Land Rover Freelander Workshop Rover German Version Manual
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MOTORSTEUERSYSTEM - MEMS 4 BESCHREIBUNG UND FUNKTIONSWEISE ·Das ECM steuert auch die Elektronik der Wegfahrsperre. Das Zentrale Steuergerät (CCU) gibt ein codiertes Signal an das ECM ab, wenn die Zündung auf II geschaltet wird. Wenn das codierte Signal nicht mit dem einprogrammierten Vergleichssignal übereinstimmt, legt das ECM die Kraftstoffeinspritzung still. HINWEIS: Falls ein falscher Code empfangen, der Schlüssel jedoch sehr schnell von 0 auf III gestellt wird, kann der Motor kurz anspringen, bevor er wieder abwürgt. Dies ist normal. ·Bei Fahrzeugen mit ABS liefert das ECM Signaldaten an das ABS-Steuergerät für die Hangabfahrthilfe. Das ECM ist ein adaptives Gerät, das mit der Zeit die Last- und Verschleißeigenschaften des von ihm gesteuerten Motors lernt. Das ECM erinnert sich an die beiden Hauptanforderungen des Motors und aktualisiert sie, wenn der Motor mit normaler Betriebstemperatur läuft: ·Die zur Erreichung der Solleerlaufdrehzahl erforderliche Stellung des Leerlaufluftregelventils. Dieser Wert dient dann als Bezugswert für Verstellungen des Leerlaufluftregelventils, um die Leerlaufdrehzahl unter allen Lastbedingungen aufrechtzuerhalten. ·Die für die Erzielung der Lambdasonden-Sollspannung erforderliche Kraftstoffversorgung. Dadurch kann das System die korrekte Kraftstoffversorgung herstellen, ohne übermäßig und unter Beeinträchtigung der Abgasentgiftung und des Fahrverhaltens einzugreifen. HINWEIS: Nach Erneuerung des ECM muß mit Hilfe von TestBook der CCU-Code einprogrammiert und eine Kalibrierung des Drosselklappensystems vorgenommen werden. WARNUNG: Beim Waschen unter der Motorhaube auf keinen Fall den Wasserstrahl direkt auf das Motorsteuergerät richten, da die Elektronik durch eindringende Feuchtigkeit beschädigt werden kann.
MOTORSTEUERSYSTEM - MEMS BESCHREIBUNG UND FUNKTIONSWEISE5 1.ECM-Gehäuse 2.Mehrfachstecker 3.Arretierhaken Die Eingänge und Ausgänge des Steuergeräts gehen aus dem folgenden Diagramm hervor. EINGÄNGE AUSGÄNGE Kurbelwinkelgeber Zündspule Ansaugunterdruckfühler Einspritzdüsen Kühlmitteltemperaturfühler Leerlaufluftregelventil Ansauglufttemperaturfühler Kraftstoffpumpenrelais Beheizte Lambdasonde Diagnoseanschluß Drosselklappenwinkelgeber Lambdasondenrelais Diagnoseeingang Hauptrelais Batteriestrom (durch Hauptrelais) Ventilatorrelais ZündschalterECMKlimaanlagenkupplungsrelais Masse (nur bei Klimaanlage) Anforderung Klimaanlage ABS-Steuergerät (Hangabfahrthilfe) (nur bei Klimaanlage) Versorgung - Spülluftventil und Sensoren (+5v konstant) Klimaanlagenventilatorrelais Alarm code Anforderung Klimaanlagenventilator (Hochdruck) Fahrgeschwindigkeitssignal von ABS-Steuergerät (nur bei ABS) Fahrgeschwindigkeitsgeber (VSS) (nur bei Fahrzeugen ohne ABS) Anforderung Kondensatorventilator (nur bei Klimaanlage)
