Projektstatus: Aktuell

HLM steht für HitzdrahtLuftMassenmesser. Die Funktionsweise ist relativ einfach, ein Draht wird auf 100°C aufgeheizt und durch die den Draht passierende Luft wieder abgekühlt. Der Strom, der notwendig ist um den Draht bei 100°C zu halten ist das Maß für die Luftmasse. Mit der Zeit verschmutzt der Draht und muss freigebrannt werden. Das passiert indem er auf ca 1000°C aufgeheizt wird. Und genau hier liegt auch die Schwachstelle der HLM, die Anzahl der Freibrennzyklen ist endlich, Bosch gibt im Datenblatt 10000 Zyklen an.

Ersatz für die HLM gibt es nicht mehr. Eine Zeit lang gab es von Bosch generalüberholte HLM für 800€ das Stück. Ein M70 hat zwei Stück davon. Aber mittlerweile sind sie auch nicht mehr verfügbar. Es muss also ein Ersatz her, der nachhaltig ist.

Der BMW verwendet den HLM vom Typ HLM-2-12 mit der Nummer 0 280 212 025, hier ist die Kennlinie dazu:

Wie man sieht, ist die Kennlinie alles andere as linear, auch mit einem Polynom kommt man hier nicht weiter... Die Lösung des Problems heißt "spline Interpolation". Die gepunktete Linie zeigt diese Art der Interpolation.

Die Antwort auf die ursprüngliche Frage (was tun, wenn kein HLM LMM verfügbar ist) heißt HFM, ein HeißFilmMassenmesser. Die Funktionsweise ist der eines HLM ähnlich, außer dass ein Film aufgeheizt wird und vor allem, der Sensor kriegt nicht den ganzen Luftstrom ab, der Sensor sitzt im Bypass.

Als Ersatz kämen grundsätzlich diese Typen in Frage:

• HFM5, analoger Ausgang
• HFM6, digitaler Ausgang
• HFM7, wahlweise analoger oder digitaler Ausgang
• HFM8, SENT Schnittstelle

Analoger Ausgang: hier wird die gemessene Luftmasse über eine Spannung in Bereich zwischen 0v und 5v ausgegeben.

Digitaler Ausgang: bei einem digitalen Ausgang wird die Spannung als Frequenz ausgegeben, meistens liegt sie zwischen 2kHz und 14kHz, höhere Frequenz entspricht dabei größeren Luftmasse.

Für welchen Typ man sich auch immer entscheidet, ist der Ablauf immer identisch:

• Erfassung des Signals, über ADC oder Input Capture
• Umrechnung in die Luftmasse
• Nachschlagen der Luftmasse in der Kennlinie des Ziel-Luftmassenmessers
• Ausgabe des Signals

Die ersten beiden Punkte beziehen sich auf den neuen HFM, die beiden letzten auf den alten HLM.

Mein Adapter ist um eine STM32 mit 144MHz MCU gebaut. Die Kennlinien liegen in einem 2Mbit EEPROM, das über I²C angebunden ist. Die Kennlinien sind mit Hilfe von TunerStudio konfigurierbar, genau so lassen sich auch Live-Werte im TunerStudio anzeigen. Da die STM32 mit 3,3v laufen, wird der Spannungspegel mit einem Spannungsteiler angepasst. Ebenso wird auch das Ausgangssignal vom STM32, welches mit einem DAC erzeugt wird, mit einem Operationsverstärker angepasst. Zusätzlich wird eine Referenzspannung von 5v für den HFM erzeugt. Zum Konfigurieren wird TunerStudio verwendet, über USB (Full-Speed) angeschlossen.

So sieht der fertige Adapter aus, zwei Kanäle, vier Lagen: