Elektronisk dieselkontrol

Elektronisk dieselkontrol ( EDC ; tysk " elektronisk dieselkontrol ") beskriver et system fra Bosch, der består af sensorer, logik (elektronisk hardware og software i en styreenhed) og aktuatorer. For at forenkle forholdene beskrives systemet som en motorstyringsenhed til dieselmotorer . Typiske navne er EDC15, EDC16 og EDC17. Tallene beskriver den respektive generation. Andre vigtige producenter af sådanne motorstyringsenheder inkluderer: Continental , Delphi og Denso , men deres produkter er ikke nødvendigvis angivet under et sammenligneligt navn.

EDC bruges til motorer i køretøjskonstruktion, byggemaskiner, jernbane- og vandkøretøjer samt til mobile enheder (pumper, elgeneratorer).

Bosch bragte EDC på markedet i 1986, at systemet blev første gang brugt i M21 motor af den BMW E28 524TD .

Handlingsmåde

EDC-kontrolenheds logiske del

EDC-styreenhedens strømafsnit

En EDC beskriver en elektronisk motorstyringsenhed til styring af mængden af ​​brændstofindsprøjtning i dieselmotorer. Injektionsmængder og distribution bestemmer drejningsmomentet i denne motor og styres af elektronisk justerbare højtrykspumper (inden for byggemaskiner, også mekaniske) eller elektronisk omskiftelige injektorer. EDC's opgave er at beregne brændstofindsprøjtningens tidsprofil i forbrændingskammeret og sikre dette via styring af pumpe og injektionsventiler.

Et moderne dieselindsprøjtningssystem, såsom common rail-injektion , er kun muligt på grund af EDC's mange frihedsgrader. På grund af dets kompleksitet ville det være meget dyrt at implementere uden EDC.

Den centrale komponent er en kraftfuld mikrocontroller med analoge / digitale ind- / udgange. Et stort antal elektroniske perifere systemer behandler signalerne fra og til dieselmotoren.

Softwaren spiller en meget vigtig rolle i EDC, da den får meget komplekse dimensioner på grund af de stigende krav til udstødningsgasgrænseværdierne . Der kræves et stort antal funktioner til indbygget diagnostik (OBD) for at kunne overvåge dieselmotoren i tilfælde af service. Mange bekvemmelighedsfunktioner er også tilføjet, fordi de kun blev muliggjort af EDC og nu er standard, især i dieselbiler.

Den elektroniske styring af indsprøjtningssystemet resulterer i følgende fordele:

• Strengere udstødningsemissionsgrænser kan overvåges og overholdes over lang tid, og emissionsområdet for de forskellige køretøjer af en type kan indsnævres
• Lavere motorstøj, jævnere kørsel (vigtigt i biler, irrelevant for byggemaskiner)
• Bedre lydhørhed
• Problemfri udrustning af motorkøretøjer med komfortfunktioner, for eksempel med fartpilot
• Forenklet tilpasning af en motortype til forskellige anvendelser (f.eks. Lastbil, skib, stationær motor).

I et motorkøretøj er EDC en af ​​de mest kraftfulde og komplekse styreenheder. Her behandles ikke kun mange indgangs- og udgangssignaler i henhold til hastigheden og antallet af cylindre , men dette skal også gøres i realtid . Hjertet i hardwaren er en mikrocontroller med flash-hukommelse, hvorpå der kører software, der kan være et par megabyte i størrelse.

Yderligere funktioner til styreenheden er:

• Kommunikation med andre styreenheder via CAN-bus , LIN , PSI5 eller andre grænseflader
• Selvdiagnose af kontrolenheden: Registrer og gem fejl
• Diagnose af sensorer og aktuatorer: Registrer og gem fejl
• Overvågning af motorens driftsforhold og sikkerhedsafbrydelse
• Kontrol af udstødningssystemet med partikelfilter og katalysator
• Diagnostisk interface via kommunikationsprotokol f.eks. B. KWP2000

Ved første øjekast adskiller EDC-styreenheder til biler og erhvervskøretøjer sig kun lidt med hensyn til funktionalitet, men ved et nærmere kig afslører nogle forskelle:

EDC's funktioner

EDC tilbyder adskillige funktioner, der kan være inkluderet afhængigt af drev og injektionstype. Disse funktioner er beskrevet mere detaljeret her, da de også er indeholdt i en lignende form i konkurrerende injektionssystemer og generelt beskriver den kendte teknik inden for dieselkontrol.

