Motormanagement: |
Op deze pagina worden de volgende
onderdelen beschreven:
-Motormanagement met zelfdiagnose
-Regelfuncties en aansturing van het motormanagement
-VE- en AFR-tabellen voor de bepaling van de benodigde hoeveelheid brandstof
-Adaptief leergeheugen
-Het ontstaan van een foutcode
-Aanpassen van de software
Motormanagement met
zelfdiagnose:
In elke moderne auto zit een motormanagement. Dit de benaming voor de
software die in de ECU (Electronic Control Unit) verwerkt zit.
Alle sensoren en actuatoren die op de motor zitten, zijn met kabelbomen verbonden met de ECU.
Klik hier voor meer
informatie over de regeleenheden en netwerken in de auto. De hoofdzakelijke functies van de ECU zijn het aansturen van de ontsteking en de
inspuiting, om daarmee zo min mogelijk uitstoot (emissies) te verkrijgen. Daar
omheen zitten nog veel andere functies verbonden, die allemaal van invloed op
elkaar zijn.
Deze worden hieronder besproken.
(Afb: ECU)
Wanneer een sensor een onmogelijke meetwaarde doorgeeft (dat de
koelvloeistofsensor een onmeetbare waarde aangeeft), of herkent dat de bedrading
kortsluiting met plus of massa heeft, zal de ECU dit automatisch als
storingscode opslaan.
Het voordeel van de uitgebreide software is, dat het verkeerde signaal intern
geblokkeerd wordt. De ontsteking en de inspuiting worden bijvoorbeeld niet
aangepast op de verkeerde temperatuur, omdat de ECU toch al herkend heeft dat dit
signaal niet klopt.
Wel zal de ECU de koelventilator volop aansturen, omdat de correcte temperatuur
niet meer gemeten kan worden. Als voorzorg wordt er voor extra koeling gezorgd.
Er zal dan een geel motorlampje gaan branden op het dashboard. De auto zal dan
uitgelezen moeten worden. Klik hier om
naar de OBD-pagina te gaan waar veel uitleg wordt gegeven over het uitlezen van
storingen en andere mogelijkheden van de diagnoseapparatuur.
(Afb. OBD stekker van een uitleescomputer)
Als de auto uitgelezen wordt, zal de ECU een storingscode doorgeven naar
de uitleescomputer. Deze
storingscode (OBD foutcode) is vaak voor elk merk gelijk. Deze code's kunnen met een uitleesapparaat worden weergeven.
De storingscode wordt door de ECU onthouden en slaat ook de volgende
informatie op:
- Wanneer de storing zich als eerst en als laatst heeft voorgedaan.
- Hoe vaak de storing is terug gekeerd.
- Of het een permanente of een (soms) terug kerende storing is.
Storingscodes zijn niet altijd bij elk merk hetzelfde. Soms zijn de
codes merkspecifiek. Door de storingscode in Google op te zoeken kan vaak wel de
betekenis achterhaald worden.
Uitgebreide uitleesapparatuur koppelt aan deze storingscode een tekst.
Eigenlijk wordt de code dan naar een tekst vertaald.
Zo zal bijv. de code P0267 gekoppeld worden aan de tekst:
"Koelvloeistoftemperatuursensor onaannemelijk signaal; kortsluiting met
plus." Als eerst voorgekomen bij kilometerstand ......km, frequentie
120, sporadisch voorgekomen.
Nu is duidelijk dat óf de sensor een intern defect heeft, óf de
signaalkabel van de sensor kortsluiting maakt met een pluskabel. Dit is
in totaal 120 keer voorgekomen en niet permanent aanwezig. Dat kan
betekenen dat door het bewegen van de kabels, de kortsluiting 120 keer
is ontstaan en vervolgens weer is verdwenen. Het is aan de monteur om uit te zoeken waar de
storing zich bevindt.
Wanneer de storing verholpen is (bijv. na het repareren van de kabel)
kan de storing gewist worden. Er wordt dan met de testapparatuur een
code naar de ECU verstuurd, die dan begrijpt dat de storing uit het
geheugen geschreven moet worden.
Wordt de kabel niet gerepareerd, maar alleen de storing gewist, dan zal
deze storing direct weer terug komen.
Na het wissen zal de eerst voorgekomen kilometerstand de huidige zijn
en de frequentie weer vanaf 1 beginnen. Zo kan de boel ook misleid
worden.
