Re: @Herbert wg. ESP - Werte

[ FMSO.DE - Fahren mit Salatöl (deutsch) ]

Geschrieben von Hans Fürthbauer am 22. Juni 2009 22:19:25:

Als Antwort auf: @Hans F. wg. ESP - Werte geschrieben von Bobenz am 21. Juni 2009 22:18:25:

Hallo Herbert,

Dein Projekt hab ich nicht vergessen. Wollte mich eh schon die längste Zeit dazu melden. Bevor Du die Sache angehst, solltest Du Dir unbedingt bewußt machen, daß Du damit auch einige Risken eingehst, die Du allein zu verantworten hast.

Also, der Pumpenstecker Deiner Pumpe entspricht dem auf dem Bild, das ich letztesmal hier reingestellt habe. Er hat 7 Pins, davon sind Pin 4 und 5 nicht belegt. Ich kann nicht sicher sagen, ob die Pinbelegung bei allen EDC-Pumpen von Mercedes gleich ist. Daher mußt Du das selber prüfen. Meßgerät dazu ist vorhanden, hast Du mitgeteilt.

Die Stellwerksspule hängt bei meiner Pumpe an Pin 3 (+ 12V, bzw. Bordnetz) und Pin 2 (vom Steuergerät gegen Masse getaktet). Diese beiden Pins interessieren uns für das Projekt nicht direkt. Sie versorgen das Mengenstellwerk mit dem Stellerstrom. Das Mengenstellwerk verstellt die Regelstange gegen die Kraft der Regelstangenfeder.

Über den Widerstandswert lassen sich jedoch die beiden Pins schnell identifizieren, Dann bleiben nur mehr drei übrig. Der Widerstandswert der Stellwerksspule liegt bei ca. 3,5 Ohm an den beiden Pins des Pumpensteckers. Einige lose Stellwerksspulen ohne den Kabelschwanz hab ich auch gemessen, da liegen die Werte zwischen 0,6 bis 1,0 Ohm.

Die Stellung der Regelstange bestimmt die Fördermenge. Damit das Steuergerät weiß, in welcher Position die Regelstange steht, gibt es einen Sensor, den "Regelweggeber". Der Sensor wird unter Fachleuten mit HDK (Halbdifferential Kurzschlußringgeber) bezeichnet. Das mache ich auch so und versuche mal eine vereinfachte Beschreibung, wie der HDK wirkt.

Der HDK ist ein berührungsloser Weggeber auf induktiver Basis. Dazu hat er eine Meßspule auf einem Eisenkern. Vor der Spule bewegt sich auf dem Eisenkern ein "Kurzschlußring", der fest mit der Regelstange verbunden ist und exakt deren Weg mitmacht. Der HDK wird mit einem sinusförmigen Wechselstrom mit 10 kHz vom Steuergerät versorgt. Das Magnetfeld der Meßspule erzeugt im Kurzschlußring Wirbelströme, die ihrerseits Magnetfelder aussenden. Die Rückwirkung auf die Meßspule ist umso größer, je näher der Meßkuzschlußring an die Meßspule heran kommt.

Beispiel: Einige Sekunden nach Zündung ein ohne Motorstart steht die Regelstange in der Stopposition und damit der Kurzschlußring knapp vor der Meßspule. Die Magnetfelder der Wirbelströme drücken die Induktivität der Meßspule runter und die Meßspannung geht damit auch auf den niedrigsten Wert runter.

Läuft der Motor und der Fahrer gibt Vollgas, schiebt das elektromagnetische Mengenstellwerk die Regelstange samt dem Kurzschlußring von der Meßspule weg (ca. 21 mm Regelstangenweg). Dadurch verlieren die Wirbelströme ihre Intensität, die Induktivität der Meßspule steigt und die Meßspannung auch. Die Amplitude der Meßspannung (bzw. die Induktivität der Meßspule) ist daher die Meßgröße für die Regelstangenstellung. Diese wiederum bewirkt eine definierte Fördermenge der Pumpe. Genau genommen wird hier nicht die Fördermenge, sondern nur die Stellung der Regelstange geregelt.

So einen stark vereinfachten Sensoraufbau mit Meßspule und Kurzschlußring zeigt das folgende Bild.

http://www.rapsinfo.de/tmp/HDK.jpg

Leider geht es so nicht, weil die Meßspule temperaturabhängig ihren Widerstand ändert und auch externen Magnetfeldern ausgesetzt ist. So könnte man die Regelstangenstellung nicht exakt messen. Man wendet daher einen einfachen Trick an. Es gibt einen zweiten Sensor auf dem Eisenkern mit Referenzspule und einem nicht beweglichen Referenzkurzschlußring in einem definierten Abstand zur Referenzspule. Auch in der Referenzspule ergibt sich eine entsprechende Induktivität, bzw. Referenzspannung. Dort verändert sich aber im Motorbetrieb nix, daher bleiben die Werte gleich, eben "Referenz".

