Themen:
- Einführung
- Steuerung der Aktoren
Einführung:
Ein Aktuator ist ein Objekt, das elektronische Komponenten enthält und Maßnahmen ergreift, wenn Spannung und Strom über ein Steuergerät angelegt werden. Dies kann von der Einstellung einer mechanischen Position bis zur Regelung einer bestimmten Funktion innerhalb eines Fahrzeugs oder eines anderen gesteuerten Systems reichen. Jedes moderne Fahrzeug verfügt über Dutzende Aktoren im Motorraum, im Exterieur und im Innenraum.
Das Steuergerät bestimmt anhand der Sensordaten und des Programms, wie der Aktor angesteuert werden soll. Beispiel: Wenn das Gemisch eines Benzinmotors zu mager ist, misst die Lambdasonde (Sonde) einen Sauerstoffüberschuss. Die ECU steuert den Injektor (Aktuator) über einen längeren Zeitraum, bis das Signal der Lambdasonde seinen gewünschten Wert erreicht hat. Das Steuergerät hat also eine regelnde Funktion. Siehe auch die Seite: Prozesssteuerung.
Ansteuerung der Aktoren:
Das Steuergerät sendet einen Strom durch den Aktuator, indem es eine positive Verbindung oder in den meisten Fällen die Masse einschaltet. Die Aktoren übersetzen elektronische Signale vom Steuergerät in physikalische Bewegungen oder Aktionen. Aktoren enthalten oft eine Spule oder einen Elektromotor, mit dem ein Befehl ausgeführt werden kann. Aktoren finden wir auch als Elektromotor (Schrittmotor), als Heizelement oder als Beleuchtung.
Aktoren mit Spule:
- Aktivkohlefilterventil
- Spulen
- Common-Rail-Druckregler
- Generatorrotor
- Injector
- Klimakompressor mit Magnetkupplung
- Nockenwellenversteller
- PWM-gesteuerte Kraftstoffförderpumpe
- Relais
- Wastegate- oder VGT-Einsteller
Beispiel: Das Bild unten zeigt a Relaisschaltung. Die ECU schaltet den Steuerstrom des Relais ein oder aus. Sobald Pin 85 vom Steuergerät auf Masse geschaltet wird, fließt Strom durch die Relaisspule und sie wird magnetisch. Durch das Magnetfeld wird der Hauptstromschalter geschlossen.
Antriebe mit Elektromotor:
- Türschlösser
- Elektrisches Drossel- oder Leerlaufregelventil
- Elektrisch verstellbare Sitze und Spiegel
- Heizungsventile im Heizungshaus, automatische Klimaanlage
- Scheinwerferverstellmotor
- Kühlerlüfter
- Scheibenwischer
- Schiebe-/Ausstelldach
Beispiel: Das Bild unten zeigt das Schema des elektrische Spiegelverstellung. Ein Verstellmotor dient der vertikalen Verstellung, der andere der horizontalen. Die Polarität bestimmt die Drehrichtung der Elektromotoren und damit die Neigung des Spiegelglases. Anhand der Eingangssignale bestimmt das Steuergerät, wie die Stellmotoren angesteuert werden. Dies kann sein: anhand des Schalters, den der Fahrer betätigt, der Memory-Funktion oder beim Betätigen des Rückwärtsgangs.
Aktoren als Heizelement:
- Heckscheibenheizung
- Akku leer
- Kraftstofffilterheizung
- Standheizung zur Innenraumbelüftung
- Spiegelglasheizung
- Sitzheizung
- Lenkradheizung
Beispiel: Bei einem Aktor mit Heizfunktion wird die Temperatur durch einen PTC begrenzt. In diesem Beispiel sehen wir a Zusatzheizelement bei dem Glühwendel für die Erwärmung der einströmenden Innenraumluft sorgen. Das Steuergerät legt pulsierende Spannungen an eine oder mehrere Glühspulen an, um das Bauteil möglichst schnell auf Temperatur zu bringen und mit reduziertem Strom auf der gewünschten Temperatur zu halten.
Aktor für Lichtfunktionen:
- Armaturenbrett-(Kontroll-)Leuchten
- Beleuchtung in Scheinwerfer- und Rücklichteinheiten
Beispiel: Um die Leistung einer Beleuchtung zu begrenzen oder einer Lampe mehrere Funktionen zu verleihen, werden Glühbirnen, aber auch LEDs vom Steuergerät gesteuert. Im Bild unten sehen wir ein Licht, das durch a verbunden ist Auslastungsgrad wird gelenkt. Die Pulsbreite bestimmt, wie hell die Lampe leuchtet. Die Lampe kann nun als Rücklicht (25 %) oder als Bremslicht (90 %) fungieren.
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