1. Steuergerätehardware 2. Steuergerätesoftware, -daten : 3. Sensoren 4. Stellglieder

Transkript

1 2. Steuergeräte Hardware, Sensoren, Stellglieder Überblick : 1. Steuergerätehardware 2. Steuergerätesoftware, -daten : 3. Sensoren 4. Stellglieder Seite 1

2 2.1.4 Steuergerätehardware (z.b. Diesel) DDE 2. Generation DDE 4. Generation Seite 2

3 2.1.4 Steuergerätehardware (z.b. Diesel) DDE 7. Generation Microprocessor: Infineon TC1766 Taktrate 80 MHz Flash memory 1,5 MByte 2 modulare Stecker mit 154 pins 23 analoge Eingänge 18 digitale Eingänge 18 Endstufen (0,8 A bis 3 A) Quelle : Bosch Seite 3

4 2.1.4 Steuergerätehardware (z.b. Diesel) Clock rate Future applications Clock rate [Mhz] Cylinder application 4+6 Cylinder application 4 Cylinder ECU for 118d / 120d 30 0 DDE DDE DDE TriCore 1766 > 2008 TriCore 1796 Quelle : Bosch Seite 4

5 2.2 Software Motorsteuerung 1. Softwarestruktur 2. Entwicklung Softwareumfang Seite 5

6 2.2.1 Softwarestruktur im Motorsteuergerät Seite 6

7 2.2.2 Entwicklung Applikationsparameter (Diesel) Entwicklung Applikationsparameter Digitale Dieselelektronik Anzahl Parameter DDE 1 DDE 2 DDE 3 DDE 4 DDE 5 DDE 6 DDE Seite 7

8 2.3 Sensoren für elektronische Motorsteuerungen 1. Drehzahl : Induktiv, Hall 2. Nadelbewegungssensor 3. Fahrpedalgeber 4. Druckfühler 5. Temperaturfühler 6. Heißfilmluftmassenmesser 7. Lambdasonde Seite 8

9 2.3.1 Drehzahlerfassung OT Zyl 2 OT Zyl 4 OT Zyl 1 OT Zyl 3 Nockenwellensignal Drehzahlsignal Lücke Geberrad Die Erfassung von Nockenwellen- und Drehzahlsignal führt in der Motorsteuerung zur Berechnung der Synchronisation der Einspritzung (Zuorndung Einspritzung zum richtigen Zylinder) Seite 9

10 2.3.1 Drehzahlgeber Induktiv Signal: Drehzahl Drehzahl- und Bezugsmarkengeber Signal: Bezugsmarke Spannungsverlauf Zündabstand [ ] = Anzahl 720 der Zylinder z.b. 4Zyl Motor: Zündabstand : 180, 30 Zähne werden zwischen 2 Zündungen abgetastet Quelle : Bosch Seite 10

11 2.3.1 Drehzahlerfassung : Magnetoresistiv Seite 11

12 2.3.1 Nockenwellenerfassung : Hall Hallgeber - Funktionsprinzip Perma- nent- magnet S N U Hall Hallelement I magnetisches Feld Geberrad U(ϕ) ϕ Quelle : Bosch Seite 12

13 2.3.1 Nockenwellenerfassung Hall Induktiver Sensor : Auswertung Nulldurchgang des Spannungswechsels nur bei Drehbewegung möglich Hall Sensor : Auswertung Nockenposition über Spannungshöhe auch im Stillstandmöglich Quelle : Bosch Seite 13

14 2.3.2 Fahrpedalgeber Fahrpedalgeber - Varianten : hängend stehend Elektrische Ausgangssignale aus Führungspotentiometer (1) redundantes Potentiometer (2) (liefert für Plausibiltätsprüfung im Motorsteuergerät die halbe Spannung) Leerschalter (ändert Zustand vom Leerlaufbereich in einen Teillast-/Volllastbereich Kick Down Schalter (Rückschaltwunsch des Fahrers) Quelle : Bosch, AB Elektronik Seite 14

