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Technik-Profi
Aktuatoren im Kraftfahrzeug
Gino Decoster
[email protected]
Fachwissen: Werkstattpraxis
Aktuatoren: Steuerungsarten und Testmethoden (1)
Nachdem wir in den letzten vier Jahren in regelmäßigen Zeitabständen die Arbeitsweise und
Testmethoden der verschiedenen Sensoren im Technik-Profi (ab TP 11/06) beschrieben
haben, sind nun die Aktuatoren (engl. Actuators) an der Reihe. Während Sensoren eine
physikalische Größe in elektrischen Strom umwandeln, machen Aktuatoren genau das
Gegenteil und wandeln Strom in eine andere Energieform um, so beispielsweise in Schall,
Druck, Temperatur, Bewegung, Drehmoment, Licht usw.
Aktuelle Fahrzeuge sind allesamt - mehr oder weniger zahlreich - mit elektronischen Systemen
ausgerüstet (Motorregelungs-, Fahrsicherheits- und Komfortsysteme), die über Steuergeräte
(Mikrocomputer) gesteuert werden.
Steuergeräte können nur richtig funktionieren, wenn die Aktuatoren, nach Verarbeitung der
Sensorinformationen, korrekt angesteuert werden. Aktuatoren sind ausführende Bauteile die das
System mechanisch beeinflussen.
Allen
elektronischen
Systemen
Informationsverarbeitung zu arbeiten:
ist
gemeinsam,
nach
dem
EVA-Prinzip
der
Bei der Eingabe handelt es sich grundsätzlich um Sensoren. Sie werden auch als Signalgeber,
Fühler oder Messwertaufnehmer bezeichnet.
Die Verarbeitung der elektrischen Signale erfolgt durch einen zentralen Mikrocomputer
(Steuergerät), der mit Hilfe einprogrammierter mathematischer Formeln und Kennfelder die
Entscheidungen trifft und die Stellglieder (Aktuatoren) ansteuert.
Auf der Ausgabeseite befinden sich die Aktuatoren (auch Aktoren ist korrekt). Sie setzen die
Befehle des Steuergeräts um und stellen so die gewünschten Fahreigenschaften sicher.
Aufgabe eines Aktuators
Aktuatoren - bildhaft als "Muskeln der Mikroelektronik" bezeichnet - steuern, schalten und regeln
technische Prozesse. Hierfür wandeln sie elektrische Energie in mechanische Arbeit (Kraft X Weg)
um.
Aktuatoren sind Bauteile die von einem Steuergerät aktiviert werden. Die Aktivierung erfolgt durch
einen Mikroprozessor, der die Endstufe ansteuert. Die Endstufen befinden sich meist im
Steuergerät selbst. Externe Endstufen wurden früher bereits verwendet für Zündsysteme und für
die Geschwindigkeitsregelung der Kühlerlüfter. Neuerdings gibt es auch „Smart Aktuatoren“ wobei
Aktuator und Endstufe eine Einheit bilden.
Sowohl externe als auch interne Endstufen schließen den elektrischen Stromkreis zwischen
Spannungsversorgung und Aktuator. Diese elektrische Energie wird in eine physikalische Größe
umgewandelt (Bewegung, Druck, Temperatur, Bewegung, Drehmoment, Licht, …).
Größen
Temperatur
Position
Motordrehzahl
Spannung
Druck
Licht
Durchflussmenge
Anwendungsbereich
PTC Heizung, Thermostatsteuerung
Stellungen Drosselklappe, Fenster, AGR-Ventil, Lüftungsklappe
Regelung der Motordrehzahl von Elektromotoren
Spule, Hybridmotor
Kraftstoffdruck, Ladedruck, Druck Lenkunterstützung
Halogenlampen, LED’s, Xenonlampen
Einspritzmenge, Luftmenge
Endstufen
Die meisten Aktuatoren können nicht direkt über eine zentrale Datenverarbeitungseinheit (CPU)
(CPU = Central Processing Unit) angesteuert werden. Generell ist der Strom oder die
Spannung viel zu niedrig um einen Aktuator anzusteuern. Das Ausgangssignal der CPU
(Mikroprozessor) muss erst durch einen Umwandler angepasst werden. Meistens baut man eine
Leistungsstufe ein um das Ausgangssignal des Mikroprozessors bis zur gewünschten Leistung zu
verstärken.
Diese Leistungsanpassung kann ein Teil des Managementsystems oder in das Gehäuse des
Aktuators integriert sein. Dann spricht man von so genannten Endstufen (Bild 1).
Wenn nötig besteht eine Endstufe aus einer Leistungsanpassung, die groß genug ist um den
Aktuator wirkungsvoll anzusteuern und aus logischen Ansteuerschaltungen. In die
Anpassungsschaltung können auch Diagnosemöglichkeiten eingebaut sein. Beispielsweise
Einspritzventile, Zündsysteme, ABS-Regelventile, usw.
Bild 1 Zum Anpassen der Ausgangssignale des Mikroprozessors ist es meist notwendig sowohl
das Spannungsniveau als auch den benötigten Strom der Steuerung des Aktuators durch
Leistungsendstufen (rote Markierungen) anzupassen.
Auch muss man dafür sorgen, dass kein Fehlersignal des Aktuators zum Mikroprozessor
zurückgesendet wird. Ein Fehlersignal oder ein Defekt des Aktuators darf niemals den Ausgang
des Mikroprozessors beschädigen.
Transistoren und vor allem Leistungstransistoren geben eine große Menge Energie in Form von
Wärme ab. Wenn der Transistor aus irgendeinem Grund nicht ausreichend gekühlt wird kommt es
zur Überhitzung und der Transistor kann beschädigt werden. Transistoren werden demzufolge
meistens auf ein Kühlelement montiert, eine lamellenförmige Aluminiumstruktur. Steuergeräte sind
meistens mit Kühllamellen versehen welche eine ausreichende Kühlung, der im Transistorgehäuse
befindlichen Endstufen ermöglichen.
Hinweis: Um eine optimale Wärmeableitung vom Transistor zu seinem Kühlelement zu
gewährleisten verwendet man gelegentlich eine spezielle Wärmeleitpaste.
Intelligente Aktuatoren
Eine neuere verwendete Aktuartorart, ist der intelligente Aktuator oder Smart Aktuator. Dieser
Aktuator besitzt eine lokale Intelligenz in Form eines Mikroprozessors welches die Regelung des
Ausgangssignals des Aktuators vornimmt. Beispielsweise die Enteisung und Einstellung der
Außenspiegel, die automatische Fensterbedienung mit Tief- und Hochlaufsteuerung sowie
Einklemmschutz, der Kühlerlüfter, der variable Turbolader mit elektrischer Ansteuerung, …
Spannungsversorgung der Aktuatoren
Zur einwandfreien Funktion benötigen die Steuergeräte und deren Peripherie (Sensoren/Aktoren)
eine Spannungsversorgung. Sie erfolgt über Klemme 15 (Plus nach Zündung EIN) und eventuell
einer permanente Spannungsversorgung.
