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- Schaltung eines PWM-gesteuerten Ventils
Schaltung eines PWM-gesteuerten Ventils:
Die beiden Bilder unten zeigen das Innere eines davon Motorsteuergerät. Die Deckel wurden entfernt. In diesem Abschnitt zeigen wir beispielhaft die Schaltung eines PWM-gesteuerten Ventils mit einem Schaltplan und den Anschlüssen. Schauen Sie sich zunächst die Ober- und Unterseite der Platine an.
Der PWM-gesteuerte Druckregler befindet sich an der Hochdruckleitung des Common Rail. Das Bild unten zeigt das Öffnen des Magnetventils mit einem PWM-Signal. Außerdem wird eine Übersicht über das Common-Rail-System gezeigt.
Das folgende Diagramm stammt von 3.0 Common-Rail Dieselmotor (VAG). Wir suchen den Komponentencode des Kraftstoffdruckreglers: N276.
Die Aufgabe dieses Kraftstoffdosierventils besteht darin, den Kraftstoffdruck im Rail zu regulieren. Bei diesem Motor variiert der Druck je nach Betriebsbedingungen zwischen 300 und 1600 bar.
Der N276 erhält an Pin 2 (grau) eine Versorgungsspannung, die der Bordspannung entspricht (zwischen 13 und 14,6 Volt bei laufendem Motor). Pin 1 ist mit einem braun/weißen Kabel mit Pin 45 im Stecker T60 der ECU verbunden.
Wenn das Steuergerät das Ventil auf Masse schaltet, fließt ein Strom durch die Spule. In diesem Fall wird das Ventil bestromt und öffnet. Geht das Steuergerät kaputt, sorgt eine Feder im Kraftstoffdosierventil dafür, dass es wieder geschlossen wird. Wenn man dies sehr schnell hintereinander macht und den Zeitraum variiert, in dem sich das Ventil öffnet und schließt, kann man von einem sprechen PWM-Steuerung.
Wir werden uns die Schaltung dieser PWM-Steuerung anhand des folgenden Diagramms und Messungen im Stecker und auf der Leiterplatte des Steuergeräts ansehen. Wie sind die Komponenten eigentlich verbunden? Wie sind diese auf der Leiterplatte sichtbar? Und wozu dienen die Komponenten? Dies wird in diesem Absatz deutlich.
Das Bild unten zeigt sowohl die Innenseite des Steckers als auch die Unterseite der Platine. Durch Messungen mit dem Multimeter wurde auf der Leiterplatte nach der Lötstelle gesucht, an der die Steckverbindung T60/45 angeschlossen ist. Diese Lötstellen sind durch die violetten Pfeile gekennzeichnet.
Der Minusanschluss des Kraftstoffdosierventils (1) ist über die Steckverbindung T60/45 mit dem Drain des FET und der Anode der Freilaufdiode verbunden. Die roten Linien in den Bildern zeigen die Lötverbindungen an. Zur Verdeutlichung hier eine Vergrößerung des obigen Bildes.
Die Quelle ist über die Steckverbindung T94/1 mit Masse verbunden und wird durch die blaue Linie angezeigt.
Der Mikroprozessor schaltet den FET ein und aus, indem er eine Steuerspannung an das Gate des FET anlegt. Die orangefarbene Linie zeigt die Verbindung zwischen dem Mikroprozessor und dem Gate des FET.
Sobald das Gate eine Steuerspannung vom Mikroprozessor erhält, schaltet der FET ein und ein Strom kann vom Drain zur Source und damit auch durch die Spule fließen. Das Magnetfeld erregt die Spule und schließt das Kraftstoffdruckregelventil.
Sobald die Steuerspannung am Gate verschwindet, wird die Verbindung zwischen Drain und Source unterbrochen. Die Freilaufdiode sorgt dafür, dass der Induktionsstrom aufgrund der Restenergie in der Spule dem Plus zugeführt wird. Dies gewährleistet eine allmähliche Reduzierung des Stroms und verhindert das Auftreten von Induktion.
Das Diagramm mit dem Fehler zeigt den Übergangswiderstand im Plusdraht der Spule. Die roten Pfeile zeigen die Stromrichtung bei ausgeschaltetem FET an. Dank dieser Schaltung kann der Strom langsam abnehmen.
Nachdem wir nun die Schaltkreise und Komponenten des Kraftstoffdruckreglers durchgesehen haben, können wir uns auch die Bilder des Oszilloskops ansehen, wenn es sich um eine Fehlfunktion handelt. Wie erkennen wir eine Störung in einem PWM-Signal? Welche Konsequenzen ergeben sich für die Funktion des Druckreglers? Dies können Sie auf der Seite nachlesen Arbeitszyklus und PWM-Steuerung.
