Befecskendezős Motorok Szervize - Az ECU alapinformációi
  


Az ECU alapinformációi

  

Jóllehet a motorvezérlő egységek számos jeladó információját felhasználják, az alapinformáció mégis a terhelési jel és a motor fordulatszáma. Gondoltuk korábban...


 

Újabb rendszereknél kissé máshogy működik a dolog: alapinformáció a vezető szándéka, ebből az alapjelből sajátosan az ECU hozza létre - pl. az elektromos fojtószelep útján - azokat a fizikai kondíciókat, melyeket a számtalan szenzora segítségével ellenőriz. 

Benzinmotorok esetében a terhelés jel képzéséhez vagy a motor által beszívott levegőáram nagysága, és / vagy a szívócsőben mérhető vákuum (turbómotoroknál vákuum és túlnyomás) mértékének és / vagy a gázpedál/fojtószelepállás szögének ismerete szükséges. 

 



TORLÓLAPOS /TORLASZTÓLAPOS/ LEVEGŐMENNYISÉG MÉRŐK 

Korábban a német nyelvterületen Luftmengenmesser-nek (levegőmennyiség mérő) nevezett mérőeszköz terjedt el. Az ábrán zárófedél nélkül látható. 

Működési elve egyszerű: a motor által beszívott levegő mennyiségének mértékében elmozdul a rugó terhelésű torlólap, amelynek tengelye potenciométerhez kapcsolódik. A torlólap ellenállásként jelenik meg a beszívásra kerülő levegő útjában, ez kevéssé szerencsés megoldás. 


 

A képen megfigyelhető, hogy az ellenálláspályához egy kétvillás csúszka csatlakozik. Az egyik tipikus hiba a levegőmennyiség mérő "elektromosan zajossá válása". Ez a torlólap kis elfordulásához tartozó pályaszakaszon a leggyakoribb, ezt koptatja leginkább a csúszka. A hibát kimutatni csak oszcilloszkóppal lehet, a hosszútávon eredményes javítás esélye csekély. Az ábrán látható görbe pillanatnyi - rövid idejű - beszakadása miatt használat közben az autó torpanni fog. 


 

Kellő ismeretek nélkül ne állítsuk el a lapos keresztmetszetű rugó előfeszítését, mert így vagy megfojtjuk a motort a benzinben, vagy akár elszegényíthetjük a keveréket, ami súlyos motorhibát eredményezhet. Az újbóli, korrekt beállításhoz gázelemző és/vagy oszcilloszkóp kell. Szintén kerülendő a kétvillás csúszka nyomóerejének megváltoztatása. 
A legtöbb esetben a LMM része egy változtatható keresztmetszetű megkerülő (by-pass) csatorna. Az ezen átáramló csekély mennyiségű levegőt nem méri az eszköz, így alkalmas az alapjárati CO értékének beállítására. 



 


Ennél a korai Ford motorvezérlésnél hengersoronként egy-egy levegőmennyiség mérőt alkalmaztak, ha valaki a rendszerbe belepiszkált, az egymáshoz hangolásuk nem egyszerű feladat. 

 



HŐDRÓTOS /HŐHUZALOS/ LÉGTÖMEG MÉRŐK 

 
A torlólapos légmennyiségmérők hiányosságai szerencsére a fejlesztőknek igen gyorsan feltűntek, így aztán a kilencvenes évek első felében a legtöbb cég felhagyott ezeknek az alkalmazásával. Az ezt kiváltó, ún. hőhuzalos légtömegmérő az LH-Jetronic-ok jellegzetes érzékelője. Működési elve - dióhéjban - azon alapul, hogy a folyamatosan fűtött izzószálat a motorba jutó levegő hűti, annak állandó, azonos hőmérsékleten tartásához szükséges energia pedig arányos lesz a pillanatnyi beszívott légtömegárammal. A fűtött platinaszál rendkívül vékony, mindössze 0,06-0,08 mm átmérőjű, így - bár fémháló védi - fizikai behatásokra igen érzékeny.