Meist wird der Aktuator spannungsseitig über einen Schalter oder ein Relais mit positiver
Spannung gespeist. Die Aufgabe des Steuergerätes ist es dann über eine Leistungsendstufe den
Stromkreis zur Masse zu schließen. In diesem Fall spricht man von einer Massesteuerung. Dieser
Schaltkreis ist die sicherste Lösung, um die Steuergeräte bei Kurzschlüssen der Endstufe
(Transistor) zu schützen (Bild 2).
Bild 2 Motorregelungssteuergerät EEC V von Ford.
Es gibt auch Fälle bei denen eine positive Ansteuerung einfacher ist, beispielsweise bei Lampen.
In diesem Fall ist der Aktuator permanent mit der Masse verbunden. Bei steigendem Einsatz von
MOSFET-Transistoren, werden jedoch immer öfter spannungsseitige Ansteuerungen eingesetzt,
da diese Transistoren vor Kurzschlüssen geschützt sind (Bild 3).
Bild 3 Ein Verbraucher kann sowohl spannungsseitig als auch masseseitig angesteuert werden.
Wenn der Strom in beiden Richtungen durch den Aktuator fließen können muss, wie bei
Fensterhebermotoren, sorgt das Steuergerät für die Umpolung. In diesem Fall müssen beide
Leitungsverbindungen mit der Leistungsendstufe verbunden sein.
Die Spannungsversorgung der Aktuatoren ist in der Regel die Bordspannung (12 V), jedoch kann
sie ausnahmsweise auch höher sein, wie beispielsweise bei Xenonlampen (85 V AC).
Entwicklungsstufen der Ansteuerung von Aktuatoren
Gegenwärtig werden Aktuatoren in allen Anwendungsbereichen des Fahrzeugs verwendet. In
vernetzten Fahrzeugen findet man nur noch selten einen einfachen Stromkreis mit Verbraucher,
Sicherung, Relais und Schalter. So werden momentan alle einfachen elektrischen Stromkreise
(Beleuchtung, Scheibenwischsysteme, Heckscheibenheizung usw.) von Steuergeräten gesteuert.
Diese Steuerung erfolgt entweder direkt durch eine Leistungsendstufe im Steuergerät oder durch
einen an den Smart Aktuator übermittelten Steuerbefehl.
Direkte Ansteuerung
Dieser herkömmliche Anschluss ist die einfachste Möglichkeit, einen Verbraucher direkt über eine
Sicherung und einen Schalter an die Spannungsversorgung oder die Masse anzuschließen (Bild
4). Verwendet wurde diese Steuerungsart beispielsweise beim Abblendlicht, klassische
Innenraumbeleuchtung, Hupe vor dem Airbagzeitalter, …
Bild 4 In den Anfängen der Kfz-Elektrik wurden die Verbraucher direkt über einen Schalter mit
Spannung versorgt.
Ansteuerung über Relais
Bei herkömmlichen Fahrzeugen werden die Schaltkreise der Verbraucher, die einen größeren
Strom aufnehmen, üblicherweise über ein Relais angesteuert. Der Schalter steuert den Steuerkreis
des Relais spannungsseitig oder masseseitig an. Der Leistungskreis steuert dann üblicherweise
den Verbraucher spannungsseitig an (Bild 5). Verwendet wird diese Steuerungsart beispielsweise
bei Starterrelais, Fernlichter, Heckscheibenheizungen, Lüfter mit im Kühler integrierten
Temperaturschalter, Kompressoren manueller Klimaanlagen, Hupen bei mit Airbag ausgerüsteten
Fahrzeugen, …
Bild 5 Um die Schalter zu entlasten wurden in den vergangenen Jahren immer mehr und mehr
Relais eingesetzt.
Ansteuerung über Steuergerät
Durch den immer größeren Einsatz von Elektronik in den Fahrzeugen, wurden in den 90er Jahren
viele Verbraucher über Steuergeräte angesteuert, da sie in bestimmten Fällen über verschiedene
Steuerelemente angesteuert werden mussten.
Hier erfolgt die Steuerung (Schalter) über einen Sensor und der Verbraucher wird zum Aktuator
(Bild 6). In den meisten Fällen kann der Aktuator über das Diagnosegerät mittels eines
Stellgliedtest angesteuert werden. Verwendet wird diese Steuerungsart beispielsweise bei
Innenraumbeleuchtungen, Alarmanlagensteuergeräte, Bauteile der Motorsteuerung, …
Bild 6 Anfang der Neunziger wurden die Verbraucher/Aktuatoren mehr und mehr über
intelligente Steuergeräte angesteuert.
Ansteuerung über Steuereinheit und Relais:
Diese Schaltung ist mit der vorherigen vergleichbar, bis auf den Unterschied, dass das Steuergerät
ein Relais ansteuert, um den Verbraucher mit Spannung zu versorgen. Diese Schaltung kommt
zum Einsatz, wenn die Stromaufnahme des Aktuators über 5 A beträgt. Das Relais befindet sich
im Steuergerät oder auf einem separaten Relaisträger (Bild 7). Verwendet wird diese
Steuerungsart beispielsweise bei der Intervallschaltung der Scheibenwischer, …
Bild 7 Bei höherem Strombedarf wurden die Relais kurzerhand in die Steuergeräte integriert.
Ansteuerung über Multiplexsysteme
Bei den Fahrzeugen ab Modelljahr 2000 werden viele Stellglieder nicht mehr direkt sondern über
ein Bussystem angesteuert. In diesem Fall ist es möglich, dass das Steuergerät das den Aktuator
ansteuert, nicht das Gleiche ist, als der, der die Informationen des Sensors erhält. Hier erhält das
Steuergerät B (Steuergerät-Lenkungssäule) den Befehl, die Hupe anzusteuern. Dieser Befehl wird
über ein Netzwerk (CAN-Bus) an das Steuergerät A (Zentralelektronik-Steuergerät) gesendet, das
daraufhin die Hupe ansteuert (Bild 8). Bei Diagnosearbeiten an diesem System, sollte mit dem
Diagnosegerät geprüft werden, ob das Steuergerät B den Befehl des Sensors erhält und
anschließend sollte ein Stellgliedtest über das Steuergerät A durchgeführt werden, um den
Aktuator zu prüfen. Verwendet wird diese Steuerungsart beispielsweise bei allen Stellgliedern des
Komfortsystems moderner Fahrzeuge.
