Projekt Gearbox-Assist-Controller

[Olut]

Liebe Kollegen,

Bis die Axxx von TME und TMC mir endllich antworten wegen des Software-Patch, wird meiner schon als Oldtimer durchgehen.

Einige von Euch haben mir den Floh ins Ohr gesetzt, das Übel selber in die Hand zu nehmen.

Nun, im Prinzip ist das machbar und ich bin eigentlich schon mitten drin. Allerdings das Problem mit dem 6.Gang unter 100km/h wird mühsam, daher werde ich mich darauf beschränken, die derzeit bescheuerte Wandlerkupplungs-Ansteuerung zu ändern.

Auch die Software-Architektur steht.
Über OBD bekomme ich Geschwindigkeit und Drosselklappenstellung (gaaaanz wichtig, sonst gibt´s Späne im Getriebe), hardwaremäßig wird die Gangstellung abgegriffen (über OBD kommt das genau um 0,5s zu langsam und über CAN bleibt es ein Geheimnis von Toyota).

Die Software-Architektur ist eigentlich einfach:
Im Gang 1 bis 4 bleibt die Box im standby
Im 5.Gang wird die Wandlerkupplung ab 75km/h zum Schließen freigegeben, bei 70km/h erfolgt Zwangsöffnung. Bei Drosselklappenstellung Leerlauf wird geöffnet, ab 45% ebenfalls (habe das über Drehmomentkurve schon ausgetestet).
Im 6.Gang kommt die Kupplung gleich nach Wechsel in den 6.Gang.
Natürlich kommen noch andere Schließbedingungen, so muß sofort beim Gangwechsel geöffnet werden (deshalb Abgriff und nicht OBD), Einkuppeln jeweils nach kurzer Entlastung (Gaspedal kurz zurücknehmen aber nicht auf Leerlauf), und natürlich nach oben gibt es eine Begrenzung. Dazu kommen noch über OBD Motortemperatur (im Kaltlauf bleibt die Box im standby). Das Ding bekommt noch einen Schalter. Ich schleife das OBD-Signal durch und nutze zwei freie Pins um auch die BOX über Laptop programmieren zu können, für spätere Optimierungen. Auch besteht die Möglichkeit ein zweites Mapping zu programmieren, z.B.für Hängerbetrieb, wobei die Umschaltung über Kennliniendiagnose (Lastverhalten) selbständig erfolgt.

Die Simulation läuft, jetzt fehlt noch ein frei programmierbares OBD-Interface, da bin ich noch nicht richtig fündig geworden.

Was wird´s bringen?
Die Wandlerkupplung wird im 5.Gang nun schon ab 75km/h unter bestimmten Bedingungen aktiv, dabei wird die Motordrehzahl bei 1350Upm liegen. Im 6.Gang wird unter bestimmten Bedingungen die Kupplung sofort aktiv und nicht erst bei 12km/h höher (derzeit Vmin für 6.Gang 108km/h, Wandlerkupplung erst bei 120km/h). Auch die ewig lange Wartezeit der Wiederschließung nach Gaspedal-Nullstellung wird damit unterbunden.

Somit fährt man bei 80km/h mit überwiegend geschlossener Wandlerkupplung und der Motor dreht um bis zu 400Upm niedriger, ab 108km/h gibt es den 6. Gang, ebenfalls MIT Wandlerkupplung, die Rückschaltgeschwindigkeit ist bekanntlich 100km/h aber immerhin kann man dann die 100 ebenfalls im 6.Gang mit Wandlerkupplung fahren.

Ich hoffe bis im Juni fertig zu sein.

keep you updated

Albert

[tabarca]

Yepa!!

Albert geht´s an! Deine Beschreibung nach hast Du die Geschichte ordentlich durchdacht, da kann nun (hoffentlich) nichts mehr schiefgehen!

Auf daß Dein Projekt von Erfolg gekrönt sein mag.

Besten Gruß: Tomás

[Alkyone]

Lieber Albert,

Hochachtung und Respekt ! Wünsche dir viel Glück, dass es funktioniert - bin schon gespannt !

Beste Grüße

Helmut

[Olut]

Vielen Dank für die aufmunternden Worte, jetzt dürfte ich auch einen OBD-Guru gefunden haben.
Phase 1: die Kommunikation mit dem OBD-Socket muß getestet werden
Phase 2: ein Dummy mit manuellen Wandleraktivierung wird getestet und die letzten Feinheiten für die Parameter abzustimmen.
Phase 3: der Prototyp mit Echtzeit-Visualisierung am Notebook wird getestet, letzte Feinheiten
Phase 4: das Null-Serien-Modul wird getestet im Fahrzeug
Phase 5: das zweite Null-Serien-Modul kommt in den Klimaschrank
Phase 6: das Serienmodul wird eingebaut

Ich hoffe nur, daß mir mein Job genügend Zeit freistellt, und daß mich am Ende nicht der Mut verlässt..

