Holdings: Elektronische Steuerung von Ottomotoren

Elektronische Steuerung von Ottomotoren:

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Bibliographic Details
Other Authors:	Reif, Konrad 1967- (Editor)
Format:	Book
Language:	German
Published:	Wiesbaden Springer Vieweg [2023]
Edition:	2. Auflage
Series:	Motorsteuerung lernen
Subjects:	Ottomotor Motorsteuerung Benzineinspritzsysteme Diagnose Sensoren Steuergerät Zündsysteme
Online Access:	Inhaltstext Inhaltsverzeichnis
Physical Description:	XIV, 160 Seiten Illustrationen, Diagramme 24 cm x 16.8 cm
ISBN:	9783658387280 3658387289

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS 1 GRUNDLAGEN DES OTTOMOTORS ..................................................................................... 1 DAVID LEJSEK, ANDREAS KUFFERATH, ANDRE KULZER UND KONRAD REIF 1.1 ARBEITSWEISE ...................................................................................................... 1 1.1.1 VIERTAKT-VERFAHREN ............................................................................... 1 1.1.2 ARBEITSPROZESS: LADUNGSWECHSEL UND VERBRENNUNG ........................ 3 1.1.3 LUFTVERHAELTNIS UND ABGASEMISSIONEN .................................................. 4 1.1.4 GEMISCHBILDUNG .................................................................................... 6 1.1.5 ZUENDUNG UND ENTFLAMMUNG ................................................................. 8 1.2 ZYLINDERFUELLUNG ................................................................................................ 8 1.2.1 BESTANDTEILE .......................................................................................... 8 1.2.2 LADUNGSWECHSEL ................................................................................... 10 1.2.3 STEUERUNG DER LUFTFUELLUNG ................................................................... 11 1.2.4 FUELLUNGSERFASSUNG UND GEMISCHREGELUNG ......................................... 14 1.2.5 KRAFTSTOFFE ............................................................................................ 15 1.3 VERBRENNUNG ...................................................................................................... 19 1.3.1 TURBULENTE VORGEMISCHTE VERBRENNUNG ............................................. 19 1.3.2 TURBULENTE VORGEMISCHTE TEILDIFFUSIVE VERBRENNUNG ........................ 19 1.3.3 HOMOGENE SELBSTZUENDUNG .................................................................. 21 1.3.4 IRREGULAERE VERBRENNUNG ....................................................................... 21 1.4 DREHMOMENT, LEISTUNG UND VERBRAUCH .......................................................... 24 1.4.1 DREHMOMENTE AM ANTRIEBSSTRANG ...................................................... 24 1.4.2 DEFINITION VON KENNGROESSEN ................................................................ 25 1.4.3 VERLAEUFE ................................................................................................ 28 1.4.4 SPEZIFISCHER KRAFTSTOFFVERBRAUCH ........................................................ 28 LITERATUR ...................................................................................................................... 29 VI INHALTSVERZEICHNIS 2 ELEKTRONISCHE STEUERUNG UND REGELUNG .............................................................. 31 STEFAN SCHNEIDER, ANDREAS BLUMENSTOCK, OLIVER PERTIER UND KONRAD REIF 2.1 UEBERSICHT ........................................................................................................... 31 2.1.1 BETRIEBSDATENERFASSUNG UND -VERARBEITUNG ......................................... 33 2.1.1.1 BETRIEBSDATENERFASSUNG ...................................................... 33 2.1.1.2 BETRIEBSDATENVERARBEITUNG .................................................. 33 2.1.1.3 ANSTEUERUNG VON AKTOREN .................................................. 34 2.1.2 DREHMOMENTSTRUKTUR ........................................................................... 35 2.1.3 UEBERWACHUNGSKONZEPT ......................................................................... 36 2.1.4 DIAGNOSE .............................................................................................. 36 2.1.5 VERNETZUNG IM FAHRZEUG ..................................................................... 36 2.2 SYSTEMBEISPIELE ................................................................................................. 