Bild 8 Durch die Komplexität in der Fahrzeugelektronik, wurde ab etwa Modelljahr 2000, mehrere
Steuergeräte vernetzt, was zur Folge hatte das für die Ansteuerung eines Aktuators mehrere
Steuergeräte zuständig sind.
Ansteuerung nach dem Master/Slave-Prinzip
Dieser Aufbau ist eine Weiterentwicklung des Multiplexsystems, bei dem der Aktuator selbst über
einen Mikroprozessor verfügt. Diese Aktuatoren werden auch Smart Aktuatoren genannt. Hier
arbeiten die meisten Aktuatoren als „Slave“ eines „Masters“. Die verschiedenen Aktuatoren sind
mit dem Master-Steuergerät über eine kostengünstige Eindrahtleitung verbunden. Der Aktuator
erhält die auszuführenden Befehle über einen LIN-Bus (Bild 9). Der Aktuator führt selbständig eine
Selbstdiagnose durch, die er dem Master mitteilen kann. Jedoch kann das Diagnosegerät niemals
den Aktuator direkt ansteuern. Lediglich das Master-Steuergerät kann dies ausführen. Solche
Aktuatoren können nicht mehr manuell angesteuert werden. Bei einem Austausch müssen sie, je
nach Fahrzeug in welchem sie zum Einsatz kommen, eincodiert werden. Die Sensoren können
ebenfalls Teil dieses LIN-Buses sein. Solche Sensoren werden Smart Sensoren genannt.
Verwendet
wird
diese
Steuerungsart
beispielsweise
bei
Sitzverstellungen,
Scheibenwischermotoren,
Hupen,
Schiebedachmotoren,
Türmodule,
Heizungslüfter,
Klimaanlagenschrittmotoren, Generatoren, usw.
Bild 9 Seit einigen Jahren werden vermehrt Smart Aktuatoren mit interner Regelungseinheit
eingestetzt.
Prüfen von Aktuatoren
Betrachten wir die Aktuatoren im Fahrzeug näher, können wir feststellen, dass viele Aktuatoren
nach demselben Steuerungsprinzip arbeiten. Um Aktuatoren eindeutig prüfen zu können, ist es
deshalb wichtig, ihr Steuerungsprinzip zu kennen. Doch das ist in der Praxis nicht immer einfach
und ist der schwierigste Teil der Diagnose.
Fast alle Aktuatoren sind eigentlich Spulen oder Wicklungen. Dennoch kann man die Aktuatoren in
verschiedene Gruppen unterteilen:
•
•
•
•
Gruppe 1: Heizelemente wie PTC-Elemente oder PTC-Heizungen und Glühkerzen;
Gruppe 2: Lichtquellen wie Glühlampen, Xenonlampen, Halogenlampen und LED’s;
Gruppe 3: Elektromagnetische Ventile wie pneumatische oder hydraulische
Druckregelventile, Relais und Luftregelklappen.
Gruppe 4: Elektromotoren wie Gleichstrommotoren, Schrittmotoren und bürstenlose
Motoren.
Im Folgenden und als Fortsetzung in den folgenden Ausgaben des Technik-Profi werden wir
versuchen, diese Aufgabe zu vereinfachen, indem wir die am häufigsten eingesetzten Aktuatoren
nach ihrem Steuerungsprinzip gruppieren. Anhand einer nach Fahrzeugsystemen gegliederten
Übersichtstabelle (Auszug siehe unten) gelangt man zum Steuerungsprinzip und zur Testroutine
der einzelnen Aktuatoren.
Es wird nach folgenden Kategorien unterscheiden:
1. Motormanagement,
2. ABS/ASR/ESP,
3. Heizung und Klimaanlage,
4. Komfortsysteme,
5. Passive Rückhaltesysteme (Airbag, Gurtstraffer ...),
6. Automatikgetriebe und automatisiertes Schaltgetriebe.
Jedes Messprinzip bekommt mit seiner Testmethode eine eigene Seite im Heft, je nach
Schwierigkeitsgrad eventuell auch nur eine halbe oder eine ¾ Druckseite. Dort werden
Arbeitsweise und mögliche Prüfvorgänge erläutert.
Auf der Testseite befindet sich der Schaltkreis des betreffenden Aktuators. Darauf findet man den
Aktuator und wie er an das Steuergerät angeschlossen ist. Zu beachten ist, dass es sich nur um
eine Prinzipschaltung handelt und folglich von den Schaltplänen der Kfz-Hersteller abweichen
kann. Je nach Anwendung wird ein Oszilloskopbild oder eine grafische Darstellung des
Aktuatorensignals gezeigt. Hier ist besonders auf die Qualität des Signals zu achten. Wenn der
Transistor angeschlossen ist, muss dieser vollständig durchlässig sein und wenn er den Strom
unterbrechen muss, darf in dem Kreis kein Strom mehr fließen!
Die Prüfmöglichkeiten mit Diagnosegerät, Multimeter und Oszilloskop werden vorgestellt. Die
gebräuchlichsten Messwerte werden angegeben. Die geeignetste Prüfmöglichkeit wird mit
„Smiley’s“ hervorgehoben. Drei ☺ ☺ ☺ zeigen die effizienteste oder schnellste Prüfmöglichkeit an.
Wichtig: Die beschriebenen Prüfmethoden ersetzen auf keinen Fall die vom Hersteller
vorgeschriebenen Testabläufe.
Im Folgenden drucken wir die ersten Zeilen einer Übersichtstabelle ab. Die vollständige, bei Bedarf
aktualisierte und ergänzte Tabelle steht für Leser des Technik-Profi im Internet zur Ansicht und
zum Herunterladen bereit: www.zawm.de/Technik-Profi
Aktuator
Arbeitsprinzip
TP-Folge
Gebläsemotor
Transistor Verstärkungsphase
11
LPG Absperrventil
On/Off negative Steuerung
2
Spule
Zeitsteuerung On/Off
4
Kraftstoffdruck-Regelventil (DI/CR)
Tastverhältnis (PWM-Signal)
6
Kraftstoffpumpenrelais
On/Off negative Steuerung
2
Kontrollleuchte
On/Off negative Steuerung
2
On/Off positive Steuerung
3
Schrittmotor
9
Tastverhältnis (PWM-Signal)
5
Schrittmotor
9
Tastverhältnis (PWM-Signal)
5
Drosselklappensteller (E-Gas)
Schrittmotor
9
Drosselklappensteller
(Leerlaufregelung)
Schrittmotor
9
Tastverhältnis (PWM-Signal)
5
EGR-Ventil
Drosselklappensteller (Diesel)
Übersichtstabelle* für Motormanagement (*Auszug, komplett unter www.zawm.de/TechnikProfi)
Fachwissen: Werkstattpraxis
Aktuatoren: Steuerungsarten und Testmethoden (2)
Steuerung ON/OFF (Masseseitig)
Widerstand
Mikro-ISO-Relais mit integriertem Widerstand.