MOTORSTEUERSYSTEM - MEMS 6 BESCHREIBUNG UND FUNKTIONSWEISE Stiftbelegung am Steuergerät HINWEIS: VBATT = Batteriespannung Stift Nr. Funktion Spannung Signaltyp Status 1 Nicht belegt - - - 2 Schrittmotoransteuerung : Spule 2 Phase B0 - VBATT Schaltbar Ausgang 3 Schrittmotoransteuerung : Spule 2 Phase A0 - VBATT Schaltbar Ausgang 4 Hauptrelaisansteuerung 0 - VBATT Schaltbar Ausgang 5 Kühlventilatorrelais parallel (Ventilator 2)0 - VBATT Schaltbar Ausgang 6 Kühlventilatorrelais in Reihe (Fan 1)0 - VBATT Schaltbar Ausgang 7 Lambdasonde 0 - 1,1V Analog Eingang 8 Drosselklappenwinkelgeber 0 - 5V (Sensorversorgung)Analog Eingang 9 Sensorversorgung 5V Nennwert Vergleichsspannung Ausgang 10 Diagnoseleitung K-Leitung0 - VBATT (ISO9141)Codierte Daten Eingang/ Ausgang 11 Zündsignal 0 - VBATT Schaltbar (VBATT = ein)Eingang 12 Nicht belegt - - - 13 Diebstahlsicherung (vom CCU)0 - VBATT Codierte Daten Eingang 14 Nicht belegt - - - 15 Anforderung Klimaanlagenventilator 0 - VBATT Digital (0V = ein)Eingang 16 Ansauglufttemperatur 0 - 5V Analog Eingang 17 Nicht belegt - - - 18 Lambdasonde 0V (Nennwert) Analog Eingang
MOTORSTEUERSYSTEM - MEMS BESCHREIBUNG UND FUNKTIONSWEISE7 Stiftbelegung am Steuergerät - Forts. HINWEIS: VBATT = Batteriespannung Stift Nr. Funktion Spannung Signaltyp Status 19 Klimaanlagenkupplungsrelais 0 - VBATT Schaltbar (0V = ein)Ausgang 20 Kraftstoffpumpenrelais 0 - VBATT Schaltbar (0V = ein)Ausgang 21 Spülluftventil 0 - VBATT PDM Ausgang 22 Schrittmotoransteuerung : Spule 1 Phase A0 - VBATT Schaltbar Ausgang 23 Einspritzdüsen 2 und 3 0 - VBATT Schaltbar (0V = ein)Ausgang 24 Einspritzdüsen 1 und 4 0 - VBATT Schaltbar (0V = ein)Ausgang 25 Zündspulenansteuerung 0 - 450V Schaltbar (0V = Spulenladung)Ausgang 26 Hangabfahrthilfe 0 - VBATT PDM Daten Ausgang 27 Schrittmotoransteuerung : Spule 1 Phase B0 - VBATT Schaltbar Ausgang 28 Batteriestrom (durch Hauptrelais) VBATT Leistung Eingang 29 Hauptmasse 0V (Nennwert) Leistung Masse 30 Sensormasse 0V NennwertVerhältnis Masse 31 Kurbelwinkelgeber positiv 0-100V (Spitze-Spitze)Frequenz Eingang 32 Kurbelwinkelgeber negativ 0-100V (Spitze-Spitze)Frequenz Eingang 33 Kühlmitteltemperaturgeber 0 - 5V Analog Eingang 34 Nicht belegt - - - 35 Anforderung Klimaanlage 0 - VBATT Schaltbar (0V = ein)Eingang 36 Heizrelais Lambdasonde 0 - VBATT Schaltbar (0V = ein)Ausgang
MOTORSTEUERSYSTEM - MEMS 8 BESCHREIBUNG UND FUNKTIONSWEISE ZÜNDANLAGE Das Motorsteuergerät bestimmt die optimale Zündeinstellung anhand von Signalen der folgenden Sensoren: 1.Kurbelwinkelgeber - Motordrehzahl und Kurbelwellenwinkel 2.Ansaugunterdruckfühler - Motorlast 3.Kühlmitteltemperaturfühler - Motortemperatur 4.Drosselklappenwinkelgeber - Fahrpedal freigegeben 5.Ansauglufttemperaturfühler - Ansauglufttemperatur Das Motorsteuersystem verzichtet auf eine Fliehkraft-oder Unterdruckverstellung, stattdessen wird die Zündverstellung vom ECM gesteuert. Die Verteilung des Zündfunkens erfolgt mit Hilfe von Verteilerfinger und Verteilerkappe, die am 4. Zylinder auf der Einlaßnockenwellenseite angeordnet sind. Grundeinstellung Kurbelwinkelgeber (CKP-Sensor) Drehzahl und Kurbelwinkel des Motors werden von dem Kurbelwinkelgeber erkannt, der durchragend in die Getriebeanbauplatte neben dem Schwungrad geschraubt ist.Der Kurbelwinkelgeber ist ein induktiver Sensor, bestehend aus einer Spule und einem Dauermagnet, der ein Magnetfeld erzeugt. Der Sensor ist so angeordnet, daß zwischen ihm und dem Schwungrad ein Luftspalt