Hvis der foretages korrektioner i henhold til kort, er disse kort normalt baseret på temperaturer i motoren, indsugningsluft og brændstof.

Funktioner af en motorstyring med EDC (statusversion 16):

• Startmængde : kontrol af brændstofmængden af ​​temperering til tomgangshastighed. Forordningen er autonom, dvs. dvs. den ignorerer gaspedalens position.
• Kørselstilstandskontrol : Styring i henhold til gaspedalens position, korrigeret med hastighed og i henhold til kortet.
• Tomgangshastighed : Autonomt variabel styring i henhold til belastninger såsom klimaanlæg, elektriske hjælpeforbrugere (bagrudeopvarmning, luftopvarmning), batteriniveau, servostyring. I dette driftsområde skal meget små mængder brændstof måles meget præcist for at opnå jævn tomgang.
• Begrænsning : Mængdereduktion over den nominelle hastighed ned til 0, når den maksimalt tilladte motorhastighed er nået.
• Mellemliggende hastighedskontrol (zdr): truck med magt take offs (fx kraner, dumpere, kølede kasser eller typiske kommunale køretøjer) holde hastigheden på et bestemt værdi, uanset belastningen.
• Fartpilot : motorstyring ved konstant hastighed. I modsætning til ZDR kompenserer motorstyringen også for gearskift i automatiske transmissioner .
• Kørehastighedsbegrænsning : Forhindrer overskridelse af en specificeret kørehastighed. Denne specifikation kan være variabel (f.eks. Justerbar grænse for vinterdæk i lav hastighedsklasse) eller fast (f.eks. Lovlig maksimal hastighed på lastbiler)
• Jerkdæmpning (kun biler): Ved hurtigt at træde på eller frigøre speederen (hurtige belastningsændringer) kan føreren stimulere motoren og køretøjet til at vibrere ( bonanza-effekt ). Rystedæmpningen udjævner hurtige momentændringer og registrerer vibrationer i drivlinjen , som derefter dæmpes aktivt.
• Mængdekompensation (MAR) : Forskelle mellem cylindrene i kompression, friktion eller i indsprøjtningskomponenterne betyder, at de samme indsprøjtningsmængder og -tider fører til forskellige moment i arbejdscyklussen. EDC måler hastigheden / accelerationen i arbejdscyklussen og sammenligner den med de andre cylindre for at justere mængden af ​​brændstof. Denne funktion kaldes også "Adaptiv cylinderudligning" (AZG) og "Smooth Running Control" (SRC).
• Begrænsningsmængde : Denne funktion afskærer det maksimale drejningsmoment, for eksempel hvis mekaniske komponenter ikke er designet til det mulige maksimale drejningsmoment (især gælder gearkasser, drivaksler ), eller hvis der er risiko for, at termisk overbelastning eller emissioner overstiger. I momentdiagrammet kan effekten af ​​denne funktion ses af det faktum, at der ikke er nogen "moment peak", men i stedet når momentet et vandret plateau fra en bestemt hastighed og derfra falder igen ved en højere hastighed.
• Motorbremse : På lastbiler er funktionen til parkering af køretøjet eller i forbindelse med udstødningsklappebremsen ( motorstøvbremse ) for at øge motorens bremseeffekt.
• Højdekorrektion : Kompenserer for faldende lufttryk ved kørsel i bjerge. Naturligt opsugede motorer har et større behov for regulering end turbomotorer.
• Injektor kalibrering : I tilfælde af piezo injektorer , er nøjagtigheden af injektionen forbedret via driftsspændingen af injektoren, forudsat at dataene blev målt under fremstillingen af injektoren og overført til motorstyreenheden. I tilfælde af en motorreparation betyder det, at tildelingen af ​​injektorer til deres cylindre skal bevares eller kalibreres.
• Kalibrering af nulmængder : Især i common rail-systemer er flere injektioner i en arbejdscyklus almindelige. En aldringsrelateret drift af mængderne undgås ved, at små injektioner finder sted i overløbstilstand ved forskellige driftspunkter og for alle cylindre, og hastighedsændringen vurderes.
• Gennemsnitlig mængdejustering (MMA): Korrigerer aldringsrelateret langtidsdrift i udstødningsgasrecirkulation, lambda-kontrol (hvis tilgængelig) og booststryk.
• Trykbølge korrektion : Ved høje injektion tryk , trykbølger forekomme i højtryks- del af brændstofsystemet , som forværre reguleringsnøjagtighed mellem de enkelte injektioner i en arbejdscyklus. Trykbølgekorrektionen gør det også muligt at forskyde afstanden mellem piloten og hovedinjektionen dynamisk.
• Regenerering : Hvis der f.eks. Kræves en højere udstødningsgastemperatur for at regenerere sodpartikelfilteret , konditionerer EDC motoren i overensstemmelse hermed.
• Forøgelse af vinkelkorrektion : Korrigerer unøjagtigheder i hastighedssensoren for bedre at ramme det optimale injektionspunkt, hvor især UIS (pumpe-dysesystemer) drager fordel.
• Start af injektionskontrol : Mens bilføreren i 1980'erne stadig betjente starten af ​​injektionsjusteringen manuelt til koldstart, bestemmes disse i dag i henhold til kort. Styringen kompenserer også aldersrelateret drift i skiftetiderne for magnetventiler.
• BIP-kontrol : I tilfælde af magnetventiler (især UIS, UIP, se næste afsnit), genkendes og evalueres strømkurven ved magnetventilen for også at kompensere for den aldringsrelaterede drift.
• Nedlukning : I ældre dieselbiler var der kun en mekanisk eller elektrisk nedlukning (strømløs magnetventil i indsprøjtningspumpen tillader ikke trykopbygning). I princippet kunne motoren dog fortsætte med at køre, især hvis den sugede sin egen motorolie på grund af en defekt. Motoren kunne kun slukkes med en manuel gearkasse, automatiske køretøjer ville gå i tomgang og motoren ødelagde sig selv. På grund af denne opførsel af en dieselmotor er der normalt installeret en lukkeklappe eller indsugningsmanifoldklapp for at forhindre oliedampe i at "ryste fra "når du slukker og fortsætter med at køre, skal. Det styres i overensstemmelse hermed og dermed reducerer luftmængden, der suges ind. Dette betyder, at det også kan bruges til at øge EGR-hastigheden ved at indføre den returnerede udstødningsgas bag indsugningsmanifoldklappen.