Unterschiedliche Klemmenbezeichnungen
zwischen Mini- und Mikro-ISO-Relais.
Allgemeines
Das Kraftstoffpumpenrelais ist ein Beispiel für ein massegesteuertes Stellglied, es bezieht seine
Versorgungsspannung meist über das Zündschloss und schaltet dann ein permanentes Plus zur
Kraftstoffpumpe und eventuell zu anderen Bauteilen. Die aktiven und inaktiven Zeitabschnitte des
Relais hängen vom Fahrer ab.
Relais mit integriertem Widerstand
Beim Ausschalten der Relaisspule wird der Strom unterbrochen. Durch diese Veränderung
entsteht in der Spule eine Selbstinduktionsspannung (Zündspulenprinzip). Die induzierte
Spannung fließt durch den Widerstand wodurch dieser stark vermindert oder vollständig
verbraucht wird.
Die Selbstinduktionsspannung hat verheerende Folgen für die anderen Bauteile im Stromkreis der
Spule. Zum Beispiel Transistoren, die Relais schalten werden durch die Selbstinduktionsspannung
zerstört. Um den Transistor zu schützen, werden Widerstände oder eine Diode parallel zur
Relaisspule in Sperrrichtung geschaltet
Relais mit integrierter Diode
Eine parallel zur Spule angeschlossene Diode (Freilaufdiode) sorgt dafür, dass die
Gegeninduktionsspannung der Spule vollständig verbraucht wird. Das einzige Problem besteht
darin, dass wenn das Relais falsch angeschlossen wurde, die Diode zerstört wird. Das Relais wird
weiterhin funktionieren, aber die Selbstinduktionsspannung wird nicht mehr verbraucht.
In Relais findet man auch Dioden, die dazu dienen den Strom nur in eine einzige Richtung fließen
zu lassen. Bei solchen Relais ist es wichtig die Polarität der Anschlussklemmen zu respektieren.
Anders ausgedrückt: wenn das Relais falsch angeschlossen ist, befindet sich die Diode in
Sperrrichtung und das Relais funktioniert nicht.
Prüfmöglichkeiten
1
2
3
5
1
2
4
3
5
4
Diagnosegerät
In der Messwerttabelle prüfen ob der Aktuator angesteuert wird.
Führen Sie einen Stellgliedtest durch. Überprüfen Sie auch ob das
das Steuersignal empfangen wird.
☺☺☺
Multimeter
Voltmeter: Messen Sie die Spannung am Aktuator. Beim Einschalten
müssen Sie die Versorgungsspannung messen.
☺☺☺
Ohmmeter: Messen Sie den Widerstand (60 - 70 Ω) vom Steuerkreis
des Relais. Wenn das Relais mit einem Schutzwiderstand gegen
Induktionsspitzen versehen ist, kann es sein, dass Sie einen
Widerstand messen, selbst dann wenn die Spule unterbrochen ist.
Oszilloskop Nicht anwendbar.
Hinweis
Das Ausschalten kann eine Induktionsspannung in der Spule auslösen. Dieser Spannungsimpuls
ist auf dem Oszilloskopbildschirm sichtbar, es sei denn die Induktion wurde unterdrückt. Durch
Verwendung eines Widerstandes oder einer parallel geschalteten Diode zur Spule kann die
Induktion unterdrückt werden und ist dann folglich auf dem Oszilloskopbild nicht mehr sichtbar. Die
Diode oder der Widerstand können sowohl im Aktuator als auch im Steuergerät integriert sein.
Fachwissen: Werkstattpraxis
Aktuatoren: Arbeitsweise und Testmethoden (3)
Steuerung ON/OFF (Spannungsseitig)
Aufbau einer Halogen-H4-Lampe. 1 = Lampenkolben, 2 = Glühwendel für Abblendlicht mit
Abdeckkappe, 3 = Glühwendel für Fernlicht, 4 = Lampensockel, 5 = elektrischer Anschluss.
Allgemeines
Eine Lampe ist permanent mit der Masse verbunden und muss folglich eine positive Spannung
erhalten um aufzuleuchten. Hierfür ist das Steuergerät zuständig und schaltet die Lampe auf
Befehl des Fahrers ein. Wann die Lampe eingeschaltet wird hängt vom Fahrer oder einem Sensor
ab.
Eine durch das Steuergerät geschaltete positive Spannung ist dermaßen kurzschlussgefährdet,
dass man spezielle Transistoren (MOSFET’s) verwendet. Solche FETs können Überlast- und
Kurzschlussereignisse erkennen und verhindern aufs erste weiteren Ärger. Das Steuergerät ist
folglich in der Lage die Schaltung zu unterbrechen, wenn ein zu hoher Verbrauch vorliegt. Bei der
Diagnose muss man dies berücksichtigen. Aus diesem Grund dürfen keine konventionellen
Anschlussmöglichkeiten beim nachträglichen Anbringen einer Anhängerkupplung verwendet
werden. Ein doppelter Verbrauch an demselben Ausgang würde zum Ausfall dieses Schaltkreises
führen.
Prüfmöglichkeiten
Diagnosegerät
In der Messwerttabelle prüfen ob der Aktuator angesteuert wird.
Führen Sie einen Stellgliedtest durch. Überprüfen Sie auch ob das
das Steuersignal empfangen wird.
☺☺☺
Multimeter
Voltmeter: Messen Sie die Spannung am Aktuator. Beim Einschalten
müssen Sie die Versorgungsspannung messen.
☺☺☺
Widerstand: Messen Sie den Widerstand der Lampe (± 0,5 Ω)
Oszilloskop Nicht anwendbar.
Hinweis
Seit 2002 verwendet eine gewisse Anzahl von Herstellern ein und denselben Lampentyp für die
Schlussleuchten, ungeachtet von deren Aufgabe. Sowohl fürs Standlicht als auch fürs Bremslicht
werden 21 W Lampen verwendet. Wenn das Standlicht eingeschaltet wird, werden die hierfür
verwendeten 21 W Lampen mit einem Tastverhältnis angesteuert, wodurch der Mittelwert der
Spannung ungefähr 7 V beträgt. Hierdurch leuchtet die Lampe weniger hell auf.