15 2.3.2 Fahrpedalgeber Quelle : Bosch Seite 15

16 2.3.3 Druckfühler : Raildrucksensor Quelle : Bosch Seite 16

17 2.3.3 Druckfühler : Piezoresistiv TMAP-Sensor FUNKTIONSBESCHREIBUNG: DRUCKÜBERTRAGER DURCH WIDERSTANDSÄNDERUNG WIDERSTANDSELEMENT AUF SILIZIUMMEMBRANE WIDERSTANDSÄNDERUNG ABHÄNGIG VON ANGELEGTEM DRUCK ANALOGE AUSGANGSSPANNUNG PROPORTIONAL ZUM DRUCK Passivierung Widerstandselement Bondfläche Silizium Wafer Mikromechanisch hergestellte Membrane Vakuum Glassubstrat Verwendung Piezoresistive Druckfühler für : -Absolutdruckerfassung Höhenkorrekturen -Ladedruckerfassung Ladedruckregelung Quelle: Motorola Seite 17

18 2.3.3 Druckfühler : Piezoresistiv Verwendung Piezoresistive Druckfühler für : -Absolutdruckerfassung -Ladedruckerfassung Höhenkorrekturen Ladedruckregelung Seite 18

19 2.3.4 Wassertemperaturfühler Quelle : Bosch Seite 19

20 2.3.5 Heißfilmluftmassenmesser Quelle : Bosch Seite 20

21 2.3.5 Heißfilmluftmassenmesser Kennlinie U = f (m) 5 V 4 Signalspannung Rückströmung Vorwärtsströmung kg/h Luftmasse Quelle : Bosch Seite 21

22 2.3.6 Sprung -Lambdasonde U A Fettes Gemisch Mageres Gemisch 1 Lambda Hysterese U A [mv] Fettes Gemisch Mageres Gemisch Lambda Seite 22

23 2.3.6 Breitband Lambdasonde LSU für Dieselanwendungen ma Meßbereich l = Sondenheizung temperaturgeregelt (Genauigkeit) Stromsignal cm 1 2 Lambda Seite 23

24 2.3.6 Lambdasonde Seite 24

25 2.4 Stellglieder für elektronische Motorsteuerungen Überblick Stellglieder : 1. Injektor 2. Druckregelventil 3. Elektropneumatische Wandler 4. Technische Anforderungen an Sensoren, Stellglieder, Komp Seite 25

26 2.4.1 Injektor Quelle : Bosch Seite 26

27 2.4.1 Piezo Injektor Quelle : Bosch Seite 27

28 2.4.1 Piezo Injektor : Signalverlauf Seite 28

29 2.4.3 Elektropneumatischer Wandler für AGR Vakuum Pumpe Elektromagnet Positionssensor (optional) Rückstellfeder Membran Zu Lufteinlass Von Abgaskrümmer Geschlossene Position Von Abgaskrümmer Offene Position Quelle : Bosch Seite 29

30 2.4.3 Elektropneumatischer Wandler für Turbolader A) Verstellung des Ladedruckes über Absteuerung des Abgasmassenstromes Quelle : Bosch Seite 30

31 2.4.3 Elektropneumatischer Wandler für Turbolader Ansteuersignal Laderdrehzahl (optional, NKW) Verdichter Ladedruck B) Verstellung des Ladedruckes über Verstellung der luftseitigen Turbinenschaufeln (Variable Turbolader Geometrie VTG) Luftseite VTG Motor Abgasseite Abgasanlage Beweglicher Ring Vakuum Pumpe Elektromagnet Verstellbarer Schaufelapparat Feststehender Ring Seite 31

32 2.4.4 Anforderungen an Sensoren, Stellglieder Kennlinie Genauigkeit bei Nenntemperatur / bei Extremtemperatur Genauigkeit aufgrund Fertigungstoleranzen Hysterese Linearität Auflösung Impedanz Dynamik Zuverlässigkeit (z.b. Sensorelement, Verpackung, Stecker) Umwelteinflüsse (Lagerung, mechanische Einflüsse, EMV etc) Seite 32

33 2.4.4 Vergleich der Umweltanforderungen Seite 33

34 2.4.4 Umweltanforderungen an Komponenten Seite 34

35 2.4.4 Umweltanforderungen an Komponenten Seite 35

36 2.4.4 Umweltanforderungen an Komponenten Load Dump Impuls Spannungseinbruch bei Kaltstart Seite 36

37 2.4.4 Umweltanforderungen an Komponenten Seite 37