Kombiinstrument - Tankanzeige erweitern

Die Tankanzeige im T4 zeigt bekanntlich maximal 78l an. Zusätzlich habe ich das Gefühl, das die erste Hälfte des Tanks "länger" hält, als die zweite. Wenn die Tanknadel beispielsweise genau "1/2" anzeigt, habe ich gut 650 km gefahren. Fahre ich dann den Tank fast leer, sodass die Tanknadel auf "Leer" steht und <4 Liter angezeigt werden, habe ich jedoch keinesfalls 1.300 km geschafft, sondern eher 1.050 - 1.100 km.

Desweiteren bleibt meine Tanknadel nach dem Volltanken sehr lang auf "Voll". Ich kann gut 100 - 150 km fahren, bevor die sich die Nadel das erste mal bewegt.

Nachdem ich mich einige Zeit mit dem EEPROM-Dump des KIs beschäftigt habe, fand ich insgesamt vier Kennfelder, die mit der Tankanzeige zusammen hängen und die drei beobachteten Szenarien erklären.

Hinweis: dieses Projekt ist für "Fortgeschrittene". Zum Einstieg eignet sich dieses besser: Plateaufunktion deaktivieren

Wie funktionert die Tankanzeige eigentlich?

Auch das ist mal wieder sehr gut in der t4-wiki beschrieben. Ich fasse es aber mal kurz zusammen:

Der Tankgeber ist ein veränderlicher Widerstand, der anhand der Stellung des Schwimmers einen bestimmten Widerstandswert erzeugt.

Im Kombiinstrument wird aus diesem Widerstandswert eine Spannung gemacht, die dann von einem Analog-Digital-Wandler digitalisiert und weiterverarbeitet wird.

Diesem (vorzeichenlosen) A/D-Wert wird dann über die Kennfelder des Tankgebers:

• ein Literwert (MFA, VCDS, usw)
• ein Nadelwert (=Zeigerausschlag)

zugeordnet.

Gleichzeitig wird noch ein lesbarer Widerstandswert erzeugt (aber wohl nicht über den EEPROM, sondern hart im Prozessor verknüpft) - das ist aber für die Anpassung nicht so wichtig.

Was ist bekannt?

Folgende Zuordnung zwischen Tankfüllstand, Literwert und Widerstandswert ist bekannt:

Zeigerstellung	Inhalt in Litern	Widerstand in Ohm
leer	weniger als 4	größer als 283
Reserve	10	189
1/4	20	137
1/2	40	89
3/4	60	62
voll	78	kleiner als 36

Interessant für uns ist, das jedem Widerstandwert, der kleiner als 36 Ohm ist, ein Literwert von 78l angezeigt werden. Ebenso zeigt die Nadel ab diesem Wert "Voll".

Vor einiger Zeit war ich tanken (etwas voller als bis zum ersten "Klick" der Zapfsäule) und habe dann unmittelbar den Widestandswert ausgelesen. Mir wurden 29 Ohm angezeigt. Demnach kann der Tankgeber (also das Bauteil) sehr wohl mehr als 78l messen. Das KI zeigt es nur nicht an.

Was steht im Dump?

Ich habe bei meinem KI (7D0920803B) vier Kennfelder gefunden, die mit dem Tank zusammenhängen.

Auch hier gilt: ist die Teilenummer eine andere, sind wahrscheinlich auch die Offsets unterschiedlich. Hier entsteht nach und nach eine Übersicht.

Kennfeld	Adresse
Tankgeber A/D Wert	0x1F4 - 0x203
Tankgeber Wert in Liter 1	0x204 - 0x213
Tankgeber Wert in Liter 2	0x214 - 0x223
Tankgeber Wert für Schrittmotor	0x224 - 0x233

Die ersten beiden Kennfelder scheinen den A/D Werten die Literwerte zuzuordnen und die letzten beiden ordnen den Literwerte dann Zeigerwerte zu.

