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Drosselklappenansteller Systembeschreibung

Der Drosselklappenansteller (TAC) dient der Senkung des Schadstoffausstoßes und des Kraftstoffverbrauchs sowie der Optimierung des Fahrverhaltens. Das TAC-System ersetzt die mechanische Kopplung zwischen Gaspedal und Drosselklappe. Es macht das Steuergerät der Geschwindigkeitsregelung und den Motor der Leerlauf-Füllungsregelung überflüssig. Das TAC-System setzt sich aus folgenden Komponenten zusammen:

Das ECM überwacht mit 2 APP-Sensoren die Beschleunigungsanweisungen des Fahrers. Der Signalspannungsbereich des APP-Sensors 1 ist ungefähr 0,5 bis 4,5 V, wenn das Gaspedal aus der Ruhestellung in die Stellung Vollgas gebracht wird. Der Signalspannungsbereich des APP-Sensors 2 ist ungefähr 0,3 bis 2,2 V, wenn das Gaspedal aus der Ruhestellung in die Stellung Vollgas gebracht wird. Das ECM verarbeitet diese Daten neben den weiteren Sensoreingängen und bewegt die Drosselklappe anhand dieser Daten in eine bestimmte Position.

Die Drosselklappe wird über einen Gleichstrommotor, den Motor Drosselklappenansteller, bewegt. Diesen Motor kann das ECM durch Legen von Batteriespannung und/oder Masse an 2 interne Treiber in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung drehen lassen. Die Drosselklappe wird mit Hilfe einer konstant wirkenden Rückzugfeder im Winkel von 5,7° in der Ruheposition bzw. ungedrückten Stellung gehalten. Diese Feder hält die Drosselklappe in der Ruhestellung, wenn kein Strom an den Stellmotor fließt.

Das ECM überwacht den Anstellwinkel der Drosselklappe mit 2 Drosselklappen-sensoren. Der Signalspannungsbereich des Drosselklappenpositionssensors 1 liegt bei ca. 0,95 bis 4,35 V, wenn die Drosselklappe vom Leerlauf in die Vollgasstellung (WOT) bewegt wird. Die Signalspannung von Drosselklappensensor 2 liegt im Bereich von ca. 4,05 bis 0,65 V, wenn die Drosselklappe von der Leerlaufstellung in die WOT- Position bewegt wird.

Das Steuergerät Motor (ECM) führt Diagnosen zur Überwachung der Spannungspegel beider APP-Sensoren, beider Drosselklappensensoren und des TAC-Motorstromkreises durch. Zudem überwacht es die Rückstellrate der Rückstellfedern, die sich im Inneren der Baugruppe Drosselklappengehäuse befinden. Diese Diagnose erfolgt zu verschiedenen Zeitpunkten. Grundlage dafür ist, ob der Motor läuft, nicht läuft bzw. sich das ECM gerade in der Anlernphase für das Drosselklappengehäuse befindet.

Bei jedem Zündzyklus führt das ECM eine rasche Überprüfung der Drosselklappenrückstellfedern durch. Das garantiert, dass die Drosselklappe von der 0 %-Stellung in die 7 %-Ruhestellung zurückkehren kann. Das stellt sicher, dass die Drosselklappe im Falle einer Störung im Stromkreis des Stellmotors in die Ruhestellung gebracht werden kann. Beobachten Sie bei niedrigen Temperaturen, wie das ECM die Drosselklappe bei eingeschalteter Zündung und stehendem Motor in die Stellung 0 % fährt, um Eis zu lösen, das sich u. U. an der Drosselklappe gebildet hat.

Das Steuergerät Motor (ECM) speichert Werte, in denen die tiefstmöglichen Drosselklappensensorpositionen und die Ruhestellungen enthalten sind. Diese Werte werden nur bei Neuprogrammierung des ECM bzw. Anlernen des Drosselklappengehäuses gelöscht oder überschrieben. Beobachten Sie, dass nach dem Abklemmen der Batterie und anschließendem Einschalten der Zündung vom ECM sofort das Drosselklappengehäuse angelernt wird.

Das ECM führt zwei Mal eine Neuanlernprozedur durch und vergleicht die Ergebnisse. Sind sie annähernd gleich, werden die Werte gespeichert und die Anlernprozedur beendet. Das ECM führt eine Anlernprozedur durch, wenn folgende Bedingungen vorliegen:

Das ECM führt nach jeweils 15 Zündzyklen die Anlernprozedur durch.

Das ECM befiehlt die Drosselklappe von der Ruhestellung in die vollständig geschlossene Position und speichert dann die Spannungen von Drosselklappensensor 1 und 2. Dieses Verfahren dauert weniger als 1 s. Wenn Störungen im System Drosselklappenansteller (TAC) auftreten, wird ein Fehlercode gesetzt.