Cheers,
Albert

[tabarca]

Phase 7: Albert kauft seinen J20 Nr. 2 (Handschaltung), da der erste nach dem Einbau des Moduls abgeraucht ist

Nur Spass, eh? Hoffen wird, daß alles korrekt funktionieren wird!!

[Alkyone]

Phase 8: Toyota ernennt Albert zum Mitarbeiter des Monats.
Phase 9: Ein neuer V8 erscheint als Olut-Edition.

Spaß beiseite - wo du dich da drübertraust - du bist ein ech wilder Hund ! - nochmal Rspekt !

[Olut]

alles nicht so schlimm, allerdings lerne ich gerade alles über das OBD-Protokoll, mal was neues zum lernen. Soviel weiß ich schon mal: man muß der ECU via OBD den Abfragecode (in Hexadezimal) schicken und bekommt dann die Antwort, dann den nächsten Code, usw. Je mehr Codes man abfrägt, umso länger dauert es, bis man wieder zum ersten Code kommt. Je nach Geschwindigkeit des OBD-Ports ergibt sich somit eine Zykluszeit der Abfragen, somit ergibt sich daraus eine kleine Informationsträgheit. Das wird vorallem mit der Gaspedalstellung heikel, denn dauert diese Info zu lange um man steigt wie blöd voll auf´s Gas, dann wird das Drehmoment für die geschlossene Wandlerkupplung vielleicht zu hoch. Daher messe ich nächste Woche die Zeitschiene. Die "Toyota-Gedenksekunde" beim Gasgeben könnte mir da helfen.

Ich hoffe nur, ich scheitere nicht an meiner eigenen krankhaften Natur zum Perfektionismus in diesen Dingen...

Wie schon mal erwähnt, vor etwa 15 Jahren habe ich schon so etwas für einen Pontiac Trans Am mit einem Renngetriebe gemacht, allerdings mangels OBD-Protokoll habe ich eigene Gaspedal-Sensoren, Saugluftdrucksensoren, Abgriff der Motordrehzahl und Geschwindigkeit eingebaut. Das Ding war ein Baujahr 1987 und ist bis heute in Wien unterwegs mit mittlerweile 380.000mi und noch immer das erste Getriebe drin. Es ist also eine lösbare Aufgabe, das Kostenrisiko beträgt ein Getriebe
...ich greife ja nur "zärtlich" ein.....

Was wird´s mich kosten ? das weiß ich auch schon: ca. ? 4.500,-- und jede Menge Freizeit und Nerven meines "Hauselektronikers", der weiß noch nichts von seinem Glück

Cheers aus Wien
Albert

PS: jedes Baby braucht bekanntlich einen Namen:
Converter Clutch Sub Controller

[tabarca]

@Albert,

und wenn Du doch versuchst, per CAN an die benötigten Daten zu kommen? (Klappt natürlich nur, wenn alle benötigten Daten auch über den CAN-bus laufen, und nicht über separate, Toyota-spezifische interconnects). Über CAN dürften die Daten in (praktisch) real-time bereitstehen.

Soweit ich mich an meine damalige CAN-Programmierungen entsinnen kann, lässt sich die Aktivität auf dem bus recht einfach mitloggen. Verschlüsselte Telegramme gab´s damals m. W. noch nicht, doch könnte man vielleicht den für die Gaspedalstellung zuständigen Identifier herausfinden, indem man am bus lauscht und dann wie wild das Gaspedal betätigt, der sich am häufigsten ändernde ID dürfte dann die Gaspedalstellung wiedergeben. Nun nur noch entschlüsseln

Ich hatte damals mit einem CAN-PC-Interface der Softing AG gearbeitet, die haben heute ein enormes Spektrum an Diagnose- und Analysehardware für fahrzeugspezifische Bussysteme im Angebot.

Gruß: Tomás

[Olut]

Lieber Tomás,

Danke für den Hinweis, eigentlich wäre diese Firma sogar in der Lage, aufgrund meiner Spezifikationen das Ding zu bauen, weißt Du aus Deiner Erfahrung, ob die so etwas machen würden ?

Wie Du richtig schreibst, CAN ist aktueller als OBD.

Beste Grüße ins sonnige Spanien
Albert

[Olut]

letztes Update:
nachdem ich mir sämtliche Schaltpläne geholt habe und sie jetzt beinahe auswendig kenne, bin ich über das Werkstatthandbuch auf eine Tretmine gekommen, welche mein Projekt gefährdet.

