Meten aan een turbodrukregelsysteem

Download meting

Sensor- en actuatorinformatie

Actuator-type: DC-motor
Voeding: -
Signaaltype: Duty cycle-variërend, positief of negatief
Signaalniveau: -12 V tot 12 V
Sensor-type: Hall-positiesensor
Voeding: 5 V en GND vanuit ECU
Signaaltype: Amplitudevariërend
Signaalniveau: 0,5 V tot 4,5 V
Sensor-type: MAP-sensor
Voeding: 5 V en GND vanuit ECU
Signaaltype: Amplitudevariërend
Signaalniveau: 0,5 V tot 4,5 V

Werking van het turbodrukregelsysteem

Huidige motorontwikkelingen vragen om een balans tussen vermogen en een laag brandstofverbruik en lage emissies. Een combinatie van goede vermogensprestaties en lage emissies kan worden verkregen door een motor met een klein cilindervolume te gebruiken voor een laag brandstofverbruik, in combinatie met een turbo om het vermogen te verhogen wanneer dat nodig is.

Overzicht turbodrukregelsysteem

Figuur 1: Overzicht turbodrukregelsysteem

  1. Waste gate
  2. DC-motor
  3. Positiesensor

De gebruikte motor voor deze meting is uitgevoerd met een turbo die uitgerust is met een waste gate-klep in de uitlaatgasstroom als bypass langs de turbo, zie figuur 1. De waste gate-opening kan veranderd worden overeenkomstig de benodigde druk in de inlaat die uiteindelijk het geleverde vermogen van de motor bepaalt. De wate-gate-positie wordt bestuurd door de ECU met een DC-motor. Een positiesensor geeft terugkoppeling aan de ECU over de positie van de waste gate-klep. De waste gate-klep wordt gesloten gehouden door een veer in de DC-motor.

De DC-motor is mechanisch verbonden met de waste gate door enkele reductietandwielen. Beide aansluitingen van de DC-motor zijn elektrisch verbonden met de ECU die de DC-motor, en dus de waste gate, regelt in beide richtingen. De positiesensor geeft de ECU terugkoppeling over de positie van de waste gate. De sensor is een Hall-type met elektronica om het sensorsignaal om te zetten in een spanning van 0,5 V tot 4,5 V. De druksensor is gebaseerd op de MAP-sensor en werkt op dezelfde manier, maar met verhoogd bereik om de hogere drukken te detecteren.

Aansluiten van labscoop

De werking van het turbodrukregelsysteem kan worden gecontroleerd door de volgende signalen te meten, zie figuur 2:

Kanaal Probe Spanning Meetbereik
1 Red probe Signaalspanning positieve kant van DC-motor 20 V
Black probe Signaalspanning negatieve kant van DC-motor
2 Yellow probe Signaalspanning van positiesensor 8 V
Black probe Massa bij accu
3 Green probe Signaalspanning van turbodruksensor 8 V
Black probe right Massa bij accu
Meetschema met aansluitingen aan de turbodruksensor en -actuactor
Figuur 2: Meetschema met aansluitingen aan de turbodruksensor en -actuactor
Meten aan een werkend turbodrukregelsysteem met een ATS5004D
Figuur 3: Meten aan een werkend turbodrukregelsysteem met een ATS5004D

De labscoop is met een Meetsnoer TP-C1812B en Backprobe TP-BP85 aangesloten op de DC-motor, positiesensor en turbodruksensor.

De labscoop is in recordermodus gezet. In recordermodus wordt een stream-meting uitgevoerd, waarbij de signalen continu live op het scherm worden getoond. De meeste signalen variëren langzaam, behalve het DC-motor-besturingssignaal. De Automotive scope ATS5004D is op een stream-snelheid van 10 kS/s ingesteld om alle signalen goed te meten.

Meten

In figuur 4 is het signaal getoond van de DC-motor, positiesensor en druksensor van een auto die accelereert door de 1st, 2de en 3de versnelling met een motor op werktemperatuur. Dit signaal kan worden gedownload en gebruikt om de labscoop op de juiste manier in te stellen of als referentiesignaal.

Download turbodrukregelingmeting

Labscoopmeting aan turbodrukregelsysteem

Figuur 4: Labscoopmeting aan turbodrukregelsysteem

Kanaal 1 (rood) toont het signaal van de waste gate-DC-motor, kanaal 2 (geel) de waste gate-positiesensor en kanaal 3 (groen) de turbodruksensor.

