Ermittlung der Gasqualität

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gasophil
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Ermittlung der Gasqualität

Beitrag von gasophil » 25.06.2018 08:29

Ich habe seit letzter Woche das Phänomen, dass nach dem Befüllen an meiner Stamm-Gas-Tanke (H-Gas) lediglich eine Gasqualität von 90% in der MFA angezeigt wird. Sonst waren es bislang immer 100%. Ich unterstelle mal, dass sich an der Gaszusammensetzung nichts geändert hat. Was dann allerdings die Frage aufwirft: Wie wird eigentlich die "Gasqualität" vom Fahrzeug ermittelt?

Oft liest man ja, dass auf den ersten Kilometern (ca. 3 Kilometer) nach dem Gasbetanken der Wagen deshalb im Benzinbetrieb fährt, um erst die Gasqualität zu ermitteln. Das widerspricht aber meinen Beobachtungen. Nach einer längeren Fahrt mit Benzin (ca. 100 km) und anschliessender Gasbetankung, läuft der Motor im Grunde sofort auf Gas, ohne erst die obligatorischen 3 km mit Benzin abzuspulen. Was meiner Meinung nach eher darauf hinweist, dass die Gaspause nach dem Tanken eigentlich dazu dient, das Benzinsystem wieder einmal "durchzuspülen".

Meine Theorie wäre deshalb, dass die "Gasqualität" aufgrund der Kennlinie im Motorsteuergerät ermittelt wird in Abhängigkeit von den einzelnen Parametern, wie Gaspedalstellung, Drehzahl, Luftmasse, Einlassdruck Gas etc. Was meint ihr dazu?

Robert
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Re: Ermittlung der Gasqualität

Beitrag von Robert » 25.06.2018 09:33

Also meiner fährt nicht die ersten 3km auf Benzin, sondern eher die ersten 30m. Sprich der schaltet mehr oder weniger auf Gas um, wenn man von der Tankstelle rollt.

Was ca. 3km dauert ist, dass Start/Stopp funktioniert und ein Motorstart auf Gas direkt wieder funktioniert. Fährt man also nicht die ca. 3km, dann gibt es wieder einen Start auf Benzin für die "30m".
Ich gehe hier schon davon aus, dass das dem Kalibrieren dient, denn warum sollte er sonst wieder auf Benzin starten?

Am Ende wird es wohl darum gehen vor allem Lambda 1 zu erreichen, die Einblaszeiten also an die Gasqualität anzupassen.
Wobei die MFA meines Wissens ja nur in 10% Schritten anzeigt (hinterlegt dürfte das sehr viel genauer sein). Wenn die Gansqualität jetzt generell hart an der Grenze bei deiner Stammtanke ist (also 95%?), dann kann das schon sein, dass es einmal so (100%) und das andere mal anders (90%) angezeigt wird.

gasophil
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Re: Ermittlung der Gasqualität

Beitrag von gasophil » 25.06.2018 10:16

Robert hat geschrieben:
25.06.2018 09:33
Also meiner fährt nicht die ersten 3km auf Benzin, sondern eher die ersten 30m. Sprich der schaltet mehr oder weniger auf Gas um, wenn man von der Tankstelle rollt.
Interessant! Meiner macht das in der Regel nicht. Welchen Motor hast du genau?
Ich spreche von einem 1.4 TGI in einem Seat Leon, Baujahr 2018, Motorkennbuchstaben: CPWA.
Robert hat geschrieben:
25.06.2018 09:33
Am Ende wird es wohl darum gehen vor allem Lambda 1 zu erreichen, die Einblaszeiten also an die Gasqualität anzupassen.
Klingt plausibel. Dann wären von der Sensorik her die Lambasonde und der Luftmassenmesser an der Ermittlung der Gasqualität beteiligt, oder? Der Restsauerstoff im Abgas lässt Rückschlüsse zu, wieviel an Methan bei bekannten Einblaszeiten im Brennraum vorhanden war, um mit dem Sauerstoff zu reagieren.
Robert hat geschrieben:
25.06.2018 09:33
Wobei die MFA meines Wissens ja nur in 10% Schritten anzeigt (hinterlegt dürfte das sehr viel genauer sein). Wenn die Gansqualität jetzt generell hart an der Grenze bei deiner Stammtanke ist (also 95%?), dann kann das schon sein, dass es einmal so (100%) und das andere mal anders (90%) angezeigt wird.
Ja, das mag sein. Ich werde mal versuchen, den Wert direkt aus dem Steuergerät auszulesen. Allerdings könnte es auch sein, dass die Abweichungen aus Ungenauigkeiten der oben genannten Sensoren herrühren. Gerade dem Luftmassenmesser traue ich das zu.

