Die meisten Stage 2 Ladedruckabschaltungen am MED17 werden auf den Turbolader geschoben. Meistens liegt es gar nicht am Turbo. Die Monitore die den Ladedruck überwachen werden zum begrenzenden Faktor lange bevor die Hardware es wird, und wenn man nicht weiß wo man suchen muss schraubt man immer wieder an derselben Schwelle die nie das eigentliche Problem war. Dieser Fall geht durch einen Mercedes GLA 180 bei dem unsere ersten beiden Stage 2 Versuche jeweils unter Last die Drosselklappe geschlossen haben, was das Logfile tatsächlich gezeigt hat, und was beim dritten Versuch nötig war um es zu beheben.
Das Fahrzeug
Das Fahrzeug ist ein Mercedes GLA 180 mit dem M270 DE16 AL, ein 1.6 Liter Turbo mit Direkteinspritzung und 10.3:1 Verdichtung. Serie liefert er 122 PS und 200 Nm bei rund 1.1 bar relativem Spitzenladedruck. Das Steuergerät ist ein Bosch MED17.7.2 mit Projektcode 3472T. Wer sehen will was hardwareseitig auf der Mercedes Linie verfügbar ist, findet auf der GLA Modellseite die ECU Varianten die wir für diese Plattform in unserer Datenbank haben.
Das Interessante an diesem Auto ist der Turbolader selbst. Der IHI AL0069 ist exakt dieselbe Einheit die im GLA 250 und CLA 250 sitzt, wo er 211 PS aus dem 2.0 Liter holt. Gleicher Verdichter, gleiches Gehäuse, gleicher Aktor. Auf dem 1.6er ist er überdimensioniert, und genau deshalb liegt eine realistische Stage 2 auf dieser Plattform komfortabel zwischen 180 und 195 PS bei 1.30 bis 1.40 bar relativ. Stage 1 Dateien die wir auf diesem Motor sehen pendeln sich um 175 PS und 310 Nm bei 1.25 bis 1.30 bar relativ ein. Die Decke liegt nirgendwo in der Nähe des Turbos. Die Decke liegt in der Software.
Das Symptom
Unsere ersten beiden Stage 2 Versuche an diesem Auto produzierten exakt denselben Fehler. Unter Last aus niedrigen Drehzahlen riss das Steuergerät die Drosselklappe zu, das Fahrzeug fiel für 30 bis 60 Sekunden in den Notlauf, und kam erst nach einem Zündzyklus wieder voll zurück. Keine Warnleuchte, kein abgespeicherter DTC, einfach eine Drosselklappe die sich selbst schloss während der Fahrer noch volle Leistung anforderte. Jedes Rework nach dem ersten hob einfach die absolute Überdruckschwelle in der Hoffnung dass das reicht, und jedes Rework nach dem ersten schaltete erneut ab.
Also haben wir das Auto wieder auf die Straße gebracht mit einem laufenden Vediamo Logger und den Cut auf Kommando reproduziert. Dieses Logfile war es was uns zeigte dass das kein Überdruckproblem ist auf die Art wie es alle annehmen.
Was geloggt wurde
Wir haben einen Vediamo Datalog mit 50 ms Auflösung während der Fehlerreproduktion gezogen, über 135 Sekunden und gut elftausend Samples. Acht Kanäle wurden aufgezeichnet und in fünf Panels gruppiert sodass die Beziehungen zwischen ihnen auf einen Blick sichtbar werden. Das ist das Layout das wir bei jeder MED17 Diagnose verwenden, weil die Geschichte des Cuts erst dann Sinn ergibt wenn man Pedal, Drosselklappe, Ladedruck, Last und Wastegate gemeinsam auf einer Zeitachse sehen kann.
DT_Saugrohrdruck · hPa
DT_Motorlast · %
DT_Pedalwertgeber · %
Alles was die Diagnose braucht steckt in diesen fünf Panels. Das Pedal sagt was der Fahrer anfordert. Die Drosselklappenstellung sagt was das Steuergerät bereit ist zu geben. In dem Moment wo diese beiden auseinanderlaufen überstimmt das Steuergerät den Fahrer, und der Grund liegt fast immer in einem Monitor der irgendwo anders in der Kalibration ausgelöst hat.