37 2.2.1 MOTORSTEUERUNG MIT MECHANISCHER DROSSELKLAPPE ............................ 38 2.2.2 MOTORSTEUERUNG MIT ELEKTRISCH ANGESTEUERTER DROSSELKLAPPE ........... 38 2.2.3 MOTORSTEUERUNG FUER BENZIN-DIREKTEINSPRITZUNG ................................ 38 2.2.4 MOTORSTEUERUNG FUER ERDGASSYSTEME .................................................... 40 2.2.4.1 UMSCHALTUNG DER KRAFTSTOFFART ........................................... 42 2.3 SYSTEMSTRUKTUR ................................................................................................... 42 2.3.1 SUBSYSTEME UND HAUPTFUNKTIONEN ...................................................... 46 2.3.1.1 SYSTEM DOCUMENTATION ...................................................... 46 2.3.1.2 SYSTEM CONTROL ................................................................... 46 2.3.1.3 COORDINATION ENGINE .......................................................... 47 2.3.1.4 TORQUE DEMAND ................................................................... 47 2.3.1.5 TORQUE STRUCTURE ................................................................. 48 2.3.1.6 AIR SYSTEM ......................................................................... 48 2.3.1.7 FUEL SYSTEM ......................................................................... 49 2.3.1.8 IGNITION SYSTEM ................................................................... 50 2.3.1.9 EXHAUST SYSTEM ................................................................... 51 2.3.1.10 OPERATING DATA ................................................................... 52 2.3.1.11 COMMUNICATION ................................................................... 53 2.3.1.12 ACCESSORY CONTROL ............................................................... 53 2.3.1.13 MONITORING ......................................................................... 54 2.3.1.14 DIAGNOSTIC SYSTEM ............................................................ 54 2.4 SOFTWARE-STRUKTUR .............................................................................................. 55 2.4.1 ANFORDERUNGEN AN DIE SOFTWARE IN DER MOTORSTEUERUNG .................. 55 2.4.2 SOFTWARE-ARCHITEKTUR ........................................................................... 56 2.4.2.1 ANFORDERUNGEN ..................................................................... 56 2.4.2.2 ARCHITEKTURSICHTEN ................................................................. 56 2.4.2.3 INTERRUPT-STEUERUNG .............................................................. 59 2.4.2.4 KURBELWINKELSYNCHRONER INTERRUPT ..................................... 60 INHALTSVERZEICHNIS VII 2.4.2.5 ARCHITEKTURMECHANISMEN .................................................. 61 2.4.2.6 SCHICHTENMODELL ................................................................. 61 2.4.2.7 VARIANTENMECHANISMEN ...................................................... 62 2.4.2.8 SOFTWARE-ARCHITEKTUR UND ENTWICKLUNGSPROZESS ............ 63 2.4.3 AUTOSAR ........................................................................................... 64 2.5 STEUERGERAETEAPPLIKATION ................................................................................... 65 2.5.1 ABLAUF DER APPLIKATION ...................................................................... 66 2.5.2 KLASSIFIZIERUNG DER PARAMETRIERUNGSAUFGABEN ................................... 67 2.5.2.1 KOMPONENTENPARAMETRIERUNG (SENSOREN, AKTOREN) ........ 67 2.5.2.2 MODELLPARAMETRIERUNG (Z. B. FUELLUNGSMODELL, DREHMOMENTMODELL ETC.) ................................................... 67 2.5.2.3 MOTOREINSTELLGROESSEN (ZUENDWINKEL, EINSPRITZBEGINN, NOCKENWELLENPOSITION ETC.) ................................................. 67 2.5.2.4 VORSTEUER UND SOLLWERTE (VERLAUFSFORMUNGEN, STARTPARAMETER ETC.) ............................................................. 68 2.5.2.5 REGLERPARAMETRIERUNG (Z. B. LEERLAUFREGELUNG, LADEDRUCKREGELUNG, KLOPFREGELUNG ETC.) ......................... 68 2.5.2.6 SCHWELLENWERTE (DIAGNOSESCHWELLEN, UMSCHALTUNGEN, HYSTERESEN ETC.) .................................................................... 68 2.5.3 APPLIKATIONSTOOLS ................................................................................. 69 2.5.4 ABLAUF EINER SOFTWARE-APPLIKATION ................................................... 70 2.5.4.1 DEFINIEREN DES GEWUENSCHTEN VERHALTENS ........................... 