besteht. Das Maß dieses Luftspalts ist für die Funktion des Sensors von kritischer Bedeutung. Das Schwungrad weist an einem Reluktorring 32 Pole auf, die im Abstand von jeweils 10 Grad angeordnet sind, wobei die vier Pole bei 0, 50, 180 und 240 Grad ausgelassen sind. Diese Anordnung teilt dem ECM mit, wann es die Einspritzdüsengruppen anzusteuern hat. Jedesmal wenn einer dieser Schwungradpole am Sensor vorbeiläuft, stört er das Magnetfeld und erzeugt einen Spannungsimpuls in der Spule. Dieser Impuls wird an das Motorsteuergerät übertragen. Wenn das Motorsteuergerät die Impulse über eine bestimmte Zeit hinweg zählt, kann es die Motordrehzahl errechnen. Der Ausgang dieses Sensors dient zusammen mit dem des Ansaugunterdruckfühlers der Leerlaufstabilisierung und als Vergleichswert für die Einspritzung. Wenn der Kurbelwinkelgeber ausfällt, stoppt der Motor und läßt sich nicht wieder starten. Ansaugunterdruckfühler (MAP-Sensor) Der Ansaugunterdruckfühler (MAP-Sensor) ist im ECM angeordnet und erkennt den im Ansaugkrümmmer herrschenden Unterdruck durch eine Schlauchverbindung. In diesen Schlauch vom Ansaugkrümmer ist ein Kraftstoffabscheider vorgesehen, um zu verhindern, daß Kraftstoff und Ölspuren in den Ansaugunterdruckfühler eintreten. Der Sensor wandelt Druckveränderungen in abgestufte elektrische Signale um, die dem ECM verständlich sind. Die Schwankungen im Ansaugunterdruck liefern dem ECM ein präzises Bild von der Motorlast, so daß es die Kraftstoffeinspritzung und Zündeinstellung leistungsoptimal regulieren kann. Wenn der Ansaugunterdruckfühler ausfällt, greift das ECM auf eine Reserveprogrammierung zurück und arbeitet mit einem Ersatzwert, der aus der Motordrehzahl und Fahrpedalstellung ermittelt wird.
MOTORSTEUERSYSTEM - MEMS BESCHREIBUNG UND FUNKTIONSWEISE9 Korrektursignale Kühlmitteltemperaturfühler (ECT-Sensor) Der Kühlmitteltemperaturfühler ist oben im Kühlmittelauslaßknie angeordnet, das vorn mit dem Zylinderkopf verbunden ist. Der Sensor ist in einer Gewindebohrung verschraubt und mißt die Temperatur des Kühlmittels, wenn es den Motor durch den Schlauch oben zum Kühler verläßt. Der Kühlmitteltemperaturfühler ist ein a temperaturabhängiger Widerstand (Thermistor), dessen Widerstand mit steigender Kühlmitteltemperatur fällt (negativer Temperaturkoeffizient. Das ECM erhält vom Kühlmitteltemperaturfühler ein zur Motorkühlmitteltemperatur proportionales Signal. Das ECM überwacht das Signal ständig und verlegt dementsprechend die Zündeinstellung nach früh oder spät, um das Fahrverhalten und die Schadstoffbegrenzung zu optimieren. Wenn der Kühlmitteltemperaturfühler ausfällt, greift das ECM auf eine Reserveprogrammierung zurück und arbeitet mit einem Ersatzwert von 60,2C und schaltet die Ventilatoren ein, solange der Motor läuft. Leerlaufstabilisierung Bei freigegebenem Fahrpedal nutzt das ECM das gute Ansprechvermögen der Zündeinstellung, um den Leerlauf zu stabilisieren. Bei Erhöhung oder Verringerung der Motorlast erkennt das ECM die veränderte Motordrehzahl und verstellt unter Ansteuerung des Leerlaufluftregelventils (IACV) die Zündeinstellung nach früh oder spät, um die Solleerlaufdrehzahl aufrechtzuerhalten. Wenn der Motor