(Afb: Een voorbeeld van BMW
uitleesapparatuur met een lijst met opgeslagen storingen)
Regelfuncties en
aansturing van het motormanagement:
Het motormanagement heeft als taak om van o.a. de volgende functies te
controleren of aan te sturen:
- Toerental van de motor
- Snelheid
- Stand van gaspedaal / Rempedaal / Koppelingspedaal
- Ontsteking
- Inspuiting
- Variabele kleptiming
- Variabel inlaatspruitstuk
- Dynamoregeling (DF-signaal)
- Luchtmassameter signaal
- Gasklepstand
- EGR-klepstand
- Krukas / Nokkenaspositie
- Temperatuurregeling via de kenveldgeregelde thermostaat
- Pingelregeling
- Lambdaregeling
- Elektronische koelvloeistofpomp
- Tankontluchting
- Brandstofpomp (opvoer- en hoge druk)
- Cruise Control
- Carterventilatie verwarming
- Olieniveaucontrole
- Turbodruk
- Inlaatspruitstukdruk
- Energiemanagement (Laadtoestandsensor van de accu)
- Communicatie met versnellingsbak (motorvermogen inhouden bij
overschakelen bij een automatische transmissie)
- Zelfdiagnose (o.a. voor opslag van storingscodes)
(Afb. van een kenveld)
De inkomende signalen worden allemaal verwerkt in een kenveld (zie de
bovenstaande afbeelding).
Het kenveld zal de imputsignalen (van de sensoren) aan de hand van o.a. het
motortoerental en belasting, de buitenlucht-, koelvloeistof-, motorolie- en
uitlaatgastemperatuur verwerken.
Met deze gegevens wordt er met het kenveld bepaalt wat de output zal zijn, dus hoe
bijvoorbeeld een actuator aangestuurd zal worden.
Zo zal bij koude motor meer brandstof ingespoten moeten worden (koudstartverrijking)
om de motor draaiend te kunnen houden. Dit gebeurde vroeger met de handmatige
choke, maar met het motormanagement wordt dit allemaal automatisch geregeld
middels de VE- en AFR-tabellen.
Deze tabellen vertegenwoordigen de vullingsgraad en mengverhoudingen.
De buitentemperatuur en de koelvloeistoftemperatuur worden gemeten en wanneer
de motor draait, wordt aan de hand van de pingelsensoren het ontstekingstijdstip
bepaald en wordt met behulp van de toerentalsensoren bepaald ofdat de motor zuiver draait. Ook de
gasklep zal meer "open" aangestuurd worden.
Als er een bepaalde tijd verstreken is, zal de temperatuur in de
verbrandingskamer hoog genoeg zijn om over te gaan op de normale inspuiting.
Als de motor in de opwarmfase is zoals net beschreven is, wordt dit "Open Loop"
genoemd. Er wordt dan niet naar de terugkoppeling gekeken van de lambdasensor.
Deze meet namelijk een veel te rijk mengsel (bij de koudstartverrijking) en zou
dus eigenlijk willen dat de motor armer gaat draaien. Maar omdat de verrijking
noodzakelijk is, worden de gegevens van de lambdasensor genegeerd.
Als de motor op voldoende temperatuur is, zullen de inkomende signalen van de
lambdasensor weer worden gebruikt. Dit wordt dan "Closed Loop" genoemd.
Even kort samengevat: De ECU bepaalt dus welke signalen er wel, of niet worden
gebruikt.
De verschillende kenvelden worden op de pagina
injectiesysteem beschreven.
Adaptief geheugen:
In de software van het motormanagement zit een zogenaamd "adaptief
leergeheugen". Hierbij worden de actuatoren aangestuurd aan de hand van de
eerder ontvangen gegevens van de sensoren. Daarmee wordt rekening gehouden met
enige slijtage en vervuiling van de motor. Denk bij slijtage aan bijvoorbeeld
een lagere compressie einddruk, waardoor het stationaire toerental lager wordt
dan bij een nieuwe motor. Hier zal de software van het motormanagement op moeten
inspelen door het aanpassen van de Fuel
Trims.
In het adaptieve geheugen worden o.a. de gegevens van het openen en sluiten van
de gasklep onthouden. Na verloop van tijd vervuilt de gasklep door invloeden van
de EGR en de carterventilatiedampen. Het openen en sluiten van de klep gaat
daarbij wat stroever en de klep moet bij vervuiling iets verder openen omdat
anders de koolresten de luchtweg blokkeren. De regeling bij een motor die wat
ouder is zal daarom anders zijn dan bij een nieuwe motor. Zonder het adaptieve
geheugen zou de aansturing elke keer dat de motor gestart zou worden opnieuw de
goede waarden moeten zoeken. Met het adaptieve geheugen houdt de software van
het motormanagement hier rekening mee.
