Das Fahrzeug VAZ-2123 ist seit 2015 mit einem elektronischen Motorsteuerungssystem mit dem Steuergerät ME17.9.71 2123-1411020-50 nach den Toxizitätsnormen EURO-5 ausgestattet.
Das elektronische Motorsteuerungssystem (EMSS) besteht aus dem Steuergerät, Sensoren für die Betriebsparameter des Motors und des Fahrzeugs sowie Stellgliedern.
Das Steuergerät ist ein Mini-Computer für Spezialzwecke; zu seinem Aufbau gehören ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), ein programmierbarer Festwertspeicher (PROM) und ein elektrisch reprogrammierbarer Speicher (EEPROM).
Der RAM wird vom Mikroprozessor zur vorübergehenden Speicherung der aktuellen Informationen über den Motorlauf (gemessene Parameter) und der Berechnungsdaten verwendet.
Außerdem werden im RAM die Codes der auftretenden Störungen aufgezeichnet.
Dieser Speicher ist flüchtig, d. h. bei Unterbrechung der elektrischen Versorgung (Abklemmen der Batterie oder Trennen des Kabelbaums vom Steuergerät) wird sein Inhalt gelöscht.
Der PROM speichert das Motorsteuerprogramm, das die Folge der Arbeitsbefehle (Algorithmen) und die Kalibrierdaten (Einstellungen) enthält.
Der PROM bestimmt die wichtigsten Parameter des Motorlaufs: die Art der Änderung von Drehmoment und Leistung, den Kraftstoffverbrauch, den Zündverstellwinkel, die Zusammensetzung der Abgase usw. Der PROM ist nichtflüchtig, d. h. der Inhalt seines Speichers ändert sich beim Abschalten der Versorgung nicht.
Der EEPROM speichert die Identifikatoren des Steuergeräts, des Motors und des Fahrzeugs.
Er zeichnet die Betriebsparameter sowie Verletzungen der Betriebsarten des Motors und des Fahrzeugs auf. Er ist ein nichtflüchtiger Speicher.
Das Steuergerät ist die zentrale Einrichtung des Motorsteuerungssystems.
Es empfängt Informationen von den Sensoren und steuert die Stellglieder und gewährleistet so einen optimalen Motorlauf bei einem vorgegebenen Niveau der Fahrzeugkennwerte.
Das Steuergerät befindet sich im Fußraum des Beifahrers und ist an der Stirnwand befestigt.
Das Steuergerät steuert die Stellglieder wie Kraftstoffeinspritzdüsen, Drosselklappenstutzen mit Elektroantrieb, Zündspule, Heizung der Lambdasonde, Spülventil des Adsorbers und verschiedene Relais.
Das Steuergerät steuert das Ein- und Ausschalten des Hauptrelais (Zündrelais), über das die Versorgungsspannung von der Batterie zu den Systemelementen gelangt (außer der Elektrokraftstoffpumpe, dem Elektrolüfter, dem Steuergerät und der Zustandsanzeige der APS).
Das Steuergerät schaltet das Hauptrelais beim Einschalten der Zündung ein.
Beim Ausschalten der Zündung verzögert das Steuergerät das Ausschalten des Hauptrelais um die Zeit, die für die Vorbereitung des nächsten Einschaltens erforderlich ist (Abschluss der Berechnungen, Einstellung der Drosselklappe in die Position vor dem Motorstart).
Beim Einschalten der Zündung tauscht das Steuergerät neben der Ausführung der oben genannten Funktionen Informationen mit der APS aus (wenn die Immobilisierungsfunktion aktiviert ist).
Wenn als Ergebnis des Austauschs festgestellt wird, dass der Zugang zum Fahrzeug erlaubt ist, setzt das Steuergerät die Ausführung der Motorsteuerungsfunktionen fort.
Andernfalls wird der Motorlauf blockiert.
Das Steuergerät führt außerdem die Funktion der Systemdiagnose aus.