70 2.5.4.2 VORBEREITUNG ........................................................................ 71 2.5.4.3 VERMESSUNG DES TATSAECHLICHEN SYSTEMVERHALTENS ............. 71 2.5.4.4 ANPASSUNG DER FUNKTIONSPARAMETER .................................. 71 2.5.4.5 DOKUMENTIEREN DER MODIFIZIERTEN PARAMETER ................... 71 2.5.5 STATISTISCHE VERSUCHSPLANUNG IN DER APPLIKATION VON MOTORSTEUERGERAETEN ............................................................................ 72 2.5.6 MODELLBASIERTE APPLIKATION ................................................................ 72 2.5.7 APPLIKATIONSBEISPIEL .......................................................................... 73 2.5.7.1 OPTIMIERUNG DES ZUENDWINKELS .......................................... 73 2.5.8 WEITERE ANPASSUNGEN .......................................................................... 74 2.5.8.1 ADAPTIONEN ......................................................................... 74 2.5.8.2 SICHERHEITSANPASSUNGEN .................................................... 74 2.5.8.3 KOMMUNIKATION ................................................................. 75 2.5.8.4 DIAGNOSE ............................................................................. 75 2.5.9 APPLIKATION UNTER EXTREMEN KLIMATISCHEN BEDINGUNGEN ................. 75 2.5.9.1 WINTERERPROBUNG ................................................................. 76 2.5.9.2 SOMMERERPROBUNG ............................................................... 76 2.5.9.3 HOEHENERPROBUNG ................................................................. 76 VIII INHALTSVERZEICHNIS 3 SENSOREN ..................................................................................................................... 77 MANFRED STROHRMANN, BERNDT CRAMER UND KONRAD REIF 3.1 EINSATZ IM KRAFTFAHRZEUG .................................................................................. 77 3.2 TEMPERATURSENSOREN .......................................................................................... 78 3.2.1 ANWENDUNG ........................................................................................ 79 3.2.1.1 MOTORTEMPERATURSENSOR ....................................................... 79 3.2.1.2 LUFTTEMPERATURSENSOR .......................................................... 79 3.2.1.3 MOTOROELTEMPERATURSENSOR ................................................... 79 3.2.1.4 KRAFTSTOFFTEMPERATURSENSOR ................................................. 79 3.2.1.5 ABGASTEMPERATURSENSOR ....................................................... 79 3.2.1.6 TEMPERATURSENSOREN IN SENSORMODULEN ............................ 80 3.2.2 AUFBAU UND ARBEITSWEISE ................................................................... 80 3.3 MOTORDREHZAHLSENSOREN .................................................................................... 80 3.3.1 ANWENDUNG ......................................................................................... 80 3.3.2 INDUKTIVE DREHZAHLSENSOREN ............................................................... 81 3.3.2.1 AUFBAU UND ARBEITSWEISE ................................................... 81 3.3.3 AKTIVE DREHZAHLSENSOREN ................................................................... 82 3.3.3.1 DIFFERENTIAL-HALL-SENSOR ..................................................... 82 3.3.3.2 AMR-SENSOREN .................................................................... 85 3.3.3.3 SENSOREN MIT DREHRICHTUNGSERKENNUNG .............................. 85 3.3.4 HALL-PHASENSENSOREN .......................................................................... 86 3.3.4.1 ANWENDUNG ........................................................................... 86 3.3.4.2 AUFBAU UND ARBEITSWEISE ................................................... 86 3.4 HEISSFILM-LUFTMASSENMESSER ............................................................................ 87 3.4.1 ANWENDUNG ......................................................................................... 87 3.4.2 AUFBAU UND ARBEITSWEISE ................................................................... 87 3.4.3 HEISSFILM-LUFTMASSENMESSER ALS SENSORMODUL ................................. 91 3.5 PIEZOELEKTRISCHE KLOPFSENSOREN ....................................................................... 91 3.5.1 ANWENDUNG ......................................................................................... 