Brandstofsysteem, Benzine-injectiesystemen algemeen

(Auteur: Bert Meijerink)


Algemeen

BMW was in 1983 erg vooruitstrevend met het toepassen van (elektronische geregelde) benzine injectie op de K-serie in plaats van de tot dan toe gebruikelijke carburateurs.

Over injectiesystemen valt heel wat te vertellen en zij zijn minder ingewikkeld als het lijkt. Hieronde volgt dan ook een verhaal waarin in hoofdlijnen vertelt wordt hoe de bezine-injectiesystemen werken en wat de verschillende mogelijkheden zijn. Het verhaal is geënt op het benzine-injectiesystemen van een auto, maar dat is natuurlijk geen probleem bij de K-serie in verband met de grote onderlinge overeenkomsten. Af en toe wordt er specifiek gekeken naar motoren uit de K-serie en wel tot aan de K1200 daar ik met deze laatste nog geen ervaring heb.

Voor de K-serie tot en met de K1100 zijn er 2 systemen in omloop gebracht voor de benzine-injectie nl:

  1. Bosch LE-Jetronic.
    De LE-Jetronic wordt gebruikt op de 2-kleps modellen K75 en K100 2V en is te vinden boven op de accu.
    Afzonderlijk is voor de ontsteking nog een aparte module geplaatst welke onder de tank geplaatst vlak achter hel balhoofd. Tevens is de regeling voor de koelventilator in een apart circuit opgenomen welke in de relaisbak is te vinden.

  2. Bosch Motronic.
    De Motronic is de opvolger van de LE-Jetronic en wordt toegepast op de 4-kleps modellen K1, K100RS 4V en K1100 welke net als de LE-jetronic ook te vinden is boven op de accu.
    De Motronic is een benzine-injectiesysteem met een geïntegreerd ontstekings- en koelventilator-systeem.

In de volgende (door pvl aangeleverde) artikelen is meer te lezen over motor elektronica (6 MB PDF) en de L-Jetronic (5.6 MB PDF).

Helaas wordt heel vaak bij storingen gezegd: Het is een elektronisch probleem dus de computer zal vervangen moeten worden. Echter bij deze wil ik er nogmaals op wijzen dat echt elektronisch problemen in het motomanagement haast niet voorkomen. Mondiaal gezien is Bosch één van de grootste leveranciers van dit soort systemen voor auto’s en motoren en staan zij bekend om hun degelijkheid en betrouwbaarheid. Mocht de Jetronic/Motronic (hoogst onwaarschijnlijk) al eens kapot gaan dan is deze meestal voor een fractie van de nieuwprijs gebruikt wel te verkrijgen.


Inhoudsopgave

1. De geschiedenis

4. Berekening van de inspuittijd

7. Nieuwere ontwikkelingen

2. De componenten

5. Berekening van de voorontsteking

 

3. Achtergronden

6. Nevenfuncties van de Motronic

 


De geschiedenis

Begin jaren tachtig (1983) deed zoals gezegd het elektronisch geregelde injectiesysteem zijn intrede bij motorfietsen en wel bij de K-serie.

Het Duitse bedrijf Bosch was een van de pioniers en voorlopers bij de ontwikkeling van benzine injectiesystemen. Men was een aantal decennia eerder al begonnen met mechanische systemen voor met name sportauto’s. Dit waren (in mijn ogen) echte technische hoogstandjes.

Het eerste mechanisch / hydraulisch gestuurde injectiesysteem was het K-jetronic systeem van Bosch. De injectoren spoten continu in voor de inlaatkleppen.

Het eerste elektronisch geregelde injectiesysteem wat voortkwam uit de K-jetronic was de KE-jetronic.

De ontwikkelingen gingen hoe langer hoe verder en de KE-jetronic werd opgevolgd door het L-jetronic systeem. Dit systeem spoot de brandstof pulserend in en maakte gebruik van een zogenaamde luchtweger.

Een uitbreiding hierop was het L3-, LE- (deze zit op de K75/K1002V), LU-, en LH-jetronic systeem. Op foto 1 ziet u de LE-jetronic van een K75. De LE-jetronic van een K100 (zie foto 3) is van buiten identiek maar de inhoud is (iets) verschillend.

