Samstag, September 17, 2022

Controllersignale, Tachosignal und Geschwindigkeitsanzeige

Der Max ist derzeit etwas Wasserscheu. Vor drei Tagen, beim letzten großen Regen blieb er einfach stehen, als hätte man die Zündung ausgeschaltet - ganz sanft und ohne rucken. Nach dem Heimschleppen fuhr er wieder von selbst... ? ! ? ! 

Deswegen heute mal wieder dem Max unter die Haube geschaut. Ich hatte bereits an dem liegengebliebenen Fahrzeug kontrolliert ob die Spannungen stimmen und konnte erst einmal nichts besonderes feststellen.

Akku 76V - ok / 12V Regler 12,4V - ok / Gaspedalsignal 0,5V ... 3-5V - ok / Bremslichter aus - ok / Licht vorne und hinten, Bremslicht,  Rückfahrstrahler, Handbremsschalter - ok

Heute war natürlich von der Störung nichts mehr zu sehen, aber unter der Haube ist überall sehr viel Straßendreck. Die Vorderräder haben also die ganze Kabelage und die Steckverbinder vor dem Armaturenbrett geflutet und den Max mit falschen Signalen zum Stillstand gebracht.

Um herauszubekommen, welche Signale der Controller gerade bekommt, wurde der Anschluß des Fahrtrichtungsschalters modifizert und ein zusätzliches KFZ-Relais eingebaut.

Der Schalter schaltet jetzt statt die Rückfahrleitung auf GND zu legen, 12V für den Tacho und das Relais. Das Relais schaltet dann den Rückwärtsgang und die Rückfahrkamera.

Der Tacho hat Anzeigen für "Vorwärts" (D), "Rückwärts" (R), "Neutral" (N) und "Parken - Motor-off" (P). Die entsprechenden Kabel liegen alle auf dem zweiten unbenutzten Stecker am Tacho. Die Anzeigen werden mit +12V auf dem entsprechenden Kabel aktiviert.

"N" steht immer , so lange kein anderes Signal aktiv ist. 

"P" wird mit der grauen Leitung aktiviert und hat Vorrang vor den anderen Signalen.

"D" wird mit der grünen Leitung aktiviert und hat Vorrang vor "R".

"R" wird mit der violetten Leitung aktiviert.

Durch den geänderten Anschluß des Fahrtrichtungsschalters werden "D" und "R" direkt durch den Fahrtrichtungsschalter gesteuert. Der alte Anschluß wurde an einen zusätzlichen Relaiskontakt verfrachtet. 

"P" wurde mit der rot/schwarzen Leitung am Verbinder des Bremslichschalters verbunden. Sobald der Controller das "Motor-Off"-Signal erhält, steht auf dem Tacho "P" (Handbremse und bei mir auch das Bremspedal).



Für die Zukunft muss ich mir aber trotzdem noch etwas überlegen, wie ich das Spritzwasser der Vorderräder von den Kabeln fernhalte.


Weil ich den Tacho gerade ausgebaut hatte, habe ich die Spannungen für die Geschwindigkeitsanzeige gemessen. Damit will ich irgendwann noch eine Korrekturschaltung für den Tacho basteln.

Anzeige (km/h)U Tacho gemessen (V)U Tacho gerundet (V)
533
105,46
159
2011,712
2515
3017,818
3520,621
4023,524
4526,427
5029,530
5532,533
6035,536
6539

Da aus dem Controller direkt das ungefilterte Signal der blauen Motorphase als Tachosignal herauskommt, braucht man sich also nicht über die großen Abweichungen zu wundern.

Das Zusammenspiel zwischen Motor und Controller habe ich mir auch wieder einmal angesehen. Ohne Last dreht der Controller ziemlich exakt auf 4500 U/min. Der Motor liefert dann ein Hallsignal mit 300Hz pro Phase. Rechnet man 4500 U/min auf Sekunden um, kommt man auf 75 U/sek. Bei 300 Signalen der Hallgeber in der gleichen Zeit, würde das bedeuten, der Motor hat nur 4 Magnetpole (4 x 75 = 300 ). 

