G162 - Geber für Kupplungsweg

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Inhaltsverzeichnis

G162 - Geber für Kupplungsweg (Kupplungsnehmerzylinder, KNZ)

Der Geber G162 für Kupplungsweg befindet sich am rechten Ende des Kupplungsnehmerzylinders (KNZ), in dem halbrunden Gehäuse.

 
Kupplungsnehmerzylinder (KNZ), G162 - Geber für Kupplungsweg (ganz rechts)

Der Kupplungsnehmerzylinder (KNZ) übernimmt bei dem automatisierten Schaltgetriebe die Betätigung der Kupplung. Damit insbesondere das Einkuppeln beim Anfahren automatisiert werden kann, benötigt das Getriebesteuergerät die aktuelle Position der Kupplung. Den Istwert der Kupplung liefert der Geber G162 der am hinteren Teil des Kupplungsnehmerzylinders montiert ist. Dieser Geber arbeitet mit einem normalen Schleifpotentiometer, dessen Widerstandsbahnen mit der Zeit verschleißen und letztlich zu einem Ausfall des KNZ führen. Eher selten treten Defekte an dem hydraulischen Teil (Undichtigkeiten/Ölverlust) des Kupplungsnehmerzylinders auf.

Blick auf den Geber

Trennt/Nimmt man den Deckel ab, kann man auf die Widerstandsbahnen und Schleifer des Gebers G162 blicken. Im Grunde handelt es sich um Poti, auf dessen Widerstandsbahn sich die Schleifer bewegen, und so die Stellung des KNZs liefern.

Mit der Zeit schleifen die Schleifer die Widerstandsbahn ab, und insbesondere die Zustände

  • Kupplung offen
  • Kupplungsschleifpunkt
  • Kupplung geschlossen

unterliegen einer starken Abnutzung, da die Schleifer häufig an diesen Positionen sind.

 
Blick auf die Widerstandsbahnen und Schleifer im G162

Wer mit VCDS den Messwertblock 002, Feld 2, als Diagramm aufzeichnet, kann im folgenden Bild sehen, dass es 2 Ausreißer gegen 0V gibt.

Es ist nicht notwendig, dass der KNZ 0V erreicht. Dieser Wert wird während der Fahrt auch nie benötigt Der KNZ arbeitet immer im Bereich von 1,8x bis etwa 3,8xV. Wenn er auf 0V geht, ist die Widerstandsschleifbahn defekt und damit der KNZ. Beitrag

Anhand der KNZ Kurve kann man bspw. sehen, wenn er auf 0V durchsackt oder die Flanken beim Öffnen/Schließen der Kupplung auffällig sind. Beitrag

 
G162 Verlauf mit 2 Einbrüchen auf ~0V

Es gab mal im Netz ein Angebot, bei dem eine neue Widerstandsfolie angeboten wurde.

 
Widerstandsfolie

Tülle

 
Abmaße für die Tülle
 
KNZ Ersatztülle
 
Knz mit neuer Tülle
  • Hersteller: AUTOFREN
  • Herstellernummer D1436
  • Kupplungssystem: ATE
  • Durchmesser [mm]: 19
  • Bezeichnung Reparaturkit der Kupplungspumpe

KNZ mit Hallgeber

Der User Mankmil baut den Geber (Poti) auf einen Hallgeber um, der "verschleißfrei" arbeitet, siehe Beitrag.

Wenn ein KNZ mit Hallgeber verbaut wurde, so sollten folgende Hinweise beachtet werden:

  • nach GEE auf N noch überprüfen, dass der Hall KNZ unendlich lange hin und her läuft (nicht loslässt).
  • Wenn er zwischendurch kurz loslässt (also nicht nur hin und her läuft) dann ist der Wert zu hoch eingestellt. Dann erneut Getriebegrundeinstellung mit leicht niedrigerem Wert mit Schleifpunkt anlernen machen, bis der Hall KNZ auf N nur hin und her läuft (auf keinen Fall kurz loslässt). Beitrag
  • Wichtig ist auch zu wissen, das eine viertel Umdrehung des Seils schon einen großen Unterschied macht.
  • Hinweis: Wenn der Wert des Hall KNZ zu niedrig ist, dann wird der Schlüssel bei Abstellen des 1.2 nicht immer freigegeben zum Abziehen.