Op de K-serie wordt per cilinder de brandstof geïnjecteerd. Heden ten dage gebeurt dit voor bijna alle auto’s ook zo. Echter in de beginperiode van brandstofinjectie bij massaproductie auto’s zoals bijvoorbeeld de Opel Kadett (omstreeks 1987/1988) werden er voor bepaalde typen slechts 1 injector gebruikt voor alle 4 cilinders en werd er ingespoten voor de gasklep. Hiervoor is toen het mono-jetronic systeem ontwikkeld.

Tot dit punt aan toe hadden alle systemen nog een aparte regeling voor de ontsteking. Op foto 2 ziet u de regeling van de ontsteking van een K100. De regeling van de ontsteking van een K75 ziet er van buiten identiek uit maar is van binnen anders.

Het was niet meer dan logisch dat de regeling van de ontsteking en de benzine-injectie geïntegreerd zouden worden in één elektronisch systeem, het bij Bosch genoemde Motronic injectiesysteem.

De Motronic is een regeleenheid en wordt ook vaak ECU genoemd. ECU staat hierin voor: Electronic Control Unit.

Op foto 4 is geheel links een Motronic te zien van een K1100RS met in het midden de grote (zwarte) aansluitconnector. Tevens is er op deze foto een driepolige connector te zien die in een blauwe dummy is gestoken. Dit is de diagnose-stekker van de Motronic en de ABS regeleenheid. (Vanzelfsprekend indien er ABS er op de motor zit.)

Op foto 5 is dan nog even een Motronic te zien van een K1200.

Vanaf nu wordt hier het Motronic systeem universeel en niet speciek voor de BMW K-serie. Hierdoor kunnen er soms functie ter sprake komen welke niet gebruikt worden bij de BMW K-serie. Ook wordt er af en toe een zijstap gemaakt naar nog modernere versies zodat er ook een beter beeld ontstaat van de (nieuwe)mogelijkheden.

Ook geeft dit verhaal een goed inzicht in de werking van de oudere (maar niet mindere) LE-jetronic. Bedenk hierbij steeds wel dat de LE-Jetronic niet de ontsteking en de koelventialtor regelt. Dit wordt door andere, losse units gedaan.

Inhoudsopgave

De componenten

Zoals hierboven al is aangegeven gaat dit artikel over het Bosch Motronic systeem in zijn algemeenheid. Naast BMW motoren passen vele autofabrikanten de systemen van Bosch toe en zijn zij in hooflijnen gelijk en verschillen op detail. Het Bosch Motronic injectiesysteem heeft zich door de jaren heen flink ontwikkeld.

Op foto 6 is een complete Motronic met toebehoren van een auto te vinden. Zoals eerder al is aangegeven wordt aan van een auto Motronic de Motronic van de motor behandeld in verband met een groot aantal overeenkomsten. Daar waar nodig wordt bij belangrijke verschillen even een kanttekening geplaatst. Tevens zijn er na foto 6 een aantal foto's van de onderdelen te zien zoals ze werkelijk zijn te vinden op de BMW K-serie.

Als eerste een overzicht van de functies van een van de eerdere modellen van de Motronic:

  • Regelen van de benzine inspuiting.
  • Regelen van de (voor)ontsteking.
  • Regeling van de koude start en warmloopfase.
  • Regeling van de verrijking tijdens het accelereren.
  • Regelen van het stationair toerental.
  • Begrenzen van het maximum toerental.
  • Onderbreking van de inspuiting bij afremmen op de motor.
  • Aansturing koelventilator.
  • Zelfdiagnose.
  • Aansturing toerenteller. (bij de K-serie indirect via de motronic)

Inmiddels zijn er heel wat uitbreidingen op gekomen. Functies welke er aan toegevoegd (meestal echter niet op de K-serie) kunnen zijn:

  • Elektronisch gestuurde gasklep.
  • Regeling van de uitlaatgasemissies.
  • Verstelling van inlaatlengte verstellingsmechanisme.
  • Opvangen / afvoeren benzinedamp.
  • Verstelling van de inlaatnokkenas.
  • Verbinding met startonderbreker of alarmsysteem.
  • Zelfaanpassing vermogen.