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Re: Ermittlung der Gasqualität

Beitrag von Robert » 25.06.2018 10:27

Bei mir ist es ein VW Eco UP. Wusste nicht, dass das beim 1,4 TGI so anders ist.

Gewisse Ungenauigkeiten in der Sensorik und selbst leichte Gasqualitätsschwankungen an der Stammtanke würde ich durchaus auch sehen.

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dridders
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Re: Ermittlung der Gasqualität

Beitrag von dridders » 25.06.2018 13:37

der Benzinteil dazwischen dient vor allem mal der Diagnose. Bei CNG hast du eine Spanne im Energiegehalt von locker 20%, und das System hat keine Moeglichkeit direkt zu ermitteln was im Tank ist. Es sieht nur das Verbrennungsergebnis und da entstandene Abweichung von den Sollwerten im Kennfeld. Die Abweichung kann durch schlechtes Gas entstanden sein, oder durch Undichtigkeit, Falschluft,..., also defekte am "Abgassystem" (Kraftstoff- und Luftversorgung mit einbezogen, alles was halt abgasrelevant ist). Der Benzinbetrieb dient somit als Referenzwert um die Stoerungen/Abweichungen am Fahrzeug zu ermitteln. Das bildet dann die Basis fuer den Gasbetrieb, alle Abweichungen die sich davon ergeben gehen auf die Gasqualitaet.
Wenn du vor dem Tanken bereits eine entsprechende Strecke auf Benzin zurueckgelegt hast kann sich das System die neue Pruefung natuerlich schenken, sofern es intelligent genug dafuer ist... und sofern sein "Gedaechtnis" ausreicht.

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Re: Ermittlung der Gasqualität

Beitrag von gasophil » 25.06.2018 14:15

Danke, dridders. Das ist bisher die beste Erklärung, die ich zu diesem Thema bekommen habe!
Der Brennwert von Benzin ist relativ konstant. Klar, wird auch in der Raffinerie nach bestimmten Vorgaben zusammengemischt. Laut Tabelle zwischen 43 und 44 MJ/kg.
Der von Erdgas differiert zwischen 36 und 50 MJ/kg, je nach Lagerstätte. Da gibt es selbst zwischen H-Gas und H-Gas noch erhebliche Unterschiede. Ist halt ein reines Naturprodukt (bis auf die Trocknung)! ;-)

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Re: Ermittlung der Gasqualität

Beitrag von Robert » 25.06.2018 14:23

dridders hat geschrieben:
25.06.2018 13:37
Der Benzinbetrieb dient somit als Referenzwert um die Stoerungen/Abweichungen am Fahrzeug zu ermitteln. Das bildet dann die Basis fuer den Gasbetrieb, alle Abweichungen die sich davon ergeben gehen auf die Gasqualitaet.
Klingt nicht übel die Theorie, aber erklärt irgendwie nicht, warum das eine Fahrzeug 30m dafür braucht und das andere 3km.
Auch erklärt es nicht so wirklich, warum der Referenzwert immer wieder erhoben wird, nur weil nicht weit genug auf Gas gefahren wurde.

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Re: Ermittlung der Gasqualität

Beitrag von dridders » 25.06.2018 14:32

Zur Fahrtstrecke: das System wird halbwegs stabile Bedingungen brauchen fuer die Ermittlung. Dazu gehoert eine gewisse Betriebstemperatur, natuerlich arbeitende Lambdasonden (dauert auch schonmal 30s selbst im warmen bis er auf den Regelkreis geht), etc. Beschleunigung, erstrecht mit Anfettung / Vollgas, sind da z.B. nicht geeignet, genausowenig wie Schubabschaltung. Leerlauf hingegen duerfte sich nicht schlecht eignen. Wer also z.B. nach dem Tanken einsteigt, die Orgel anwirft, sich dann erst noch anschnallt und Kilometerstaende ins Fahrtenbuch eintraegt... der hat ggf. den Pruefzyklus schon im Stand absolviert, sofern sich die Steuerung mit einem Lastwert zufrieden gibt.

Zum "nicht weit genug auf Gas": das kann ggf. schon simpel mit der Erkennung des Tankvorgangs zusammenhaengen. Wenn er das einfach an einem bestimmten Druck festmacht, statt an einer Druckerhoehung. Dann denkt er nach einer kurzen Strecke einfach du haettest "wieder" getankt.