entlastet wird, kehrt das Leerlaufluftregelventil in seine Ausgangsposition zurück, und die Zündeinstellung wird auf die Leerlaufposition zurückgeführt. HINWEIS: Aufgrund der Empfindlichkeit dieses Systems wird die Zündeinstellung im Leerlauf ständig geändert. BAUTEILE DER ZÜNDANLAGE Zündspule Die Zündspule der programmierten Zündung ist Zylinderkopf neben der Verteilerkappe angeordnet. Die Spule ist durch ein kurzes Hochspannungskabel mit der Mittelklemme der Verteilerkappe verbunden. Da es sich um eine Trockenspule handelt, kann sie am Motor angebracht werden. Ein zweipoliger Stecker verbindet die Spule mit dem Motor-Kabelbaum. Die Zündspule hat einen geringeren Primärwicklungswiderstand (0,71bis 0,81 Ohm bei 20C) als bei einer konventionellen Zündanlage. Dadurch wird die volle Ausgangsleistung schneller erreicht, und die Zündspule arbeitet über den gesamten Motordrehzahlbereich hinweg gleichmäßiger. Um eine überhöhte Leistungsaufnahme zu verhindern und einen gleichbleibenden Zündfunken zu liefern, reguliert das ECM ständig die Zündspulenladezeit in Abhängigkeit von der Motordrehzahl. Je höher die Motordrehzahl, desto größer der Schließwinkel. Wenn die Spule ausfällt, geht der Hochspannungsausgang verloren, und der Motor stoppt.
MOTORSTEUERSYSTEM - MEMS 10 BESCHREIBUNG UND FUNKTIONSWEISE Verteilerkappe und Verteilerfinger Die Verteilerkappe ist links am Zylinderkopf angeordnet. Der Verteilerfinger wird direkt von der Einlaßnockenwell angetriebene. Die Kappe wird von zwei unverlierbaren Schrauben gehalten. Die Kappe hat fünf äußere Anschlüsse: vier für die zu den Zündkerzen führenden Zündkabel und den fünften für das Hochspannungskabel von der Zündspule. Eine federbelastete Mittelbürste sorgt für den Kontakt mit dem Verteilerfinger. Der Verteilerfinger wird durch eine Schraube an einem D-förmigen Wellenstumpf gehalten, der mit Preßsitz in einer Beruhigungsbuchse in der Nockenwelle ruht und durch einen Lichtbogenschild mit Ölablauf vor Verunreinigungen geschützt wird. 1.Verteilerkappe 2.Verteilerfinger 3.Befestigungsschraube 4.Lichtbogenschild Vier in gleichen Abständen unter der Verteilerkappe angeordnete Kontakte verbinden die Spule mit den Zündkerzen. Strompulse von der Spule gehen durch die Bürste zum Verteilerfinger und zu einem Zündkabel nach dem anderen, während der Verteilerfinger immer wieder über die Kontakte streicht.KRAFTSTOFFSYSTEM Ansauglufttemperaturfühler (IAT-Sensor) Der Ansauglufttemperaturfühler ist in der Seite des Einlasses zu Zylinder 4 und ist an einem grünen Kabelanschluß erkennbar. Dieser Sensor arbeitet nach dem Prizip des negativen Temperaturkoeffizienten (NTC), d.h. sein Widerstand sinkt mit steigender Temperatur. Das ECM erhält ein zur Temperatur der Ansaugluft proportionales Signal. Unter Einbeziehung des Signals vom Ansaugunterdruckfühler (MAP-Sensor) kann das ECM das Sauerstoffvolumen in der Luft errechnen und die Kraftstoffdosierung im Interesse eines optimalen Gemischs regulieren. Das Signal des Ansauglufttemperaturfühlers dient auch der Zündeinstellung. Wenn der Ansauglufttemperaturfühler ausfällt, greift das ECM auf eine Reserveprogrammierung zurück und arbeitet mit einem Ersatzwert von 35,5C.