Om alle bovenstaande functies te regelen heeft het Motronic systeem een aantal sensoren nodig. Voor de eerdere modellen van de Motronic waren dat:

  • Toerentalsensor. (foto 6 nummer 10)
  • Luchthoeveelheidsmeter. (foto 6 nummer 1 en foto 9)
  • Luchttemperatuurzender. (foto 6 nummer 1, deze bevindt zich in deze behuizing)
  • Motor(koelvloeistof)temperatuurzender. (foto 6 nummer 6)
  • Gasklepstandsensor. (foto 6 nummer 9)

In de loop der jaren is het aantal sensoren ook uitgebreid (meestal echter niet op de K-serie) met onder andere:

  • Lambdasonde. (Op bepaalde uitvoeringen van de 4 kleps motoren leverbaar) (foto 6 nummer 13)
  • Nokkenas fasesensor.
  • Snelheidssensor.
  • Pingelsensor.
  • Rempedaalschakelaar.
  • Koppelingspedaalschakelaar.
  • Schokschakelaar.

Naast sensoren zijn er ook actuatoren (door het systeem aangestuurde componenten). Op de eerste versies van de Motronic waren dat:

  • Brandstofinjectoren. (foto 6 nummer 3)
  • Één Bobine (foto 6 nummer 12) met verdeler (foto 6 nummer 11).(Voor de K-serie zijn dit 3 (foto 7, K75) of 2 (foto 8, K100) gecombineerde bobinespoelen zonder verdeler.)
  • Brandstofpomp. (foto 6 nummer 8)
  • Stationair toerentalregelaar. (foto 6 nummer 4)

En hier werd later onder meer aan toegevoegd (meestal echter niet op de K-serie):

  • Elektronisch gestuurde gasklep.
  • Elektronisch gestuurde lambda sonde voorverwarming.
  • Per cilinder een bobine verdelerloos. (Net zoals de K-serie)
  • Uitlaatgas recirculatieklep.
  • Actuator inlaatlengte versteller.
  • Geïntegreerde startonderbreker.
  • Cruise control.
  • Nokkenasversteller.
  • Anti slip regeling.

De laatste onderdelen op foto 6 welke niet onder sensoren of actuatoren zijn te vangen maar wel tot de brandstofinjectie behoren zijn:

  • De Motronic. (foto 6 nummer 7)
  • Het brandstoffilter. (foto 6 nummer 2 en foto 10)
  • De drukregelaar. (foto 6 nummer 5 en foto 11)

Tevens zijn op foto 12 de 4 gaskleppen van een K100 te zien en op foto 13 zijn naast de luchthoeveelheidsmeter nog een aantal brandstofinjectoren te zien.

Een totale schematische opbouw van het brandstofinjectie is te vinden op afbeelding nummer 14.

Inhoudsopgave

Vergroting: druk op de linker muis toets.

Foto 1

 

Vergroting: druk op de linker muis toets.

Foto 2

 

Vergroting: druk op de linker muis toets.

Foto 3

 

Vergroting: druk op de linker muis toets.

Foto 4

 

Vergroting: druk op de linker muis toets.

Foto 5

 

Vergroting: druk op de linker muis toets.

Foto 6

 

Vergroting: druk op de linker muis toets.

Foto 7

 

Vergroting: druk op de linker muis toets.

Foto 8

 

Vergroting: druk op de linker muis toets.

Foto 9

 

Vergroting: druk op de linker muis toets.

Foto 10

Vergroting: druk op de linker muis toets.

Vergroting: druk op de linker muis toets.

Vergroting: druk op de linker muis toets.

Vergroting: druk op de linker muis toets.

Foto 11

Foto 12

Foto 13

Foto 14

Achtergronden

Hoe komt het systeem nou aan zijn inspuittijd en voorontsteking, de twee allerbelangrijkste taken?

Voordat wij hier naar gaan kijken is het eerst belangrijk te weten dat alle waarden zijn opgeslagen in een programmeerbaar geheugen, de EPROM (foto 15, IC met sticker) genaamd. Dit staat voor Erasable Programmable Read Only Memory.
In de loop der jaren heeft ook dit zich ontwikkeld. In de laatste systemen zitten zogenaamde FLASH geheugens die van buiten de ECU geprogrammeerd kunnen worden. Echter de vorm waarin alle waarden zijn geprogrammeerd is gelijk gebleven, in kenlijnen en kenvelden ook wel 2- en 3-dimensionale grafieken (karakteristieken) genoemd. (foto 16)

In dit geheugen staan dus een groot aantal karakteristieken voor het regelen van de motor. Misschien heeft u wel eens gehoord van het begrip chiptuning gehoord. Dat is niets meer of minder het aanpassen van deze karakteristieken. Vaak ziet men dit bij auto's of motoren om het vermogen op te vijzelen.

