freeMax für E8000 (alle 3 Unterstützungsstufen frei einstellbar)

[Manfred]

Hier geht es um "freeMax" zur freien Einstellung aller 3 Unterstützungsstufen. Die maximale Power von 70Nm kann man damit auch in jeder Stufe ggf. heruntersetzen zwecks Energiesparen. Geschwindigkeits-Tuning ist mit freeMax nicht möglich, das Pedelec bleibt legal.

Zur eMax Software (illegales Geschwindigkeits-Tuning) gib es ein gesondertes Thema, Diskussion darüber ist hier im freeMax-Thema unerwünscht.

Kompletter Post, da recht interessant hinsichtlich Software/Steuerung:

Das macht die Shimano Firmware im Fahrrad bereits selbst, denn die vom Motor abgegebene Leistung steht immer in einem festen Verhältnis zum menschlichen Pedaleinsatz. Wenn also bei 25km/h wenig Muskelkraft auf die Pedale kommen, dann wird auch wenig unterstützt, wird mehr getreten ist die Leistungsabgabe vom Motor auch umso mehr.
Die Faktoren wie viel vom Motor im Vergleich zur menschlichen Muskelkraft unterstützt wird sind wie folgt:

Eco - Modus: 60%
Trail - Modus: Low: 70% / Medium: 90% / High: 110%
Boost - Modus: Low: 150% / Medium: 200% / High: 300%

Diese unterschiedlichen Möglichkeiten sind via eTube in der Einstellung "Custom" einstellbar.
Der Trail - Modus verhält sich im Gegensatz zu Eco und Boost dabei nicht linear, sondern eher exponentiell, d.h. wenig Kraft in die Pedale führt zu ganz wenig Motorunterstützung, maximale Kraft in die Pedale führt zu maximal 110%.
Hier muss jedoch so gerechnet werden dass das maximale Drehmoment des Motors von 70Nm den vollen 300% entspricht. Somit entsprechen Eco 60% also ca. 14Nm (eben einem Fünftel vom Maximum).
Das Maximum von 300% wurde von Shimano wohl so gewählt weil dies ca. der 3fachen Drehmomentabgabe eines "Durchschnittsmenschen" entspricht. Im Boost Modus kann der STEPS8000 Motor also mit ca. dem dreifachen Drehmoment des Bikers zusätzlich unterstützen.

Wir haben vor in einer zukünftigen eMax Version diese derzeit in der eTube Software wenigen Einstellmöglichkeiten deutlich feinfühliger abstimmbar zu gestalten.
Derzeit haben aber immer noch die Arbeiten bzgl. der Kompatibilität mit der Firmware - Version 4.3.4 Vorrang.

Was mich wundert, sind die niedrigen Werte bei Trail. Nach diesen Berichten müsste Trail stärker sein:

erreicht man im Trailmodus bei maximaler Eigenleistung schon etwas mehr Power als im Boostmodus.

Es gab bei Trail Medium bei maximaler Eigenleistung berghoch keinen Unterschied zu Boost medium,mehrmals hin und hergeschaltet.

Wie ist denn deine Erfahrung in der Praxis mit dem JAM²? Trail tatsächlich viel schwächer als Boost?
70/90/110 wäre ja auch sinnlos eng abgestimmt und wenn ich Trail auf einem schwierigen Trail bergauf nutze, wären mir 110% eigentlich viel zu wenig, da müsste es eher Richtung maximaler Leistung gehen, so wie es Burgi berichtet.
Sind das vielleicht die Minimalwerte (70 - ?/90 - ?/110 - ?)

Es scheint zudem nicht nur die Stärke der Eigenleistung eine Rolle zu spielen (so wie das jeder Mittelmotor mit Drehmomentsensor macht), sondern in Trail auch die Trittfrequenz. Erklärt Shimano ja so und diese Erfahrung entspricht dem auch:

Und auch unterhalb der maximalen Eigenleistung, so ab 80 RPM Kadenz, war kein Unterschied mehr zwischen Trail und Boost spürbar.

Ist dazu etwas in der SW ersichtlich?

