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ECD-V Serie Elektronisch gesteuerte Verteilerkolben-Einspritzpumpen

VORWORT Um den steigenden Anforderungen an Dieselmotoren hinsichtlich Emissionsreduzierung, Verbrauchs- und Geräuschreduzierung gerecht zu werden, wurde die elektronische Einspritzpumpensteuerung weiter verbessert. Dieses Werkstatthandbuch behandelt die elektronisch gesteuerten Pumpentypen ECD-V3, ECDV3 (ROM), ECD-V4 sowie die elektronisch gesteuerte Verteilereinspritzpumpe ECD-V5, einschließlich aktueller Beispiele. Dieses Handbuch geht weniger auf Theorie bzw. spezielle Funktionen ein sondern konzentriert sich auf die Beschreibung von Grundaufbau und Betrieb. Es wurde als Bezugs- und Schulungsmaterial erstellt, um das Wissen über elektronisch gesteuerte Verteilerpumpen-Einspritzsysteme, deren Einsatz Jahr für Jahr zunimmt, zu vertiefen.

INHALT Einleitung (Dieselmotor und Kraftstoffeinspritzsysteme) .............................. 1 Kapitel 1 (ECD-V3) ...................................................................................... 15 Kapitel 2 (ECD-V5) ...................................................................................... 63 Kapitel 3 (ECD-V4) ...................................................................................... 87

© 2000 DENSO CORPORATION Alle Rechte vorbehalten. Dieses Buch darf ohne vorherige schriftliche Genehmigung des Herausgebers weder als Ganzes noch auszugsweise kopiert oder vervielfältigt werden.

Einleitung Dieselmotor und Kraftstoffeinspritzsysteme

-1-

Einleitung - Inhalt 1. Dieselmotor ................................................................................................. 3 1-1. Vergleich mit Benzinmotor ............................................................................................. 1-2. Arbeitsweise des Dieselmotors ..................................................................................... 1-3.Verbrennungsprozess beim Dieselmotor ........................................................................ 1-4. Dieselklopfen ................................................................................................................ 1-5.Verbrennungskammer .................................................................................................... 1-6.Kraftstoff......................................................................................................................... 1-7. Abgasrauch ...................................................................................................................

3 4 5 6 6 7 9

1-8. Dieselmotorleistung ...................................................................................................... 10

2. Kraftstoffeinspritzsysteme ...................................................................... 12 2-1. Aufbau des Kraftstoffeinspritzsystems........................................................................... 12 2-2. Elektronisch gesteuertes Einspritzpumpensystem ......................................................... 13

-2-

1. Dieselmotor 1-1. Vergleich mit Benzinmotor Beim Benzinmotor wird das Ansaugluftvolumen durch die Drosselklappe gesteuert, die sich im Einlasstrakt befindet und mit dem Gaspedal verbunden ist. Die dem Luftvolumen entsprechende Kraftstoffmenge wird über das Einspritzventil eingespritzt. Die Luft-Kraftstoffmischung wird in den Zylinder gesaugt und dort komprimiert. In den Zylindern wird das Luft-Kraftstoffgemisch dann durch elektrische Funken für den Verbrennungsprozess gezündet. Beim Dieselmotor hingegen wird nur Luft während des Einlasshubs in den Zylinder angesaugt, wo sie stark komprimiert und dadurch stark erhitzt wird. Die Einspritzdüsen spritzen Dieselkraftstoff ein, der durch Selbstentzündung verbrannt wird. Da keine Drosselklappe vorhanden ist, bleibt das Ansaugluftvolumen unabhängig von Motordrehzahl und Last praktisch konstant. Aus diesem Grund wird die Motorleistung über die Steuerung der Einspritzmenge geregelt. Deshalb benötigt ein Dieselmotor ein Kraftstoffsystem, das sich vom Benzinmotor unterscheidet. Luftmengenmesser Luftfilter

Luftfilter

Einspritzdüse Zündkerze

Einspritzdüse

Drosselventil Einspritzpumpe

Benzinmotor (EFI)

Dieselmotor PQ0352

PQ0353

Anmerkung: In der untenstehenden Tabelle wird der Dieselmotor mit dem Benzinmotor verglichen. Dieselmotor

Benzinmotor

Selbstzündung

Fremdzündung

15~22

5~10

30~40

25~30

140~210

200~280

Zerstäubter, eingespritzter und

Vor Kompression zerstäubt

vermischter Zustand nach Kompression

und gemischt

Dieselkraftstoff

Benzin

Kraftstoffverbrauchsvolumen %

30~40

100

Kraftstoffkostenvergleich

50~60

100

Verbrennungszyklus Kompressionsverhältnis Thermischer Wirkungsgrad

%

Kraftstoffverbrauchswert

g/psh

Entstehung des Luft-Kraftstoffgemischs Kraftstoff %

-3-

1-2. Arbeitsweise des Dieselmotors Ein Motor, der pro Zyklus bzw. während zwei Kurbelwellenumdrehungen vier Kolbenhübe durchführt, wird als 4-Takt-Dieselmotor bezeichnet. Ein Motor, der pro Zyklus bzw. pro Kurbelwellenumdrehung zwei Zylinderhübe durchführt, wird 2-Takt-Dieselmotor genannt. In diesem Werkstatthandbuch wird die Arbeitsweise des 4-Takt-Dieselmotors beschrieben. Einlassventil Einlass Einlassventil

Auslass

Düse

Kompression

Verbrennung

PU0029

(1) Einlasshub Der Zylinder saugt frische Luft an, während der Kolben vom oberen Totpunkt zurückkehrt. Gleichzeitig öffnet sich das Einlassventil etwas, bevor der Kolben den oberen Totpunkt erreicht, um den Lufteinzug zu erleichtern. Das Ventil bleibt etwas über den unteren Totpunkt hinaus geöffnet, während sich der Kolben bereits wieder nach oben bewegt. (2) Kompressionshub Nachdem der Kolben den unteren Totpunkt erreicht hat und wieder nach oben steigt, schließt sich das Einlassventil. Dadurch wird die in dem Zylinder angesaugte Luft durch den Anstieg des Kolbens komprimiert. Da der Dieselmotor die Verbrennung durch Zündung des eingespritzten Kraftstoffs über die kompressionsbedingte Hitze auslöst, ist der Kompressionsdruck wesentlich höher als beim Benzinmotor. Selbst bei niedrigen Motordrehzahlen, wie z.B. beim Starten, besteht ein Kompressionsdruck von ca. 20 bis 30 kg/cm2. Die Kompressionstemperatur beträgt 400 bis 550 °C. (3) Verbrennungshub In der Endphase des Kompressionshubs wird der Kraftstoff über eine Düse eingespritzt, die sich im Zylinderkopf befindet. Die Kompressionshitze bringt die Mischung zur Selbstzündung. Dadurch entsteht eine spontane Verbrennung, bei der die Ausdehnung des Verbrennungsgases den Kolben nach unten treibt. (4) Auslasshub Kurz bevor der Kolben im Verbrennungshub den unteren Totpunkt erreicht, öffnet sich das Auslassventil und der resultierende Druckunterschied führt zur Gasableitung. Wenn der Kolben nach ieren des unteren Totpunkts ansteigt, wird das Gas aus dem Zylinder gedrückt. Wie bis jetzt beschrieben, führt der Motor die vier Takte “Einlass”, “Kompression”, “Verbrennung” und “Auslass” durch, während sich der Kolben im Zylinder zwischen dem oberen Totpunkt und unteren Totpunkt hin und her bewegt. -4-

1-3. Verbrennungsprozess beim Dieselmotor

Nachfolgend ist eine kurze Beschreibung des Verbrennungsprozesses beim 4-Takt-Dieselmotor aufgeführt. Die im Zylinder komprimierte Luft erreicht durch den Druck hohe Temperaturen. Wenn nun über die Düse Kraftstoff eingespritzt wird, werden die Kraftstoffpartikel stark erhitzt, ihre Oberflächentemperatur steigt an und sie beginnen zu verdampfen. Wenn der verdampfte Kraftstoff bei einer bestimmten Temperatur mit Luft vermischt wird, entzündet sich das Gemisch und verbrennt. Dieser Vorgang wird in Abbildung PQ0354 mit der Darstellung des Verhältnisses zwischen Rotationswinkel der Kurbelwelle und des Zylinderdrucks im Detail veranschaulicht. Der Verbrennungsprozess kann in vier Phasen (siehe nächste Seite) unterteilt werden.

Druck

Einspritzstart

Einspritzende

ng nu eh sd Au

(kg/cm2)

n sio es r p m Ko Zündverzögerung

Verbrennung Einspritzung

Oberer Totpunkt Kurbelwinkel (° ) PQ0354

(1) Zündverzögerung (zwischen A und B)

In der Darstellung PQ0354 ist die Zeitspanne zwischen A und B die Vorlaufphase, in der die in den Zylinder eingespritzten Kraftstoffpartikel Wärme von der komprimierten Luft aufnehmen, wodurch ein zündbares Luft-Kraftstoffgemisch entsteht. Zeitlich gesehen ist dies eine extrem kurze Zeitspanne, in der kein schneller Temperaturanstieg bzw. –druck stattfindet.

(2) Flammenausbreitung (zwischen B und C)

In der in Darstellung PQ0354 gezeigten Zeitspanne zwischen B und C entzündet sich das in der Vorlaufoder Zündverzögerungsphase entstandene Gemisch an einem oder mehreren Bereichen an Punkt B. Da sich die Verbrennung im Zylinder schnell ausbreitet, verbrennt das gesamte Gemisch praktisch gleichzeitig, wodurch wiederum der Druck sehr schnell auf Punkt C ansteigt. Der Druckanstieg wird in diesem Fall durch das Kraftstoffvolumen, das während der Zündverzögerungsphase eingespritzt wurde, sowie durch das Ausmaß der Zerstäubung beeinflusst.

(3) Direkte Verbrennungsphase (zwischen C und D)

In der Zeitspanne zwischen C und D (siehe Darstellung PQ0354) wird Kraftstoff auch nach Punkt C weiter eingespritzt und aufgrund der zwischen B und C entstandenen Flamme sofort, d. h. ohne Zündverzögerung, zwischen B und C verbrannt. Die in dieser Phase auftretenden Druckveränderungen können bis zu einem gewissen Punkt durch entsprechende Steuerung der Einspritzmenge manipuliert werden.

(4) Nachverbrennungsphase (zwischen D und E)

Die Kraftstoffeinspritzung ist bei Punkt D (siehe Darstellung PQ0354) beendet. Der bis zu diesem Punkt noch nicht vollständig verbrannte Kraftstoff wird in der Ausdehnungsphase zwischen D und E verbrannt. Diese Zeitspanne wird “Nachverbrennungsphase” genannt. Da in dieser Phase die Abgastemperatur ansteigt und der thermische Wirkungsgrad abnimmt, muss sie kurz gehalten werden.

Obwohl der Verbrennungsprozess in der Beschreibung in vier Phasen unterteilt wurde, können die Zündverzögerungs- und die Flammenausbreitungsphase als Vorbereitungs- oder Vorlaufphase der direkten Verbrennungsphase betrachtet werden. Diese Phase wirkt sich maßgeblich auf den Verbrennungsablauf ab. Deshalb sind der Öffnungsdruck der Einspritzdüse, das Zerstäubungsausmaß, der Kompressionsdruck und der Einspritzzeitpunkt kritische Faktoren. .

-5-

1-4. Dieselklopfen Das Klopfen eines Dieselmotors ähnelt dem Klopfen eines Benzinmotors, da es mit ungewöhnlichem Druckanstieg bei der Verbrennung zusammenhängt. Das Klopfen der beiden Motoren unterscheidet sich jedoch grundlegend im Zeitpunkt des Auftretens, in den Ursachen und in den Situationen. Dieselklopfen wird durch den schnellen Druckanstieg aufgrund einer spontanen Selbstzündung und Verpuffung des entflammbaren Luft-Kraftstoffgemischs verursacht, das in der Zündverzögerungsphase entstanden ist. Klopfen im Benzinmotor wird durch Selbstzündung unverbrannter Gemischreste hervorgerufen. Da das Luft-Kraftstoffgemisch direkt nach Ende der Flammenausbreitung verbrennt, kommt es zu einem lokalisierten Druckanstieg und beträchtlichen Druckunterschieden im Zylinder. Dies erzeugt starke Druckwellen, die Klopfgeräusche verursachen. Dieselklopfen tritt bei erschwerter Selbstzündung auf, während das Benzinmotorklopfen durch ungehinderte Selbstzündung entsteht. Ihre Ursachen stehen also im direkten Gegensatz zueinander. Beim Benzinmotor ist ein Klopfen eines der Anzeichen für abnormale Verbrennung. Hingegen beim Dieselmotor ist es sehr schwer, die normale Verbrennung von einer mit Klopfen verbundenen Verbrennung zu unterscheiden. Klopfen kann nur dahingehend differenziert werden, ob es durch rapiden Druckanstieg bzw. durch unterschiedliche Kräfte im Motor entstand. Wenn wir die Ursache in Betracht ziehen, müssen wir zum Verhindern von Dieselklopfen die Zündverzögerungsphase verkürzen. Generell sind Düsen darauf ausgelegt, die Einspritzmenge in diesem Zeitraum zu verringern. Andere Gegenmaßnahmen sind wie folgt: a. Verwendung von Dieselkraftstoff mit einer hohen Cetanzahl. b. Anheben der Zylindertemperatur (zur Erhöhung des Kompressionsdrucks). c. Optimierung der Kühlwassertemperatur. d. Optimierung des Einspritzzeitpunkts. e. Optimierung des Einspritzdrucks und der Zerstäubung.

1-5. Verbrennungskammer (1) Direkteinspritzungsverfahren Bei der Direkteinspritzung wird mit einer Düse direkt Kraftstoff in die Verbrennungskammer zwischen Zylinder und Kolbenkopf, wo die Verbrennung stattfindet, eingespritzt. In den vergangenen Jahren wurde die Direkteinspritzung aufgrund ihres niederen Kraftstoffverbrauchs und ihrer hohen Wirtschaftlichkeit für viele Motoren übernommen.

Einspritzdüse Verbrennungskammer Kolben

(2) Vorkammerverfahren Das Vorkammerverfahren verwendet eine Unterkammer, die sogenannte “Vorkammer”, die über der Hauptbrennkammer angeordnet ist. Kraftstoff aus der Einspritzdüse wird in die Vorkammer gespritzt, um dort bereits einen Teil des Kraftstoffs zu verbrennen. Der resultierende Druck presst den noch unverbrannten Kraftstoff mit erhöhter Geschwindigkeit in die Hauptkammer. Der dadurch im Zylinder erzeugte Wirbel sorgt für eine gründliche Vermischung von Kraftstoff und Luft. Folglich resultiert eine vollständige Verbrennung und ein guter Wirkungsgrad. -6-

PU0030

Düse Glühkerze Vorkammer

Hauptverbrennungskammer

Kolben

Entlüftungsbohrung

PU0031

(3) Wirbelkammerverfahren Das Wirbelkammerverfahren sieht eine kugelförmige Unterkammer, die sogenannte “Wirbelkammer” vor , die im Zylinderkopf bzw. im Zylinder angeordnet ist. Die durch den Kolben komprimierte Luft strömt in die Wirbelkammer und formt einen Wirbel. Da die Einspritzdüse den Kraftstoff in diesen Wirbel sprüht, wird ein Großteil des Kraftstoffs in der Wirbelkammer verbrannt. Der unverbrannte Kraftstoff wird in die Hauptkammer gepresst, wo er dann vollständig verbrannt wird.

Glühkerze

Einspritzdüse Wirbelkammer Entlüftungsbohrung Hauptverbrennungskammer PU0032 Kolben

(4) Luftkammerverfahren Das Luftkammerverfahren sieht eine Unterkammer, die sogenannte “Luftkammer”. im Kolben bzw. im Zylinderkopf vor. Die Einspritzdüse spritzt den Kraftstoff in die Öffnung der Luftkammer ein, wo er gezündet und dann in der Hauptverbrennungskammer verbrannt wird. Zu diesem Zeitpunkt tritt ein Teil des Kraftstoffs in die Luftkammer ein, wo er verbrannt wird. Dies erhöht den Druck in der Luftkammer. Während sich der Kolben zum UT bewegt, wird Luft aus der Luftkammer in die Hauptverbrennungskammer gedrückt, damit eine vollständige Verbrennung in der Kammer stattfindet. Der Luftkammertyp wird in Japan gegenwärtig nicht eingesetzt. Anmerkung: Die Tabelle unten vergleicht die verschiedenen Verbrennungskammern. Direkteinspritzungsverfahren

Vorkammertyp

Wirbelkammertyp Luftkammertyp

Aufbau

Einfach

Komplex

Etwas komplex

Komplex

Kompressionsverhältnis

12~20

16~22

Mittel

Mittel

Kraftstoff

Gute Qualität

Schlechte Qualität

Mittel

Mittel

Anlassen

Leicht

Vorglühvorrichtung

←

Etwas weniger

5,6~8,0

erforderlich 5,2~8,0

5,5~7,5

5,5~7,5

3000

4000

4500

3000

60~100

45~80

50~80

45~70

160~200

180~250

180~230

180~230

Bohrungstyp

Zapfendüse

←

←

kg/cm2

150~300

80~150

80~150

80~150

Mindestluftüberschussverhältnis *

1,5~1,7

1,2~1,7

1,3~1,6

1,3~1,6

Nettodurchschnitt des effektiven Drucks

kg/cm2

Maximale Motordrehzahl

rpm

Maximaler Zylinderdruck

kg/cm2

Netto-Kraftstoffverbrauchswert g/psh

Einspritzdüsentyp Einspritzdruck

*Luftüberschussverhältnis =

Tatsächliches Luftvolumen Theoretisches Luftvolumen erforderlich für Verbrennung

1-6. Kraftstoff Dieselmotoren für Kraftfahrzeuge laufen mit leichtem Dieselkraftstoff, wohingegen Dieselmotoren mit niedrigen Motordrehzahlen, wie Schiffsmotoren, auf Schweröl ausgelegt sind. Leichter Dieselkraftstoff wird wie Benzin, Kerosin und schwerer Dieselkraftstoff im Erdölraffinerieprozess gewonnen. Der Siedepunkt liegt zwischen 200 und 330°C, das spezifische Gewicht liegt zwischen 0,82 und 0,86 und sein Heizwert zwischen 10.000 und 11.000 kca/kg. Dieselkraftstoff ähnelt in Farbe (gelblicher) und Konsistenz (dicker) dem Kerosin. -7-

(1) Zündfähigkeit von Dieselkraftstoff Die Zündfähigkeit des Kraftstoffs wird durch die Selbstentzündung beschrieben, die Ergebnis des Kraftstofftemperaturanstiegs ist und folglich ohne Flamme auftritt. Im Beispiel (Darstellung PQ0357) werden einige Tropfen Dieselkraftstoff und Benzin auf die Oberfläche einer erhitzten Eisenplatte geträufelt. Nach einer Weile entflammt der Dieselkraftstoff, während das Benzin ohne zu brennen sofort verdampft. Dies bedeutet, dass Diesel eine bessere Zündfähigkeit besitzt. Die Zündtemperatur wird “Flammpunkt” genannt. Je niedriger der Flammpunkt des Kraftstoffs, um so besser ist die Zündfähigkeit. Bei einem Dieselmotor, in dem der Kraftstoff durch Kompressionshitze der Luft verbrannt wird, stellt die Zündfähigkeit ein wichtiges Merkmal dar.

Benzin

Dieselkraftstoff

Erhitzte Eisenplatte

PQ0357

Sie beeinflusst die Zeitspanne zwischen Einspritzen des Kraftstoffs in die Verbrennungskammer bis zur Verbrennung erheblich. Dies wird “Zündverzögerung” genannt. Die Maßeinheit für die Zündfähigkeit des Dieselkraftstoffs wird als Cetanzahl bezeichnet. Kraftstoff mit niedrigerer Cetanzahl besitzt eine schlechte Zündfähigkeit und eine längere Zündverzögerung. Diese führt zu Dieselklopfen.

(2) Viskosität des Dieselkraftstoffs Viskosität ist eines der wichtigsten Merkmale des Kraftstoffs für Dieselmotoren. Hohe Viskosität verursacht große Kraftstoffpartikel beim Einspritzen in die Verbrennungskammer, was die Zerstäubung erschwert und daher die Verbrennung beeinträchtigt. Niedrigere Viskosität bedeutet dagegen eine schlechtere Schmierung der verschiedenen Teile des Kraftstoffsystems, wie z.B. Einspritzpumpe und Düsen, was zu vorzeitigem Verschleiß bzw. zu Fressern führt.

(3) Schwefelbestandteil des Dieselkraftstoffs Der Schwefel im Kraftstoff wird im Verbrennungsvorgang zu schwefligem Säuregas und zu Schwefligsäureanhydrid. Zusammen mit Wasser aus dem Verbrennungsvorgang wird es zu Schwefelsäure, das Korrosion verursacht. Da Schwefelbestandteile auch eine schlechte Zündfähigkeit und Verbrennbarkeit besitzen, verursachen sie schwarzen Rauch und verunreinigen das Motoröl.

(4) Flüchtigkeit von Dieselkraftstoff Da Dieselkraftstoff einen hohen Siedepunkt besitzt, verflüchtigt es sich bei Zimmertemperatur nur sehr langsam. Bis zu einem gewissen Punkt ist Verflüchtigung jedoch wünschenswert, da Dieselkraftstoff in gasförmigen Zustand gebracht und mit Luft gemischt werden muss. Verbrennung kann nur dann erfolgen, wenn die Dichte im Flammpunktbereich liegt.

(5) Dieselkraftstoffwerte Die Eigenschaften des Dieselkraftstoffs für Dieselmotoren sind durch JIS K2204 festgelegt (siehe untenstehende Tabelle). Dieselkraftstofftyp * Reaktion Flammpunkt

°C

Partielle Destillationseigenschaft 90%;

°C

Destillationstemperatur Fließpunkt

°C

Nr. 1

Nr. 2

Nr. 3

Spezielle Nr.

Neutral

Neutral

Neutral

Neutral

50 Minimum

50 Minimum

50 Minimum

50 Minimum

350 Maximum

350 Maximum

350 Maximum

350 Maximum

−5 Maximum

−10 Maximum

−20 Maximum

−30 Maximum

0,15 Maximum 0,15 Maximum 0,15 Maximum 0,15 Maximum

10% Kohlerückstand im Restöl Cetanwert Dynamische Viskosität (30°C)CST

CST

Schwefelinhalt

%

50 Minimum

45 Minimum

40 Minimum

42 Minimum

2,7 Minimum

2,5 Minimum

2,0 Minimum

1,8 Minimum

1,20 Maximum 1,20 Maximum 1,10 Maximum 1,00 Maximum

* Betroffene Typen Nr. 1: allgemeiner Einsatz, Nr. 2: allgemeiner Einsatz, Nr. 3: Kaltwettereinsatz, Spezielle Nr. 3: Bei extremem Kaltwettereinsatz wird Dieselkraftstoff Nr. 2 gewöhnlich verwendet.

-8-

1-7. Abgasrauch (1) Weißer Rauch Wenn winzige Kraftstoff- bzw. Ölpartikel nicht verbrannt werden, tritt beim Anlassen des Motors bei kalter Witterung weißer Rauch aus. (2) Blauer Rauch Bei Nicht-Verbrennen, teilweiser Verbrennung bzw. thermischer Zersetzung des Kraftstoffs bzw. des Motoröls tritt blauer Rauch aus, der kleine Partikel in flüssigem Zustand enthält. Sowohl weißer als auch blauer Rauch besteht aus winzigen Partikeln in flüssigem Zustand. Der Partikeldurchmesser des weißen Rauchs beträgt jedoch 1µ oder mehr, der des blauen Rauchs 0,4µ oder weniger. Die unterschiedlichen Größen machen die verschiedenen Farben aus.

b. Bei fortgeschrittenem Einspritzzeitpunkt verlängert sich die Zündverzögerung bei Motoren mit Direkteinspritzung (siehe Abbildung PU0034). Da das gasförmige Kraftstoffvolumen vor der Zündung zunimmt, geht der schwarze Rauchanteil zurück. Auch bei Modellen mit Unterkammer vergrößert sich die Zündverzögerung. Da das Verbrennungsverhältnis in der Unterkammer mit der kleineren Luftmenge größer ist, steigt die schwarze Rauchmenge an.

Rauch (Bosch)

Unterkammertyp Direkteinspritzung

Luft-Kraftstoffverhältnis x10-2

PU0033

Unterkammertyp Direkteinspritzung Rauch (Bosch)

(3) Schwarzer Rauch a. Im allgemeinen bedeutet Rauch schwarzer Rauch. Wenn Kraftstoff aufgrund von Luftmangel austrocknet, setzt eine thermische Zersetzung ein und die Kohlenstoffrückstände werden in Form von schwarzem Rauch abgegeben. Abbildung PU0033 zeigt das Verhältnis von Einspritzvolumen und schwarzem Rauch. In einem Motor mit Unterkammern ist der Rauch dichter als bei Modellen mit Direkteinspritzung, bei denen das Einspritzvolumen gering ist. Mit ansteigender Einspritzmenge verschlechtert sich bei Motoren mit Unterkammern die Rauchtendenz nicht so stark. Allerdings kann es im Volllastbereich plötzlich zur Bildung von dichtem Rauch kommen.

Einspritzzeitpunkt (BTDC)

PU0034

c. Im Allgemeinen liegt der optimale Zündzeitpunkt für verminderte Rauchentwicklung nach dem Zündzeitpunkt für günstige Kraftstoffbedingungen.

-9-

Kraftstoffverbrauchswert (g/psh)

Leistung (PS)

(1) Motorleistungskurve Eine Motorleistungskurve bzw. eine Kurve der charakteristischen Merkmale stellt die Motorleistung auf einen Blick dar. Wie aus Darstellung PU 0035 zu ersehen ist, zeigt die Leistungskurve die maximale PSLeistung, das Kurbelwellendrehmoment und den Kraftstoffverbrauch bei jeder Motordrehzahl an. Mit Anstieg des Gasdrucks im Zylinder produziert auch der Motor ein größeres Drehmoment. Wenn jedoch der Motor eine gewisse Drehzahl überschreitet, ändern sich die Verbrennungsbedingungen aufgrund der relativen Abnahme des Ansaugluftvolumens. Deshalb resultiert bei hohen Drehzahlen ein reduziertes Motordrehmoment. Bei mittleren Drehzahlen ist das Ansaugluftvolumen günstiger, was zu besseren Verbrennungsbedingungen und größerem Drehmoment führt. Bei niedrigeren Drehzahlen nimmt das Ansaugluftvolumen aufgrund des Öffnungs- und Schließzeitpunkts des Einlassventils ab, wodurch eine Drehmomentabnahme die Folge ist. Obwohl die Leistung im Verhältnis zur Motordrehzahl ansteigt, ist dies aufgrund der Drehmomentabnahme im Hochdrehzahlbereich nicht mehr ganz gegeben. Der Kraftstoffverbrauch wird direkt von den Verbrennungsbedingungen beeinflusst. Dieser Wert ist bei Motordrehzahlen im Bereich des maximalen Drehmoments, bei der die Verbrennung am besten ist, am niedrigsten.

Kurbelwellendrehmoment (kg⋅m)

1-8. Dieselmotorleistung

Motordrehzahlsensor (min-1)

PU0035

- 10 -

Tiefschwarz

an

lle Schwarzgrau

tung

lwe

Hellgrau

Leis

be Kur

Fast farblos

b. Einspritzmenge Wenn die Einspritzmenge verändert wird, während die Motordrehzahl und der Einspritzzeitpunkt konstant bleiben, sind die Leistungs- und Kraftstoffverbrauchswerte wie in Abbildung PU0036. Die Leistung steigt im Verhältnis zum Einspritzvolumen innerhalb des Bereichs, in dem kein schwarzer Rauch ausgegeben wird. Wird die Einspritzmenge dagegen gesteigert, bis schwarzer Rauch austritt, geht die Leistung zurück. Dies wirkt sich auch negativ auf die Wirtschaftlichkeit aus.

Kraftstoffverbrauchs- Leistung an wert (g/psh) Kurbelwelle (PS)

(2) Leistungsbeeinflussende Faktoren a. Einspritzzeitpunkt Mit dem Einspritzzeitpunkt verändert sich auch die Motorleistung. Da sich der optimale Einspritzzeitpunkt bei Höchstleistung mit der Motordrehzahl ändert, empfiehlt es sich, ihn entsprechend dem Motordrehzahlanstieg vorzurücken. Die Veränderung des Einspritzzeitpunkts muss sorgfältig berechnet werden, da er im engen Verhältnis zum Dieselklopfen steht.

Kraftstoffverbrauchswert

Einspritzmenge (l/h)

PU0036

c. Düse und Düsenöffnungsdruck Wird der Düsentyp ersetzt, verändern sich auch bei gleichbleibendem Sprühwinkel das Zerstäubungsausmaß und die Einspritzmenge. Höchstleistung, Geräuschemissionen oder Leerlaufstabilität sind beeinträchtigt. Bei Verminderung des Düsenöffnungsdrucks steigt das Einspritzvolumen an und bringt einen leichten Leistungsanstieg. Der Austritt von schwarzem Rauch nimmt allerdings auch zu.

e. Höhe Bei extremen Höhenwerten sinkt die Luftdichte und der Austritt von schwarzem Rauch nimmt zu. Um die Austrittsmenge von schwarzem Rauch innerhalb des vorgegebenen Werts zu halten, ist es notwendig, das Einspritzvolumen entsprechend der Luftdichte abzusenken. Dies bedeutet in einer Höhe von 1000 Metern ein Leistungsrückgang von 10 %. Einige Fahrzeuge, die bei extremen Höhenunterschieden betrieben werden, sind mit einem Höhenkompensationssystem (ACS) ausgestattet, das die Einspritzmenge automatisch senkt.