MOTORSTEUERSYSTEM - MEMS BESCHREIBUNG UND FUNKTIONSWEISE11 Einspritzdüsen Die vier Kraftstoffeinspritzdüsen sind zwischen dem unter Druck stehenden Kraftstoffverteiler und dem Ansaugkrümmer angeordnet. Jede Einspritzdüse besteht aus einem Nadelventil mit Magnetschalter und einer für die optimale Kraftstoffzerstäubung ausgelegten Düse. Die Einspritzdüsen werden gruppenweise gesteuert (2 und 3 bzw. 1 und 4), wobei die Einspritzdüsen in jeder Gruppe abwechselnd betätigt werden. Bei der Betätigung der Einspritzdüsen stützt sich das ECM auf das Signale des Kurbelwinkelgebers. Für die Öffnungsdauer der Einspritzdüsen liefert das ECM ein Massesignal, die Einspritzdüsenschalter werden erregt, und es wird Kraftstoff auf die Rückseite der Einlaßventile im Ansaugkrümmer gespritzt. Das ECM dosiert sorgfältig die Einspritzmenge, indem es die Öffnungszeit der Einspritzdüsen reguliert. Beim Anlassen, wenn die Motordrehzahl unter ca. 400 U/min liegt, verlängert das ECM die Einspritzdauer, um den Startvorgang zu erleichtern. Das Ausmaß dieser Starthilfe ist von der Kühlmitteltemperatur abhängig. Um einem Absaufen vorzubeugen, verhindert das ECM bei längerem Anlassen regelmäßig den Betrieb der Einspritzdüsen. Drosselklappengehäuse und Ansaugkrümmer Das Drosselklappengehäuse ist zwischen dem Kunststoff- Ansaugkrümmer und dem Luftansaugschlauch angeordnet und durch einen O-Ring am Krümmer abgedichtet. Das Drosselklappengehäuse weist eine Drosselklappe auf, die über den Drosselklappenhebel und einen Seilzug mit dem Fahrpedal verbunden ist. Am Drosselklappengehäuse ist der Drosselklappenwinkelgeber angeordnet. Ebenfalls am Drosselklappengehäuse ist auch der Gaszughalter angebracht. Der Gaszug selbst ist durch einen Bogenhebel mit der Drosselklappe verbunden. Ein Leerlaufluftregelventil (IACV) ist am Ansaugkrümmer angeordnet. 1.Drosselklappengehäuse 2.Drosselventil 3.Drosselklappenwinkelgeber 4.Leerlaufluftregelventilschlauch 5.Motorentlüftungsschlauch 6.Ansaugkrümmer 7.Leerlaufluftregelventil Die Drosselklappe wird werkseitig eingestellt und läßt sich nicht ändern. Eine Drosselklappenstellschraube ist vorgesehen, um die Schließung der Drosselklappe zu optimieren. Zwei Entlüftungsschläuche führen aus dem Nockenwellendeckel; ein Schlauch ist mit dem Ansaugkrümmer verbunden, der andere mit dem Drosselklappengehäuse. In beiden Leitungen ist ein Siebfilter am Nockenwellendeckel vorgesehen, um zu verhindern, daß durch den weitaus höheren Krümmerunterdruck Motoröl in den Motor gesaugt wird. Der Drosselklappenwinkelgeber (TP-Sensor) ist an der Drosselklappenwelle angeordnet und mit zwei Torx-Schrauben am Drosselklappengehäuse befestigt. Das Leerlaufluftregelventil ist mit vier Torx-Schrauben am Ansaugkrümmer befestigt. Das Ventil ist durch eine Öffnung mit dem Ansaugkrümmer verbunden und durch einen O-Ring abgedichtet. Ein Gummischlauch verbindet das Ventil mit der Einlaßseite des Drosselklappengehäuses.
