Td5/ECU
Inhaltsverzeichnis
Einleitung
Die Motorsteuerung ist bei einem elektronisch geregelten Motor wie dem Td5 nur mit Hilfe
von Sensoren möglich.
Wirkliches Hexenwerk ist die Td5 ECU nicht, eher eine rudimentäre elektronische Motorsteuerung.
Sensoren/Messwerte
Kurbelwellen-OT-Geber
Der wichtigste Geber ist der Kurbelwellen-OT-Geber (OT = Oberer Totpunkt), mit dem nicht nur die Motordrehzahl, sondern auch die Kurbelwellenposition berechnet wird. Die Kurbelwellenposition benötigt das Steuergerät (befindet sich beim Defender unter dem rechten Vordersitz) zur sequenziellen Ansteuerung der Injektormagnetventile. Bei einem Motor mit ungerader Zylinderzahl, hier ein Fünfzylindermotor hat jeder Zylinder seinen OT bei einer anderen Kurbelwellenstellung. Zur schnellen Erkennung sind auf dem Schwungrad im 10-Grad-Abstand Bohrungen mit ungleichmäßig verteilten Lücken angebracht. Spätestens nach der zweiten Lücke hat das Steuergerät die Lage der Kurbelwelle erkannt. Den Unterschied zwischen dem Zünd-OT und dem Überschneidungs-OT erkennt das Steuergerät an der Geschwindigkeit des aufwärts gehenden Kolbens. Im Verdichtungstrakt wird der Kolben durch die Kompressionsarbeit stark abgebremst, im Auslasstrakt nicht. Durch die Geschwindigkeitsüberwachung des aufwärts gehenden Kolbens konnte Land Rover den Nockenwellensensor einsparen. Bei fehlendem oder unplausiblem Signal des OT-Gebers springt der Motor nicht an.
Fahrpedalgeber (Gaspedal)
Mit dem Fahrpedalgeber wird der Lastwunsch des Fahrers ermittelt. Es handelt sich um ein doppelgängiges Potentiometer mit gegenläufigem Spannungssignal. Durch Summenbildung kann das Steuergerät die beiden Signale auf Fehler prüfen. Ladedrucksensor/Ansaugluft-Temperaturfühler. Die angesaugte Luftmasse wird zur Regelung der Abgasrückführrate und zur Berechnung der Voll-Lastmenge benötigt. Zur Berechnung der Einspritzmenge unter Vollast werden die Signale des Ladedrucksensors und des Ansaugluft-Temperaturfühlers herangezogen. Beide Sensoren sind in einem Gehäuse am Saugrohr untergebracht. Atmosphärendruckfühler Gegen den Schwarzrauch in großen Höhen und Überlastung des Turboladers hilft der Atmosphärendruckfühler.
Luftmassenmesser
Mit dem Luftmassenmesser wird die Wirkung der Abgasrückführung kontrolliert. Es handelt sich um einen Heißfilm-Luftmassenmesser, der am mittleren Pin ein Spannungssignal entsprechend der durchgesetzten Luftmasse abgibt. Die äußeren Pins dienen der Spannungsversorgung mit Bordspannung. Neben der Ansauglufttemperatur werden die Kühlmittel- und die Kraftstofftemperatur mit gängigen NTCs ermittelt. Über die Kraftstofftemperatur wird die Dichte des eingespritzten Kraftstoffs berechnet und eine entsprechende Korrektur der Einspritzmenge vorgenommen. Die Kühlmitteltemperatur beeinflusst die Einspritzmenge nicht direkt, jedoch werden abhängig von der Kühlmitteltemperatur die Startmehrmenge und die Glühdauer beim Kaltstart gesteuert. Bei hohen Temperaturen wird ab etwa 110 °C zur Vermeidung von Motorschäden die Einspritzmenge zurückgenommen.
Crashschalter
Der Trägheitsschalter, auch Crashschalter genannt, unterbricht bei Beschleunigungen oder Verzögerungen, die deutlich über dem möglichen Fahrbetrieb liegen, die Stromversorgung des Steuergeräts. Durch das gleichzeitige Abschalten der Kraftstoffpumpe wird bei einem Unfall das Auslaufen des Kraftstoffs verhindert. Der Crashschalter ist an der Spritzwand im Motorraum befestigt und kann nach dem Auslösen wie ein Sicherungsautomat zurückgesetzt werden.
Die Injektoren mit Magnetventilen (Einspritzdüsen)
Der für die Einspritzung wichtige Hochdruck wird am Injektor durch den Pumpenkolben erzeugt, der von einem kräftigen Kipphebel der obenliegenden Nockenwelle betätigt wird. Beim Aufwärtshub des Pumpenkolbens wird der Pumpenraum über die Kraftstoffkanäle mit Kraftstoff gefüllt, der sich in der Ringleitung des Zylinderkopfs mit 4 bar Vordruck befindet. Beim Abwärtshub des Pumpenkolbens wird der Kraftstoff aus dem Pumpenraum über das offene Magnetventil in den Ringkanal zurückgedrückt. Erst wenn das Magnetventil den Rücklauf verschließt, beginnt die Hochdruckerzeugung und damit der Einspritzvorgang an der Lochdüse. Der Einspritzvorgang ist beendet, wenn das Magnetventil öffnet. Bei Spritzende wirkt der abgesteuerte Kraftstoff auf den Druckkolben, der das Schließen der Düsennadel hydraulisch unterstützt. Ein scharfes Spritzende senkt den HC- und Rußausstoß. Beim Schließen wird das Magnetventil mit einer Spannung von ungefähr 70 Volt beaufschlagt. Zu Beginn fließt ein Strom von ungefähr 8 Ampere. Wenn das Ventil aufgesetzt hat, reicht ein Haltestrom von 4 Ampere. Die Strombegrenzung wird durch ein Takten der Spannung erreicht. Sie verhindert eine übermäßige Erwärmung des Ventils und ermöglicht ein schnelles Öffnen des Magnetventils. Bis zu einer Drehzahl von 1500 l/min wird das Ventil zwei Mal pro Einspritzvorgang angesteuert. Die damit erzielte Voreinspritzung senkt das Verbrennungsgeräusch des normalerweise hart laufenden Direkteinspritzers. Die Injektoren werden zwangsläufig mit winzigen Toleranzen gefertigt, die die Elektronik ausgleichen muss. Zu diesem Zweck werden die Injektoren in 256 Toleranzgruppen eingeteilt. Die Gruppenzugehörigkeit wird auf dem Magnetventil vermerkt (Buchstabencode). Die ersten zwei Buchstaben geben die Abweichungen des Spritzbeginns vom Sollwert, der dritte und vierte die Abweichung des Spritzendes vom Sollwert an. Der fünfte Buchstabe bezeichnet das Leerlaufverhalten. Dieser Buchstabencode muss dem Steuergerät mitgeteilt werden, damit es die Toleranzen elektronisch ausgleichen kann. Die Injektorcodes sind nach dem Zufallsprinzip erstellt worden. Die Abgasrückführung wird vom Steuergerät mit einem elektropneumatischen Druckwandler nach einem Kennfeld gesteuert. Durch Einsteuerung eines Tastverhältnisses kann das Steuergerät den Unterdrück, der auf das AGR-Ventil wirkt, stufenlos verändern. Die Leitung vom Auspuffkrümmer zum AGR-Ventil ist hinter dem Kühlerventilator verlegt worden, damit die Abgase möglichst kühl im Saugrohr ankommen. Die Endkontrolle erfolgt über den Luftmassenmesser.
