PÖL-Steuerung

Moin,

ich bastele gerade an einer µC-PÖL-Steuerung für eine 2-Tank-Lösung mit je einem 2/3-Wegeventil (Sirai o.ä.) in Vor- und Rücklauf und einer PÖL-Pumpe (Facet o.ä.); abgestimmt auf den T4 (TDI).

Im wesentlich schaltet sie auf Grundlage von einigen Parametern (Zeit, WT-Temperatur, Tankinhalt, Geschwindigkeit, PÖL-Druck vor/hinter Filter, Motor/Zündung) zwischen Diesel, PÖL und Piesel (getaktet für Stadtbetrieb) um, überwacht und steuert den Rücklauf (Diesel-/Pöltank), das zeitgesteuerte Spülen und ermöglicht ein paar Plausibilitätsprüfungen und einen geführten Selbsttest der Komponenten.
Status und einige Parameter werden auf einem 4x20-Display dargestellt. Die Bedienung erfolgt über 2 Schalter (Taxi) und einen Taster sowie im manuellen Betrieb über zusätzliche Schalter, mit denen jede Komponente getrennt angesteuert werden kann (Pumpe und Ventile).

Ich bin nun auf der Suche nach bzw. Bestätigung von sinnvollen Parametern; zusätzliche Ideen für die Steuerung sind auch willkommen. Das habe ich bislang geplant:

WT-Temperatur:
Erstmalig auf PÖL bei 70 Grad, zurück auf Diesel bei <60 Grad?

Zeit:
Grundsätzlich 2 min Dieselbetrieb nach dem Anlassen unabhängig von anderen Parametern.

Druck:
Filterproblem ab 500 mbar Unterschied vor/hinter PÖL-Filter, dann zurück auf Dieselbetrieb?
(Facet 'produziert ca. 700 mBar?)

Geschwindigkeit:
<50 km/h für Zeit x -> Stadt/Stau => Piesel-Betrieb (Taktung)?
Zurück auf PÖL >60km/h.
(wg. ESP-Vorrat ziemlich träge ;-))

Pieseltaktung:
20% Diesel dazu? Ein Takt dauert 10s (8s PÖL, 2s Diesel)?
Rücklauf immer in den PÖL-Tank. Einstellbar z.B. 10-50%?

Tank:
Leer -> Diesel.

Spülzeit:
Spülen immer in den Pöltank. Spülzeit (von PÖL-/Pieselbetrieb) 2min, einstellbar bis 5min?

PÖL-Pumpe:
Immer an, wenn PÖL-/Pieslbetrieb? Oder könnte man die mit niedriger Frequenz takten (z.B. 2min an, 2min aus)?
Oder Betrieb abhängig vom Druckunterschied vor/hinter Filter?

Steuerung:
1. Schalter: Vorwahl Diesel/PÖL
2. Schalter: Vorwahl Normal-/Stadtbetrieb (Stadt=getaktet Piesel)
3. Taster: Display-Steuerung, Test, Spülen und von Spülen/gespült zurück in den Betrieb gemäß 1. und 2. Schalter.

Display:
1. aktueller Betriebsmodus (Diesel, PÖL. Spülen mit Restzeit, ...) und Vorwahl
2. Tankinhalt in Liter und Balkengrafik
3. Zustand Pumpe, Stadtbetrieb
4. WT-Temperatur, Filter-Druck
?

Für Ergänzungen, Korrekturen, konkrete Zahlen etc. wäre ich dankbar.

zaydo

Moin,

>klingt super spannend - für wann möchtest Du denn das Ganze fertig haben?

Die Schaltung (inkl. Layout) ist soweit fertig; ungetesteter Entwurf. Das Programm wird so langsam. Soll auf jeden Fall noch dieses Jahr fertig werden

>Aktuell bin ich dabei meine TDI 75KW mit 2-Tank System umzurüsten.....
>Die Spülung nach Fahrtende sollte ca 45 min (einstellbar, [aussen-]temperaturabhängig???) nach dem abschalten des Motors erfolgen - bis dahin ist der Start mit PÖL ungefährlich.