4500 U/min entsprechen nicht ganz 45km/h bei der eingebauten Übersetzung und den Reifengrößen. Also ist das ganze System nicht wie bei EF-Berlin angegeben (erreicht 45) ausgelegt. Tatsächlich werden meistens auch nur die auf dem Motor angegebenen 4200 U/min erreicht. Leicht bergab können dann ab uns zu auch die 45km/h erreicht werden, aber ebend nicht dauerhaft. Geht es richtig bergab, werden auch bis 55km/h erreicht, allerdings spielt der Motor dann Bremse und speist viel Energie in die Akkus zurück. Das Drehfeld kann auch nicht sinnvoll erhöht werden, da der induktive Wiederstand stark ansteigt und der Controller einfach keinen Strom mehr auf die Wicklungen bekommt ohne die Spannung zu erhöhen. Die liegt ja hier fest bei etwa 72V. Dadurch geht die Leistung, die dem Motor zugeführt wird so langsam gegen Null bzw. ab etwa 5000U/min ist die Selbstinduktion des Motors höher als die Akkuspannung.

max. Motordrehzahl ohne Last

Dabei die Impulse eines Hallgebers pro Sekunde






4 Kommentare:

Manfred hat gesagt…

Moin,
die Tabelle zur Tacho Abweichung gefällt mir.
Wie wäre es mit einem einfachen Spannungsteiler für den Tacho Eingang? Mit 10kOhm zu 6,8 k Ohm müsste das Ergebnis in etwa der gefahrenen Geschwindigkeit entsprechen.
Gruß, Manfred

Manfred hat gesagt…

Moin, vielen Dank für die Messungen am Tacho. Ich denke mit einem einfachen Spannungsteiler 10 : 6,8 k müsste sich der Tacho exakter einstellen lassen. Mal schauen, ob ich dafür Zeit finde.
Gruß, Manfred

cs hat gesagt…

Nein, leider funktioniert das nicht, da die Phasenspannung nicht linear zur Motordrehzahl ist. Der Tacho benötigt für die korrekte Anzeige eine lineare Spannung zur Geschwindigkeit.
Bis 3000 u/min begrenzt der Controller den Strom bei etwa 85-87A. Das sind etwa 30km/h. Hier ist dann bereits die höchste Spannung aus den Akkus auf der Phase. Danach begrenzt die Gegeninduktivität des Motors bei höheren Drehzahlen den Strom, welcher bei gleicher Spannung noch durch die Wicklung fließen kann. Bei etwa 4800 u/min ist der Spannungswert der Gegeninduktion bereits höher als die Batteriespannung. Hier wird schon der Akku vom Motor geladen.
Der Tacho im Max und im Quad bekommt die Phasenspannung der blauen Motorphase. Deswegen zeigt der Tacho bereits realen 30km/h etwa 58-60km/h an. Wenn man noch schneller fährt kommt durch den sinkenden Motorstrom die Akkuspannung wieder etwas hoch und so können später auch 62 oder 63km/h auf dem Tacho stehen. Etwa ab 3800-4000u/min (38-40 km/h) des Motors reicht dann die Leistung, die der Controller noch gegen die Motorinduktion in den Motor bekommt nicht mehr aus um das Fahrzeucg groß weiter zu beschleunigen. Deswegen ist mit "Sommerreifen" auf ebener Strecke eine Höchstgeschwindigkeit von etwa 42km/h drin (mit vollen Akkus teilweise auch 44km/h). Mit höherer Belastung (z.B durch das Profil der Winterreifen) ist im Allgemeinen spätestens bei 40km/h Schluss. Unter voller Last gehen nur noch max. 30 km/h, da der Motor nur hier seine größte Leistung von etwa 6.3 kW abgeben kann.
Wenn Bedarf besteht, kann ich auch gerne einmal einen Beitrag über die Zusammenhänge rund um den Antrieb machen (weswegen z.B. der Motor im CoC aufgeführt ist). Das wird allerdings nicht streng wissenschaftlich, man soll ja dabei nicht einschlafen ;-)

cs hat gesagt…

Noch ein Nachtrag zum Tacho. Ich versuche mich an einer Lösung, welche die Hallimpulse auswertet und damit eine Tachospannung generiert, die richtig Drehzahlabhängig ist. Aber das ist noch nicht ganz in dem Topf wo es kocht, da es derzeit noch einige andere Prioritäten gibt.