Echter het opschroeven van het vermogen hoeft niet de enige reden te zijn om aan chiptuning te gaan doen. Ook kan men chiptuning toepassen om een motor soepeler te laten draaien. De algemene gedachte zou misschien kunnen zijn dat fabrikanten auto's en motoren zodanig afstellen dat zij het soepelst lopen maar dit hoeft niet altijd het geval te zijn. Vaak hebben fabrikanten met milieu/emissie eisen rekening te houden en doen dit in het geheugen. Geeft u meer voorkeur aan rijcomfort boven het milieu kan dan chiptuning een optie zijn.

Op foto 15 ziet u de EPROM van een K1200. Op het internet kunt u door middel van een zoekprogramma en de zoekargumenten chiptuning, BMW en het type motor genoeg informatie vinden of het ook beschikbaar is voor uw motor.

Attentie: Chiptuning kan vergaande consequenties hebben betreffende (garantie) bepalingen hebben. Denk goed na en laat u goed voorlichten !!!!

Op foto 16 is een grafische voorstelling van een kenveld te zien. Op de X- en Y-as staan steeds de waarden van de sensoren (toerental, watertemperatuur enz.). Op de Z-as de aangestuurde waarde voor de actuatoren. Er zijn ook omrekentabellen aanwezig. Hierbij wordt de uitkomst (Z-as) weer gebruikt voor een X- of Y-as. Bij elkaar zitten er zo’n 150 grafieken opgeslagen in een gemiddeld Motronic systeem.

Hoe berekent het systeem zijn inspuittijd en voorontsteking? Welke sensoren worden er toegepast en op welke wijze zorgen die voor de correcties? Hieronder vindt u een opsomming van de eerste versies en wordt er een vergelijking gemaakt met nieuwere versies.

Inhoudsopgave

Vergroting: druk op de linker muis toets.

Foto 15

 

Vergroting: druk op de linker muis toets.

Foto 16

Berekening van de inspuittijd

Aan de hand van de luchthoeveelheidsmeter en het toerental bepaalt de ECU de zogenaamde basis inspuittijd. Deze basis inspuittijd geldt ook direct als mate van belasting van de motor. De belasting is een grootheid die in vele andere kenvelden weer gebruikt wordt als ingangsparameter.
Wanneer de basis inspuittijd is bepaald volgen er een aantal correcties om uiteindelijk aan de werkelijk aangestuurde tijd voor de injector te komen. Deze worden hieronder stuk voor stuk besproken.

Accu(boord)spanning.
Hoe lager de accu(boord)spanning hoe langer het duurt voordat de injector daadwerkelijk open is gegaan. Een injector is een elektromagnetisch component. Het kost dus tijd en elektrisch vermogen om deze te openen. Als de injector eenmaal open staat vernevelt hij de brandstof. Het sluiten kost ook tijd, waar ook rekening mee wordt gehouden.

Koelvloeistoftemperatuur.
Deze is met name in de opwarmfase van grote invloed. Hoe kouder de motor hoe meer brandstof er wordt ingespoten.

Inlaattemperatuur.
Deze correctie is niet zo groot als de koelvloeistoftemperatuur. Deze is met name belangrijk bij zeer koude starts en de opwarmfase.

Stand van de gasklep.
De eerste systemen kende daar drie variaties in. Nullast (gesloten gasklep) of stationair stand, deellast en vollast (volgas). Afhankelijk van de stand wordt een correctiefactor toegepast. Deze kenvelden worden experimenteel vastgelegd. Door alle mogelijk bedrijfsomstandigheden te doorlopen wordt het basis inspuittijd gecorrigeerd tot een reële inspuittijd die een mooi lopende motor oplevert die voldoet aan de gestelde eisen.

Accelereren/decelereren.
De inspuiting wordt uiteraard ook aangepast bij acceleratie en deceleratie. Om met de laatste te beginnen spreekt het denk ik voor zich dat de inspuiting wordt onderbroken als men de gashandle loslaat. Echter dit moet het ECU wel als zodanig herkennen. Dat doet hij aan de hand van het toerental en de nullastschakelaar. Als deze gesloten is en het toerental is boven een bepaalde waarde dan herkent de ECU dat als afremmen op de motor. Zodra het toerental weer in de buurt komt van de eerder genoemde grens wordt de inspuiting weer gestart om te voorkomen dat de motor afslaat. Dit fenomeen wordt met de term "fuel cut-off" omschreven.
Voor de acceleratie geldt iets dergelijks maar dan als het ware precies omgekeerd. De ECU kijkt naar de snelheid waarmee de gashandle wordt bewogen. Dit doet hij aan de hand van de luchthoeveelheidsmeter.