Hvis der er installeret en lambdasonde , kontrollerer EDC for uønsket forbrænding og åbner udstødningsgasrecirkulationsventilen, så forbrændingen i dens egne forbrændingsprodukter slukkes. Lambdasonden i dieselmotoren bestemmer iltindholdet i udstødningsgassen og bruges til at regulere udstødningsgasrecirkulationen og begrænse røg ved fuld belastning.

• Eksternt momentintervention : reaktion på anmodninger fra andre styreenheder i køretøjet, der har brug for support fra motorstyringssystemet. Dette inkluderer f.eks. Automatisk transmission (reducer gearskifte ved at reducere drejningsmomentet), understøttelse af ESP (se der) under kontrolinterventioner i grænsesituationer som nød- / fuldbremsning (i erhvervskøretøjer er motoren også affyret så at akslen ikke blokerer på is).

Andre funktioner, der kan styres, er startspærre , udstødningsgasrecirkulation , glødetidskontrol (via egen styreenhed), styring af blæsere, styring af den ekstra kølevæskeopvarmning, skift af indløbskanaler (hvirvelstyring med flere indløbsventiler), boost trykregulering, frakobling af klimaanlægget (kraftig acceleration) og cylinder deaktivering.

I nogle tilfælde kan sådanne funktioner også aktiveres med tilbagevirkende kraft på leverede køretøjer, forudsat at yderligere komponenter er blevet eftermonteret (f.eks. Ratstamme til fartpilot) eller ikke er påkrævet.

Injektionspumpesystemer

De indsprøjtningssystemer, som EDC arbejder med, er forskellige, hvilket skyldes dieselmotorens mange forskellige anvendelsesområder. Især common rail-systemer (dominerende i personbiler), fordeler- og inline-injektionspumper , pumpe-dysesystemer med separate pumper og kombinerede enheder.

Mekaniske injektionspumper med elektronisk understøttelse giver fordele, når pålidelighed og et mekanisk tilbagefaldsniveau (nøddrift) er påkrævet.