Fachwissen: Werkstattpraxis
Aktuatoren: Steuerungsarten und Testmethoden (4)
Zeitschaltung ON/OFF
Benzin-Einspritzstrahl.
Elektromagnetisches Einspritzventil.
1 = O-Ring, 2 = Filtersieb, 3 =
Ventilgehäuse, 4 = Stromspule, 5 = Feder,
6 = Ventilnadel mit Magnetanker, 7 =
Ventilsitz mit Spritzlochscheibe.
Allgemeines
Bei dieser Schaltungsart wird der Aktuator zyklisch angesteuert. So erhält man eine bestimmte
Frequenz. Abhängig von der Frequenz wird das Oszilloskop das Signal automatisch Triggern.
Wichtig ist hierbei die Zeit wie lange das Bauteil angesteuert wird.
Anwendung beim Benzin-Einspritzventil
Diese Steuerungsart wird bei den meisten Benzin-Einspritzventilen verwendet. Dies ist an ihrem
Spulenwiderstand von ungefähr 10 bis 16 Ω zu erkennen. Die Öffnungszeit des Einspritzventils ist
gleich der Ansteuerungszeit, die wiederum von der Motorbelastung abhängig ist. Die Frequenz des
Signals verändert sich gleichzeitig mit der Motordrehzahl. Das Spezifische an diesem Signal ist die
Induktion der Spule, welche man im Oszilloskopbild deutlich erkennt. Diese Induktion entsteht
wenn der Strom in der Spule ausgeschaltet wird.
Anwendung bei Zündspulen
Die Einschaltzeit der Zündspule ist der bekannte Schließwinkel. Über diese Zeitschaltung wird der
Schließwinkel geregelt um die Spule ausreichend zu laden. Beim Ausschalten dieser Ansteuerung
entsteht die Zündspannung (vergleichbar mit der Induktionsspannung). Es ist wichtig das
Oszilloskop auf eine ausreichend hohe Spannung einzustellen wenn man das vollständige Signal
sichtbar machen möchte.
Prüfmöglichkeiten
Typisches Einspritzsignal bei einem
Benzinmotor im Leerlauf
(Spannungsmessung).
Diagnosegerät
Führen Sie einen Stellgliedtest des Bauteils durch. Überprüfen Sie
auch ob das Bauteil das Steuersignal empfängt. Überprüfen Sie in der
Messwerttabelle die Ansteuerungszeit des Einspritzventils oder die
Ladezeit der Spule(n).
☺☺
Multimeter
Voltmeter: Messen Sie die Spannung am Aktuator. Beim Einschalten
müssen Sie die Versorgungsspannung messen.
☺☺
Ohmmeter: Messen Sie den Widerstand eines Einspritzventils (± 10
bis 16 Ω).
Bringen Sie eventuell eine LED-Lampe parallel zum Aktuator an um
die Steuerung zu überprüfen.
Oszilloskop Messen Sie das Signal (5V/div oder 10V/div und 1ms/div oder 2
ms/div). Die Ausschaltphase muss sichtbar sein. Überprüfen Sie ob
das Signal eine normale Form hat (siehe Bild oben rechts).
Überprüfen Sie ob der Transistor eine einwandfreie Masse steuert.
Vergleichen Sie die Steuerungszeit in „ms“ mit der angegebenen
Öffnungszeit in der Messwerttabelle.
☺☺☺
Hinweis
Man kann ebenfalls eine mechanische Prüfung der Arbeitsweise eines Einspritzventils
durchführen. Eine mechanische Prüfung eines Einspritzventils besteht aus:
• Eine Dichtigkeitsprüfung des Einspritzventils.
• Eine Überprüfung der Zerstäubung des Kraftstoffs und der Form des Einspritzstrahls.
• Ein Einspritzmengenvergleich wenn es sich um eine Mehrpunkteinspritzung handelt.
Fachwissen: Werkstattpraxis
Aktuatoren: Steuerungsarten und Testmethoden (5)
Steuerung über Tastverhältnis bei pneumatischen Magnetventilen
Unterdruckgesteuerte Magnetventile wandeln
elektrische Signale in einen Steuerunterdruck um.
1 = Steuergerät, 2 = Luftfilter, 3 =
Drosselklappenpoti, 4 =
Unterdruckgesteuertes Magnetventil, 5 =
AGR-Ventil, 6 = Lambda-Sonde.
Allgemeines
Da Computer nur in digitalem 0/I-Modus arbeiten können, wird der Elektromagnet des
Magnetventils mehrmals pro Sekunde ein- und ausgeschaltet. Dabei wird durch Veränderung der
Einschaltzeit (auch Tastverhältnis genannt) ein nahezu stufenloses Öffnen und Schließen eines
Ventils erreicht. Diese Steuerungsmethode nennt sich Pulsweitenmodulation (PWM).
Die Regelung des Tastverhältnisses ist für den Computer eine einfache Methode, um durch
Veränderung der Pulsweite (Einschaltdauer) die Spannung zu verändern. Die mittlere Spannung
zum zu steuernden Bauteil ist dann proportional zur Pulsweite. Da Elektromagnete alle durch eine
Feder belastet werden, muss die Steuerungsfrequenz auf das Gewicht des Ankers, die
Federkonstante und die gewünschte Regelpräzision abgestimmt werden. Die Frequenz des
Tastverhältnisses liegt zwischen 4 Hz bis 200 Hz.
Der Wert der Pulsweitenmodulation (PWM) wird in Prozent angegeben. Dieser Wert gibt an, wie
viel Prozent der Zeit die Spannung eingeschaltet ist.
Als Beispiel ein positiv gesteuertes
Tastverhältnis von 25 %.
In diesem Bild wird das Tastverhältnis auf
60 % angehoben.
Funktion
In der Praxis wird diese Art von Aktuatoren als Dreiwegeventil verwendet, um einen Druck oder
einen Unterdruck an einem pneumatischen Ventil zu regeln. In der Nähe der pneumatischen
Steuerungsleitung befinden sich auch eine pneumatische Versorgungsleitung (Druck oder
Unterdruck) und eine Ventilbelüftung. Die Durchgängigkeit der Letzteren ist notwendig für das gute
Arbeiten des Ventils. Mit Hilfe des Steuerdrucks werden mechanische Stellglieder (beispielsweise
das AGR-Ventil oder das Ladedruckregelventil) entsprechend den Anforderungen verstellt.
Prüfmöglichkeiten
Diagnosegerät
Überprüfen Sie mit Hilfe der Messwerttabelle ob das Bauteil
angesteuert wird.
Führen Sie einen Stellgliedtest des Bauteils durch. Überprüfen Sie
auch ob das Bauteil das Steuersignal (hörbar oder fühlbar) empfängt.