Das Fehlerereignis
Der Cut passiert schnell. Zwischen dem Moment in dem die Pedalbelastung stabil wird und dem Moment in dem die Drosselklappe zuschnappt vergehen etwa anderthalb Sekunden.
| t (s) | Drehzahl | Pedal | Drosselklappe | Last | WG Tastverh. | Ladedruck (hPa) | MAP (hPa) | Lambda |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 46.0 | 1568 | 46.0% | 78.8° | 85.8% | 90.3% | 1165 | 1187 | 1.05 |
| 46.5 | 1830 | 51.1% | 78.8° | 93.5% | 90.3% | 1268 | 1281 | 1.04 |
| 47.0 | 2035 | 55.2% | 78.8° | 111.5% | 59.3% | 1489 | 1506 | 1.04 |
| 47.5 | 2344 | 54.6% | 78.8° | 151.7% | 50.7% | 1881 | 2001 | 1.01 |
| 48.0 | 2784 | 54.6% | 78.3° | 191.4% | 34.8% | 2481 | 2465 | 1.06 |
| 48.3 | 2974 | 62.6% | 20.6° | 108.6% | 9.0% | 2275 | 2184 | 1.11 |
| 48.5 | 2928 | 69.3% | 9.6° | 57.7% | 9.0% | 1360 | 876 | 1.08 |
Der Spitzenladedruck erreichte 2481 hPa, was etwa 1.48 bar relativ entspricht. Die Motorlast erreichte 191.4 Prozent, gegen die Sensordecke gepresst. Bei t=48.3 fällt die Drosselklappe von 78 Grad auf 20 Grad ab während das Pedal noch immer auf 62.6 Prozent gehalten wird. Das ist das Steuergerät das sich selbst herunterregelt, nicht der Fahrer der lupft.
Hier ist was die ersten beiden Versuche so frustrierend gemacht hat. Die absolute Überdruckschwelle in der fehlerhaften Datei lag bei 2500 hPa. Die gemessene Spitze lag bei 2481 hPa, nur neunzehn hPa darunter. Diese Lücke ist klein genug dass der absolute Pfad plausibel von selbst hätte auslösen können, entweder auf einem Sample das unser 50 ms Log verpasst hat oder auf Sensorrauschen das direkt an der Schwelle saß. Aber sie war auch klein genug dass uns klar war dass ein weiteres Anheben der absoluten Zahl allein keine saubere Lösung bringen würde. Etwas anderes musste daneben im Spiel sein, und der Abweichungspfad war der naheliegende Ort um als nächstes nachzusehen.
Was MED17 wirklich prüft
Der MED17.7.2 verlässt sich nicht auf eine einzige Überdruckprüfung. Er fahrt zwei davon parallel, und sie teilen sich dasselbe Füllungs Klemmbit sobald eine von beiden auslöst. Der erste Pfad ist der den jeder kennt: tatsächlicher Ladedruck gegen eine feste Druckschwelle. Schwelle überschritten, Fehler verriegelt, Leistung weg. Der zweite Pfad ist deutlich leiser, und er fängt weit mehr Dateien als der erste. Er vergleicht in jedem Zyklus tatsächlichen Ladedruck mit Sollladedruck und feuert sobald die Lücke eine Toleranz für ein Debounce Fenster überschreitet.
Die Toleranz für diese zweite Prüfung ist keine einzelne Zahl. Sie liegt in einer Tabelle deren erlaubte Abweichung schrumpft sobald der Ladedruck Sollwert weiter über den Basiswert wandert. Bei seriennähen Stage 1 Zielwerten ist die Toleranz großzügig genug dass normaler Spool Überschwinger durchgeht. Schiebt man den Sollwert ins Stage 2 Gebiet und lässt die Toleranztabelle stehen, wird normales Turbo Verhalten von selbst genug um den Monitor auszulösen. Keine Warnung, kein DTC, kein fettes Gemisch, nichts visuell im Log außer der Drosselklappe die schließt.
Sobald einer der beiden Pfade auslöst klemmt das Steuergerät die maximale Zylinderfüllung. Die einzige Möglichkeit wie der physische Motor diese Klemme respektieren kann ist dass die Drosselklappe schließt bis die Füllung passt, und genau das zeigt das Log bei t=48.3. Und weil die Klemme verriegelt ist bleibt sie aktiv bis der Motor abgestellt wird. Genau deshalb hat der Kunde von einer langen Notlaufepisode berichtet die nur durch einen Zündzyklus verschwand. Der Motor erholte sich nicht. Der Fehler stand einfach da, hielt die Klemme, wartete darauf gelöscht zu werden.
Die vorherigen Versuche hatten die absolute Schwelle angehoben und die Abweichungstabelle auf Serienwerten stehen lassen. Diese Kombination ließ die Datei auf der Kante beider Pfade gleichzeitig balancieren. Die gemessene Spitze lag neunzehn hPa von der absoluten Wand entfernt. Basierend darauf wieviel der tatsächliche Ladedruck in dieser Drehzahlband über dem Sollwert lag saß sie auch direkt auf der Abweichungswand. Einer von beiden löste aus. Von außen sehen sie identisch aus, und genau deshalb kam der Fehler immer wieder, egal wie hoch die absolute Schwelle geschoben wurde.