Verstehe ich nicht ganz.
Grundsätzlich kann man nur mit laufendem Motor spülen, damit der das PÖL aus den Leitungen und der ESP (Speicher) kommt. Eine Steuerung kann leider nicht erkennen, dass der Motor in ein paar Minuten abgestellt wird

>Gruß
>David

zaydo

Moin,

[...]
>Aber wie ich mein Geschick kenne vergesse ich das oder plane eigentlich gleich nochmal wegzufahren und lasse es bewußt beim PÖL, dann kommt wiedermal irgendwas dazwischen und dann steht man morgens doch wieder mit kaltem PÖL in den Leitungen da!

Das ist wohl das Hauptproblem. Und es gibt keine wirklich praktikable Methode, das zu automatisieren

>Sag mal Zaydo, gibt´s nicht irgendwas um PÖL elektrisch vorzuwärmen?

Klar, Prinzip Tauchsieder. Problem: Du kannst Dich nur entscheiden zwischen 'PÖL etwas erwärmen' und 'Motor starten können' ;-))

>Das könnte man dann prima an die Programmierung der Standheizung anschließen, so das Motor und PÖL gleichermaßen vorgewärmt werden...?!?

Das könnte man bei der Wasserstandheizung ev. auch per Heizrohr (z.B. am Wärmetauscher angeschlossen) im Tank machen. Aber der Aufwand ist hoch und es geht viel Wärme im Tank verloren; sinnvoll ist es wohl auch nur dann, wenn der Tank isoliert ist.

zaydo

Moin,

[...]
>Eigentlich müsste doch der Kraftstoff(f)ilter reichen.

Wenn er vorgewärmt ist. Denn bis das erste PÖL von der ESP zurück ist, fliesst kaltes PÖL zur ESP.

>Da hätte man dann schon mal warmes Pöl zum starten (und noch dazu näher dran, als aus dem Tank).

Letzteres ist nicht so wild, wenn ein Vorförderpumpe genutzt wird.

>Tomy

zaydo

Moin,

[...]
>hast du eigentlich schon abgeklärt, was in der ESP passiert, wenn die Facet dort ständig Überdruck produziert?

Du sprichst direkt mein größtes Problem bei der Sache an: ich weiss es nicht.

Ursprünglich hatte ich auf Wunsch des 'Autraggebers' eine Steuerung der Pumpe in Abhängigkeit vom Druck hinter dem Filter angedacht. Habe ich aber verworfen, weil sich die Facet nicht wirklich regeln lässt.
Eine Taktung mit niedriger Frequenz (z.B. alle paar Sekunden kurz an) ist wegen der wahrscheinlich die Lebensdauer verkürzenden Arbeitsweise auch keine Lösung.
Auf der anderen Seite wird man die Pumpe gerade in der kalten Jahreszeit brauchen, um das PÖL aus den Tank zu holen.

Bliebe noch eine 'mechanische' Lösung per Überdruckventil, über das PÖL um die ESP fliessen kann, wenn der Druck zu hoch wird, oder per Druckminderer. Ist aber auch wieder ein ziemlicher Aufwand.

Soweit ich weiss, liefert die Facet einen Druck von ca. 0,7bar; hinter dem Filter wird er wohl etwas niedriger sein. Nur, was schadet, wenn überhaupt, der ESP?

Hast Du eine Idee?

>Gruß,
>Andreas

zaydo

Moin,

[...]
>Bis ich mal im FMSO von einem kompetenten Schreiber las, dass das nicht so besonders der Lebensdauer der Dichtungen in der ESP zuträglich sein soll.

Gut, das ist schon mal ein Ansatz für eine Suche in FMSO und bei google.

>Ab dann hatte ich die Facet abegklemmt, das Ganze funktionierte problemlos und bis dato hat der Pöscho morgens einen Sog von 0,2 bar - wenn die Kiste warm ist, dann an 0 bar herum.

Hmm, bislang ist nur geplant, den Druckunterschied vor und hinter dem Filter zu überwachen, um Aussagen über die Filtergängigkeit machen zu können; Druckdifferenz zu groß -> Dieselbetrieb. Wenn die FVP aus ist, bringt das allerdings nicht viel. Vielleicht ist es doch besser, 'nur' den (Unter-)Druck hinter dem Filter messen.