Es stellt das Vorhandensein von Störungen der Systemelemente fest, schaltet die Kontrollleuchte ein und speichert in seinem Speicher Codes, die die Art der Störung bezeichnen und dem Mechaniker bei der Reparatur helfen.
Im Motorsteuerungssystem wird ein Luftmassenmesser vom thermoanemometrischen Typ mit Frequenzkennlinie des digitalen Ausgangssignals verwendet.
Er befindet sich zwischen dem Luftfilter und dem Schlauch des Ansaugrohrs.
Das Signal des LMM ist ein Frequenzsignal (Hz), dessen Impulsfolgefrequenz von der durch den Sensor strömenden Luftmenge abhängt (sie steigt bei zunehmendem Luftdurchsatz).
Das Diagnosegerät liest die Anzeigen des Sensors als Luftdurchsatz in Kilogramm pro Stunde.
Drosselklappenstellungssensoren (DKPS)
Im System mit elektrischer Drosselklappe werden zwei DKPS verwendet.
Die DKPS sind Bestandteil des Drosselklappenstutzens mit Elektroantrieb.
Der DKPS ist ein Widerstand vom potentiometrischen Typ, an dessen einen Anschluss eine Referenzspannung (5 V) vom Steuergerät und an dessen zweiten die „Masse“ vom Steuergerät angelegt wird.
Vom Anschluss, der mit dem beweglichen Kontakt des Potentiometers verbunden ist, wird das Ausgangssignal des DKPS an das Steuergerät geliefert.
Das Steuergerät steuert die Position der Drosselklappe mit Hilfe des Elektroantriebs entsprechend der Position des Gaspedals.
Anhand der Anzeigen des DKPS verfolgt das Steuergerät die Position der Drosselklappe.
Beim Einschalten der Zündung stellt das Steuergerät die Drosselklappe in die Vorstartposition, deren Öffnungsgrad von der Kühlmitteltemperatur abhängt.
In der Vorstartposition der Drosselklappe muss das Ausgangssignal des DKPS 1 im Bereich von 0,65–0,79 V liegen, das Ausgangssignal des DKPS 2 — im Bereich von 4,21–4,35 V.
Wenn innerhalb von 15 Sekunden der Motor nicht gestartet und das Gaspedal nicht gedrückt wird, schaltet das Steuergerät den Elektroantrieb des Drosselklappenstutzens spannungslos und die Drosselklappe wird in die Position von 7–8 % Drosselöffnung gebracht.
Im spannungslosen Zustand (LIMP HOME) des Elektroantriebs der Drosselklappe liegt das Ausgangssignal des DKPS 1 im Bereich von 0,80–0,85 V, das Ausgangssignal des DKPS 2 — im Bereich von 4,15–4,20 V.
Wenn danach innerhalb von 15 Sekunden keine Aktionen durchgeführt werden, tritt der Modus der Prüfung („Anlernung“) der 0-Position der Drosselklappe ein — vollständiges Schließen und Öffnen der Drosselklappe auf die Vorstartposition, und in der Folge geht der Elektroantrieb der Drosselklappe erneut in den spannungslosen Modus über.
Bei jeder Position der Drosselklappe muss die Summe der Signale des DKPS 1 und des DKPS 2 gleich (5±0,1) V sein.
Bei einer Störung der Stromkreise der DKPS schaltet das Steuergerät den Elektroantrieb der Drosselklappe spannungslos, speichert deren Code in seinem Speicher und schaltet die Kontrollleuchte ein.
Dabei wird die Drosselklappe in die Position von 7–8 % Drosselöffnung gebracht.
Elektronisches Gaspedal (EGP)
An Fahrzeugen mit elektronischer Drosselklappeneinheit wird ein elektronisches Gaspedal verwendet, das das Signal über die Position des Gaspedals elektrisch an das Steuergerät überträgt.
Das elektronische Gaspedal befindet sich an einem Halter unter dem rechten Fuß des Fahrers.
Im elektronischen Gaspedal werden zwei Gaspedalstellungssensoren (GPSS) verwendet.
Die GPSS sind Widerstände vom potentiometrischen Typ, die vom Steuergerät mit 5 V versorgt werden.
