öffnet das Wastegate um den Ladedruck zu reduzieren (schwarze Linie im Dyno-Sheet). Am Ende habe ich die gleiche Leistung wie zuvor. Das haben auch schon ein paar Luftfilter-Test gemessen.

Der Vorteil bei diesen Tuning-Maßnahmen ist, dass der Turbo weniger Druck erzeugen muss und somit länger hält. Das ist ein großer Vorteil, wenn der Turbolader am Limit ist. Dann bekommt man dadurch auch mehr Leistung, weil der Turbolader das schwächste Glied ist.

Fazit: Alle diese Tuning Maßnahmen machen erst Sinn, wenn der Turbolader am Limit ist.

:cooler: :bravo: :bigtongue:


Wie erhöhe ich die Leistung?

Das kann im Moment nur durch Chiptuning erfolgen !
Hier liegt aber mein Problem. Das Chiptuning erhöht die Luftmenge auf die das Motorsteuergerät regelt.

Das sind die Werte die ich ermitteln/messen konnte:

Serie
270-280 g/sek = 280PS

Chiptuning
330-340 g/sek = 350PS
360-370 g/sek = 390PS

Dadurch wird aber auch das Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen sehr hoch.
Am liebsten ist mir ein konstanter Ladedruck (z.B. 1,4 bar). Das bedeutet ein konstantes Drehmoment und eine ansteigende Leistung. Das ist mein Ziel und daran werde ich arbeiten.

Wenn ich die 500Nm bis 6300rpm halten kann, dann habe ich ca. 450 PS. Natürlich sind da größere Düsen und viele weitere Optimierungen notwendig. Der Turbolader und die Kühlung sind da schon an ihrer Grenze. Das Getriebe wird hauptsächlich durch das Drehmoment beansprucht. Somit sind also 450 PS machbar.

So das war es … sonst liest das kein Mensch mehr.

Zusätzlich habe ich noch eine wichtige Erkenntnis zu V-Max- Problem gefunden. Da muss ich aber noch testen bevor ich hierzu ein paar Sachen schreiben werde.

Stay tuned … Euer Lolek

Hier mein Dyno-Sheet.

Dyno-Sheet_0022.jpg


Das ist ein weiteres Dyno-Sheet von einem getunten RS.
Hier ist die Luftmenge in blau. Das Wastegate (hellblau) schließt ein wenig ab 5000rpm im Gegensatz zu meinem Dyno-Sheet. Dort öffnet das Wastegate ab 5000rpm um den Ladedruck weiter zu reduzieren.

Hier wird ab 5000rpm die Luftmasse auf ca. 330 g/sek geregelt.

Dyn-Sheet_Endu1.jpg
 
danke lolek für die ausführung hier :) 1. Priortät ist also einen konstanten Ladedruck hinzubekommen. Bei welchem konstanten LD wären denn die 305PS so da wie sie sein sollen ? - Wie erreicht man einen konstanten LD ? Nur über Eingriff in das Mapping oder ?
 
Der konstante Ladedruck wird nicht direkt mit dem Kennfeld geregelt werden können.
Das Serienkennfeld kennt nur den max. Werte und regelt erst ab diesem den Ladedruck.

Mein Plan ist den Ladedruck extern mit einem Ladedruckregler zu regeln.
 
Lolek, Respekt vor der Mühe die du dir gibst
und das Grundwissen das dahinter steckt :thumbs-up_new:
 
Erst einmal Hut ab für deine Arbeit. :thumbs-up_new:
Ich denke das was du sehr verständlich schreibst bestätigt Vermutungen, die aber durch fehlendes Wissen und Equipment, keiner bestätigen konnte.
Deine Aussage zum Getriebe ist vollkommen richtig, alle Getriebe sind auf Drehmoment ausgelegt. Die Leistung ist sekundär. Wichtig ist das die Leistung bei höheren Drehtzahlen abgegeben wird um den Antriebsstrang zu schonen.
Von mir erst einmal ein dickes :thumbs-up_new: und mache bitte weiter um Licht ans Ende des Tunnels zu bringen.
 
Scheint mir zu dem Thema dazu zu passen, daher hierher kopiert (aus dem MTB-Thema...)

sleipnirsreiter schrieb:
Hallo,

nachdem ich heute den ganzen Tag bei MTB war, bin ich jetzt mit aktuellen Ergebnis bisher sehr zufrieden.
Nachdem ich bereits im Mai 2010 dort die Stufe 1 bekommen hatte, war ich heute dort, um mein RS auf CJ Basis wieder anzupassen.

