Geschwindigkeitsbegrenzer für FZS1000

Dieser Prototyp ist für einen Quad-Umbau entstanden.

Bei der TÜV-Zulassung von Quad-Umbauten wird oft eine Begrenzung der Höchstgeschwindigkeit gefordert. Eine übliche Methode ist es die Leistung (durch einen Gaswegbegrenzer) generell zu reduzieren, oder die maximale Drehzahl zu begrenzen. Damit verschenkt man leider einen Grossteil des Potentials des hervorragenden Motors.

Wesentlich eleganter ist es den Motor erst dann zu begrenzen wenn tatsächlich die Höchstgeschwindigkeit erreicht ist. Bis zu diesem Punkt hat man das volle Drehmoment und die volle Leistung zur Verfügung. Die Elektronik überwacht das Geschwindigkeitssignal. Die Drehzahlbegrenzung ist dadurch Geschwindigkeitsabhängig und drosselt erst wenn es wirklich notwendig wird.

Die Drosselung wird durch Unterbrechen der Zündung erreicht.

Die Elektronik zapft die ECU an und sitzt "Huckepack" auf der Oberseite der Box. Die Zündimpulse werden direkt vor den Endstufentransistoren kontrolliert, dort wo noch alles "digital" ist. Damit umgeht man alle Probleme die sich mit anderen Lösungen, die an den Zündspulen "angeflanscht" sind, ergeben (Verkabelung, "fette" Transistoren, etc).
Zum Einstellen ist eine einfache RS232-Schnittstelle vorgesehen um mit einem PC kommunizieren zu können.

Einstellmöglichkeiten

Der Begrenzer arbeitet 2-stufig um einen sanften Einsatz zu erreichen. Bei Überschreiten des ersten Geschwindigkeit-Grenzwerts werden nur 2 Zylinder abgeschaltet (die Fazer arbeitet mit Doppelzündspulen), beim zweiten Grenzwert dann alle 4. Ein Versatz/Abstand von 5 .. 10 km/h hat sich als sehr praktikabel gezeigt.

Zusätzlich ist eine klassische Drehzahlbegrenzung für Notfälle vorgesehen. Diese wird aktiv wenn das Tachosignal ausfällt (z.B. Sensor defekt). Sie ist so eingestellt dass in keinem Fall die Höchstgeschwindigkeit überschritten werden kann. Auch hier ist ein 2-stufiges Abschalten vorgesehen.

Alle Werte sind in weiten Grenzen einstellbar. Durch die Skalierungswerte für Geschwindigkeit und Drehzahl können die Grenzwerte direkt passend eingegeben werden.

Die Elektronik kann per Software komplett deaktiviert werden. Für eine kuzzeitige Abschaltung ist der Schalter vorgesehen.

Ausblick

Einige Ideen zur Optimierung habe ich noch im Kopf.
- Eine passendere Platine die direkt in das aufgeschnittene Gehäuse der ECU eingepasst ist. Am Ende kann dann alles zusammen wasserdicht vergossen werden, und mit schönerer Optik.
- Ersatz der RS232-Schnittstelle durch ein Bluetooth-Modul. Einstellungen sind dann drahtlos, z.B. vom Smartphone aus, möglich.

Bildschirme

Taste "?" drücken, Hilfe-Bildschirm:

Taste "i" drücken, aktuelle Werte anzeigen:

Werte verändern

Beispiel Drehzahl1-Grenzwert ändern auf 8000 Umin:
#c8000*

Beispiel Geschwindigkeit1-Grenzwert ändern auf 90 Km/h:
#a90*

Beschreibung der Befehle

#ex* : Die Steuerung per Software ein- oder ausschalten. "#e0* schaltet die komplette Steuerung AUS, #e1* schaltet EIN. Das gleiche kann man auch mit dem Schalter machen.

#ax* : Grenzwert 1 (Km/h)
#bx* : Grenzwert 2 (Km/h)
Den neuen Grenzwert an Stelle von "x" einsetzen. Gültiger Bereich 0 .. 300. Jeder Grenzwert gilt für eine der zwei Zündspulen. Für beide Grenzwerte können auch die gleichen Werte eingesetzt werden. Das Abschalten ist dann aber sehr abrupt. Eine Differenz von ~5 Km/h ist gut.