 

Hogy mennyire nem egyszerű feladat egy LMM minősítése, annak az érzékeltetésére tekintsünk rá a fenti képre. 
Mindkét egymásra illesztett diagram egy-egy 0 280 212 015 cikkszámú, Bosch gyártmányú LMM feszültségviszonyait mutatja. A kék színű tökéletesen működő, a pirossal közel használhatatlan az autó. A kék görbén alapjáraton megfigyelhető a motor működésével együttjáró vákuum változásának hatása, ugyanez a piros görbén jórészt hiányzik, a feszültségszint is mutat némi eltérést, egyéb eltérések is megfigyelhetők. 

Ez így akár még egyszerűnek is tűnhet, de a mindennapokon ez sajnos nem az. 

A legtöbb szerviznek nem áll rendelkezésére oszcilloszkóp, olyan technika pedig, amivel az itt bemutatott eltérések kimutathatók, szerviz szinten meglehetősen ritkák. Ez csak a dolog egyik oldala. Ha tud is mérni a műhely: kap egy diagramot. A tökéletesen működő és a közel használhatatlan LMM feszültségviszonyai - mint látjuk - nem térnek el drasztikusan egymástól. Mi alapján dönti el a műhely, hogy a LMM kitűnő, még használható, vagy rossz? Kell - kellene - hogy kéznél legyen egy tökéletesen működő darab is, hogy az eltéréseket vizsgálni lehessen. A leírtak némi magyarázatot adhatnak a korszerű autók hibakeresésekor gyakran előforduló bizonytalanságokra. 



KORSZERŰ LÉGTÖMEGÁRAMMÉRÉS 


 luftmm.jpg


A hődrótos légtömegmérő sérülékenységét, hátrányait kiküszöbölendő a kilencvenes évek végétől vannak forgalomban a korszerűbb - általában hőfilmes - légtömegárammérők. Ezek egy része képes a levegő áramlásának az irányát is meghatározni a mérés pontossága érdekében. (A levegő ugyanis - főleg kisebb fordulatszámoknál - pulzáló mozgást is végez.) A platina ellenállás réteget kerámialapra helyezik, így a mechanikai sérülés ellen jobban védettek. További érdemük a nagyfokú integráltság, a mérés elve nem "szól bele" a mért folyamatba, stb. Sajnos a hosszútávú megbízhatóságukról kevesebb jót lehet elmondani. 




lmm00.jpg

 

 

A legkorszerűbb légtömegmérők (ilyen pl. a Bosch HFM 7 család) viszont már nagyon megbízhatónak számítanak, és csak elvétve találkozunk hibás példányokkal.

 

Ahogy honlapunk más részeiből kiderül, sok esetben nem is a légtömegmérőkkel szokott probléma lenni, hanem esetleges egyéb hibák miatt a beszívott levegő tömegárama térhet el nagy mértékben a pillanatnyilag elvárt értéktől, ami hibajelzést generálhat. Légtömegméréssel összefüggő hibakódok kiolvasása után tehát nagyon körültekintőnek kell lenni a további vizsgálatok során.   

 

 


A FOJTÓSZELEP HELYZETÉNEK MÉRÉSE 

A hagyományos - bowdenes - gázpedál esetén legtöbbször fojtószelep potenciométerrel találkozhatunk. Ez egy teljesen egyszerű, legtöbbször egypályás potméter, melynek a csúszkája együtt mozog a fojtószelep tengelyével. Ritkábban, de előfordulnak kétpályás kivitelűek is, illetve olyan megoldások, melyben a potméterrel kombinálva alapjárati kapcsolót is találunk. 

 fsza.jpg

A fojtószelep-helyzetérzékelőt legtöbbször kombinálják MAP-szenzor, vagy légtömegárammérő alkalmazásával. És persze ez az alkatrész is integrálódik: a "fojtószelep-egységgel" szereltek, valamint az E-GAS kivitelű típusok esetében külön a potméter nem cserélhető. A korszerű fojtószelep egységeknél erre általában nincs is szükség, pár hírhedt típustól eltekintve viszonylag megbízható alkatrészek. 



