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Stand: 01.03.13 Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden Versuch: Test und Diagnosesystem am Messfahrzeug Porsche Cayman R Praktikum: Automobil elektronik Inhaltsverzeichnis 1. Ziel des Versuches ....................................................................................................................... 2 2. Porsche Cayman R ....................................................................................................................... 2 2.1. Technische Daten.......................................................................................................................... 2 2.2. Motorelektronik ............................................................................................................................ 4 2.2.1. Kraftstoff – und Zündanlage ...................................................................................................... 5 2.2.2. Abgasnachbehandlung............................................................................................................... 7 2.2.3. Bussysteme ................................................................................................................................ 8 3. Messsysteme ............................................................................................................................... 9 3.1. Multimeter METRAhit XTra von Gossen Metrawatt .................................................................... 9 3.2. Testsystem KTS 520 ...................................................................................................................... 9 3.3. Fahrzeug System Analyse FSA 740 [15] .................................................................................... 10 3.4. Porsche CAN Test (PCT) ............................................................................................................ 11 3.5. Vector Informatik CANalyzer/CANoe......................................................................................... 11 3.6. Porsche Interaktiver DiagnoseTester (PIDT) .............................................................................. 11 4. Versuchsdurchführung ............................................................................................................ 13 4.1. Abgasnachbehandlung Multimeter .......................................................................................... 13 4.2. KTS 520 ....................................................................................................................................... 13 4.3. FSA 740 ....................................................................................................................................... 14 4.4. PCT .............................................................................................................................................. 16 4.5. CANoe ......................................................................................................................................... 16 4.6. PIDT ............................................................................................................................................. 17 5. Auswertung ............................................................................................................................. 18 6. Literaturverzeichnis ................................................................................................................. 19 M. Klein

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Stand:  01.03.13    

Hochschule   für   Technik   und      

Wirtschaft  Dresden    

Versuch:  

Test  und  Diagnosesystem  am  Messfahrzeug  Porsche  Cayman  R  

 

Praktikum:  

Automobil-­‐  

elektronik    

 

Inhaltsverzeichnis  

1.   Ziel  des  Versuches  .......................................................................................................................  2  

2.   Porsche  Cayman  R  .......................................................................................................................  2  2.1.   Technische  Daten  ..........................................................................................................................  2  2.2.   Motorelektronik  ............................................................................................................................  4  2.2.1.   Kraftstoff  –  und  Zündanlage  ......................................................................................................  5  2.2.2.   Abgasnachbehandlung  ...............................................................................................................  7  2.2.3.   Bussysteme  ................................................................................................................................  8  

3.   Messsysteme  ...............................................................................................................................  9  3.1.   Multimeter  METRAhit  X-­‐Tra  von  Gossen  Metrawatt  ....................................................................  9  3.2.   Testsystem  KTS  520  ......................................................................................................................  9  3.3.   Fahrzeug  System  Analyse  -­‐  FSA  740  [15]  ....................................................................................  10  3.4.   Porsche  -­‐CAN  -­‐Test  (PCT)  ............................................................................................................  11  3.5.   Vector-­‐  Informatik  CANalyzer/CANoe  .........................................................................................  11  3.6.   Porsche  Interaktiver  Diagnose-­‐Tester  (PIDT)  ..............................................................................  11  

4.   Versuchsdurchführung  ............................................................................................................  13  4.1.   Abgasnachbehandlung  -­‐  Multimeter  ..........................................................................................  13  4.2.   KTS  520  .......................................................................................................................................  13  4.3.   FSA  740  .......................................................................................................................................  14  4.4.   PCT  ..............................................................................................................................................  16  4.5.   CANoe  .........................................................................................................................................  16  4.6.   PIDT  .............................................................................................................................................  17  

5.   Auswertung  .............................................................................................................................  18  

6.   Literaturverzeichnis  .................................................................................................................  19    

   

M. Klein

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1. Ziel  des  Versuches  Ziel   des   Versuches   ist   es   einzelne   Diagnosemöglichkeiten   an   Kraftfahrzeugen   kennen   zu   lernen.  Außerdem  soll  das  Prinzip  der  Benzin-­‐Direkt-­‐Einspritzung   in  einem  Motronic  –Systems    verdeutlicht  werden.  