Voordat aan de orde komt hoe dit in zijn werk gaat is het belangrijk te weten hoe de luchthoeveelheidsmeter ongeveer werkt. In de luchthoeveelheidsmeter zit een soort stuwdeur. Door de aangezogen lucht wordt deze deur opengetrokken of geduwd door de aangezogen lucht van de motor. Bij plotseling gas geven zal de luchthoeveelheidsmeter ook plotseling opengaan. De snelheid van het opengaan is een maat voor de acceleratie. In de EPROM is een kenlijn opgenomen waarbij deze snelheid is uitgezet tegen de verrijkingsfactor. Wanneer de snelheid van opengaan nul is wordt er niet meer verrijkt.

Toerenbegrenzer.
De eerste modellen van het Motronic systeem kende twee toerenbegrenzers. Wanneer deze overschreden wordt zal de brandstofinspuiting stop gezet worden. De eerste toerenbegrenzer mag een bepaalde tijd overschreden worden. Wanneer deze tijd verstreken is wordt de inspuiting gestopt. De tweede begrenzer ligt een paar honderd toeren hoger. Wanneer deze overschreden wordt, wordt de inspuiting direct gestopt. Een voorbeeld. De 6400 toerengrens mag gedurende 1.8 seconde overschreden worden. Bij 6800 toeren wordt er direct ingegrepen.

Inhoudsopgave

Berekening van de voorontsteking

Voor de bepaling van de voorontsteking gelden eigenlijk vrijwel dezelfde correcties.
Aan de hand van het toerental en de luchthoeveelheid wordt als eerste de "aan tijd" van de bobine bepaald, de oplaadtijd van de bobine. Zodra de bobine uitgeschakeld wordt vindt er als gevolg van de inductiewerking van de bobine een vonk plaats. Vervolgens vinden er weer correcties plaats.

Koelvloeistoftemperatuur.
Met name in de opwarmfase is deze belangrijk. De ontsteking wordt dan vervroegd bij lagere koelvloeistoftemperatuur.

Inlaattemperatuur.
Hier geldt dezelfde correctie als bij de koelvloeistoftemperatuur. Echter is de correctie niet zo groot. Wanneer er zich omstandigheden voordoen waarbij zowel de inlaattemperatuur als de koelvloeistoftemperatuur erg hoge waarden bereiken dan wordt de ontsteking extra verlaat. Dit om pingelen (ongecontroleerde verbranding) van de motor te voorkomen. Deze situatie doet zich bijvoorbeeld voor door met in de zomer een steile helling langzaam op te rijden. Dit betekent wel dat er wat vermogen ingeleverd wordt. Een latere ontsteking betekent namelijk verlies van vermogen.

Gasklepstand.
Het systeem kent net als voor de inspuittijd aparte ontstekingskenvelden voor stationairloop, deellast en vollast. Ook deze zijn experimenteel vastgesteld. Men kan hiermee de motor een bepaalde loopcultuur of karakter geven Zoals in een eerder artikel over koppel en vermogen is geschreven bepaald het ontstekingsverloop een groot deel van het beschikbare koppel. Men kan hiermee het karakter van een motor beïnvloeden waarbij er soms concessies worden gedaan t.o.v. het maximaal mogelijk beschikbare koppel. Hier ligt het werkgebied van de chiptuner.

Accelereren/decelereren.
De ontsteking wordt ook gecorrigeerd wanneer het gaat om accelereren en decelereren. Bij accelereren vindt er een verlating van de ontsteking plaats om de motor makkelijker op toeren te krijgen. Bij decelereren wordt de ontsteking zo aangepast dat de fuel cut-off minder hard inkomt in combinatie met het stopzetten van de inspuiting.

Inhoudsopgave

Nevenfuncties van de Motronic

Naast de regeling van de inspuiting en ontsteking zijn er nog een aantal nevenfuncties.