Wirken nun externe Einflüsse auf den HDK, dann wirken die auf beide Sensorzweige und verfälschen beide Werte. Das Steuergerät wertet schlauerweise nicht die Meßspule alleine aus, sondern die Differenz zwischen Meß- und Referenzspule. Die Differenz zwischen dem "Meßzweig" und dem "Referenzzweig" bleibt gleich.

Die beiden Spulen sind entsprechend dem Schaltbild verschaltet und haben bei meiner Pumpe folgende Anschlußpins am Pumpenstecker:
Pin 1 Referenzspule
Pin 6 Mittelabgriff
Pin 7 Meßspule

http://www.rapsinfo.de/tmp/HDK1.jpg

Es geht jetzt darum, eindeutig die Pins für die Meßspule herauszufinden. Ich fange zunächst mit den Hinweisen auf die Referenzspule an.

Die Referenzspannung mißt man zwischen Pin 1 und Pin 6. Geht sehr gut mit einem Oszi. Die Amplitude darf sich nicht ändern. Egal ob der Motor steht oder läuft. Sollte auch mit einem Multimeter im AC-Bereich gehen, das mit den 10 kHz Wechselspannung zurecht kommt.

Wenn man ein Induktivitätsmeßgerät hat, geht das auch damit: die Referenzinduktivität ist bei Motorstillstand und Zündung aus etwa doppelt so hoch, wie die Meßinduktivität. Bei mir sind es 10 mH referenzseitig, der Widerstandswert der Referenzspule beträgt 19 +/-2 Ohm.

Die Meßspannung mißt man zwischen Pin 7 und Pin 6. Meßmöglichkeiten wie oben. Die Amplitude ändert sich gut sichtbar bei einem Gasstoß. Meßinduktivität 5 mH, Widerstand ebenfalls 19 +/-2 Ohm.

Gesamtwiderstand Pin 1 und Pin 7 daher ca. 38 Ohm. Die Widerstandswerte von Referenz- und Meßspule sind an insgesamt 5 HDK-Sensoren gemessen worden.

Das zahlenmäßige Ergebnis der Induktivitätsmessung ist leider auch vom Meßgerät (Meßfrequenz) abhängig. Deine Messungen könnten daher andere Werte ergeben. Die Differenz zwischen Referenz und Meß sollte etwa gleich sein: Induktivität der Meßspule ca. die Hälfte von der Referenzspule.

Hat man ein 2-Kanal-Oszi verfügbar, läßt man sich beide Signalspannungen gleichzeitig anzeigen. Der HDK-Mittelabgriff Pin 6 kommt dabei auf die COM-Buchse vom Oszi. Das Spannungssignal der Meßspule ändert sich sofort bei einem Gasstoß.

Das Bild zeigt beispielhaft die Signale mit einem 2-Kanal-Oszi. Es ist allerdings an einer Verteilerpumpe (bei Motorstillstand) aufgenommen worden, daher wird die Höhe der Amplituden nicht genau denen einer Reihenpumpe entsprechen. Deswegen hab ich auch die Oszi-Einstellung weggelassen. Die Kurvenform selbst ist ident.

Die obere Kurve zeigt die Meßspannung. Jetzt niedrig, weil Kurzschlußring nahe an der Spule. Die untere Kurve zeigt die Referenzspannung. Die ist immer gleich hoch. Beide Spannungen laufen mit 10 kHz.

http://www.rapsinfo.de/tmp/HDK-Signal.jpg

Ist die Meßspule eindeutig identifiziert, schaltet man parallel dazu einen Spindeltrimmer oder ein Poti mit ca. 5 KOhm. Damit wird ganz zart und vorsichtig die Meßspannung belastet und runtergezogen. Das EDC-Steuergerät nimmt an, daß die Regelstange noch nicht in der gewünschten Position steht und erhöht den Stellerstrom. Das ist der ganze Trick. Mit dem Poti stellt man die Belastung der HDK-Meßspannung sorgfältig ein. Als Anhaltswert würde ich ca. 4 kOhm versuchen.

Bei der ganzen Sache darf man aber nie vergessen, daß so eine Manipulation auch ein Sicherheitsrisiko darstellt:
- Eine Unterbrechung oder ein Kurzschluß am HDK bewirkt sofort "Motor aus". Während der Fahrt kann sowas fatal werden.
- Wird bei der Einstellung übertrieben, erkennt das EDC-Steuergerät einen zu hohen Strom der Stellwerksspule und stellt ebenfalls den Motor ab.

Auch Probs mit der Leerlaufregelung oder im Fahrverhalten können auftreten. Die Mengenerhöhung kann auch einen höheren Rußausstoß bewirken.

Abschließend weise ich nochmal darauf hin, daß dies keine Empfehlung für diverse Bastelarbeiten an einem Fahrzeug ist. So eine Veränderungen ist ein Eingriff in die elektronische Motorsteuerung, der schwerwiegende Folgen haben kann. Die Verantwortung dafür liegt ausschließlich bei demjenigen, der so einen Eingriff durchführt.

Falls Du Dich trotz meiner Hinweise entschlossen hast, die HDK-Schaltung abzuändern, dann bitte um eine Rückmeldung, wie sich das ausgewirkt hat.

MfG Hans F.


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