Die Information auf noch N überprüfen, oder nicht mehr als eine viertel Umdrehung auf einmal am Seil, beachten manche Leute nicht oder wissen es nicht. Dies kann dazu führen, das der A2 beim Anfahren oder Rückwärtsfahren den Motor abwürgt, auf N ausgeht, eben diesen Fehlereintrag (Regeldifferenz sporadisch) erzeugt, beim Fahren schlägt oder den Schlüssel bei Stop nicht freigibt. Beitrag

 
KNZ mit Hallgeber (unten) vs. originaler KNZ (oben)

Siehe auch

Die hydraulische Kupplungsbetätigung

Im SSP 221 Das elektrische Schaltgetriebe DS 085 wird die hydraulische Kupplungsbetätigung sehr detailliert beschrieben.

Neben Kupplung geschlossen und Kupplung geöffnet wird auch Kupplung 20% geöffnet beschrieben. Für ein gutes Ansprechverhalten bei den Schaltvorgängen und kürzeren Übergangszeiten wird die Kupplung ca. 20% geöffnet gehalten. Der Kolben im Magnetventil hält nach dem Öffnen der Kupplung einen Restdruck von ca. 20% des Höchstdruckes im Kupplungsnehmerzylinder aufrecht. Der Kolben (vom Magnetventil für Kupplung) ist so positioniert, dass er alle hydraulischen Verbindungen blockiert.

Pin-Belegung des Steckers für den Kupplungsgeber G162

  • bl/ge (1) --> +5V
  • bl/li (2) --> Mittelabgriff + Serienwiderstand
  • bl/sw (3) --> Masse 

Widerstandswerte messen macht hier nicht viel Sinn, daher 5V drauf und am Mittelabgriff die Spannung gemessen. Müsste in etwa den gesamten Spannungsbereich von 0-5V abdecken. [Link]

Diagramm

 
Spannungsverlauf G162

Ausbau

  1. Hydraulikeinheit ausbauen (vorher Stecker abstecken und System drucklos machen)
  2. Halteplatte der Hydraulikschläuche entriegeln
  3. Mittleren KNZ Schlauch auffädeln
  4. Stecker vom KNZ Geber abstecken
  5. Seilzug aushängen
  6. KNZ durch drehen aus seiner Halteklammer lösen
  7. KNZ unter dem Kabel des Getriebedrehzahlgebers ausfädeln oder ggf. den Stecker ebenfalls abstecken, bevor man die Kabel abreißt (passiert schnell mal)

Beitrag

Erkenntnisse des Reverse-Engineering

Siehe Beitrag

Es wurde hier an verschiedenen Stellen zu dem G162-Einstellwert (1,9V beim Original-KNZ) diskutiert und welche Auswirkung er auf den Fahrbetrieb hat.

Das Reverse-Engineering der Software hat folgende Erkenntnisse gebracht:

  • Der Sollwert von 1,9 V spielt in der Software keine große Rolle. Er wird nirgendwo benutzt oder kontrolliert, auch nicht bei der GGE. Er ist lediglich ein Ausgangspunkt, um den mechanischen Verfahrweg der Kupplung sinnvoll innerhalb des Messbereiches des G162 (und damit den Endanschlägen des KNZ) zu positionieren. Die GGE müsste grundsätzlich auch mit deutlich abweichenden Werten durchlaufen, solange der G162-Wert innerhalb des elektrischen Gültigkeitsfensters bleibt und die Kupplung nicht vorzeitig an den Offen-Anschlag kommt.
  • Der relevante Wert ist Ruhelage plus 2,04 V - das ist die Definition der geöffneten Kupplung. Bei einem nach RLF eingestellten KNZ also 3,94 V. Das heißt, die Kupplung fährt bei korrekter Einstellung nie zum mechanischen "Offen"-Anschlag. Der Bereich von (beispielsweise) 1,9 V bis 3,94 V ist der Bereich, der in den Messwerteblöcken als 0% bis 100% normiert angezeigt wird. Schleif- und Kriechpunkt beziehen sich auf diesen normierten Bereich.
  • Bei Verschleiß der Kupplung reduziert sich der Wert bei geschlossener Kupplung, der gesamte Weg (als Spannungsdifferenz des G162 ausgedrückt) bleibt aber bei 2,04 V. Das ergibt ja auch Sinn, denn bei verschlissener Kupplung wandern ja auch Schleif- und Kriechpunkt mit nach unten.