- 11 -

Luftdichte

d. Maximale Motordrehzahl Der Anstieg der Motordrehzahl verursacht auch einen Leistungsanstieg. Das Trägheitsmoment der sich bewegenden Teile nimmt jedoch ebenso zu und bewirkt erhöhten Verschleiß. Des weiteren erhöht sich die Reibung zwischen Kolben bzw. Kolbenringen und Zylinderlaufbuchse. Dieser Faktor begrenzt auch die maximale Motordrehzahl. 1,0 0,8

Höhe (m)

PU0037

2. Kraftstoffeinspritzsysteme 2-1. Aufbau des Kraftstoffeinspritzsystems Bei einem Dieselmotor muss der Kraftstoff in Luft eingespritzt werden, die in der Verbrennungskammer stark komprimiert wurde. Dazu wird eine Pumpe benötigt, die den Kraftstoff extrem verdichtet. Das aktuelle System besteht aus den folgenden Bauteilen: a. Kraftstoffeinspritzpumpe : Setzt Kraftstoff unter hohen Druck und pumpt ihn zur Einspritzdüse. b. Einspritzdüse : Spritzt Kraftstoff in den Zylinder ein. c. Förderpumpe : Befindet sich in der Kraftstoffeinspritzpumpe und saugt Kraftstoff aus dem Kraftstofftank an. d. Kraftstofffilter : Filtert den Kraftstoff. Einige Filter haben auch einen Kraftstoffabscheider am Boden, der die Feuchtigkeit im Kraftstoff abtrennt. e. Hochdruckleitung : Leitet Kraftstoff zur Einspritzdüse. Zur Aufrechterhaltung des hohen Drucks wird eine Stahlleitung verwendet. Ein Teil des Kraftstoffs, der zur Düse geleitet wird, schmiert die beweglichen Teile der Düse und wird über die Rücklaufleitung zum Kraftstofftank zurückgeleitet. Einspritzdüse

Hochdruckleitung

Kraftstofffilter Kraftstoff unter hohem Druck

Motor Einspritzpumpe

Rücklaufleitung

Kraftstofftank PU0038

- 12 -

2-2. Elektronisch gesteuertes Einspritzpumpensystem

2

(Einheit:Million)

1

0

ECD

Mechanisches Modell

≈

Gesamtanzahl der produzierten Einheiten

Die elektronisch gesteuerte Einspritzpumpe verwendet einen Computer, der die Einspritzmenge und den Einspritzzeitpunkt bestimmt. Die folgenden ECD-Einspritzpumpensysteme (elektronisch gesteuerte Dieseleinspritzung) basieren auf dem System der mechanischen Verteilerpumpe (VE): ECDV3, ECD-V4, und ECD-V5.. (1) Entwicklung der Kraftstoffeinspritzsysteme und der ECD-V Serie

1955

1975

1980

1985

1990

1995

*Beginn der Pumpenproduktion [1957] *VE-Pumpe [1977] *Reiheneinspritzpumpe (NB-Modell) [1981] *Reiheneinspritzpumpe (NL-Modell) [1987]

Entwicklung der ECD-V Serien ECD-V1 [1982]

↓

ECD-V1(verbessertes Modell) [1983] →ECD-V3 [1985] → ECD-V3 (ROM) [1997] Basis

→ECD-V5 [1998]

Neuer Mechanismus und neues Modell ○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

→ECD-V4 [1998]

(2) Merkmale der ECD-V Serien Modell

Hubraum (Liter)

Pumpennenndrehzahl (min-1)

Motor

150

Wirbelkammer • Freizeitfahrzeuge

130

Fahrzeug

ECD-V4 3,0 Maximum

4500 Maximum

• Personenfahrzeuge

• Personenfahrzeuge

ECD-V4

4,0~5,0

3500 Maximum

• Freizeitfahrzeuge Direktein-

spritzung

• Kleine LKWs

ECD-V5

2,0 Maximum

4500 Maximum

• Personenfahrzeuge

Direktein• Freizeitfahrzeuge spritzung

Einspritzdruck

ECD-V3 (ROM)

(MPa)

110 ECD-V5 90 70 ECD-V3 (ROM) 50

≈ 50 Maximale Einspritzmenge (mm3/st)

- 13 -

100

- 14 -

Kapitel 1

ECD-V3

- 15 -

Kapitel 1 - Inhalt 1. Übersicht ................................................................................................... 17 2. Systemaufbau ........................................................................................... 17 2-1. Aufbau der Einspritzpumpe .......................................................................................... 18 2-2. Systembauteile (Anordnungsbeispiel) .......................................................................... 19

3. Kraftstoff-Druckförderung und Einspritzung ...................................... 19 4. Steuerung der Einspritzmenge .............................................................. 20 4-1. Überblick der Einspritzmengensteuerung ..................................................................... 4-2. Systemkomponenten ................................................................................................... 4-3. Steuerung der Einspritzmenge ..................................................................................... 4-4. Beziehung zwischen Fahrbedingung (Motor) und Steuerung der Einspritzmenge .......... 4-5. Festlegen der End-Einspritzmenge .............................................................................. 4-6. Verschiedene Arten von Einspritzmengen-Korrekturen ................................................. 4-7. Zusammenfassung der Einspritzmengensteuerung ......................................................

20 21 26 30 31 31 34

5. Steuerung des Einspritzzeitpunkts ....................................................... 36 5-1. Überblick über die Einspritzzeitpunktsteuerung ............................................................ 5-2. Komponenten .............................................................................................................. 5-3. Steuerung des Einspritzzeitpunkts ............................................................................... 5-4. Festlegen des endgültigen Einspritzzeitpunkts ............................................................. 5-5. Korrektur des Einspritzzeitpunkts ................................................................................. 5-6. Steuerung des Spritzverstellerventils (TCV) .................................................................. 5-7. Zusammenfassung der Einspritzzeitpunkt-Steuerung (repräsentative Beispiele) ...........

36 36 37 40 40 42 43

6. Leerlaufdrehzahlregelung ...................................................................... 45 6-1. Übersicht ..................................................................................................................... 45 6-2. Leerlaufdrehzahlregelung............................................................................................. 45

7. Saugrohr-Querschnittssteuerung ......................................................... 46 7-1. Funktion....................................................................................................................... 46 7-2. Aufbau ......................................................................................................................... 46 7-3. Arbeitsweise................................................................................................................ 47

8. Steuerung der Abgasrückführung (EGR) ............................................. 53 8-1. Aufbau und Arbeitsweise der Bauteile ......................................................................... 53 8-2. Bestimmen der rückgeführten Abgasmenge ................................................................ 54 8-3. EGR-Korrekturkoeffizient ............................................................................................. 54

9. Vorglühsteuerung .................................................................................... 55 9-1. Einschaltzeitsteuerung der Vorglühanzeige .................................................................. 55 9-2. Glühkerzenrelais-Steuerung......................................................................................... 55

10. Andere Steuerungsfunktionen ............................................................. 56 (die Funktionen sind vom Motortyp abhängig) 11. Diagnosefunktion................................................................................... 57 12. Notlauffunktion ....................................................................................... 57 - 16 -

1. Übersicht Die elektronische Steuerung der Verteilereinspritzpumpen erfasst den Betriebszustand des Motors über die Signale der verschiedenen Sensoren (Motordrehzahl, Pedallast, Ansaugluftdruck, Wassertemperaturfühler, usw.), um die nachfolgenden Basis-Steuerparameter festzulegen: a. Einspritzmengenregelung b. Steuerung des Einspritzzeitpunkts c. Leerlaufdrehzahlregelung d. Drosselsteuerung e. EGR-Steuerung f. Vorglühsteuerung Zusätzlich beinhaltet das System noch die folgenden Hilfsfunktionen: g. Diagnosefunktion h. Notlauffunktion

2. Systemaufbau Das elektronisch gesteuerte Verteilerpumpen-Einspritzsystem kann grob in die drei folgenden Funktionsgruppen unterteilt werden: Sensoren, Mikrocomputer (ECU) und Stellglieder. <Sensoren> Drehzahlsensor

Mengenregelventil

ECU

Pedallastsensor Kurbelwinkelsensor

<Stellglieder>



Kraftstoff-Temperaturfühler Drehzahlsensor

Wasser-Temperaturfühler

Ansaugluft-Temperaturfühler

Kraftstoff-Temperaturfühler

Ladedrucksensor Andere Signale: • Geschwindigkeitssignal • Klimaanlagen-Betriebssignal • Anlassersignal

Spritzverstelierventil PR0063

Sensoren

Ermittelt die Betriebsbedingungen des Motors bzw. der Pumpe.

Stellglieder

Regelt Einspritzmenge und Einspritzzeitpunkt entsprechend Signalen vom Computer.

Computer

Errechnet optimale Einspritzmenge und optimalen Einspritzzeitpunkt für Lastbedingungen des Motors auf Basis der Sensorsignale.

- 17 -

2-1. Aufbau der Einspritzpumpe Die elektronisch gesteuerte Verteilerkolben-Einspritzpumpe beinhaltet die folgenden elektrischen Bauteile: a. Stellglieder •Mengenregelventil (SPV) zur Steuerung der Einspritzmenge •Spritzverstellerventil (TCV) zur Steuerung des Einspritzzeitpunkts b. Sensoren •Drehzahlsensor •Kraftstoff-Temperaturfühler c. ROM (bzw. herkömmlicher Korrekturwiderstand)

Korrekturwiderstände

Mit herkömmlichem Korrekturwiderstand QN0003 KraftstoffTemperaturfühler Motordrehzahlsensor (NE)

Mengenregelventil ROM oder Korrekturwiderstand

Spritzverstellerventil Mit ROM

KraftstoffTemperaturfühler

CS0921

Motordrehzahlsensor (NE) Mengenregelventil

Motordrehzahlsensor (NE)

Impulsgeber

Spritzverstellerventil PR0062

- 18 -

2-2. Systembauteile (Anordnungsbeispiel) Elektronisches Unterdruck-Regelventil (EVRV)

Ladedruckfühler

Drosselklappensensor

Einspritzpumpe

Motor-Computer

DLC3

6VSV Nr. 2

Elektronisches Unterdruck-Regelventil (EVRV)

Diagnosesteckverbinder

EGR-Ventil

Pedallastsensor Ansaugluft-Temperaturfühler

Kurbelwinkelsensor Wassertemperaturfühler

VSV Nr.1

Anordnung der Systembauteile

A20062

3. Kraftstoff-Druckförderung und Einspritzung Die Mechanismen der Kraftstoff-Druckförderung und der Kraftstoffverteilung unterscheiden sich nicht grundlegend von der herkömmlichen, mechanisch gesteuerten Pumpe, obwohl aufgrund des Mengenregelventils einige Unterschiede bestehen. Das Mengenregelventil sitzt in der age zwischen Pumpenkammer und der Druckkammer mit dem Verteilerkolben. Es schließt sich, wenn die Spule erregt wird. (Siehe Seite 28 hinsichtlich Einzelheiten zum Mengenregelventil.) (1) Ansaugphase Wenn sich der Kolben nach hinten bewegt, wird Kraftstoff in die Druckkammer angesaugt. •Ansaugöffnung: offen •Verteileröffnung: geschlossen •Mengenregelventil: geschlossen (erregt)

Pumpenkammer

Mengenregelventil (geschlossen)

Ansaugöffnung

Rolle

Druckkammer Einspritzdüse

Hubscheibe

Verteilerkolben Verteileröffnung Ansaughub

(2) Einspritzung Zum Einspritzen von Kraftstoff bewegt sich der Verteilerkolben unter Drehung nach vorn. •Ansaugöffnung: geschlossen •Verteileröffnung: offen •Mengenregelventil: geschlossen (erregt)

PR0064

Mengenregelventil (geschlossen)

Rolle Hubscheibe Einspritzhub

- 19 -

PR0065

(3) Einspritzende Sobald der Stromfluss zum Mengenregelventil unterbrochen wird, öffnet sich das Ventil. Der im Verteilerkolben hochkomprimierte Kraftstoff kann nun in die Pumpenkammer entweichen, wodurch der Kraftstoffdruck abfällt und die Einspritzung endet.

Mengenregelventil (offen)

(4) Kraftstoffabschaltung Zur Kraftstoffabschaltung wird die Stromzufuhr zum Mengenregelventil unterbrochen, wodurch es offen bleibt. Folglich wird auch bei Hub des Verteilerkolbens kein Kraftstoff mehr gefördert. Andere Systeme setzen zu diesem Zweck ein Kraftstoff-Abschaltventil ein.

Rolle Hubscheibe Einspritzende, Kraftstoffabschaltung

PR0066

4. Steuerung der Einspritzmenge 4-1. Überblick der Einspritzmengensteuerung Im Computer sind Basis-Einspritzmengen gespeichert, die für verschiedene Motordrehzahlen und Pedallasten berechnet wurden. Die Basis-Einspritzmenge wird dann anhand von Parametern wie Ansaugluftdruck, Kühltemperatur oder Ansauglufttemperatur auf die tatsächlichen Betriebsbedingungen abgeglichen. Der Computer erregt das Mengenregelventil in der Pumpe entsprechend, um die optimale Kraftstoffmenge einzuspritzen. Das besondere Merkmal der ECD-V3-Pumpen (ROM) ist die phasenweise Korrektur, die auf Basis des ROM durchgeführt wird, das auf der Pumpe sitzt.

Drehzahlsensor Pedallastsensor

Mengenregelventil

Computer

Drosselklappensensor

* ROM

Wassertemperaturfühler

Ansaugluft-Temperaturfühler

Kraftstoff-Temperaturfühler

Geschwindigkeitssignal

Zur Einspritzdüse

Ladedrucksensor Anlassersignal

PS0041

*bzw. herkömmliche Korrekturwiderstände ( θ Widerstände)

- 20 -

4-2. Systemkomponenten

Unterdruckkammer (mit Silikonchip)

(1) Ladedrucksensor Dieser Sensor ermittelt den Ansaugluftdruck als Absolutdruck* und sendet ein Ansaugluftdrucksignal an den Computer. Der Drucksensor verwendet einen Halbleiter. Er nutzt die Eigenschaft des im Sensor eingeschweiβten Kristalls (Silikon), so dass sich der elektrische Widerstand des Sensors bei Druckeinwirkung ändert. *Absolutdruck: a Druckunterschied zu 0 Unterdruck

Ladedruck

Ausgangsspannung [V]

PR0068

Druck [kPa {kgf/cm2}] Ausgangskennlinie des Sensors

ES0359

(2) Drehzahlsensor Der Drehzahlsensor ist über den Zähnen des Impulsgebers (Zähne) angebracht, der drehfest auf der Pumpenwelle sitzt. Der Sensor verwendet einen Magneten und eine Spule. Wenn sich der Impulsgeber dreht, ändert sich die Magnetflussdichte in der Spule und induziert eine Wechselspannung. Der Computer erfasst die Anzahl dieser Spannungsimpulse, um die Motordrehzahl zu ermitteln. Der Impulsgeber hat 52 Zähne am Umfang. An 4 Stellen befinden sich Aussparungen von jeweils 3 Zähnen. Der Rotationswinkel des Impulsgeber wird folglich in Schritten von 11,25° CA (Kurbelwinkel) erfasst.

Magnet Spule Rollenring Aussparung

Impulsgeber

Ausgangsspannung [V]

Drehzahlsensor 360°CA

11,25°CA

Zeït Sensorausgangssignal PR0070, PR0071

- 21 -

(3) Pedallastsensor Der Sensor zum Erfassen der Pedallast ist bei der herkömmlichen ECD-V3-Pumpe am Saugrohr anmontiert. Einige ECD-V3-Pumpen (ROM) erfassen die Pedallast jedoch direkt am Gaspedal. Bei beiden Typen ändert sich die Ausgangsspannung des Sensors proportional zum Gaspedalweg. Die Leerlaufstellung wird über das Ein-/Aus-Signal des Leerlaufschalters erfasst. Diese Zweifachanordnung im Sensor erhöht die Steuerungspräzision und umfasst folgende Komponenten:

Volllastschalter

Pedallastsensor

CS0926

a. Leerlaufschalter und Volllastschalter b. VA und VAS.

Interner Schaltungsaufbau

(4) Saugrohr-Öffnungssensor (oder Drosselklappensensor) Dieser Sensor sitzt auf der herkömmlichen oder unterdruckgesteuerten Drosselklappe, um den Saugrohrquerschnitt zu erfassen. Bei einigen Motortypen wird die Drosselklappensteuerung über Signale des Pedallastsensors anstelle des Saugrohrsensors ausgeführt. (Siehe Seite 49 und 50 hinsichtlich Einzelheiten zur Drosselklappensteuerung.)

QT0111

Mit unterdruckgesteuerter SaugrohrDrosselklappe Öffnungssensor CS0917

Stromkreis

- 22 -

VS0511

(5) Wassertemperaturfühler Dieser Sensor, der die Kühlwassertemperatur erfasst, verwendet einen Thermistor. Der Thermistor ist eine Art Halbleiter, dessen Widerstand sich proportional zur Temperatur verhält. Dadurch kann die Kühlwassertemperatur über die Widerstandsänderungen erfasst werden..

Thermistor

PR0075

Widerstand [kΩ]

Aufbau

Kühlwassertemperatur [°C] Merkmale

(6) Ansaugluft-Temperaturfühler Dieser Sensor verwendet einen Thermistor mit den gleichen Eigenschaften wie beim Wassertemperaturfühler. Er sitzt auf dem Ansaugkrümmer des Motors, um die Temperatur der Ansaugluft zu ermitteln.

B6202

Thermistor

PR0077

(7) Kraftstoff-Temperaturfühler Dieser Sensor verwendet einen Thermistor mit den gleichen Eigenschaften wie beim Wassertemperaturfühler. Er ist in die Einspritzpumpe eingebaut, um die Kraftstofftemperatur zu erfassen.

Thermistor

PR0078

- 23 -

(8) Mengenregelventil (SPV) Das Mengenregelventil dient zur direkten Steuerung der Einspritzmenge. Es handelt sich hierbei um ein Magnetventil, das die Abregelung einleitet. Dieses Ventil zeichnet sich durch eine besonders dynamische Ansprechung und hohe Druckfestigkeit aus. Es setzt sich aus dem Abregelschieber und dem Abregelventil (Magnetventil) zusammen. Wenn sich das Abregelventil öffnet, kann der stark komprimierte Kraftstoff von der VerteilerkolbenDruckkammer in die Pumpenkammer abfließen, wodurch die Einspritzung abgebrochen wird. Neben herkömmlichen Mengenregelventilen wurde ein Direktregelungs-Magnetventil mit präziserer Abregelung und schnellerer Ansprechung (direkter Hochdruck-Rücklauf von Verteilerkolben in die Pumpenkammer) entwickelt. Arbeitsweise Spulenstrom EIN: Ventil geschlossen Spulenstrom AUS: Ventil offen * Siehe Seite 30 hinsichtlich Einzelheiten zum Mengenregelventil.

Abregelschieber Spule

Verteilerkolben

Abregelventil

Kraftstoffrücklauf Abregelungsage Herkömmliches Mengenregelventil PR0080

Direktabregelungsventil Abregelungsage Druckkammer

Kraftstoffrücklauf (zur Pumpenkammer)

Verteilerkolben Direktabregelungsventil

θ, τ) oder ROM (9) Korrekturwiderstände (θ Der vom Computer errechnete End-Einspritzmengenwert wird durch die Widerstände am Einspritzpumpenkörper korrigiert. Während die Korrekturwiderstände nur jeweils einen Wert zum Abgleich bieten, enthalten ROM-Speicher diverse Korrekturdaten und können ohne Probleme überschrieben werden können.

QT0281

Korrekturwiderstände

ROM

PU0008

(10) Computer (ECU) Der Computer bestimmt das Einspritzvolumen anhand der Pedallast, der Motordrehzahl und der diversen Sensorsignale.

PR0081

- 24 -

Systemaufbau eines herkömmlichen ECD-V3-Einspritzsystems Mengen- Ansaugluftregelventil Temperaturfühler

Korrekturwiderstände

EGRVentil

Motordrehzahlsensor

VCV VSV

Drosselklappe

VSV Kurbelwinkelsensor Wassertemperaturfühler

VSV

Motor-ECU

Ladedrucksensor PS0043

Systemaufbau des ECD-V3-Einspritzsystems (ROM) [Beispiel am 3C-TE-Motor] Gaspedal Resonator

Rückschaltsignal-Schalter

Pedallast Motordrehzahl Kraftstoff-Temperaturfühler

Motor-ECU

Pedallastsensor

Luftfilter

VSV

Turbolader

E-VRV (für Drosselklappe) SaugrohrÖffnungssensor Ladedrucksensor

E-VRV (für EGR) Ansaugkrümmer

VSV

KraftstoffTemperaturfühler

Mengenregelventil

AnsaugluftTemperaturfühler Ansaugkrümmer

Oxidationskatalysator

EGRVentil

Auspuffkrümmer

Wassertemperaturfühler

Kurbelwinkelsensor Spritzverstellerventil

Einspritzpumpe CS0924

- 25 -

4-3. Steuerung der Einspritzmenge (1) Prinzip der Einspritzmengenregelung Der Beginn der Kraftstoffeinspritzung wird auf herkömmliche Weise durch die Nockenposition der Hubscheibe ausgelöst. Zur Regelung der Einspritzmenge muss die Einspritzdauer bzw. das Einspritzende gesteuert werden. Anders ausgedrückt, sobald sich das Mengenregelventil öffnet, stoppt die Kraftstoffeinspritzung und der komprimierte Kraftstoff fließt in die Pumpenkammer ab. Der Öffnungszeitpunkt des Mengeneinspritzventils wird mit Hilfe eines Drehzahlsensors bestimmt, während der zum Nockenhub proportionale Hubscheibenwinkel erfasst wird, um die Öffnungsdauer zu steuern. Im Schaubild rechts wird das Verhältnis zwischen Nockenhub, Öffnungsdauer des Mengenregelventils und Einspritzmenge dargestellt.

Mengenregelventil (offen)

Pumpenkammer

Nockenhub

Hubscheibe

Einspritzende

Einspritzbeginn

PR0123

Einspritzende

Nockenhub Offen Geschlossen

Geschlossen Mengenregelventil Einspritzung

Zylinder A

Hubscheibenwinkel

Erhöhung der Einspritzmenge Offen

Mengenregelventil

Geschlossen

Geschlossen

Einspritzung

Zylinder A Steuerung der Einspritzmenge PR0082

(2) Berechnung der Einspritzmenge Der Computer berechnet die für die jeweiligen Motorbedingungen optimale Einspritzmenge. Dazu werden die folgenden Berechnungen durchgeführt: a. Basis-Einspritzmenge Die theoretisch notwendige Einspritzmenge wird auf Basis der Pedallast und der Motordrehzahl berechnet. b. Maximale Einspritzmenge Die durch die Motordrehzahl bestimmte Einspritzmenge wird für den Ladedruck, die Lufttemperatur und die Kraftstofftemperatur kompensiert, um die Maximal-Einspritzmenge für die Betriebsbedingungen zu berechnen. Der End-Einspritzmengenwert wird durch den niedrigeren der beiden Einspritzmengenwerte oben a. und b. - festgelegt. - 26 -

[Anmerkung: Prinzip der Einspritzmengenregelung]

Motordrehzahlsensor

Die Einspritzmenge muss durch das Steuern des Einspritzendes kontrolliert werden, d.h. durch den Öffnungszeitpunkt des Mengenregelventils.

Hubscheibe

Zahnrad

Öffnungszeitpunkt des Mengenregelventils Der Öffnungszeitpunkt des Mengeneinspritzventils wird mit Hilfe eines Drehzahlsensors bestimmt, während der Nockenhub über den Hubscheibenwinkel erfasst wird. Deshalb, a. Der Drehwinkel der Hubscheibe bestimmt den Nockenhub. Die Hubscheibe dreht sich zusammen mit dem Zahnrad, das gegenüber dem Drehzahlsensor angeordnet ist. b. Der Drehwinkel der Hubscheibe kann folglich durch den Rotationswinkel des Zahnrads ermittelt werden, der durch das Ausgangssignal (alle 11,25° Kurbelwinkel ausgegeben) des Motordrehzahlsensors repräsentiert wird. c. Der Computer verwendet die Ausgangssignale des Motordrehzahlsensors, um die Hubscheibenstellung anhand der Aussparungen im Zahnrad zu erkennen und den Öffnungszeitpunkt des Mengenregelventils (Einspritzende) und die Öffnungszeitdauer zu bestimmen.

Pumpenwelle Hubscheibenbetätigung

Einspritzbeginn

PR0056

Einspritzende

Nockenhub Aussparung Hubscheibenwinkel-Signal

Offen

Geschlossen Mengenregelventil

Geschlossen Einspritzung

Zylinder A

Hubscheibenwinkel

Abregelungssteuerung

PR0058

Hinweis: Das tatsächliche Einspritzende wird durch zusätzliche Korrekturen aufgrund von Motordrehzahl, Pedallast und von verschiedenen Sensorsignalen festgelegt.

Beispiel: 3C-TE-Motor

12 13

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12 13

Endgültiger Einspritzwinkel

Geschlossen (EIN)

Mengenregelventil

offen (AUS)

Verteilerkolbenhub

PS0044

- 27 -

[Anmerkung: Aufbau und Arbeitsweise des Mengenregelventils (herkömmlicher Typ)] Die Funktionen des Mengenregelventils, das aus einer Zweifach-Anordnung mit dem eigentlichen Abregelventil und einem Abregelschieber besteht, werden unten dargestellt.

Abregelschieberkammer Abregelschieber (Automatikventil)

Drosselöffnung

Hinweis: Das Diagramm zeigt den grundlegenden Aufbau.

Sitz

Funktion Typ

Flussmenge

Schieberventil Abregel- Groß (hydrauschieber lisch) Abregel- Klein ventil

Magnetventil

Abregelventil (Mengenregelventil)

Hauptabregelung

VorlaufAbregelung

PR0084

Funktion Lässt stark komprimierten Kraftstoff aus der Verteilerkolben-Druckkammer ab, um die Einspritzung zu beenden.

Durch den entstandenen Druckunterschied bewegt sich der Abregelschieber.

Arbeitsweise (1) Kraftstoff-Druckförderung und Einspritzung Der stark komprimierte Kraftstoff in der Verteilerkolben-Druckkammer fließt durch die Drosselöffnung in den Abregelschieber. Zu diesem Zeitpunkt erfolgt Kraftstoffeinspritzung über die Düse. In dieser Phase wirkt auf Seite B des Abregelschiebers ein höherer Druck als auf Seite A (siehe Schaubild unten), wodurch der Abregelschieber vollständig geschlossen bleibt. (2) Vorlauf-Abregelung Wenn der Stromfluss zur Spule des Magnetventils unterbrochen wird, öffnet sich das Abregelventil, wodurch eine kleine Kraftstoffmenge aus der Abregelschieberkammer entweicht. Folglich nimmt der hydraulische Druck in der Abregelschieberkammer ab. (3) Hauptabregelung Aufgrund des hydraulischen Druckunterschieds öffnet sich der Abregelschieber und es läuft eine große Kraftstoffmenge über den Sitzbereich ab. Dadurch wiederum wird die Kraftstoffeinspritzung beendet.

[Nockenhub] Mengenregelventil

Offen

Offen

Geschlossen

(1) Kraftstoff-Druckförderung und Einspritzung

(2)Vorlauf-Abregelung

(3)Hauptabregelung PR0085, PR0086, PR0087

- 28 -

[Anmerkung: Aufbau und Arbeitsweise des Mengenregelventils (Direktregelungsventil)] Aufbau Ein Direktregelungsventil bietet dank direkter Ansprechung eine bessere Dynamik für eine präzisere Abregelung.

Ventilkörper

Spulenkern

Spule

Ventilschieber

Ventilkörper Feder

Spule Ventilschieber

Querschnitt

Feder Übersicht

Tauchkolben QT0272, QT0273

Arbeitsweise (1) Kraftstoff-Druckförderung und Einspritzung Durch Erregen der Spule wird der Tauchkolben in den Spulenkern gezogen. Folglich bewegt sich der Ventilschieber gegen den Ventilkörper, um die Verteilerkolben-Druckkammer zu verschließen. Durch den Kolbenhub resultiert daraufhin ein Druckaufbau, der eine Druckförderung und die Einspritzung zur Folge hat.

Zur VerteilerkolbenDruckkammer

Kraftstoff-Druckförderung und Einspritzung QT0274

(2) Abregelung und Ansaugphase Wenn der Stromfluss zur Spule unterbrochen wird, öffnet sich der Ventilschieber aufgrund der Federeinwirkung. Daraufhin kann der unter Druck stehende Kraftstoff über die Abregelöffnung im Ventilschieber abfließen und die Einspritzung endet. Wenn sich der Kolben nun zurückbewegt, wird Kraftstoff über den Schieber angesaugt. Abregelung

- 29 -

QT0275

Erregung des Mengenregelventils Das Mengenregelventil muss eine direkte, dynamische Ansprechung bieten. Daher wird der Spulenwiderstand gering gehalten, um Stromverluste zu minimieren. Eine Stromregelung verhindert Überhitzung.

