Sensoren

Sensoren im Auto, speziell im 3000GT

Allgemeines

Sensoren in Kraftfahrzeugen liefern häufig ein Spannungs-Signal (üblicherweise 0...5V), fallweise auch eine Frequenz (z.B. 0...1800Hz). Da im KFZ einige Störquellen existieren, gibt es an einer ECU einen gesonderten Ausgang für die Spannungsversorgung von Sensoren sowie einen gesonderten Masse-Punkt für Sensor-Signale. Die Leitungen vom Sensor zur ECU sollten (wenn sie neu verlegt werden müssen) möglichst kurz sein, nicht nahe an Störquellen wie Zündkabeln vorbeiführen und paarweise verdrillt werden (Sensor-Signal mit Sensor-Masse).

Sensoren in KFZ müssen wie auch die Verkabelungen und Steckverbinder sehr robust sein, da der Ausfall eines einzelnen Sensors meist zum Komplettausfall des ganzen Systems oder zumindest zur erheblichen Qualitätseinbussen (Notlaufprogramm, Motorkontrolleuchte) führt. Redundanzen sind nicht üblich.

Original-Zustand

Luftmassen-Messer

Der MAF oder Mass Air Flow Sensor misst die Luftmasse direkt hinter dem Luftfilter, also beim Eintritt in das System. Er liefert ein Frequenz-Signal (0...1800Hz). Der Serien-MAF ist am oberen Ende seines Messbereichs unzuverlässig. Außerdem muss die Luft danach noch durch das komplette System aus Rohren, Turboladern (Verdichterseite) und Ladeluftkühlern: Ändert sich dort etwas, könnte das Einfluss auf die Berechnungen in der ECU haben; diese sind aber nicht anpassbar.

Ansaugluft-Temperatur (OEM)

Die Temperatur wird im MAF gemessen. Ausgang 0...5V. Temperaturänderungen danach werden nicht erkannt.

Kurbelwellen-Winkel

Die Stellung der Kurbelwelle (Crankshaft) wird benötigt, um die Zündung des jeweiligen Zylinders zum richtigen Zeitpunkt auszulösen.

Hier fehlen Informationen

Nockenwellen-Winkel

Die Stellung der Nockenwelle(n) (Camshaft) wird benötigt, um ...

Hier fehlen Informationen

Drosselklappen-Position

Aufgrund der Stellung der Drosselklappe (0...100%) wird auf die Leistungsanforderung geschlossen, und es werden aufgrund der aktuellen Drosselklappenstellung Parameter der Motorsteuerung angepasst.

Klopfsensor

Der Klopfsensor meldet der ECU, wenn Motorklopfen auftritt. Ausgang 0...5V mit überlagerter Schwingung (Schallbereich). Die Klopferkennung ist eine Wissenschaft für sich, aber gerade bei Hochleistungs-Motoren ein lebenswichtiges Thema.

Lambda-Sonden

Eine Lambda-Sonde ermittelt über den Rest-Sauerstoff-Anteil im Abgas das Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei der Verbrennung. Der Kehrwert dieses Verhältnisses heisst Lambda-Wert. Das lässt Rückschlüsse darauf zu, ob der Motor fett (viel Kraftstoff im Verhältnis zum verfügbaren Sauerstoff) oder mager (wenig Kraftstoff i.V.z. Sauerstoff) läuft. Man unterscheidet zwischen einfachen Sprungsonden, die nur "fett" und "mager" sozusagen binär unterscheiden, und Breitband-Sonden, die das Benzin/Luft-Gemisch (Air Fuel Ratio) zwischen 9...10 (fett) und 20 (mager) auf ein analoges 0...5V Signal abbilden.

Im Serienzustand sind Sprungsonden verbaut, bei den EU-GT's 2 Stück, je eine pro Zylinderbank hinter den Turbos im Abgasstrom. Lambda-Sonden müssen auch sehr robust sein, sie halten auch nicht ewig.

Erweiterungen / Umbauten

Druck hinter Drosselklappe (Ladedruck)

Der MAP oder Manifold Air Pressure Sensor misst den absoluten Druck in der Ansaugbrücke. Ausgang 0...5V.

Ansaugluft-Temperatur

Der IAT oder Intake Air Temperature Sensor misst die Lufttemperatur nahe dem MAP-Sensor. Ausgang 0...5V.

Abgas-Temperatur

EGT oder Exhaust Gas Temperature Sensoren messen die Temperatur der Abgase VOR den Turboladern. Diese Temperaturen können bis zu 1200 Grad Celsius betragen, und die Sensoren liegen direkt im Abgasstrom. Daher müssen sie sehr strömungsgünstig und beständig sein, sonst stören sie die Strömung und/oder zerfallen, wobei die Turbolader durch Bruchstücke beschädigt werden können. Ausserdem sollen sie schnell auf Temperatur-Änderungen reagieren. Daher sind heute sog. K-Type-Thermoelemente üblich. Um ein 0...5V Signal zu bekommen, muss man diese jedoch über Messverstärker betreiben.

Breitband-Lambda-Sonden

Wie oben schon ausgeführt, bildet eine Breitband-Lambda-Sonde (engl. wideband oder UEGO) den Kehrwert des Lambda-Wertes (Luft-Kraftstoff-Verhältnis, engl. Air-Fuel-Ration oder AFR) auf ein 0...5V Signal ab. Für solche Sonden wird ein Controller benötigt, da die Sonde kalibriert und vorgeheizt werden muss. Dieser Controller gibt dann den 0...5V Wert ab; jedes Fabrikat tut das mit einer eigenen Kennlinie.

Einige dieser Controller bieten auch das klassische 0...1V Signal an, das eine OEM Sprungsonde liefern würde, und dadurch kann die Breitband-Sonde anstelle einer OEM Sonde verwendet werden.