2. Porsche  Cayman  R  Der  Cayman  wurde  2005  mit  der  werksinternen  Bezeichnung  987,  in  den  Markt  eingeführt  und  wird  in   Zuffenhausen   bzw.   bei   Valmet   Automotive   in   Finnland   gefertigt   [1].   Seid   2011  wird   eine  weiter  Version,   der   Cayman   R   angeboten.   Dieses   Version   unterscheidet   sich   im   wesentlich   durch   ein  besseres   Leistungsgewicht  und  eine  verbesserte  Aerodynamik,   zur  Basisversion.  Es  wurde  auf   viele  Komfortapplikationen   wie   z.B.   Dämmmaterial   und   Türablagen   verzichtet.   Außerdem   werden   die  Türen  und  die  Motorhaube  aus  Aluminium  gefertigt.  [2]  

2.1.  Technische  Daten  Tabelle  1:  Technische  Daten  Cayman  R  [3]  [4]  

Bauart/Anordnung   Boxer/Mittelmotor  Zylinderzahl   6  Ventile/Zylinder   4  Hubraum   3436  cm3  Bohrung   97mm  Hub   77,5mm  Motorleistung   243  KW;  330  PS  (bei  7400  1/min)  max.  Drehmoment   370  Nm  (bei  4750  1/min)  Leistungsgewicht   5,4  kg/KW  Sprint  0  -­‐  100  km/h   4,9  s  Abregeldrehzahl   7500    1/min  Leergewicht  nach  DIN   1320  kg  Luftwiderstandsbeiwert   cw  =  0,30  CO2  –  Emissionen   221  g/km  

 Abbildung  1:Volllastkurve  Cayman  R  [4]  

   

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 Abbildung  2:  Durchsicht  Cayman  [5  S.  47]  

 

 Abbildung  3  Motor  Cayman  [5  S.  37]  

   

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2.2. Motorelektronik  

Im   Cayman   kommt   ein   Motronic   -­‐   System   zum   Einsatz.   In   diesem   gibt   es   keine   mechanische  Verbindung  zwischen  dem  Gaspedal  und  der  Drosseleinrichtung.  Der  Fahrerwunsch  wird  über  einen  Pedalwegsensor,   dem   Steuergerät   als   Spannungswert   übermittelt.   Im   Steuergerät   werden   je   nach  Fahrerwunsch   Signale   erzeugt   die   den   Öffnungsquerschnitt   der   elektrisch   angesteuerten  Drosselklappe  so  einstellt,  dass  der  Verbrennungsmotor  die  geforderte  Drehzahl  leistet.    

Die  vom  Steuergerät  ermittelte  Einspritzmenge  an  Kraftstoff  erfolgt  durch  zeitliche  Ansteuerung  der  Hochdruckinjektoren.  

Für  die  Zündung  des  angesaugten  Gemisches  kommen  Stabzündmodule  zum  Einsatz.  

Die  Abgasnachbehandlung  besteht  pro   Zylinderbank  aus   einem  Hauptkatalysator,  mit   jeweils   einer  Lambdasonde   vor   bzw.   nach   dem   Katalysator.   Die   erste   Sonde   (Breitbandlambdasonde   Vgl.  Abbildung   4   -­‐   Nr.12)   wird   für   die   stetige   Regelung   und   die   zweite   Sonde   (Zweipunktsonde   Vgl.  Abbildung  4  -­‐  Nr.19)  für  Diagnosezwecke  verwendet.  

Die   für   den   optimalen   Motorbetrieb   benötigten   Werte   für   Zündung   und   Einspritzung   sind   in  entsprechenden  Kennfeldern  abgelegt.  

   

Abbildung  4:  Motronic-­‐    System  [8 S. 14]  

(1-­‐Aktivkohlebehälter,   2-­‐Heißfilm-­‐   Luftmassenmesser,   3-­‐Drosselvorrichtung,   4-­‐Tankentlüftungsventil,   5-­‐Saugrohrdrucksensor,  6-­‐Ladungsbewegungsklappe,   7-­‐Hochdruckpumpe,   8-­‐Rail   mit   Hochdruck-­‐   Einspritzventil,   9-­‐Nockenwellenversteller,   10-­‐Zündspule  mit  Zündkerze,  11-­‐Nockenwellen  Phasensensor,  12-­‐Breitband  LambdaSonde  (LSU),  13-­‐digitale  Motorelektronik,  14-­‐Abgasrückführventil,   15-­‐Drehzahlsensor,   16-­‐Klopfsensor,   17-­‐Motortemperatursensor,   18    Vorkatalysator,   19    Lambda-­‐Sonde,  20    Hauptkatalysator,  21-­‐CAN-­‐Schnittstelle,  22-­‐Diagnoselampe,  23-­‐Diagnoseschnittstelle,  24    Schnittstelle,  25-­‐Fahrpedalmodul,  26-­‐Kraftstoffbehälter,  27-­‐Kraftstofffördermodul  mit  Elektrokraftstoffpumpe)  