Strom

PU0001

4-4.Beziehung zwischen Fahrbedingung (Motor) und Steuerung der Einspritzmenge (1) Motorlast und Einspritzmengenregelung Der Computer (ECU) ermittelt die optimale Einspritzmenge für die jeweilige Motorlast (Fahrbedingungen) auf Basis der folgenden zwei Schemata. Eines repräsentiert die “BasisEinspritzmenge”. Sie wird durch zusätzliche Korrekturen (aufgrund von Sensorsignalen) der Einspritzmenge, die auf Basis der Motordrehzahl und Pedallast errechnet wurde, bestimmt. Das andere Schema ist die “Maximale Einspritzmenge”. Es beschreibt die maximale Einspritzmenge im Verhältnis zur aktuellen Ansaugluftmenge. Maximale Einspritzmenge (Beispiel) Einspritzmenge (mm3/Hub)

Einspritzmenge (mm3/Hub)

Basis-Einspritzmodell (Beispiel) 100%

Volllast

50% 30%

Teillast Leerlauf

10%

20%

Veränderungen nach erforderlicher Menge Ansaugluftvolumen..groß

Ansaugluftvolumen..klein

Motordrehzahl (min-1)

Motordrehzahl (min-1)

PU0002

(2) Diagramm zur Errechnung der Einspritzmenge ECU

Motordrehzahlsensor

Basis-Einspritzmenge

Pedallastsensor Ladedrucksensor

Maximale BasisEinspritzmenge

Wassertemperaturfühler Maximale Einspritzmenge

Kleinere

Korrektur durch

Einspritzmenge auswählen

Widerstand (bzw. Daten)

Mengenregelventil

Ansaugluft-Temperaturfühler Kraftstoff-Temperaturfühler

Korrektur

θ Korrekturwiderstand oder ROM

PS0045

- 30 -

(2) Anlassen Zum Ermitteln der Starteinspritzmenge gleicht der Computer die Basis-Einspritzmenge auf die Signale von Anlasser und Wassertemperaturfühler ab. Falls die Kühlwassertemperatur unter dem Schwellenwert (10 °C) liegt, simuliert der Computer eine Pedallast, um die Einspritzmenge zu berechnen.

4-6. Ve r s c h i e d e n e Arten von Einspritzmengen-Korrekturen (1) Ladedruckkorrektur Die Ansaugluftmenge wird anhand der Signale vom Ladedruckfühler errechnet, damit die maximale Einspritzmenge entsprechend der Aufladung erhöht werden kann. Bei gewissen Motoren verringert sich der Korrekturkoeffizient in der Übergangsphase, in der EGR- und IDL-Schalter (Leerlauf) von EIN zu AUS wechseln.

Kühlwassertemperatur

PS0046

Korrekturkoeffizient

(1) Außer Anlassen Nach dem Vergleich von Basis-Einspritzmenge und maximaler Einspritzmenge wird die Einspritzmenge anhand des Regelungsschemas mit der kleineren Einspritzmenge bestimmt.

Simulierte Pedallast

4-5. Festlegen der End-Einspritzmenge

Ausgangsspannung (V) des Ladedrucksensors

(2) Ansaugluft-Temperaturkorrektur Beim Ansaugen variiert die Luftdichte aufgrund von Temperaturschwankungen. Dies beeinflusst das LuftKraftstoff-Verhältnis. Daher muss mit steigender Ansauglufttemperatur der Korrekturwert, der anhand der Signale vom Ansaugluft-Temperaturfühler errechnet wird, zur Verminderung der Einspritzmenge erhöht werden.

Korrekturkoeffizient

PU0003

(3) Kraftstoff-Temperaturkorrektur Wenn sich die Kraftstoff-Temperatur ändert, ändert sich auch das Kraftstoffvolumen sowie der Pumpverlust. Die daraus entstehende Änderung der tatsächlichen Einspritzmenge bewirkt eine Abweichung des Luft-Kraftstoffverhältnisses. Je höher die Kraftstofftemperatur, desto größer der Korrekturkoeffizient zur Erhöhung der Einspritzmenge.

Korrekturkoeffizient

Ansaugluft-Temperatur (°C)

Drehzahlabhängig

Kraftstofftemperatur (°C)

- 31 -

PU0004

PU0005

Korrekturkoeffizient

(4) Kaltlauf-Temperaturkorrektur Zur Verbesserung der Kaltlaufeigenschaften des Motors wird bei niedrigen Kühlwassertemperaturen das Luft-Kraftstoffverhältnisses durch Anheben der Einspritzmenge korrigiert. Nach Korrekturbeginn wird die Einspritzmenge in vorgegebenen Raten reduziert.

(5) Verzögerungskorrektur Wenn die Geschwindigkeit aufgrund von plötzlichem Bremsen schnell abnimmt, kann die abrupte Reduzierung der Motordrehzahl zum Absterben des Motors führen bzw. dessen Ansprechung beeinträchtigen. Zur Vermeidung solcher Phänomene wird die Einspritzmenge durch diese Korrektur angehoben, wodurch die Motordrehzahl sanfter absinkt.

Korrekturkoeffizient (°CA)

Kühlwassertemperatur

PU0006

Betrag der Drehzahländerung (min-1)

Einstellschraube (Mengenregelventil)

θ Widerstand

(6) Einspritzmengen-Korrekturwiderstände θ (oder ROM) Mit Hilfe dieser Widerstände bzw. der Daten im ROM wird der vom Computer errechnete Hubscheibenwinkel (°CA) kompensiert, um die EndEinspritzmenge auf die Pumpencharakteristik abzugleichen. Je größer der Widerstand der Korrekturwiderstände, desto höher fällt die Spannung an VRP aus, wodurch sich die Einspritzmenge entsprechend erhöht. Sollte die VRP-Anschlussspannung jedoch den Sollbereich überschreiten, schaltet der Computer auf Notlauf und führt die Korrektur auf Basis von Festwerten durch. Im Falle des ROMs sind genauere Daten für die Charakteristika der individuellen Pumpe gespeichert, so dass präzisere und exaktere Korrekturen vorgenommen werden können. Zudem können die ROM-Daten überschrieben werden, um Korrekturwerte nachträglich fein einzustellen.

Einspritzmengenkorrektur (°CA)

PU0007

VRP-Anschlussspannung (V)

PU0009

Einstellschraube (Mengenregelventil)

* Die Punkte zeigen die ROM-Daten an

θ Widerstand

PS0048

- 32 -

(7) Leerlauf-Vibrationsreduzierung Zur Verminderung der Leerlaufvibrationen des Motors vergleicht diese Steuerung die Hubzeit der Zylinder und reguliert bei Auftritt von größeren Unterschieden die Einspritzmenge für die individuellen Zylinder, wodurch eine gute Laufruhe sichergestellt wird.

Zylinder 3

Zylinder 4

Zylinder 1

PU0010

Anstieg

(9) Beschleunigungs-/Verzögerungszeitkorrektur Statt die Einspritzmenge beim Drücken des Gaspedals abrupt zu erhöhen, kompensiert diese Steuerung die Mengenerhöhung zeitlich, um für eine gleichmäßigere Beschleunigung zu sorgen. Dies verhindert die Bildung von schwarzem Rauch und Laufschwankungen durch abrupte Zunahme der Einspritzmenge. Analog dazu wird die Einspritzmenge bei Verzögerung schrittweise reduziert, um Drehmomentsschwankungen zu minimieren.

Pedallast (%) Einspritzmenge

(8) Einspritzmengen-Drehzahlkorrektur Bei Zunahme der Einspritzpumpendrehzahl erhöht sich die Einspritzmenge aufgrund der verzögerten Ansprechung des Mengenregelventils. Diese Korrektur wird durchgeführt, weil sich trotz gleichbleibenden Einspritzwinkels die Einspritzmenge aufgrund der Motordrehzahl ändert.

Keine Korrektur (gepunktete Linie)

Zeit PU0011

(10) ECT-Steuerung (bei Automatikgetriebemodellen) Diese Steuerung reduziert Schaltstöße durch Drehmomentsänderungen, die beim Gangwechsel im elektronisch gesteuerten Automatikgetriebe (ECT) entstehen. Dazu wird die Einspritzmenge und damit das Drehmoment während des Schaltens kurzzeitig reduziert.

- 33 -

- 34 -

Wassertemperaturfühler

Simulierte Pedallast

Wassertemperatur 10°C Maximum

Beschleunigungszeitkorrektur

Leerlauf

Außer Anlassen

Drehzahlsensor

Anlasser Drosselklappensensor

Wassertemperatur 10°C Minimum

AnlasserEinschaltzeit

Anlassen

Motordrehzahl

Teillast

Maximale Ladedruckkorrektur

Ladedrucksensor

KorrekturbasisÜbergangskorrektur

AnsaugluftTemperaturfühler

LadedruckMaximalkorrektur

*

Verzögerungskorrektur

*ISC: Leerlaufdrehzahlregelung

Drehzahlsensor

Drehzahlkorrektur

Wassertemperatur- KraftstoffTemperaturfühler fühler

Maximaleinspritzmenge

Kaltlauf-

KraftstofftemperaturLernkorrektur

Motordrehzahl

Veränderungen nach Mengenbedarf

Regelschema

Maximale Einspritzmenge

ISCLernkorrektur

SPV: Mengenregelventil Ausschaltzeitpunkt-Steuerung

AnsaugluftTemperaturkorrektur

Kleinere auswählen

Außer Anlassen

Kleinere auswählen

Verzögerungszeitkorrektur

Größere auswählen

Volllast

Regelschema

Kleinere auswählen

Basis-Einspritzmenge

Einspritzmenge

Anlassen

Einspritzmenge

End-Einspritzmenge

4-7. Zusammenfassung der Einspritzmengensteuerung

PU0012

[Anmerkung: Flussdiagramm für Berechnung der Maximal-Einspritzmenge]

Erfassen der Motordrehzahl

Berechnen der maximalen Basis-Einspritzmenge

Erfassung des Ladedrucks

Regeln der Einspritzmenge

Erfassung der Ansauglufttemperatur

Hohe Ansauglufttemperatur

JA

Reduzierung der Einspritzmenge

NEIN Erfassung der Kraftstofftemperatur

Hohe Kraftstofftemperatur

JA

Einspritzmengen-Korrekturwert erhöhen

NEIN

Bestimmung der MaximalEinspritzmenge PS0049

- 35 -

5. Steuerung des Einspritzzeitpunkts 5-1. Überblick über die Einspritzzeitpunktsteuerung Der Computer ermittelt die Betriebsbedingungen des Motors anhand der Signale von den diversen Sensoren. Daraufhin berechnet er den für die Motorbedingungen optimalen Einspritzzeitpunkt. Er steuert das Spritzverstellerventil dann zum entsprechenden Zeitpunkt an, um den Einspritzzeitpunkt vorzurücken oder zu verzögern. Ladedruckfühler

Computer

Pedallastsensor ROM

Drehzahlsensor Kurbelwinkelsensor Wassertemperaturfühler

Ansaugluft-Temperaturfühler

Geschwindigkeitssignal

Spritzverstellerkolben

Anlassersignal

Spritzverstellerventil PS0050

5-2. Komponenten (1) Kurbelwinkelsensor Dieser Sensor sitzt auf dem Motorblock und wird durch eine Impulsgebernase auf der Kurbelwelle erregt. Er gibt pro Motorumdrehung einen Impuls ab. Diese Impulse werden als Kurbelwinkelsignale an den Computer abgegeben. Spule Magnet

(2) Aufbau Nase Kurbelwinkelsensor

Zum ECU Zylinderblock

360°CA

(3) Ausgangssignal

(1) Anordnung PR0094, PR0088, PR0089

- 36 -

(2) Spritzverstellerventil (TCV) Das Spritzverstellerventil (im Folgenden als “TCV” bezeichnet) befindet sich auf der Einspritzpumpe. Es öffnet und schließt die Kraftstoffage zwischen der Hochdruck- und Niederdruckkammer des Spritzverstellerkolbens entsprechend den Signalen vom Computer. Wenn an die Ventilspule eine Spannung angelegt wird, entsteht ein Magnetfeld im Statorkern, das den Tauchkolben anzieht, wodurch dieser die Feder zusammendrückt. Daraufhin öffnet sich die Kraftstoffage. Die Ventilöffnung wird vom Computer über das Ein-/Ausschaltverhältnis (Schaltverhältnis) des Stroms gesteuert, der an die Spule angelegt wird. Je höher das Einschaltverhältnis, desto länger ist das Ventil geöffnet.

Tauchkolben

Feder

Strom

Niederdruckseite

Strommittelwert Groß

Strom

Spule

Hochdruckseite

Strommittelwert Klein

Zeit Statorkern (1) Aufbau

(2) Steuerung des Einschaltverhältnisses PS0051, PR0095

5-3. Steuerung des Einspritzzeitpunkts (1) Prinzip der Steuerung des Einspritzzeitpunkts Der Einspritzzeitpunkt wird durch die Öffnungsdauer des Spritzverstellerventils bestimmt, das die Position des Spritzverstellerkolbens (durch den Pumpenkammerdruck) reguliert, um den Rollenring entsprechend zu bewegen. Je länger das Spritzverstellerventil geöffnet ist, um so größer ist die Kraftstoffmenge, die von der Hochdruckseite des Spritzverstellerkolbens zur Niederdruckseite (Ansaugseite) fließt. Folglich verschiebt die Feder den Spritzverstellerkolben in Verzögerungsrichtung. Bei Verkürzung des Einschaltverhältnisses des Spritzverstellerventils bewegt sich der Spritzverstellerkolben dagegen in Vorrückrichtung. Rollenring

Pumpenkammerdruck

Niederdruckseite

Vorrückrichtung

Computer

Verzögerungsrichtung

Spritzverstellerkolben

Spritzverstellerventil

- 37 -

PR0091

(2) Berechnung des Einspritzzeitpunkts Der Computer gleicht den für einen gegebenen Kurbelwinkel vorgesehenen Soll-Einspritzzeitpunkt anhand von Sensorsignalen auf die aktuellen Lastbedingungen ab, um den optimalen Einspritzzeitpunkt für die Betriebsbedingungen zu berechnen. Gleichzeitig erkennt der Computer anhand des Kurbelwinkelsignals (OT-Signal) vom Kurbelwinkelsensor den tatsächlichen Kurbelwinkel, der in der Berechnung als Bezug für den Soll-Einspritzzeitpunkt dient. a. Soll-Einspritzzeitpunkt Der Soll-Einspritzzeitpunkt wird anhand der Pedallast und der Motordrehzahl festgelegt. b. Korrektur des Einspritzzeitpunkts Der Einspritzzeitpunkt wird auf den Ladedruck und die Kühlmitteltemperatur abgeglichen. c. Start-Einspritzzeitpunkt Beim Anlassen wird der Soll-Einspritzzeitpunkt auf Basis des Anlassersignals, der Kühlmitteltemperatur und der Motordrehzahl korrigiert. Beispiel: 3C-TE-Motor

(OT) Kurbelwinkelsensorsignal t 12

13

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

NE

PS0052

(3) Flussdiagramm für Berechnung des grundlegenden Soll-Einspritzzeitpunkts und des endgültigen Einspritzzeitpunkts

ECU Drehzahlsensor Pedallastsensor Ladedrucksensor

Grundlegendes SollEinspritzzeitpunkts

SollEinspritzzeitpunkt

Korrektur

Vergleich und Korrektur

Spritzverstellerventil

Wassertemperaturfühler

Kurbelwinkelsensor

Tatsächlicher Einspritzzeitpunkt

τWiderstand bzw. ROM PS0053

- 38 -

[Anmerkung]

Rückkopplungssteuerung Wie aus dem Diagramm ersichtlich, steuert diese Funktion den Verstellwinkel θ zwischen dem OT im Verdichtungshub und dem Einspritzzeitpunkt. Allerdings können der OT im Verdichtungshub und die Einspritzwellenform nicht in Form von Signalen ermittelt werden. Daher muss der tatsächliche Einspritzzeitpunkt folgendermaßen berechnet werden. (1) Berechnung des tatsächlichen Einspritzzeitpunkts a. Im Motor besteht eine Beziehung zwischen dem OT im Verdichtungshub und dem OT-Signal des Kurbelwinkelsensors. b. An der Pumpe besteht eine Beziehung zwischen der Einspritzwellenform und dem Impuls des Drehzahlsensors. c. Deshalb kann der tatsächliche Einspritzzeitpunkt durch Berechnen der Phasendifferenz θ1 zwischen dem OT-Signal und dem Drehzahlsensorimpuls ermittelt werden.

θ Aktueller OT im Verdichtungshub

θ1

Motor

OT-Signal Drehzahlimpuls

Pumpe

Einspritzwellenform

PR0092

(2) Rückkopplungssteuerung Diese Funktion korrigiert das Einschaltverhältnis des Spritzverstellerventils, um den tatsächlichen Einspritzzeitpunkt mit dem Soll-Einspritzzeitpunkt in Übereinstimmung zu bringen. Beziehung zwischen Einspritzzeitpunkt und Einspritzmenge Der Einspritzzeitpunkt wird durch Verändern der Position des Spritzverstellerkolbens gesteuert. Da der Kolben mit dem Rollenring verbunden ist, wird dadurch der Beginn der Kraftstoff-Druckförderung bestimmt. Das Einspritzende wird dabei um den gleichen Betrag wie der Einspritzbeginn vorgerückt. Folglich wird die Einspritzmenge nicht vom Einspritzzeitpunkt beeinflusst. Die Positionsveränderungen des Rollenrings wirken sich nicht auf das Verhältnis zwischen Nockenhub und Drehzahlsensorimpuls aus, das zur Einspritzmengenregelung verwendet wird. Der Grund dafür liegt darin, dass sich der Drehzahlsensor auf dem Rollenring befindet und sich zusammen mit dem Rollenring bewegt.

- 39 -

Rollenring

Drehzahlsensor Impulsgeber (52 Zähne)

Pumpenwelle

Aussparung

Spritzverstellerkolben PR0083

5-4. Festlegen des endgültigen Einspritzzeitpunkts

Pedallast (groß)

Verstellwinkel (°CA)

(1) Außer Anlassen Soll-Einspritzung =Grundlegender Soll-Einspritzzeitpunkt + Kaltkorrekturverstellung + Ladedruck-Korrekturverstellung

•Š i p“x

(2) Starten

Pedallast (klein)

Motordrehzahl (min-1) Grundlegender Soll-Einspritzzeitpunkt

Soll-Einspritzung beim Starten =Start-Kurbelwinkelkorrektur + Start-Kühlwasserkorrektur

(1) Ladedruck-Korrekturverstellung Der Verstellwinkel zur Kompensation des Ladedrucks wird anhand der Signale des Ladedruck sensors (Ansaugluftdruck) und der Motordrehzahl berechnet. Anmerkung: Weitere technische Daten: Motor

ECD-V3

ECD-V3

Modell

1KZ-TE

3C-TE

Maximaler Verstellwinkel zur Korrektur

6°CA

5° CA

0°CA Bedingung

3200 min-1 Minimum

4000 min-1 Minimum

(2) Kaltkorrekturverstellung Der Verstellwinkel zur Kompensation der Kühlwassertemperatur wird anhand der Signale des Wassertemperatursensors (Kühlwassertemperatur) und der Motordrehzahl berechnet. Bei einigen Motortypen wird die Berechnung durch Interpolation der im ECU gespeicherten Daten berechnet.

PS0054

Kaltkorrekturverstellung (°CA)

5-5. Korrektur des Einspritzzeitpunkts

Ladedruck-Korrekturverstellung(°CA)

PU0013

8 THW -40 Wassertemperatur -40

6 4 2

Wassertemperatur 0 THW 0

Wassertemperatur 20 THW 20 Wassertemperatur 40

THW

40

0 0

1000

2000

3000

4000 rpm

(°CA) Drehzahl (rpm) NE (min-1) 800 Wassertem(oC) THW(°C) peratur

1200 1600 2000 2400 2800 3200

-20

13.0 13.8 14.4 12.0

8.0

4.2

0.0

-10

12.0 13.6 14.0 10.6

4.6

1.4

0.0

12.0 12.6 11.0

5.8

0.2

0.0

0.0

0 10

7.0

8.6

10.0

3.6

0.0

0.0

0.0

20

5.8

7.4

9.0

1.2

0.0

0.0

0.0

30

4.4

6.4

8.0

0.2

0.0

0.0

0.0

40

3.2

6.2

6.4

0.0

1.0

0.0

0.0

50

3.0

4.8

5.0

0.0

0.0

0.0

0.0

60

2.8

3.8

3.8

0.0

0.0

0.0

0.0

70

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

Datenschema im ECU

- 40 -

PS0055

(4) Kurbelwinkel beim Start Wenn die Motordrehzahl nach dem Anlassen ein bestimmtes Niveau erreicht hat, wird der Kurbelwinkel, der durch die Drehzahlen vorgegeben ist, als Steuerparameter einbezogen.

Einschaltverhältnis (%)

Kühlwassertemperatur (°C)

PU0014

Soll-Kurbelwinkel (°CA)

(3) Start-Einschaltverhältnis Bei den geringen Drehzahlen direkt nach Anlassen des Motors wird das Spritzverstellerventil mit einem Einschaltverhältnis angesteuert, das durch die Kühlmitteltemperatur bestimmt wird. Je niedriger die Kühlmitteltemperatur ist, desto kleiner ist das Einschaltverhältnis, um den Einspritzzeitpunkt vorzurücken. Sobald der Motor eine vorgegebene Drehzahl überschreitet, wird eine Korrektur aufgrund der Kühlwassertemperatur am “Start-Einspritzzeitpunkt” vorgenommen.

Motordrehzahl (min-1)

(5) Kühlwassertemperatur-Startkorrektur Wenn die Kühlmitteltemperatur niedrig ist, wird der Start-Einspritzzeitpunkt korrigiert.

(6) Kurbelwinkel-Korrekturwiderstand τ (oder ROM) Der vom Drehzahlsensor gelieferte Drehzahlimpuls (Hubscheibenwinkelsignal) wird zur Steuerung des Einspritzzeitpunkts verwendet. Eine Abweichung in der Beziehung zwischen Hubscheibenwinkel und EinspritzWellenform, die zwischen den einzelnen Pumpen besteht, verursacht auch beim Einspritzzeitpunkt eine Abweichung. Diese Abweichung wird jedoch mit Hilfe des Korrekturwiderstandes τ bzw. der Korrekturdaten im ROM kompensiert.

Soll-Kurbelwinkel (°CA)

PU0015

Kühlwassertemperatur (°C)

PU0016

Einspritzwellenform

Pumpe A Drehzahlsensorimpuls

Pumpe B

Abweichung PS0056

- 41 -

5-6. Steuerung des Spritzverstellerventils (TCV)

(2) Mengenregelventil-Synchronisation Wenn das Spritzverstellerventil ein-/ausgeschaltet wird, kommt es zum Pulsieren des Kraftstoffdrucks in der Pumpe, das sich auf die Einspritzmenge und den Einspritzzeitpunkt auswirkt. Deshalb wird die Steuerung des Spritzverstellerventils bei bestimmten Drehzahlen mit der Ansteuerung des Mengenregelventils synchronisiert. Dadurch werden die Einflüsse durch Druckpulsierung minimiert. (3) Normale Steuerung Das Spritzverstellerventil wird durch Variieren des Einschaltverhältnisses entsprechend den Betriebsbedingungen gesteuert. Ausnahme ist hier die Steuerung mit festem Einschaltverhältnis sowie die Mengenregelventil-Synchronisation.

- 42 -

* Steuerung der SpritzverstellerventilEinschaltfrequenz (Hz)

(1) Steuerung mit festem Einschaltverhältnis Beim Anlassen des Motors (Anlasser eingeschaltet und Motordrehzahl niedrig), Absterben des Motors (Zündung eingeschaltet) bzw. bei defektem Kurbelwinkelsensor wird das Spritzverstellerventil mit einem festen Einstellverhältnis angesteuert, das auf Basis der durchschnittlichen Erregungshäufigkeit für die jeweiligen Bedingungen festgelegt wurde.

Festes Einschaltverhältnis

MengenregelventilSynchronisationssteuerung

Motordrehzahl (min-1) * Bei der ECD-V3 (ROM) wird die Synchronisationssteuerung auch bei Frequenzen über 40 Hz durchgeführt.

PU0017

5-7. Zusammenfassung der Einspritzzeitpunkt-Steuerung (repräsentative Beispiele) Endgültiges Einschaltverhältnis

Spritzverstellerventil

Steuerung des Einschaltverhältnisses

Integraler Betrag Integraler Korrekturwert

Proportionale Korrekturmenge

Proportionale Korrekturmenge

Soll-Kurbelwinkel – Aktueller Kurbelwinkel

Soll-Kurbelwinkel – Aktueller Kurbelwinkel

Unterschied SollEinspritzzeitpunkt

Grundlegender

Kaltkorrekturverstellung

DrosselklappenEinspritzzeitpunkt sensor

Verstellwinkel für Ladedruck

Ladedruckkorrektur

Tatsächlicher Einspritzzeitpunkt

Ausgangsspannung (V) des Ladedrucksensors

Ladedrucksensor

Drehzahlkorrektur

Kaltkorrekturverstellung

Wassertemperatur -24°C

Motordrehzahl (min-1)

Drehzahlsensor

Wassertemperaturfühler

Kurbelwinkelsensor

Drehzahlsensor PU0018

- 43 -

[Anmerkung: Diagramm zur Berechnung des Einspritzzeitpunkts] Erfassen der Motordrehzahl

Erfassen der Einspritzmenge

Grundlegender Einspritzzeitpunkt Erfassung der Wassertemperatur

Niedrige Wassertemperatur

JA

Verstellung des grundlegenden Einspritzzeitpunkts

JA

Verstellung des grundlegenden Einspritzzeitpunkts

NEIN Erfassung des Ladedrucks

Niedriger Ladedruck

NEIN

Erfassung von Kurbelwinkel und Pumpenwellenposition

Bestimmung des Soll-Einspritzzeitpunkts

Erfassung des tatsächlichen Einspritzzeitpunkts

Vorrückrichtung

Vergleich von SollEinspritzzeitpunkt und aktuellem Einspritzzeitpunkt

Verzögerung

Gleich Spritzverstellerventil für Verzögerung ansteuern

Spritzverstellerventil in Position belassen

Spritzverstellerventil in Vorrückrichtung ansteuern

Einspritzzeitpunkt PS0057

- 44 -

6. Leerlaufdrehzahlregelung 6-1. Übersicht Der Computer berechnet die Soll-Motordrehzahl entsprechend den Betriebsbedingungen des Motors und bestimmt die Einspritzmenge, um die Leerlaufdrehzahl zu steuern. <Sensor>



<Stellglied>

Leerlaufdrehzahlsteuerung

Mengenregelventil

Drehzahlsensor Pedallastsensor

Wassertemperaturfühler Geschwindigkeitssensor

Anlassersignal Klimaanlagen-Betriebssignal Anlasssperrschalter PS0058

6-2. Leerlaufdrehzahlregelung (1) Rückkopplungssteuerung Der Computer vergleicht kontinuierlich die Soll-Leerlaufdrehzahl und die rückgemeldete Motordrehzahl (Drehzahlsensorsignal). Falls ein Unterschied besteht, verändert der Computer die Einspritzmenge, bis die Motordrehzahl mit der Soll-Leerlaufdrehzahl übereinstimmt. Beispiel für Leerlaufdrehzahl (3C-TE Motor) Die EIN/AUS-Bedingungen (Klimaanlagensignale) der Klimaanlage werden erfasst, um die Leerlaufdrehzahl zu kompensieren. •Klimaanlage EIN: 850 min-1 •Klimaanlage AUS: 750 min-1 (2) Warmlaufsteuerung Diese Funktion schaltet entsprechend der Kühlmitteltemperatur auf eine Schnellleerlauf-Drehzahl, die für den Warmlauf des Motors optimal ist. Darüber hinaus führt der Computer eine “Vorsteuerung” durch, bei der die Leerlaufdrehzahl um bestimmte Werte im Vorfeld geändert wird. Dadurch wird verhindert, dass die Leerlaufdrehzahl aufgrund von Motorlaständerungen wie beim Ein- bzw. Ausschalten der Klimaanlage usw. schwankt. Eine Leerlauf-Vibrationsreduzierung erfasst Drehzahlschwankungen zwischen den einzelnen Zylindern und korrigiert die Einspritzmenge in den einzelnen Zylindern.

- 45 -

7. Saugrohr-Querschnittssteuerung Diese Funktion steuert das Ansaugluftvolumen über die Nebendrosselklappe im Saugrohr in drei Stufen: ganz geöffnet, halb geöffnet und ganz geschlossen. Einige Pumpensysteme verwenden nur eine Drosselklappe (wie hier die Hauptdrosselklappe), die entweder über Unterdruck oder bei elektronischer Einspritzsteuerung über einen Schrittmotor betätigt wird.

7-1. Funktion

Bauteilbezeichnung

Funktion

Stellglied (Membrandose mit 2 Positionen)

Öffnet und schließt die Nebendrosselklappe.

VSV

Legt Unterdruck oder Umgebungsdruck an Membrandose an.

Drosselklappensensor

Erfasst die Pedallast.

Motordrehzahlsensor

Erfasst die Motordrehzahl.

Wassertemperaturfühler

Erfasst die Kühlwassertemperatur.

Motor-Computer

Sendet Signale zum VSV, um die Nebendrosselklappe in drei Stufen zu öffnen bzw. zu schließen.