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Re: Ermittlung der Gasqualität

Beitrag von gasophil » 25.06.2018 14:40

Ich denke, der Referenzwert wird immer wieder neu ermittelt (nämlich nach dem Tanken), um mögliche Defekte im Zuluft- und gesamten Steuersystem frühzeitig zu entdecken. Bei meinem früheren Diesel genügte schon eine lockere Schelle am Luftschlauch, um die Motorkontrolleuchte zu aktivieren. Alles, was abgasrelevant ist, unterliegt einer laufenden Diagnose. Die Software der Motorsteuerung schlägt dann - je nachdem ob der Hersteller einen Ausnahmezustand unterstellt oder nicht - Alarm.

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Re: Ermittlung der Gasqualität

Beitrag von Robert » 25.06.2018 15:07

Zur Fahrtstrecke: Es ist nur erstaunlich, dass die Diskrepanz hier zwischen zwei verschiedenen Fahrzeugen so extrem ist. Wobei der Kalibriervorgang insgesamt ja ähnlich lang zu sein scheint, nämlich ca. 3km (wirklich nur ca., weil meine Stammtanke gute 3km entfernt ist, manchmal ist er durch, manchmal aber auch nicht).
Nur schaltet der Up halt schon nach wenigen Sekunden auf Gas. Die Erkennung des Tankvorgangs erfolgt eindeutig aufgrund der Druckerhöhung.
Hier läuft meiner Meinung nach klar ein Kalibriervorgang weiterhin ab, welcher, sofern er unterbrochen wird, von neuem gestartet werden muss. Dazu wohl auch der erneute Lauf auf Benzin (die Bedingungen können dann ja vollkommen anders aussehen). Daher bin ich mir auch nicht sicher, ob der Benzinlauf nicht doch auch Parameterinput für die Kalibrierung darstellt.
Wann der Kalibriervorgang endet erkennt man wie gesagt auch klar an der Freigabe von Start/Stopp.

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Re: Ermittlung der Gasqualität

Beitrag von dridders » 25.06.2018 15:19

Der Benzinlauf kann nur insofern als Input dienen, als das er eben den Rerefenzwert fuer den aktuellen Zustand vom Fahrzeug liefert. Ueber ihn ergibt sich halt das die Sensorik eine Abweichung von z.B. 5% hat, somit im Benzinbetrieb statt 3,00 eben 3,15ms eingespritzt wird (symbolhaft ausgedrueckt, Oeffnungsdauer aussen vor gelassen, etc.). Er weiss damit, das er auf Gas eine 5%ige Abweichung auf das "Standard-Gaskennfeld" anrechnen muss, das z.B. fuer 100%iges Methan ausgelegt ist. Anhand von dem durch die Benzinreferenz verschobenen Kennfeld laesst sich dann der Korrekturfaktor fuers Gas erlernen, und damit die Gasqualitaet.
Diese Korrekturwerte ueberdauern an sich erstmal den Neustart, mind. bis zum Batterie abklemmen oder manuellen Reset. Wie lange die Steuerung sie aber als Referenz benutzen mag ist natuerlich eine Sache des Programmierers. Je groesser das Intervall, desto eher verschleppt man einen Fehler. Je kleiner, desto nerviger fuer den User.

Warum bist du sicher das die Betankungserkennung anhand vom Delta erfolgt? Hast du mal z.B. nur halbvoll getankt, hat er dann das Prozedere auch gemacht? Einen deutlich messbaren Delta kann man ja auch so immer mal haben, dank der Temperaturunterschiede. Genauso wie der Druck nach dem Tanken erstmal abnimmt, weil das Gas abkuehlt.

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Re: Ermittlung der Gasqualität

Beitrag von Robert » 25.06.2018 15:36

dridders hat geschrieben:
25.06.2018 15:19
Der Benzinlauf kann nur insofern als Input dienen, als das er eben den Rerefenzwert fuer den aktuellen Zustand vom Fahrzeug liefert.
Richtig, ich würde eben auch davon ausgehen, dass hier nicht nur eine Überprüfung in Bezug auf Fehler vorgenommen wird, sondern dass mit Hilfe des Laufs auf Benzin entsprechende Parameter gesammelt werden, um damit im Anschluss das Gaskennfeld auf z.B. die Umgebungsbedingungen anzupassen (erst mal unabhängig von der Gasqualität). Ansonsten hätte man wohl zwei Unbekannte, nämlich die Gasqualität und die Umgebungsbedingungen, was eine saubere Kalibrierung erschwert bzw. verhindert.