De meting wordt gestart wanneer de motor stationair draait en de auto klaar is om te accelereren. Na het overschakelen naar de 2e versnelling, houdt de turbodrukregulatiesysteem de waste gate-klep in de gesloten positie, zichtbaar in het hoge gele signaal. Wanneer de turbo het werkgebied bereikt begint de druk te stijgen, zichtbaar in het stijgende groene signaal. Vervolgens wordt de positie van de waste gate aangepast door de ECU met de DC-motor om controle over de druk te houden, het gele signaal zakt, wat aangeeft dat de waste gate-klep opent. De turbodruk wordt tijdens de acceleratie op een bepaald niveau gehouden door het aanpassen van de waste gate-positie, tot de 3e versnelling nodig is.

Wanneer het gaspedaal wordt losgelaten om te schakelen, moet de gemaakte druk worden vrijgegeven en de ECU opent de waste gate volledig, wat kan worden gezien in het gele signaal dat daalt tot 1,2 V. Het groene signaal toont eerst een lichte stijging van de turbodruk omdat de turbo nog draait, maar al snel vertraagt de turbo ​​en daalt de turbodruk. Als de 3e versnelling is geselecteerd en acceleratie kan worden voortgezet, wordt de waste gate weer gesloten om de turbodruk weer te verhogen.

Diagnose

Signalen kunnen afwijken bij andere typen motormanagementsystemen en turbodrukregelsystemen. Raadpleeg ATIS voor informatie over specifieke motormanagementsystemen en turbodrukregelsystemen.

Onderstaande afwijkingen in de meetwaarden van de waste gate-DC-motor kunnen wijzen op een probleem:

  • Geen signaal:
    Oorzaken: meetpennen geen verbinding (voer connectietest uit), waste gate-DC-motor defect, ECU-versterker defect
  • Te lage signaalspanning:
    Oorzaken: slechte of geen massa voor de ECU aanwezig, weerstand in bedrading naar ECU
  • Signaal vertoont veel meer ruis dan voorbeeldsignaal:
    Oorzaken: bedrading van signaaldraad beschadigd, slecht contact in stekkeraansluitingen, waste gate-DC-motor defect
  • Signaal vertoont een offset ten opzichte van het voorbeeldsignaal:
    Oorzaken: de scoop staat niet in gelijkspanningskoppeling: DC

Onderstaande afwijkingen in de meetwaarden van de waste gate-positiesensor kunnen wijzen op een probleem:

  • Geen signaal:
    Oorzaken: meetpennen geen verbinding (voer connectietest uit), geen voeding, sensor defect
  • Te hoge signaalspanning:
    Oorzaken: slechte of geen massa aanwezig op de voeding, weerstand in bedrading naar ECU, sensor defect
  • Te lage signaalspanning:
    Oorzaken: slechte voeding, sensor defect
  • Signaal vertoont veel meer ruis dan voorbeeldsignaal:
    Oorzaken: signaaldraden beschadigd, slecht contact in stekeraansluitingen, sensor defect
  • Signaal vertoont een offset ten opzichte van het voorbeeldsignaal:
    Oorzaken: de scoop staat niet in gelijkspanningskoppeling: DC, slechte of geen massa aanwezig, weerstand in bedrading naar ECU

Zie voor informatie over turbodruksensorsignaalafwijkingen het artikel over MAP-sensor-diagnose.

GERELATEERDE ARTIKELEN

Manifold Absolute Pressure (MAP) sensor
Met een labscoop wordt gemeten aan een MAP-sensor bij stationair toerental, 2000RPM, 3000RPM en terug naar stationair toerental van een warme motor. Het signaal wordt getoond en kan worden gedownload. Verschillende mogelijke afwijkingen van het signaal worden genoemd, waarmee vastgesteld kan worden of de MAP-sensor goed werkt.
Disclaimer

Dit document is onderhevig aan veranderingen en kan zonder voorafgaande mededeling worden aangepast. Aan dit document kunnen geen rechten worden ontleend.

De informatie in deze applicatie-note is gecontroleerd en wordt als betrouwbaar beschouwd. TiePie engineering kan echter niet verantwoordelijk worden gesteld voor eventuele onjuistheden.

Veiligheidswaarschuwing:

  • Controleer voor het meten dat bronnen van gevaarlijk hoge spanning zijn uitgeschakeld of afgeschermd tegen aanraking. Spanningen boven 30 V AC RMS, 42 V AC piek of 60 V DC worden als gevaarlijk beschouwd.
  • Zorg tijdens het meten voor een schone en overzichtelijke werkplek.
  • Deze metingen en procedures dienen als voorbeeld / meetsuggestie en zijn geen voorgeschreven standaard.
  • TiePie engineering kan niet anticiperen op de benodigde veiligheidsmaatregelen voor de bescherming van personen en apparatuur. Ga alvorens te meten eerst na welke veiligheidsmaatregelen van toepassing zijn.