7-2. Aufbau (1) Saugrohr Herkömmliche Luftansaugtrakte weisen entweder eine Zweifachanordnung mit Haupt- und Nebendrosselklappe oder eine Einzelanordnung mit nur einer Drosselklappe auf. Bei der Zweifachanordnung ist ein Drosselklappensensor mit der Hauptdrosselklappe verbunden, der den Winkel der Drosselklappe erfasst. (Bei der Einzelanordnung sitzt der Sensor ebenso an der Drosselklappe.)

Membrandose

Drosselklappensensor

Saugrohr (Zweifachanordnung)

Drosselklappensensor (Saugrohr-Öffnungssensor)

Mit unterdruckgesteuerter Drosselklappe (Einzelanordnung) PU0019, CS0917

Spezifikationen Stutzen E

Luftage Stutzen F

VSV1 (Membrankammer A) VSV2 (Membrankammer B)

Umgebungsdruck

(2) VSV (Unterdruckschaltventil) Legt entsprechend den Signalen vom Motorcomputer (ECU) einen Unterdruck oder Umgebungsdruck an die Membrandose an. Außenluftstutzen

EIN AUS

QN0017

- 46 -

7-3. Arbeitsweise (1) Kalt-, Leerlauf- und Hochdrehzahlbetrieb Der Motorcomputer ermittelt die Kühlmitteltemperatur über die Signale vom Wassertemperaturfühler. Bei kaltem Motor werden sowohl VSV1 als auch VSV2 ausgeschaltet. Da folglich Umgebungsluftdruck in den Kammern A und B der Membrandose anliegt, öffnet sich die Nebendrosselklappe vollständig. Dadurch wird das Ansaugluftvolumen im Leerlauf praktisch nicht begrenzt.

Membrandose Kammer B

Kammer A

Nebendrosselklappe

Gaspedal

Hauptdrosselklappe

Umgebungsluftdruck

Unterdruckpumpe VSV1 VSV2

Umgebungsluftdruck Kühlwassertemperatur

MotorComputer

Pedallast Motordrehzahl Zündschalter QN0018

(2) Normalbetrieb (nach Warmlauf) Nachdem der Motor die normale Betriebstemperatur erreicht hat, legt der Motor-Computer einen Strom an VSV2 an, während VSV1 weiterhin ausgeschaltet bleibt. Damit wirkt in Kammer A der Membrandose noch Umgebungsluftdruck, während Kammer B von der Unterdruckpumpe mit Unterdruck beaufschlagt wird. Dadurch öffnet sich die Nebendrosselklappe etwa zur Hälfte.

Membrandose Kammer B

Kammer A

Nebendrosselklappe

Gaspedal

Hauptdrosselklappe

Umgebungsluftdruck

Unterdruckpumpe VSV1 VSV2

Umgebungsluftdruck Kühlwassertemperatur

MotorComputer

Pedallast Motordrehzahl Zündschalter QN0019

- 47 -

(3) Ausschalten des Motors Beim Ausschalten der Zündung erregt der Motorcomputer VSV1 und VSV2. Dadurch legt die Unterdruckpumpe an Kammer A und B in der Membrandose einen Unterdruck an. Daraufhin schließt sich die Nebendrosselklappe ganz.

Membrandose Kammer B Kammer A

Nebendrosselklappe

Gaspedal

Hauptdrosselklappe

Umgebungsluftdruck

Unterdruckpumpe VSV1 VSV2

Umgebungsluftdruck Kühlwassertemperatur

MotorComputer

Pedallast Motordrehzahl Zündschalter QN0020

- 48 -

[Anmerkung: Ansaugluft-Begrenzungssteuerung beim Einfach-Saugrohr (Beispiel: mit unterdruckgesteuerter Drosselklappe)] Übersicht Im Gegensatz zur Zweifachanordnung mit einer Haupt- und einer Nebendrosselklappe wird bei diesem Typ die Ansaugluftmenge über eine einzige Drosselklappe (Hauptdrosselklappe) gesteuert. Grundlegende Steuerung Drosselklappenstellung Leerlauf ⇔ Vollständig geöffnet

Vollständig geschlossen

Stellglied

Steuerventil

Hauptmembrandose

E-VRV

Haupt- und Nebenmembrandose

E-VRV, VSV

Drosselklappenstellung und Betriebsbedingungen (1) Ganz geöffnet •Anlassen (Anlassersignal: EIN) •Während der Fahrt (ganz geöffnet bei Volllast und maximaler Beschleunigung) •Außenlufttemperatur maximal 10°C (2) Zwischen Leerlauf- und Volllaststellung (Teillast) •Beim Warmlaufen (Kühlwassertemperatur maximal 59°C) •Fahrbetrieb (nach dem Warmlaufen, Leerlaufschalter: AUS) (3) Leerlauf •Leerlauf bei normaler Betriebstemperatur •Abstellen

Hauptmembrandose

Ganz geöffnet

Drosselklappenhebel

Nebenmembrandose

PS0059

Leerlauf ⇔Vollständig geöffnet

PS0060

Leerlauf

PS0061

(4) Ganz geschlossen •Motorstopp (Zündung: AUS) und sofort danach •Bei Erfassung einer ungewöhnlich hohen Motordrehzahl •Bei Defekt des Mengenregelventils •Bei Störung im Computer

Vollständig geschlossen

PS0062

- 49 -

[Anmerkung: Ansaugluft-Begrenzungssteuerung beim Einfach-Saugrohr (Beispiel: elektronisch gesteuerte Drosselklappe (von einem anderen Hersteller)] Übersicht Diese Drosselklappe wird statt durch Unterdruck von einem elektronisch gesteuerten Schrittmotor stufenlos positioniert. (1) Drosselklappe Der neu entwickelte, elektronisch gesteuerte Ansaugluft-Drosselmechanismus verwendet einen Schrittmotor, der von einer Treibereinheit gesteuert wird, um die Drosselklappe entsprechend den Betriebsbedingungen des Motors und der rückgeführten Abgasmenge optimal zu positionieren. Beim Abstellen des Motors schließt sich die Klappe vollständig, damit der Motor ohne Nachzünden direkt abgeregelt wird.

Volllastschalter

Vollständig geschlossen Schrittmotor Drosselklappe

Hinweis: Dieses Bauteil darf nicht zerlegt werden, da anderenfalls Abweichungen in der Drosselklappenposition entstehen können.

Ganz geöffnet QT0363, QT0364

(2) Schrittmotor Die Motorspulen werden entsprechend den Signalen vom Motor-Computer erregt. Im Motor dreht sich dadurch der mit Magneten bestückte Läufer und die damit verbundene Drosselklappe um genau den vorgesehenen Betrag.

Spule

a. Technische Daten Typ

4-phasig, 32-polig

Betätigungssystem

2-phasige Erregung, 1 bis 2-phasige Erregung

Auflösungsvermögung

2-phasige Erregung

[1 Schritt] Amperezahl Spulenwiderstand Isolationswiderstand

1 bis 2-phasige Erregung

Stator

Magnet (Permanentmagnet)

1° 0.5°

1,2 A pro Phase Maximum 20 ± 2 Ω pro Phase 10 M Ω Minimum

Stromkreis QT0365, QT0366

- 50 -

b. Aufbau Der Schrittmotor besteht aus zwei Lagen und verfügt über zwei Spulen, vier Statoren und einem Magneten, der als Läufer funktioniert. Ein Stator hat acht Klauen, zwischen denen sich Spulen befinden, wodurch wechselweise 16 Magnetpole entstehen. Die beiden Magnetlagen sind um 11,25° voneinander versetzt. Es resultieren also 32 Pole, die den Läufer betätigen. Jede Spule hat zwei Wicklungssätze, die in Gegenrichtung zueinander gewickelt sind. Das bedeutet, dass die beiden Spulen vier Phasen haben. Durch Wechseln der Richtung des Stroms, mit dem diese Spulen erregt werden, ändert sich die Polarität des Stators. Auf diese Weise kann die Dreh- und Stoppposition des Läufers exakt gesteuert werden.

S N S N

Läufer (Magnet) Statoren

Spule

Statoren QT0367

Erregt

QT0368

c. Arbeitsweise Betriebsdiagramm 1: Wenn an die Spule A Strom angelegt wird, entsteht ein magnetischer Nordpol am oberen Ende der Spule, während der Südpol des Magnetfelds an deren unterem Ende erzeugt wird. Folglich wird am Stator A ein Nordpol und am Stator A’ ein Südpol induziert. Wird dagegen Spule B erregt, wird aufgrund der entgegensetzten Wicklung der Spule ein Südpol am oberen Ende der Spule und am unteren Ende ein Südpol erzeugt. Dadurch wird Stator B zum Südpol und Stator B’ zum Nordpol. Zu diesem Zeitpunkt positioniert sich der Südpol des Läufers zwischen den Nordpolen von Stator A und Stator B’.

Stator A Spule A Spule A’ Stator A’ Stator B Spule B Spule B’ Stator B’

•ì“®•}‚P Betriebsdiagramm 1 QT0369

- 51 -

Betriebsdiagramm 2: Wenn Strom an die Spule A’ angelegt wird, ohne den Strom an Spule B zu ändern, wird das obere Ende der Spule A’ zum Südpol und das untere Ende zum Nordpol. Folglich induziert das Magnetfeld am Stator A einen Südpol und am Stator A’ einen Nordpol. Der Läufer dreht sich aufgrund der Polaritätsänderungen des Stators aus der Position von Betriebsdiagramm 1.

Spule A Spule A’ Spule B Spule B’

Betriebsdiagramm 2 QT0370

Erregung 1

Erregung 2

Erregung 3

Erregung 4

Erregung 5 (1)

N

S

S

N

N

EIN

EIN

S

S

Polarität des Stators A

EIN

Spule A Spule A’

S

Polarität des Stators A’

Arbeitsweise des Läufers

Polarität des Stators B

←

EIN

EIN

N

N

→

11.25° Phase

S

S

EIN

EIN

N

N

S

EIN

Spule B Spule B’

N

N

EIN

EIN

S

S

N QT0371

Polarität des Stators B’

- 52 -

8. Steuerung der Abgasrückführung (EGR) Zur Reduzierung der Schadstoffemissionen wird ein Teil des Abgases zurückgeführt und mit der Ansaugluft vermischt. Die Menge des rückgeführten Abgases wird dabei den Motorbedingungen entsprechend gesteuert. Da die Abgasrückführung die Verbrennung verlangsamt, wird der Stickoxid-Ausstoß reduziert. Unterdruckpumpe

Ansaugkrümmer

Unterdruckdämpfer

MotorComputer EGR-Ventil E-VRV

Ladedrucksensor Wassertemperaturfühler Motordrehzahlsensor

Drosselklappensensor Motor

Abgas PU0020

Der Computer steuert die Abgas-Rückführmenge über das Einschaltverhältnis des E-VRV (elektrisches Unterdruckregelventil). Als Steuerparameter zieht der Computer die Signale über Pedallast (Drosselklappensensor), Motordrehzahl, Kühlwassertemperatur, Ladeluftdruck und Ansauglufttemperatur heran.

8-1. Aufbau und Arbeitsweise der Bauteile (1) E-VRV Diese englische Abkürzung bezeichnet ein elektrisches Unterdruckregelventil. Dieses Schaltventil wird elektrisch betätigt. Ab einer vom Computer gesteuerten Einschaltsignalfrequenz von 500Hz (Einschaltverhältnis) legt das EVRV Unterdruck von der Unterdruckpumpe an die Membrankammer des EGR-Ventils an.

Zum EGR- Von der UnterVentil

druckpumpe

Umgebungsluftdruck

PU0021

- 53 -

(2) EGR-Ventil Das EGR-Ventil besteht aus einer Membran, einer Feder und dem eigentlichen Ventil. Je mehr der in der Membrankammer anliegende Unterdruck steigt, desto größer ist der Membranhub (wodurch die Feder komprimiert wird). Das Ventil öffnet sich proportional zu dieser Bewegung, wodurch das Abgas vom Auspuffkrümmer zum Ansaugkrümmer geleitet wird.

Vom E-VRV

Ansaugkrümmer

Auspuffkrümmer

PU0022

8-2. Bestimmen der rückgeführten Abgasmenge (1) Außer Leerlauf Das im Computer für eine Lastbedingung gespeicherte, grundlegende Einschaltverhältnis wird auf Kühlwassertemperatur und Ladedruck abgeglichen, um das endgültige Einschaltverhältnis, mit dem das E-VRV angesteuert wird, zu bestimmen. Jedoch wird die Steuerung beendet, falls das endgültige Einschaltverhältniswert zu klein bzw. die Pedallast zu groß ist. (2) Leerlauf Der endgültige Einschaltverhältniswert ändert sich entsprechend der Ein-/Ausschaltbedingung der Klimaanlage. Beim Starten, wenn die Motordrehzahl bzw. wenn die Kühlwassertemperatur zu niedrig ist, wird die Abgasrückführung ausgesetzt. Das grundlegende Einschaltverhältnis wird über einen Koeffizienten, der anhand der Signale von Wassertemperaturfühler und Ladedrucksensor errechnet wird, auf die vorliegenden Lastbedingungen abgeglichen. (Das Diagramm rechts gibt ein Beispiel für den Korrekturkoeffizienten.)

Korrekturkoeffizient

8-3. EGR-Korrekturkoeffizient

Korrekturkoeffizient

Kühlwassertemperatur (°C)

PU0023

Ladedruck (mmHg) PU0024

- 54 -

9. Vorglühsteuerung Diese Steuerung schaltet die Glühkerzen ein, damit die Luft in der Verbrennungskammer beim Kaltstart angewärmt wird. Dadurch leisten die Glühkerzen eine Zündhilfe, um das Anlassen zu erleichtern.

Wärmequellentemperatur

Wassertemperaturfühler

Als Wärmequellen werden Glühkerzen aus Keramik verwendet, um das System zu vereinfachen.

Wärmeerzeugungszeit (Sekunden) PU0025

Beim Einschalten der Zündung schließt diese Steuerung das Glühkerzenrelais, damit das Vorglühen für die Zeitspanne stattfindet, die von der Kühlwassertemperatur bestimmt wird. Beim Einschalten des Anlassers wird das Glühkerzenrelais gleichzeitig erregt. Nach dem Anspringen des Motors und Ausschalten des Anlassers setzt die Nachglühsteuerung ein.

PU0026

Wassertemperatur (°C)

PU0027

Nachglühzeit (Sekunden)

9-2. Glühkerzenrelais-Steuerung

Kühlwassertemperatur (°C)

Vorglühzeit (Sekunden)

Beim Einschalten der Zündung leuchtet die Vorglühanzeige für eine gewisse Zeitspanne auf, die von der Kühlwassertemperatur abhängt. Die Anzeige erlischt, wenn der Anlasser eingeschaltet wird.

Leuchtzeit (Sekunden)

9-1. Einschaltzeitsteuerung der Vorglühanzeige

Vorglühzeitdiagramm

Leuchtzeit Vorglühen

Nachglühen

PU0028

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10. Andere Steuerungsfunktionen (die Funktionen sind vom Motortyp abhängig) (1) Hauptrelaissteuerung Steuert das Relais für die Hauptstromversorgung. (Diese Funktion steuert jedoch nicht den Zündschalteranschluss des Computers, den Batterieanschluss und die Glühkerzen-Stromversorgung.) (2) Klimaanlagen-Abschaltsteuerung Wenn die Geschwindigkeit und die Pedallast bei eingeschalteter Klimaanlage einen Festwert überschreiten, erkennt der Computer, dass das Fahrzeug beschleunigt wird. Daraufhin schaltet er den Kompressor für 3 Sekunden ab, um die Last zu verringern. (3) Ladedruckanzeigesteuerung Wenn das Ladedruck-Sensorsignal einen Schwellenwert übersteigt, erkennt diese Steuerung, dass der Turbolader arbeitet und schaltet die Turboanzeigenleuchte im Kombinationsinstrument ein. (4) Motorabschaltsteuerung Wenn der Computer ein Abschalten des Motors erkennt, unterbricht er den Stromfluss zum Mengeneinspritzventil. Gleichzeitig wird das Spritzverstellerventil mit einem festen Einschaltverhältnis betätigt und die Nebendrosselklappe halb geöffnet. (5) Mengenregelventil-Steuerung Wenn die Motordrehzahl einen bestimmten Wert überschreitet, öffnet diese Steuerung das Mengenregelventilrelais und bringt die Nebendrosselklappe in Teillastposition, um ein Überdrehen des Motors zu verhindern. (6) Kühlwassertemperaturbedingte Überbrückungssperre Bei niedriger Kühlwassertemperatur und bei Geschwindigkeiten unter einem gewissen Wert, gibt diese Steuerfunktion ein Überbrückungssperrsignal an den ECT-Computer (Getriebecomputer) ab. (7) Interaktive Steuerung mit TRC-Computer (Traktionssteuerung) Bei Ansprechung der Traktionskontrolle empfängt der Motorcomputer Signale vom TRC-Computer, um die Einspritzmenge und dadurch das Motordrehmoment zu reduzieren. (8) Überhitzungssteuerung Wenn die Kühlwassertemperatur bei hohen Drehzahlen einen bestimmten Wert überschreitet, vermindert diese Steuerung die Einspritzmenge und verzögert den Einspritzzeitpunkt, damit der Motor nicht überhitzt.

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11. Diagnosefunktion Das System verfügt über eine Selbstdiagnosefunktion. Falls die Sensoren eine abnormale Bedingung im Signalsystem der entsprechenden Steuerung melden, speichert der Computer die Störungsdaten ab. Den Systemen sind Codes zugeteilt, die vom Computer zur Identifikation der Störung abgespeichert werden. Der Computer kann dann den Störungscode für das entsprechende System über einen Diagnosesteckverbinder im Fahrzeug ausgeben. Bei einigen Systemen blinkt eine Warnanzeigenleuchte auf, um den Fahrer zu alarmieren. Bei der Fehlersuche kann man durch Lesen der über den Diagnosestecker ausgegebenen Störungscodes die Störungsursache schnell identifizieren. Beispiele für Störungscodes (Diagnosecodes) Code 13: Drehzahlsensorsystem Code 22: Wassertemperaturfühler

Beispiele für Ausgangssignale (1) Normal

(2) Abnormal Code 13:

Code 22: PR0097

12. Notlauffunktion Wenn ein Sensor abnormale Signale ausgibt und eine Motorstörung auftreten könnte, falls das System weiterhin dieses Signal zur Steuerung verwendet, ersetzt der Computer den entsprechenden Parameter durch gespeicherte Festwerte zur Steuerung. Abhängig vom Symptom kann diese Funktion auch den Motor stoppen. Beispiel für Notlauffunktion a. Drehzahlsensor-Signalsystem Falls vom Drehzahlsensor kein Signal ausgegeben wird, schaltet diese Funktion die Stromzufuhr zum Mengenregelventil ab, damit die Kraftstoffeinspritzung beendet wird. b. Wassertemperaturfühler-Signalsystem Wenn im Signalschaltkreis des Wassertemperaturfühlers eine Unterbrechung bzw. ein Kurzschluss besteht, verwendet diese Funktion einen im Computer gespeicherten Festwert.

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1

WARTUNGSBLATT EINSPRITZPUMPE

ECD 98-05 Juli, 1999

NEUE PRODUKTE NUR Für DENSO ECD-VERTRAGSHänDLER

THEMA: ECD-V4 EINSPRITZPUMPENSYSTEM FÜR LAND CRUISER 100 MODELL : TOYOTA LAND CRUISER 100 : 1HD-FTE MOTOR : 098000-0010 PUMPEN-NR. BESTIMMUNGSGEBIET: EUROPA

1. EINLEITUNG Mit der zunehmenden Verschärfung der Emissionsvorschriften in der ganzen Welt wird bei Dieselmotoren und Einspritzpumpen (Einspritzsystem) eine Steuerung notwendig, um die Verbrennung zu optimieren und die Abgaswerte zu senken. Die neue, elektronisch gesteuerte Hochdruck-Einspritzpumpe ECD-V4 für Dieselmotoren mit Direkteinspritzung erfüllt diese strengen Auflagen. Bei der ECD-V4 handelt es sich um eine Erweiterung der Pumpenserie mit elektronischer Steuerung (ECD-V3 Einspritzpumpen), die in vielen Personenwagen zur Anwendung kommt. Emissionsvorschriften für Dieselabgase 0,8

Gegenwärtige Produkte

0,6

Kurzfristig

PM 0,4 0,2

Langfristig

Nachfrage

Geringerer Verbrauch

Höhere Leistung

Stickoxide

Weniger Geräusch

QT0087G

QT0088G KUNDENDIENST 9907-IT-30 Gedruckt in Japan

2

2. ALLGEMEINE BESCHREIBUNG Bei der ECD-V4 handelt es sich um eine neue Radialkolben-Verteilereinspritzpumpe mit elektronischer Steuerung, die auf der ECD-V3 basiert und durch neue Mechanismen aufgerüstet wurde. Die ECD-V4 realisiert eine extrem genaue und flexible Steuerung von Einspritzmenge und -zeitpunkt, wodurch sie für eine bessere Verbrennung sorgt. Die wichtigsten Neuerung sind die Radialkolbenauslegung, ein elektromagnetisches Mengenregelventil mit äußerst direkter Ansprechung, die EDU (elektronische Treibereinheit) sowie der ROM-Speicher mit Kompensationsdaten. ROM (Kompensationsdaten)

Motor Verschiedene Daten

Einspritzpumpe

EDU •NE-Signal •Kraftstofftemperatur •Kompensationswerte

ECU

*Partikel

•Verbesserte Verbrennung Durch eine Erhöhung des Einspritzdrucks resultiert eine feinere Zerstäubung des Kraftstoffs und somit eine vollständigere Verbrennung, wodurch die Abgasemissionen effektiv reduziert werden.

Groß

QT0089G

Hoher Einspritzdruck

*Partikel: in Dieselabgasen fallen größerer Mengen kleiner Partikel (Durchschnittsgröße 0,1 υm) verschiedener Zusammensetzung an als bei Ottomotoren. Niedrig

Einspritzdruck

Hoch QT0090G

ECD-V4

Reiheneinspritzpumpen

120

Einspritzdruck (MPa)

ANMERKUNG Das Diagramm rechts vergleicht die ECD-V4 in Hinsicht des Einspritzdrucks mit anderen Pumpen. (Die Linie im Diagramm stellt den Einspritzdruck bei herkömmlichen Einspritzpumpen dar.)

100 80 ECD-V3 (VE)

60 0

0

10

20

30

Pumpengewicht (kg)

40 QT0091G

3

2-1. AUFBAU DER EINSPRITZPUMPE

Elektromagnetisches Mengenregelventil (SPV)

Motordrehzahlsensor (NE) Impulsgeber

ROM

Förderpumpe

Verteilerwelle

Rolle Radialkolben Nockenring (Innennocken) Spritzverstellerkolben Spritzverstellerventil (TCV)

QT0093G

4

(1) Nockenring und Radialkolben Während die ECD-V3 Einspritzpumpen wie herkömmliche mechanische Pumpen eine Hubscheibe für die Kraftstofförderung verwenden, arbeitet die Pumpe ECD-V4 mit einem neuentwickelten Radialkolben-Nockenringmechanismus, um den gewünschten Einspritzdruck (130 MPa) zu erzielen. Der sich drehende Nockenring mit seinen innenliegenden Nocken bewirkt eine jeweils gegengesetzte Bewegung der Radialkolbenpaare, die einen sehr hohen Druck aufbauen können. Radialkolben-Nockenringmechanismus

Hubscheibenmechanismus

Nocken Mengenregelventil Hubscheibe Ansaugen

Rolle

Rolle

Hubscheibe Rolle

Nocken Abregelung

Rolle

Mengenregelventil Ansaugöffnung

Verteilerwelle Nocken

*

Förderöffnung

*

QT0095G, QT0096G

: Arbeitsquerschnitt Nocken

Verteilerwelle Rolle

Radialkolben

Kraftstoff Kraftstoff unter Druck

Ansaugen

Druckaufbau QT0313G

5

•Vorteil des Nockenrings mit Radialkolben Wie die Abbildung rechts verdeutlicht, beeinträchtigt der Schlupf der Rollen bei herkömmlichen Hubscheiben die effiziente Umsetzung der Pumpenwellendrehung in Verteilerkolben-Hubbewegungen, wodurch es zu Druckverlusten kommt. Beim Innennockenring mit Radialkolben entfällt der Schlupf, da die Rollen sich nur auf einer Achse bewegen. Folglich kann diese Anordnung einen höheren Druck aufbauen. (2) Mengenregelventil mit direkter Ansprechung und EDU Um eine exakte Steuerung von Einspritzbeginn und -ende zu erzielen, verwendet das System für die Mengenregelung ein Magnetventil mit direkter Ansprechung. Eine elektronische Treibereinheit (EDU) gewährleistet auch bei hohen Drehzahlen eine hervorragende Ventildynamik.

Nocken Schlupf

Rolle

Rolle Nockenring

Rolle

Rolle

Hubscheibe

ECD-V4

ECD-V3

QT0097G

(3) ROM-Kompensationseinheit Wie die ECD-V3 (mit ROM) zieht auch die ECDV4 in einem ROM-Speicher abgelegte Kompensationsdaten zur Regelung der Einspritzmenge und Spritzverstellung heran. (Die Abbildung rechts zeigt die Mengenkennlinie, die durch die im ROM gespeicherten Korrekturwerte kompensiert wird.)

ECD-V3 Q

Einstellschraube (Mengenregelventil)

θ Korrekturwiderstand

Np

Q

ECD-V4

Np PS0048G

6

(4) Druckaufbau in der Pumpe a. Der Motor dreht die Einspritzpumpenwelle und treibt so die integrierte Förderpumpe. Die Förderpumpe saugt Kraftstoff vom Tank an und führt ihn unter Druck der Pumpenvorkammer zu. (Druck in Pumpenvorkammer: 1,5 bis 2,0 MPa) b. Bei Öffnung des Mengenregelventils (Ventil: AUS) strömt Kraftstoff in die Verteilerwelle (Hochdruckkammer). c. Wenn sich das Mengenregelventil schließt (Ventil: EIN) wird der in der Verteilerwelle nun eingeschlossene Kraftstoff von den Radialkolben mit Druck beaufschlagt, da die Innennocken die Kolben durch das Drehen der Pumpenwelle nach innen drücken. Der Kraftstoff strömt dadurch vom Druckventil über die Einspritzleitung zur Einspritzdüse und die Einspritzung erfolgt. d. Wird das Mengenregelventil geöffnet (Ventil: AUS) verringert sich der Druck in der Verteilerwelle, da der Kraftstoff in die Vorkammer abfließen kann. Folglich schließt sich das Druckventil und die Einspritzung stoppt. Dieser Zyklus mit den vier Phasen (“a” bis “d”) wird in Einspritzreihenfolge für jeden Zylinder wiederholt. Druckspeicher (absorbiert Pulsierungen, die durch das Mengenregelventil verursacht werden) Mengenregelventil Pumpenvorkammer a Mengenregelventil Pumpenvorkammer Verteilerwelle

b d

Förderpumpe Radialkolben

Druckventil

c

Hochdruckkammer

Radialkolben QT0094G

ANMERKUNG Um das Umlaufvolumen in der Pumpe zu verringern, sind Zufuhr- und Abregelkanal zusammengelegt. Kraftstoff wird daher durch das Mengenregelventil angesaugt und abgeregelt. Dadurch entfallen die getrennten Einlaß- und Abregelbohrungen herkömmlicher Einspritzpumpen und es resultiert ein geringeres Volumen, was Fluktuation reduziert. (5) Nockenring-Radialkolbenmechanismus a. Ansaugphase und Druckaufbau Nockenring Rolle

Radialkolben Ansaugphase

Druckaufbau QT0099G

7

b. Spritzverstellung

Verzögern

Drehrichtung der Verteilerwelle

(Fahrzeugfront)

Vorrücken

Spritzverstellerkolben

Vorrücken/Verzögern des Einspritzzeitpunkts

2-2. EINSPRITZDÜSE UND DÜSENHALTER a. Zur Reduzierung von weißem Rauch und Abgasgeruch verwendet das ECD-V4-System Sitzlochdüsen mit hohem Durchflußvolumen (geringer Flußwiderstand). b. Die zweistufigen Einspritzdüsen mit 2 Federn des ECD-V4-Systems sind auf hohen Einspritzdruck ausgelegt. Die schmäleren Düsenbohrungen und der höhere Einspritzdruck sorgen für eine bessere Zerstäubung, wodurch eine vollständigere Verbrennung resultiert. Der geringe Vorhub von 0,04 mm reduziert Verbrennungsgeräusche.

Maximale Verzögerung

QT0100G

Rücklauf

Herkömmliche Lochdüse

Sitzlochdüse

Von Einspritzpumpe

ANMERKUNG Beim Testen von Sitzlochdüsen mit einem Düsenprüfgerät vorsichtig urteilen, da selbst funktionierende Düsen einen scheinbar zu breiten Sprühkegel verursachen bzw. Rückschlüsse auf Verstopfung einzelner Bohrungen hervorrufen können.