MOTORSTEUERSYSTEM - MEMS 12 BESCHREIBUNG UND FUNKTIONSWEISE Drosselklappenwinkelgeber (TP-Sensor) Der Drosselklappenwinkelgeber (TP-Sensor) ist am Drosselklappengehäuse angeordnet und mit zwei Torx-Schrauben befestigt. Der Sensor ist direkt mit der Drosselwelle verbunden, und seine Bewegungen entsprechen proportional der Drosselklappenbewegung. Der Drosselklappenwinkelgeber ist ein Drehpotentiometer. Der ECM liefert dem Drosselklappenwinkelgeber eine 5V-Spannung und einen Massepfad. Der Drosselklappenwinkelgeber gibt ein zur Drosselklappenstellung proportionales Signal ab. Der Drosselklappenwinkelgeber erkennt, wenn die Drosselklappe geschlossen ist, und ermöglicht dadurch dem ECM die Leerlaufstabilisierung durch das Leerlaufluftregelventil. Jede Bewegung der Drosselklappe verändert die am Potentiometer anliegende Spannung. Das Steuergerät errechnet die Änderungsrate des Spannungssignals in positive (Beschleunigung) oder negative (Fahrtverlangsamung) Richtung. Daraufhin kann das ECM die erforderliche Motordrehzahl und Beschleunigungs- oder Verlangsamungsrate bestimmen und das Gemisch fetter oder magerer aufbereiten oder die Kraftstoffversorgung im Schiebebetrieb unterbrechen.Wenn der Drosselklappenwinkelgeber ausfällt, greift das ECM auf eine Reserveprogrammierung zurück und arbeitet mit einem Ersatzwert, der davon ausgeht, daß die Drosselklappe ganz geschlossen ist. HINWEIS: Die Drosselklappe ist werkseitig voreingestellt, und ihre Einstellschraube DARF NICHT justiert werden, wenn nicht von TestBook ausdrücklich dazu aufgefordert wird. Der Drosselklappenwinkelgeber ist nicht einstellbar, und das ECM ist so konzipiert, daß es die geschlossene Stellung der Drosselklappe erkennt und Anpassungen an die während der Lebenszeit des Motors auftretenden Änderungen vornimmt. Wenn sich die Beziehung zwischen dem Drosselklappenwinkelgeber und der Drosselklappe aus irgendeinem Grund ändert (Austausch des Drosselklappenwinkelgebers usw.), muß mit Hilfe von TestBook eine Neukalibrierung des Systems vorgenommen werden.
MOTORSTEUERSYSTEM - MEMS BESCHREIBUNG UND FUNKTIONSWEISE13 Leerlaufluftregelventil (IACV) Das Leerlaufluftregelventil ist am Ansaugkrümmer angeordnet und mit vier Torx-Schrauben befestigt. Es besteht aus einem Schrittmotor und einem Zapfenventil innerhalb eines Kunststoffgehäuses. Das Leerlaufluftregelventil wird direkt vom ECM gesteuert. Das Leerlaufluftregelventil öffnet oder schließt ein im Luftkanal des Drosselklappengehäuses befindliches Zapfenventil, so daß Luft unter Umgehung der Drosselklappe direkt in den Ansaugkrümmer strömen kann. Durch Verstellen des Leerlaufluftregelventils kann das ECM die Leerlaufdrehzahl und Kaltstartanforderungen regulieren, indem es diese Luftmenge verändert. Die Position des Leerlaufluftregelventils kann mit Hilfe von TestBook überprüft werden. Bei der Einstellung auf die angezeigten Grenzwerte ist es wichtig, daß keine elektrischen oder mechanischen Lasten anliegen (Kühlerventilator, Klimaanlage usw.).Während des Kaltstarts öffnet das ECM das Leerlaufluftregelventil etwas, um einen von der Kühlmitteltemperatur abhängigen Schnelleerlauf zu ermöglichen. Mit zunehmender Motorerwärmung wird die Zusatzluft allmählich zurückgenommen, bis die normale Betriebstemperatur erreicht ist. Die Stellung des Leerlaufluftregelventils kann mit Hilfe von TestBook geprüft werden und sollte bei laufendem Motor und normaler Betriebstemperatur zwischen 20 und 40 Schritte betragen. Bei Nichteinhaltung dieser Vorgabe ist eine Einstellung mit Hilfe von TestBook möglich. So wird sichergestellt, daß das Leerlaufluftregelventil die optimale Ausgangsstellung für Korrekturschritte einnimmt, die unter Berücksichtigung von Motorlast oder -temperatur vom ECM ausgelöst werden. Wenn das Leerlaufluftregelventil ausfällt, kann der Motor weiter im Leerlauf laufen, wobei die Position des Schrittmotors vor dem Ausfalls ausschlaggebend ist.