gf0710p1010mt

Lambdaregelung Funktion

Typ gf · Thema 07.10 · Version 0105 · 2015-03-10

Gültig für: MOTOR 270.9 im TYP 117, 156, 176, 246

Einordnung

Funktionsgruppe 1 Motor › 07 Gemischaufbereitung › 07.10 Elektronische Motorsteuerung/Motorregelung — Baureihe 117 · Baureihe 156 · Baureihe 176 · Baureihe 246

Gilt auch für Motoren/Getriebe: 270 9**

GF07.10-P-1010MT

Lambdaregelung Funktion

10.3.15

MOTOR

270.9 im TYP 117, 156, 176, 246

Funktionsvoraussetzungen Lambdaregelung allgemein

Klemme 87M (Motormanagement EIN)

Motor läuft

Kühlmitteltemperatur (abhängig von der jeweiligen Betriebsbedingung)

Betriebstemperatur der Lambdasonde vor Katalysator (G3/2) erreicht

Schubabschaltung nicht aktiv

Bei Fahrzeugen bis Modell-J. 2016 ist unabhängig von der Ausstattung nur ein Fahrwerk-CAN vorhanden.
Bei Fahrzeugen ab Modell-J. 2016 sind je nach Ausstattung zwei Fahrwerk-CAN-Varianten vorhanden.
Variante 1
Hat das Fahrzeug keine der in Variante 2 genannten Ausstattungscodes, ist wie bis Modell-J. 2016 nur ein Fahrwerk-CAN (CAN E) vorhanden.
Variante 2
Hat das Fahrzeug einen der folgenden Ausstattungscodes, sind zwei Fahrwerk-CANs (Fahrwerk-CAN 1 (CAN E1), Fahrwerk-CAN 2 (CAN E2)) vorhanden:
CODE 218 (Rückfahrkamera)
CODE 234 (Totwinkel-Assistent)
CODE 459 (Stahlfederung mit Verstelldämpfung)
CODE 475 (Reifendruckkontrolle)
CODE 476 (Spurhalte-Assistent)
CODE 513 (Geschwindigkeitslimit-Assistent)
CODE 614 (Bi-Xenon-Scheinwerfer)
CODE 615 (Bi-Xenon-Scheinwerfer mit aktivem Kurvenlicht)
CODE 618 (Bi-Xenon Scheinwerfer)
CODE 621 (Intelligent Light System (Linksverkehr))
CODE 622 (Intelligent Light System)
CODE 631 (Scheinwerfer LED statisch Linksverkehr)
CODE 632 (Scheinwerfer LED statisch Rechtsverkehr)

Lambdaregelung allgemein

Um eine hohe Abgaskonvertierung (Abgasumwandlung) im Katalysator zu erreichen, wird die Gemischzusammensetzung in engen Grenzen um λ = 1 geregelt.

Bei CODE 920 (Benzindirekteinspritzung mit Schichtladung) wird kennfeldabhängig vom Steuergerät ME (N3/10) auf ein mageres Gemisch λ > 1 geregelt, um den Kraftstoffverbrauch zu senken.

Dazu liest das Steuergerät ME folgende Signale ein:

Kühlmitteltemperatur-Sensor (B11/4)

Drucksensor nach Drosselklappe (B28/7), Motorlast

Lambdasonde nach Katalysator (G3/1)

Lambdasonde vor Katalysator

Heißfilm-Luftmassenmesser (B2/5) (bei CODE 920 (Benzindirekteinspritzung mit Schichtladung)), Abgasrückführrate

Lambdaregelung Funktion

Abgaskonvertierung im Dreiwegekatalysator (bei Motor mit Homogenbetrieb)

A

Abgasemission

B

Regelbereich um λ = 1 (Katalysatorfenster)

CO

Kohlenmonoxid

HC

Kohlenwasserstoff

NOx

Stickoxide

λ

Kraftstoff-Luftverhältnis

P49.10-0306-01

Lambdaregelung Funktionsablauf

Die Lambdaregelung wird in folgenden Punkten beschrieben:

Funktionsablauf Regelkreis

Funktionsablauf Zweisondenregelung

Funktionsablauf Heizung Lambdasonde nach und vor Katalysator (G3/1r1 und G3/2r1)

Funktionsablauf Selbstanpassung der Gemischbildung

Funktionsablauf Katalysatorüberwachung

Funktionsablauf Regelkreis

Die Lambdasonde vor Katalysator reagiert auf den Sauerstoffanteil im Abgas und übermittelt dementsprechende Signale an das Steuergerät ME.