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2.2.1. Kraftstoff  –  und  Zündanlage  Beim   Cayman   R   wird   eine   Benzindirekteinspritzung   verwendet   –   DFI   (Direct   Fuel   Injection).   Der  Kraftstoff  wird  direkt  in  den  Brennraum  gespritzt,  wodurch  eine  Gemischaufbereitung  vollständig  im  Brennraum   stattfindet.   Dies   hat   zahlreiche   Vorteile   gegenüber   einer   Saugrohreinspritzung,  hinsichtlich  des  Verbrauches  und  der  Emissionen.  Abbildung  5  zeigt  einen  geschnittenen  Zylinder  mit  seinen  Hauptbestandteilen.  

 

 Abbildung  5:  Benzin-­‐Direkt-­‐Einspritzung  [6]  

Hochdruckinjektor  

Die  Hochdruckinjektoren  werden  von  der  DME,  entsprechend  der  Zündfolge  angesteuert.  Nach  der  Ansteuerung  spritzen  sie  den  Kraftstoff  mit  einen  Druck  von  40  bis  120  bar  direkt  in  den  Brennraum.  Dabei   wird   der   Kraftstoff  mit   einem  Drall   versetzt,   fein   verstäubt   und   kegelförmig   eingespritzt.   Je  nach  Betriebszustand  des  Motors   (Start,   Leerlauf,  Teillast,  Volllast)  wird  die  Einspritzmenge  auf  ein  oder  zwei  Einspritzungen  verteilt  (bis  3100  1/min).  [7]  

Stabzündmodul  

Nockenwelle  

Auslassventil  Einlassventil  

Hochdruckinjektor  

Kolben  

Kurbelwelle  Pleuelstange  

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 Abbildung  6:  prinzipieller  Aufbau  eines  Hochdruckinjektor  [8  S.  18]  (1-­‐Kraftstoffzulauf  mit  Filter,  2-­‐elektrischer  Anschluss,  3-­‐Feder,  4-­‐Spule,  5-­‐Ventilhülse,  6-­‐Düsennadel  mit  Magnetanker,  7-­‐Ventilsitz,  8-­‐Ventilauslass)  

Stabzündmodule  

Im  Cayman  kommen  ruhende  Hochspannungszündverteilungen  mit  aktiven  Einzelzündspulen,  direkt  an   der   Zündkerze   zum   Einsatz.   Sie   besitzen   eine   integrierte   Leistungsendstufe,   welche   in   der  Zündfolge  1-­‐6-­‐2-­‐4-­‐3-­‐5  vom  DME  Steuergerät  für  jeden  Zylinder  individuell  gesteuert  wird.  Außerdem  ist  eine  Diagnosefunktion  integriert,  fällt  eine  Zündspule  aus  wird  der  Zylinder  abgeschaltet.  [7]  

 

       Abbildung  7:  prinzipieller  Aufbau  Stabzündspule  [8  S.  23]  (1-­‐Steckanschluss,   2-­‐Leiterplatte   mit   Zündungsendstufe,   3-­‐Permanentmagnet,   4-­‐  Befestigungsarm,   5-­‐lamellierter   Elektroblechkern   (Stabkern),   6-­‐Sekundärwicklung,  7-­‐Primärwicklung,   8-­‐Gehäuse,   9-­‐Rückschlussblech,   10-­‐Permanentmagnet,   11-­‐Hochspannungsdom,  12-­‐Silikonmantel,  13-­‐aufgesteckte  Zündkerze)  

 

   

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2.2.2. Abgasnachbehandlung  Mithilfe  einer  Lambda  Sonde  kann  die  Sauerstoffkonzentration  im  Abgas  bestimmt  werden.  Mithilfe  dessen   kann   auf   das   Luft-­‐Kraftstoffverhältnis   im   Brennraum   geschlossen   werden.   Das   Luft-­‐Kraftstoffverhältnis   wird   als   Luftzahl,   mit   Formelzeichen   Lambda   (λ)   bezeichnet.   Mit   Hilfe   diesen  Wertes   können   Rückschlüsse   auf   den   Verbrennungsverlauf,   Temperaturen,   Schadstoffentstehung  und   den   Wirkungsgrad   gezogen   werden.   [9]   Ottomotoren   arbeiten   dabei   im   Bereich   des  stöchiometrischen   Verhältnisses.   Beim   stöchiometrischen   Kraftstoffverhältnis   ist   genau   die  Luftmenge   vorhanden,  die   theoretisch  benötigt  wird,   um  den  Kraftstoff   vollständig   zu   verbrennen.  [10]  

