Gemischregelung, Regelkreis, Fuel Trims, Lambda
Verfasst: 11. Dezember 2020, 06:31
Funktionsprinzip Gemischaufbereitung Einspritzer
EDIT: Es gibt leichte Änderungen Regelkreisverhalten bei Euro6, mehr dazu in einem folgenden Thread.
Weil das hier und da immer wieder Thema ist und für Diagnosen wichtig, eine kurze Erklärung der Gemischaufbereitung; auf die man verlinken kann.
Das ist eine Kurzerklärung und beeinhaltet nicht alle Variationen die es bei anderen Autos gibt.
So gibt es auch Variationen ohne Luftmassenmesser und dafür mit MAP Sensor; oder auch Autos mit beidem.
Über den Luftmassenmesser wird die Luftmasse gemessen, dazu passend wird Benzin eingespritzt. Über die ERSTE Lambdasonde (vor KAT) wird das Ergebnis (Restsauerstoff) gemessen. Die Messwerte der Lambdasonde werden ausgewertet und dienen einer Korrekturberechnung für die Einspritzmenge. Dann wird wieder gemessen usw. Das ganze nennt man Regelkreis; in dem Fall "geschlossener" Regelkreis.
Die Lambdasonde vor Kat pendelt in dem Zustand sehr schnell immer zwischen 0,1 bis 0,9 V (=mager bis fett)
Diese Korrekturgrössen sind die Parameter "Kurzzeit Fuel Trim" und "Langzeit Fueltrim".
Der Kurzzeitfueltrim ist sekundenaktuell während der Langzeit Fuel Trim ein gemittelter Durchschnitt ist.
Beispiel: Langzeit wäre 0, Kurzzeit schwankt, ist aber durchgehend bei ca +10.
Dieser Wert wird nach gewisser Zeit auf den Langzeit umgelegt so das dieser +10 ist und der Kurzzeit pendelt dann um 0.
Die Fueltrims sind daher immer in Summe relevant und nicht durchgehend gleich in allen Lastzuständen, da dieser im Grunde Bauteiltoleranzen, Spritqualität beschreibt. Da das System den Benzindruck nicht kennt, werden auch Tolranzen im "Ist" Benzindruck ausgeglichen... das ECM kennt diesen nicht, und arbeitet diesen Berechnungsparameter als festwert.
Die fueltrims pendeln im ganzen um 0 im plus und minus, sollten in Summe aber nicht weiter als den Wert 10 im +/- von 0 weg sein.
In Lastwechsel Situation schwankt der Kurzzeit i.d.R ganz kurz sehr stark, ist aber nicht relevant.
Auch im Schub-betrieb geht er auf 0, weil (wenn warm) gar kein Benzin eingespritzt wird; dann ist auch die erste Lambdasonde auf 0.
Sobald man wieder Gas gibt, kommen die Werte wieder.
Da es einen "geschlossenen" Regelkreis gibt, gibt auch einen "offenen".
Dieser ist aktiv wenn der Motor noch zu kalt ist, oder wie bei unseren Autos hier, auch bei Vollast. Das ist ab ca 2/3 Last der Fall und nicht Drehzahlabhängig. Entscheidende Werte für die "umschaltung" sind einige Sensorwerte.
Die Spannung der ersten Lambdasonde sollte in dem Zustand höher als 0,7 / 0,8V sein. Dies indiziert das der Motor nicht zu mager läuft und genug Sprit bekommt.
Auch wenn Fehler gesetzt sind kann das ECM im offenen Regelkreis verharren.
Im offenen Regelkreis wird die Lambdasonde nicht ausgewertet, sondern der Kraftstoffanteil berechnet unter zu Hilfename des Langzeit Trim. Man erkennt dies daran, das im OBD der Kurzzeit Trim auf 0 springt und nicht mehr pendelt, ebenfalls pendelt die erste Lambdasonde nicht mehr sondern zeigt quasi gleichbleibenden Wert.
Um das ganze zu beobachten benutzt man im OBD2 Leser folgende Parameter:
- Kurzzeit fuel Trim (SFT)
- Langzeit fuel Trim (LFT)
- Lambdasonden Spannung erste Lambdasonde
Die zweite Lambdasonde dient nur zur Kontrolle des KAT und ist nicht relevant für die Gemischbildung. Sie agiert auch in anderen Werten als die erste, wenn der Kat heile ist.
Typisches Problem was man mit Hilfe dieser Werte sehen kann, sind falschluft Probleme.
Bei nahezu geschlossener Drosseklappe (im Leerlauf) ist der Unterdruck im Ansaugtrakt hoch. Bei undichtigkeiten und Falschluft (also Luft die eindringt und nicht vom Luftmassenmesser gemessen wurde!) steigen die fuel trims stark. Beim fahren, und destso mehr Last, destso weniger Unterdruck, destso weniger macht sich ein Leck bemerkbar)
Anderer Fall: Mangelnde Spritversorgung (=Benzindruck).
Da unsere Autos keinen benzindrucksensor haben, rechnet das ECM mit einem Festwert. Sollte der Ist-Benzindruck geringer sein als er sein sollte, gleicht der Regelkreis das aus. Zu erkennen am ansteigen der fuel trims.
Ebenfalls führen Fehler bei Luftmassenmessern zu veränderungen der fuel Trims, natürlich auch defekte Lambdasonden (Das Fehlerbild nebst kpl Ausfall ist i.d.R. nicht mehr ausreichend "fett" signalisieren zu können)
Für Fehlerdiagnosen kann daher auch der Verlauf der Werte über den Verlauf der Motorlast dienen.
Wenn die fuel Trims zu lange in der Summe den Wert von 25 über oder unter null überschreiten werden Fehlercodes gesetzt (zu mager, zu fett).