91 3.5.2 AUFBAU UND ARBEITSWEISE ................................................................... 92 3.5.3 ANBAU ................................................................................................... 93 3.6 MIKROMECHANISCHE DRUCKSENSOREN ................................................................. 93 3.6.1 ANWENDUNG ......................................................................................... 93 3.6.2 ARBEITSWEISE VON DRUCKSENSOREN ....................................................... 93 3.6.3 AUFBAU VON DRUCKSENSOREN ............................................................... 95 3.7 HOCHDRUCKSENSOREN ........................................................................................... 97 3.7.1 ANWENDUNG ......................................................................................... 97 3.7.2 AUFBAU UND ARBEITSWEISE ................................................................... 98 3.8 A-SONDEN ........................................................ 99 3.8.1 GRUNDLAGEN ........................................................................................... 99 3.8.1.1 NERNST-ZELLE ........................................................................... 100 3.8.1.2 PUMPZELLE ................................................................................ 100 INHALTSVERZEICHNIS IX 3.9 .... .............................................................................................................................. 100 3.9.1 ANWENDUNG ........................................................................................... 100 3.9.2 WIRKUNGSWEISE ....................................................................................... 100 3.9.3 ROBUSTHEIT .............................................................................................. 103 3.9.4 BESCHALTUNG ........................................................................................... 104 3.9.5 AUSFUEHRUNGSFORMEN ............................................................................... 104 3.10 .. .............................................................................................................................. 105 3.10.1 ANWENDUNG ........................................................................................... 105 3.10.2 AUFBAU UND FUNKTION ............................................................................. 105 3.10.3 EINZELLER .................................................................................................. 106 3.10.4 ZWEIZEILER ............................................................................................. 107 3.11 .. .............................................................................................................................. 109 3.11.1 ANWENDUNG ........................................................................................... 109 3.11.2 AUFBAU UND ARBEITSWEISE ...................................................................... 109 3.11.2.1 ELEKTRONIK ............................................................................... 111 3.11.2.2 KENNLINIEN ............................................................................... 111 LITERATUR ......................................................................................................................... 111 4 STEUERGERAET ................................................................................................................... 113 HANS-WALTER SCHMITT, HANS-PETER STROEBELE, AXEL AUE, NORBERT JEGGLE, ANDREAS MUELLER, WOLFGANG LOEWL, JOCHEN SCHNEIDER, JOERG GEBERS UND KONRAD REIF 4.1 EINFUEHRUNG, ANFORDERUNGEN UND EINSATZBEDINGUNGEN ..................................... 113 4.2 ELEKTRONISCHER AUFBAU DES STEUERGERAETES .......................................................... 114 4.2.1 ARCHITEKTUR ............................................................................................. 114 4.2.2 AUFBAU .................................................................................................... 116 4.3 RECHNERKERN ......................................................................................................... 116 4.3.1 ANFORDERUNGEN ...................................................................................... 116 4.3.2 MIKROCONTROLLER .................................................................................... 