Captiva

Beschreibung Elektronische Zündanlagen

Die elektronische Zündung (EI, electric ignition) erzeugt und regelt den energiereichen Folgefunken. Dieser Zündfunke entzündet das komprimierte Luft-Kraftstoff-Gemisch genau zum richtigen Zeitpunkt und optimiert so die Leistung und den Kraftstoffverbrauch und regelt die Abgase. Zur Steuerung der Zündreihenfolge, der Verweilzeit und des Zündzeitpunktes erfasst das Steuergerät Motor (ECM) in erster Linie Informationen von den Sensoren für die Kurbelwellenstellung und die Nockenwellenstellung.

Der Kurbelwellenpositionsgeber hat drei Kreise, einen vom Steuergerät Motor (ECM) gelieferten 5 V-Referenzkreis, einen Tiefpegel-Referenzstromkreis und einen Ausgangssignalkreis. Der Kurbelwellensensor ist ein intern magnetisch polarisiertes IC-Sensorgerät mit digitalem Ausgang. Der Sensor erfasst Änderungen im magnetischen Fluss zwischen den Zähnen und Schlitzen des 58-zahnigen Impulsgeberrades auf der Kurbelwelle. Die Zähne auf dem Impulsgeberrad sind in auf 60 Zähne ausgelegten Abständen angeordnet, wobei 2 Zähne für das Spaltmaß fehlen. Der Kurbelwellensensor erzeugt eine EIN/AUS DC-Spannung mit unterschiedlicher Frequenz, mit 58 Ausgangsimpulse pro Kurbelwellenumdrehung. Die Frequenz der ausgegeben Kurbelwellensensorsignale hängt von der Geschwindigkeit der Kurbelwelle ab. Der Kurbelwellen-Positionssensor sendet dem ECM ein digitales Signal, das ein Abbild des Impulsgeberrades darstellt, während die einzelnen Zähne des Rades den Kurbelwellensensor passieren. Das Motorsteuergerät (ECM) ermittelt anhand der einzelnen Signalimpulse der Kurbelwellenposition die Kurbelwellendrehzahl und dekodiert die Referenzlücke des Kurbelwellen-Impulsgeberrades, um die Kurbelwellenstellung zu bestimmen. Anhand dieser Informationen werden dann die optimalen Zünd- und Einspritzpunkte des Motors ermittelt. Das ECM benutzt das Ausgangssignal des Kurbelwellen-Positionssensors auch dazu, die Position der Nockenwelle im Verhältnis zur Kurbelwelle zu berechnen und um Fehlzündungen festzustellen.

Das Kurbelwellen-Impulsgeberrad ist Teil der Kurbelwelle. Das Impulsgeberrad besteht aus 58 Zähnen und einem als Spaltmaß dienenden Spalt. Die Zähne auf dem Impulsgeberrad sind 6 Grad voneinander entfernt, wobei der Abstand für das Spaltmaß 12 Grad beträgt. Der Spaltimpuls wird als Synchronisierimpuls bezeichnet. Der Synchronisierimpuls dient zur Synchronisierung der Spulenzündreihenfolge mit der Kurbelwellenstellung, während die anderen Zähne während einer Drehung die Zylinderposition liefern.

Der Nockenwellen-Positionssensor wird durch ein eingekerbtes Impulsgeberrad ausgelöst, das auf dem Rad der Einlassnockenwelle montiert ist. Der Nockenwellen-Positionssensor liefert pro Nockenwellendrehung vier Signalimpulse. Jede Kerbe bzw. jede Funktion des Impulsgeberrads hat eine andere Größe, damit der Verdichtungshub der einzelnen Zylinder unterschieden und eine sequenzielle Kraftstoffeinspritzung stattfinden kann. Der Sensor Nockenwellenposition ist über folgende Stromkreise mit dem Motorsteuergerät (ECM) verbunden:

Das Klopfsensorsystem ermöglicht dem Motorsteuergerät (ECM) die Steuerung der Zündzeitpunkte zur Optimierung der Leistung bei gleichzeitigem Schutz des Motors vor potentiell schädlichen Explosionen, auch Klopfen genannt. Das Klopfsensorsystem arbeitet auf der Basis eines oder zweier 2-poliger Sensoren mit kleiner Amplitude. 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. Das Steuergerät empfängt das Klopfsensorsignal über den Signalstromkreis. Der Klopfsensor wird vom Steuergerät über einen Tiefpegelreferenzstromkreis an Masse gelegt.

Dem Steuergerät 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 Steuergerät die Klopfsensorsignaldaten nur dann, wenn sich jeder Zylinder in der Nähe des oberen Totpunktes des Arbeitshubes befindet. Wenn ein Klopfen vorliegt, wandert das Signal in den Bereich außerhalb des Geräuschkanals.

Wenn das Steuergerät ein Klopfen erkannt hat, werden die Zündzeitpunkte verzögert, um das Klopfen zu beseitigen. Das Steuergerät wird immer versuchen, auf ein Niveau von Null Kompensation oder keiner Zündungsspätverstellung zu gelangen. Ein ungewöhnliches Klopfsensorsignal befindet sich entweder außerhalb des Geräuschkanals oder ist nicht präsent. Klopfsensor-Diagnosen sind außerdem so eingestellt, dass sie einen fehlerhaften Klopfsensorstromkreis im Steuergerät, eine fehlerhafte Klopfsensorverkabelung sowie einen fehlerhaften Klopfsensor-Spannungsausgang erfassen können. Einige Diagnosen dienen auch der Erkennung eines konstanten Geräuschpegels durch äußere Einflüsse wie einem losen/beschädigten Bauteil bzw. zu starken mechanischen Geräuschen vom Motor.

Jede Zündspule/jedes Modul besitzt folgende Stromkreise:

Das Motorsteuergerät (ECM) steuert die einzelnen Spulen durch Übertragung von Zeitimpulsen über den IC-Kreis der einzelnen Zündspulen/Zündmodule, um ein Zündereignis zu aktivieren.

Die Zündkerzen sind über eine kurze Manschette mit den einzelnen Spulen verbunden. Die Manschette enthält eine Feder, die die Zündenergie von der Spule zur Zündkerze überträgt. Die Zündkerzenelektrode ist mit einer Platinspitze versehen, um eine längere Lebensdauer und bessere Leistung zu ermöglichen.

Das Steuergerät Motor (ECM) steuert alle Funktionen des Zündsystems und korrigiert fortwährend die Zündzeitpunkte. Das ECM überwacht Daten aus folgenden Sensoreingängen:

Im Normalbetrieb steuert das Motorsteuergerät (ECM) alle Zündfunktionen. Wenn entweder vom Kurbelwellen- oder vom Nockenwellen-Positionssensor kein Signal mehr eingeht, läuft der Motor weiter, da das Motorsteuergerät (ECM) standardmäßig anhand der Eingänge der übrigen Sensoren in den Notlaufbetrieb wechselt. Jede Spule verfügt über einen internen Schutz gegen Schäden durch zu hohe Spannung. Wenn eine oder mehrere Spulen auf diese Weise aussetzen, entsteht eine Fehlzündung. Es sind Fehlercodes verfügbar, mit deren Hilfe die Zündanlage über einen Diagnose-Tester präzise diagnostiziert werden kann.