MTB hat sich sehr viel Zeit genommen und die Software so angpassst, wei ich es mir vorgestellt hatte. Denn mein RS hatte im mai Serie 299 PS und 491 NM und nach der Stufe 1, ohne Hardwareänderung, Ausnahme Pipercross :lol: , 341 PS und 555 NM.
Diese lagen aber bereits bei 3500 U/min voll an, so dass das Fahrzeug im 2. bzw 3. Gang für meinen Geschmack zu kraftvoll war. Ich fahre meist winklige Landstrassen, und da ging viel Leistung in Rauch auf!!!

Heute nach der Anpassung haben wir das Drehmoment und die Leistung bis 3500 U/min teilweise gegenüber Serie gedrosselt, dafür aber im Verlauf sehr ausgeglichen und 3500 U/min auch mehr als Serie. Ergebnis 461 NM und 338 PS.

Bin sehr zufrieden, da er momentan so läuft, wie ich es für mich am besten finde. Da hat sich Danny echt Mühe gegeben, Steuergerät mehrfach ein- und ausgebaut und Parameter angepasst. Und das Ganze für einen kleinen Aufpreis, trotz mehr Arbeit als damals.

Diagramme könnt ihr hier sehen :hurra:

http://focusrsforum.de/viewtopic.php?f=8&t=1009&start=50
 
boerniRS schrieb:
Scheint mir zu dem Thema dazu zu passen, daher hierher kopiert (aus dem MTB-Thema...)

Ich habe mich gefreut als ich das gesehen habe.

Mir ist es wichtig nicht nur die max. PS durch Erhöhung des Luftmassenlimits zu erhöhen, sondern auch die Drehmomentkurve anzupassen. Danny hat hier eine gute Arbeit gemacht.
 
Huhu Lolek,

tolle Arbeit! Mal eine Frage zu der Öffnung der Drosselklappe und dem Gaspedal... kann es sein, dass der RS (Serie oder Tuning) dadurch bei bestimmten Gängen/Geschwindigkeiten so sensibel ist was das Pedal angeht. Wenn ich z.b. konstant 160 fahren will ist das recht schwer. Da der Ladedruck fast immer zulegen will und dann wieder zurück geht ohne das ich bewusst das Pedal änder. Also so eine Art "digitales" fahren!?

MFG - ingo
 
Eins kapier ich da jezt aber nicht. Wenn das Steuergrät dann den Ladedruck zurückregelt wie geht denn das? Dachte das Wastegate ist ein mechanisches Teil mit einer Federn drin die ab einem bestimmten Druck aufmacht??!!

mfg

Stevoo
 
H3llron schrieb:
Wenn ich z.b. konstant 160 fahren will ist das recht schwer. Da der Ladedruck fast immer zulegen will und dann wieder zurück geht ohne das ich bewusst das Pedal änder. Also so eine Art "digitales" fahren!?
MFG - ingo

Das ist genau der Bereich wenn du bei 55-60% Gaspedalstellung bist. Steigst du einen Millimeter mehr drauf, dann geht die Drosselklappe voll auf und du gibst "Vollgas".

Das siehst du hier ... rot = Gaspedal grün = Ladedruck

Das verschiebt sich mit steigender Drehzahl. Links 3800rpm - Rechts 5600rpm

appboost.jpg
 
Hab ich mir fast gedacht - danke Lolek für die technische Aufbereitung!

Dann heißt es also immer: Schneller als 160 :lachtot:

MFG - Ingo
 
Stevoo schrieb:
Eins kapier ich da jezt aber nicht. Wenn das Steuergrät dann den Ladedruck zurückregelt wie geht denn das? Dachte das Wastegate ist ein mechanisches Teil mit einer Federn drin die ab einem bestimmten Druck aufmacht??!!

Das mit der Feder ist richtig. Die ist im Wastegate. Will man aber den Ladedruck ändern, dann gibt es grundsätzlich 3 Möglichkeiten.

1. Tausche dir Feder gegen eine härtere

2. Eine Ladedruckregler. Aber es gibt 2 Arten von Ladedruckregelung.

Mechanisch (Manual Boost Controller - MBC) oder Elektrisch (Electrical Boost Controller - EBC).