Regeling stationair toerental.
Het stationair toerental wordt geregeld met een omloop rond de gasklep. De hoeveelheid lucht die via dit kanaal rond de gasklep wordt gestuurd wordt geregeld door de ECU met behulp van een elektromagnetische klep. In het geheugen van de ECU staat het stationaire toerental geprogrammeerd. Het stationair toerental is met name afhankelijk van de motortemperatuur. Hoe lager de temperatuur hoe hoger het toerental. Het is een zogenaamd regelsysteem. Als de motor 600 toeren per minuut loopt en in het geheugen staat dat de motor 950 zou moeten draaien, dan wordt de stationair regelaar meer aangestuurd. Er komt dan meer lucht binnen waardoor de motor harder gaat lopen.

Zelfdiagnose.
Het eerste Motronic systeem kende nauwelijks een zelfdiagnose. Hij kon slechts een beperkt aantal fouten herkennen en weergeven. Dit weergeven gebeurde aan de hand van een knippercode die men kon activeren door twee pennen van de ECU met elkaar door te verbinden. Via een ander pen op de ECU werd dan een lampje aangesloten die een knippercode liet zien. Latere uitvoeringen van het systeem werden al snel "slimmer".

Tot hier zijn alle functies van de eerste Motronic systemen besproken. Hieronder volgen een aantal functies die al heel snel volgden in latere versies.

Lambdaregeling. (Op enkele 4V modellen als optie te krijgen)
Vanaf ongeveer 1992 konden een aantal modellen uit de K-serie uitgevoerd worden met een lambdasonde en katalysator.
De lambdasonde meet de hoeveelheid zuurstof in de uitlaat en kan zo bepalen of het mengsel rijk (weinig zuurstof) of arm (veel zuurstof) is. De lambdasonde stuurt een spanning uit die ligt tussen de 0 en 1 volt. 450 mV (0.45 V) betekent een perfect mengsel, niet rijk, niet arm. Spanning lager dan 450 mV betekent een arm mengsel, boven de 450 mV betekent een rijk mengsel. Een goed functionerende lambdasonde betekent een signaal wat continu varieert tussen 100 en 800 mV. Dit is nodig om de katalysator goed te laten functioneren en zo schone uitlaatgassen te krijgen.
Wanneer het mengsel te lang te rijk is wordt de inspuittijd aangepast en dus verkort. Wanneer het mengsel te lang te arm is, wordt de inspuittijd verlengd. Daarnaast zijn er diverse kenvelden die aangeven binnen welke grenzen van belasting en toerental deze lambdacorrectie moet plaats vinden. Bij vollast vindt er bijvoorbeeld geen regeling en dus correctie meer plaats.

Brandstofdampafzuiging. (Zie ook Lambda regeling hierboven)
Samen met de introductie van de lambdasonde werd ook het opvangen van brandstofdampen uit de brandstoftank verplicht gesteld. Deze worden opgevangen in een filter. Dit filterelement absorbeert als een soort spons de dampen. Een elektrisch gestuurd klepje maakt een verbinding tussen het inlaatspruitstuk en het filter. Onder vooraf geprogrammeerde omstandigheden wordt het klepje bediend zodat het filter weer leeg gezogen wordt door de onderdruk die in het inlaatspruitstuk heerst als gevolg van het draaien van de motor.

Nokkenas verstelling. (Niet op de K-serie)
Vanaf bepaalde combinaties van toerentallen en belastingen wordt deze versteld. De verstelling vindt plaats door een elektromagnetisch ventiel te openen die op zijn beurt oliedruk op de nokkenasversteller zet en zodoende verstelt. Wanneer de nokkenasverstelling actief is, worden er weer andere kenvelden gebruikt voor inspuiting en ontsteking.

Inhoudsopgave

Nevenfuncties van de Motronic

Zoals in de inleiding gelezen kon worden, is het nieuwste Motronic systeem sterk uitgebreid. Hier volgen een aantal uitbreidingen.(Meestal niet aanwezig op de K-serie) De ontwikkelingen staan nog steeds niet stil en we zullen dan ook moeten constateren dat dit stuk ook steeds iets achter loopt op de nieuwste ontwikkelingen.

Lambdaregeling.
De nieuwste Motronicsystemen zijn zogenaamde Fase 3 systemen. Dat wil zeggen dat het mengsel na de katalysator ook wordt gecontroleerd met behulp van een tweede lambdasonde. Een katalysator zet de uitlaatgassen zo om dat de sonde een spanning moet afgeven van ongeveer 500 mV. Wanneer dit afwijkt is de katalysator defect. Vroeger zat er slechts een lambdasonde in de uitlaat. Tegenwoordig kunnen dat er meer zijn.