Bei λ < 1 (niedriger Sauerstoffanteil im Abgas) gibt die Lambdasonde vor Katalysator das Signal "fettes Gemisch" an das Steuergerät ME. Dieses verringert dann die Einspritzmenge durch Regelung der Kraftstoffinjektoren Zylinder 1 bis 4 (Y76/1 bis 4) und verändert die Gemischzusammensetzung in Richtung "mager". Der Sauerstoffanteil im Abgas steigt und der Wert verändert sich in Richtung λ = 1.

Bei λ > 1 (hoher Sauerstoffanteil im Abgas) gibt die Lambdasonde vor Katalysator das Signal "mageres Gemisch" an das Steuergerät ME. Dieses vergrößert dann die Einspritzmenge durch Regelung der Kraftstoffinjektoren und verändert die Gemischzusammensetzung in Richtung "fett". Der Sauerstoffanteil im Abgas sinkt und der Wert verändert sich in Richtung λ = 1.

Dieser Vorgang wiederholt sich (Regelkreis). Um Ruckelerscheinungen zu vermeiden, verändert das Steuergerät ME die Gemischzusammensetzung langsam.

Beim Motor mit Schichtbetrieb (bei CODE 920 (Benzindirekteinspritzung mit Schichtladung)) wird entsprechend dem hinterlegten Kennfeld auf ein mageres Gemisch mit λ > 1 geregelt.

In XENTRY Diagnostics erfolgt die Anzeige des Regelzustandes anhand eines Lambdaregelungsfaktors, der sich bei Abmagerung des Gemischs in positiver Richtung und bei Anfettung des Gemischs in negativer Richtung verändert.

Zusätzliche Funktionsvoraussetzungen Zweisondenregelung

Betriebstemperatur des Katalysators erreicht

Lambdaregelung aktiv

Lambdasonde nach Katalysator fehlerfrei

Funktionsablauf Zweisondenregelung

Mit der Zweisondenregelung werden die Funktion der Lambdasonde vor Katalysator und die Wirkung des Katalysators überwacht.

Dazu liest das Steuergerät ME folgende Signale ein:

Lambdasonde vor Katalysator

Lambdasonde nach Katalysator

Das Steuergerät ME bestimmt aus den Signalen der Lambdasonde nach Katalysator den Lambda-Mittelwert. Dieser Wert wird mit einem gespeicherten Wert für optimales Abgas verglichen.

Ist bei mehreren Messungen die Abweichung zu groß, wird ein Korrekturwert für die Lambdaregelung bestimmt. Mit dem Korrekturwert (Wert bei neuer Lambdasonde vor Katalysator ca. 0) wird die Alterung der Lambdasonde vor Katalysator in bestimmten Grenzen ausgeglichen. Er ist kennfeldabhängig und wird vom Steuergerät ME durch Anpassung der Einspritzdauer der Kraftstoffinjektoren erreicht.

Bei der Gemischbildung können z. B. folgende Fehler auftreten:

Falschluft aufgrund Undichtigkeiten in der Abgasanlage vor den Lambdasonden

Verschleiß oder Verkoken der Kraftstoffinjektoren

Schadhafter Drucksensor nach Drosselklappe

Schadhafter Druck- und Temperatursensor Kraftstoff (B4/25)

Schadhafter Heißfilm-Luftmassensensor (bei CODE 920 (Benzindirekteinspritzung mit Schichtladung))

Schadhafte Lambdasonden

Schadhaftes Umschaltventil Regenerierung (Y58/1)

Schadhaftes Ventil Kurbelgehäuseentlüftung Teillastbetrieb (Y58/2)

Verschleiß am Motor (z. B. undichte Ventile)

Wird der vorgegebene Grenzwert überschritten oder fällt die Plausibilitätsprüfung der Lambdasondensignale (vor oder nach Katalysator) negativ aus, steuert das Steuergerät ME die Kontrollleuchte Motordiagnose (A1e58) im Kombiinstrument (A1) über den Fahrwerk-CAN oder über Fahrwerk-CAN 1, das Steuergerät elektronisches Zündschloss (N73) und Fahrwerk-CAN 2 an.

Die Überschreitung des Grenzwerts wird im Fehlerspeicher vom Steuergerät ME abgelegt und kann mit XENTRY Diagnostics ausgelesen und gelöscht werden.

Funktionsablauf Heizung Lambdasonde nach und vor Katalysator

Die Heizung Lambdasonde nach und vor Katalysator bringen die Lambdasonden schneller auf Betriebstemperatur. Zusätzlich verhindern sie durch eine gesteuerte Heizung Keramikschäden der Lambdasonden.

Bei sehr kalter Abgasanlage (solange Kondenswasser vorhanden ist) sind die Heizungen Lambdasonden nach und vor Katalysator zur Vermeidung von Beschädigungen (Thermoschock) ausgeschaltet.