Vorhub

Düsentyp Sitzlochdüse mit mehreren Bohrungen Düsenbohrungsdurchmesser (mm) 0,19 Bohrungsanzahl 6 Düsenöffnungsdruck 17,65 (180) (Vorhub) [MPa (kgf/cm2)] 27,64 (280)

Nadelhub

•Technische Daten

Sitzlochdüse QT0130G

1.-Gang- oder Anlaßsperrschaltersignal

Motor-ECU

Spritzverstellerventil

Motordrehzahlsensor (NE)

Kraftstoff-Temperaturfühler

ROM

Mengenregelventil

EDU

VSV

Gaspedal-Freigabeschalter

Gaspedal-Positiolnssensor

E-VRV

VSV

Ladedruckfühler EGR Ventil

Unrterdruckpumpe

Wassertemperaturfühler

AnsaugluftTemperaturfühler

Einlaß-Schließklappe Ansaugluft-Heizelement

VSV

Ladeluftkühler

Kurbelwinkelsensor

8

3. SYSTEMANORDNUNG

QT0101G

9

3-1. BLOCKDIAGRAMM Stromversorgungsschaltkreis

Ansaugluft-Temperaturfühler

Spritzverstellerventil A/D-Wandler

Ladedruckfühler Gaspedal-Positionssensor Motordrehzahlsensor (NE) Kurbelwinkelsensor

VSV (EGR-Abschaltung) VSV (Einlaß-Schließklappe) Ansaugluft-Heizrelais EDU U

Gaspedal-Freigabeschalter Geschwindigkeitssensor

Schnelleerlaufschalter (Heizung) Heizleistungsverstärker Anlassersignal

*1

Eingangsschnittstelle

Klimaanlagen-Steuermodul

ROM 1.-Gangschalter

*2

VSV (Umgebungsdruckerfassung) Ausgangsschnittstelle

Kraftstoff-Temperaturfühler

Anlaßsperrschalter

E-VRV (für EGR)

Eingangsschnittstelle

Wassertemperaturfühler

Vorglühanzeige Motorwarnleuchte Klimaanlagen-Abschaltsignal Hauptrelais

Speicher

EDU-Relais

Mengenregelventil

Versorgungsspannung

Wassertemperaturdaten

Fehlererkennungsschaltkreis

EDU Motordrehzahlsignal

Zündschalter Anschlußklemme TC

Viskoseheizungsverstärker

Getriebe-ECU

*1 *1: nur Fahrzeuge mit Automatikgetriebe *2: nur Fahrzeuge mit Schaltgetriebe QT0102G

10

3-2. ANORDNUNG DER SYSTEMKOMPONENTEN Gaspedal-Positionssensor EGR-Ventil Gaspedal-Freigabeschalter

Ladedruckfühler VSV (Umgebungsdruckerfassung)

Ansaugluft-Temperaturfühler Ansaugluft-Heizelement

Einlaß-Schließklappe

ECU

VSV (EGR)

EDU E-VRV (EGR)

Kurbelwinkelsensor

*Die eingerahmten Komponenten stammen Wassertemperaturfühler von DENSO. Anordnung der Systemkomponenten

(1) Elektromagnetisches Mengenregelventil (direkte Ansprechung) Das Mengenregelventil sitzt in der Kraftstoffage zwischen der Pumpenvorkammer und der Verteilerwelle mit Hochdruckkammer. Das EDU steuert über dieses Ventil das Ansaugen von Kraftstoff in die Hochdruckkammer, die Abregelung der Einspritzung sowie die Zweifach-Einspritzung beim Anlassen.

QT0092G

Wicklung des Mengenregelventils

Ventil

Hochdruckkammer Pumpenvorkammer

QT0104G

11

(2) Motordrehzahlsensor (NE) Der Drehzahlsensor ist mit dem Nockenring der Einspritzpumpe verbunden und erfaßt die Motordrehzahl über einen Impulsgeberrotor, der drehfest auf der Pumpenwelle sitzt. Wie der Impulsgeber bei der ECD-V3 ist der Impulsgeberrotor der ECD-V4 so positioniert, daß die Einspritztakte erfaßt werden können. Dazu sind am Umfang des Impulsgeberrotors an 6 Stellen jeweils 3 Zähne weggelassen, wodurch der Sensor mit seinen 72 Zähnen alle *3,75 ° (Nockenwinkel) einen Impuls generiert.

Motordrehzahlsensor (am Nockenring) Nockenring

Impulsgeberrotor (13 × 6) Kein Impuls

Antriebswelle Spritzverstellerkolben QT0106G

*360 ÷ {(13 x 6)+(3 x 6)}

Eine Umdrehung der Einspritzpumpenwelle

Wellenform des Signals

Kurbelwinkel 720°

Eine Umdrehung der Kurbelwelle Kurbelwinkel 360°

13

3

QT0108G

(3) EDU (elektronische Treibereinheit) a. Zur Steuerung des Mengenregelventils bei hohen Drehzahlen und hohem Druck wird eine EDU (Hochspannungstreiber mit CDI-Transistor) herangezogen. Aufgrund des Hochspannungs- und Schnelladesystems mit Gleichstromwandler kann das Mengenregelventil auch bei hohen Drehzahlen und Drücken akkurat betätigt werden. Die präzise Steuerung des Mengenregelventils ist Voraussetzung für optimale Einspritzung und vollständigere Verbrennung. b. Das Motor-ECU überwacht ständig die EDU und stoppt den Motor, falls Abnormalitäten erkannt werden. [V]

IJT-Signalwellenform

5

[V]

Zeit

Spannungswellenform SPV+

Ca. 150 Zeit

0

Batterie

SPV +

IJt ECU

IJf

Steuerschaltung

SPV–

Mengenregelventil

Hochspannungserzeugungskreis (Gleichstromwandler)

QT0132G

12

•Arbeitsweise der EDU Die Batteriespannung wird durch den Gleichstrom-Aufwärtswandler erhöht. Das Motorcomputer steuert die EDU über Signale zu deren Anschlußklemme Ijt, um die Einspritzung auszulösen. Bei Erhalt eines IJt-Signals vom Motor-ECU wird eine Spannung von ca. 150 V an SPV+ des Mengenregelventils angelegt. Gleichzeitig wird ein Einspritzbestätigungssignal (IJf) zum MotorECU zurückgesendet. (4) Gaspedal-Positionssensor Wie beim System ECD-V3 (mit ROM) verwendet das ECDV4-System einen Gaspedal-Positionssensor mit Hallelement, um die Drossellast über die Pedalstellung zu erfassen. Dieses Element ändert seine Ausgangsspannung linear und proportional zum Gaspedalweg. Ein GaspedalFreigabeschalter sitzt zusätzlich am Gaspedal und dient zur Erkennung der Freigabeposition des Gaspedals bzw. der Leerlaufposition des Motors. Durch diese Zweifachanordnung wird eine akkuratere Motorsteuerung ermöglicht.

GaspedalFreigabeschalter

Gaspedal-Positionssensor

QT0110G

5,0

Vcc

Normaler Ausgangsbereich

Ausgangsspannung (V)

Leerlaufkontakt und Gaspedal-Freigabeschalter Kontakt VA und VAS

4,0

3,0

2,0

1,0

VA VAS IDL

0 -10

0

10

20

30

40

50

60

Arbeitsbereich

70

80

90

Sensordrehwinkel θ (Grad)

Ausgangskennlinie

E QT0111G

QT0133G

(5) Ladedruckfühler Dieser Sensor erfaßt den Ansaugdruck (Absolutdruck) und wandelt diesen in ein elektrisches Signal um, das als Ladedrucksignal zum Motor-ECU gesendet wird. Der Ladedruckfühler arbeitet mit einem Halbleiter und nutzt die Eigenschaft von Silizium, den Widerstand bei Druckeinfluß zu ändern. Diese Änderung des Widerstands dient zur Erkennung des Ladedrucks.

Unterdruckkammer

* Absolutdruck: pneumatischer Druck in Bezug zum absoluten Vakuum, das als Null angenommen wird.

Ladedruck PR0068G

13

(6) Wassertemperaturfühler Dieser Fühler besitzt einen Thermistor und erfaßt die Temperatur des Kühlwassers.Der Thermistor ist ein Halbleiter, dessen Widerstand sich proportional zur Temperatur ändert. Diese Widerstandsänderung dient zur Erkennung der Wassertemperatur.

Thermistor

Widerstandswert (kΩ)

Aufbau 30 20 10 5 3 2 1 0,5 0,3 0,2 0,1

(7) Ansaugluft-Temperaturfühler Dieser Fühler verwendet einen Thermistor mit ähnlichen Eigenschaften wie beim Wassertemperaturfühler. Er ist im Ansaugluftrohr des Motors integriert und erfaßt die Ansauglufttemperatur.

PR0075G

-20

0

20

40

60

80

Wassertemperatur (°C) Kennlinie

100

120

B6202G

Thermistor

PR0077G

(8) Kraftstoff-Temperaturfühler Dieser Fühler verwendet einen Thermistor mit ähnlichen Eigenschaften wie beim Wassertemperaturfühler. Er ist in der Einspritzpumpe integriert und erfaßt die Kraftstofftemperatur.

Thermistor

PR0078G

14

(9) Kurbelwinkelsensor Der Kurbelwinkelsensor ist wie allgemein üblich in den Zylinderblock integriert. Er wird von einer Nase auf der Kurbelwelle erregt und erzeugt pro Kurbelwellenumdrehung einen Impuls. Dieses Signal wird als Kurbelwinkelsignal an das Motor-ECU abgegeben.

Kurbelwinkelsensor Zum ECU

Nase Zylinderblock

QT0107G

(10) Spritzverstellerventil (TCV) Das Spritzverstellerventil sitzt in der Einspritzpumpe. Es öffnet den Steuersignalen vom Motor-ECU entsprechend die Kraftstoffage zwischen Pumpenkammer und Ansaugkammer, um die Position des Spritzverstellerkolbens zu ändern. Wenn die Wicklung erregt wird, wirkt der Statorkern als Magnet und drückt die Feder zusammen. Dadurch wird der Tauchkolben eingezogen und die Kraftstoffage geöffnet. Ein Kontakt des Spritzverstellerventils ist mit dem Hauptrelais, der andere mit der Anschlußklemme TCV des Motor-ECU verbunden. Über diese Anschlußklemme wird das Einschaltverhältnis bestimmt. Je länger die Einschaltdauer (d.h. die Zeit, in der Klemme TCV an Masse gelegt ist), desto länger ist das Ventil geöffnet. Die Öffnung des Spritzverstellerventils wird vom Computer über das Einschaltverhältnis (EIN/AUS-Zyklus) des Stroms zur Erregung der Wicklung gesteuert. Eine längere Einschaltzeit bewirkt eine längere Ventilöffnung. EIN AUS

Strom

Wicklung Tauchkolben

Durchschnittliches Einschaltverhältnis: groß

0

Strom

Niedrigdruckkammer

Hochdruckkammer

Feder

Statorkern

0

Durchschnittliches Einschaltverhältnis: klein Zeit QT0131G, PR0095G

15

4. STEUERFUNKTIONEN 4-1. LISTE DER STEUERFUNKTIONEN Steuerung Steuerung der Einspritzmenge

Drehmomentskompensation Steuerung des Einspritzzeitpunkts Leerlaufdrehzahlregelung

Leerlaufstabilisierung Heizungsschnelleerlauf Einlaß-Schließklappensteuerung

Ansaugluft-Vorwärmsteuerung

Steuerung für ZweifachEinspritzung Ausgabe von Wassertemperaturdaten Klimaanlagen-Abschaltsteuerung (Heizverstärker-Abschaltsteuerung)

EGR-Steuerung

Diagnose

Notbetriebsfunktion

Funktion Die Einspritzmenge wird entsprechend den Betriebsbedingungen des Motors dosiert, die über die verschiedenen Meßfühler erfaßt werden. Fahrzeuge mit Schaltgetriebe: Kompensiert das Motordrehmoment beim Einlegen des 1. oder Rückwärtsgangs. Fahrzeuge mit Automatikgetriebe: Kompensiert das Motordrehmoment beim Schalten aufgrund von Signalen des Getriebe-ECU Der Einspritzzeitpunkt wird entsprechend den Betriebsbedingungen des Motors gesteuert, die über die verschiedenen Meßfühler erfaßt werden. Ermittelt die optimale Leerlaufdrehzahl für die aktuellen Betriebsbedingungen des Motors und steuert die Einspritzmenge entsprechend, um die Soll-Leerlaufdrehzahl zu erzielen. Erkennt Drehzahlschwankungen durch Lastunterschiede der Zylinder und kompensiert die Einspritzmengen der einzelnen Zylinder entsprechend. Wenn die Heizung bei stehendem Fahrzeug eingeschaltet wird, erhöht das System die Leerlaufdrehzahl. Beim Stoppen des Motors schließt diese Steuerung die Einlaß-Schließklappe im Ansaugluftrohr Nr. 1, um die Luftzufuhr zu unterbinden und Nachdieseln zu verhindern. Bestimmt in Abhängigkeit der Kühlwassertemperatur die Zeitspanne, in welcher das Ansaugluft-Heizelement (Vorglühen und Nachglühen) mit Spannung versorgt wird. Bei extrem niedrigen Außentemperaturen erfolgt beim Starten eine ZweifachEinspritzung (zwei Einspritzungen pro Pumpenhub), die das Anlaßverhalten verbessert und gleichzeitig die Bildung von weißem bzw. schwarzem Rauch einschränkt. Das ECU gibt die Kühlwassertemperatur an das Klimaanlagen-Steuermodul ab, um die Klimaanlage (Kompressor) entsprechend zu steuern. Schaltet die Klimaanlage beim Beschleunigen aus, um die Motoransprechung zu verbessern. Bei Kaltgebietsspezifikation wird auch der Heizungsverstärker entsprechend gesteuert. Unter gewissen Betriebsbedingungen wird Abgas in den Ansaugkrümmer rückgeführt, um die Verbrennung zu verlangsamen und den Stickoxid-Ausstoß zu reduzieren. Falls im Signalnetz des Computers eine Störung auftritt, wird die Motorwarnleuchte eingeschaltet. Sollte das Signal eines Sensors ausfallen, verwendet der Motorcomputer abgespeicherte Festparameter zur Steuerung des Motors oder er stoppt den Motor.

16

4-2. STEUERUNG DER EINSPRITZMENGE Motordrehzahlsensor (NE)

EDU Gaspedal-Positionssensor Ladedruckfühler Ansaugluft-Temperaturfühler Wassertemperaturfühler Anlassersignal 1.-Gangschalter*

ECU

ROM

Geschwindigkeitssensor

Kraftstoff-Temperaturfühler

QT0105G

: Bei Fahrzeugen mit Schaltgetriebe bewirkt der 1.-Gangschalter ein Reduzieren des Motordrehmoments beim Einlegen des ersten Gangs, um den Triebstrang zu schonen.

*

Im Prinzip wird beim System ECD-V4 wie beim System ECD-V3 (mit ROM) die Einspritzmenge aus grundlegender und Maximaleinspritzmenge errechnet. Bei der ECD-V4 Pumpe wurde jedoch das Mengenregelventil in die Steuerung integriert. ECU Gaspedal-Positionssensor Grundlegende Einspritzmenge

Motordrehzahlsensor Kraftstoff-Temperaturfühler

Grundlegende Maximaleinspritzmenge

Wahl des kleineren Werts

Wassertemperaturfühler

Kompensation mit ROM-Daten

EDU

Maximaleinspritzmenge Ansaugluft-Temperaturfühler Ladedruckfühler

Mengenregelventil Korrektur

ROM QT0109G

(1) Zweifach-Einspritzung Bei extrem niedrigen Außentemperaturen (unter -10 °C) erfolgt beim Starten eine ZweifachEinspritzung, die das Anlaßverhalten verbessert und gleichzeitig die Bildung von weisßm Rauch einschränkt.

17

Normalerweise erfolgt pro Pumpenhub nur eine Einspritzung (Mengenregelventil: AUS -> EIN -> AUS). Für die Zweifach-Einspritzung legen ECU und EDU Treibersignale für zwei Einspritzungen pro Pumpenhub an das Mengenregelventil an (Mengenregelventil: AUS -> EIN -> AUS -> EIN -> AUS). (2) Kompensationen der Maximaleinspritzmenge •Ladedruckkompensation (höherer Ladedruck -> höhere Einspritzmenge) •Ansaugluft-Temperaturkompensation (höhere Ansauglufttemperatur -> niedrigere Einspritzmenge) •Kraftstoff-Temperaturkompensation (höhere Kraftstofftemperatur -> höhere Einspritzmenge) •Wassertemperaturkompensation (niedrige Wassertemperatur -> höhere Einspritzmenge) •Drehzahlkompensation •ECT-Steuerung (Fahrzeuge mit Automatikgetriebe) •Drehmomentkompensation (Fahrzeuge mit Schaltgetriebe) •ROM (individuelle Korrekturdaten) ANMERKUNG 1. Steuerung der Einspritzmenge Die Einspritzmenge wird durch Steuern des Einspritzungsendes festgelegt, d.h. über den Öffnungszeitpunkt des Mengenregelventils. 2. Öffnungszeitpunkt des Mengenregelventils Der Motordrehzahlsensor dient zur Bestimmung des Öffnungszeitpunktes des Mengenregelventils. Der Nockenwinkel, der dem Nockenhub entspricht, wird folgendermaßen ermittelt: a. Der Nockenhub wird durch den Drehwinkel der Verteilerwelle festgelegt. Der damit drehfest verbundene Impulsgeberrotor induziert eine entsprechende Impulsanzahl im Motordrehzahlsensor. b. Der Drehwinkel der Verteilerwelle wird über den Winkel des Impulsgeberrotors erfaßt. Letzter kann durch die Impulsanzahl des Motordrehzahlsensors und Impulspausen (an Aussparungen) ermittelt werden. Ein Impuls entspricht einer Nockenwinkeländerung von 3,75°. c. Der Computer determiniert den Öffnungszeitpunkt des Mengenregelventils (Einspritzungsende) anhand der Impulsanzahl und -pausen im Signal des Motordrehzahlsensors.

Treiberstrom für Mengenregelventil

Mengenregelventil erregt

Offen Geschlossen

Nockenhub

Düsenhub

QT0112G

Impulsgeberrotor

Motordrehzahlsensor (NE) Nockenring

Pumpenwelle

Verteilerwelle Rolle QT0114G

Einspritzungsbeginn Nockenhub

Einspritzungsende

Bezugsimpuls

NE-Sensor Offen

Geschlossen

Offen

Mengenregelventil Einspritzung Zylinder A Nockenwinkel Steuerung des Einspritzungsendes

QT0115G

18

• Beispiel (1HD-FTE Motor)

11

12

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0

Einspritzungsende Geschlossen (EIN) Mengenregelventil Offen (AUS) Kolbenhub

Einspritzung

QT0116G

4-3. STEUERUNG DES EINSPRITZZEITPUNKTS

Motordrehzahlsensor (NE)

ECU

Gaspedal-Positionssensor Ladedruckfühler Ansaugluft-Temperaturfühler Wassertemperaturfühler Anlassersignal 1.-Gangschalter Kurbelwinkelsensor

ROM Kraftstoff-Temperaturfühler Spritzverstellerventil (TCV)

QT0113G

19

Wie beim System ECD-V3 (mit ROM) wird beim ECD-V4 das Einschaltverhältnis des Spritzverstellerventils durch Vergleich von errechnetem und tatsächlichen Einspritzzeitpunkt festgelegt. ECU Gaspedal-Positionssensor Grundlegender Einspritzzeitpunkt

Errechneter Einspritzzeitpunkt

Korrektur

Vergleich und Korrektur

Motordrehzahlsensor Ladedruckfühler

Spritzverstellerventil

Wassertemperaturfühler Kurbelwinkelsensor

Tatsächlicher Einspritzzeitpunkt

ROM PS0053G

(1) Kompensationen des Einspritzzeitpunkts • Ladedruckkompensation (niedriger Ladedruck -> Einspritzzeitpunkt-Vorrückung) • Wassertemperaturkompensation (niedrige Kühlwassertemperatur -> Einspritzzeitpunkt-Vorrückung) • ROM-Datenkompensation (Kurbelwinkelkompensation usw.) (2) Spritzverstellerventil-Treiberfunktion Synchronisation über NE-Drehzahlimpuls (außer bei Absterben) (3) Rückkopplungssteuerung Über die Zeitphase (θ in der Abbildung) wird eine Rückkopplungssteuerung zur Synchronisation von OT im Verdichtungshub und Einspritzzeitpunkt durchgeführt. Da der OT im Verdichtungshub und die Einspritzwellenform nicht über ein eigenes Signal erfaßt werden können, erfolgt die Erkennung indirekt nach folgendem Prinzip: • Ermittlung des tatsächlichen Einspritzzeitpunkts: a. Im Motor steht der OT im Verdichtungshub im Bezug den OT-Signalen des Kurbelwinkelsensors. b. In der Pumpe steht der Einspritzzeitpunkt in einem Verhältnis zu den NE-Impulsen des Motordrehzahlsensors. c. Der tatsächliche Einspritzzeitpunkt entspricht daher der Phasendifferenz θ 1 zwischen OTSignal und NE-Impulsen. • Rückkopplungssteuerung Das Einschaltverhältnis des Spritzverstellerventils wird so gesteuert, daß der tatsächliche mit dem errechneten Einspritzzeitpunkt übereinstimmt.

θ Tatsächlicher OT im Verdichtungshub

θ1

Motor

OT-Signal NE-Impuls

Pumpe

Einspritzwellenform PR0092G

20

ANMERKUNG Zusammenhang zwischen Einspritzzeitpunkt und -menge: Der Einspritzzeitpunkt wird durch Verlagern des Spritzverstellerkolbens und des damit verbundenen Nockenrings gesteuert (die Position des Rings legt den Einspritzzeitpunkt fest). Da der Einspritzzeitpunkt zusammen mit dem Endpunkt verschoben wird, ändert sich die Einspritzmenge nicht. Der Motordrehzahlsensor sitzt auf dem Nockenring und verlagert sich daher mit ihm. Aus diesem Grund bleibt trotz Verdrehen des Nockenrings das Verhältnis zwischen Nockenhub und NE-Impulsen (dieses Verhältnis bestimmt die Einspritzmenge) konstant.

Motordrehzahlsensor (auf Nockenring)

Nockenring

Impulsgeberrotor (13 x 6) Aussparung Verteilerwelle Spritzverstellerkolben QT0106G

• Beispiel 1HD-FTE Motor

(OT) Tatsächliches Kurbelwinkelsignal t 11

12

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0

QT0117G

21

4-4. LEERLAUFDREHZAHLSTEUERUNG Motordrehzahlsensor (NE)

EDU

ECU

ROM

Gaspedal-Positionssensor Wassertemperaturfühler Geschwindigkeitssensor Anlassersignal Signal des Anlaßsperrschalters Klimaanlagen-Lastsignal Heizverstärker-Lastsignal

1.-Gangschalter

Kraftstoff-Temperaturfühler

QT0118G

(1) Rückkopplungssteuerung Der Computer vergleicht die errechnete SollLeerlaufdrehzahl mit der tatsächlichen Leerlaufdrehzahl (Signale vom Motordrehzahlsensor). Falls diese Zahlen nicht übereinstimmen reguliert der Computer die Einspritzmenge, um die tatsächliche Leerlaufdrehzahl auf den errechneten Wert zu bringen.

Motordrehzahl M/T A/T Leerlauf ohne Last 600 600 Klimaanlage EIN 825 825(N), 750(D) Heizverstärker EIN 1200 1200 Bedingung

(2) Warmlaufsteuerung Der Computer steuert die Einspritzmenge während des Warmlaufs, um die für die Wassertemperatur optimale Schnelleerlaufdrehzahl zu realisieren. (3) Drehzahl-Vorsteuerung Um ein Verändern der Leerlaufdrehzahl durch Lastwechsel nach Einschalten der Klimaanlage zu verhindern, erhöht bzw. senkt der Computer die Einspritzmenge um einen errechneten Betrag, bevor sich die Leerlaufdrehzahl ändert. (4) Heizverstärker-Schnelleerlauf Durch Einschalten der Viskose-Zusatzheizung bei stehendem Fahrzeug wird das Mengenregelventil vom ECU angesteuert, um die Leerlaufdrehzahl zu erhöhen. 4-5. LEERLAUFSTABILISIERUNG Während der Motor im Leerlauf dreht, erkennt der Computer die Drehmomentsunterschiede zwischen den Zylindern und kompensiert die respektiven Einspritzmengen entsprechend. Dadurch entstehen im Leerlauf weniger Vibrationen.

22

4-6. WEITERE STEUERPARAMETER (1) Einlaß-Schließklappensteuerung Beim Stoppen des Motors schließt diese Steuerung die Einlaß-Schließklappe im Ansaugluftrohr. Dadurch wird die Luftzufuhr unterbunden und Nachdieseln beim Abschalten des Motors verhindert. Wenn Zündschalter auf LOCK gedreht wird, liegt an Membrandose Unterdruck an, wodurch sich die Klappe schließt.

Motorstart :Schließklappe offen Motorstopp :Schließklappe geschlossen nach Motorstopp:Schließklappe offen

Unterdruck Umgebungsdruck Zündungssignal

QT0119G

(2) Klimaanlagen-Abschaltsteuerung Sobald das ECU erkennt, daß eine Beschleunigung über einen gewissen Wert gefordert wird, steuert es das Klimaanlagen-ECU an, um den Klimaanlagenkompressor für 3 Sekunden auszurücken.

Wassertemperatur 30 °C oder weniger 30-90 °C 90 °C oder mehr

Dauer “A” (ms) 82 Proportional 410

30 °C oder weniger

Spannung →

(3) Klimaanlagensteuerung Das Klimaanlagen-ECU erfaßt die Wassertemperatur zur Steuerung der Klimaanlage. Phase “A” in der Abbildung rechts ändert sich mit den Wassertemperaturen im Diagramm darunter.

75 °C A

90 °C oder mehr

(4) Heizverstärkersteuerung Wenn der Heizverstärkerschalter betätigt wird, erhöht sich die Leerlaufdrehzahl auf 1200 min-1. • Einschalten ist möglich, wenn: a. Motordrehzahl bei oder unter einem gewissen Wert liegt, und b. Kühlwassertemperatur an oder unter einem gewissen Wert liegt. • Einschalten wird unterbunden, wenn; a. Motor angelassen wird; oder b. Klimaanlage eingeschaltet wird, oder c. Beschleunigung (Geschwindigkeit unter 30 km/h und Drossellast für mindestens 5 Sek. mindestens 45% beträgt.)

A

A

420 ms

420ms

Zeit →

EIN

QT0120G

Motordrehzahlsteuerung

2000

2500

(min-1)

AUS

Wassertemperatursteuerung EIN 69

74

(°C)

AUS

QT0121G, QT0122G

23

(5) Ansaugluft-Vorwärmsteuerung Diese Steuerung versorgt (max.90 s) das Einlaß-Heizelement bei Kaltstarts mit Strom, um die Ansaugluft vorzuwärmen. • Aktiviert, wenn: a. Zündschalter auf ON und b. Kühlwassertemperatur unter 40 °C Ansaugluft-Vorheizrelais

Wassertemperaturfühler

A/D-Wandler

Eingangsschaltkreis

Ausgangsschaltkreis

Vorglühanzeige Anlasser

Sicherung Zündschalter

U Speicher

Batterie (12 V)

Eingangsschaltkreis

Konstantspannungsversorgung

QT0123G

4-7. EGR-STEUERUNG

EDU Kraftstoff-Temperaturfühler Motordrehzahlsensor (NE)

Ladeluftkühler Mengenregelventil

VSV

Einlaß-Schließklappe Heizelemen AnsaugluftTemperaturfühler

Ladedruckfühler EGR-Ventil

VSV

ROM Spritzverstellerventil E-VRV

VSV

Wassertemperaturfühler

Kurbelwinkelsensor

ECU

Gaspedal-Positionssensor Gaspedal-Freigabeschalter

Unterdruckpumpe

1.-Gangschalter oder Anlaßsperrschalter QT0124G

24

(1) Steuerparameter Das EGR-System für das ECD-V4-System unterscheidet sich nur geringfügig von herkömmlichen Abgasrückführsystemen. Die Steuerung erfolgt im Prinzip folgendermaßen: Das ECU steuert das Einschaltverhältnis des E-VRV (elektronisches Unterdruckregelventil) auf Basis der Signale von verschiedenen Meßfühlern. Dadurch wird der Unterdruck in der Membrankammer des EGR-Ventils gesteuert und das EGR-Ventil schließt bzw. öffnet sich entsprechend. Auf diese Weise kann die rückgeführte Abgasmenge den Betriebsbedingungen des Motors angepaßt werden. Kabel

GaspedalPositionssensor

Unterdruckleitung

Motordrehzahlsensor

ECU

VSV

E-VRV

Wassertemperaturfühler

Ladedruckfühler

AnsaugluftTemperaturfühler

EGR-Ventil QT0125G

(2) Arbeitsweise Das ECU erfaßt die Betriebsbedingungen über die diversen Meßfühler und steuert das Einschaltverhältnis des E-VRV entsprechend. Dadurch verändert sich der Unterdruck in der Membrankammer des EGR-Ventils und der Öffnungshub des Ventils, bis die rückgeführte Abgasmenge den Motorbedingungen entspricht. Je nach Drehzahl und Pedallast schaltet das ECU die Einlaßleitung des Ladedruckfühlers um, um den Umgebungsluftdruck statt des Ladedrucks zu erfassen. Der Luftdruck wird zum Festlegen der optimalen Rückführmenge benötigt. • EGR-Abschaltung, wenn: a. Kühlwassertemperatur 60°C oder darünter bzw. 96°C oder darüber, oder b. Hohe Motorlast (ca. 70% der Vollast und Drehzahl von mindestens 4400 min-1), oder c. Verzögerung (EGR ist aktiv, jedoch Motor im Leerlauf), oder d. Niedrige Drehzahl (600 min-1 oder weniger) e. Anlasser EIN f. Zündung AUS

EGR-Ventil Rückgeführtes Abgas Zum Ansaugkrümmer Einlaß-Schließklappe EGR-Ventil E-VRV VSV

QT0126G

25

5. DIAGNOSE 5-1. DIAGNOSECODE-ABRUF a. Einlaß-Schließklappe schließen, das Getriebe in den Leerlauf bzw. auf Parkposition schalten und die Klimaanlage ausschalten. b. Die Anschlusklemmen 13 (T C) und 3 (CG) des Diagnosesteckverbinders DLC3 mit einem Prüfkabel verbinden.