Schöne Grüße,
Dirk2111
EDIT: Es gibt leichte Änderungen Regelkreisverhalten bei Euro6, mehr dazu in einem folgenden Thread.
Weil das hier und da immer wieder Thema ist und für Diagnosen wichtig, eine kurze Erklärung der Gemischaufbereitung; auf die man verlinken kann.
Das ist eine Kurzerklärung und beeinhaltet nicht alle Variationen die es bei anderen Autos gibt.
So gibt es auch Variationen ohne Luftmassenmesser und dafür mit MAP Sensor; oder auch Autos mit beidem.
Über den Luftmassenmesser wird die Luftmasse gemessen, dazu passend wird Benzin eingespritzt. Über die ERSTE Lambdasonde (vor KAT) wird das Ergebnis (Restsauerstoff) gemessen. Die Messwerte der Lambdasonde werden ausgewertet und dienen einer Korrekturberechnung für die Einspritzmenge. Dann wird wieder gemessen usw. Das ganze nennt man Regelkreis; in dem Fall "geschlossener" Regelkreis.
Die Lambdasonde vor Kat pendelt in dem Zustand sehr schnell immer zwischen 0,1 bis 0,9 V (=mager bis fett)
Diese Korrekturgrössen sind die Parameter "Kurzzeit Fuel Trim" und "Langzeit Fueltrim".
Der Kurzzeitfueltrim ist sekundenaktuell während der Langzeit Fuel Trim ein gemittelter Durchschnitt ist.
Beispiel: Langzeit wäre 0, Kurzzeit schwankt, ist aber durchgehend bei ca +10.
Dieser Wert wird nach gewisser Zeit auf den Langzeit umgelegt so das dieser +10 ist und der Kurzzeit pendelt dann um 0.
Die Fueltrims sind daher immer in Summe relevant und nicht durchgehend gleich in allen Lastzuständen, da dieser im Grunde Bauteiltoleranzen, Spritqualität beschreibt. Da das System den Benzindruck nicht kennt, werden auch Tolranzen im "Ist" Benzindruck ausgeglichen... das ECM kennt diesen nicht, und arbeitet diesen Berechnungsparameter als festwert.
Die fueltrims pendeln im ganzen um 0 im plus und minus, sollten in Summe aber nicht weiter als den Wert 10 im +/- von 0 weg sein.
In Lastwechsel Situation schwankt der Kurzzeit i.d.R ganz kurz sehr stark, ist aber nicht relevant.
Auch im Schub-betrieb geht er auf 0, weil (wenn warm) gar kein Benzin eingespritzt wird; dann ist auch die erste Lambdasonde auf 0.
Sobald man wieder Gas gibt, kommen die Werte wieder.
Da es einen "geschlossenen" Regelkreis gibt, gibt auch einen "offenen".
Dieser ist aktiv wenn der Motor noch zu kalt ist, oder wie bei unseren Autos hier, auch bei Vollast. Das ist ab ca 2/3 Last der Fall und nicht Drehzahlabhängig. Entscheidende Werte für die "umschaltung" sind einige Sensorwerte.
Die Spannung der ersten Lambdasonde sollte in dem Zustand höher als 0,7 / 0,8V sein. Dies indiziert das der Motor nicht zu mager läuft und genug Sprit bekommt.
Auch wenn Fehler gesetzt sind kann das ECM im offenen Regelkreis verharren.
Im offenen Regelkreis wird die Lambdasonde nicht ausgewertet, sondern der Kraftstoffanteil berechnet unter zu Hilfename des Langzeit Trim. Man erkennt dies daran, das im OBD der Kurzzeit Trim auf 0 springt und nicht mehr pendelt, ebenfalls pendelt die erste Lambdasonde nicht mehr sondern zeigt quasi gleichbleibenden Wert.
Um das ganze zu beobachten benutzt man im OBD2 Leser folgende Parameter:
- Kurzzeit fuel Trim (SFT)
- Langzeit fuel Trim (LFT)
- Lambdasonden Spannung erste Lambdasonde
Die zweite Lambdasonde dient nur zur Kontrolle des KAT und ist nicht relevant für die Gemischbildung. Sie agiert auch in anderen Werten als die erste, wenn der Kat heile ist.
Typisches Problem was man mit Hilfe dieser Werte sehen kann, sind falschluft Probleme.
Bei nahezu geschlossener Drosseklappe (im Leerlauf) ist der Unterdruck im Ansaugtrakt hoch. Bei undichtigkeiten und Falschluft (also Luft die eindringt und nicht vom Luftmassenmesser gemessen wurde!) steigen die fuel trims stark. Beim fahren, und destso mehr Last, destso weniger Unterdruck, destso weniger macht sich ein Leck bemerkbar)
Anderer Fall: Mangelnde Spritversorgung (=Benzindruck).
Da unsere Autos keinen benzindrucksensor haben, rechnet das ECM mit einem Festwert. Sollte der Ist-Benzindruck geringer sein als er sein sollte, gleicht der Regelkreis das aus. Zu erkennen am ansteigen der fuel trims.
Ebenfalls führen Fehler bei Luftmassenmessern zu veränderungen der fuel Trims, natürlich auch defekte Lambdasonden (Das Fehlerbild nebst kpl Ausfall ist i.d.R. nicht mehr ausreichend "fett" signalisieren zu können)
Für Fehlerdiagnosen kann daher auch der Verlauf der Werte über den Verlauf der Motorlast dienen.
Wenn die fuel Trims zu lange in der Summe den Wert von 25 über oder unter null überschreiten werden Fehlercodes gesetzt (zu mager, zu fett).
Schöne Grüße,
Dirk2111