Zusätzliche Funktionsvoraussetzungen Selbstanpassung der Gemischbildung

Lambdaregelung aktiv

Motor im Leerlauf oder Teillast

Motor im Homogenbetrieb

Funktionsablauf Selbstanpassung der Gemischbildung

Bei geregeltem Katalysator bestimmt die Lambdaregelung die Einspritzdauer so exakt, dass in allen Betriebszuständen ein vorgegebenes Kraftstoff-Luftverhältnis (λ) eingehalten wird.

Die Selbstanpassung bewirkt, dass die Gemischzusammensetzung im Steuerbetrieb (z. B. Warmlauf) nicht zu fett oder zu mager ist. Außerdem wird verhindert, dass sich die Lambdaregelung in Höhenlagen am Regelungsanschlag befindet.

Tritt ein Fehler auf, dann nimmt das Steuergerät ME selbstständig eine Korrektur der Gemischbildung vor. Dabei wird das Lambda-Kennfeld in vorgegebenen Regelgrenzen so verschoben, dass die Lambdaregelung sich nicht am unteren oder oberen Regelungsanschlag befindet.

Lambdaregelung Funktion

Driftet die Gemischzusammensetzung ständig aus dem mittleren Regelbereich heraus, verschiebt das Steuergerät ME unter bestimmten Betriebsbedingungen das Lambda-Kennfeld so weit, bis sich wieder ein Lambdaregelungsfaktor von ca. 0 ergibt.

Verschiebung des Lambda-Kennfelds

a

Regelbereich Lambdaregelungsfaktor

b

Verschiebung des Lambda-Kennfelds

c

Lage des Lambda-Kennfelds vor der Selbstanpassung

P07.61-3786-76

Darstellung der Selbstanpassungswerte mit XENTRY Diagnostics

Mit XENTRY Diagnostics kann Folgendes ausgelesen werden:

Verschiebung des Lambda-Kennfelds

Richtung der Verschiebung (fett oder mager)

Größe der Verschiebung

Die Darstellung erfolgt in "ms" und bedeutet, dass der angezeigte Wert zur Bestimmung der Einspritzdauer zu der vom Kennfeld bestimmten Einspritzdauer addiert bzw. davon subtrahiert wird.

Beispiel:

Berechnete Einspritzdauer (Kennfeld): 3,0 ms

Angezeigter Wert in XENTRY Diagnostics: 0,3 (ms)

Zur Bestimmung der Einspritzdauer (Kraftstoffeinspritzmenge) wird vom Steuergerät ME ein rechnerischer Wert von 3,3 ms (3,0 ms + 0,3 ms) verwendet.

Korrekturwerte Leerlauf

Die maximalen Korrekturwerte betragen 1,0 ms.

Korrekturwerte Teillast

Die maximalen Korrekturwerte betragen -0,68 bis +1,32 ms.

Zusätzliche Funktionsvoraussetzungen Katalysatorüberwachung

Betriebstemperatur der Katalysatoren erreicht

Lambdaregelung aktiv

Katalysatorüberwachung allgemein

Der Gesetzgeber schreibt vor, dass die Kohlenwasserstoff (HC) -Emissionen einen bestimmten Wert nicht überschreiten dürfen. Daher ist es nötig, den Katalysator ständig auf seine Alterung hin zu überprüfen. Die Alterung eines Katalysators ergibt sich aus dem mit der Zeit abnehmenden Sauerstoffspeichervermögen und der daraus resultierenden verminderten HC-Konvertierung. Dabei speichert der Katalysator während der Abmagerung des Gemischs (Regelkreis) Sauerstoff und gibt diesen während der Anfettung des Gemischs zur HC-Konvertierung wieder ab.

Funktionsablauf Katalysatorüberwachung

Zur Überprüfung des Sauerstoffspeichervermögens wird so lange ein fettes Gemisch (λ < 1) ausgegeben, bis die Lambdasonde nach Katalysator einen bestimmten Maximalwert misst und der größte Teil des Sauerstoffs abgebaut ist. Danach wird ein mageres Gemisch (λ > 1) ausgegeben und dabei die Zeitspanne gemessen, bis die Lambdasonde nach Katalysator einen bestimmten Minimalwert misst und der Katalysator seinen Sauerstoffspeicher aufgefüllt hat. Liegt die gemessene Zeit unterhalb einer hinterlegten Kennlinie, ist das Sauerstoffspeichervermögen unzureichend und es wird ein Fehler im Steuergerät ME hinterlegt.

Funktionsschema Elektrik Lambdaregelung

PE07.10-P-2710-97IAC

Übersicht Systembauteile Benzin-Einspritz- und Zündsystem mit Direkteinspritzung

GF07.70-P-9998MT

Referenzierte Dokumente