117 4.3.2.1 PROGRAMM UND DATENSPEICHER .............................................. 118 4.3.2.2 VARIABLEN-ODER ARBEITSSPEICHER ............................................ 118 4.3.2.3 UNIFIED-SPEICHER ..................................................................... 119 4.3.2.4 ASIC ........................................................................................ 119 4.3.2.5 UEBERWACHUNGSMODUL ............................................................ 119 4.3.3 AUSGANGSSIGNALE, SCHALTSIGNALE ........................................................... 120 4.3.3.1 PWM-SIGNALE ......................................................................... 120 4.3.4 KOMMUNIKATION INNERHALB DES STEUERGERAETS ...................................... 120 4.3.5 EOL-PROGRAMMIERUNG .......................................................................... 120 4.4 SENSORIK ............................................................................................................... 121 4.4.1 SENSORSCHNITTSTELLEN .............................................................................. 121 4.4.1.1 ANALOGE SCHNITTSTELLEN .......................................................... 121 4.4.1.2 DIGITALE SCHNITTSTELLEN ............................................................. 121 4.4.1.3 SENSORSIGNAL-AUFBEREITUNG .................................................... 122 X INHALTSVERZEICHNIS 4.5 AKTOR-ANSTEUERUNG ........................................................................................... 122 4.6 APPLIKATION VON STEUERGERAETEN IN FAHRZEUGPROJEKTEN .................................... 124 4.7 HARDWARE-NAHE SOFTWARE ................................................................................... 126 4.7.1 ZIELSETZUNG DER HARDWARE-NAHEN SOFTWARE ........................................ 127 4.7.2 STANDARDISIERUNG, METHODIK AUTOS AR ............................................. 128 4.8 MECHANIK ............................................................................................................. 129 4.8.1 EINSATZBEDINGUNGEN ............................................................................... 129 4.8.2 WAERMEABFUHR ......................................................................................... 130 LITERATUR ....................................................................................................................... 131 5 DIAGNOSE ........................................................................................................................ 133 MARKUS WILLIMOWSKI, JENS LEIDECK UND KONRAD REIF 5.1 UEBERWACHUNG IM FAEHRBETRIEB - ON-BOARD-DIAGNOSE ..................................... 133 5.1.1 UEBERSICHT ................................................................................................ 133 5.1.2 UEBERWACHUNG DER EINGANGSSIGNALE ..................................................... 133 5.1.3 UEBERWACHUNG DER AUSGANGSSIGNALE ..................................................... 134 5.1.4 UEBERWACHUNG DER INTERNEN STEUERGERAETEFUNKTIONEN ............................ 135 5.1.5 UEBERWACHUNG DER STEUERGERAETEKOMMUNIKATION .................................. 135 5.1.6 FEHLERBEHANDLUNG ................................................................................... 135 5.1.6.1 FEHLERERKENNUNG .................................................................. 135 5.1.6.2 FEHLERSPEICHERUNG ................................................................... 136 5.1.6.3 NOTLAUFFUNKTIONEN ................................................................... 136 5.2 OBD-SYSTEM FUER PKW UND LEICHTE NFZ .............................................................. 136 5.2.1 GESETZGEBUNG ....................................................................................... 136 5.2.1.1 OBDI(CARB) ..................................................................... 136 5.2.1.2 OBDII(CARB) ...................................................................... 137 5.2.1.3 ERWEITERUNGEN DER OBD II .................................................... 137 5.2.1.4 EPA-OBD ................................................................................ 137 5.2.1.5 EOBD .................................................................................... 138 5.2.1.6 ANDERE LAENDER ........................................................................ 