[C4 AAR] Zusatzanzeigen für die KE3-Jetronic

[Hannibal_Smith]

Wollte euch mal vorstellen woran ich die letzten Jahre gearbeitet habe:

Seit ich dieses Auto habe wollte ich etwas mehr über die Motorparameter während der Fahrt wissen. In erster Linie ging es mir (damals als Student) darum den Verbrauch etwas in den Griff zu bekommen, bzw. meine Fahrweise zu optimieren. Neue Lambdasonde, Mengenteilerservice und Potiumbau haben das zwar über die Jahre obsolet gemacht, aber das technische Interesse ist geblieben. Wichtig war mir keine bunten Bildschirme zu verbauen. Es sollte so zeitgemäß und unauffällig wie möglich wirken.

Messsystem
Rausgekommen ist ein Bordcomputer der so gut wie alle Eingänge der beiden KE3-Steuergeräte überwacht. Er sitzt hinter dem Tacho in einer faustgroßen Box und basiert auf einem 80MHz-Microcontroller von Microchip. Die Signalumwandlung ist so ausgelegt das im Fehlerfall nichts beeinträchtigt werden kann. Der benötigte Kabelbaum hat rund 40 Anschlüsse die ich direkt an den Steckern der Steuergeräte und hinterm Tacho angeschlossen habe und in die werksseitigen Kabelkanäle gelegt habe. GPS, HUD und PC werden per MicroUSB verbunden (Leider kein besseres Foto parat)

Screenshot 2026-08-05 153241.png

OLED-Verlaufsgrafiken
Als Anzeige habe ich zwei monochrome OLED-Displays in den Tacho eingebaut, dort wo normalerweise diese Leiste mit unbelegten Kontrollleuchten ist. Bei Zündung an erscheint kurz das Audi-Logo, anschließend zeigt es den Signalverlauf der letzten 10 Sekunden. Die Anzeige erfolgt nach links fließend, ganz rechts ist immer der aktuelle Wert.
Links die Lambdaspannung, rechts die Luftmenge. Zusätzlich wird ein betätigter Volllast- und Leerlaufschalter im Zeitverlauf markiert.
Hier kann ich natürlich jeden beliebigen Messwert darstellen, diese beiden waren mir aber erstmal am wichtigsten.
Möglicherweise werde ich bald auch noch die Ganganzeige für die Abgastemperatur zweckentfremden (ihr wisst schon warum...

Screenshot 2026-08-05 153616.png

20260805_154815.jpg

Ein weiteres Wunschfeature war:

HeadUp-Display
Es ist am Armaturenbrett magnetisch befestigt und zeigt mir 3-stellig die Geschwindigkeit, einen Balken rechts mit 7 LEDs für die Drehzahl und einen symmetrischen Balken unten für den Druckstellerstrom.
Es passt sich automatisch an die Umgebungshelligkeit an und ist selbst bei voller Sonneneinstrahlung gut ablesbar. Im Dunkeln blendet es nicht. Es wird über einen RS232-Anschluss mit Daten versorgt (MicroUSB). Optisch positioniert ist es etwa auf der Mittellinie am Horizont.
Im HUD wird das Pendeln des Druckstellerstroms ±10 mA visualisiert, steht der Strom über einer Regelgrenze leuchtet nur die äußere weiße LED und die nebenstehende farbige, heißt bei Schubabschaltung springt der Balken ganz nach links (blau), bei Zündung ein ganz nach rechts (rot).
Beim Anfetten wandert der Balken nach rechts, beim abmagern nach links. Eine LED entspricht 2 mA. Normalerweise ist das HUD aus, ein ist es nur wenn man das Gas beim Einschalten der Zündung leicht gedrückt hält.