#cx* : Grenzwert 1 (U/min)
#dx* : Grenzwert 2 (U/min)
Wie vorher, aber für Drehzahl. Gültiger Bereich 0 .. 12000.
Eine Differenz von ~500 Umin ist gut.

#gx* : Skalierung Geschwindigkeit
Zur Einstellung der Geschwindigkeit falls die Übersetzung geändert wurde. Damit die Geschwindigkeit zu der Anzeige im Tacho passt. Angabe in Prozent. Gültiger Bereich 1 .. 1000.
100 bedeutet keine Änderung (100%).
75 die tatsächliche Geschwindigkeit wird mit 0.75 multipliziert (75% vom Messwert, verkleinert).

#ux* : Skalierung Umdrehungen
Sollte auf dem Wert 440 stehen.Sollte passen, würde ich erstmal nicht ändern.

s : Daten senden Ein/Aus
Die Elektronik sendet dauernd Daten zum PC.

i : Aktuelle Einstell-Werte anzeigen

? : Hilfe-Bildschirm

UPDATE

Version 2.0

Die Version 2.0 ist überarbeitet und mechanisch besser an die ECU angepasst. Die Platine ist so ausgelegt dass die Anlötpunkte direkt den Signalen auf der ECU gegenüber liegen. Dadurch wird eine direkte Verbindung durch Drahtbrücken möglich und der Aufbau sehr kompakt. Bei Bedarf kann beides zusammmen vergossen werden.

Weiterhin kann ein Exup-Dummy integriert und der Notstoppschalter emuliert werden. Beides kann bei Bedarf über Lötbrücken hinzugeschaltet werden.

Das Gehäuse der ECU wird passend zur Platinengrösse geöffnet, der Verguss entfernt und die Platine elektrisch verbunden.

Alle elektrischen Verbindungen sind damit erledigt. Die ECU ist fertig für den Einbau im Motorrad.
Über die Steckbrücke (oder einen Schalter) kann der Begrenzer deaktiviert werden.

Verbindung mit dem PC

Die Elektronik hat eine UART-Schnittstelle mit 5V-TTL Pegel.

Um sie mit einem PC zu verbinden benötigt man einen handelsüblichen USB-UART-Adapter. Die gängigsten Modelle basieren auf den folgenden Chipsätzen und sind alle geeignet:

FTDI FT232RL
Silicon Labs CP1202
WCH CH340G

Bei der Erstinbetriebnahme muss der passende Treiber installiert werden. Dabei wird im PC ein neuer, virtueller COM-Port angelegt der mit einem beliebigen Terminalprogramm angesprochen werden kann.

Terminal-Programm aufrufen (z.B. Hyperterminal von Windows)
Einstellungen: 4800 Baud, 8 Daten-Bits, keine Parität, 1 Stop-Bit, keine Flussteuerung
Den passenden COM-Port auswählen
COM-Port öffnen und die Verbindung herstellen
Probeweise das Zeichen "i" senden

Das Einstellmenü und die Optionen sind gegenüber der vorherigen Version leicht verändert und vereinfacht. Direkt nach dem Einschalten wird ein Hilfetext mit allgemeinen Hinweisen gesendet:

							 
Befehle:
i    : Einstellungen anzeigen
s    : Messdaten anzeigen, toggle Ein/Aus
t    : Messdaten anzeigen einzeln
?    : Hilfe
#ex* : Elektronik EIN/AUS, x=0:AUS; x=1:EIN
#ax* : Grenzwert Speed (1..300 Km/h)
#cx* : Grenzwert RPM (1..16000 U/min)
#gx* : Skalierung Speed (1..1000%)
#ux* : Skalierung RPM (1..400%)
Parameter x:
Zahl : neuen Wert setzen
?    : aktuellen Wert abfragen

Zum Ausgeben der aktuellen Einstellungen muss das Zeichen "i" gesendet werden.

							 
Geschwindigkeitsbegrenzer Status
Elektronik: EIN
Begrenzung: aktiviert
Grenzwert Tacho: 150 Km/h 
Grenzwert RPM: 6500 U/min 
Speed Scale Faktor: 100% 
RPM Scale Faktor: 100% 
SW-Version: SW 004