A SZÍVÓCSŐ NYOMÁSÁNAK MÉRÉSE 

 map01.jpg

Nem feltétlenül kell légtömegárammérés az Otto-motor vezérléséhez. Sőt, megbízhatóbbnak tartott megoldás a szívócső vákuum mérése, ehhez célszerűen csak egy nyomásérzékelő szenzorra van szükség. Az elv gyakorlatilag hosszú évek óta változatlan, MAP-szenzorból viszont annál többfélével találkozhatunk. Nevét az angol Manifold Absolute Pressure (szívótér abszolút nyomás) szóösszetételből nyerte. Lehet az ECU-ba építve, lehet a szívócsőtől akár fél méterre "egy cső végén", újabban általában egyszerűen a szívócsőben helyezkedik el. Diagnosztikája pofonegyszerű, kevés kivételtől eltekintve igen megbízható eszköz. Persze meg kell jegyezzük, hogy a kor előrehaladtával egyre inkább átveszik a szerepet a légtömegmérős, illetve "vegyes" rendszerek, természetesen a környezetvédelmi normák szigorodása miatt. 
Alapvetően két változata van: az egyik a kimeneti feszültséget változtatja a vákuum (turbós motoroknál vákuum ill. nyomás) függvényében, a másiknál (Ford) a vákuum mértékének arányában a jel frekvenciája változik. 


 

A szemléletesség kedvéért a két csatornán egy-egy digitális kimenetű Ford MAP-szenzor kimenő jelét jelenítettük meg, különböző terhelési üzemállapotokat szimulálva. Jól megfigyelhető a frekvencia különbsége. 

(Érdekességként kis kitérő. Az angol "map" szó térképet jelent, ami aztán a szakmában kis bonyodalom forrása. Az egyik legjobban használható adatbázis magyar fordítója évek hosszú sora óta nemes egyszerűséggel "térkép" gyanánt említi minden lehetséges helyen a MAP-szenzort, nem kis zavart okozva ezzel. Többször is beszéltünk erről - és az adatbázisban előforduló egyéb tévedésekről - a hazai forgalmazóval, aki azt javasolta, írjuk meg ezt az angol kiadónak. Ékes angol nyelven már rég meg is tettük ezt, de választ egy sort sem kaptunk. 
Viszont: a 2008. utolsó frissítésben már helyesen szerepel. Mégiscsak történt valami... 





FORDULATSZÁM ÉS FÁZISÉRZÉKELÉS 

A "fordulatszámérzékelés" megjelölés itt egy kicsit pontatlan. A gyújtás illetve befecskendezés pontos időzítéséhez a motorvezérlő egységnek a pontos fordulatszám jelen kívül szüksége van a forgattyús tengely (főtengely) szögállásának ismeretére (azaz: meghatározott hengerben / hengerekben a dugattyú pillanatnyi helyzetének ismeretére). A négyütemű motor működési elvéből adódóan két fordulatonként következik be egy munkaütem, tehát - néhány kivételtől eltekintve - szükség van annak az ismeretére is, hogy az együtt mozgó hengerpárok közül (pl. 1. és 4.) éppen melyik hengerben következik a munkaütem (ezt "fázis-információnak" is szokták nevezni). 

 gyel1.jpg

Korábban általános volt a gyújtáselosztóban elhelyezett indukciós jeladó alkalmazása. A megszakító tengelyére illesztett rotorkerék fogszáma megegyezik a motor hengerszámával, a képünkön baloldalt éppen egy öthengeres Audi ilyen megoldása látható. A jeladó állórészét az állandó mágnesek és indukciós tekercsek alkotják, melyek között a motor járása közben elfordul a rotorkerék, ez az indukciós tekercsekben váltakozó feszültséget indukál. Az elosztó helyzetének elfordításával az alapelőgyújtás értéke meghatározható, és mivel az elosztó tengelyének a fordulatszáma a vezérműtengely(ek) fordulatszámával megegyező, a "munkaütem" meghatározása az egyes hengerre és a helyes gyújtási sorrend betartására korlátozódik. 

Szintén gyakran alkalmazott megoldás a Hall-effektuson alapuló forgásérzékelés. A hall-jeladó egy kis elektronikát tartalmaz, a jeladónak ezért tápfeszültségre is szüksége van. A jelszálon az indukciós jeladóval ellentétben négyszögjel mérhető. 