>Wenn es mal unter die 0 Grad geht, wird die Facet wieder aktiviert werden müssen und ich werde einfach einen Schalter einbauen, mit dem ich je nach Druckzustand die Pumpe schalte.

Die Facet baut den Druck ziemlich schnell auf. Wenn der Schalter keine große Hysterese hat, wird das eine wilde Schalterei, die die Pumpe wahrscheinlich nicht lange überlebt.

>Lösungsansätze?
>Ich hab hier eine Hardi MP 77 liegen, die eine Sauglänge von 2,50 m hat, 0,2 bar liefert und in der Stunde 3-4 Liter liefert. Auch nicht das Richtige - aber es muss doch im Hydraulikbereich entprechende Pumpen bzw. Lösungen geben.
>Die Facet scheint etwas zuviel Druck aufzubauen. Sie ist nicht regelbar. Das sind die Schwachpunkte.

Habe gerade mal gegoogelt: im Heizungsbaubereich, aber auch im Bereich Dieselmotoren gibt es sogenannte Überströmventile. Z.B. für Heizungen habe ich erschwingliche (<20 Euro) gefunden, die von 0 bis 0,5 bar einstellbar sind.
Und tatsächlich habe ich selbst ein solches auf dem Dachboden (dort steht die Heizung) eingebaut, um Geräusche in der Anlage zu beseitigen
Einziger Nachteil: meist haben sie etwas größere Anschlüsse. Aber das sollte kein Problem sein. PÖL dürften die wohl auch vertragen.

[...]
>Ich hab mich bis dato auch nicht wirklich ernsthaft mit Dieters Problemen auseinandersetzen müssen. Hab ja schließlich nur einen ollen AAB

Soviel anders sind die ja auch nicht

>Gruß,
>Andreas

zaydo

Moin,

>wie wäre es denn mit einem kleinen (0.5 - 1l) Zwischentank, evtl. beheizt, in der Nähe der ESP, der über die Pumpe mit ner relativ hohen Hysteres (100ml) gefüllt wird, und aus dem die ESP dann das Pöl saugt.

Wäre eine Möglichkeit. Allerdings ist der Aufwand auch regelungstechnisch recht hoch und man fügt natürlich weitere mögliche Fehlerquellen ein.

>Tomy

zaydo

Moin,

>ich hatte vor, mit einer c-control von Conrad ähnliches zu realisieren. Da ich aber schon zu lange der Progammier-Materie raus bin, hab ich aus es Zeitmangel fallen gelassen.
>Wäre aber sehr Deinem Ergebniss interessiert.

Die werde ich natürlich in geigneter Form bekannt geben.

>Du würderst für Dein Layout/Stückliste/Programm gegen entsprechende Entwicklungskostenbeteiligung (boh langes Wort...) sicher viele Abnehmer finden!

Das werde ich, wie bei meinen Schaltungen üblich, kostenfrei zur Verfügung stellen.

>Hätte aber noch einen Funktionsvorschlag: Nach dem Motorstart wird die ESP mit dem kalten Diesel versorgt. Wenn Du nach erreichen der Motortemp. auf vorgeheiztes PÖL umschaltest, gibt es einen Temp-Schock für die ESP, der bei empfindlichen Pumpen bestimmter Bauart zu Schäden führen kann.

Ja, davon habe ich gelesen. Nur, wie schnell erwärmt sich die ESP?

>Die Alternative, den Wärmetauscher so einzubauen, daß auch der Diesel immer vorgeheizt wird, kann zu Dampfblasenbildung und damit Leistungsverlust beim Dieselbetrieb führen.
>Funktion: Das erste Umschalten auf Pöl mit veränderlicher Taktung erfolgen lassen, damit der heiße PÖL-Anteil innerhalb von einigen Minuten auf 100% hochgefahren wird und die ESP Zeit hat, sich entsprechend zu erwärmen.

Die Logik sieht derzeit so aus:
Immer nach einem Motorstart und unabhängig von anderen Parametern wird zunächst gespült (Vorlauf Diesel, Rücklauf PÖL); Dauer noch noch festgelegt, wird aber wohl so bei 30-60 Sekunden liegen.
Dann wird für mindestens 2 Minuten oder bis zum Erreichen von 70 Grad (vielleicht sogar 80) auf Dieselbetrieb (Vor-/Rücklauf Diesel) umgeschaltet.
Nach Ablauf der Zeit bzw. nach Erreichen der Temperatur wird abhängig von der anliegenden Geschwindigkeit (50/60km/h) entweder auf PÖL oder PIESEL geschaltet.

