In diesem Beitrag soll es darum gehen, wie man unseren CUMPAN Cockpitassistenten an jedem beliebigen Fahrzeug mit Verbrennungsmotor installieren kann und welche Messgrößen erfasst und angezeigt werden können.
Auf unserer Service-Seite haben wir bereits eine Vielzahl an unterschiedlichen Einbaubeispielen dokumentiert: Service
Von 2-Takter bis 4-Takter, Ein- bis Vierzylinder, Benzin- und Diesel-Aggregate ist alles dabei.
Grundsätzlich
Der CUMPAN wurde für Verbrennungsmotoren entwickelt. Er vereint die Funktionen Drehzahlanzeige, Temperaturerfassung, Schaltblitz, Gang-, Öldruck- und Lambdaanzeige. Der CUMPAN ein leistungsfähiges Anzeigeinstrument zur Motorüberwachung.
Abhängig vom gewünschten Leistungsumfang sind entsprechende Sensoren und Einbauschritte notwendig:
12V Stromversorgung
Eine stabile 12V Spannung ist Voraussetzung. Die Stromversorgung für den CUMPAN sollte an einer geschalteten (Klemme 15) und abgesicherten Leitung erfolgen.
Es gibt verschiedene Anschlussmöglichkeiten, z.B. vorbereitet Anschlüsse für Nebenverbraucher, Sicherungsabzweiger oder Abzweigverbinder. In diesem Dokument haben wir einige Beispiele aufgeführt, wo man eine geschaltete 12V-Leitung findet: Anleitung
Drehzahlanzeige
Das Drehzahlsignal liefert der Kurbelwellenpositionssensor. Dieser Sensor ist an jedem Fahrzeug mit elektronischer Zündung vorhanden. Das Signal wird für den Zündzeitpunkt und gegebenenfalls für die Kraftstoffeinspritzung benötigt. Der Kurbelwellenpositionssensor befindet sich an der Lichtmaschine in Form eines Impulsgebers. In der Regel handelt es sich hier um einen induktiven Sensor mit zwei Kabeln (Signal und Masse). Seltener wird ein Hallgeber mit drei Kabeln (Signal, Masse, Spannungsversorgung) verwendet. Das Signalkabel kann entweder durch eine Messung, den Schaltplan oder durch ausprobieren am Drehzahleingang des CUMPAN ermittelt werden.
Die Signalerfassung am Kurbelwellenpositionssensor ist deutlich genauer und weniger anfällig als eine induktive Messung am Zündkabel.
Hilfreich zum Auffinden des Kurbelwellensensors ist diese Internetdatenbank, die technische Zeichnungen aller gängigen Motorradmodelle führt: https://en.microfiches.net/
Schaltblitz
Der Schalblitz ist eine Funktion, die dem Fahrer durch Aufblinken des Displays eine optische Rückmeldung gibt, wenn eine gewünschte Drehzahlschwelle erreicht ist. Dieser Schwellenwert kann dazu genutzt werden, um vor überhöhter Drehzahl zu warnen oder um den optimalen Schaltzeitpunkt für den Gangwechsel zu erkennen.
Der CUMPAN setzt diese Funktion zusätzlich in Beziehung mit der Motortemperatur und kann somit zum optimalen Warmfahren des Motors genutzt werden. Es gibt die Möglichkeit, einen von der Motortemperatur abhängigen Schwellenwert für Drehzahl festzulegen.
Beispiel: Der Schaltblitz warnt bei einer Motortemperatur unter 60°C bereits bei 4.500 U/min. Sobald die Motortemperatur 60°C erreicht hat, warnt der Schaltblitz erst bei 7.500 U/min. Alle Schwellwerte für Temperatur und Drehzahl sind frei einstellbar. Sollte diese Funktion nicht gewünscht sein, kann der Schwellenwert für die Drehzahl über die Maximaldrehzahl des Motors eingestellt werden und ist damit deaktiviert.
Motortemperatur
Die Motortemperatur ist eine der wichtigsten Messwerte, um mögliche Schäden am Motor zu vermeiden oder frühzeitig zu erkennen. Die Anzeige der Öl- oder Kühlwassertemperatur gibt Aufschluss darüber, ob die Schmierung oder Kühlung ordnungsgemäß funktioniert und welche Drehzahl gefahren werden sollte. Um die Öl- oder Kühlwassertemperatur zu erfassen, muss lediglich ein Gewinde/Stopfen am Motor gefunden werden, das im Kontakt mit der entsprechenden Flüssigkeit steht. An viele Motoren gibt es Blindstopfen oder nicht genutzte Gewinde, die für diesen Fall genutzt werden können.
Eine Liste von den aktuell verfügbaren Temperatursensoren findet sich auf der Produktseite des Temperatursensors (Link?).
Öl- oder Kühlwassertemperatur, welche Temperatur sollte ich erfassen?
Wasser reagiert schneller auf Temperaturänderungen als Öl. Das Kühlwasser ist oft schon auf Betriebstemperatur obwohl der Motorblock noch nicht durchgewärmt ist. Eine Überhitzung des Kühlwassers ist meist unkritisch und führt zum Überkochen des Kühlers. Eine Überhitzung des Motoröls kann einen Schmierfilmabriss zur Folge haben oder eine thermische Überbelastung von Dichtungen verursachen.