Bei Erkennung einer Funktionsstörung des Drosselklappenanstellers (TAC) kann das Steuergerät Motor (ECM) auf 4 Modi mit reduzierter Leistung umschalten. Das ECM überwacht die folgenden Zustände:

Wird vom ECM einer der oben genannten Zustände erkannt, wechselt es in den Modus "Reduziertes Leistungsvermögen". In diesem Modus ist das Motordrehmoment begrenzt. Dieser Modus wird vom ECM selbst bei Behebung der Störung während des gesamten Zündzyklus beibehalten.

Liegen keine Gaspedalsensor-Daten vor, wechselt das System in den Modus "Erzwungener Leerlauf mit reduzierter Leistung". In diesem Modus nutzt das ECM eine vorgegebene Gaspedalsensorposition, die aus Bremsschalter, Getriebestellung und Fahrgeschwindigkeit errechnet ist. In diesem Modus kann das Fahrzeug bei eingerücktem Gang und freigegebenem Bremspedal mit einer Geschwindigkeit von bis zu 32 km/h (22 mph) bewegt werden.

Wenn in den TAC-Stromkreisen ein Störungszustand gegeben ist, die angeforderte Drosselklappenstellung von der tatsächlichen abweicht oder die Stromkreise der Drosselklappensensoren 1 bzw. 2 Störungen aufweisen, wechselt das ECM in den leistungsgesteuerten Modus "Reduzierte Motorleistung" Im leistungsgesteuerten Modus wird die Drosselklappe nicht gesteuert. Das Motordrehmoment wird mittels Zylinderabschaltung und Zündverzug auf den gewünschten Wert geregelt. Der Motor arbeitet im Leerlauf bzw. bei konstanter Geschwindigkeit mit zwei aktivierten Zylindern und beschleunigt mit allen vier Zylindern.

Erkennt das ECM eine erhebliche Störung im TAC-System, wechselt es in den erzwungenen Abstellmodus. In diesem Modus werden das TAC-System sowie die Kraftstoff- und die Zündanlage vom ECM deaktiviert, sodass der Motor nicht gestartet werden kann. Der erzwungene Abstellmodus tritt dann ein, wenn das ECM eine schwerwiegenden internen ECM-Zustand, das Klemmen der Drosselklappe im geöffneten Zustand oder eine größere Unterdruckundichtigkeit am Ansaugkrümmer erkennt.

Die charakteristische Drehmomentkurve eines Motors mit normaler Luftregelung hängt hauptsächlich davon ab, wie sich der durchschnittliche Druck des Motors über den Drehzahlbereich hinweg verändert. Der durchschnittliche Druck ist dem Luftmassenvolumen proportional, das bei geschlossenem Einlassventil im Zylinder vorhanden ist. Durch die Gestaltung des Einlasssystem ist determiniert, in welchem Umfang eine Luftmasse bei einer gegebenen Motordrehzahl angesaugt werden kann. Anders als bei der Abstimmung des Resonanz-Ansaugkrümmers, bei der die Länge des Ansaugkanals variiert wird, verwendet die Steuerung des Ansaugkrümmerdralls Ansaugkanal-Deaktivierungsventile, um über den gesamten Betriebsbereich des Motors maximale Leitung und Wirkungsgrad zu erzielen Diese Ventile befinden sich im Ansaugkrümmer, jeweils ein Ventil pro Ansaugkanal jedes Zylinders.

Die Klappe des Ansaugkanal-Deaktivierungsventils ist im Normalfall offen. Wenn sich Motordrehzahl und -last unterhalb eines kalibrierten Schwellenwerts befinden, legt das ECM Masse an das Magnetventil zur Ansaugkanal-Deaktivierung, das daraufhin erregt wird, so dass Unterdruck aus dem Unterdruckbehälter an das Stellglied des Ansaugkanal-Deaktivierungsventils gelangt. Das Stellglied schließt dann das Ansaugkanal-Deaktivierungsventil, um die Aufladung im Ansaugkanal zu beschleunigen, und um eine Verwirbelung im Brennraum zu erzeugen, die den thermischen Wirkungsgrad erhöht. Bei höheren Motordrehzahlen und -lasten kehrt das Ansaugkanal-Deaktivierungsventil in die offene Position zurück.

Das System zur Abstimmung des Ansaugkrümmers durch Ansaugkanal-Deaktivierung besteht aus den folgenden Komponenten:

Zündspannung wird direkt zum Magnetventil, Ansaugkanal-Deaktivierungsventil geliefert. Das Steuergerät Motor (ECM) steuert das Magnetventil, Ansaugkanal-Deaktivierungsventil, indem der Steuerstromkreis über einen internen Treiber-Schalter an Masse gelegt wird. Die Hauptfunktion des Treibers ist das Anlegen von Masse an das Magnetventil, Ansaugkanal-Deaktivierungsventil. Das ECM kann durch Überwachung der Spannung im Steuerstromkreis feststellen, ob der Steuerstromkreis offen bzw. nach Masse oder Spannung kurzgeschlossen ist.