Testbild HUD.png

Screenshot 2026-08-05 153430.png

Hier bei hochsommerlicher Sonneneinstrahlung, eigentlich sieht man es viel besser:

20260805_150045.jpg

Was ich alles noch hardwaretechnisch aufzeichne aber noch nicht in der Software implementiert habe:

Wassertemperatur
Tankfüllstand
Höhengeber
Stromaufnahme Lambdaheizung
Abgastemperatur (Sensor noch nicht drin)
Aktivkohlebehälterventil
Leerlaufsteller-Tastverhältnis
Zündzeitpunktverstellung
Hallgebersignal
Dauer Kaltstartventilöffnung

Die einzigen Grenzen die das System momentan hat sind meine Programmierfähigkeiten. Implementiert ist aber bereits ein Diagnosemodus in dem ich am PC alle Signale im 10 ms-Intervall anzeigen lassen kann. Der Anschluss sitzt in der Ablage unterm Lenkrad. Hier kann ich auch Updates einspielen.

Praktisch ist die stufenlose Einstellbarkeit des Radumfangs. Ich habe es aktuell auf nur 1% Vorlauf eingestellt da ich keine Autos mag welche bei der Geschwindigkeit lügen. Eine GPS-Funktion ist auch vorgesehen, ein Radarwarner (festinstalliert) wäre also auch möglich.

Nachdem ich jetzt mehrfach kleinere Updates gemacht habe bin ich schon richtig zufrieden. Die Werte werden sauber und flüssig angezeigt und es funktioniert fast als wäre es eine Werkslösung. Ich denke es kann vorerst so bleiben, ein Projekt ist besser fertig als perfekt. (auch wenn mich das feature-creep teilweise noch juckt, siehe folgend

Aktuell teste ich noch ein Feature, bei dem die Lambdaspannung zeitlich gemittelt wird (~1-2s). Anschließend wird daraus ein "Gemisch-Wert" berechnet. Dies soll eine (träge) Breitbandlambdasonde nachbilden.

+10 bedeutet maximal fettes Gemisch
-10 bedeutet maximal abgemagert

Der Wertebereich wurde so gewählt, dass der Wert im HUD anstatt des DS-Stroms angezeigt werden kann. So kann ich live erkennen ob das Gemisch im Mittel passt und ob angefettet wurde. Aktiviert wird dieser Modus indem man das Gaspedal beim Einschalten der Zündung ganz durchdrückt.

[ParadoX]

Wie geil ist das denn?

[martind25]

Hammer, wow.

[Jan867]

Sehr cool, mannomann!
Man kann es sofort sehen, was für ein Fehler vorliegt, wenn die KE III mal herummuckt...

[Hannibal_Smith]

Danke für den Beifall!


Jetzt bin ich auch um einige Erkenntnisse reicher.

Früher habe ich oft mit durchgedrücktem Pedal im hohen Gang beschleunigt. Mein Gedankengang war es, die Drosselklappenverluste zu minimieren und dass bei niedrigen Drehzahlen sowieso immer die Lambdaregelung aktiv wäre.
Ich dachte eigentlich, dass die Anfettungsphase beim Drücken des VLS nur kurz dauert, bzw. nur bei hohen Leistungen vorgenommen wird um die Gasannahme zu verbessern oder den Brennraum zu entlasten.

Bei der KE3 ist das aber Blödsinn.
Sobald der Volllastschalter gedrückt wird, geht die Lambdaspannung auf Anschlag hoch. Egal ob man gerade mit 1000 oder 6000 U/min fährt. Es wird also immer massiv angefettet, und (was mich sehr verwundert hat) nochdazu zeitlich unbegrenzt.

Screenshot_20260806_213139.jpg

Ich bin heute eine lange und steile Bergstraße gefahren und habe dabei den Lambdamittelwert beobachtet.

Solange man das Gaspedal nicht komplett loslässt oder durchdrückt bleibt der 2s-Mittelwert fast exakt in der Mitte (400mV), was ich als λ=1 interpretiere. Der Momentanwert beschreibt dabei eine fast perfekte Sinusschwingung.
Es spielt auch keine Rolle ob man kurz vorm Begrenzer ist oder nur dahinrollt. Auch beim starken Beschleunigen wird immer auf λ=1 geregelt. Der Mittelwert bewegt sich fast nicht.