Die GPSS sind mechanisch mit dem Antrieb vom Pedalhebel verbunden.
Zwei unabhängige Federn zwischen dem Pedalhebel und dem Gehäuse erzeugen eine Rückstellkraft.
Durch Empfang eines analogen elektrischen Signals vom EGP bildet das Steuergerät ein Signal zur Steuerung der Position der Drosselklappe.
Die Ausgangsspannung der GPSS ändert sich proportional zum Niederdrücken des Gaspedals.
Bei losgelassenem Gaspedal muss das Signal des GPSS 1 im Bereich von 0,46–0,76 V liegen, das Signal des GPSS 2 — im Bereich von 0,23…0,38 V.
Bei vollständig niedergedrücktem Gaspedal muss das Signal des GPSS 1 im Bereich von 2,80–3,10 V liegen, das Signal des GPSS 2 — im Bereich von 1,40…1,55 V.
Bei jeder Position des Gaspedals muss das Signal des GPSS 1 doppelt so groß sein wie das Signal des GPSS 2.
Kühlmitteltemperatursensor (KMTS)
Der Sensor ist im Kühlmittelstrom des Motors am Auslassstutzen des Wassermantels des Motors installiert.
Das empfindliche Element des Kühlmitteltemperatursensors ist ein Thermistor, d. h. ein Widerstand, dessen elektrischer Widerstand sich in Abhängigkeit von der Temperatur ändert.
Hohe Temperatur verursacht einen niedrigen Widerstand, und niedrige Kühlmitteltemperatur — einen hohen Widerstand.
Das Steuergerät liefert in den Stromkreis des Kühlmitteltemperatursensors eine Spannung von 5 V.
Klopfsensor (KS)
Der Klopfsensor (KS) ist am Zylinderblock installiert.
Das piezokeramische empfindliche Element des KS erzeugt ein Wechselspannungssignal, dessen Amplitude und Frequenz den Parametern der Motorvibrationen entsprechen.
Beim Auftreten von Klopfen erhöht sich die Amplitude der Vibrationen einer bestimmten Frequenz.
Das Steuergerät korrigiert dabei den Zündverstellwinkel zur Dämpfung des Klopfens.
Steuer-Lambdasonde (SLS)
Die wirksamste Verringerung der Toxizität der Abgase von Ottomotoren wird bei einem Massenverhältnis von Luft und Kraftstoff im Gemisch von (14,5–14,6) : 1 erreicht.
Dieses Verhältnis wird als stöchiometrisch bezeichnet.
Bei dieser Zusammensetzung des Kraftstoff-Luft-Gemisches verringert der Katalysator am wirksamsten die Menge an Kohlenwasserstoffen, Kohlenmonoxid und Stickoxiden, die mit den Abgasen ausgestoßen werden.
Zur Optimierung der Zusammensetzung der Abgase mit dem Ziel, die größte Wirksamkeit des Katalysators zu erreichen, wird die Kraftstoffzufuhr im geschlossenen Regelkreis mit Rückkopplung über das Vorhandensein von Sauerstoff in den Abgasen gesteuert.
Diagnose-Lambdasonde (DLS)
Zur Verringerung des Gehalts an Kohlenwasserstoffen, Kohlenmonoxid und Stickoxiden in den Abgasen wird ein Katalysator verwendet.
Der Katalysator oxidiert Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid, wodurch sie in Wasserdampf und Kohlendioxid umgewandelt werden.
Der Katalysator reduziert außerdem Stickstoff aus den Stickoxiden.
Das Steuergerät überwacht die Redox-Eigenschaften des Katalysators, indem es das Signal der nach dem Katalysator installierten Diagnose-Lambdasonde analysiert.
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (FGS)
Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor gibt ein Impulssignal ab, das das Steuergerät über die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs informiert. Der FGS ist an der Eingangswelle des Verteilergetriebes installiert.
Bei Drehung der Antriebsräder erzeugt der FGS 6 Impulse pro Meter Fahrzeugbewegung.
