Kinetis für KFZ/ CAN Bus Klimaanlagenregelung

alecxs

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28 Jun 2020
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So ich stelle mal mein Projekt vor, damit ihr es zerlegen könnt :vroam:

An einem Mercedes ist vermutlich das SAM defekt, was zur Folge hat das der Klimakompressor nicht angesteuert wird. Das Fahrzeug hatte einen Kaufpreis von 1500 €. Reparatur wird zu teuer, daher möchte ich etwas basteln. An einem weiteren Mercedes gleiches Fehlerbild, deswegen soll eine quick & dirty Lösung her (Vorab: ja, ein CAN-Bus ist sicherheitsrelevant, und ja, damit erlischt die Betriebserlaubnis des Fahrzeugs)

Grundsätzlich lässt sich die Klima in Betrieb nehmen wenn man den Kompressor überbrückt. Auf die Fehlersuche möchte ich hier nicht eingehen, dazu gibt es schon einen Beitrag in einem anderen Forum

1. Um den Kompressor anzusteuern muß ein PWM Signal erzeugt werden
(der einfache Teil)

Dazu habe ich hier einen Teensy 3.2 in meiner Kiste gefunden (hatte ich mal als preiswerten Ersatz für den Hak5 USB Rubber Ducky gekauft um ein Handy zu entsperren).



1.a In die Programmierung finde ich mich rein, dazu gibt es ein Add-on für Arduino, Software ist also weniger das Problem
1.b Mit der Elektronik brauche ich Hilfe bei der Erstellung eines Schaltbilds, Berechnung, etc bei der
- Betriebsspannung = 5 V
- Signalpegel = 3,3 V
- Strombegrenzung = 10 mA
(das Regelventil vom Klimakompressor zieht ca. ~ 1 A bei 14 V)

2. Die Sensoren müssen ausgelesen werden, z.B. darf der Druck 20 bar nicht überschreiten. Dazu wären zwei Varianten denkbar

(Variante 1 - analog, anspruchsvoll)
Spannung der Sensoren messen
und in Regelgröße umrechnen. Hier darf verkabelt werden ohne Rücksicht. Direkt in der Klimaleitung sitzt ein kombinierter Kältemitteldruck-/temperatursensor.
- Signalpegel = (irgendwas um die 1-3 V)?
- Stromaufnahme = ? mA?
(such ich noch alles raus bzw. mess ich)

(Variante 2 - Expert Level, hoch komplex)
CAN-b Sniffer (eigenes Projekt)
Das Steuergerät der Klimaanlage sendet eine Vorgabe für das Tastverhältnis über den CAN-Bus (z.B. den Wert 70). Das SAM empfängt den Wert und setzt das PWM Signal mit 70% um. Man kann den Wert mittels Diagnosegerät in beiden Steuergeräten sehen.

2.a Der Teensy 3.2 hat einen CAN Eingang und wäre vermutlich in der Lage Daten zu empfangen. Mal abgesehen von der Machbarkeit sehe ich hier die Störanfälligkeit als großes Problem, da bei softwareseitig falschen Signalen das ganze System runterfährt, und hardwareseitig alles 100% genau berechnet sein muß um nichts zu zerschießen.

2.b Weiteres Problem ist das (re-)konstruieren des Protokolls, um überhaupt erst mal die Daten von Mercedes zu verstehen. Hier helfen mir meine Programmierkenntnisse absolut nicht weiter, da ist ein Insider gefragt..

Also um es grob zu umreissen, hier soll jede Menge Gehirnschmalz investiert werden um einen kleinen Notreparatursatz zu erhalten, der nichts weiter macht als AN/AUS so wie es bei einfachen Klimaanlage mit einer guten alten Magnetkupplung und einem Überdruckschalter wäre. Was sagt ihr? utopisch?
 

oldmax

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Hi
Die Frage, ob Utopisch beantworte ich Mal mit ja, aber nur für meine Person, da ich von Autos und CanBus nur soviel Ahnung habe, das ich weiß, das es das gibt. Ob es für dich gilt, keine Ahnung, aber ich sag mal, man wächst mit seinem Projekt und ich denke, der ein oder andere wird dir helfen können. Mit Fleiß wirst du schon die Hürden neu. Ich wünsch dir viel Erfolg.
Gruß oldmax
 

LotadaC

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der ein oder andere
Hemi, aber für den ist das wohl die falsche Marke...

Da auch ich mich nicht an den CAN-Bus rantrauen würde: Wäre es eine Option, den Klimakompressor getrennt vom Fahrzeugnetz zu betreiben?
AN/AUS so wie es bei einfachen Klimaanlage mit einer guten alten Magnetkupplung und einem Überdruckschalter wäre
Dann wären "nur" die Sensoren zu überwachen und der Kompressor anzusteuern.
Wenn das ganze so läuft, kannst Du ggf die Einbindung ins KFZ-Netz nachreichen...

Zu Deinem Controller kann ich nichts sagen, aber damit scheinst Du ja klarzukommen...

P.S.: wenn Du den Kompressor "überbrückst", und der läuft, kannst Du Dir die relevanten Sensordaten anzeigen lassen, korrekt?
Was sind das für Sensoren, was liefern die selbst als Signal?
 

alecxs

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28 Jun 2020
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ich muss sowieso mit 1.b erstmal anfangen

für die Spannungsversorgung habe ich an ein Handy Ladekabel Zigarettenanzünder gedacht. es gibt aber auch Transistoren? die die Spannung begrenzen, hab sowas irgendwo schon mal verlötet. Empfehlungen?

als Pegelwandler 3.3 V -> 14 V reicht ein MOSFET? das Signal hat höchstwahrscheinlich 400 Hz (gemäß hella)
oder brauche ich eine galvanische Trennung/Optokoppler?

für die 10 mA Begrenzung eine Zener-Diode oder Stromregeldiode? oder ist das für den MOSFET gar nicht notwendig?
 

alecxs

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28 Jun 2020
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Es werden zwei Innen-, ein Außen-, ein Kühlmitteltemperatur-Sensor, dann noch zwei Temperatursensoren in der Klimaleitung angezeigt aber nur in Grad Celsius, Kältemitteldruck in bar. Referenzwerte für den normalen Betrieb könnte ich auf der Autobahn mal aufzeichnen. Die Spannungen an den Sensoren zeigt es leider nicht an.

Als Regelgröße reicht theoretisch der Kältemitteldruck, darf halt nicht zu hoch sein und sollte min 5 bar haben für den Plausibilitätscheck. Denkbar wäre auch die Motordrehzahl mit einzubeziehen, aber das wäre nur über CAN Bus möglich

Ich werde die Spannungen mal messen, hab nur aktuell Nachtdienst
 

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