138 5.2.2 ANFORDERUNGEN AN DAS OBD-SYSTEM ................................................... 138 5.2.2.1 GRENZWERTE .............................................................................. 138 5.2.2.2 ANFORDERUNGEN AN DIE FUNKTIONALITAET ................................... 139 5.2.2.3 MOTORKONTROLLLEUCHTE ............................................................. 139 5.2.2.4 KOMMUNIKATION MIT DEM SCAN-TOOL ..................................... 140 5.2.2.5 FAHRZEUGREPARATUR ................................................................... 140 5.2.2.6 EINSCHALTBEDINGUNGEN ............................................................. 140 5.2.2.7 SPERRBEDINGUNGEN ................................................................... 140 5.2.2.8 TEMPORAERES ABSCHALTEN VON DIAGNOSEFUNKTIONEN ............. 141 5.2.2.9 READINESS-CODE ........................................................................ 141 5.2.2.10 DIAGNOSE-SYSTEM-MANAGER .................................................... 141 5.2.2.11 RUECKRUF .................................................................................. 141 INHALTSVERZEICHNIS XI 5.3 OBD-FUNKTIONEN ................................................................................................ 141 5.3.1 UEBERSICHT ................................................................................................ 141 5.3.2 KATALYSATORDIAGNOSE ................................................................................ 142 5.3.2.1 DIAGNOSE VON KATALYSATOREN MIT GERINGER SAUERSTOFF-SPEICHERFAEHIGKEIT ................................................. 143 5.3.2.2 DIAGNOSE VON KATALYSATOREN MIT HOHER SAUERSTOFF-SPEICHERFAEHIGKEIT ................................................. 144 5.3.2.3 DIAGNOSE VON ......................................................................... 145 5.3.3 VERBRENNUNGSAUSSETZERERKENNUNG ........................................................ 146 5.3.4 TANKLECKDIAGNOSE .................................................................................... 147 5.3.4.1 DIAGNOSEVERFAHREN MIT UNTERDRUCKABBAU ........................... 148 5.3.4.2 UEBERDRUCKVERFAHREN ............................................................. 148 5.3.5 DIAGNOSE DES SEKUNDAERLUFTSYSTEMS ...................................................... 149 5.3.6 DIAGNOSE DES KRAFTSTOFFSYSTEMS ............................................................ 151 5.3.7 DIAGNOSE DER .......................................................................................... 151 5.3.7.1 PRIMAERE ................................................................................... 152 5.3.7.2 SEKUNDAERE ............................................................................... 152 5.3.8 DIAGNOSE DES ABGASRUECKFUEHRUNGSSYSTEMS ......................................... 153 5.3.9 DIAGNOSE DER KURBELGEHAEUSEENTLUEFTUNG .............................................. 153 5.3.10 DIAGNOSE DES MOTORKUEHLSYSTEMS ........................................................ 154 5.3.11 DIAGNOSE ZUR UEBERWACHUNG DER AUFHEIZMASSNAHMEN ....................... 154 5.3.12 DIAGNOSE DES VARIABLEN VENTILTRIEBS .................................................... 155 5.3.13 COMPREHENSIVE COMPONENTS: DIAGNOSE VON SENSOREN ...................... 155 5.3.13.1 ELEKTRISCHE FEHLER .................................................................. 155 5.3.13.2 UEBERPRUEFUNG AUF BEREICHSFEHLER ........................................... 155 5.3.13.3 PLAUSIBILITAETSFEHLER .................................................................. 156 5.3.14 COMPREHENSIVE COMPONENTS: DIAGNOSE VON AKTOREN ....................... 157 5.3.14.1 DIAGNOSE DER ELEKTRISCH ANGESTEUERTEN DROSSELKLAPPE ... 157 VERSTAENDNISFRAGEN .............................................................................................................. 159