16 15 14 13 12 11 10 9

8

7

6

5

ACHTUNG Auf korrekte Beschaltung achten, da Anschlußfehler Störungen verursachen können.

4

3

2

1

QT0134G

c. Den Zündschalter auf ON drehen und den Diagnosecode anhand der Blinksignale der Motorwarnleuchte ablesen.

5-2. LÖSCHEN VON DIAGNOSECODES AUS SPEICHER Die Sicherung ECD (20 A) für mindestens 10 Sekunden herausnehmen und wieder einsetzen. HINWEIS Nach der Prüfung oder Reparatur stets die Diagnosecodes löschen und erneut einen Codeabruf durchführen. Prüfen, ob dann der Normalcode angezeigt wird oder nicht.

Sicherung ECD QT0135G

26

Speicherung

Codenr

Beschreibung

Leuchte

5-3. DIAGNOSECODETABELLE Schaltkreis [Anschlußlemmen]

12

[1]Drehzahl mindestens [1]Drehzahl 400 min-1 mindestens 400 [2]Kein Motordrehzahl-1 Kurbelwinkelsignal signalsystem 1 min (OT-Signal) alle zwei Ο [2]Kein [TDC+, TDC-] Kurbelwinkelsignal Kurbelwellenumdrehungen vom (OT-Signal) Kurbelwinkelsensor

•Steuerung der Spritzverstellung durch •Kabelbaum und Lautes Rückkopplung unterbunden. Steckverbinder Klopfen Betrieb mit Festwert Ο Motorbetrieb (OT-Signalsystem) (Einschaltverhältnis von beeinträchtigt •Kurbelwinkelsensor 30%) •Vollast-Q-Faktor •Motorcomputer herabgesetzt (MQFP* = 0,8)

[1]Drehzahl mindestens [1]Drehzahl mindestens 580 580 min -1 min-1 Motordrehzahl- [2]Kein NE-Signal [2]Ein halbe [3]mindestens 0,5 Sek. signalsystem 2 Kurbelwell[NE+, NE-] [1]Beim Anlassen endrehung bewirkt [2]Kein NE-Signal abnormale NE[3]mindestens 2 Sek. Impulsanzahl

P0340

[a: Diagnosebedingung, b: Abnormalität c: Dauer, d: Anmerkung] Prüfmodus Normalmodus (Testmodus)

Symptome

Zu prüfende Komponenten

Notlauffunktion

Ο

Motor stirbt ab und kann Ο nicht mehr angelassen werden.

•Kabelbaum und Steckverbinder (NE-Signalsystem) •Motordrehzahlsensor •Motorcomputer

Maßnahmen bei Absterben: •SPD-Signalkreis unterbrochen •SpritzverstellventilEinschaltverhältnis = 1% •Einlaß-Schließklappe geschlossen

[1]Fahrt, nach Warmlauf [2]Unterschied Spritzverstellung zwischen Soll14 P1220 [TCV] und IstVerstellwinkel (mindestens 7º) [3]mindestens 20 s

Ο

•Kabelbaum und Steckverbinder (OT-Signalsystem) Lautes •Spritzverstellerventil Klopfen •Kraftstoffilter Ο Motorbetrieb verstopft beeinträchtigt •Kraftstoff gefroren, Blasen •Einspritzpumpe •Motorcomputer

Vollast-QFaktor herabgesetzt (MQFP* = 0,8)

[1]Batteriespannung normal 89 U-Fehler [2]IC im Computer P1633 defekt

Ο

Ο

Maßnahmen bei Absterben des Motors

13 P0335

17 Interne IC

P0605

Schaltkreis des 19 GaspedalP1120 Positionssensors [VA, VAS, E2C]

[2]Kurzschluß oder [2]Kurzschluß Unterbrechung im oder Schaltkreis des Unterbrechung Ο Gaspedalim Schaltkreis Positionssensors des Gaspedal[3]mindestens 0,05 s Positionssensors

Schaltkreis des GaspedalPosi19 tionssensors P1121 (GaspedalFreigabeschalter) [IDL, E2C] Schaltkreis des Gaspedal19 PosiP1122 tionssensors (Pedallastkontakt) [PDL] Schaltkreis des Gaspedal19 PosiP1123 tionssensors (Pedallastkontakt) [PDL]

[2]Kurzschluß oder Unterbrechung im Schaltkreis des GaspedalFreigabeschalters [3]mindestens 0,05 s [2]Widerspruch zwischen Signalen von Gaspedal-Positionssensor und -Freigabeschalter [3]mindestens 0,05 s [1]Gaspedal bis zum Anschlag gedrückt [2]Unterbrechung im Schaltkreis des Pedallastschalters [3]mindestens 0,5 s [1]Gaspedal bis zum Anschlag gedrückt [2]Kurzschluß im Schaltkreis des Pedallastschalters [3]mindestens 0,5 s

Ο

Ο

Motorcomputer

Motorbetrieb beeinträchtigt

Motorbetrieb Ο beeinträchtigt

•Kabelbaum und Steckverbinder (Schaltkreis des GaspedalPositionssensors) •GaspedalPositionssensor •Motorcomputer •Kabelbaum und Steckverbinder (Schaltkreis des GaspedalPositionssensors) •GaspedalPositionssensor •Motorcomputer

Steuerung für GaspedalLastfaktor 0% (Pedalschalter AUS) und 8% (Pedalschalter EIN) Steuerung für GaspedalLastfaktor 010% . Am oberen Grenzwert fixiert

•Kabelbaum und Steckverbinder Wie bei Code Motorbetrieb (Schaltkreis des Ο Ο beeinträchtigt Pedallastschalters) P1120 •Pedallastschalter •Motorcomputer •Kabelbaum und Steckverbinder Motorbetrieb (Schaltkreis des Wie bei Code Ο Ο beeinträchtigt Pedallastschalters) P1120 •Pedallastschalter •Motorcomputer *MQFP: Korrekturkoeffizient für Ansaugkrümmerdruck

22 P0115

24 P0110

32 P1670

33 P1420

35 P1405

39 P0180

42 P0500

97 P1215

Schaltkreis [Anschlußlemmen]

[a: Diagnosebedingung, b: Abnormalität c: Dauer, d: Anmerkung]

Schaltkreis des Wassertemperaturfühlers [THW, E2] Schaltkreis des AnsaugluftTemperaturfühler [THA, E2]

[2]Kurzschluß oder [2]Kurzschluß Unterbrechung oder im Schaltkreis Unterbrechung des im Schaltkreis Ο Wassertemperatur- des fühlers Wassertemper[3]mindestens 0,5 s aturfühlers [2]Kurzschluß oder [2]Kurzschluß oder Unterbrechung Unterbrechung X im Schaltkreis im Schaltkreis des AnsaugluftTemperaturfühlers des AnsaugluftTemperaturfühlers [3]mindestens 0,5 s

Normalmodus

Prüfmodus (Testmodus)

Pumpen-ROM [2]Kommunikationsfehler [DATA, CLK, E2]

X

Speicherung

Beschreibung

Leuchte

Codenr

27

Symptome

Probleme beim Ο Kaltstart Motorbetrieb beeinträchtigt

Ο Motorbetrieb beeinträchtigt

Ο

Motorbetrieb beeinträchtigt

Zu prüfende Komponenten •Kabelbaum und Steckverbinder (Schaltkreis des Wassertemperaturfühlers) •Wassertemperatur-fühler •Motorcomputer •Kabelbaum und Steckverbinder (Schaltkreis des AnsaugluftTemperaturfühlers) •Ansaugluft-Temperaturfühler •Motorcomputer •Kabelbaum und Steckverbinder (Schaltkreise des Pumpen-ROM) •ROM •Motorcomputer •Kabelbaum und Steckverbinder (Schaltkreis der EinlaßSchließklappensteuerung) •VSV der EinlaßSchließklappensteuerung •Motorcomputer

Notlauffunktion

Steuerung mit Festwert (THW = 100 °C)

Steuerung mit Festwert (VTHA = 20 °C)

Steuerung mit Festparametern

[1]Batteriespannung (> 10V) Schaltkreis des VSV der [2]Kurzschluß oder Unterbrechung im EinlaßΟ Schaltkreis des VSV der SchließkEinlaßlappensteuerung Schließklappensteuerung [S/TH, EI] [3]mindestens 0,5 s [1]Motordrehzahl [1]Motordrehzahl mindestens 2400 min-1 mindestens 2400 min-1 und mindestens halber und mindestens halber Schaltkreis Gaspedalweg Gaspedalweg des [2]Ansaugkrümmer[2]AnsaugluftkrümmerLadedruckfühlers Unterdruck zu niedrig Unterdruck zu niedrig Ο [3]mindestens 2 s [PIM, VC, E2] [2]Ansaugkrümmer- [2]AnsaugkrümmerUnterdruck zu hoch Unterdruck zu [3]mindestens 2 s hoch

Vibration, schwarzer und weißer Ο Rauch beim Abstellen des Motors

•Kabelbaum und Steckverbinder (Schaltkreis des Motorbetrieb Ladedruckfühlers) Ο beeinträchtigt •Ladedruckfühler •Turbolader •Membrandose •Motorcomputer

Steuerung mit LadedruckFestwert = 2,28 V( entspricht Umgebungsdruck) Vollast-QFaktor herabgesetzt, MQFP* = 1,0

Schaltkreis [2]Kurzschluß oder des Unterbrechung Kraftstoffim Schaltkreis des KraftstoffTemperaturfühlers Temperaturfühlers [3]mindestens 0,5 s [THF, E2] [1]nach Warmlauf bei Fahrt (Schaltgetriebe: Gaspedallast mindestens 52%; Schaltkreis Automatikgetriebe: des Wählbereich D) mit -1 Geschwindigkeit- Betriebsdrehzahl 4000 min (Schaltgetriebe: 2400 bis 4000 ssensors min-1 ; Automatikgetriebe: [SPI] mindestens 2800 min-1) [2]keine Signale vom Geschwindigkeitssensor [3]mindestens 8 s [1]Batteriespannung normal, 1 s oder mehr nach Anlassen, Motordrehzahl mindestens 500 min-1 EDU[2]Trotz Ausgabe von SPVDSystem Signal mindestens 5-mal hintereinander kein SPVFSignal

•Kabelbaum und Steckverbinder (Schaltkreis des KraftstoffMotorbetrieb Ο beeinträchtigt Temperaturfühlers) •Kraftstoff-Temperaturfühler •Motorcomputer

Steuerung mit Festwert (Temp. = 60 °C) Spritzverstellungskorrektur ANGTHF = 0 • ISC-Leerlaufdrehzahlregelung unterbunden •Klimaanlagen-Abschaltung ungeachtet Fahrgeschwindigkeit •Auch wenn Schnelleerlaufkontakt geschlossen ist, wird keine Schnelleerlaufsteuerung ausgeführt. •Bei Fahrzeugen mit Schaltgetriebe wird 3. Gang als Festwert postuliert. Maßnahmen bei Absterben des Motors (EDUStromversorgung unterbrochen)

[2]Kurzschluß oder Unterbrechung Ο im Schaltkreis des KraftstoffTemperaturfühlers

Unter den Bedingungen links, wenn THW ≥ 30 °C

Ο

Ο

• Kabelbaum und Steckverbinder (Schaltkreis des Geschwindigkeitssensors) •Geschwindigkeitssensor •Motorcomputer

Ο

Motor stirbt ab oder schlechte Ο Beschleunigung; weißer Rauch

•Kabelbaum und Steckverbinder (EDU-System) •EDU •Mengenregelventil

28

5-4. FEHLERSUCHTABELLE (NACH SYMPTOM) (1) System System

Startprobleme Keine Zündung

Motor-ECU

Ο

Motor stirbt Kaltstart- Startprobleme Ständig einige Zeit Motor probleme bei warmem Startprobleme nach Anstirbt ab Motor lassen ab

Ο

Ο

Ο

Wassertemperaturfühler

Ο

Kurbelwinkelsensor

Ο

Ο

Ο

Ο

Ο

EDU

Ο

Pumpe

Ο

Ο

Ο

Ο

Ο

Ο

Motordrehzahlsensor

Ο

Ο

Ο

Ο

Ο

Ο

Mengenregelventil

Ο

Ο

Ο

Ο

Ο

Kraftstoff-Temperaturfühler Spritzverstellerventil

Ο

Ο

Einspritzdüse

Ο

Ο

Kraftstoffilter

Ο

Ο

Ο

Ο

Ο

Einlaß-Schließklappensteuerung

Ο

Ansaugluft-Vorwärmung

Ο

Stromversorgung

Kraftstoffsystem

Einspritzpumpe

Steuerung

(außer Einspritzpumpe)

Prüfpunkte

Absterben des Motors

ECD-Hauptrelais

Ο

Ο

Mengenregelventilrelais

Ο

Ο

Weitere

Ο

Ο

Kompression Anlassersignal Kraftstoff (Ausgabe ja/nein) Batterie Kraftstoff Öl

Kompression Kraftstoff

Kabelbaum-Steckverbinder

29

Symptome

Leerlaufprobleme

Leerlauf Schnelleer- SchnelleerKein unrund laufdrehzahl laufdrehzahl Schnelleerlauf ( ):bei m zu niedrig zu hoch Warmlauf

DrehzahlschDrehzahlsch- wankungen wankungen fortwährend (nach Warmlauf) nach Kalrstart (10 s oder mehr)

Kraftstoffsystem Einspritzpumpe

Steuerung (außer Einspritzpumpe)

Prüfpunkte Motor-ECU

Ο

Ο

Ο

Ο

Gaspedal-Positionssensor Kurbelwinkelsensor Ο

Ο

Ο

Motordrehzahlsensor

Ο

Ο

Klimaanlagenschalter

Ο

Ο

Ο

Ο

Wassertemperaturfühler

Ο

Ο

Ο

Ο

Ο

Ο Ο Ο

Ο

Ο

Ο

Motordrehzahlsensor

Ο

Ο

Ο

Spritzverstellerventil

Ο

Ο

Ο

Einspritzdüse

Ο

Ο

Ο

Pumpe

Kraftstoffilter

Ο

Ο

Ο (Ο)

Ansaugluft-Vorwärmung

Weitere

Anlassersignal abnormal

Ο

Einspritzzeitpunkt Kompression Entlüftung der Einspritzpumpe Risse im Zylinderkopf Ventilspiel

30

Symptome

Leerlaufprobleme

Leerlauf Schnelleer- SchnelleerKein unrund laufdrehzahl laufdrehzahl Schnelleerlauf ( ):bei m zu niedrig zu hoch Warmlauf

DrehzahlschDrehzahlsch- wankungen wankungen fortwährend (nach Warmlauf) nach Kalrstart (10 s oder mehr)

Steuerung (außer Einspritzpumpe)

Motor-ECU

Kraftstoffsystem Einspritzpumpe

Prüfpunkte

Pumpe

Ο

Ο

Ο

Ο

Gaspedal-Positionssensor Kurbelwinkelsensor Ο

Ο

Ο

Motordrehzahlsensor

Ο

Ο

Klimaanlagenschalter

Ο

Ο

Ο

Ο

Wassertemperaturfühler

Ο

Ο

Ο

Ο

Ο

Ο Ο Ο

Ο

Ο

Ο

Motordrehzahlsensor

Ο

Ο

Ο

Spritzverstellerventil

Ο

Ο

Ο

Einspritzdüse

Ο

Ο

Ο

Kraftstoffilter

Ο

Ο

Ο (Ο)

Ansaugluft-Vorwärmung

Weitere

Anlassersignal abnormal

Ο

Einspritzzeitpunkt Kompression Entlüftung der Einspritzpumpe Risse im Zylinderkopf Ventilspiel

31

(2) EDU (Maßnahmen bei Code 97) Kein Symptom Symptom prüfen. → Test wiederholen Motor springt nicht an.

EDU-Steckverbinder abklemmen.

Zündschalter auf ON drehen und Spannung zwischen Anschlußklemme 2 Stromversorgung prüfen - Kabel (+B) am kabelseitigen Steckverbinder NG → wahrscheinlich defekt und Karosseriemasse prüfen. Ist Spannung OK? Sollwert: 10 - 14 V OK

Durchgang zwischen Masseklemme NG (GND) der EDU und Karosseriemasse → EDU falsch installiert prüfen. OK

Widerstand zwischen Anschlußklemme 4 (SPV +) und Anschlußklemme 5 (SPV Mengenregelventil NG Einspritzpumpe NG -) am kabelseitigen Steckverbinder → → separat prüfen. austauschen. messen. Ist Wiedersttand OK? OK

Sollwert: ca. 1,7 Ω OK

Defekt (Kabelbaum und Steckverbinder) zwischen Mengenregelventil und EDU

ECU-Steckverbinder abklemmen und Durchgang im Kabelbaum prüfen. ECU-seitige Anschlußklemme 12 (SPVD) ↔ NG → EDU-seitige Anschlußklemme 3 (IJt) ECU-seitige Anschlußklemme 25 (SPVF) ↔ EDU-seitige Anschlußklemme 1 (IJf)

Kabelbaum und Steckverbinder defekt

OK

Impulssignale an Anschlußklemme A12 NG → ECU defekt (SPVD) des ECU prüfen. OK

Spannung an Anschlußklemme A25 NG → ECU defekt (SPVF) des ECU prüfen. OK

EDU austauschen

: Aktion : Prüfpunkt : Ursache

32

6. VERKABELUNGSDIAGRAMM 6-1. EXTERNE ECU-VERKABELUNG

+B Hauptrelais

MREL SPVD

(70Ω) BATT

SPVF

E1

EDU

(Motormasse) NE+

SVR

NEMPU MPU

Mengenregelventilrelais (90Ω)

TDC+ TDCTC

EGR E-VRV 12Ω (bei 20 °C)

PDL

Ansaugluft-Vorheizrelais 4,72Ω (bei 12 V)

Gaspedal-Freigabeschalter IREL Geschwindigkeitssensor (in Instrumententafel)

SP1

Heizverstärker

VCH S/TH

10Ω TR

AC1

Unterdruckschaltventl (35Ω)

PA Unterdruckschaltventl (35Ω)

A/C-Steuermoduls SIL

Serielle ECU-Daten

IGSW NSW

IG2

1.-Gangschalter

Spritzverstellerventil (10Ω)

FSW

ST2 Servolenkungsschalter

Anlaßsperrschalter

Bei Schaltgetriebe kurzgeschlossen Anlasserrelais

TCV

EGRC PS

Schnelleerlaufschalter

Unterdruckschaltventl (35Ω)

HSW

E01 STA E02

Stromlaufplan 1/2 QT0127G

33

+B

+B

Bremslichtschalter

Bremslichtschalter

Wählhebelschalter

+B

+B (in Instrumententafel) CRUISE-Anzeige 1,4W bei 12V PI

Wählbereichsanzeige

D STP

Bremsleuchte

ST1

Motorwarnleuchte 1,4W bei 12V W Glühlampe (1,4W) GIND

Temporegelschalter

Resume

Set

Cancel

CCS Temporegelsystem-Hauptschalter CMS

THWO A/C-Steuermoduls

(E2)

ACT

(E2)

Gaspedal-Positionssensor VCC

+ – + –

+ –

VCT

Viskoseheizungs-Steuermodul

VA VAS IDL E2C

EFI + ECT-ECU EFI -

Ladedruckfühler Kraftstoff-Temperaturfühler

VC THF

TAC

Instrumente, A/C-Steuermodul usw.

PIM Ansaugluft-Temperaturfühler THA Wassertemperaturfühler THW E2

CLK ROM

ECT + ECT-ECU ECT DATA

Stromlaufplan 2/2 QT0128G

34

6-2. ANORDNUNG DER ECU-ANSCHLUSSKLEMMEN Steckverbinder A (1 – 26)

Steckverbinder B (1 – 16)

Steckverbinder C (1 – 12)

Steckverbinder D (1 – 22)

13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

8 7 6 5 4 3 2 1

6 5 4 3 2 1

11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14

16 15 14 13 12 11 10 9

12 11 10 9 8 7

22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12

Anordnung der Anschlußklemmen an ECU-Schnittstelle QT0136G

Klemmennr. A–1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

Klemmenname

EGRC

D*2 FSW*1 PA S/TH TCV SPVD E01 E1 TDC− TDC+ NE− NE+ STP−*2 PI*2 VCH EGR SPVF E02

Klemmennr. B–1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 C–1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Klemmenname VC PIM THA THW THF DATA VCT PS E2

CMS*2 CCS*2 CLK

GIND AC1 PDL E2C VA VCC TAC ACT IDL

Klemmennr. D–1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

Klemmenname BATT IREL MREL TC W EFI+*2 THWO SP1 ECT+*2 STA B SVR IGSW SIL

EFI−*2 STI−*2 HSW ECT−*2 NSW*2

VAS

*1: nur Fahrzeuge mit Schaltgetriebe *2: nur Fahrzeuge mit Automatikgetriebe

35

6-3. EXTERNE EDU-VERKABELUNG

Batterie

IJt IJf

2

Hochspannungsteil

3

Steuerung

4

SPV

1

1

2

SPV +

3

4

5

5

SPV –

6

GND (Gehäuse)

6 QT0129G

1

WARTUNGSBLATT EINSPRITZPUMPE

ECD 98-06 Juli, 1998

NEUE PRODUKTE NUR Für DENSO ECD-VERTRAGSHänDLER

THEMA: ECD-V5 EINSPRITZPUMPENSYSTEM FÜR MAZDA 626 MODELL : MAZDA 626 MOTOR : RF-MDT PUMPENNR. : 096500-5001 BESTIMMUNGSGEBIET: EUROPA

1. EINLEITUNG Mit der zunehmenden Verschärfung der Emissionsvorschriften in der ganzen Welt wird bei Dieselmotoren und Einspritzpumpen (Einspritzsystemen) eine stetig präzisere Steuerung notwendig, um die Verbrennung zu optimieren und die Abgaswerte zu senken. Die neue, elektronisch gesteuerte Hochdruck-Einspritzpumpe ECD-V5 für Dieselmotoren mit Direkteinspritzung erfüllt diese strengen Auflagen. Bei der ECD-V5 handelt es sich um einen weiteren Vertreter der Pumpenserie mit elektronischer Steuerung (ECD-V3 Einspritzpumpen), die in vielen Personenwagen zur Anwendung kommt.

Emissionsvorschriften für Dieselabgase

Nachfrage

1,0

Kurzfristig PM

0,6 0,4

Gegenwärtige Produkte

0,8

0,2

Geringerer Verbrauch

Höhere Leistung

Weniger Geräusch

QT0265G

4

5 6 Stickoxide

7

QT0249G KUNDENDIENST 9807-IT-30 Gedruckt in Japan

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2. ALLGEMEINE BESCHREIBUNGEN Das Pumpensystem ECD-V5 erfaßt die Betriebsbedingungen des Motors (Motordrehzahl, Pedallast, Ansaugluftdruck, Kühlwassertemperatur usw.) über diverse Sensoren und steuert dementsprechend per Mikrocomputer die Einspritzmenge, den Einspritzzeitpunkt und andere Parameter, um eine optimale Motoransprechung zu realisieren. (1) Steuerung der Einspritzmenge (2) Steuerung des Einspritzzeitpunkts (3) Steuerung der Leerlaufdrehzahl (4) Steuerung der Abgasrückführung (EGR) (5) Vorglühsteuerung Daneben beinhaltet das System folgende Zusatzfunktionen; (6) Notlauffunktion (7) Diagnosefunktion Das Pumpensystem ECD-V5 läßt sich in vier Hauptgruppen untergliedern: Sensoren, Computer, elektronische Treibereinheit und Stellglieder. Andere Signale

Turbolader Hauptrelais

Wegfahrsperrensignal

Ladeluftkühler

Ladedruckfühler

Klimaanlage

Wassertemperaturfühler Ansaugluft-Temperaturfühler (Nr. 1 und Nr. 2)

Oxidationskatalysator

Mengenregelventilrelais

Geschwindigkeitssensor

Vorglühsystem

ECU

Pedallastsensor

Motor

VSV

Kurbelwinkelsensor

EGR-Hubsensor VSV

EGR KraftstoffAbschaltventil Spritzverstellerventil

Luftdruckfühler

EDU

Mengenregelventil

Drehzahlsensor Kraftstoff-Temperaturfühler

ROM Kurbelwinkelsensor

QT0266G

Sensoren Stellglieder

Erfaßt Drehzahl sowie Betriebsbedingung und wandelt sie in elektrische Signale um. Arbeiten gemäß den elektrischen Signalen von den Computern.

EDU

Steuert das Mengenregelventil (SPV), ein Magnetventil, mit starken Strömen entsprechend den Signalen vom Computer an.

Computer

Führen Berechnungen auf Basis der Signale von den Sensoren durch und geben Steuersignale an die verschiedenen Ventile ab, um die Pumpe optimal zu steuern.

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2-1. AUFBAU DER EINSPRITZPUMPE ECD-V5 Die Pumpe ECD-V5 beinhaltet die folgenden elektrischen Komponenten: (1) Stellglieder a. Mengenregelventil (SPV) zur Steuerung der Einspritzmenge b. Spritzverstellerventil (TCV) zur Steuerung des Einspritzzeitpunktes c. Kraftstoff-Abschaltventil (FCV) zum Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr. QT0267G

(2) Sensoren a. Motordrehzahlsensor (NE) b. Kraftstoff-Temperaturfühler

(3) ROM Eine neue Komponente, welche die herkömmlichen Korrekturwiderstände (θ und τ) ersetzt. Steckverbinder (NE-Sensor) Kraftstoff-Temperaturfühler Mengenregelventil Motordrehzahlsensor (NE)

Rollenring

Impulsgeber Hubscheibe

Spritzverstellerventil QT0268G

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2-2. KRAFTSTOFFÖRDERUNG UND EINSPRITZUNG Das Mengenregelventil sitzt im Abregelkanal zwischen Pumpenkammer und Druckkammer des Verteilerkolbens. Aufgrund der Kolbenfeder (Rückstellventil) ist dieses Magnetventil normalerweise geöffnet. Das Mengenregelventil schließt sich nur, wenn seine Wicklung erregt wird. (1) Ansaughub Wenn sich der Verteilerkolben rückwärts bewegt, tritt Kraftstoff in seine Druckkammer ein. •Ansaugöffnung ... offen •Verteileröffnung ... geschlossen •Mengenregelventil ... offen (nicht erregt)

Mengenregelventil (offen) Pumpenkammer Ansaugöffnung Rolle

Druckkammer Einspritzdüse

Hubscheibe Kolben

Verteileröffnung QT0269G

(2) Einspritzbeginn Durch Drehen und Bewegung nach vorn beaufschlagt der Verteilerkolben den Kraftstoff mit Druck und beginnt die Förderung. •Ansaugöffnung ... geschlossen •Verteileröffnung ... offen •Mengenregelventil ... geschlossen (erregt)

(3) Einspritzende Sobald der Stromzufuhr zum Mengenregelventil unterbrochen wird, öffnet es sich. Folglich läuft der vom Verteilerkolben mit Druck beaufschlagte Kraftstoff über den Abregelkanal in die Pumpenkammer zurück und die Einspritzung stoppt. •Ansaugöffnung ... geschlossen •Verteileröffnung ... offen •Mengenregelventil ... offen (nicht erregt) (4) Kraftstoffabschaltung Zur Kraftstoffabschaltung wird der Stromfluß zum Mengenregelventil unterbrochen, wodurch Abregelöffnung offen bleibt. Dadurch wird auch bei Hub des Verteilerkolbens der Kraftstoff nicht mit Druck beaufschlagt. Bei geschlossenem Mengenregelventil schließt sich das Kraftstoff-Abschaltventil, um die Kraftstoffzufuhr zu unterbinden.

Mengenregelventil (geschlossen)

Rolle

Hubscheibe

QT0270G

Mengenregelventil (offen)

Rolle

Hubscheibe QT0271G

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ANMERKUNG: (1) Aufbau des Mengenregelventils Als Mengenregelventil kommt ein direkt ansprechendes Magnetventil zum Einsatz, um eine umgehende und präzise Abregelung sicherzustellen.

Ventilkörper

Ventilkörper

Statorkern

Wicklung

Ventilkolben

Feder

Wicklung

Ventilkolben

Querschnitt des Mengenregelventils

Feder

Anker

Funktion QT0272G, QT0273G

(2) Arbeitsweise des Mengenregelventils a. Kraftstofförderung und Einspritzung Während Strom zum Ventil fließt, zieht die Wicklung den Anker an. Dadurch bewegt sich der damit verbundene Tauchkolben, drückt gegen den Ventilsitz und schließt somit die Öffnung zur Verteilerkolbenkammer. Nun kann der Verteilerkolbenhub den Kraftstoff unter Druck setzen und die Einspritzung erfolgt.