Volle Leistung des Motors erst ab 80 RPM wundert mich allerdings, wurde von einigen Mitgliedern hier angesprochen und im bike E-MTB 1/2018 bemängeln sie das auch bei zwei von 8 Rädern (S. 64 Ghost HybRide Kato und S. 68 beim Rock machine).
Dabei sah die Leistungskurve des E8000 letztes Jahr zumindest noch sehr ausgeglichen aus, falls man dieser Grafik glauben kann:
Bosch, Yamaha, Brose, Shimano-Motorkennlinien im direkten Vergleich; Maximalleistung

Bei 70RPM liegen ja schon ca. 455W an, steigt dann nur noch geringfügig, d.h. volle Leistung über einen schön breiten Drehzahlbereich:

 

[PeterMayer]

Ich kann leider derzeit nur sehr wenig zur Praxis der oben angegebenen Leistungswerte sagen, bin bisher überzeugter Dauer - "Boost/High" - Fahrer und mach den kleinen Focus Jam² Akku mit seinen 375Wh in der Regel im Wald in 40 Minuten platt...
Eco und Trail werden von mir so gut wie nie verwendet, außer es wird sehr knapp mit der Akkukapazität und die motorunterstützte Fahrt zurück zur heimischen Werkstatt ist gefährdet - so unterschiedlich sind also die Anforderungen der E-Biker;-)

Fakt ist aber dass wir die Stelle zur Veränderung dieser Werte im Shimano System gefunden haben und dies eben bei eMax in der nächsten Version dem interessierten Benutzer zur Verfügung stellen würden (natürlich kostenlos für Fahrer welche schon eine Lizenz haben).
Bitte aber nicht drängen - wir haben gerade einfach genug um die Ohren und wir können nach Version 3.99 keine Zwischenversion erzeugen und bei der neuen 4.x Versionsschiene wollen wir wenn möglich auch die 4.3.4 Firmware komplett mit unterstützen um das Paket rund zu machen..

Die ober angegebenen Werte stammen aus den "Untiefen der Shimano Software" und ich wollte sie an dieser Stelle einfach mal als Info weitergeben. Wir haben uns mit diesen Werten noch nicht allzu viel beschäftigt, da dies gerade eher für uns ein Nebenschauplatz ist.

Dass im Trail Modus eine andere (nicht lineare Kurve) dahinter liegt als beim Boost (und Eco) Modus ist ziemlich sicher.
Ansonsten stimme ich zu dass 110% (von 300%) sich eigentlich nach zu wenig im maximalen Trail Modus anfühlt.

Um aber doch noch etwas mehr Licht ins Dunkle zu bringen versuchen wir jetzt mal ein "Online Hacking am Freitag" fürs Forum, also dranbleiben...

 

[Manfred]

Klasse, bin gespannt auf das Ergebnis.

 

[PeterMayer]

OK, jetzt bin auch ich wieder etwas schlauer als zuvor - die bisher von mir veröffentlichten Infos zu den Leistungseinstellungen wurden von uns selbst teilweise missinterpretiert und müssen unbedingt im zugehörigen korrigierten Gesamtkontext betrachtet werden;-)

Hier gibt es jetzt unsere aktuellsten Erkenntnisse hierzu zusammengefasst in einer Tabelle: eTube-Leistungseinstellungen-STEPS8000

Daraus geht hervor dass sowohl der Trail als auch der Boost Modus den Fahrer zusätzlich mit bis zu 70Nm unterstützen können.

Allerdings benötigt es beim Trail Modus mehr eigene Beteiligung des Fahrers:
Beim Trail/High - Modus muss also der Fahrer selbst 63Nm (70Nm/1,1) aufbringen damit der Motor seine 70Nm dazugibt.
Beim Boost/High - Modus muss der Fahrer jedoch lediglich selbst 23,3Nm (70Nm/3) aufbringen damit der Motor seine 70Nm dazugibt.

Der Eco Modus kann derzeit nur maximal 30Nm an Drehmoment per Motor hinzugeben, aber erst wenn der Fahrer selbst 50Nm (30Nm/0,6) dazu beiträgt.

Hoffe dies hilft weiter.

Aber alles bitte wie immer "ohne Gewähr" - dies war nur eine "Quick and Dirty" Analyse und erhebt keinerlei Anspruch auf Korrektheit...

 

[Manfred]

Danke, jetzt passt das auch zu den User-Aussagen und macht diese Steuerung besser nachvollziehbar
Wenn sich das mit eMax mal einstellen ließe, ist das dann selbst für Freunde legaler Pedelecs interessant.