 Abbildung  8:  Regelkreis  der  Lambdaregelung  [11]  (1-­‐Ansaugluft,   2-­‐Kraftstoffzufuhr,   3-­‐Einspritzventil,   4-­‐Steuergerät,   5-­‐Regelsonde   (Breitbandsonde),   6-­‐Katalysator,   7-­‐Abgas,  8-­‐Diagnosesonde  (Sprungsonde)  

Bei  Benzin  Direkteinspritzern  kommt  eine   regelnde  Breitbandlamdasonde  vor  dem  Katalysator  und  eine   Diagnosesonde   (Sprungsonde)   nach   dem   Katalysator   zum   Einsatz.   „Anhand   der  Lambdasondenspannung  erkennt  das  Steuergerät  die  Gemischzusammensetzung  (mager  oder   fett).  Es  steuert  die  Einspritzmenge  so,  dass  eine  optimale  Gemischzusammensetzung  (λ  =  1)  gewährleistet  ist,  um  ideale  Voraussetzungen  für  die  Abgasbehandlung  im  Katalysator  zu  schaffen.  Hierbei  wird  die  Motorlast   mit   berücksichtigt.   Bei   zu   fettem   Gemisch   (λ   <   1)   muss   die   Kraftstoffmenge   reduziert  werden   und   bei   zu   magerem   Gemisch   (λ   >   1)   die   Kraftstoffmenge   erhöht   werden.   Die   mögliche  Diagnosesonde,   erkennt   ob   die   Regelsonde   (vor   dem   Katalysator)   noch   optimal   arbeitet.   Das  Steuergerät  kann  diese  Abweichung  dann  rechnerisch  kompensieren“  [11].    

   

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Sprungsonde  zur  Lambda  Bestimmung  [12]  

• misst  den  Restsauerstoffgehalt  im  Abgas  • erzeugt   im   betriebswarmen   Zustand  

(350   °C)   eine   Spannung   zwischen   ca.   25  und   900   mV   entsprechend   dem  Sauerstoffgehalt  im  Abgas  

• vergleicht   den   Restsauerstoffgehalt   im  Abgas   mit   dem   Sauerstoffgehalt   der  Umgebungsluft  

• erkennt   aber   nur   den   Übergang   vom  fetten   Gemisch   (Luftmangel   λ   <   1)   zum  mageren  Gemisch  (Luftüberschuss  λ  >  1)  und  umgekehrt.  

• λ  =  1  à  US  =  450  mV  

 

Breitbandsonde  zur  Lambda  Bestimmung  [12]  

 Abbildung  10:  Planare  Breitband-­‐Lambda-­‐Sonde  LSU  

 • misst  den  Restsauerstoffgehalt  im  Abgas  • misst   sowohl   im   fetten   als   auch   im  

mageren  Bereich  äußerst  genau    • größerer   Messbereich   von   0,7   <   λ   <   ∞  

(theoretisch)  à  0,7  <  λ  <  3,4  (praktisch)  • geeignet   auch   für   den   Einsatz   in  Diesel-­‐  

und  Gasmotoren  • λ  =  1  à  UM=  450  mV,  IP  =  0  mA  

Bei   größerer   Wissbegierde   zum   Aufbau   und   der   Funktionsweise   von   Lambdasonden,   ist   die   Seite  http://www.ngk-­‐elearning.de/  zu  empfehlen.  

2.2.3. Bussysteme  

Im  Messfahrzeug    sind  insgesamt    5  Bussysteme  installiert  um  den  Datenverkehr  zu  managen.  Dazu  zählen:  

• 2  x  High-­‐Speed  CAN-­‐Busse  (CAN_Antrieb,  CAN_Display  –  500  kBaud/s)  • 1  x  Low-­‐Speed  CAN  Bus  (CAN_Komfort  –  100  kBaud/s)  • 1  x  MOST  und  1  x  LIN  Bus  (werden  in  diesem  Praktikum  nicht  betrachtet)    

   

Abbildung  9:  Kennlinie  Sprungsonde  (a-­‐fettes  Gemisch,  b-­‐mageres  Gemisch)  

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3. Messsysteme  

3.1. Multimeter  METRAhit  X-­‐Tra  von  Gossen  Metrawatt  Das  METRAhit  X-­‐TRA  verfügt  über  23  Multimeterfunktionen  [13]:  