Zur Verteilerkolbenkammer

QT0274G

b. Abregelung Sobald der Stromfluß zur Ventilwicklung unterbrochen wird, öffnet die Kolbenfeder das Ventil und der Kraftstoff fließt von der Verteilerkolbenkammer ab. Dadurch stoppt die Einspritzung. Wenn sich der Verteilerkolben zuruckbewegt, wird Kraftstoff über das geöffnete Ventil angesaugt.

QT0275G

Gaspedal

Einspritzpumpe

FCV

Mengenregelventil

Spritzverstellerventil

KraftstoffTemperaturfühler

ROM

Kraftstofftemperatur

Motordrehzahl

Korrekturdaten

Pedallast

Gaspedal-Positionssensor

EDU

ECU

Kurbelwinkelsensor

Wassertemperaturfühler

Ladedruckfühler Ansaugkrümmer

AnsaugluftTemperaturfühler Nr. 2

Unterdruckquelle

Taktgesteuertes VSV

EGR-Hubsensor

Auspuffkrümmer

EGRVentil

Turbolader

Ansaugluft-Temperaturfühler Nr. 1

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3. SYSTEMANORDNUNG

QT0276G

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3-1. BLOCKDIAGRAMM

Zündschalter

Hauptrelais

Vorglühspannung

Glühkerzenrelais

Stromversorgung

Vorglühanzeigeleuchte

Wassertemperaturfühler

Spritzverstellerventil

Ladedruckfühler

EDU

Mengenregelventil

Kurbelwinkelsensor

Mengenregelventilrelais

ROM

Lüfterrelais

Gaspedal-Positionssensor Gaspedal-Freigabeschalter Anlassersignal

ECU

Klimaanlagensignal Kraftstoff-Abschaltventilspannung

Taktsignal-VSV

Geschwindigkeitssensor

Taktsignal-VSV

Getriebe-Leerlaufschalter

Kraftstoff-Abschaltventilrelais

Kraftstoff-Temperaturfühler Ansaugluft-Temperaturfühler Nr. 1 Motordrehzahlsensor

Drehzahlmesser

Ansaugluft-Temperatürfuhler Nr. 2

A/C-Steuermodul

EGR-Hubsensor EDU-Ausfallsignal

QT0277G

EDU

ECU

GaspedalFreigabeschalter

Gaspedal-Positionssensor

Ansaugluft-Temperaturfühler Nr. 1 Taktsignal-VSV Ladedruckfühler

Taktsignal-VSV

Anordnung der Komponenten

Ansaugluft-Temperaturfühler Nr. 2

EGR-Ventil/EGR-Hubsensor

Spritzverstellerventil (TCV)

ROM

Kraftstoff-Temperaturfühler

Motordrehzahlsensor (NE)

Kurbelwinkelsensor Mengenregelventil (SPV) Wassertemperaturfühler

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3-2. SYSTEMKOMPONENTEN

QT0278G

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(1) Ladedruckfühler Der Ladedruckfühler erfaßt den Ansaugluftdruck als Absolutdruck* und sendet entsprechende Ladedrucksignale zum Computer.

Unterdruckkammer (mit integriertem Silikon-Chip)

* Absolutdruck: Druck bezogen auf absolutes Vakuum gleich 0.

Ladedruck

(2) Motordrehzahlsensor (NE) Der Motordrehzahlsensor (NE) sitzt über einem Impulsgeberrad, das seinerseits drehfest auf der Pumpenwelle sitzt. Der Sensor enthält einen Magneten und eine Wicklung. Das Magnetfeld an der Wicklung ändert sich mit der Drehung des Impulsgeberrades, weshalb in der Wicklung eine Wechselspannung induziert wird. Der Computer zählt die Anzahl der Impulse, um die Motordrehzahl zu erkennen. Das Impulsgeberrad weist am Umfang 52 Zähne und 4 im Aussparungen von jeweils 3 Zähnen auf. Dadurch kann die Impulsgeberdrehung in Kurbelwinkel-Intervallen von 11,25° erfaßt werden.

Ausgangsspannung [V]

Der Sensor enthält ein Kristallelement (Silikon). Dieses Element hat die Eigenschaft, das sich sein elektrischer Widerstand bei Druckeinwirkung ändert. Der Ladedruckfühler ist eine Halbleiter-Druckfühler, der diese Eigenschaft ausnutzt.

PR0068G

Druck [kp/cm2] Ausgangskennlinie des Sensors

Wicklung

ES0359G

Motordrehzahlsensor (NE) Magnet

Rollenring Aussparung

PR0070G

360° Kurbelwinkel Ausgangsspannung (V)

11,25° Kurbelwinkel

+ 0

– Zeit Signalwellenform

PR0071G

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(3) EDU (elektronische Treibereinheit) a. Das Pumpensystem ECD-V5 verwendet zur Steuerung des Mengenregelventils bei hohen Drehzahlen und hohem Druck wird eine EDU (Hochspannungstreiber mit CDI-Transistor). Aufgrund des Hochspannungs und Schnelladesystems mit Gleichstromwandler kann das Mengenregelventil auch bei hohen Drehzahlen und Drücken akkurat betätigt werden. Die präzise Steuerung des Mengenregelventils ist Voraussetzung für optimale Einspritzung und vollständigere Verbrennung. Die exaktere Steuerung des Einspritzzeitpunkts und die feinere Zerstäubung *bewirken somit eine bessere Motoransprechung bei Lastwechsel und reduzieren den Schadstoffausstoß beträchtlich. b. Das Motor-ECU überwacht ständig die EDU und stoppt den Motor, falls Abnormalitäten erkannt werden. EMU-Signalwellenform

Stromwellenform an SPV+

[V]

[A]

5 Zeit

Zeit

0 Hochspannungserzeugungskreis (Gleichstromwandler)

Batterie

EMU ECU

Steuerschaltung EDUF

SPV−

Mengenregelventil

SPV+

EDU QT0132G

*Partikel: In Dieselabgasen fallen größerer Mengen kleiner Partikel (Durchschnittsgröße 0,1 υm) verschiedener Zusammensetzung an als bei Ottomotoren.

•Arbeitsweise der EDU Die Batteriespannung wird durch den Gleichstrom-Aufwärtswandler erhöht. Das Motor-ECU erkennt die Motorbedingung anhand der verschiedenen Meßfühler und steuert zum Einspritzzeitpunkt die Anschlußklemme EMU der EDU über das EMU-Signal an. Bei Erhalt eines EMU-Signals vom Motor-ECU wird eine Spannung von ca. 150 V an SPV+ des Mengenregelventils angelegt. Gleichzeitig wird über Anschlußklemme EDUF ein Einspritzbestätigungssignal zum Motor-ECU zurückgesendet.

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(4) Gaspedal-Positionssensor Beim System ECD-V3 saß der Lastsensor am Saugrohr, um die Pedallast zu erkennen. Das ECDV5-System erfaßt die Pedallast jedoch über einen Gaspedal-Positionssensor, der sich am Gaspedal befindet. Die Ausgangsspannung ändert sich wie beim Vorgänger proportional zum Gaspedalweg.

GaspedalPositionssensor

GaspedalFreigabeschalter

QT0279G

Gaspedal-Positionssensor

Empfangsschaltung

VREF

Verstärker

5±0,3V

TVO E2

QT0280G

(5) Wassertemperaturfühler Dieser Fühler besitzt einen Thermistor und erfaßt die Temperatur des Kühlwassers. Der Thermistor ist ein Halbleiter, dessen Widerstand sich proportional zur Temperatur ändert. Diese Widerstandsänderung dient zur Erkennung der Wassertemperatur.

Thermistor

Aufbau

PR0075G

Widerstand (kΩ)

30 20 10 5 3 2 1 0,5 0,3 0,2 0,1

-20

0

20

40

60

80

Wassertemperatur (°C) Kennlinie

100

120

B6202G

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(6) Ansaugluft-Temperatürfuhler Nr. 1 und 2 Dieser Fühle verwenden einen Thermistor mit ähnlichen Eigenschaften wie beim Wassertemperaturfühler. Sie sind an 2 Stellen im Ansaugkrümmer angeordnet, um die Ansauglufttemperatur vor und hinter dem Ansaugkrümmer zu erfassen.

Thermistor

PR0077G

(7) Kraftstoff-Temperaturfühler Dieser Fühler verwendet einen Thermistor mit ähnlichen Eigenschaften wie beim Wassertemperaturfühler.

Thermistor

PR0078G

(8) Elektromagnetisches Mengenregelventil (SPV) Die Magnetventil ist auf hohe Drücke und direkte Ansprechung ausgelegt und steuert die Einspritzmenge über den Abregelzeitpunkt. Wenn sich das Mengenregelventil öffnet, kann der in der Verteilerkolbenkammer unter hohem Druck stehende Kraftstoff in die Pumpenkammer abfließen, wodurch die Einspritzung stoppt.

Verteilerkolben Kraftstoffrücklauf Abregelöffnungen

* Siehe Seite 5 hinsichtlich der Funktion des Mengenregelventils Ventilkolben

Wicklung QT0281G

(9) Kraftstoff-Abschaltventil (FCV) Das Kraftstoff-Abschaltventil unterbindet die Kraftstofförderung bei gestopptem Motor. Sobald Spannung anliegt, öffnet sich das Ventil und ermöglicht das Ansaugen von Kraftstoff in die Pumpenkammer.

Wicklung

Kraftstoff-Abschaltventil

QT0282G

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(10) Computer (ECU) Das ECU errechnet die Einspritzmenge anhand der Signale von Gaspedal-Positionssensor, Motordrehzahlsensor und anderer Meßfühler.

PR0081G

(11) Kurbelwinkelsensor Der Kurbelwinkelsensor ist vorn in den Zylinderblock integriert. Er wird von einer Nase auf der Kurbelwelle erregt und erzeugt pro Kurbelwellenumdrehung einen Impuls. Dieses Signal wird als Kurbelwinkelsignal an das Motor-ECU abgegeben.

Kurbelwinkelsensor QT0283G

360° Kurbelwinkel

+ 0

– Form

Ausgangssignal QT0284G, PR0089G

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(12) Spritzverstellerventil Das Spritzverstellerventil sitzt in der Einspritzpumpe. Es öffnet/schließt den Steuersignalen vom Motorcomputer entsprechend die Kraftstoffage zwischen Hoch- und Niederdruckkammer des Spritzverstellerkolbens, um dessen Position zu ändern.

Niederdruckkammer

Tauchkolben Feder

Wenn die Wicklung erregt wird, druckt der Tauchkolben die Feder zusammen und öffnet die Kraftstoffage. Ein Kontakt des Spritzverstellerventils ist mit dem Hauptrelais, der andere mit der Anschlußklemme TCV des Motorcomputers verbunden.

Die Öffnung des Spritzverstellerventils wird vom Computer über das Einschaltverhältnis (EIN-/AUSZyklus) des Stroms zur Erregung der Wicklung gesteuert. Eine längere Einschaltzeit bewirkt eine längere Ventilöffnung.

Statorkern Aufbau

EIN

PS0051G

AUS

Strom

Durchschnittsstrom: hoch

0

Durchschnittsstrom: niedrig

Strom

Der Strom, der zum Statorkern fließt, wird von dieser Klemme taktgesteuert. Je länger die Einschaltdauer (d.h. die Zeit, in der Klemme TCV an Masse gelegt ist), desto länger ist das Ventil geöffnet.

Wicklung

Hochdruckkammer

0

Zeit Taktsignalsteuerung

PR0095G

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4. STEUERFUNKTIONEN 4-1. LISTE DER STEUERFUNKTIONEN Steuerung Funktion Die Einspritzmenge wird entsprechend den Betriebsbedingungen Steuerung der des Motors dosiert, die über die verschiedenen Meßfühler erfaßt Einspritzmenge werden. Fahrzeuge mit Schaltgetriebe: Kompensiert das Motordrehmoment Drehmomentsbeim Einlegen des 1. Gangs. kompensationl Fahrzeuge mit Automatikgetriebe: Kompensiert das Motordrehmoment beim Schalten aufgrund von Signalen des Getriebe-ECU Der Einspritzzeitpunkt wird entsprechend den Betriebsbedingungen des Steuerung des Motors gesteuert, die über die verschiedenen Meßfühler erfaßt werden. Einspritzzeitpunkts Ermittelt die optimale Leerlaufdrehzahl für die aktuellen Leerlaufdrehzahlregelung Betriebsbedingungen des Motors und steuert die Einspritzmenge entsprechend, um die Soll-Leerlaufdrehzahl zu erzielen. Erkennt Drehzahlschwankungen durch Füllungsunterschiede der LeerlaufZylinder und kompensiert die Einspritzmengen der einzelnen Zylinder stabilisierung entsprechend. Unter gewissen Betriebsbedingungen wird Abgas in den AnsaugEGR-Steuerung krümmer rückgeführt, um die Verbrennung zu verlangsamen und den Stickoxid-Ausstoß zu reduzieren. KlimaanlagenSchaltet die Klimaanlage während Beschleunigung aus, um die Abschaltsteuerung Motoransprechung zu verbessern. Bestimmt in Abhängigkeit der Kühlwassertemperatur die Zeitspanne, in welcher vor und nachgeglüht wird. Sie legt dann den entsprechenden Vorglühsteuerung Strom an die Glühkerzen an, um einen guten Start und Warmlauf zu realisieren. Diese Funktion dient zum Vereiteln von Diebstahl und legt anhand Wegfahrsperrensteuerung der Signale vom Wegfahrsperren-ECU (nur für Europa) fest, ob der Motor gestartet werden darf oder nicht. Falls im Signalnetz des Computers eine Störung auftritt, wird die Diagnose Motorwarnleuchte eingeschaltet. Sollte das Signal eines Sensors ausfallen, verwendet der Notlauffunktion Motorcomputer abgespeicherte Festparameter zur Steuerung des Motors oder er stoppt den Motor.

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4-2. STEUERUNG DER EINSPRITZMENGE (1) Grundlegende Beschreibung der Einspritzmengensteuerung Der Motorcomputer errechnet die grundlegende Einspritzmenge auf Basis der Betriebsbedingungen des Motors (Drossellast, Motordrehzahl usw.), gleicht diese Menge dann auf Kühlwasser, Kraftstoff, Ansauglufttemperatur und Ladedruck ab und steuert zum entsprechenden Zeitpunkt das Mengenregelventil in der Pumpe ECD-V5 an. Diese Pumpe verwendet statt der herkömmlichen Korrekturwiderstände ein ROM, das Kompensationsdaten für Einspritzmenge und -zeitpunkt enthält. Motordrehzahlsensor (NE) Gaspedal-Positionssensor

Mengenregel ventil

ECU

Leerlaufsignal Wassertemperaturfühler

ROM

Ansaugluft-Temperaturfühler Nr. 1 und 2 Kraftstoff-Temperaturfühler Ladedruckfühler Zur Einspritzdüse

Gaspedal-Positionssensor Anlassersignal

QT0285G

(2) Prinzip der Einspritzmengensteuerung Die Nockenposition auf der Hubscheibe bestimmt den Beginn des Einspritzzeitpunkts. Durch Unterbrechung des Stromflusses zum Mengenregelventil (Öffnen) wird abgeregelt, da der unter Druck stehende Kraftstoff von der Kolbenkammer in die Pumpenkammer zurückfließen kann. Folglich steuert der Computer die Einspritzmenge über den Zeitpunkt der Abregelung, das heißt das Einspritzende.

Mengenregelventil (offen)

Rolle

Hubscheibe QT0286G

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•Öffnungszeitpunkt des Mengenregelventils Die Motordrehzahl, vom Motordrehzahlsensor erfaßt, dient als Bezug bei der Festlegung des Öffnungszeitpunkts des Mengenregelventils. Der Nockenwinkel, der einem gewissen Nockenhub auf der Hubscheibe entspricht, wird folgendermaßen ermittelt. a. Der Nockenhub wird durch den Drehwinkel des Impulsgeberrotors bestimmt, der drehfest mit der Pumpenwelle dreht, und dessen Drehung vom Motordrehzahlsensor erkannt wird. b. Der Drehwinkel der Hubscheibe wird über den Drehwinkel des Impulsgebers erkannt. Dieser Winkel wird durch die Impulsanzahl (pro Nockenwinkel von 11,25° ein Impuls) vom Motordrehzahlsensor gemeldet. c. Der Computer determiniert den Öffnungszeitpunkt des Mengenregelventils (Einspritzungsende) anhand der Impulsanzahl und -pausen im Signal des Motordrehzahlsensors.

Nockenwinkel Einspritzbeginn

Einspritzende

Nockenhub EIN

AUS

EIN

Mengenregelventil Einspritzung Zylinder A Zunahme der Einspritzmenge EIN

AUS

EIN

Mengenregelventil Einspritzung Zylinder A

QT0287G

•Beispiel (Motor RF-MDT) 12

Mengenregelventil

13

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Schließen (EIN) Öffen (AUS)

Endgültiger Einspritzwinkel

Kolbenhub

QT0288G

18

(3) Ermitteln der Einspritzmenge Die Einspritzmenge beruht auf zwei Werten (grundlegende Einspritzmenge und Maximaleinspritzmenge). a. Grundlegende Einspritzmenge Die grundlegende Einspritzmenge wird durch die Motordrehzahl und die Drossellast festgelegt. b. Maximal-Einspritzmenge Die Maximal-Einspritzmenge hängt von der Ansaugluftmenge ab, die anhand von Motordrehzahl, Ladedruck, Ansauglufttemperatur usw. errechnet wird. Die endgültige Einspritzmenge wird durch den Vergleich von grundlegender und maximaler Einspritzmenge bestimmt. Der kleinere der beiden Werte wird dann verwendet.

(4) Flußdiagramm für Einspritzmengensteuerung

Gaspedal-Positionssensor

Grundlegende Einspritzmenge

Motordrehzahlsensor Grundlegende Maximal-Einspritzmenge

Kraftstoff-Temperaturfühler Max. Einspritzmenge

Wahl des kleineren Werts

Korrektur durch ROMDaten

Wassertemperaturfühler Ansaugluft-Temperaturfühler Nr. 2

EDU Mengenregelventil

Korrektur

ROM QT0289G

b. Starteinspritzmenge (wie bei bisheriger ECD-V3) Die Starteinspritzmenge wird abhängig von Motordrehzahl und Kühlwassertemperatur festgelegt.

Niedrig

Starteinspritzmenge

a. Steuerung außer Starteinspritzung (wie bei bisheriger ECD-V3) Vergleicht grundlegende und maximale Einspritzmenge über die analoge Reglerkennlinie und wählt die geringere Menge als endgültige Einspritzmenge.

Hoch Drehzahl

QT0290G

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b. Kompensation für Ansauglufttemperatur Wie bei ECD-V3

ECD-V3

Maximal-Einspritzmenge Einspritzmenge Reglerkennlinie

(5) Verschiedene Typen von Maximal-Einspritzmengen a. Ladedruckkompensation (PIM) Die Ansaugluftmenge wird über die Signale vom Ladedruckfühler ermittelt, um bei Aufladung die Maximalmenge zu korrigieren und das Gemisch anzureichern.

Bedarfsänderung

Drehzahl

AnsaugluftdruckKompensation Wassertemp. -Korrektur Kleinerer Wert wird gewählt Kompensation für Übergangsperiode

Ladedruckfühler

Kraftstofftemp. -Korrektur

MaximalEinspritzmengenkorrektur für kalten Motor

LadedruckMaximalkompensation

AnsaugluftTemperaturfühler

Wassertemperaturfühler

ECD-V5

LeerlaufLernkorrektur

Drehzahlkorrektur

KraftstoffTemperaturfühler

Verzögerungskorrektur

Motordrehzahlsensor

Maximal-Einspritzmenge

Reglerkennlinie

Einspritzmenge

Bedarfsänderung

Drehzahl

Wassertemp. -Korrektur

Ladedruckkompensation

Kraftstofftemp. -Korrektur

MaximalEinspritzmengenkorrektur für kalten Motor

Ladedruckfühler

AnsaugluftTemperaturfühler

Wassertemperaturfühler

LeerlaufLernkorrektur

Drehzahlkorrektur

KraftstoffTemperaturfühler

Verzögerungskorrektur

Motordrehzahlsensor

PS0047G

(6) Kompensation durch ROM-Daten Statt der Korrekturwiderstände wie beim System ECD-V3 verwendet die neue Pumpe ECD-V5 ein ROM. Dies ermöglicht einen exakteren Abgleich der individuellen Pumpe und eine präzisere Steuerung. Durch die Modifikation der Daten im ROM können auch kleinste Einspritzmengenkorrekturen leicht durchgeführt werden, wodurch mehr Freiraum bei der Einstellung gewährt wird.

ECD-V3

Einstellschraube (Steckverbinder)

Q

Korrekturwiderstand θ

Np

ECD-V5 Q

Np PS0048G

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ANMERKUNG: Ablaufdiagramm für Berechnung der Maximal-Einspritzmenge

Erfassung der Motordrehzahl

Errechnen der grundlegenden Maximal-Einspritzmenge

Erfassung des Ladedrucks

Abgleich der Einspritzmenge

Erfassung der Ansauglufttemperatur

Hohe Ansauglufttemperatur

JA

Reduzierung der Einspritzmenge

NEIN Festlegen der MaximalEinspritzmenge QT0291G

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4-3. STEUERUNG DES EINSPRITZZEITPUNKTS (1) Allgemeine Beschreibung der Spritzverstellung Der Motorcomputer (ECU) errechnet den Einspritzzeitpunkt und sendet entsprechende Signale zum Spritzverstellerventil (TCV), um einen optimalen Einspritzzeitpunkt zu realisieren. ECU

Ladedruckfühler Gaspedal-Positionssensor Motordrehzahlsensor

ROM Mengenregelventil

Kurbelwinkelsensor Wassertemperaturfühler Ansaugluft-Temperaturfühler Anlassersignal

Spritzverstellerkolben

Spritzverstellerventil QT0292G

(2) Prinzip der Steuerung des Einspritzzeitpunkts Zur Steuerung der Spritzverstellung wird der Druck des Kraftstoffs in der Niederdruckkammer, der auf den Spritzverstellerkolben wirkt, über die Öffnungsdauer des Spritzverstellerventils bestimmt. Auf diese Weise bewegt sich der Spritzverstellerkolben und verstellt den Rollenring entsprechend. Bei langer Öffnung des Spritzverstellerventils erhöht sich die Kraftstoffmenge, die von der Innendruckkammer der Pumpe zur Niederdruckkammer des Spritzverstellerkolbens strömt. Dadurch erhöht sich der Druck in der Niederdruckkammer und verschiebt den Kolben in Richtung Verzögerung. Analog dazu bewegt sich der Kolben mehr in Richtung Vorrückung, je kürzer das Spritzverstellerventil geöffnet ist. Rollenring Innendruckkammer der Pumpe Hochdruckkammer des Spritzverstellers Einlaß

ECU Drosselöffnung Vorrücken

Verzögern

Spritzverstellerventil Spritzverstellerkolben

Niederdruckkammer des Spritzverstellers QT0293G

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(3) Grundlegende Berechnung des Einspritzzeitpunkts Durch Abgleich des grundlegenden Einspritzzeitpunkts, der gemäß den Betriebsbedingungen des Motors (Pedallast, Motordrehzahl usw.) festgelegt wird, auf die Kühlwassertemperatur, den Ladedruck usw. kann der Motorcomputer die folgenden Faktoren steuern: •Optimalen Einspritzzeitpunkt für Einspritzmenge (Motorlast) und Motordrehzahl •Vorrücken des Einspritzzeitpunkts für Warmlauf •Vorrücken des Einspritzzeitpunkts für Start •Vorrücken des Einspritzzeitpunkts für Höhen, in denen die Ansaugluftdichte abnimmt. Um eine akkurate Steuerung zu gewährleisten, wird der tatsächliche Einspritzzeitpunkt auf die Eingangssignale vom Kurbelwinkelsensor bezogen vom Computer berechnet. •Beispiel (Motor RF-MDT)

Signal (OT) vom Kurbelwinkelsensor t 12

13

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11 12

13

NE

QT0294G

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ANMERKUNG: Rückkopplungsregelung Über die Zeitphase (θ in der Abbildung) wird eine Rückkopplungssteuerung zur Synchronisation von OT im Verdichtungshub und Einspritzzeitpunkt durchgeführt. Da der OT im Verdichtungshub und die Einspritzwellenform nicht über ein eigenes Signal erfaßt werden können, erfolgt die Erkennung indirekt nach folgendem Prinzip: •Ermittlung des tatsächlichen Einspritzzeitpunkts: a. Im Motor steht der OT im Verdichtungshub im Bezug zu den OT-Signalen des Kurbelwinkelsensors. b. In der Pumpe steht der Einspritzzeitpunkt in einem Verhältnis zu den NE-Impulsen des Motordrehzahlsensors. c. Der tatsächliche Einspritzzeitpunkt entspricht daher der Phasendifferenz θ1 zwischen OT-Signal und NE-Impulsen. •Rückkopplungssteuerung Das Einschaltverhältnis des Spritzverstellerventils wird so gesteuert, daß der tatsächliche mit dem errechneten Einspritzzeitpunkt übereinstimmt.

ANMERKUNG: Zusammenhang zwischen Einspritzzeitpunkt und menge: Der Einspritzzeitpunkt wird durch Verlagern des Spritzverstellerkolbens und der damit verbundenen Hubscheibe gesteuert (die Position der Hubscheibe). Da der Einspritzzeitpunkt zusammen mit dem Endpunkt verschoben wird, ändert sich die Einspritzmenge nicht. Der Motordrehzahlsensor sitzt auf der Hubscheibe und verlagert sich daher mit ihm. Aus diesem Grund bleibt trotz Verdrehen der Hubscheibe das Verhältnis zwischen Nockenhub und NE-Impulsen (dieses Verhältnis bestimmt die Einspritzmenge) konstant.

θ Tatsächlicher OT im Verdichtungshub

θ1

Motor

OT-Signal

NE-Impuls Pumpe Einspritzwellenform

PR0092G

Motordrehzahlsensor Hubscheibe Impulsgeber (52 Zähne)

Pumpenwelle Aussparung

Spritzverstellerkolben

PR0083G

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(4) Bestimmung des Einspritzzeitpunkts

ECU Anlassersignal Gaspedal-Positionssensor Motordrehzahlsensor

Grundlegender Einspritzzeitpunkt

Spritzverstellerventil

Soll-Einspritzzeitpunkt

Ansaugluft-Temperaturfühler Nr. 1 Ladedrückfuhler

Korrektur

Vergleich und Korrektur

Wassertemperaturfühler Kurbelwinkelsensor

Tatsächlicher Einspritzzeitpunkt

ROM

QT0295G

Motordrehzahl verringert sich Korrekturwert für Ladedruck (° KW)

(5) Verschiedene Kompensationen des Einspritzzeitpunkts a. Kompensation für Ladedruck Die ist der Korrekturwert des Einspritzzeitpunkts auf Basis des Ladedrucks, der vom Ladedruckfuhler gemeldet wird.

Niedrig

Ladedruck (mmHg)

Hoch

b. Kompensation für Ansauglufttemperatur Die ist die Korrektur des Einspritzzeitpunkts auf Basis der Ansauglufttemperatur, die vom Ansaugluft-Temperaturfühler erfaßt wird.

Korrekturwert für Ansauglufttemperatur (° KW)

QT0296G

Kalt

Ansauglufttemperatur (°C)

Heiß QT0297G

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c. Kurbelwinkelkorrektur Die NE-Impulse (Nockenwinkelsignale), die vom Motordrehzahlsensor geliefert werden, dienen zur Steuerung des Einspritzzeitpunkts. Allerdings unterscheidet sich das Verhältnis zwischen Nockenwinkelsignal und Einspritzwellenform von Pumpe zu Pumpe, wodurch es zu einer Verschiebung des Einspritzzeitpunktes kommen würde. Deshalb verfügt jede Pumpe über ein ROM, das die entsprechenden Korrekturdaten enthält.

Einspritzimpuls Pumpe A NE-Impuls Pumpe B Verschiebung PS0056G

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ANMERKUNG: Ablaufdiagramm zur Berechnung des Einspritzzeitpunkts

Erfassung der Motordrehzahl Erfassung der Einspritzmenge Errechnen des grundlegenden Einspritzzeitpunkts Erfassung der Kühlwassertemperatur JA

Niedrige Wassertemperatur

Korrektur des Einspritzzeitpunkts

NEIN Erfassung des Ladedrucks JA

Hoher Ladedruck

Korrektur des Einspritzzeitpunkts

NEIN Erfassung der Ansauglufttemperatur JA

Niedrige Ansauglufttemperatur

Korrektur des Einspritzzeitpunkts

NEIN Festlegen des Einspritzzeitpunkts

Erfassung von Kurbelwinkel und Nockenwinkel Erkennung des tatsächlichen Einspritzzeitpunkts

Fortsetzung in Abb. QT0301G

QT0300G

27

Fortsetzung von Abb. QT0300G

Vorrücken

Vergleich von vorgesehenem und tatsächlichem Einspritzzeitpunkt

Verzögerung

Gleich Verzögern des Einspritzzeitpunkts

Beibehaltung des Einspritzzeitpunkts

Vorrücken des Einspritzzeitpunkts

Steuerung des Einspritzzeitpunkts

QT0301G

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4-4. LEERLAUFDREHZAHLSTEUERUNG

<Sensor>



<Stellglied>

Leerlaufdrehzahlregelung

Mengenregelventil

Motordrehzahlsensor Gaspedal-Positionssensor Wassertemperaturfühler Geschwindigkeitssensor Anlassersignal Klimaanlagensignal Fahrstufensignal Servolenkungssignal QT0302G

(1) Rückkopplungssteuerung Der Computer vergleicht die errechnete Soll-Leerlaufdrehzahl mit der tatsächlichen Leerlaufdrehzahl (Signale vom Motordrehzahlsensor). Falls diese Zahlen nicht übereinstimmen, reguliert der Computer die Einspritzmenge, um die tatsächliche Leerlaufdrehzahl auf den errechneten Wert zu bringen. (2) Warmlaufsteuerung Der Computer steuert die Einspritzmenge während des Warmlaufs, um die für die Wassertemperatur optimale Schnelleerlaufdrehzahl zu realisieren. (3) Drehzahl-Vorsteuerung Um ein Verändern der Leerlaufdrehzahl durch Lastwechsel nach Einschalten der Klimaanlage zu verhindern, erhöht bzw. senkt der Computer die Einspritzmenge um einen errechneten Betrag, bevor sich die Leerlaufdrehzahl ändert. (4) Leerlaufstabilisierung Während der Motor im Leerlauf dreht, erkennt der Computer die Drehmomentsunterschiede zwischen den Zylindern und kompensiert die respektiven Einspritzmengen entsprechend. Dadurch entstehen im Leerlauf weniger Vibrationen.