Pumpedysesystemer betjenes af EDC i forskellige designs. I "Unit Pump System" (UIP) er pumpen adskilt fra dysen, for eksempel som en plug-in-pumpe på en knastaksel nedenunder, som er forbundet til dysen i topstykket via en højtryksledning. Kombinerede enheder benævnes "Unit Injector System" (UIS) og aktiveres direkte med f.eks. En overliggende knastaksel (især i VW Group dieselmotorer fra midten af ​​1990'erne, udfasning fra 2010).

Betydelige forskelle i detaljer skyldes brugen af ​​magnetiske eller piezo-injektorer. Forskellene inkluderer elektronikken i styreenheden samt omfattende softwarefunktioner til styring eller korrigering af injektorer.

• Timing af injektorerne
• Strømforsyning til styring af injektorer
• Forskellige korrektioner og korrektionsfunktioner (temperatur, spændingsforsyning, drift, ...)

Mange andre styreenhedsopgaver er stort set uafhængige af indsprøjtningssystemet.

Sensorer og aktuatorer

Elektroniske sensorer:

• Motor hastighed sensor + knastaksel sensor som fase sensor
• Indsugningsluftens temperaturføler
• Indsugning af luftmassestrømssensor
• Atmosfærisk trykføler (omgivende tryk)
• Boost tryksensor ved turboladerens udgang
• Skinnetryksensor i højtrykssystemet til common rail-injektioner
• Bredbånd lambda sonde
• Udstødningsgastemperaturfølere på turboladeren og lambda-sonderne
• Differenstrykføler på dieselpartikelfilteret
• Brændstoftemperaturføler
• Kølevæsketemperaturføler
• Pedalindkoder
• Koblingspedalafbryder
• Bremsepedalafbryder
• Kontroller potentiometer for glidekørsel i ældre injektionsanlæg
• Nålebevægelsessensor på den første injektor i fordelerpumpesystemer
• Cylindertrykføler til trykstyrede forbrændingsprocesser

Elektriske aktuatorer:

• Cylinderspecifik styring af injektorerne i common rail-motoren
• Servomotor eller magnetisk drev til styring af ladetrykket
• Omgå klapper med flere turboladere
• Aktuator til turbinestyreskovlene på VTG- turboladere
• Gasspjæld til understøttelse af udstødningsgasrecirkulation og blandt andet for at afbryde lufttilførslen for let nedlukning af motoren
• Ventil til recirkulation af udstødningsgas
• Mængdestyringsventil til flowhastighedsregulering af højtrykspumpen i common rail-motoren
• Trykreguleringsventil i Common Rail-motoren
• Brændstofafspærringsventil
• Mængdestyringsenhed til flytning af kontrolsliden
• Magnetventil til injektionsjustering (start af injektion)
• Gløderør (muligvis via ekstra styreenhed)
• Motorblæser (muligvis via en ekstra styreenhed)
• Aktuatorer til justering af knastaksel

litteratur

• Konrad Reif (red.), "Oversigt over dieselmotorstyring - inklusive udstødningsteknologi ", Bosch Fachinformation Automobil, 2. udgave 2014, Springer Fachmedien Wiesbaden, ISBN 978-3-658-06554-6
• Karl-Heinz Dietsche, Thomas Jäger, Robert Bosch GmbH: Automobile paperback. 25. udgave, Friedr. Vieweg & Sohn Verlag, Wiesbaden, 2003, ISBN 3-528-23876-3
• Robert Bosch (red.): Autoelektronik Autoelektronik. 5. fuldstændig revideret og udvidet udgave. Vieweg & Sohn Verlag, Wiesbaden 2007, ISBN 978-3-528-23872-8
• Kai Borgeest: Elektronik inden for køretøjsteknologi. 1. udgave, Friedr. Vieweg & Sohn Verlag, Wiesbaden, 2007, ISBN 978-3-8348-0207-1

Weblinks

Individuelle beviser

1. ↑ ^{a b c} Se afsnit "Elektronisk dieselkontrol" i Konrad Reif (red.), " Oversigt over dieselmotorstyring - inklusive udstødningsteknologi "
2. ^ Brian Long: Zero Carbon Car: Green Technology and the Automotive Industry, Crowood, 2013, ISBN 9781847975140 .