Bei Unterdruck geregelten Ventilen (Beispiel: AGR Ventil) muss
während dieses Tests ein Manometer auf den Ausgang des Ventils
angeschlossen werden. Das Manometer muss bei vollständiger
Ansteuerung einen Unterdruck von mindestens 0,5 Bar anzeigen.
☺☺☺
Multimeter
Voltmeter: Messen Sie die Spannung am Aktuator. Beim Einschalten
müssen Sie die Versorgungsspannung messen. Bei zunehmender
Ansteuerzeit nimmt auch der Spannungsabfall zu (0 bis 12 V).
☺☺
Ohmmeter: Messen Sie den Widerstand des Magnetventils (± 12 bis
45 Ω).
Oszilloskop Messen Sie das Signal (5V/div und 500 ms/div). Die Ausschaltphase
muss sichtbar sein. Überprüfen Sie ob das Signal eine normale Form
hat (siehe Bild oben rechts). Überprüfen Sie ob der Transistor eine
einwandfreie Masse steuert. Vergleichen Sie die Steuerungszeit mit
dem angegebenen Tastverhältnis in der Messwerttabelle.
☺☺☺
Fachwissen: Werkstattpraxis
Aktuatoren: Steuerungsarten und Testmethoden (6)
Steuerung über Tastverhältnis bei hydraulischen Magnetventilen
Kraftstoffdosierventil zur Steuerung der
Kraftstoffmenge, die zu den Hochdruckräumen der
Common-Rail-Hochdruckpumpe gelangt.
Hydraulisches Magnetventil als
Kraftstoffdruckregler (Siemens). 1 =
Ventilsitz, 2 = Kugelventil, 3 = Bolzen, 4 =
Magnetspule, 5 = Anker, 6 = Feder.
Allgemeines
Da Computer nur in digitalem 0/I-Modus arbeiten können, wird der Elektromagnet des
Magnetventils mehrmals pro Sekunde ein- und ausgeschaltet. Dabei wird durch Veränderung der
Einschaltzeit (auch Tastverhältnis genannt) ein nahezu stufenloses Öffnen und Schließen eines
Ventils erreicht. Diese Steuerungsmethode nennt sich Pulsweitenmodulation (PWM).
Die Regelung des Tastverhältnisses ist für den Computer eine einfache Methode, um durch
Veränderung der Pulsweite (Einschaltdauer) die Spannung zu verändern. Die mittlere Spannung
zum zu steuernden Bauteil ist dann proportional zur Pulsweite. Da Elektromagnete alle durch eine
Feder belastet werden, muss die Steuerungsfrequenz auf das Gewicht des Ankers, die
Federkonstante und die gewünschte Regelpräzision abgestimmt werden. Die Frequenz des
Tastverhältnisses liegt zwischen 100 Hz bis 1 KHz oder mehr.
Der Wert der Pulsweitenmodulation (PWM) wird in Prozent angegeben. Dieser Wert gibt an, wie
viel Prozent der Zeit die Spannung eingeschaltet ist.
Als Beispiel ein positiv gesteuertes
Tastverhältnis von 25 %.
In diesem Bild wird das Tastverhältnis auf
60 % angehoben.
Hinweis
Es gibt zwei Arten von Pulsweitenmodulation: Einer mit fester Frequenz und einer mit variabler
Frequenz. Die Veränderung der Frequenz hat meist mit einer genaueren Regelung des
hydraulischen Ventils zu tun um Vibrationen im System zu verhindern. Die Frequenz variiert, wenn
sich die Motordrehzahl verändert.
Prüfmöglichkeiten
Diagnosegerät
Überprüfen Sie mit Hilfe der Messwerttabelle ob das Bauteil
angesteuert wird.
Führen Sie einen Stellgliedtest des Bauteils durch. Überprüfen Sie
auch ob das Bauteil das Steuersignal (hörbar oder fühlbar) empfängt.
☺☺☺
Multimeter
Voltmeter: Messen Sie die Spannung am Aktuator. Beim Einschalten
müssen Sie die Versorgungsspannung messen. Bei zunehmender
Ansteuerzeit nimmt auch der Spannungsabfall zu (0 bis 12 V).
☺☺
Ohmmeter: Messen Sie den Widerstand des Magnetventils (± 1 bis
20 Ω).
Oszilloskop Messen Sie das Signal (5V/div und 50 ms/div). Die Ausschaltphase
muss sichtbar sein. Überprüfen Sie ob das Signal eine normale Form
hat (siehe Bild oben rechts). Überprüfen Sie ob der Transistor eine
einwandfreie Masse steuert. Vergleichen Sie die Steuerungszeit mit
dem angegebenen Tastverhältnis in der Messwerttabelle.
☺☺☺
Fachwissen: Werkstattpraxis
Aktuatoren: Steuerungsarten und Testmethoden (7)
Steuerung mit Strombegrenzung
Bosch Pumpendüse der ersten Generation mit
hexagonalem Magnetventil.
Das Magnetventil wird anfangs mit 12 Volt
angesteuert, wodurch der Strom stark
ansteigt. Anschließend wird die
Strombegrenzung (Haltestrom)
eingeschaltet. (BIP = Begin of Injection
Period = Beginn der Einspritzung)
Allgemeines
Bei einigen elektromagnetischen Steuerungen spielt die Reaktionszeit eine große Rolle. Da der
Stromaufbau in jeder Spule durch die Induktion verzögert wird (Gegeninduktion), kann dies
nachteilige Folgen auf die Reaktionszeit der Spule haben. In Systemen in denen man derartigen
Problemen begegnet, wird der Hersteller sich für eine Spule mit niedrigem Ohmwert, in
Kombination mit einer Strombegrenzung, entscheiden. Man spricht dann von Anzugsstrom und
Haltestrom (Vergleichbar mit Einzugs- und Haltewicklung bei gewissen Anlassern).
Bei dieser Steuerungsart wird der Aktuator erst normal angesteuert wonach der Schalttransistor
sperrt, um anschließend den Aktuator durch kurze Impulse zu steuern. Hierdurch verringert sich
der Stromfluss in der Spule obschon der Elektromagnet geöffnet bleibt. So erreicht man eine
längere Lebensdauer der Spule.
Beispiele: Steuerung von Einspritzventilen bei einigen Zentral-Einspritzsystemen, Steuerung von
Pumpen-Düsen,
Steuerung
von
Common-Rail-Injektoren,
Steuerung
von
Magnetventilgesteuerten Einspritzpumpen (z.B. Bosch VP 44), usw.