Das Steuergerät führt die folgenden Adaptionen des Kupplungsreglers durch:

  • Der Wert bei geschlossener Kupplung wird während der GGE auf 3,0 V initialisiert und anschließend ausschließlich nach unten angepasst, sobald ein niedrigerer Wert beobachtet wird. Er muss dazu nur innerhalb des Gültigkeitsfensters sein und kurze Zeit stabil bleiben. Das bedeutet, dass der Lernwert für geschlossene Kupplung recht schnell bei dem Einstellwert landet und sich dann im weiteren Verlauf nur noch nach unten anpasst - eben analog zum Verschleiß der Kupplungsscheibe.
  • Ein Lernwert für offene Kupplung wird nicht gebildet und ist auch nicht nötig, da er dem Wert bei geschlossener Kupplung plus 2,04 V entspricht.
  • Der Schleifpunkt wird bei der GGE nach der Aufforderung "STARTMOT!" wie folgt gelernt: Das Getriebe schaltet in den Leerlauf, und die Kupplung wird auf einer sehr langsamen Rampe zugefahren. Sobald die Drehzahl der Getriebeeingangswelle größer als 5 RPM wird, merkt sich das Steuergerät den aktuell anliegenden G162-Wert und addiert einen kleinen Offset von 0,16 V. Dieser Wert wird als Schleifpunkt gesetzt und ist in Wirklichkeit also ganz kurz vor dem tatsächlichen Schleifpunkt.
  • Wenn man korrekt nach RLF vorgeht, folgt nach der GGE das Anlernen des Kriechpunktes. Dazu wird fünfmal im Leerlauf gegen die gezogene Handbremse angefahren.

Hier macht das Steuergerät folgendes: Der Kriechpunkt wird zunächst auf den Schleifpunkt initialisiert. Die Kupplung wird nun ebenfalls von ganz geöffnet auf einer Rampe kontrolliert zugefahren. Abbruchkriterium ist das Erreichen des aktuell gelernten Kriechpunktes oder das Ansteigen des Motormoments um einen bestimmten Betrag. Steigt das Motormoment (noch) nicht um diesen Betrag, wird der Kriechpuunkt ein paar Schritte nach unten angepasst. Nach den fünf Wiederholungen ist der Kriechpunkt in der Regel so weit nach unten gewandert, dass das gewünschte Motormoment erreicht wird. Der G162-Wert, bei dem das definierte Motormoment erreicht wird, ist der Kriechpunkt. Das GSG prüft als zusätzliche Plausibilisierung, dass der Kriechpunkt unterhalb vom Schleifpunkt liegt. Das Motormoment kommt über CAN-Bus vom Motorsteuergerät und ist ein 8 bit signed integer (Wertebereich -128 bis +127). Die genause Skalierung ist mir nicht bekannt, aber die magische Konstante ist 12. Das heißt, das Motormoment muss beim Anlernen des Kriechpunktes um 12 Schritte ansteigen. Dieser Wert ist fest.

Im normalen Fahrbetrieb finden diese Adaptionen prinzipiell auch statt, wenn auch teilweise anders parametrisiert:

  • Die Adaption des G162-Wertes für geschlossene Kupplung nach unten findet ständig statt, sobald ein niedrigerer G162-Wert für einige Zyklen beobachtet wird. Dementsprechend verschieben sich auch Kriechpunkt, Schleifpunkt und der Wert für offene Kupplung.
  • Der Schleifpunkt wird auch im laufenden Fahrbetrieb angepasst, sobald sich eine "passende Gelegenheit" bietet. Dabei greift die Schleifpunktdaption direkt in den Kupplungsregler ein (bzw. übernimmt von diesem einfach). Gibt es eine Situation, wo die Getriebeeingangswelle stillsteht und das Getriebe im Leerlauf ist (und Sperrbedingungen nicht vorliegen, wie beispielsweise ein gerade aktiver Gangwechsel), wird die Kupplung langsam in Richtung geschlossen gefahren und das Hochlaufen von G38 beobachtet.

Der neu ermittelte Schleifpunkt wird aber nicht einfach übernommen. Stattdessen wird geprüft, ob neuer und alter Wert relativ dicht beieinander liegen. Ist das nicht der Fall, wird er neue Wert als möglicher Ausreißer verworfen. Zusätzlich wird der Schleifpunkt bei jedem Adaptionsvorgang immer nur um genau einen Schritt in Richtung des neuen Wertes bewegt, auch wenn die Differenz größer ist. Nach jeder erfolgreichen Schleifpunktadaption wird die Funktion für einige Zeit gesperrt. Somit erfolgt die Adaption nur in einem sehr gemächlichen Tempo.