Wie ist diese maximale Kurzzeitleistung von 500W ermittelt, ist das in der SW als max. elektrische Leistung (Ah x V) hinterlegt?
Erscheint mir dann wenig, mein Classic mit 50NM zieht (zw. Akku und Motor gemessen) ja schon 550W.

Was noch aufzudecken wäre ist die ominöse Kadenz-Komponente in Trail.

 

[MCK_Cube]

Tolles Projekt !

 

[PeterMayer]

Wie ist diese maximale Kurzzeitleistung von 500W ermittelt, ist das in der SW als max. elektrische Leistung (Ah x V) hinterlegt?
Erscheint mir dann wenig, mein Classic mit 50NM zieht (zw. Akku und Motor gemessen) ja schon 550W.

Wie die Leistung während des Fahrens mit dem Rad ermittelt wird ist uns derzeit nicht bekannt, aber es liegt sehr nahe dass die mechanische Leistungsabgabe am Motor (um die geht es ja letztendlich bei den 500W) tatsächlich indirekt über Spannung mal Strom multipliziert mit dem bei Shimano bekannten Wirkungsgrad des Motors berechnet wird.
Der STEPS Motor scheint zwar einen elektronischen Sensor für das Drehmoment an der Kurbel (also für das menschliche Drehmoment) zu haben, aber so wie es aussieht gibt es keinen Sensor welcher das abgegebene Drehmoment des Motor direkt misst.
Somit liegt also die Vermutung nahe dass die indirekte Methode über die Messung der eingangsseitigen elektrischen Leistung herangezogen wird.
Und wenn kurzzeitig 500W abgegeben werden sollen, gehe ich bei einem Wirkungsgrad des Motors von um die 80% (wahrscheinlich weniger) von über 600W elektrischer Eingangsleistung aus.
Die zuvor genannten 500W sind ja nur im System hinterlegte Grenzwerte bei denen der Motor dann wahrscheinlich abgeregelt wird um langfristige Schäden an Motor sowie Akku und BMS zu vermeiden. Dieser Grenzwert ist also wahrscheinlich nach etlichen Versuchen mit dem STEPS Motor auf dem Prüfstand von Shimano ermittelt und dann eben so im Softwaresystem abgelegt worden.

Sensationell was es im Netz alles zu finden gibt: Berechnung des Wirkungsgrades eines Pedelecs

 

[PeterMayer]

* * * freeMax * * *

Auf mehrfachen Wunsch haben wir eine Sonderschicht eingelegt und soeben eine kostenlose Version unseres neuen Werkzeugs freeMax zur erweiterten Konfiguration der Motorunterstützungsparameter veröffentlicht: www.eMax-Tuning.com/freeMax.zip
Es handelt sich noch um eine Beta - Version (0.90), also verzeiht evtl. kleinere Unschönheiten.
Wer ein PCE1 Interface und ein STEPS8000 Rad zur Hand hat kann damit gerne spielen, testen und Rückmeldung geben.
Speziell für "Akkusparer" könnte es interessant sein den Eco Modus auf minimale Werte, also das Unterstützungsverhältnis auf 20% und das maximales Drehmoment auf 20Nm zu setzen.
Doku gibt es derzeit noch keine - für komplette Neueinsteiger mag die originale eMax Dokumentation hilfreich sein.
Irgendwann wird das Paket dann auch in das eigentliche eMax Programm einfließen, aber für Ungeduldige gibt es jetzt eben schon mal vorab etwas zum Ausprobieren.

Bitte wie immer: Alles auf eigene Verantwortung - wir übernehmen keine Garantie und Haftung.

Viel Spaß damit

 

[Manfred]

Da wart ihr aber flott.
Sogar Sprache Deutsch/Englisch und eine Hilfe sind schon drin.


Ein Armutszeugnis für Shimano, die dem Nutzer weder die Einstellung von ECO noch von freien Prozentwerten ermöglichen.
Hoffentlich sind sie wenigstens so schlau, nicht noch einen Versuch zur Abschottung vor solcher Fremdsoftware zu starten.
Denn dieses Programm hier ist ein weiteres Argument für den Shimano.

Wenn ihr es nun noch schafft, die SW von den mickrigen 3 auf 5 Stufen zu erweitern, wäre das der Knaller.
Brose hat es übrigens auch eingesehen, sie sind von 3 auf 4 Stufen hoch.