Na het schoonmaken van bijvoorbeeld de gasklep of EGR-klep moet deze vaak
ingeleerd worden. Met het inleren wordt het adaptieve geheugen gereset. Na het
inleren zal het motormanagement opnieuw de waarden van de sensoren controleren
en opslaan. Na het inleren kan het dus gebeuren dat de motor een beetje
onregelmatig draait en schudt.
(Afb. een sterk vervuilde EGR-klep)
Een lambdasonde wordt trager naar mate hij ouder wordt. De gegevens komen wel
aan in het motormanagement, maar middels het adaptieve geheugen houdt het
motormanagement rekening met de veroudering van de lambdasonde. Het is dus
belangrijk om de adaptiewaarden te wissen nadat de lambdasonde is vervangen.
In de automatische transmissie zitten koppelingen die met oliedruk worden
aangestuurd om te schakelen. Oudere versnellingsbakolie is vaak wat vervuild en
dikker dan nieuwe olie. De toerentallen en de schakelmomenten zullen met nieuwe
olie dan ook anders zijn dan met oude olie. In de automaatbak zit ook een
regelapparaat met een adaptief geheugen, die de schakelmomenten in verloop van
tijd zo ideaal mogelijk heeft afgesteld. Nadat de olie ververst is, kan het
schakelgedrag heel anders worden. Denk aan verkeerde toerentallen om over te
schakelen naar lagere of hogere versnellingen, of abrupt inschakelen van
versnellingen waardoor er een bonk in de aandrijving voelbaar is. Daarom moeten
na het verversen van de olie ook de adaptiewaarden van de versnellingsbak gewist
worden.
Vaak moet er een adaptierit worden gemaakt nadat de adaptiewaarden zijn gewist.
Er moet dan zoveel mogelijk met verschillende toerentallen en snelheden gereden
worden, zodat het systeem de mogelijkheid krijgt de adaptiewaarden goed te
berekenen en op te slaan.
Het ontstaan van een
foutcode:
Een sensor kan defect zijn. Ook de bedrading of stekkeraansluiting van de
sensor kunnen defect raken waardoor de verbinding tussen de sensor en ECU wordt
verstoord. De ECU ontvangt dus verkeerde waarden van de sensor.
Vroeger kon het gebeuren dat dit van invloed was op de werking van de motor; een
defecte temperatuursensor kon ervoor zorgen dat er veel te veel brandstof
geïnjecteerd werd en de motor "verzoop". Deze kans is tegenwoordig een stuk
kleiner. Het motormanagement kan herkennen dat de waarde van de sensor niet
klopt.
In dit voorbeeld wordt het spanningsverloop van een temperatuursensor getoond.
De temperatuur werkt met spanningen tussen de 0,5 en 4,5 volt. Spanningen lager
dan 0,5 v en hoger dan 4,5 volt liggen in het verboden gebied.
De spanningen zijn in de onderstaande grafiek te zien. Wanneer de sensor defect
is, of een kabel heeft kortsluiting met massa, dan wordt er een spanning van 0
volt doorgegeven. Dit ligt in het verboden gebied. De ECU herkent dat en slaat
een foutcode op.
Niet alleen de foutcode wordt opgeslagen, maar het signaal wordt ook niet
gebruikt. De ECU schakelt over naar een noodloop situatie; er wordt een
vervangende waarde berekend uit andere gegevens die de ECU binnenkrijgt. De
vervangende waarde ligt in de buurt van de werkelijke waarde, dus er kan nog
verder gereden worden naar de garage. Natuurlijk is het niet de bedoeling dat
hiermee de storing genegeerd wordt, want bijvoorbeeld het brandstofverbruik kan
hiermee flink stijgen.
Aanpassen van de
software:
De software in de ECU kan aangepast worden met apparatuur dat daarvoor
geschikt is. En natuurlijk de kennis, want met verkeerd programmeren kunnen er
ernstige defecten aan de motor ontstaan.
Het herschrijven van de software kan gebeuren door een software update van de
fabrikant (door achteraf ontdekte fouten te herstellen) of door het tunen.
Daarmee wordt er een hoger vermogen verkregen door het aanpassen van het
kenveld in de ECU.
Op de pagina Chiptuning
staat hierover meer informatie.