adam_txt	INHALTSVERZEICHNIS 1 GRUNDLAGEN DES OTTOMOTORS . 1 DAVID LEJSEK, ANDREAS KUFFERATH, ANDRE KULZER UND KONRAD REIF 1.1 ARBEITSWEISE . 1 1.1.1 VIERTAKT-VERFAHREN . 1 1.1.2 ARBEITSPROZESS: LADUNGSWECHSEL UND VERBRENNUNG . 3 1.1.3 LUFTVERHAELTNIS UND ABGASEMISSIONEN . 4 1.1.4 GEMISCHBILDUNG . 6 1.1.5 ZUENDUNG UND ENTFLAMMUNG . 8 1.2 ZYLINDERFUELLUNG . 8 1.2.1 BESTANDTEILE . 8 1.2.2 LADUNGSWECHSEL . 10 1.2.3 STEUERUNG DER LUFTFUELLUNG . 11 1.2.4 FUELLUNGSERFASSUNG UND GEMISCHREGELUNG . 14 1.2.5 KRAFTSTOFFE . 15 1.3 VERBRENNUNG . 19 1.3.1 TURBULENTE VORGEMISCHTE VERBRENNUNG . 19 1.3.2 TURBULENTE VORGEMISCHTE TEILDIFFUSIVE VERBRENNUNG . 19 1.3.3 HOMOGENE SELBSTZUENDUNG . 21 1.3.4 IRREGULAERE VERBRENNUNG . 21 1.4 DREHMOMENT, LEISTUNG UND VERBRAUCH . 24 1.4.1 DREHMOMENTE AM ANTRIEBSSTRANG . 24 1.4.2 DEFINITION VON KENNGROESSEN . 25 1.4.3 VERLAEUFE . 28 1.4.4 SPEZIFISCHER KRAFTSTOFFVERBRAUCH . 28 LITERATUR . 29 VI INHALTSVERZEICHNIS 2 ELEKTRONISCHE STEUERUNG UND REGELUNG . 31 STEFAN SCHNEIDER, ANDREAS BLUMENSTOCK, OLIVER PERTIER UND KONRAD REIF 2.1 UEBERSICHT . 31 2.1.1 BETRIEBSDATENERFASSUNG UND -VERARBEITUNG . 33 2.1.1.1 BETRIEBSDATENERFASSUNG . 33 2.1.1.2 BETRIEBSDATENVERARBEITUNG . 33 2.1.1.3 ANSTEUERUNG VON AKTOREN . 34 2.1.2 DREHMOMENTSTRUKTUR . 35 2.1.3 UEBERWACHUNGSKONZEPT . 36 2.1.4 DIAGNOSE . 36 2.1.5 VERNETZUNG IM FAHRZEUG . 36 2.2 SYSTEMBEISPIELE . 37 2.2.1 MOTORSTEUERUNG MIT MECHANISCHER DROSSELKLAPPE . 38 2.2.2 MOTORSTEUERUNG MIT ELEKTRISCH ANGESTEUERTER DROSSELKLAPPE . 38 2.2.3 MOTORSTEUERUNG FUER BENZIN-DIREKTEINSPRITZUNG . 38 2.2.4 MOTORSTEUERUNG FUER ERDGASSYSTEME . 40 2.2.4.1 UMSCHALTUNG DER KRAFTSTOFFART . 42 2.3 SYSTEMSTRUKTUR . 42 2.3.1 SUBSYSTEME UND HAUPTFUNKTIONEN . 46 2.3.1.1 SYSTEM DOCUMENTATION . 46 2.3.1.2 SYSTEM CONTROL . 46 2.3.1.3 COORDINATION ENGINE . 47 2.3.1.4 TORQUE DEMAND . 47 2.3.1.5 TORQUE STRUCTURE . 48 2.3.1.6 AIR SYSTEM . 48 2.3.1.7 FUEL SYSTEM . 49 2.3.1.8 IGNITION SYSTEM . 50 2.3.1.9 EXHAUST SYSTEM . 51 2.3.1.10 OPERATING DATA . 52 2.3.1.11 COMMUNICATION . 53 2.3.1.12 ACCESSORY CONTROL . 53 2.3.1.13 MONITORING . 54 2.3.1.14 DIAGNOSTIC SYSTEM . 54 2.4 SOFTWARE-STRUKTUR . 55 2.4.1 ANFORDERUNGEN AN DIE SOFTWARE IN DER MOTORSTEUERUNG . 55 2.4.2 SOFTWARE-ARCHITEKTUR . 56 2.4.2.1 ANFORDERUNGEN . 56 2.4.2.2 ARCHITEKTURSICHTEN . 56 2.4.2.3 INTERRUPT-STEUERUNG . 59 2.4.2.4 KURBELWINKELSYNCHRONER INTERRUPT . 60 INHALTSVERZEICHNIS VII 2.4.2.5 ARCHITEKTURMECHANISMEN . 61 2.4.2.6 SCHICHTENMODELL . 61 2.4.2.7 VARIANTENMECHANISMEN . 62 2.4.2.8 SOFTWARE-ARCHITEKTUR UND ENTWICKLUNGSPROZESS . 63 2.4.3 AUTOSAR . 64 2.5 STEUERGERAETEAPPLIKATION . 65 2.5.1 ABLAUF DER APPLIKATION . 66 2.5.2 KLASSIFIZIERUNG DER PARAMETRIERUNGSAUFGABEN . 67 2.5.2.1 KOMPONENTENPARAMETRIERUNG (SENSOREN, AKTOREN) . 67 2.5.2.2 MODELLPARAMETRIERUNG (Z. B. FUELLUNGSMODELL, DREHMOMENTMODELL ETC.) . 67 2.5.2.3 MOTOREINSTELLGROESSEN (ZUENDWINKEL, EINSPRITZBEGINN, NOCKENWELLENPOSITION ETC.) . 67 2.5.2.4 VORSTEUER UND SOLLWERTE (VERLAUFSFORMUNGEN, STARTPARAMETER ETC.) . 68 2.5.2.5 REGLERPARAMETRIERUNG (Z. B. LEERLAUFREGELUNG, LADEDRUCKREGELUNG, KLOPFREGELUNG ETC.) . 68 2.5.2.6 SCHWELLENWERTE (DIAGNOSESCHWELLEN, UMSCHALTUNGEN, HYSTERESEN ETC.) . 68 2.5.3 APPLIKATIONSTOOLS . 69 2.5.4 ABLAUF EINER SOFTWARE-APPLIKATION . 70 2.5.4.1 DEFINIEREN DES GEWUENSCHTEN VERHALTENS . 70 2.5.4.2 VORBEREITUNG . 71 2.5.4.3 VERMESSUNG DES TATSAECHLICHEN SYSTEMVERHALTENS . 71 2.5.4.4 ANPASSUNG DER FUNKTIONSPARAMETER . 71 2.5.4.5 DOKUMENTIEREN DER MODIFIZIERTEN PARAMETER . 71 2.5.5 STATISTISCHE VERSUCHSPLANUNG IN DER APPLIKATION VON MOTORSTEUERGERAETEN . 72 2.5.6 MODELLBASIERTE APPLIKATION . 72 2.5.7 APPLIKATIONSBEISPIEL . 73 2.5.7.1 OPTIMIERUNG DES ZUENDWINKELS . 73 2.5.8 WEITERE ANPASSUNGEN . 74 2.5.8.1 ADAPTIONEN . 74 2.5.8.2 SICHERHEITSANPASSUNGEN . 74 2.5.8.3 KOMMUNIKATION . 75 2.5.8.4 DIAGNOSE . 75 2.5.9 APPLIKATION UNTER EXTREMEN KLIMATISCHEN BEDINGUNGEN . 75 2.5.9.1 WINTERERPROBUNG . 76 2.5.9.2 SOMMERERPROBUNG . 76 2.5.9.3 HOEHENERPROBUNG . 76 VIII INHALTSVERZEICHNIS 3 SENSOREN . 77 MANFRED STROHRMANN, BERNDT CRAMER UND KONRAD REIF 3.1 EINSATZ IM KRAFTFAHRZEUG . 77 3.2 TEMPERATURSENSOREN . 78 3.2.1 ANWENDUNG . 79 3.2.1.1 MOTORTEMPERATURSENSOR . 79 3.2.1.2 LUFTTEMPERATURSENSOR . 79 3.2.1.3 MOTOROELTEMPERATURSENSOR . 79 3.2.1.4 KRAFTSTOFFTEMPERATURSENSOR . 79 3.2.1.5 ABGASTEMPERATURSENSOR . 79 3.2.1.6 TEMPERATURSENSOREN IN SENSORMODULEN . 80 3.2.2 AUFBAU UND ARBEITSWEISE . 80 3.3 MOTORDREHZAHLSENSOREN . 80 3.3.1 ANWENDUNG . 80 3.3.2 INDUKTIVE DREHZAHLSENSOREN . 81 3.3.2.1 AUFBAU UND ARBEITSWEISE . 81 3.3.3 AKTIVE DREHZAHLSENSOREN . 82 3.3.3.1 DIFFERENTIAL-HALL-SENSOR . 82 3.3.3.2 AMR-SENSOREN . 85 3.3.3.3 SENSOREN MIT DREHRICHTUNGSERKENNUNG . 85 3.3.4 HALL-PHASENSENSOREN . 86 3.3.4.1 ANWENDUNG . 86 3.3.4.2 AUFBAU UND ARBEITSWEISE . 86 3.4 HEISSFILM-LUFTMASSENMESSER . 87 3.4.1 ANWENDUNG . 87 3.4.2 AUFBAU UND ARBEITSWEISE . 87 3.4.3 HEISSFILM-LUFTMASSENMESSER ALS SENSORMODUL . 91 3.5 PIEZOELEKTRISCHE KLOPFSENSOREN . 91 3.5.1 ANWENDUNG . 