20260806_171324.jpg

Der Rasterabstand im Bild links beträgt 1s, rechts ist zwar ein größerer Zeitbereich dargestellt, aber auch hier hat das Raster 1s.

Gibt man jedoch Vollgas erkennt man, dass λ deutlich kleiner 1 wird sobald der VLS betätigt wird.
Nur, die letzten 10mm vom Gaspedal erzeugen unterhalb von 5000 U/min keinen spürbaren Unterschied...

Für mich bedeutet das: Ich bin jahrelang ziemlich verschwenderisch unterwegs gewesen, denn den VLS spürt man nicht am Pedal, im Gegensatz zur großen Drosselklappe.
Da ich gerade den Mittelwert auf der Frontscheibe einblende, lässt sich das jetzt erkennen.
Sobald der Balken nach rechts wandert bzw. rot wird, sollte ich das Gas leicht zurücknehmen.
Im Idealfall leuchtet nur die Mitte in weiß, bzw. bei Schubabschaltung wird links alles blau.

[Jan867]

Früher habe ich oft mit durchgedrücktem Pedal im hohen Gang beschleunigt. Mein Gedankengang war es, die Drosselklappenverluste zu minimieren und dass bei niedrigen Drehzahlen sowieso immer die Lambdaregelung aktiv wäre.
Ich dachte eigentlich, dass die Anfettungsphase beim Drücken des VLS nur kurz dauert, bzw. nur bei hohen Leistungen vorgenommen wird um die Gasannahme zu verbessern oder den Brennraum zu entlasten.

Bei der KE3 ist das aber Blödsinn.
Sobald der Volllastschalter gedrückt wird, geht die Lambdaspannung auf Anschlag hoch. Egal ob man gerade mit 1000 oder 6000 U/min fährt. Es wird also immer massiv angefettet, und (was mich sehr verwundert hat) nochdazu zeitlich unbegrenzt.

Drosselklappenverluste treten bei jedem Fahrzeug mit Drosselklappe auf, bei der KE III sind es eher Stauscheibenverluste. Oder Du baust Dir ein AGR-Ventil ein ... Im Vergleich zu einer EFI sollen die Stauscheibenverluste allerdings nicht so sehr hoch sein.

Am effektivsten ist es, nur mit 3/4 Last zu beschleunigen, also so weit, daß der Vollastschalter nicht ausgelöst wird. Das erspart nicht nur die Anfettung, die mit fast 10 mA im Drehzahlkeller sogar höher als bei höchster Drehzahl (6 mA) ist, sondern verhindert auch, daß der Vollastzündwinkel gefahren wird, der ca. 20°niedriger als der Teillastzündwinkel ausfallen kann. Also völlig anders, als bei einer sequentiellen Einspritzung.

1990 war die Programmroutine eben noch sehr einfach, und der Kat hat jegliche Schadstoffe gekillt, sobald er Betriebstemp hatte. Nicht schlechter, als der Schadstoffausstoß bei heutigen Neuwagen. Heute ist natürlich noch der Ausstoß bei kaltem Motor, Beschleunigung und das CO² hinzugekommen.

Man kann einen Fronti-NG mit 8 Litern/100 Km fahren, wenn man nicht über 120 Kmh fährt, kaum Kaltstarts verwendet und mit 3/4 Last beschleunigt, um möglichst schnell in den 5. Gang schalten zu können. Der Spaßfaktor ist also noch dabei. Wenn man den Spaßfaktor weglässt, schafft man es auf 7,5 l/100. Quattro und A6 kosten extra...

[5-ender]

Tolle Lösung!
Wenn die Programmierung, an den Kenntnissen in selbiger, an die Grenzen gerät,
versuch mal eine KI, wie Gemini, oder ChatGPT zu verwenden. Ich war überrascht,
wie sich damit in Python programmieren lässt. Genauso C für den Arduino...
Wenn das Prgramm mal nicht funktioniert, das Problem und den Code im Chat
hochladen und um korektur bitten.


MfG Chris