  • Beim Kriechpunkt ist das Vorgehen analog zur Schleifpunktadaption, allerdings sind hier die "passenden Gelegenheiten" anders: Ausgelöst wird die Adaption bei einem sanften Anfahrvorgang aus dem Rückwärtsgang oder dem ersten Gang (Fahrpedalstellung ist nur wenig über Leerlauf). Bei noch sehr geringer Geschwindigkeit (< 4 km/h) und hohem Kupplungsschlupf (> 210 RPM) erfolgt ein aktiver Eingriff in den Kupplungsregler. Auch hier wird die Kupplung etwas weiter geschlossen als sonst, bis das Motormoment um die magischen 12 Schritte ansteigt. Das geschieht so schnell, dass man es als Fahrer wahrscheinlich nicht merkt.

Auch hier sind ähnliche Maßnahmen gegen Ausreißer und zur Sicherstellung einer sehr langsamen Adaption implementiert. Man kann schön erkennen, dass am Ende der GGE ein Zähler auf 5 gesetzt wird, der für die ersten fünf Kriechpunktadaption größere Sprünge zulässt als später im Fahrbetrieb. Das bedeutet, dass sich der Kriechpunkt bei den ersten Anfahrvorgängen nach der GGE schnell adaptiert, auch wenn man die Prozedur nach RLF vergisst oder bewusst auslässt.

Schlüsse, die man daraus ziehen kann:

  • Die Stärke des "Loskriechens" beim Loslassen der Bremse bzw. die "Sanftheit" der Einkuppelvorgänge lässt sich durch eine andere Einstellung des KNZ-Ruhewertes nicht dauerhaft beeinflussen. Nach einem anfänglichen Unterschied sorgt die laufende Adaption dafür, dass sich exakt die gleichen Verhältnisse einstellen wie bei der Standard-Einstellung gemäß RLF.
  • Baut man einen KNZ mit leicht anderer Kennlinie oder anderem Wertebereich (beispielsweise Hallgeber-KNZ) ein, führt das nicht zu Problemen, solange der KNZ unter allen Bedingungen Ruhewert + 2,04 V erreichen kann, ohne vorher an den mechanischen Anschlag zu laufen. Das Einstellen eines niedrigeren Wertes als 1,9 V ist völlig unkritisch. Auch eine andere Kennlinie sollten die KNZ-Regelschleifen problemlos ausgleichen können. Genau das sagt die Erfahrung ja auch aus.

Wenn man einen völlig anderen Weggeber verbauen möchte (zum Beispiel umgekehrte Kennlinie mit höheren Werten Richtung geschlossener Kupplung) könnte man die GSG-Software so anpassen, dass sie auf die des Original-KNZ umrechnet.

  • Fahrversuche mit einer geänderten Motormomentkonstante zur Veränderung des Kriechverhaltens könnten interessant sein - allerding vermute ich, dass der Wert von 12 schon einen ziemlich guten Kompromiss darstellt.
  • Berichte im Forum, wo auf einem VCDS-Log des G162 ein plötzlich unerklärliches aber sauber aussehendes "Einbrechen" des G162-Wertes erfolgt, können ggf. mit einer laufenden Schleifpunktadaption erklärt werden.

Der eigentliche Kupplungsregler, das heißt die Bildung der Sollposition anhand des Fahrzustandes und die ineinander verschachtelten Regelschleifen (N255 Stromregelung bis KNZ-Positionsregelung) sind ziemlich komplex. Bei der im Eingansposting erwähnten Hin- und Herbewegung des KNZ bei geöffneter Kupplung bin ich mir mittlerweile sicher, dass diese der Adaption des Totbereiches und der Schaltschwellen N255 dient. Möglicherweise hilft sie auch, eine gewisse Durchspülung der Hydraulik sicherzustellen. Man sieht an der Software sehr schön, dass anfangs feste Default-Werte für die drei relevanten N255-Stromwerte genommen werden und die Kupplungs-Bewegung diese nachführt. Sie werden auch im EEPROM abgelegt und bei Neustart wieder geladen. Die Bewegung ist dabei nicht dem KNZ-Sollwert überlagert, sondern ensteht dadurch, dass die Software den N255-Stromwert abwechselnd hoch- und runterzählt, bis sich eine messbare Bewegung des KNZ einstellt.

Disclaimer: Alle Erkenntnisse beziehen sich auf einen Lupo 3L Softwarestand (Steuergeräteversion -F). Ich bin grundsätzlich daran interessiert, weitere Softwareversionen (bzw. möglichst alle) in Hinblick auf die Unterschiede zu untersuchen.

Ersatzteile

  • 6N0 142 425 Dichtring (Schlauch) 10,34X5X2,62
  • 6N0 142 063 A Nehmerzylinder

Links

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