Das Steuergerät bestimmt die Fahrzeuggeschwindigkeit anhand der Impulsfolgefrequenz.
Kurbelwellenpositionssensor (KWPS)
Der Kurbelwellenpositionssensor ist am Deckel des Nockenwellenantriebs in einem Abstand von etwa 1±0,4 mm von der Zahnspitze der am Kurbelwellenmotor befestigten Geberscheibe installiert.
Die Geberscheibe ist mit der Riemenscheibe des Generatorantriebs vereint und stellt ein Zahnrad mit 58 Zähnen dar, die mit einer Teilung von 6° angeordnet sind, sowie eine „lange“ Vertiefung zur Synchronisation, die durch zwei fehlende Zähne gebildet wird.
Bei Übereinstimmung der Mitte des ersten Zahns des Zahnradsektors der Scheibe nach der „langen“ Vertiefung mit der Achse des KWPS befindet sich die Kurbelwelle des Motors in der Position von 114° (19 Zähne) vor dem oberen Totpunkt des 1. und 4. Zylinders.
Bei Drehung der Geberscheibe ändert sich der Magnetfluss im Magnetkreis des Sensors, wodurch Wechselspannungsimpulse in seiner Wicklung induziert werden.
Das Steuergerät bestimmt die Position und die Drehfrequenz der Kurbelwelle anhand der Anzahl und der Folgefrequenz dieser Impulse und berechnet die Phase und die Dauer der Steuerimpulse für die Einspritzdüsen und die Zündspule.
Phasensensor (Nockenwellenpositionssensor)
Der Phasensensor wird an einem Ansatz des Zylinderkopfs installiert.
Das Funktionsprinzip des Sensors beruht auf dem Hall-Effekt.
Auf der Nockenwelle des Motors befindet sich ein spezieller Stift.
Wenn der Stift gegenüber der Stirnfläche des Sensors vorbeiläuft, gibt der Sensor an das Steuergerät einen Spannungsimpuls niedrigen Pegels (etwa 0 V) ab, was der Position des Kolbens des 1. Zylinders im Verdichtungstakt entspricht.
Das Signal des Phasensensors wird vom Steuergerät zur Organisation der sequenziellen Kraftstoffeinspritzung entsprechend der Zündfolge der Motorzylinder verwendet.
Bremslichtschalter
Der Bremslichtschalter ist Bestandteil der Brems pedalbaugruppe und dient dazu, dem Steuergerät des EMSS die entsprechenden Signale über das Betätigen/Loslassen des Bremspedals durch den Fahrer zu liefern.
In Systemen zur Drosselklappensteuerung über Kabel (E-Gas) spielen die Signale des Bremspedalschalters eine wichtige Rolle, da sie von der Sicherheitsfunktion der Software des EMSS-Steuergeräts verwendet werden.
Aus diesem Grund ist es sehr wichtig, sicherzustellen, dass sich der Bremslichtschalter stets in betriebsbereitem Zustand befindet.
Bei Nichtübereinstimmung seiner funktionalen Schaltkennlinie, beispielsweise bei spontaner Änderung der in der Anleitung angegebenen Einstellwerte (aufgrund von Vibrationen des Bremspedals, Verschleiß des Schalters und der Pedalbaugruppe), kann der Fahrzeugmotor in einen Notbetrieb mit zwangsweise verringerter Leistung übergehen.
Schalter für das Signal der Kupplungspedalstellung
Der Schalter für das Signal der Kupplungspedalstellung ist Bestandteil der Kupplungspedalbaugruppe und dient dazu, dem Steuergerät des EMSS ein Signal über das gedrückte Kupplungspedal zu liefern.
Der Schalter hat eine Kontaktgruppe, die die Spannung vom Anschluss „15“ des Zündschalters schaltet.
Bei gedrücktem Kupplungspedal sind die Kontakte geöffnet.
Das Signal des Schalters für die Kupplungspedalstellung wird von der Software des EMSS-Steuergeräts zur Verbesserung der Fahreigenschaften des Fahrzeugs verwendet.