Zur Betankungserkennung: Ich bin mir deshalb so sicher, da die 3km Fahrt beim absoluten Druck im Vergleich zu den anderen Randbedingungen, wie Druck der Tankstelle, Außentemperaturen etc. ein eher kleiner Einflussfaktor ist, die Geschichte aber zu 100% reproduzierbar ist.
Davon abgesehen ist ja selbst bei Benzinern/Dieseln heutzutage solch eine Erkennung Standard. Kipp da mal zwei Liter nach, da ändert sich an der Tankanzeige gar nichts. Einfach weil Änderungen typischer Weise erst ab ca. 5l berücksichtigt werden (war vor vielleicht 20 Jahren übrigens noch anders, da hat die Tankanzeige auch mal deutlich mehr oder weniger angezeigt, wenn man schräg am Straßenrand geparkt hatte ;)).

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Re: Ermittlung der Gasqualität

Beitrag von dridders » 25.06.2018 15:46

Umgebungsbedingungen spielen dabei keine Rolle, die sind schon durch die Sensorik eh aussen vor, vor allem durch den Luftmassenmesser, der eben die Masse und nicht die Menge + Temperatur ermittelt. Andernfalls bekaeme schon ein Benziner ggf. Probleme, wenn er z.B. einen Berg hoch faehrt und die Luft duenner wird. Das gleich nicht die Lambdaregelung aus, sondern das sollte schon bei den Eingangswerten der Sensoren erfolgen.
Aber der Referenzwert von Benzin ist eben der gleiche Wert, der auch zur Fehlererkennung grundsaetzlich da ist. Abweichungen um etwa 25%, egal in welche Richtung, lassen die MIL kommen. Ohne die Unterscheidung Benzin/Gas und die Referenzmessungen waere der Wert halt ggf. schon durch einen Wechsel der Gasqualitaet ausgereizt und wuerde fruehzeitig die MIL werfen, wie auch das System ggf. an die Regelgrenze bringen.

Zu den 3km: die 3km an sich aendern nicht viel, aber der Fahrtwind und die Zeit schon, denn dadurch kuehlt das vom Tankvorgang erhitzt Gas ab, und damit sinkt der Druck.

gato311
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Re: Ermittlung der Gasqualität

Beitrag von gato311 » 26.06.2018 07:53

Wie es beim Up ist, hat Robert ja schon ganz gut beschrieben.
Ist der Motor warm, schaltet er halt schon beim Rollen von der Tanke aus Gas, sonst eben später.
Die Kalibrierung läuft dann auf Gas weiter. Wird sie unterbrochen durch Abschalten, startet er wieder auf Benzin.
Die Dauer der Kalibrierung auf Gas kann 3 km sein, aber auch mal 15 oder gar nicht abgeschlossen werden je nach Lastzuständen und Temperaturen.

Beim 1.4 TGI scheint es ja im Detail doch etwas anders zu laufen.

Hat der eigentlich wirklich noch einen LMM? Wäre ja für einen Motor aus der Generation eher ungewöhnlich. Beim Up hat man den sich ja geschenkt...
Ich dachte beim Benziner (und dann wohl auch Gaser) rechnet der die Luftmasse über den Saugrohrdruckgeber G71 und den Ansauglufttemperatugeber G42.

Gruß

Gastra
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Re: Ermittlung der Gasqualität

Beitrag von Gastra » 26.06.2018 08:48

zunächst einmal, schön dass man hier schreiben kann obwohl man immer damit begrüßt wird hier nur lesen zu können...

Von einem Gasqualitätssensor hab ich noch nie was gehört und ich glaube auch nicht dass so etwas existiert. Die Motorsteuerung zieht ihre Kennfelder anhand der Lambdawerte wieder grade. Bei meinem Astra merke ich schon mal dass er nach dem Tanken etwas unharmonischer fährt (nicht dramatisch, man muss schon drauf achten), das verschwindet aber shon nach wenigen hundert Metern. Nach dem Tanken ist der Motor i.d.R. auch betriebswarm und die Lambdasonde ebenfalls, da kann die Motorelektronik sehr schnell einen Korrekturwert ermitteln.

Autos aus den 90ern konnte man z.T. auch mit sehr hohen Ethanolanteilen fahren ohne dass die Elektronik sich etwas dabei gedacht hat, die hat einfach die Kennfelder grade gezogen und weiter geht's.... Die Empfindlichkeit ist eine politisch gewollte Überwachung aber nicht technisch unvermeidbar und bei Gas muss man halt etwas tolerater mit den Abweichungen sein, sonst gäbe es ständig Fehlalarm

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