A/D Kennfeld

Adresse	HEX Wert	Dezimalwert
0x1F5 & 0x1F4	00 A2	162
0x1F7 & 0x1F6	00 A2	162
0x1F9 & 0x1F8	00 A2	162
0x1FB & 0x1FA	00 F6	246
0x1FD & 0x1FC	01 3E	318
0x1FF & 0x1FE	01 A2	418
0x201 & 0x200	01 F2	498
0x203 & 0x202	02 57	599

Liter Kennfeld 1

(ab hier lasse ich die Offsets weg)

HEX Wert	Dezimalwert	Liter (Dezimalwert / 8)
02 70	624	78
02 70	624	78
02 70	624	78
01 E0	480	60
01 40	320	40
00 A0	160	20
00 50	80	10
00 20	32	4

Liter Kennfeld 2

Das dritte Kennfeld ist identisch mit dem zweiten, nur das es "spiegelverkehrt ist":

HEX Wert	Dezimalwert	Liter (Dezimalwert / 8)
00 20	32	4
...	...	...
02 70	624	78

Schrittmotor-Kennfeld

HEX Wert	Dezimalwert	Zeigerstellung (Dezimalwert / 8)
00 25	37	4.625
00 95	149	18.625
01 84	388	48.5
02 E2	738	92.25
04 40	1088	136
05 9F	1439	179.875
05 9F	1439	179.875
05 9F	1439	179.875

Was bedeutet das?

Das waren jetzt ganz schön viele Zahlen, was steht da jetzt überhaupt?

Das lässt sich in eine Tabelle runterbrechen:

A/D Wert	Liter	Widerstandswert in Ohm	Zeigerausschlag in °
162	78	< 36	179.875
162	78	< 36	179.875
162	78	< 36	179.875
246	60	62	136
318	40	89	92.25
418	20	137	48.5
498	10	189	18.625
599	4	> 283	4.625

Man sieht, das sich jeweils drei Werte wiederholen. Diese enthalten keine neue Informationen für das KI. Das sind also ungenutzte Speicherstellen.

Wie wir oben schon gesehen haben, kann es kleinere Widerstände als 36 Ohm geben. Nur - wie klein können sie werden und welchen Liter-Werten entsprechen sie?

Die eigentliche Anpassung

Um die Tankanzeige zu erweitern sind drei Anpassungen notwendig:

• Ergänzen der A/D-Werte für Widestände kleiner als 36 Ohm
• Ergänzen der dazu passenden Liter Werte
• Neuskalierung der Tankanzeige

Ergänzen der A/D-Werte

Zunächst stelle ich die A/D-Werte über die Widerstandswerte graphisch dar:

Widerstandswert	A/D-Wert
36	162
62	246
89	318
137	418
189	498
283	599

Daraufhin lasse ich mir von Excel eine Trendlinie erzeugen: Polynom 2. Ordnung.

Heraus kommt die Formel: f(x) = -0.005x² + 3.3212x + 55.326

Mithilfe dieser Formel errechne ich jetzt zwei neue (Erinnerung: es wurde drei mal dasselbe gespeichert, zwei davon sind also "frei") A/D-Werte zu Widerstandswerten kleiner 36 Ohm. Als Widerstandswerte habe ich 29.5 Ohm und 23 Ohm gewählt - die Wahl ist erstmal nur ein Versuch, sie sind geraten [Spoiler: später zeigt sich, sie passen sehr gut].

Mithilfe der Formel errechne ich dazu die A/D-Werte:

Widerstandswert	A/D-Wert
23	129
29.5	149

Damit hätten wir zwei neue A/D-Werte für Widerstandswerte kleiner 36 Ohm.

Ergänzen der Liter-Werte

Zu den oben berechneten A/D-Werten passen sehr gut folgenden Liter-Werte:

Widerstandswert	A/D-Wert	Liter
23	129	85
29.5	149	82.5
36	162	80

Diese Werte (also 82.5 und 85) habe ich mehr oder weniger experimentell ermittelt. Erst habe ich 85 und 90l genutzt, den Bulli leer gefahren bis ich liegen geblieben bin und voll aufgetankt. Das KI zeigt mir dann 90l an, die Zapfsäule 85l. Also habe ich die beiden oberen Werte verringert und jetzt passt es ziemlich gut. Kann bei anderen Bullis aber ein wenig anderes aussehen.