Im (un-)günstigsten Fall erfolgt die Umstellung auf 100% Pöl nach 30-60 Sekunden Spülen und 2 Minuten reinem Dieselbetrieb, also insgesamt nach ca. 2,5 bis 3 Minuten.
Kommt der Wagen nicht richtig auf Temperatur, fährt er nur auf Diesel. Schafft der Motor die 70/80 Grad, wird aber nicht schnell gefahren (z.B. Stadtverkehr), fährt er mit PIESEL.

Meine Annahme dabei ist, dass nach den o.a. Zeiten und nach Erreichen der o.a. Temperaturen die ESP so warm ist, dass sie die Umschaltung auf PÖL ohne Probleme verkraftet. Da auch eine Zeitlang Diesel über den Dieselfilter fliesst, erfolgt ja zusätzlich eine Dieselerwärmung im Filter.

Eine generelle 'Hochtaktung' des PÖL-Anteils wäre natürlich auch eine Idee. Als einziges Problem neben der Taktung selbst sähe ich, dass der Rücklauf mit Beginn der Taktung auf PÖL umgestellt werden muss. Es kann also keine Dieselvorwärmung im DiFi stattfinden; der Diesel bleibt während der Taktung kalt.
Zur Taktung: wahrscheinlich muss man hier eine relativ niedrige Frequenz wählen, damit das Magnetventil auf Dauer mitspielt. Ich dachte so an eine Taktdauer von mindestens 5 Sekunden, wobei das Ventil immer mindestens für 1 Sekunde betätigt ist. Konkret: 20% PIESEL = 4 Sekunden Diesel und 1 Sekunde Pöl, 80% = 1 und 4s.

Mein Problem: ich habe bislang keinerlei Erfahrungs-/Messwerte zum Temperaturverlauf in der ESP gefunden. Ich weiss auch nicht, wie schnell und auf welche Temperatur sich das kalte PÖL beim Durchlaufen des Wärmetauschers erwärmt.

>Stichwort Pöleinttrag TDI Schwachlast/Leerlauferkennung: Um Deine Schaltung auch für ältere Fahrzeuge ohne el. Tacho/Drehzahlmesser verwenden zu können, ist der Einsatz eines induktiven Näherungsschalters am Gaspedal oder Gaszug möglich.

Ein weiteres Problem
Eine sinnvolle Lasterkennung ist nicht trivial und ein schnelles Reagieren darauf wegen der Trägheit des Systems (Spritspeicher ESP) ist praktisch nicht möglich.
Mein Ansatz ist daher die Geschwindigkeit:
Werden 60km/h nach dem Motorstart nicht überschritten, bleibt es beim getaktetem PIESEL-Betrieb. Wird die 50km/h-Marke im PÖL-Betrieb unterschritten, wird auf z.B. 2 Minuten PIESEL umgeschaltet. Stimmen alle anderen Parameter (Temp, Druck...) noch, wird nach diesen 2 Minuten die Geschwindigkeit erneut geprüft. Unter 60km/h gibt es 2 weitere Minuten PIESEL, darüber PÖL.
Die Umschaltung ist zwar weitgehend vom Zufall abhängig (anliegende Geschwindigkeit nach den 2 Minuten). Da die Geschwindigkeit mehrmals in der Sekunde abgefragt wird und da die Umschaltung PÖL-DIESEL nicht weh tut, ist das aber nicht kritisch.
Und ich überlege, ob man das mit der Geschwindigkeit nicht noch weiter auflösen sollte: z.B. könnte man unter 30km/h einen Spülvorgang einleiten.

>Das hätte zudem den Vorteil, daß auch beim zügigen Stadtverkehr mit entsprechender Leistungsanforderung noch mit PÖL gefahren werden kann.

Tja, aber wie messen? Es genügt ja nicht, dass die Drehzahl mal für ein paar Sekunden hoch geht (stop%go).

>Frohes Schaffen wünscht
>Gruß Wolfgang

Danke, zaydo