 

Az induktív jeladók egyszerű szerkezetek. 


A főtengely jeladók elhelyezése változó: elhelyezhető a lendítőkerék fogaskoszorújához, a főtengely egy pontjához, a motorblokkon belül rögzített, vagy a főtengely elülső végére szerelt jeladó tárcsához. A működési elv megegyezik a gyújtáselosztónál leírtakhoz. Míg régebben gyakorta külön-külön jeladót használtak a fordulatszám, illetve a főtengely szöghelyzet meghatározására, ma már inkább egy jeladót alkalmaznak. A jeladó tárcsán - póluskeréken - praktikusan meghatározott helyen kialakított foghézag alkalmas a főtengely helyzetének azonosítására. Ez a megkülönböztetett pont nem feltétlenül azonos bármelyik dugattyú felső holtponti helyzetével. 


 


Piros keretben a jeladó, a kékkel jelölt mezőben megfigyelhető a jeladó tárcsa kihagyása. Nagyon fontos a lendítőkerék főtengelyhez viszonyított helyzete! Éppen ezért általában a felfogató csavarok furatosztása nem egyezik meg - például esetünkben - pontosan azért, hogy ne lehessen a lendítőkereket hibás pozícióban felszerelni. 

Vonatkozó diagram megtekinthető "A motordiagnosztikai műszerekről" oldalunkon. 

Nem ritka eset, hogy a jeladó tárcsához csavarhúzót, egyéb eszközt betámasztva szeretnék szerelési munka közben rögzíteni a forgattyús tengelyt. Az eredmény gyakran a jeladó tárcsa sérülése, a kapott jel torzulása, adott esetben a motor működésképtelensége. Szintén előfordul magának a jeladónak a mechanikus sérülése. 

A hengerazonosító (fázis-) jeladók a vezérműtengelyhez kapcsolódnak. Természetesen lehetnek hall-elven működő vagy induktív jeladók is. A gyújtáselosztós rendszereknél nincs feltétlenül szükség erre az információra. Azokban az esetekben, amikor az együtt járó hengerpárokat egy-egy gyújtótrafó szolgálja ki ("duplaszikrás" trafók), a gyújtás szempontjából teljesen közömbös, hogy éppen az 1. vagy a 4. henger munkaüteme következik, a hengerazonosító jeladók alkalmazása szintén nem feltétlenül indokolt. (A szigorodó emissziós normák azonban a kétezres évek elejétől égéskimaradás-felügyeletet írnak elő, ami nehezen képzelhető el a fázisinformáció biztos ismerete nélkül. Egyes gyártók egyébként a fázisinformációhoz a gyújtótrafó segítségével jutnak hozzá, ilyen pl. a PSA Dephia rendszere.)


 

Érdemes pillantást vetni az oszcilloszkóp-ábra részletre, amit egy Volvo 960 (Motronic 1.8) három literes motorján követtünk el, alapjárati fordulatnál. Felül, pirossal a fordulatszám jeladó működése figyelhető meg, jól látható a főtengely szögállását jelző fogkihagyás. A jelfolyam burkológörbéjének fordulatonként azonos változásának oka: a jeladó tárcsa vagy lendkerék fogaskoszorú "ütése", azaz a légrés változása. Alul, kékkel a Hall-adó hengerazonosító jele. 

 


ja.jpg

Egy Mercedes meghibásodott vezértengely jeladója alapos bontási munkálatokat követően. Még a korszerűbb jeladókról sem mondhatjuk el, hogy igazán megbízhatóak, a meghibásodások pedig néha igen rosszindulatú módon lépnek fel: időszakosan, sokszor csak bizonyos fordulatszám felett, vagy néha csak pl. nagyon meleg időben. Kiértékelésük kizárólag oszcilloszkóppal lehetséges.    

