Spark

Klopfsensor Systembeschreibung

Das Klopfsensorsystem ermöglicht dem Steuergerät Motor (ECM) die Steuerung der Zündzeitpunkte zur Optimierung der Leistung bei gleichzeitigem Schutz des Motors vor potentiell schädlichen Explosionsstärken. Das ECM ermittelt mit dem Klopfsensorsystem ungewöhnliche Motorgeräusche, die Hinweis für unkontrollierte Zündungen (Zündungsklopfen) sind.

Für das System des Klopfsensors wird ein Flachwiedergabe-Sensor genutzt. Der Sensor nutzt piezo-elektrische Kristalle, die auf der Basis des Vibrations- oder Geräuschpegels des Motors ein Wechselspannungssignal mit schwankender Amplitude und Frequenz erzeugen. Amplitude und Frequenz hängen vom Klopfpegel ab, den der Klopfsensor erkennt. Der Klopfsensor ist über einen Signal- und einen Tiefpegelreferenzstromkreis mit dem Steuergerät Motor (ECM) verbunden. Beide Stromkreise des Klopfsensors sind mittels eines abschirmenden Massekreises gegen elektromagnetische Störungen geschützt. Der schützende Massekreis ist durch das ECM geerdet.

Dem ECM wird im Leerlauf vom Klopfsensor ein Geräuschpegelminimum bzw. Hintergrundgeräusch angelernt. Für den restlichen Motordrehzahlbereich werden kalibrierte Werte genutzt. Das Steuergerät nutzt das Geräuschpegelminimum zur Berechnung eines Geräuschkanals. Ein normales Klopfsignal liegt im Bereich des Geräuschkanals. Da sich die Motordrehzahlen und -lasten verändern, werden die oberen und unteren Parameter des Geräuschkanals so angepasst, dass das normale Klopfsensorsignal aufgenommen und im Bereich des Kanals gehalten werden kann. Um feststellen zu können, welche Zylinder klopfen, nutzt das ECM die Klopfsensorsignal-Information nur dann, wenn sich jeder Zylinder in der Nähe des oberen Totpunktes des Arbeitshubes befindet. Klopft ein Zylinder, erkennt das ECM, dass sich das Signal außerhalb des Geräuschkanals befindet.

Hat das ECM ein Klopfen erkannt, werden die Zündzeitpunkte verzögert, um es zu verringern. Das ECM wird immer versuchen, auf ein Niveau von Null Kompensation oder keiner Zündungsspätverstellung zu gelangen. Ein anormales Klopfsensorsignal bleibt außerhalb des Geräuschkanals bzw. wird nicht präsent sein. Die Klopfsensorendiagnose wird derart kalibriert, dass Fehler in den Stromkreisen für den Klopfsensor im Innern des Steuergeräts Motor (ECM), der Verkabelung des Klopfsensors, oder der Spannungsausgabe des Klopfsensors erkannt werden. Einige Diagnosen dienen auch der Erkennung eines konstanten Geräuschpegels durch äußere Einflüsse wie einem losen/beschädigten Bauteil bzw. zu starken mechanischen Geräuschen vom Motor.