Prüfmöglichkeiten
Strommessung (10 mA/mV)
Diagnosegerät
Überprüfen Sie mit Hilfe der Messwerttabelle ob das Bauteil
angesteuert wird. Überprüden Sie in der Messwerttabelle die
Ansteuerungszeit des Magnetventils.
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Multimeter
Voltmeter: Messen Sie die Spannung am Aktuator. Beim Einschalten
müssen Sie die Versorgungsspannung messen.
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Ohmmeter: Messen Sie den Spulenwiderstand (± 0,5 Ω).
Hinweis: Bringen Sie eventuell eine LED-Lampe parallel zum
Aktuator an, um die Steuerung zu überprüfen.
Oszilloskop Messen Sie das Signal (5V/div und 1 ms/div). Die Ein- und
Ausschaltphase muss sichtbar sein. Überprüfen Sie ob das Signal
eine normale Form hat.
Eine Alternative ist der Einsatz einer Stromzange in Verbindung mit
dem Oszilloskop (siehe Bild oben rechts).
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Fachwissen: Werkstattpraxis
Aktuatoren: Steuerungsarten und Testmethoden (8)
Polaritätssteuerung
Beim Fensterhebermotor wird die Drehrichtung des
Motors zum Öffnen und Schließen des Fensters
durch Polaritätswechsel umgekehrt.
1 = Gehäuse mit Magneten, 2 =
Anschlussstecker, 3 = Zahnkranz für
Fensterheberantrieb, 4 = Kohlenbürsten, 5
= Thermoelement (Überlastsicherung), 6 =
Ankerwicklung mit Kollektoren und
Schneckenantrieb.
Allgemeines
Bei dieser Art der Steuerung verfügt das Steuergerät über vier Transistoren. So kann die
Stromrichtung durch ein Bauteil verändert werden. Durch das Umkehren des Stroms bei einem
Gleichstrommotor wird dessen Drehrichtung verändert. Diese Steuerungen werden verwendet um
Aktuatoren in beiden Richtungen mit Strom versorgen zu können (Fensterhebermotor,
Türverriegelungsmotor, Drosselklappensteller, Schrittmotor).
Fensterhebermotor
Um die Türfenster zu schließen und zu öffnen kehrt man die Stromrichtung um. Je nach
Fahrerwunsch über einen Wippschalter (Tastschalter) verändert das Steuergerät die Stromrichtung
zum Fensterhebermotor. Auch bei einem konventionellen System ohne Steuergerät wird die
Stromrichtung umgekehrt. Hierfür verwendet man jedoch Schalter die sowohl eine positive als
auch negative Polarität haben.
Drosselklappensteller und Schrittmotoren
Die Steuerung von Aktuatoren auf Basis eines Elektromotors, der schnell und präzise geregelt
werden muss verwendet man ebenfalls die Polaritätssteuerung. Dabei handelt es sich jedoch um
einen Schrittmotor, der über Polaritätswechsel angesteuert wird (mehr dazu in der nächsten
Folge).
Prüfmöglichkeiten
Diagnosegerät
Überprüfen Sie mit Hilfe der Messwerttabelle ob das Bauteil
angesteuert wird. Überprüfen Sie auch ob das Bauteil das
Steuersignal empfängt.
Führen Sie einen Stellgliedtest des Bauteils durch. Überprüfen Sie
auch ob das Bauteil das Steuersignal empfängt.
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Multimeter
Voltmeter: Messen Sie die Spannung am Aktuator. Beim Einschalten
müssen Sie die Versorgungsspannung messen.
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Ohmmeter: Messen Sie den Spulenwiderstand (1 Ω bis 4 Ω).
Hinweis: Bringen Sie eventuell eine LED-Lampe parallel zum
Aktuator an, um die Steuerung zu überprüfen.
Oszilloskop Messen Sie das Signal (5V/div und 10 ms/div). Die Ein- und
Ausschaltphase muss sichtbar sein. Überprüfen Sie ob das Signal
eine normale Form hat.
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Fachwissen: Werkstattpraxis
Aktuatoren: Steuerungsarten und Testmethoden (9)
Schrittmotor
Stellmotorgesteuertes AGR-Ventil
(Schrittmotor). Es verfügt in diesem Fall über
sechs Anschlüsse und verwendet zwei
Spulenpakete. Die Spulenpakete sind in sich
nochmals unterteilt. Entsprechend der Anzahl
von Pulssignale wird das AGR-Ventil durch
den Schrittmotor mehr oder weniger geöffnet.
Beim unipolaren Schrittmotor hat man zwei
Spulen mit einer Mittelabzapfung (links), 5 oder
6 Leitungen sind herausgeführt. Den bipolaren
Schrittmotor (rechts) erkennt man an den 4
Leitungen.
Allgemeines
Diese Motorart verfügt über mehrere Spulen. Das Steuergerät steuert die Spulen reihum an. Damit
der Schrittmotor sich in beide Richtungen bewegen kann, kehrt man die Polarität um.
Man unterscheidet unipolare und bipolare Schrittmotoren. Unipolare Motoren verfügen über zwei
Spulen mit Mittelabgriff. Sie haben fünf oder sechs Anschlüsse. Bipolare Motoren haben zwei
Spulen, die durch Umpolen angesteuert werden. Der Schrittmotor dreht sich bei jeder
Spulenumpolung einen „Schritt“ weiter (daher sein Name). Erfolgt die Umschaltung schnell genug,
geht der Rotor und damit die Antriebswelle in eine Drehbewegung über. Aus der Ansteuerung der
Spulen kann man den Drehwinkel jederzeit (verhältnismäßig) genau bestimmen. Je nach
Auslegung des Schrittmotors können kleine Winkelschritte bis 1,5° erreicht werden.
Schrittmotoren finden beispielsweise Anwendung bei:
• Automatische Drosselklappenverstellung
• Lüfterklappenverstellung bei Klimaanlagen
• Elektrische Außenspiegelverstellung
• Leuchtweitenregelung und Kurvenlicht
• Sitzverstellung mit Memoryeffekt
Hinweis: In den meisten Fällen wird ein Schrittmotor angesteuert sobald die Zündung
eingeschaltet wird. Das Ziel ist es, seine genaue Position bestimmen zu können. Der
Schrittmotor wird einmal bis zum Anschlag angesteuert, danach gibt das Steuergerät
dem Schrittmotor eine Anzahl Schritte vor. Das Steuergerät kann ebenso prüfen ob der
Motor tatsächlich erregt wird. Hierfür verwendet man die erzeugte Induktion, die durch
das Einschalten entsteht. Wenn die Position nicht automatisch erkannt wird, ist eine
Grundeinstellung mit Hilfe eines Diagnosegeräts notwendig, um ein korrektes Arbeiten
zu garantieren.