 

[paulek]

Feine Sache!
Habt ihr das in der Praxis selbst schon ausprobiert?
Der Trail Mode macht mich stutzig. Hier müsste das Unterstützungsverhältnis doch variabel sein und sich mit der eingebrachten Kraft und eventuell eben auch der Kadenz verändern. Zumindest fühlt es sich für mich so an. Trail low und Trail medium z.B. unterscheiden sich ja nicht nur durch das unterschiedliche Unterstützungsverhältnis, sondern vor allem durch die Zeitpunkte, wann sich dieses ändert und wie stark und schnell es das tut.
Bei Trail low findet das gefühlt erst bei sehr viel höherer Eigenleistung statt, bei Trail medium schon bei sehr viel weniger Eigenleistung.
Eben weil sich die beiden Modi so völlig unterschiedlich anfühlen und fahren, hätte ich sie ja so gerne per Schalter zur Wahl.
Welchen Trail Mode bekomme ich also, wenn ich ihn z.B. so wie in Manfreds Screenshot einstelle?

Sind das vielleicht die Minimalwerte (70 - ?/90 - ?/110 - ?)

Diese Vermutung hatte ich auch, käme vom Gefühl in etwa hin. Und 160 wäre dann der Maximalwert dazu. Die verschiedenen Trailmodes fühlen sich aber für mich so an, als folgten sie völlig unterschiedlichen Funktionen.

 

[PeterMayer]

Wir haben die heutigen Sonnerstrahlen dazu genutzt um etwas die "LowPower" Variante mit extrem wenig Drehmoment und Unterstützungsstufe im Eco Modus zu testen.
Dies scheint prinzipiell gut zu funktionieren und der Motor unterstützt deutlich weniger als im bisherigen Eco Modus.
Ergo sollte natürlich auch die vom Akku zugeführte Energie dabei geringer ausfallen.
Allerdings haben wir noch keine Erfahrung wie viel Kilometer man dadurch weiter kommt als mit dem bisherigen Standard Eco Modus.

Wir haben diesen Teil der Shimano Software noch nicht weiter analysiert, da wir dazu derzeit einfach keine weitere Kapazität frei haben.
Deshalb ist dieses Tool jetzt einfach mal für Interessierte zum Testen gedacht und wenn entsprechende Rückmeldungen kommen werden wir dadurch wahrscheinlich alle schlauer.

Folgende Sachverhalte sind aber ziemlich sicher:
Der Parameter "max. Drehmoment" ist selbsterklärend und bestimmt einfach das maximal in diesem Modus vom Motor abzugebende Drehmoment.
Der Parameter "Unterstützungsverhältnis" gibt an wieviel menschliches Drehmoment zu dem maximal vom Motor abgegebenen Drehmoment zusätzlich notwendig ist. Bei Manfreds Wahl (Trail 160%) müsste also im Trailmodus ein menschliches Drehmoment von 43,75Nm (70Nm/1,6) aufgebracht werden damit der Motor noch seine maximal möglichen zusätzlichen 70Nm beisteuert. Der Motor gibt dann in diesem Zustand 160% vom menschlichen Drehmoment dazu (43,75Nm x 1,6).

Der Trailmodus verhält sich nur insofern anders als der Boost und Eco - Modus, als dass hier die Abhängigkeit vom menschlich aufgebrachten Drehmoment zum Motordrehmoment nicht linear verläuft, sondern eher exponentiell.

Bei Boost und Eco haben wir über den gesamten Bereich einen konstanten Faktor zwischen den Drehmomenten von Mensch und Motor.
Bei den Einstellungen von Manfred im Boost Modus (300%) werden also bei 10Nm vom Fahrer 30Nm vom Motor dazugeben.
Bei 20Nm vom Fahrer werden 60Nm vom Motor dazugegeben.
Bei 23,3Nm vom Fahrer gibt der Motor sein Maximum von 70Nm dazu.
Dies ist also die lineare Variante von Eco und Boost.