Zwei von drei Anpassungen sind nun fertig, allerdings fehlt noch die Neuskalierung der Tankanzeige.

Skalierung

Im Originalzustand entsprachen

• 179.875° Zeigerstellung 78l Tankinhalt.
• 18.625° Zeigerstellung 10l Tankinhalt. (Beginn der Reserve)

Da ich den Reservebereich so lassen möchte, passe ich nur den Bereich darüber an.

Neu soll gelten:

• 90l: Zeiger "Voll"
• 45l: Zeiger "Halb"
• 10l: Zeiger "Beginn Reserve" (also wie original)
• 4l: Zeiger "Leer"

Daraus resultiert folgende Zuordnung

Liter	Nadelstellung
4	4.625
10	18.625
20	38.78
40	79.1
60	119.41
80	159.72
82.5	169.80
85	179.875

Berechnete Anpassungen im Dump umsetzen

Nun müssen die neu berechneten Werte wieder zurück in den EEPROM.

Das vierte Kennfeld wird fast vollständig ersetzt (da wir ja neu skaliert haben), bei den anderen drei passen wir nur die drei obersten (untersten) Werte an.

A/D-Wert

Adresse	A/D alt DEZ	A/D neu DEZ	A/D neu HEX
0x1F5 & 0x1F4	162	129	00 81
0x1F7 & 0x1F6	162	149	00 95
0x1F9 & 0x1F8	162	162	00 A2
0x1FB & 0x1FA	246	246	00 F6
...	...	...	...

Liter 1

Adresse	Liter alt DEZ	Liter neu DEZ	Liter neu (DEZ * 8) -> HEX
0x205 & 0x204	78	85	02 A8
0x207 & 0x206	78	82.5	02 94
0x209 & 0x208	78	80	02 80
0x20B & 0x20A	60	60	01 E0
...	...	...	...

Liter 2

Adresse	Liter alt DEZ	Liter neu DEZ	Liter neu (DEZ * 8) -> HEX
...	...	...	...
0x21D & 0x21C	60	60	01 E0
0x21F & 0x21E	78	80	02 80
0x221 & 0x220	78	82.5	02 94
0x223 & 0x222	78	85	02 A8

Zeiger

Adresse	Zeiger alt DEZ	Zeiger neu DEZ	Zeiger neu (DEZ * 8) -> HEX
0x225 & 0x224	4.625	4.625	00 25
0x227 & 0x226	18.625	18.625	00 95
0x229 & 0x228	48.5	38.78	01 36
0x22B & 0x22A	92.25	79.1	02 78
0x22D & 0x22C	136	119.41	03 BB
0x22F & 0x22E	179.875	159.72	04 FD
0x231 & 0x230	179.875	169.8	05 4E
0x233 & 0x232	179.875	179.875	05 9F

Jetzt sind wir wieder Hexadezimal unterwegs. Die neuen Hex-Werte nun wieder dorthin schreiben, wo sie vorher standen (Byteflip nicht vergessen, aus "05 9F" wird im Dump "9F 05").

Fazit

Die Anpassung der Tankkennlinie ist im Vergleich zum Entfernen der Plateaufunktion sicherlich aufwändiger. Aber die Grundprinzipien bleiben die gleichen.

Ich habe bei mir die Tanknadel wie hier beschrieben angepasst und die ganz oben angesprochenen Phänomene sind nicht mehr präsent:

• Nach dem Volltanken werden mir nun 83 - 84 l in der MFA angezeigt. Tanke ich nach dem ersten "Klicken" noch ein wenig mehr, erscheint auch die "85 l" im Display.
• Die Tanknadel bewegt sich nach dem ersten verbauchtem Liter, also nach gut 12 - 13 km (Reichweite mit 85 l = 1.100 km | 7.7 l / 100 km). Gleichzeitig springt in der MFA der Wert von "85l auf 84l" (Eigenbau canMFA - vergleichbar mit ColorMFA, also nicht die originale)
• Zeigt die Nadel "1/2", habe ich knapp die Hälfte meiner Reichweite verbraucht. Die "erste" Hälfte fällt nun gleich "schnell" wie die zweite

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