91 3.5.2 AUFBAU UND ARBEITSWEISE . 92 3.5.3 ANBAU . 93 3.6 MIKROMECHANISCHE DRUCKSENSOREN . 93 3.6.1 ANWENDUNG . 93 3.6.2 ARBEITSWEISE VON DRUCKSENSOREN . 93 3.6.3 AUFBAU VON DRUCKSENSOREN . 95 3.7 HOCHDRUCKSENSOREN . 97 3.7.1 ANWENDUNG . 97 3.7.2 AUFBAU UND ARBEITSWEISE . 98 3.8 A-SONDEN . 99 3.8.1 GRUNDLAGEN . 99 3.8.1.1 NERNST-ZELLE . 100 3.8.1.2 PUMPZELLE . 100 INHALTSVERZEICHNIS IX 3.9 . . 100 3.9.1 ANWENDUNG . 100 3.9.2 WIRKUNGSWEISE . 100 3.9.3 ROBUSTHEIT . 103 3.9.4 BESCHALTUNG . 104 3.9.5 AUSFUEHRUNGSFORMEN . 104 3.10 . . 105 3.10.1 ANWENDUNG . 105 3.10.2 AUFBAU UND FUNKTION . 105 3.10.3 EINZELLER . 106 3.10.4 ZWEIZEILER . 107 3.11 . . 109 3.11.1 ANWENDUNG . 109 3.11.2 AUFBAU UND ARBEITSWEISE . 109 3.11.2.1 ELEKTRONIK . 111 3.11.2.2 KENNLINIEN . 111 LITERATUR . 111 4 STEUERGERAET . 113 HANS-WALTER SCHMITT, HANS-PETER STROEBELE, AXEL AUE, NORBERT JEGGLE, ANDREAS MUELLER, WOLFGANG LOEWL, JOCHEN SCHNEIDER, JOERG GEBERS UND KONRAD REIF 4.1 EINFUEHRUNG, ANFORDERUNGEN UND EINSATZBEDINGUNGEN . 113 4.2 ELEKTRONISCHER AUFBAU DES STEUERGERAETES . 114 4.2.1 ARCHITEKTUR . 114 4.2.2 AUFBAU . 116 4.3 RECHNERKERN . 116 4.3.1 ANFORDERUNGEN . 116 4.3.2 MIKROCONTROLLER . 117 4.3.2.1 PROGRAMM UND DATENSPEICHER . 118 4.3.2.2 VARIABLEN-ODER ARBEITSSPEICHER . 118 4.3.2.3 UNIFIED-SPEICHER . 119 4.3.2.4 ASIC . 119 4.3.2.5 UEBERWACHUNGSMODUL . 119 4.3.3 AUSGANGSSIGNALE, SCHALTSIGNALE . 120 4.3.3.1 PWM-SIGNALE . 120 4.3.4 KOMMUNIKATION INNERHALB DES STEUERGERAETS . 120 4.3.5 EOL-PROGRAMMIERUNG . 120 4.4 SENSORIK . 121 4.4.1 SENSORSCHNITTSTELLEN . 121 4.4.1.1 ANALOGE SCHNITTSTELLEN . 121 4.4.1.2 DIGITALE SCHNITTSTELLEN . 121 4.4.1.3 SENSORSIGNAL-AUFBEREITUNG . 122 X INHALTSVERZEICHNIS 4.5 AKTOR-ANSTEUERUNG . 122 4.6 APPLIKATION VON STEUERGERAETEN IN FAHRZEUGPROJEKTEN . 124 4.7 HARDWARE-NAHE SOFTWARE . 126 4.7.1 ZIELSETZUNG DER HARDWARE-NAHEN SOFTWARE . 127 4.7.2 STANDARDISIERUNG, METHODIK AUTOS AR . 128 4.8 MECHANIK . 129 4.8.1 EINSATZBEDINGUNGEN . 129 4.8.2 WAERMEABFUHR . 130 LITERATUR . 131 5 DIAGNOSE . 133 MARKUS WILLIMOWSKI, JENS LEIDECK UND KONRAD REIF 5.1 UEBERWACHUNG IM FAEHRBETRIEB - ON-BOARD-DIAGNOSE . 133 5.1.1 UEBERSICHT . 133 5.1.2 UEBERWACHUNG DER EINGANGSSIGNALE . 133 5.1.3 UEBERWACHUNG DER AUSGANGSSIGNALE . 134 5.1.4 UEBERWACHUNG DER INTERNEN STEUERGERAETEFUNKTIONEN . 135 5.1.5 UEBERWACHUNG DER STEUERGERAETEKOMMUNIKATION . 135 5.1.6 FEHLERBEHANDLUNG . 135 5.1.6.1 FEHLERERKENNUNG . 135 5.1.6.2 FEHLERSPEICHERUNG . 136 5.1.6.3 NOTLAUFFUNKTIONEN . 136 5.2 OBD-SYSTEM FUER PKW UND LEICHTE NFZ . 136 5.2.1 GESETZGEBUNG . 136 5.2.1.1 OBDI(CARB) . 136 5.2.1.2 OBDII(CARB) . 137 5.2.1.3 ERWEITERUNGEN DER OBD II . 137 5.2.1.4 EPA-OBD . 137 5.2.1.5 EOBD . 138 5.2.1.6 ANDERE LAENDER . 138 5.2.2 ANFORDERUNGEN AN DAS OBD-SYSTEM . 138 5.2.2.1 GRENZWERTE . 138 5.2.2.2 ANFORDERUNGEN AN DIE FUNKTIONALITAET . 139 5.2.2.3 MOTORKONTROLLLEUCHTE . 139 5.2.2.4 KOMMUNIKATION MIT DEM SCAN-TOOL . 140 5.2.2.5 FAHRZEUGREPARATUR . 140 5.2.2.6 EINSCHALTBEDINGUNGEN . 140 5.2.2.7 SPERRBEDINGUNGEN . 140 5.2.2.8 TEMPORAERES ABSCHALTEN VON DIAGNOSEFUNKTIONEN . 141 5.2.2.9 READINESS-CODE . 141 5.2.2.10 DIAGNOSE-SYSTEM-MANAGER . 141 5.2.2.11 RUECKRUF . 141 INHALTSVERZEICHNIS XI 5.3 OBD-FUNKTIONEN . 141 5.3.1 UEBERSICHT . 141 5.3.2 KATALYSATORDIAGNOSE . 142 5.3.2.1 DIAGNOSE VON KATALYSATOREN MIT GERINGER SAUERSTOFF-SPEICHERFAEHIGKEIT . 143 5.3.2.2 DIAGNOSE VON KATALYSATOREN MIT HOHER SAUERSTOFF-SPEICHERFAEHIGKEIT . 144 5.3.2.3 DIAGNOSE VON . 145 5.3.3 VERBRENNUNGSAUSSETZERERKENNUNG . 146 5.3.4 TANKLECKDIAGNOSE . 147 5.3.4.1 DIAGNOSEVERFAHREN MIT UNTERDRUCKABBAU . 148 5.3.4.2 UEBERDRUCKVERFAHREN . 148 5.3.5 DIAGNOSE DES SEKUNDAERLUFTSYSTEMS . 149 5.3.6 DIAGNOSE DES KRAFTSTOFFSYSTEMS . 151 5.3.7 DIAGNOSE DER . 151 5.3.7.1 PRIMAERE . 152 5.3.7.2 SEKUNDAERE . 152 5.3.8 DIAGNOSE DES ABGASRUECKFUEHRUNGSSYSTEMS . 153 5.3.9 DIAGNOSE DER KURBELGEHAEUSEENTLUEFTUNG . 153 5.3.10 DIAGNOSE DES MOTORKUEHLSYSTEMS . 154 5.3.11 DIAGNOSE ZUR UEBERWACHUNG DER AUFHEIZMASSNAHMEN . 154 5.3.12 DIAGNOSE DES VARIABLEN VENTILTRIEBS . 155 5.3.13 COMPREHENSIVE COMPONENTS: DIAGNOSE VON SENSOREN . 155 5.3.13.1 ELEKTRISCHE FEHLER . 155 5.3.13.2 UEBERPRUEFUNG AUF BEREICHSFEHLER . 155 5.3.13.3 PLAUSIBILITAETSFEHLER . 156 5.3.14 COMPREHENSIVE COMPONENTS: DIAGNOSE VON AKTOREN . 157 5.3.14.1 DIAGNOSE DER ELEKTRISCH ANGESTEUERTEN DROSSELKLAPPE . 157 VERSTAENDNISFRAGEN . 159
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