Die Wandlerkupplung wird von der ECU auf Durchgang im Niedrigvoltbereich überwacht, auch nur die kürzeste Unterbrechung (z.B.durch Relaisumschaltung) führt zu einer Fehlermeldung und das kann ich nicht brauchen.

Weiters wird das dafür notwendige Hydraulikventil nicht bloß ein und ausgeschaltet, es wird mittels pulsierender Gleichspannung variabel angesteuert und erhöht so individuell den Anpressdruck der Kupplung.

Allerdings gibt es ein kleines Zeitfenster, wo´s die ECU nicht schnallt, daß das SLU (so heißt das Ventil) "fremdgeht".

Das Ungute jetzt ist, daß ich diese Puls-Charakteristik erst ermitteln muß, damit ich die dann von der Box simulieren kann.

....ich krieg´mal wieder Kopfschmerzen...

Cheers
Albert

PS: vielleicht hat der Software-Freak von Toyota gekündigt und nur er hat den Source Code von der ECU

[tabarca]

...weißt Du aus Deiner Erfahrung, ob die so etwas machen würden ?

Hallo Albert,
ehrlich gesagt, keinen Schimmer! Da letzte Mal, als ich mit Softing Kontakt hatte, war ca. 1993. Damals war CAN für so ziemlich alle Neuland (Wir "spielten" damals u.a. mit einem S600 von DB, einem der ersten Fahrzeuge mit CANbus). Vom know-how her in der Lage wären die sicherlich in der Lage dazu, doch eine solche Einzel- bzw. Prototypenentwicklung dürfte eine schöne Stange Geld kosten.

Wie Du richtig schreibst, CAN ist aktueller als OBD.

Da bin ich nicht auf dem Laufenden, meine aber, das so verstanden zu haben, daß OBD lediglich eine Schnittstellenbeschreibung darstellt, unter der einige (obligatorische) Daten abgreifbar sein müssen. Darüberhinaus können doch auch noch andere, verschiedene Standard- und herstellereigene Bussysteme auf den OBD-Stecker herausgeführt sein, oder?

Weiters wird das dafür notwendige Hydraulikventil nicht bloß ein und ausgeschaltet, es wird mittels pulsierender Gleichspannung variabel angesteuert und erhöht so individuell den Anpressdruck der Kupplung.

OHA! Die sind ja richtig modern geworden bei Toyota! Das macht die Geschichte natürlich ein bisschen komplizierter als mein 1/0-Schalter am 100er. Da wird noch nichts moduliert, und das Drehmoment überwach´ ich per Popometer

PS: vielleicht hat der Software-Freak von Toyota gekündigt und nur er hat den Source Code von der ECU

Klar, der hat sich eben "unersetzbar" gemacht; wäre ja nicht der Erste, dem sowas einfiele

btw: Hast mal drüber nachgedacht, ob es nicht weniger Aufwand wäre, die ECU-firmware der australischen Fahrzeuge (oder wo immer auch die WÜK-korrekt realisiert ist) zu bekommen, und den getriebespezifischen Teil in Deine Firmware einzupatchen? Nur mit gewisser Vorsicht natürlich, denn einmal falsch gepacht, wird Dein Wagen ruckzuck zum Linkslenker

Gruß aus dem tatsächlich sonnigen Spanien:

Tomás

[BJ Axel]

Die Wandlerkupplung wird von der ECU auf Durchgang im Niedrigvoltbereich überwacht, auch nur die kürzeste Unterbrechung (z.B.durch Relaisumschaltung) führt zu einer Fehlermeldung und das kann ich nicht brauchen.

Weiters wird das dafür notwendige Hydraulikventil nicht bloß ein und ausgeschaltet, es wird mittels pulsierender Gleichspannung variabel angesteuert und erhöht so individuell den Anpressdruck der Kupplung.

Mit sowas habe ich seinerzeit bei den Zusatz-Steuergräten für den Ladedruck gekämpft. Ist aber relativ schnell und einfach zu lösen: "mittendrin, statt nur dabei".

Axel

[Olut]

Lieber Tomás,

Die Geschichte mit dem Patch für australische Fahrzeuge scheitert am Software-ID-coding, man kann nur jene Versionen aufspielen, deren Software ID im Range der ECU liegen und da gibt es ein ganze Reihe von Unterschieden, mal abgesehen davon, daß Linkslenker und Rechtslenker mehr unterschiedlich sind, als man annehmen sollte.

Die australischen Fahrzeuge haben ein anderes Motormanagement, sind auf weniger Leistung programmiert, haben andere Grenzparameter für Umweltbedingungen, usw.

Das wäre natürlich am angenehmsten gewesen, das so zu lösen.