Beim Trail Modus ist dies eben keine Funktion einer (linearen) Geraden, sondern eine "durchhängende Kurve".
Deshalb kann man mit dem Trail-Modus bei wenig Drehmoment vom Fahrer relativ gut Akku sparen und trotzdem bei richtigem Muskeleinsatz mal schnell gut Drehmoment vom Motor anfordern.
Mit der Kadenz bzw. der Drehzahl vom Motor hat dies in erster Instanz (laut unserem derzeitige Wissenstand) recht wenig zu tun.
Der zugrundeliegende Softwarealgorithmus ist rein drehmomentgesteuert aufgebaut.
Allerdings liegt es natürlich in der Natur eines jeden Motors dass er sein maximales Drehmoment nur bei einer bestimmten Drehzahl erbringen kann.
Falls das System sich also in einem Drehzahlbereich befindet in dem das maximale Drehmoment nicht mehr vom Motor aufgebracht werden kann, so ist eben da eine physikalische Barriere geben.
Im Gegensatz zu einem Verbrennungsmotor ist ein moderner Elektromotor (DC brushless) jedoch mit einer entsprechenden elektronischen Ansteuerung in der Lage ab Stillstand bis zu einer relativ hohen Drehzahl ein hohes Drehmoment aufzubringen. Lediglich ab Überschreitung einer bestimmten Drehzahl (Stichwort "Feldschwächung") kann dieses Drehmoment nicht mehr aufgebracht werden.

 

[PeterMayer]

Falls beim Öffnen von freeMax 0.90 die Meldung "W31" erscheint, so liegt dies daran dass sich freeMax 0.90 im selben Verzeichnis befinden muss wie eMax.
Es wird in Kürze eine diesbezüglich fehlerbereinigte freeMax 0.91 Version geben.

 

[PeterMayer]

die fehlerbereinigte freeMax Version 0.91 kann ab jetzt heruntergeladen werden: www.eMax-Tuning.com/freeMax.zip

 

[PeterMayer]

...falls bei dem einen oder anderen Interessierten beim Download des freeMax Programms Microsofts Antivirus Programm "Defender" zugeschlagen haben sollte, einfach die neuesten Virendefinitionen im Defender von Microsoft herunterladen.
Danach Download von freeMax nochmals starten.
freeMax ist zwischenzeitlich (nach einigem Hin und Her) von Microsoft als sinnvolles Werkzeug offiziell anerkannt worden;-)

 

[TiKli]

* * * freeMax * * *

Speziell für "Akkusparer" könnte es interessant sein den Eco Modus auf minimale Werte, also das Unterstützungsverhältnis auf 20% und das maximales Drehmoment auf 20Nm zu setzen.

Vielen Dank !

Wenn Ihr schon so tief in der Shimano-Weichware drinsteckt, wäre es auch möglich das suboptimale 5-Balkenakkusymbol durch eine Prozent-Anzeige zu ersetzen? Das wäre das Tüpfelchen auf dem i

 

[Theo1]

Die Möglichkeit der % Anzeige gibt es schon , nennt sich SC-E6010 Display.

 

[Manfred]

Übrigens Peter, wenn ihr schon in der Shimano-Software am Graben seid:
In Verbindung mit der DI2-Schaltung ist es nicht möglich, während aktiver Schiebehilfe die Gänge zu wechseln. Ist eine unverständliche Beschränkung, die man vielleicht auch aufheben könnte.

Zum Schieben in der richtigen Geschwindigkeit braucht man auch den passenden Gang. Der lässt sich eigentlich am einfachsten einlegen, während die Schiebehilfe läuft (meine Erfahrung mit dem Classic).

 

[paulek]

Ist in der Anleitung beschrieben.

Glaubst du nicht an die intelligente Schiebehilfe? Vielleicht regelt der Motor das über die Drehzahl, wenn eine Di2 verbaut ist.

 

[Axiom]

* * * freeMax * * *

Speziell für "Akkusparer" könnte es interessant sein den Eco Modus auf minimale Werte, also das Unterstützungsverhältnis auf 20% und das maximales Drehmoment auf 20Nm zu setzen.

Hello!

Heute habe ich einen Test mit der freeMax Software gemacht. Mit der Eco Modus auf 30% und 20 Nm bin ich 60% weiter als gewöhnlich gefahren. Natürlich brauchst du ein bisschen mehr Kraft.

Bravo und vielen Dank für die geleistete Arbeit!

 

[PeterMayer]

Hello!

Heute habe ich einen Test mit der freeMax Software gemacht. Mit der Eco Modus auf 30% und 20 Nm bin ich 60% weiter als gewöhnlich gefahren. Natürlich brauchst du ein bisschen mehr Kraft.

Wow - das hört sich klasse an, da sind selbst wir positiv überrascht!
Danke für diese Rückmeldung - ich denke das freut sehr viele STEPS8000 Biker!