Was wir geändert haben
Der erste Schritt war den Ladedruck Sollwert selbst zu senken. Unsere früheren Reworks hatten den Turbolader nach zu viel Druck gefragt, und ein Turbolader reagiert auf eine plötzliche Pedalanforderung indem er das Ziel überschwingt bevor er sich wieder darauf einpendelt. Dieses Überschwingen war ein großer Teil dessen was den Alarm auslöste. Wir haben das Ziel von etwa 1.45 bar zurück auf zwischen 1.30 und 1.35 bar relativ gezogen. Das Auto verliert nahezu nichts an den Rädern weil die Leistungskurve auf diesem Lader zwischen diesen beiden Drücken bereits nahezu flach verläuft, aber das niedrigere Ziel bedeutet ein kleineres Überschwingen, und ein kleineres Überschwingen gibt dem Alarm Luft zum Atmen. Die meisten Tuner wollen diesen Schritt nicht gehen weil er auf dem Papier wie ein Rückschritt aussieht, und auf einem Kundenauto ist es meistens der Schritt der die Datei wirklich zum Laufen bringt.
Von da an lag die eigentliche Arbeit auf dem Abweichungsalarm selbst. Im Steuergerät sitzt eine Tabelle die festlegt wieviel zusätzlichen Ladedruck der Motor über dem produzieren darf was das Steuergerät angefordert hat, und erst darüber hinaus wird es als Fehler gewertet. Diesen Spielraum haben wir über den Drehzahl und Lastbereich verbreitert in dem eine Stage 2 Datei tatsächlich ihre Zeit verbringt. Das war die Änderung die jedem früheren Versuch gefehlt hat, und ohne sie ist keine Anhebung der absoluten Zahl jemals genug um die Cuts loszuwerden. Wir haben dem Alarm außerdem eine etwas längere Zündschnur gegeben, sodass eine kurze Druckspitze während des Anströmens kommen und gehen kann ohne dass das Steuergerät es als echten Fehler behandelt und etwas verriegelt.
Die Drehmomentseite der Kalibration musste mit der Ladedruckseite mitziehen. Das Steuergerät schaut nicht nur auf den Ladedruck. Es schaut auch wieviel Drehmoment der Motor produziert, in absoluten Zahlen und Gang für Gang, und es vergleicht die tatsächliche Motorausgabe mit dem Drehmoment das die Drosselklappenstellung sagt es sollte produziert werden. All diese Zahlen sind für einen serienmäßigen 122 PS Motor kalibriert, und sie haben keine Ahnung dass jetzt eine Stage 2 Datei oben drauf sitzt. Schiebt man mehr Ladedruck rein und lässt die Drehmomentlimits seriennah, feuert die Drehmomentseite des Steuergeräts ihre eigene Schutzfunktion und schließt die Drosselklappe genau auf dieselbe Weise wie es die Ladedruckseite tut, und vom Fahrersitz aus kann man nicht sagen welche von beiden ausgelöst hat. Das ist einer der leiseren Gründe warum aggressive Dateien sich auf der Straße nervös anfühlen, und es ist eines der ersten Dinge die wir bei jedem Rework anfassen.
Zusätzlich zu alldem haben wir auch die absolute Überdruckschwelle angehoben, mit echter Reserve über dem neuen Peak statt der symbolischen Anhebungen die die früheren Versuche verwendet hatten. Wir haben aufgeweicht wie hart das Steuergerät die Drosselklappe klemmt falls dieser Pfad jemals aus einem echten Grund auslöst, sodass ein echter Fehler das Auto bis nach Hause fahrbar lässt statt es bei nahezu null Leistung festzuhalten. Die Klopferkennungseinstellungen wurden auf die neuen Lastpunkte ausgerichtet sodass das Steuergerät weiterhin auf echtes Klopfen an den richtigen Stellen bei Stage 2 Last hört. Und die VIN, Wegfahrsperre und Sicherheitsbereiche wurden Byte für Byte gegen die Seriendatei verifiziert, sodass null Chance auf einen Nichtstart oder einen Codingfehler nach dem Flashen besteht.
Ergebnis
Datei aufs Auto geflasht und Back to Back gegen die alte getestet. Keine Cuts, keine gespeicherten Codes, keine Notlaufmomente während einer langen gemischten Probefahrt durch genau dieselben Lastpunkte die den Cut früher zuverlässig ausgelöst haben.
Nicht jeder Stage 2 Fehler ist ein Hardware Limit. Speziell beim MED17 ist der Abweichungspfad derjenige der die meisten Stage 2 Reworks auslöst die nach Überdruck aussehen aber keiner sind, und er bleibt unsichtbar bis man weiß wonach man sucht. Wer eine Datei fährt die unter Last abschaltet während der Spitzenladedruck nahe an aber nicht klar über der bekannten Schwelle sitzt, sollte hier zuerst nachsehen. Wer möchte dass wir das Rework übernehmen, findet auf der Chiptuning Dienste Seite was für die M270 Familie verfügbar ist, oder kann direkt auf der GLA Seite nachsehen ob die exakte ECU Variante in unserer Datenbank steht.