29

4-5. EGR-STEUERUNG

Motor

Taktsignalgesteuertes VSV

Drehzahl

ECU

Gaspedallast Wassertemperatur

Unterdruckpumpe EGR-Ventilhubsensor EGR-Ventil

QT0303G

(1) Allgemeines Das EGR-System wurde praktische unverändert vom vorherigen System übernommen. Das ECU berechnet hierbei den Sollhub des EGR-Ventils auf Basis der Signale von den verschiedenen Meßfühlern. Es überwacht und steuert den Ventilhub über 2 taktsignalgesteuerte VSV. (2) EGR-Ventil Mit zunehmenden Unterdruck in der Membrankammer des EGR-Ventils öffnet sich das EGR-Ventil. Dadurch können Abgase vom Auspuffkrümmer zum Ansaugkrümmer zurückfließen.

EGR-Hubsensor Gesteuerter Unterdruck

Zum Ansaugkrümmer

Vom Auspuffkrümmer QT0304G

(3) Überblick über die Steuerung a. Bei niedrigen sowie hohen Temperaturen wird die Abgasrückführung unterbunden. b. In großen Höhen wird die Menge des rückgeführten Abgases reduziert.

30

(2) Hauptrelaissteuerung Steuert das Stromversorgungshauptrelais des Systems. Die Stromversorgung über die Computerklemme IGSW und +BB zu den Glühkerzen ist davon jedoch nicht betroffen.

G-LA GREL

VG E2 E1

QT0305G

Höhe (Gebirge) Einschaltzeit (s)

a. Einschaltzeitsteuerung der Vorglühanzeige Wenn der Zündschalter auf ON gedreht wird, leuchtet die Vorglühanzeige für eine Zeitspanne auf, die durch Kühlwassertemperatur und Luftdruck bestimmt wird. Wenn der Anlasser betätigt wird, erlischt die Anzeige. b. Glühkerzenrelaissteuerung Wenn der Zündschalter auf ON gedreht wird, liegt für eine gewisse Zeit, die von der Kühlwassertemperatur abhängt, ein Strom an, um die Zündung weiterhin über die Glühkerzen zu unterstützen. Nach dem Anspringen des Motors und Abschalten des Anlassers erfolgt die Nachglühphase.

IG PIM THW

Wassertemperaturfühler

4-6. WEITERE STEUERPARAMETER (1) Vorglühsteuerung Diese Steuerung wärmt für Kaltstarts die Ansaugluft in den Brennräumen vor und steuert die Glühkerzen entsprechend an, um die Zündung des Kraftstoffs zu unterstützen.

Wassertemperatur (°C)

80

Einschaltzeitsteuerung der Vorglühanzeige QT0306G

Hauptrelais +B

M-REL EGRV EGRA

+BB

TCV

IGSW SPV-REL

Mengenregelventilrelais

Hauptrelaissteuerung QT0307G

•Zeitsteuerungsdiagramm a. Wenn der Zündschalter auf ON gedreht wird, zieht das Hauptrelais an. b. Wenn die Zündung ausgeschaltet wird, öffnet sich das Hauptrelais 5 Sekunden, nachdem das Geschwindigkeitssignal SPD auf 0 abgesunken ist. (3) Klimaanlagen-Abschaltsteuerung Sobald das ECU erkennt, daß eine Beschleunigung über eine gewissen Wert gefordert wird, steuert es das Klimaanlagen-ECU an, um den Klimaanlagenkompressor für 5 Sekunden auszurücken.

EIN Zündschalter

AUS EIN

Mengenregelventilrelais

AUS EIN

Hauptrelais

3s 5s

AUS

Zeitsteuerungsdiagramm QT0308G

31

5. DIAGNOSE 5-1. DIAGNOSECODE-ABRUF Die Anschlußklemmen TEN und GND im Diagnosestecker (siehe Abb. rechts) verbinden. ACHTUNG: Keinesfalls andere Klemmen verbinden, da sonst Störungen resultieren können.

Diagnosestecker

QT0314G

GND-Klemme

TEN-Klemme

Klemmenanordnung des Steckers QT0315G

5-2. ANZEIGE VON DIAGNOSECODES Diagnosecodes werden in Form von Blinkfolgen von der Vorglühanzeige ausgegeben.

Code Nr. 0380: Schaltkreis des Glühkerzenrelais

‘0’ ↔↔

‘3’

→ ←‘8’

1,6 s

‘0’

0,4 s

1,2 s

Code No. 1110: Schaltkreis des Ansaugluft-Temperaturfühlers

‘1’

‘1’

‘1’

‘0’

Code Nr. 1189: Schaltkreis des Motordrehzahlsensors

‘1’ ‘1’

‘8’

Anzeigebeispiele

‘9’ QT0316G

32

[1] Konstant Schaltkreis des [2] Abnormale Spannung an Fühlerklemme AnsaugluftTemperaturfühlers [3] Momentan Nr. 1 [THA, E2]

[1] Konstant Schaltkreis des [2] Abnormale Spannung an Fühlerklemme AnsaugluftTemperaturfühlers [3] Momentan Nr. 2 [THA2, E2]

0105

0110

[1] Konstant Schaltkreis des Wassertemperatur- [2] Abnormale Spannung an Fühlerklemme [3] Momentan fühlers [THW, E2]

[1] Höher als für vorgegebene Drehzahl und Schaltkreis des Pedallast Ladedruckfühlers [PIM, VREF, E2] [2] Fühlerspannung unter Vorgabe (abnormal niedrige Spannung) [3] Momentan [1] Konstant [2] Fühlerspannung über Vorgabe (abnormal hohe Spannung) [3] Momentan

Speicherung

Anzeigeleuchte

Blinkt Blinkt

Zu prüfende Komponenten

Motor stirbt •Kabelbäume und ab, kann Steckverbinder nicht (NE-Signalkreis) Ο gestartet •Motordrehzahlsensor werden •Motorsteuercomputer

Blinkt

[1] Während Motordrehzahl Vorgabe überschreitet [2] Keine Signaleingabe für gewisse Zeit Impulsanzahl weicht von Vorgabe ab.

Blinkt

Schaltkreis des Motordrehzahlsensors [NE+, NE]

Symptome

Starkes Klopfen, schlechte Ο Pedalansprechung

Blinkt

Schaltkreis des [1] Während Motordrehzahl Vorgabe Kurbelwinkelsensors überschreitet [TDC+, TDC] [2] Keine Signaleingabe für gewisse Zeit

Blinkt

Beschreibung Schaltkreis [1]: Diagnosebedingung [2]: Abnormalität (Anschlußklemmen) [3]: Dauer [4]: Anmerkung

1110

0115

1189

0335

Codenr.

5-3. DIAGNOSECODETABELLE

•Kabelbäume und Steckverbinder (OT-Signalkreis) •Kurbelwinkelsensor •Motorsteuercomputer

Schlechtes •Kabelbäume und KaltstartSteckverbinder verhalten, (Schaltkreis des schlechte WassertemperaturΟ Motoranfühlers) sprechung •Wassertemperaturfühler •Motorsteuercomputer Schlechte •Kabelbäume und Steckverbinder Motoransprechung (Schaltkreis des AnsaugluftΟ Temperaturfühlers) •AnsaugluftTemperaturfühler Nr. 1 •Motorsteuercomputer Schlechte •Kabelbäume und MotoranSteckverbinder sprechung (Schaltkreis des AnsaugluftΟ Temperaturfühlers) •AnsaugluftTemperaturfühler Nr. 2 •Motorsteuercomputer Schlechte •Kabelbäume und Steckverbinder Motoransprechung (Schaltkreis des Ladedruckfühlers) •Ladedruckfühler Ο •Turbolader •Membrandose •Motorsteuercomputer

Schaltkreis des [1] Konstant Kraftstoff[2] Abnormale Spannung an Fühlerklemme Temperaturfühlers [3] Momentan [THF, E2]

Schaltkreis des [1] Konstant EGR[2] Abnormale Spannung an Fühlerklemme Ventilhubsensors [3] Momentan [EGRP, VREF, E2]

Schaltkreis des Geschwindigkeitssensors [VSP, E2]

[1] Während Ausschaltstellung des Neutralschalters überschreitet die Motordrehzahl einen gewissen Wert [2] Wenn kein Geschwindigkeitssignal eingegeben wird [3] Momentan

Speicherung

Anzeigeleuchte

Leuchtet Leuchtet

Symptome

•Kabelbäume und Steckverbinder (Schaltkreis des GaspedalPositionssensors) •Gaspedal-Positionssensor •Motorsteuercomputer

Schlechte Motoransprechung

•Kabelbäume und Steckverbinder (Schaltkreis des Gaspedal-Positionssensors) •Gaspedal-Positionssensor •Gaspedal-Freigabeschalter •Motorsteuercomputer

Ο

Ο

Ο

Schlechte Motoransprechung Ο

— Ο

—

Ο

Zu prüfende Komponenten

Schlechte Motoransprechung

—

Leuchtet

[1] Während Motordrehzahl über Vorgabe liegt [2] Anlasserschalter EIN [3] Während einer gewissen Zeit

Leuchtet

Schaltkreis des Anlassers [STA, E2]

Leuchtet

1196 0180 1402 0500

[1] Gaspedal-Freigabeschalter AUS Schaltkreis des [2] Sensorspannung unter Vorgabebereich GaspedalFreigabeschalters [3] Während einer gewissen Zeit [PDL, E2]

Leuchtet

Codenr.

[1] Konstant Schaltkreis des Gaspedal[2] Sensorspannung außerhalb des zulässigen Bereichs Positionssensors [3] Momentan [TVO, VREF, E2] [1] Gaspedal-Freigabeschalter EIN [2] Sensorspannung über Vorgabebereich [3] Während einer gewissen Zeit

0510

Beschreibung Schaltkreis [1]: Diagnosebedingung [2]: Abnormalität (Anschlußklemmen) [3]: Dauer [4]: Anmerkung

0120

33

•Kabelbäume und Steckverbinder (Schaltkreis des Anlassers) •Anlasserschalter •Motorsteuercomputer •Kabelbäume und Steckverbinder (Schaltkreis des KraftstoffTemperaturfühlers) •KraftstoffTemperaturfühler •Motorsteuercomputer •Kabelbäume und Steckverbinder (Schaltkreis des EGRVentilhubsensors) •EGR-Ventilhubsensor •Motorsteuercomputer •Kabelbäume und Steckverbinder (Schaltkreis des Geschwindigkeitssensors) •Geschwindigkeitssensor •Motorsteuercomputer

[1] Außer Starten [2] Tatsächlicher Einspritzzeitpunkt weicht vom Soll-Einspritzzeitpunkt ab [3] Während einer gewissen Zeit

0380

1298

0606

–

Haupt-U

[1] Konstant [2] Wenn in Neben-U abnormale Bedingung erfaßt wird. [3] Momentan Neben-U [1] Konstant [2] Wenn in Haupt-U abnormale Bedingung erfaßt wird. [3] Momentan Schaltkreis der [1] Konstant EDU-Treibereinheit [2] Wenn ECU keine Signale von EDU erhält [EMU, EDUF, E1] [3] Während einer gewissen Zeit

Schaltkreis des [1] Konstant Glühkerzenrelais [2] Abnormale Spannung abhängig davon, ob [VG, E2] Vorglühsteuerung aktiviert ist oder nicht [3] Während einer gewissen Zeit

Speicherung

Zu prüfende Komponenten

Starkes Klopfen, schlechte Motoransprechung

•Kabelbäume und Steckverbinder (Schaltkreis des Spritzverstellerventils) •Spritzverstellerventil Ο •Kraftstoffilter verstopft •Kraftstoff (gefroren, Luft im System) •Einspritzpumpe •Motorsteuercomputer Motor stirbt •Kabelbäume und ab Steckverbinder (Schaltkreis des Mengenregelventils) Ο •Mengenregelventil •Motorsteuercomputer

Blinkt

—

Leuchtet stetig

[1] Während EGR-Regeln Steuerung Schaltkreis der EGR-Steuerung [2] Der aktnelle EGR-Ventilhub unterscheidet [EGRV, EGRA, E1] sich vom Sollhub. [3] Während einer gewissen Zeit

Blinkt

[1] Konstant [2] Motordrehzahl und Ladedruck abnormal [3] Momentan

Symptome

•Kabelbäume und Steckverbinder (Schaltkreis des EGR-Ventilsystems) Ο •Taktsignal-VSV •Unterdruckschlauch •Unterdruckpumpe •Motorsteuercomputer Motor stirbt •Motorsteuercomputer – ab

Schlechte MotoransΟ prechung

•Motorsteuercomputer

Blinkt

Schaltkreis des [1] Konstant Mengenregelventils [2] Motordrehzahl abnormal hoch [3] Momentan

Blinkt

Blinkt

Schaltkreis der Spritzverstellerventils [TCV, E1]

Anzeigeleuchte

Beschreibung Schaltkreis [1]: Diagnosebedingung [2]: Abnormalität (Anschlußklemmen) [3]: Dauer [4]: Anmerkung

Motor stirbt •Kabelbäume und ab Steckverbinder (Schaltkreis der EDU-Treibereinheit) Ο •EDU •Mengenregelventil •Motorsteuercomputer

Blinkt

0403

0219

0216

Codenr.

34

Schlechtes •Kabelbäume und Anlaßverhalten Steckverbinder (Schaltkreis des Ο Vorglühsystems) •Glühkerzenrelais •Motorsteuercomputer

Speicherung

[1] Konstant [2] Bei abnormalem Korrekturwert [3] Während einer gewissen Zeit

Anzeigeleuchte

Schaltkreis des Korrektur-ROM [DATA, CLK, E2]

Blinkt

[1] Wenn KraftstoffAbschaltventilrelais geschlossen ist [2] Spannung an Anschlußklemme für Kraftstoff-Abschaltventil abnormal hoch [3] Während einer gewissen Zeit

Blinkt

Codenr.

Schaltkreis des KraftstoffAbschaltventils [VFCV, E2]

1649

Beschreibung Schaltkreis [1]: Diagnosebedingung [2]: Abnormalität (Anschlußklemmen) [3]: Dauer [4]: Anmerkung

1182

35

Symptome

Ο

Motor stirbt •Kabelbäume und Steckab verbinder (Schaltkreis des KraftstoffAbschaltventils) •Kraftstoff-Abschaltventil •Motorsteuercomputer

Ο

Schlechte Motoransprechung

Zu prüfende Komponenten

•Kabelbäume und Steckverbinder (Schaltkreis des Korrektur-ROM) •Korrektur-ROM •Motorsteuercomputer

Prüfung

Ergebnis Messung des Kompressionsdrucks Unter Sollwert Sichtprufüng des Öls Enthält Metallspäne Leckage Verstopfung

Defekt des Kraftstoff-Abschaltventils Defekt des Kraftstoff-Abschaltventilrelais

Kraftstoffleck an Einspritzleitung Defekt an Einspritzdüse

Störung des Kraftstoff-Abschaltventils

Störungsursache Störung des Spritzverstellerventils

Mengenregelventil

Einspritzpumpe

Kraftstoffilter verstopft

Kraftstoffleitung

Turbolader defekt

Vorglühsystem

Batterie entladen Anlasser dreht nicht oder zu langsam Motor startet nicht Motor startet nur langsam Falsche Leerlaufdrehzahl Motorgeräusch Zu hoher Kraftstoffverbrauch Zu hoher Ölverbrauch Schlechte Ansprechung auf Lastwechsel Schwarzer Auspuffqualm Überhitzung Bezeichnung Luftansaugsystem

Interner Defekt Falsche Einspritzzeitpunkt-Einstellung Defekt des Mengenregelventils Defekt des Mengenregelventilrelais Defekt der EDU

Bezeichnung

Wassertemperaturfühler defekt Glühkerzenrelais defekt Glühkerze defekt

Störungssymptom Bauteile des Luftansaugsystems Luftfilter verstopft

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Nr.

Undichtigkeit

36

5-4. TABELLE FÜR FEHLERSUCHE (NACH SYMPTOM) (1) System

Kraftstoffsystem

Interner Defekt ECU Störung ROM Störung Hauptrelais Keine Signalausgabe Motordrehzahlsensor Keine Signalausgabe Kurbelwinkelsensor Keine Signalausgabe Gaspedal-Positionssensor Signalausgabefehler Normalerweise EIN Gaspedal-Freigabeschalter Normalerweise AUS Keine Signalausgabe Ladedruckfühler Signalausgabefehler Keine Signalausgabe Wassertemperaturfühler Signalausgabefehler Keine Signalausgabe Kraftstoff-Temperatürfuhler Signalausgabefehler Keine Signalausgabe Ansaugluft-Temperaturfühler Nr. 1 (Luftfilter) Signalausgabefehler Keine Signalausgabe Ansaugluft-Temperaturfühler Nr. 2 (Saugrohr) Signalausgabefehler Signalausgabefehler Geschwindigkeitssensor Keine Signalausgabe Klimaanlagensignal Keine Signalausgabe Anlassersignal Keine Signalausgabe Klimaanlagenrelais Defekt des EGR-Systems Defekt des Kühlerlüfters Defekt der Motormechanik Defekt im Zylinderkopf Schaden Steuerriemen Lockerung Wird nicht geladen Batterie Wird nicht entladen Unterbrechung bzw. Kurzschluß in Treiberschaltung Anlasser Interner Defekt Hoher Kriechstrom in elektrischen Teilen

37

Steuersystem Motormechanik Motorelektrik

38

(2) EDU

: Maßnahme : Prüfpunkt : Ursache

Symptom überprüfen Motor startet nicht.

Test wiederholen.

Kein Symptom

EDU-Steckverbinder abklemmen

Bei eingeschalteter Zündung die Spannung zwischen Klemme A*1 (+B) am kabelseitigen Steckverbinder und Karosseriemasse prüfen. NG Ist Spannung normal?

Stromversorgung prüfen. Wahrscheinlich ist ein Kabel defekt.

Sollwert: 10 - 14 V OK

Zwischen Masseklemme (GND) der EDU und Karosseriemasse auf Durchgang NG prüfen.

Montage der EDU mangelhaft.

OK

Widerstand zwischen Anschlußklemme D*1 (SPV+) und Klemme E*1 (SPV-) am kabelseitigen NG Steckverbinder messen. Ist Widerstand normal? Sollwert: ca. 1,2 Ω OK

Durchgang im Kabelbaum zwischen MengenregelNG ventil und EDU prüfen.

Kabelbaum oder Steckverbinder defekt.

OK

Einspritzpumpe defekt ECU-Steckverbinder abklemme und Durchgang im Kabelbaum prüfen.

Kabelseitige ECU-Klemme 3A*2, 4N*3 (EMU) ↔ kabelseitige EDU-Klemme B*1 (EMU) NG Kabelseitige ECU-Klemme 20*2, 4F*3 (EDUF) ↔ kabelseitige EDU-Klemme C*1 (EDUF) OK

Alle Steckverbinder anschliesen und Zündung anschliesen.

Weiter auf Seite 39

Kabelbaum oder Steckverbinder defekt.

39

Fortsetzung von Seite 38

Impulssignale an Klemme 3A* 2, 4N*3 (EMU) des ECU prüfen.

NG

ECU defekt.

OK

Spannung an Klemme 2O*2, 4F*3 (EDUF) NG des ECU messen.

EDU oder Mengenregelventilrelais defekt

OK

ECU austauschen

Springt Motor an?

NG

Startet Motor nach Austausch der Einspritzpumpe? OK

OK

ECU defekt

NG

Einspritzpumpe defekt

Andere Ursachen siehe Seite 42 (Abb. QT0129G) **1:2: Fahrzeug mit Schaltgetriebe siehe Seite (Abb. QT0309G) 3: Fahrzeug mit Automatikgetriebe siehe Seite (Abb. QT0310G) *

6. NOTLAUFFUNKTION Falls von den Sensoren falsche Signale geliefert werden, die eine Motorstörung zur Folge hätten, ersetzt die Notlauffunktion die Meßwerte durch Festparameter, die im Computer abgespeichert sind. Je nach Symptom kann die Notlauffunktion auch den Motor stoppen. ANMERKUNG: Beispiel für Notlauffunktion (1) Schaltkreis des Motordrehzahlsensor (NE) Falls keine Signale vom Motordrehzahlsensor eintreffen, wird der Stromfluß zum Mengenregelventil unterbrochen, um die Einspritzung zu stoppen. (2) Schaltkreis des Wassertemperatürfuhlers Falls aufgrund von Unterbrechung oder Kurzschluß kein Signal vom Wassertemperaturfühler eingegeben wird, verwendet der Computer einen Festwert.

40

7. VERKABELUNGSDIAGRAMM 7-1. EXTERNE ECU-VERKABELUNG (1) Fahrzeuge mit Schaltgetriebe

TACHO R

2M VG

GaspedalPositionssenso Ladedruckfühler

Glühkerzenrelais Glühkerze

2F TVO 2A VREF 2C PIM

FANAD N

2J EGRP

EGR-Ventilhubsensor Wassertemperaturfühler Kraftstoff-Temperaturfühler Ansaugluft-Temperaturfühler Nr. 1 Ansaugluft-Temperaturfühler Nr. 2

2G 2I 2E 2K

THW THF THA THA2 2B E2 (A-GND)

F 1G-SW S COL

Klimaanlagenschalter

U STA

M

H

3C

DRV 2P

Treibersteuerung

COM 3F

Wegfahrsperre

K-LINE 3R

Tester TCV

TCV C EGRV (VACCUM) K

Taktsignalgesteuertes VSV Taktsignalgesteuertes VSV

EGRA (ATMSPHER) O

J L M-REL E

2D VFCV +B

P

3N DATA 3K CLK

B Hauptrelais

Mit integriertem Luftdruckfühler ROM

EDU

EDUF 2O

G A

Mengenregelventilrelais

EMU 3A Mit Wegfahrsperre

3O PST

PST-Schalter

Kraftstoff-Abschaltventilrelais

SPV-REL D

3P TEST 2H T PDL V N-SW

Gaspedal-Freigabeschalter

Hauptlüfterrelais Vorglühanzeige

A

Andere Einhei

Testschalter

Zusatzlüfterrelais

3S FANL 3Q G-LA M I FCV-REL 3X

3L VSP

Geschwindigkeitssensor

Kraftstoff-Abschaltventilspannung

Klimaanlagenrelais

G-REL 3W

3I TDC+ 3J TDC-

Kurbelwinkelsensor

Neutralschalter Kupplungsschalter Anlasserschalter

CLCN Q

3G NE+ 3H NE-

+BB A

Zündschalter IG2

Motordrehzahlsensor (NE)

Zündschalter IG1

Vorglühspannung

Zündschalter

E1 3Y

Batterie

3Z E1 3B

Anlasserschalter

Motormasse

QT0309G

41

(2) Fahrzeuge mit Automatikgetriebe

3M VG

Vorglühspannung

4H NE+ 4E NE-

Motordrehzahlsensor (NE)

2I TDC+ 2J TDC-

Kurbelwinkelsensor

Acceleration sensor Turbo pressure sensor

CLCN G

Klimaanlagenrelais

G-REL 4U

Glühkerzenrelais

3F TVO 3I VREF 3B PIM 3J EGRP

EGR-Ventilhubsensor Wassertemperaturfühler Kraftstoff-Temperaturfühler Ansaugluft-Temperaturfühler Nr. 1 Ansaugluft-Temperaturfühler Nr. 2

TACHO 4R

THW THF THA THA2 3O E2 (A-GND) F IG-SW 3A 3H 3N O

Glühkerze Zusatzlüfterrelais

FANAD B FANH S

Hauptlüfterrelais

FANL A

Hauptlüfterrelais

G-LA H E FCV-REL 4T

Vorglühanzeige Kraftstoff-Abschaltventilrelais

A

3E COL

Klimaanlagenschalter

M VSP

Geschwindigkeitssensor Other unit

SPV-REL 4S

Mengenregelventilrelais

EMU 4N EDU

I TEST 4J P PDL J PRESS

Gaspedal-Freigabeschalter Klimaanlagendruckschalter Kraftstoff-Abschaltventilspannung A

4M VFCV 3G INH

A/T

K-LINE N

Tester

TCV 4W

TCV

EGRV (VACCUM) 4P

Taktsignalgesteuertes VSV

EGRA (ATMSPHER) 4O

Taktsignalgesteuertes VSV

M-REL 4Q +B2 V +B 4V

Sperrschalter M

EDUF 4F

C STA Q BRK R R-SW 2F D-SW 2G S-SW 2H L-SW

Hauptrelais

+BB 4I SOL1 SOL2 SOL3 LUP SOL5 ETV

Zündschalter IG2

Testschalter

3C DATA 3D CLK

Zündschalter IG1

ROM

Zündschalter

Batterie

2A 2B 2C 2D 2E T

Anlasserschalter

HL DLMP K

3K HLD 2K TREV+ 2L TREV-

4Z E1 U E1 4Y

E2 3L THOIL Motormasse

QT0310G

42

7-2. EXTERNE EDU-VERKABELUNG

Batterie

A

Hochspannungsteil

EMU

B

Steuerkreis

EDUF

C

D

SPV

E F

C

A

SPV+

B

D

E

SPV– GND (Gehäuse)

F

QT0129G

43

7-3. ANORDNUNG DER ECU-ANSCHLUSSKLEMMEN (1) Fahrzeug mit Schaltgetriebe

3Y 3W 3U 3S 3Q 3O 3M 3K 3I 3G 3E 3C 3A 2O 2M 2K 2I 2G 2E 2C 2A U S Q O M K I G E C A 3Z 3X 3V 3T 3R 3P 3N 3L 3J 3H 3F 3D 3B 2P 2N 2L 2J 2H 2F 2D 2B V T R P N L J H F D B

QT0311G

Klemmennr. Klemmenname Klemmennr. Klemmenname Klemmennr. Klemmenname Klemmennr. Klemmenname

A B C D E F G H I J K L M N O P

+BB +B TCV SPV-REL M-REL IG-SW – – – – EGRV – G-LA FANAD EGRA –

Q R S T U V 2A 2B 2C 2D 2E 2F 2G 2H 2I 2J

CLCN TACHO COL PDL STA N-SW VREF E2 PIM VFCV THA TVO THW – THF EGRP

2K 2L 2M 2N 2O 2P 3A 3B 3C 3D 3E 3F 3G 3H 3I 3J

THA2 – VG – EDUF DRV EMU E1 – – – COM NE+ NETDC+ TDC-

3K 3L 3M 3N 3O 3P 3Q 3R 3S 3T 3U 3V 3W 3X 3Y 3Z

CLK VSP – DATA PST TEST FANL K-LINE – – – – G-REL FCV-REL E1 –

44

(2) Fahrzeug mit Automatikgetriebe

4Y 4W 4U 4S 4Q 4O 4M 4K 4I 4G 4E 4C 4A 3O3M 3K 3I 3G 3E 3C 3A 2K 2I 2G 2E 2C 2A U S Q O M K I G E C A 4Z 4X 4V 4T 4R 4P 4N 4L 4J 4H 4F 4D 4B 3P 3N 3L 3J 3H 3F 3D 3B 2L 2J 2H 2F 2D 2B V T R P N L J H F D B

QT0312G

Klemmennr. Klemmenname Klemmennr. Klemmenname Klemmennr. Klemmenname Klemmennr. Klemmenname

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S

FANL FANAD STA – – IG-SW CLCN G-LA TEST PRESS HL DLMP – VSP K-LINE THA2 PDL BRK R-SW FANH

T U V 2A 2B 2C 2D 2E 2F 2G 2H 2I 2J 2K 2L 3A 3B 3C 3D

ETV E1 +B2 SOL1 SOL2 SOL3 LUP SOL5 D-SW S-SW L-SW TDC+ TDCTREV+ TREVTHW PIM DATA CLK

3E 3F 3G 3H 3I 3J 3K 3L 3M 3N 3O 3P 4A 4B 4C 4D 4E 4F 4G

COL TVO INH THF VREF EGRP HLD THOIL VG THA E2 – – – – – NEEDUF –

4H 4I 4J 4K 4L 4M 4N 4O 4P 4Q 4R 4S 4T 4U 4V 4W 4X 4Y 4Z

NE+ +BB – – – VFCV EMU EGRA EGRV M-REL TACHO SPV-REL FCV-REL G-REL +B TCV – E1 –