Ladedruckregelung

Ladedruckregelung

Die Ladedruckregelung sorgt für die Einstellung des richtigen Ladedrucks zu jedem Zeitpunkt. Je nach Betriebspunkt wird der Ladedruck gesteuert oder geregelt. Im gesteuerten Betrieb wird der der Ladedrucksteller je nach Betriebspunkt mit in Kennfeldern vordefinierten Tastverhältnissen angesteuert.

Im geregelten Betrieb wird der Ist-Ladedruck über den Ladedrucksensor erfasst. Das DDE-Steuergerät berechnet damit das erforderliche Tastverhältnis, um den vorgegebenen Soll-Ladedruck zu erreichen.

Bauteilübersicht
 
Turbolader mit variabler Turbinengeometrie und Ladedrucksteller

Für die Ladedruckregelung wird ein Turbolader mit variabler Turbinengeometrie ohne Wastegate-Ventil eingesetzt.

Auf der Abgasseite sind außen um das Turbinenrad verstellbare Leitschaufeln drehbar gelagert. Mit diesen Leitschaufeln wird die Antriebskraft, die das Abgas auf die Turbine ausübt, beeinflusst und damit der gewünschte Ladedruck eingestellt.

Ein Verstellhebel am Turbinengehäuse betätigt die verstellbaren Leitschaufeln. Der Verstellhebel wird durch einen elektrischen Ladedrucksteller (Elektromotor mit Schneckengetriebe und Steuerelektronik) betätigt. Der Ladedrucksteller ist direkt am Turbolader montiert und kann nicht separat getauscht werden.

Funktion

Die DDE liefert dem elektrischen Ladedrucksteller ein pulsweitenmoduliertes Signal (PWM-Signal). Der Arbeitsbereich des Signals liegt zwischen 10 % und 95 %, wobei 10 % bedeutet Leitschaufeln geöffnet und 95 % bedeutet Leitschaufeln geschlossen.

Die Elektronik im Ladedrucksteller rechnet das PWM-Signal in einen Einstellwinkel um und steuert den Stellmotor an.

Der Ladedrucksteller selbst ist eigendiagnosefähig und meldet einen vorliegenden Fehler an die DDE.

Prüfung der variablen Turbinengeometrie

Der Verstellhebel muss sich zwischen minimaler und maximaler Ansteuerung um 35° bis 45° Drehwinkel verstellen. Die Verstellung muss zügig erfolgen.

Die Ladedruckregelung wird auf folgende Fehler überwacht:

Positive und negative Regelabweichung

Fehler in der Ansteuerung des Ladedruckstellers

Defekt im Ladedrucksteller, z. B. blockiert oder mechanisch defekt

Abgefallener Ladeluftschlauch

Folgen bei Auftreten eines Fehlers an der Ladedruckregelung:

Ladedruckregelung wird abgeschaltet, der Ladedrucksteller wird mit einem festen Tastverhältnis angesteuert

Abgasrückführung wird abgeschaltet

Bei Regelabweichung des Ladedrucks wird die Einspritzmenge begrenzt und für den Ladedruck ein Vorgabewert ausgegeben.

Die Ladedruckregelung wird zudem abgeschaltet, wenn folgende Fehler auftreten:

Fehler in der Abgasrückführregelung

Fehler am Ladedrucksensor

Fehler am Kurbelwellensensor

Fehler am Fahrpedalmodul

Fehler am Luftmassenmesser

Fehler an der Klemme 15 bzw. Wake-up-Signal

Fehler am Mengenregelventil


Ladedrucksensor

Der Ladedrucksensor erfasst den Absolutdruck (Summe aus Ladedruck und Umgebungsdruck) in der Ladeluftführung und dient als Sensor für die Ladedruckregelung.

Der Ladedrucksensor ist direkt am Sammler für Ansaugluft montiert. Das DDE-Steuergerät versorgt den Ladedrucksensor mit Masse und einer Versorgungsspannung von 5 V.

Über eine Bohrung im Sensor wird der Druck aufgenommen und an das DDE-Steuergerät eine entsprechende Messspannung ausgegeben.

Fehlerbehandlung

Wenn am Ladedrucksensor ein Defekt erkannt wird, reagiert das DDE-Steuergerät wie folgt:

Die Ladedruckregelung wird abgeschaltet

Die Abgasrückführung wird abgeschaltet

 
 
Ladelufttemperatursensor

Der Ladelufttemperatursensor erfasst die Temperatur der vom Turbolader verdichteten und vom Ladeluftkühler gekühlten Frischluft.

Der Ladelufttemperatursensor ist am Ladeluftrohr zwischen Ladeluftkühler und Drosselklappe montiert.

Über den veränderlichen Sensorwiderstand erkennt das DDE-Steuergerät die Ladelufttemperatur.

In der folgenden Tabelle ist die Widerstandskennlinie des Ladelufttemperatursensors ersichtlich:

Ladelufttemperatur

Widerstand

-20 °C

21,8 kOhm

0 °C

7,35 kOhm

20 °C

2,8 kOhm

40 °C

1,2 kOhm

60 °C

560,1 Ohm

80 °C

282,9 Ohm

100 °C

152,9 Ohm

 
 
 
Fehlerbehandlung

Wenn am Ladelufttemperatursensor ein Defekt erkannt wird, reagiert das DDE-Steuergerät wie folgt:

Die Ladedruckregelung wird abgeschaltet

Die Abgasrückführung wird abgeschaltet

Die Einspritzmenge wird begrenzt (Drehmomentbegrenzung)

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