Een ander verschil is de sturing van de voorverwarming van de lambdasonde. Een lambdasonde werkt vanaf een temperatuur van zo’n 300 graden. In de lambdasonde zit een verwarmingselement. Vroeger werd de voorverwarming continu aangestuurd via een relais. Tegenwoordig wordt de voorverwarming vanuit de ECU aangestuurd. Op die manier is ook de mate van voorverwarming te beïnvloeden en daarmee de snelheid van regelen.

Sequentiële inspuiting en ontsteking.
Vroeger hadden we de ouderwetse stroomverdeler met een grote bobine. Deze gaf de ontsteking door aan de bougie die ‘m nodig had. Daarna kwamen de verdelerloze ontstekingen met een bobine per twee cilinders. De bougie vonkte dan twee keer per arbeidsslag. Uiteindelijk werd de nokkenassensor of fasesensor geïntroduceerd samen met 1 bobine per cilinder. Deze herkent wanneer cilinder 1 op ontsteken staat. Zo kon dus heel eenvoudig de juiste bougie aangestuurd worden. Dit had als voordeel dat de ontsteking per cilinder gevarieerd kon worden. Samen met de pingelsensor kan zo iedere cilinder afzonderlijk gecorrigeerd worden wanneer er een pingeling gemeten wordt.
Voor de inspuiting geldt hetzelfde verhaal. Eerst allemaal te gelijk waardoor er brandstof voor een inlaatklep stond te "wachten" terwijl die nog niet open was. Daarna werd er twee aan twee ingespoten en nu per cilinder afzonderlijk op precies het juiste moment, vlak voor het openen van de inlaatklep.

Elektronische gasklepsturing.
Een volgend groot verschil is de elektronische gestuurde gasklep. Er zit niet langer meer een gaskabel tussen gaspedaal en gasklep maar een potentiometer op het gaspedaal en een stelmotor op de gasklep. Voordeel is nog nauwkeurigere werking. Nadeel is dat je geen direct kontakt meer hebt met de motor. Meer een psychologische kwestie.
Een cruise control is dan natuurlijk maar een kleine stap. De gasklep wordt uiteindelijk nu door de ECU aangestuurd. De voertuigsnelheid wordt ook gemeten; 1 + 1 = 2.
Sport throttle response is een elektronische regeling die de motor op twee manieren laat reageren op het gaspedaal. Of de auto/motor is wat loom, of hij hangt lekker aan het gas.
Anti-slip regeling is ook een elektronische sturing geworden. Deze werkt samen met het ABS systeem. Zodra er slip wordt gedetecteerd (verschil tussen de wielsnelheden) wordt het motorkoppel verkleint door eerst de ontsteking terug te regelen. Als dat niet helpt wordt de gasklep iets dicht gestuurd.

Zelfdiagnose en noodloop.
Naast kenlijnen en kenvelden ontstaan er steeds meer zogenaamde diagnose of controle kenlijnen- en velden in de programmatuur van het injectiesysteem. Op deze manier kan de ECU sensoren en regelingen controleren. Een voorbeeld zal dat duidelijker maken. Aan de hand van het toerental en de gasklepstand kan de ECU een berekening maken voor de hoeveelheid aangezogen lucht. Deze vergelijkt hij met de werkelijke hoeveelheid aangezogen lucht die de ECU meet met de luchthoeveelheidsmeter. Als dit verschil te groot is of als er helemaal geen waarde meer gemeten wordt, zal hij "de schuld geven" aan de luchthoeveelheidsmeter. Om toch nog redelijk normaal te kunnen functioneren gebruikt hij de waarde die uit de berekening is voortgekomen.
Zo bestaan er ook controles op temperatuur sensoren, pingelsensoren, potentiometers, uitlaatgasregelingen enz.
Ook kan het systeem steeds meer gegevens opslaan voor diagnose in de werkplaats. Zo kan er exact gezien worden welke fout zich wanneer en onder welke omstandigheden heeft voorgedaan. Men kan bijvoorbeeld precies zien hoelang en hoeveel de toeren zijn overschreden van de motor, belangrijk bij diagnose stellen aan motorschades. De verwachting is dat het einde nog lang niet in zicht is. Ook de afmetingen van de ECU worden steeds kleiner. Bij het laatste type ECU wordt de afmeting niet meer bepaald door de hoeveelheid elektronica maar door de afmeting van de aansluitstekker.

Inhoudsopgave


Artikel: ©Bert Meijerink 2006