Phasenerkennung des Motors mittels MAP-Sensorik

Phasenerkennung des Motors mittels MAP-Sensorik

Eine Technik, die häufig bei Superbike-Motoren zum Einsatz kommt, bei Straßenfahrzeugen jedoch weniger verbreitet ist, ist die Verwendung eines Saugrohrdrucksensors (MAP-Sensor) zur Bestimmung der Motorphase. Dieses Verfahren ist nur bei Einzeldrosselklappen (ITBs) möglich.

Letztes Jahr entwickelten wir gemeinsam mit Jenvey Dynamics und SNG Barratt ein anschraubbares Einspritzsystem für den Jaguar E-Type Reihensechszylinder. Um Kraftstoffeffizienz und Ansprechverhalten zu optimieren, war eine sequentielle Einspritzung unerlässlich. Da das System jedoch einfach zu installieren sein musste, kam ein herkömmlicher Nockenwellensensor nicht in Frage.
Mehr über dieses Kit können Sie auf der SNG Barratt-Website lesen.

Wie die MAP-basierte Phasenerkennung funktioniert

Durch den Einbau eines Druckabnehmers hinter der Drosselklappe an einem Ansaugkanal und dessen Anschluss an einen MAP-Sensor kann das Steuergerät den Druckabfall erfassen, wenn das Einlassventil geöffnet ist und sich der Kolben nach unten bewegt und Luft ansaugt . Das Steuergerät erfasst die MAP-Daten einmal pro Kurbelwellenzahn, wodurch die Druckwelle im Ansaugkanal der Einzeldrosselklappe sichtbar wird.

Das untenstehende Diagramm zeigt einen vollständigen Motorzyklus für einen Zylinder, basierend auf einem 36-Zahn-Kurbelwellensensor. Da ein Motorzyklus zwei Kurbelwellenumdrehungen umfasst, muss das Steuergerät 72 Zähne auswerten, um den vollständigen Zyklus zu erfassen.

  • Der Einbruch links in der Kurve stellt das Vakuum dar, das entsteht, wenn sich der Kolben bei geöffnetem Einlassventil nach unten bewegt.
  • Im Leerlauf erreicht dieser Druckabfall in der Nähe des 15. Kurbelwellenzahns etwa 40 kPa .
  • Bei der folgenden Kurbelwellenumdrehung, wenn das Einlassventil geschlossen ist, steigt der MAP-Wert auf etwa 90 kPa .

Dieser Unterschied ermöglicht es dem Steuergerät, die Motorphase unkompliziert zu bestimmen:

  1. Das Steuergerät erfasst den MAP-Wert bei jedem Kurbelwellenzahn.
  2. Wenn die Messwerte um mehr als etwa 25 kPa voneinander abweichen, kann die Phase zuverlässig bestimmt werden.
  3. Eine negative Differenz kennzeichnet die Kompressionsphase; eine positive Differenz kennzeichnet die Auspuffphase.

Echtzeitbeispiel

Das untenstehende GIF veranschaulicht dies in der Praxis:

  • Der Motor startet im Leerlauf.
  • Übergänge zu Teillast,
  • reagiert auf einen kurzen Gasstoß,
  • und kehrt dann in den Leerlauf zurück.

IMAP-Synchronisierungseinrichtung auf einem Steuergerät der T-Serie

Diese Funktionalität ist auf allen Steuergeräten der T-Serie verfügbar.
Ein am Ansaugkrümmer angeschlossener MAP-Sensor wird als IMAP-Sensor bezeichnet, um ihn von einem am Abgaskrümmer angeschlossenen Sensor, einem EMAP-Sensor, zu unterscheiden.

Um dies zu realisieren, muss entweder ein zweiter MAP-Sensor eingebaut werden oder es kann ein einzelner MAP-Sensor verwendet werden.
Wird ein einzelner MAP-Sensor verwendet, kann dieser nicht zur barometrischen Korrektur bei laufendem Motor genutzt werden. Der MAP-Wert wird bei abgeschaltetem Motor ausgelesen, um den aktuellen Luftdruck zu speichern, und wird anschließend nicht mehr für Luftdruckmessungen verwendet.
Sobald der Motor gestartet ist, dient es ausschließlich der Motorsynchronisation.

Werden zwei Sensoren verwendet, dient einer der Synchronisierung und der zweite der Korrektur des Luftdrucks.

Diese Einstellungen finden Sie im Abschnitt „ECU-Eingänge“.

Auf dem Leistungsprüfstand verwendeten wir nur einen Sensor.

Konfigurieren Sie den Sensor unter „Sensorkonfiguration“.

Stellen Sie in der Motorkonfiguration das Cam 1-Profil auf IMAP-Synchronisierung und die Motorphase bei Synchronisierung auf Kompression ein.
Dadurch wird der Abschnitt IMAP Cam Sync Options aktiviert.
Berechnen Sie die korrekte Zahn- und IMAP-Differenz und geben Sie diese Werte ein.
Wie aus den obigen Live-Daten ersichtlich, kann sich die Phase mit der Drehzahl verändern. Legen Sie obere und untere Drehzahlgrenzen fest, damit die Phase korrekt ermittelt wird.

Das war’s.
Wenn alles korrekt installiert und konfiguriert wurde, kann das Steuergerät nun die richtige Motorphase erkennen und die sequentielle Einspritzung nutzen.