Prüfmöglichkeiten
Diagnosegerät
Überprüfen Sie mit Hilfe der Messwerttabelle ob das Bauteil direkt
angesteuert wird. Überprüfen Sie auch ob das Bauteil das
Steuersignal empfängt.
Führen Sie einen Stellgliedtest des Bauteils durch.
Führen Sie wenn nötig eine Grundeinstellung durch, damit die
Nullstellung wieder erkannt wird.
Multimeter
Voltmeter: Messen Sie die Spannung am Aktuator. Beim Einschalten
müssen Sie die Versorgungsspannung messen.
☺☺☺
☺☺
Ohmmeter: Messen Sie den Spulenwiderstand (6 Ω bis 60 Ω).
Oszilloskop Messen Sie das Steuersignal (5V/div und 200 ms/div). Überprüfen Sie
ob das Signal eine normale Form hat.
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Fachwissen: Werkstattpraxis
Aktuatoren: Steuerungsarten und Testmethoden (10)
Piezoelektrische Steuerung
Aufbau eines Piezo-Injektors von Bosch.
1 = Düse; 2 = Schaltventil; 3 =
Hydraulischer Verstärker; 4 = RücklaufAnschluss; 5 = Stecker; 6 = Piezoaktuator.
Werden Piezokristalle unter Druck gesetzt, geben
sie eine elektrische Spannung ab. Umgekehrt
dehnen sich die Kristalle aus, sobald sie unter
Spannung gesetzt werden.
Allgemeines
Der Kfz-Mechatroniker kennt das Piezokristall vom Klopfsensor her, wobei der Klopfsensor eine
Spannung erzeugt wenn auf das Kristall ein mechanischer Druck ausgeübt wird. Der Piezoaktuator
arbeitet nach umgekehrtem Prinzip. Wird eine elektrische Spannung am Piezokristall angelegt,
dehnt sich dieser aus. Diese Ausdehnung des Kristalls ermöglicht es dem Aktuator seinen Zustand
zu verändern. Das Piezokristall hat die Eigenschaft sich wie ein Kondensator zu verhalten, bei
einem kurzen Stromstoß dehnt der Aktuator sich aus und speichert die Spannung. Wird der
Piezokristall anschließend mit einer umgekehrten Spannung gegenüber der Einschaltspannung
beaufschlagt, zieht sich das Piezokristall zusammen.
Hinweis:
Durch das oben beschriebene Kondensatorverhalten ist es verboten, die
Steckverbindung bei einem Piezo-Injektor bei laufendem Motor zu ziehen. Schafft man
das nämlich bei geöffnetem Injektor, riskiert man eine viel zu lange Öffnungszeit. Die
Dauereinspritzung führt dann zu extrem hohen Verbrennungsdrücken und zum
Motorschaden.
Prüfmöglichkeiten
Signalprüfung eines Piezo-Injektors von
Siemens im Leerlauf mit einer
Stromzange. 1 = Voreinspritzung, 2 =
Haupteinspritzung.
Diagnosegerät
Überprüfen Sie mit Hilfe der Messwerttabelle ob das Bauteil direkt
angesteuert wird. Überprüfen Sie auch ob das Bauteil das
Steuersignal empfängt.
Führen Sie einen Stellgliedtest des Bauteils durch.
Führen Sie wenn nötig eine Grundeinstellung durch, damit die
Nullstellung wieder erkannt wird.
Multimeter
Voltmeter: Messen Sie die Spannung am Aktuator. Beim Einschalten
müssen Sie eine Spannung von etwa 60 V messen.
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☺☺
Ohmmeter: Der gemessene Widerstand bei Piezo-Injektoren beträgt
150 – 250 kΩ.
Hinweis: Bei Piezo-Injektoren kann zusätzlich zur
Widerstandsprüfung auch eine Kapazitätsprüfung des
Piezo-Kristalls durchgeführt werden. Der Sollwert
beträgt: > 3,0 µF.
Oszilloskop Messen Sie das Steuersignal (5V/div und 1 ms/div). Überprüfen Sie
ob das Signal eine normale Form hat.
Bei Piezo-Injektoren sollte man vorzugsweise eine Stromzange in
Verbindung mit dem Oszilloskop verwenden.
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Fachwissen: Werkstattpraxis
Aktuatoren: Steuerungsarten und Testmethoden (11)
Gesteuerte Leistungsendstufe
Allgemeines
Heutzutage verwendet man keine Vorschaltwiderstände mehr um die Geschwindigkeit eines
Lüftermotors (DC-Motor) zu regeln. Der Lüfter wird durch eine Leistungsendstufe gesteuert. Je
nach System wird die Endstufe in das Steuergerät des Lüfters integriert oder separat eingebaut.
Diese Endstufe regelt den Strom zum Lüfter, so dass dieser stufenlos seine Geschwindigkeit
verändern kann.
In das Steuergerät integrierte Endstufe
Das Steuergerät baut eine Kommunikation mit einem anderen Steuergerät auf. Abhängig von der
Datenübertragung wird der Lüfter angesteuert. In dieser Datenübertragung sind auch
Informationen zur Fehlerdiagnose vorgesehen. Der Lüfter verfügt über eine gewisse Anzahl
Sensoren, welche die Geschwindigkeit des Gebläserotors registrieren.
Separate Endstufe
Bei dieser Art von Endstufe wird der Transistor mit einem PWM-Signal gesteuert. Das Signal
kommt von einem Steuergerät. Abhängig vom Impulsverhältnis wird der Transistor mehr oder
weniger leitend. Letztendlich regelt der Transistor die Strommenge, die zum Lüfter geleitet wird
wodurch seine Drehgeschwindigkeit sich abhängig vom Tastverhältnis des PWM-Signals
verändert.
Prüfmöglichkeiten
Diagnosegerät
Überprüfen Sie mit Hilfe der Messwerttabelle ob das Bauteil direkt
angesteuert wird. Überprüfen Sie auch ob das Bauteil das
Steuersignal empfängt.
Führen Sie einen Stellgliedtest des Bauteils durch.
☺☺☺
Multimeter
Voltmeter: Messen Sie die Spannung am Aktuator. Bei vollständiger
Ansteuerung müssen Sie Bordspannung messen. Messen Sie
eventuell die Steuerspannung an der Leistungsendstufe. Dieses
Signal kann pulsierend sein oder auch eine stabile Spannung haben.
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Ohmmeter: Messen Sie den Spulenwiderstand des Lüfters (< 5 Ω).
Oszilloskop Messen Sie das Steuersignal (5V/div und 10 ms/div). Überprüfen Sie
ob das Signal eine normale Form hat.
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