 



... ÉS A LEGFONTOSABB ALAPJEL: A VEZETŐ SZÁNDÉKA 

Ahogy a cikk elején említettük, nem volt ez mindig így. Több rendszerben a "fojtószelep potenciométer" csak járulékos elemként volt jelen, sőt, olyan Motronic rendszer is akad, amelyben nincs ilyen alkatrész. Az E-GAS rendszerek fordítottak egyet a korábbi szemléleten, és tették a gázpedál-érzékelő jelét gyakorlatilag a legfontosabb alapinformációvá. Az ECU innen tudja, hogy mit akar a vezető, mekkora nyomatékot kíván az adott pillanatban a motortól. Az alapjelet az ECU persze felülbírálja, korrigálja, és "az ő saját elképzelése" szerint vezérli ki a fojtószelep egységet, illetve az esetleges további elemeket, mint pl. a turbónyomás-szabályzó szelepet. 

A korábban alapinformációvá kinevezett légtömeg és szívócsőnyomás-jelek pedig kis túlzással szinte csak arra szolgálnak, hogy az ECU "amúgy is sejtett" értékeit visszaigazolják. Talán sikerül érzékeltetni, hogy a "nyomaték" kulcsszó alapján gondolkodó motorvezérlő rendszerek mennyire különböznek az eddigi megoldásoktól, még ha ez a vezetés során nehezen vehető is észre. Fő művelet a nyomatékigény érzékelése, korrekciója (pl. kényelmi, védelmi, környezetvédelmi, ill. biztonsági szempontok alapján) majd ez alapján a megfelelő nyomaték biztosítása, az összes többi funkció szinte csak járulékos feladat.

 

A leírtak alátámasztására tekintsünk rá a fenti nyomatékgörbére. Egy turbótechnikában (is) jeleskedő márka pár évvel ezelőtti "zászlóshajó" modelljének motorja már 1800 ford/perc környékén hozta a maximális (ECU által behatárolt) nyomatékát, a fekete színű diagram mutatja, ez 350 Nm. (Ennél szimpatikusabb nyomatékgörbével - ismereteink szerint - azóta is csak két feltöltő együttes alkalmazásával tudtak előhozakodni) 
Viszont ezt az óriási nyomatékot nem szabad minden esetben a hajtásláncra szabadítani, ezért ha a manuális nyomatékváltó (ha úgy tetszik: "sebváltó") egyes, vagy hátrameneti fokozatban van kapcsolva, az ECU által engedélyezett maximális nyomaték 230 Nm, ezt mutatja az A-val jelölt görbe.  Automata sebességváltó esetén, amennyiben a kocsi álló, vagy ahhoz közeli állapotban van, a féklámpa világít (a fékpedál akár könnyedén be van nyomva) az ECU a motor lehetséges nyomatékának alig több, mint a felét, 200 Nm-t engedélyez, ezt látjuk a pirossal jelölt B diagramszakaszon.  A C-vel jelölt, barna ábrarészlet automata sebességváltó hátrameneti (R) fokozatának választása esetén az ECU által korlátozott nyomatékot figyelhetjük meg. Mivel az áttekinthetőséget rontaná, nem jelentettünk meg további nyomatékkorlátozás diagramokat. Pl. automata sebességváltó esetén annak első fokozatában az engedélyezett maximális forgatónyomaték 270 és 330 Nm közötti, a percenkénti motorfordulatszám függvényében. 

HOGY IS VAN EZ?

ESETLEÍRÁS

 
ELÉRHETŐSÉGEINK: 
 
BmS Motordiagnosztika - Befecskendezős Motorok Szervize 
 
2030 Érd, Rózsa u. 5. 
Tel.: 06-30-598-8006 
BmS
 
Előfordul, hogy túlterheltségünk miatt kénytelenek vagyunk a telefont átmenetileg kikapcsolni. Ilyen esetben a kapcsolatfelvétel legbiztosabb módja az email.
 
 
Email: info@injektor.hu
 
NYITVATARTÁS: 
Hétfőtől péntekig: 8-15 óráig. 
     
ÜGYFÉLFOGADÁS ELŐZETES IDŐPONTEGYEZTETÉS ALAPJÁN,
 
AUTÓ ÁTVÉTEL ÉS KIADÁS KIZÁRÓLAG NYITVATARTÁSI IDŐBEN!
 

Befecskendezős Motorok Szervize • 2030 Érd Rózsa u. 5. • 06-30-598-8006 • info@injektor.hu