Wie haben einen EBC. Hier regelt ein Steuergerät ein Ventil oder einen Stepper Motor. Das Ventil regelt den Druck der zum Wastegate mit der Feder geht. Solange der gewünschte Ladedruck nicht erreicht ist, ist kein Druck in dem Schlauch zum Wastegate. Erst wenn der gewünschte Ladedruck erreicht ist, geht das Ventil auf und der Druck drückt die Feder im Wastegate auf und verringert die Abgase durch die Turbine. Der Verdichter reduziert dadurch den Ladedruck.

Der MBC ist im Prinzip eine Druckminderer im Schlauch zum Wastegate. Das ist aber sehr ungenau. und verstellt sich ja nach Temperatur und Luftdruck.

Vorteil EBC: Der Ladedruck kann besser/genauer geregelt werden und ist schneller am gewünschten Druck weil das Wastegate bis zum eingestellten Druck geschlossen bleibt. Beim MBC oder ohne BC öffnet das Wastegate schon vor dem max. Ladedruck langsam.

Hier ein gutes Bild dazu.

Rosa = EBC
Blau = ohne EBC

ebc_vs_mbc_spool.jpg
 
Gestern habe ich mich nach der Suche ach einem nutzbaren Geschwindigkeitssignal gemacht. Dabei habe ich den Öldrucksensor gefunden und wollte mal testen, ob ich den Öldruck nicht an das DashDAQ anschließen kann.

Das hat nicht funktioniert. Bei der Suche bin ich im ETis auf folgende Information gestoßen:

Beschreibung Kombiinstrument

Der Öldruck wird über die Wassertemperatur und der Motordrehzahl berechnet. Der Motor hat keinen Öldrucksensor !!!

Und noch schlimmer:

Die Öltemperatur wird über die Wassertemperatur und einem Kennfeld berechnet. Der Motor hat keinen Öltemperatursensor !!!

Was heißt das?

Wenn alles Serie und nicht defekt ist, dann sind diese Werte realistisch.
Wenn die Leistung des Motors erhöht ist, dann kann man die Werte vergessen.

Ich werde man einen echten Öltemperatursensor einbauen und mit/ohne Leistungssteigerung die gemessene Temperatur mit der Berechnung in der Anzeige vergleichen.
 
Die Tatsache, dass wir weder einen Sensor für die Öltemperatur, den Öldruck und bereits länger bekannt für den Turbodruck haben ist eigentlich schon eine Enttäuschung. So etwas habe ich für wenig Geld vor fast 30 Jahren in meinem Austin Allegro eingebaut. Die beiden Ölsensoren sind ja ein paar Euro-Bauteile und defintiv wichtig. Mein Öldruck wird sich ja weiter munter und glücklich aus Wassertemperatur und Drehzahl berechnen auch wenn nur mehr ein 1/4 l Öl im Motor ist. Die Information von Lolek ist aber doch wertvoll, so weiß man wenigstens, dass man die drei Anzeigen da am Armaturenbrett gleich vergessen kann, de facto zeigen die nichts an außer synthetisch errechnete Werte. Man sollte die beiden Ölsensoren evtl. nachrüsten - die sind nämlich durchaus nicht unwichtig....
 
Es ist doch ein MAP Sensor vorhanden.
Der misst Temperatur und Druck der Ladeluft.
Zumindest beim ST ist das so.

Man braucht aber das richtige OBD Interface um den Ladedruck aus zu lesen, mit meinem ELM geht es leider nicht. :waffe16:
Berechnung vom Ladedruck ist allerdings auch nicht das Problem, wenn man Temperatur der Ladeluft, MAF und die Drehzahl kennt. ;)
 
So wird ermittelt was im Kombiinstrument angezeigt wird:

Die Motoröltemperatur wird über ein Kennfeld im PCM
kalkuliert und über den HS-CAN-Datenbus
weitergeleitet. Zur Kalkulation benötigt das PCM die
aktuelle Information des ECT
(Kühlmitteltemperatur)-Sensors.
Der Ladedruck wird vom MAPT-Sensor gemessen und
an das PCM weitergeleitet. Über den HS-CAN-Datenbus
wird das Signal an das Zusatzkombiinstrument
weitergeleitet.
Der Öldruck wird über ein Kennfeld im
Zusatzkombiinstrument kalkuliert.
Um den Öldruck kalkulieren zu können, werden
folgende Daten benötigt:
• Motortemperatur
• Information vom Öldruckschalter
• Motordrehzahl

Die benötigten Daten werden vom PCM über den
HS-CAN-Datenbus an das Zusatzkombiinstrument
weitergeleitet
 

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