Die IBM (ImpulsBreitenModulierung) des Steuerventils SLU ist ansich nicht das Problem, ich verwende diese Technik für die Tagfahrlichtmodule mit reduzierter Lampenleistung. Die Werkstatthandbücher sagen schon viel über die Funktionsweise, auch habe ich die Berechnungsformel gefunden, welche die Motorbelastung als Variable verwendet, also nicht die Gaspedalstellung. Das ist also ein weiterer Parameter, welcher über CAN abgerufen werden müßte, über OBD steht der so nicht zur Verfügung.

Allerdings stellt sich die Frage, was der variable Wandlerkupplungsdruck eigentlich bewirken soll, außer daß das Ding etwas sanfter ein und ausrückt. Mein Modul würde sowieso ab 50% Drosselklappenstellung wieder sich ausklinken, ich könnte also riskieren, mit ermittelten Stellwerten eine Fixkonstante zu wählen.

Nächster Schritt ist, ich besorge mir jetzt so ein SLU mit dem Kabelbaum und werde mal bei uns im Prüflabor herausfinden, was es kann und tut und was es aushält. Das Ding läuft ja mit 5V (!!).

Viel mehr spannend wird der Teil, wo man der ECU im "Olut-Modus" das SLU als vorhanden vorgaukeln wird müssen (5Ohm).

Damit ich nicht jedes Mal den Wagen auf die Bühne stellen muß und den Unterboden öffnen muß, baue ich mir demnächst mal die Kabelschnittstellen ein.

Bin jetzt in Moskau, melde mich in einer Woche wieder,

Cheers
Albert

[Olut]

Hi guys,
hier ein kurzes update:

Das CAN-Protokoll habe ich jetzt gehackt ebenso das Schaltschema des Getriebes, nun habe ich den Beweis in Händen, daß die Software nicht nur einen Fehler hat. Es würde den Rahmen sprengen, das jetzt in allen Details klarzulegen, würde ein Schüler in einer technischen FH so eine Arbeit abliefern, würde er wohl den ersehnten Fachtitel nie bekommen.

Für die Technikfreaks von Euch:
Das Getriebe hat vier Schaltventile und vier Regelventile. Die Schaltventile bilden in einer Kaskade zueinander die Schaltfolge der sechs Gänge. Die Regelventile werden mittels Impulsbreitenmodulation angesteuert, zwei davon haben den Job die Gangwechsel sanft zu gestalten, eines (SLT) hat auch irgend einen Job welchen ich noch nicht ganz durschaut habe und dann gibt es das Wandlerkupplungsventil SLU.

Ab den 4.Gang wird das SLU auch mit Teillast angesteuert, wenn man zwischen 48km/h und 60km/h dahinrollt ohne Drehmoment zu übertragen oder eine Motorbremswirkung gewünscht ist. Ab den 5.Gang wird das SLU stetig zum Maximaldruck aufgebaut. Alle Ventile sind überwacht und bei Versagen eines Ventils können die Regelventile eine Ersatzschaltung vornehmen, umgekehrt natürlich auch, dann wird´s etwas hart im Gangwechsel.

Der Fehler der Software liegt in der Inkrementierung der relativen Gaspedalstellung und damit resultierend mit der Berechnung der relativen Motorbelastung. Erst ab 80km/h ist dieser mathematische Fehler wieder behoben, da der Regelkreis für das SLU nur die volle Stellgröße führt.

Status der Arbeiten:
Der komplette Gabelbaum von der ECU zum Getriebe ist bestellt, dieser wird dann mit den notwendigen Anschlüssen mit AMP-Stecker versehen und eingebaut, dazu ein OBD-Stecker mit Abgriff des CAN-Signals.
Die Aktivierung der Steuerbox geschieht durch die Schaltstellung S-Mode mit den natürlich notwendigen Lockout-Bedingungen, wie z.B. 2nd/PWR usw. Über CAN kommen die Variablen Ganganforderung durch ECU, Gaspedalstellung, errechnete Motorbelastung, Fahrzeuggeschwindigkeit und über digitale Eingänge die tatsächlichen Ansteuerungen der Ventile mit samt der Stellgröße.

In ca. 2 Wochen ist der manuelle Test geplant, Anfang Juni wird das erste Modul eingesetzt, welches über Notebook auch während der Fahrt programmierbar sein wird, Ende Juni kommt das Serienmodul zum Einsatz.

Der Hack des CAN-Protokolls hat mir die Augen geöffnet......

Cheers,
Albert

[Fongs]

Hallo Albert

ich muss schon sagen das ich etwas begeistert bin wie du die Sache angehst nun.
Am Anfang war ich sehr skeptisch das du da weiterkommst
bzw. das vielleicht über Toyota selber was läuft.
Aber deine hartnäckigkeit beeindruckt und ich wünsche viel Erfolg