Optimal ist es beide Temperaturen im Blick zu haben, da so z.B. auch Öl oder Wassermangel erkannt werden können. Da die meisten Motoren bereits serienmäßig einen Temperatursensor für das Kühlwasser und eine Warnleuchte bei Überhitzung verbaut haben, ist es oft naheliegend die Öltemperatur zu wählen. Bei Luft- oder Luft-Öl gekühlten Motoren stellt sich diese Frage natürlich nicht.
Umgebungstemperatur
Die Umgebungstemperatur wird in jedem Fall erfasst. Es befindet sich ein Temperatursensor im Kabelstrang, ca. 40mm vom Displaygehäuse entfernt. Je nachdem, welches Displaylayout gewählt wurde, wird die Umgebungstemperatur angezeigt oder nicht. Die Temperaturanzeige kann zwischen Celsius und Fahrenheit umgestellt werden. Im Stand kann durch aufsteigende Motorabwärme die Temperaturanzeige beeinflusst werden.
Analogeingänge: Ganganzeige, Motortemperatur, Öldruck, Lambda, AFR
Der CUMPAN verfügt über zwei sogenannten Analog-Eingänge (IN1 und IN2). Es werden Spannungssignale zwischen 0 – 5V erfasst und interpretiert. Die verfügbaren (2) Eingänge können beliebig mit folgenden Sensoren belegt werden:
Ein Gangsensor kann dazu verwendet werden um das Cockpit um eine Ganganzeige zu erweitern. Viele Motorräder (spätestens ab EURO 4) haben bereits werksseitig einen Gangsensor installiert. Das Vorhandensein eines Gangsensor ist für die Ganganzeige zwingend notwendig. Der CUMPAN kann die ausgegebenen Spannungswerte des Gangsensors interpretieren und anzeigen. Zu diesem Zweck ist im CUMPAN eine Anlernfunktion (Kalibrierung) vorhanden, mit deren Hilfe ein Spannungswert erfasst und dann einem entsprechendem Gang zugeordnet werden kann.
An den Analog-Eingängen des CUMPAN kann eine zweite bzw. dritte Motortemperatur angeschlossen werden. Dadurch kann der Fahrer neben der nativen Motortemperaturerfassung des Geräts z.B. noch die Kühlwassertemperatur überwachen. Dazu ist das CUMPAN Zusatzmodul Motortemperatur 2 und ein Temperatursensor notwendig. Wie bei der nativen Motortemperaturerfassung muss auch hier ein geeigneter Installationsort gewählt werden. Für die Überwachung der Kühlwassertemperatur bietet sich z.B. der Adapter für die Wassertemperatur an.
Der Öldruck ist ein wichtiger Messwert zur Motorüberwachung. Er gibt Aufschluss über den Motorverschleiß, die aktuelle Viskosität abhängig von der Motortemperatur, über eine mögliche Ölverdünnung oder sogar Ölmangel. Zu niedriger Öldruck hat einen Motorschaden zur Folge da bewegte Teile nicht mehr ausreichend geschmiert werden können.
Zur Anzeige des Öldrucks im CUMPAN ist ein Zusatzmodul notwendig.
Fast alle modernen Verbrennungsmotoren haben bereits einen Öldruckschalter verbaut, der ein guter Indikator für den bevorzugten Installationsort ist.
Um Fehlermeldungen zu vermeiden, sollte der originale Öldruckschalter installiert bleiben und der Öldrucksensor aus dem Zusatzmodul ergänzend installiert werden. Hierbei bietet es sich an, mit einem Verbindungsstück zu arbeiten, an dem beide Bauteile gleichzeitig installiert werden können.
Der Unterschied zwischen einem Öldruckschalter und einem Öldrucksensor besteht darin, dass der Öldruckschalter lediglich erfasst, ob eine definierte, fest eingestellt, Druckschwelle unterschritten wird. In diesem Fall erfolgt dann meistens die optische Rückmeldung über die bekannte rote Warnleuchte im Cockpit.
Der von uns angebotene Öldrucksensor misst den tatsächlichen Öldruck in einem Bereich zwischen 0-10 Bar und kann dies Werte ausgeben. Durch diese Erfassung ist eine präzise Beurteilung des Motors und sogar des Öles möglich.
Im CUMPAN kann ein Schwellenwert für den Öldruck eingestellt werden, der bei Unterschreitung den Öldruck in rot anzeigt.
Schlechter Motorlauf hat häufig die Ursache in einem zu fetten oder zu mageren Luft-Kraftstoff-Gemisch. Dies kann durch Änderungen an der Luftzufuhr oder der Abgasanlage oder durch defekte verursacht sein. Für einen gesunden Motorlauf oder maximale Leistung ist eine Abstimmung des Luft-Benzin-Gemisches notwendig. Werksseitig ist an Benzinmotoren mit geregeltem Abgaskatalysator eine Schmalband-Sonde (Sprungsonde) verbaut. Diese eignet sich sehr gut für die Gemischregelung auf Lambda = 1 (stöchiometrisches Gemisch) durch das Motorsteuergerät. Für eine weitere Beurteilung oder Beeinflussung des Gemisches außerhalb Lambda = 1 ist diese Sonde nicht geeignet.
Um genaue Werte ermitteln zu können benötigt man eine Breitband-Lambdasonde und einen passenden Lambda-Controller. Die vom Controller ausgegebenen Werte können mit dem CUMPAN angezeigt werden und liefern so dem Fahrer einen präzisen Lambda- oder AFR-Wert. Eine dem Controller entsprechende Kalibrierung kann im CUMPAN hinterlegt werden.