• Spannung  ACTRMS,  Spannung  AC+DC  TRMS  ,  Spannung  DC,  Frequenz  (Hz,  MHz),  Tastverhältnis,  Widerstand,  Diodentest,  Durchgangstest,  Kapazität,  Strom  ACTRMS,  Strom  AC+DC  TRMS,  Temperatur  m.  Pt  100/1000  Sensoren  u.  K-­‐Thermoelementen    

• Autorange  Strommessung  von  100  μA  (Auflösung  10  nA)  bis  10  A  (16A)  über  eine  Buchse  und  eine  Sicherung    

• Zusätzliche  Filterfunktion  und  Spannungsmessung  mit  verringertem  Eingangswiderstand  zur  Störbegrenzung  z.B.  bei  Messungen  an  Frequenzumrichtern    

• 540  kB  Datenspeicher  (15400  Messwerte)  für  Langzeitmessungen  als  Datalogger    • Netzteilanschluss  für  batterieunabhängigen  Betrieb    • Infrarot  Interface  für  Kommunikation  mit  dem  PC    • Gummischutzhülle  zum  Schutz  gegen  Stoß  und  Schlag  

Mithilfe  des  Software  METRAwin  10,  von  selbiger  Firma,  können  die  aufgezeichneten  Werte  ausgewertet  und  visualisiert  werden.  „Mit  METRAwin  10  und  einem  Schnittstellenadapter  wird  jedes  METRAHit-­‐Multimeter  zum  professionellen  PC-­‐basierten  Universal-­‐Registriersystem.    Die  Messwerte  werden  mittels  METRAwin  10  von  den  Multimetern  abgerufen,  im  PC  verwaltet  und  als  Yt-­‐,  als  XY-­‐Diagramm  (bis  6  Kanäle)  bzw.  in  Tabellenform  (bis  10  Kanäle)  dargestellt.    Im  Online-­‐Betrieb  werden  die  Messdaten  auf  bis  zu  vier  virtuellen  Zeigerinstrumenten  bzw.  Digitalanzeigen  (mit  einstellbaren  Grenzwerten)  angezeigt.  Die  leistungsfähige  Online-­‐Arithmetik  ermöglicht  Auswertung  und  Analyse  der  Daten.  Die  Abtastung  ist  -­‐  abhängig  vom  Multimetertyp  und  Messfunktion  -­‐  in  weiten  Bereichen  einstellbar.      Die  Messdaten  können  als  ASCII-­‐Datei  exportiert  oder  über  die  Zwischenablage  leicht  in  andere  Windows-­‐Applikationen  (z.  B.  Word,  Excel)  übertragen  werden.“  Die  minimale  Speichintervallzeit,  bei  dem  verwendeten  METRAhit  X-­‐TRA  beträgt  0,1s.  [14]  

3.2. Testsystem  KTS  520  Das  KTS  520  ist  ein  Steuergeräte-­‐Diagnose  Modul  mit  Multimeter.  Mit  dessen  Hilfe  kann  eine  Steuergerät  Diagnose  durchgeführt  werden:  

• Fehlerspeicher  auslesen  • Istwerte  anzeigen  • Stellglieder  ansteuern  • die  grafische  Darstellung  von  Istwerten  über  der  Zeit  (Zeitverläufe)  • die  Einbauorte  und  Pinbelegungen  der  Diagnosesteckdosen  anzeigen  

   

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Abbildung  13:  FSA  740  [18]  

Abbildung  11:  KTS  520  [19]  

 

 

   

3.3. Fahrzeug  System  Analyse  -­‐  FSA  740  [15]  

 

 Die  Fahrzeugsystem-­‐Analyse  FSA  740  bietet  der  Werkstatt  ein  universelles  Diagnose-­‐Komplettsystem.  In  modernen  Kraftfahrzeugen  wächst  der  Anteil  elektrischer  und  elektronischer  Fahrzeugkomponenten  ständig.  Diese  Entwicklung  stellt  die  Werkstatt  vor  neue  Herausforderungen.  Schnelle,  zweifelsfreie  Fehlerlokalisierung  ist  qualitativ  und  wirtschaftlich  entscheidend  für  das  Werkstattgeschäft  [16].    

Ausstattung  [15]:  •  • Leistungsfähiges  Oszilloskop    

•  • Software  mit  Prüfschritten  und  Komponententests  zur  Prüfung  der  Fahrzeugelektronik  und  -­‐

elektrik    •  • Menügeführte  Prüfschritte  für  eine  gezielte  Diagnose    •  • Zeitsparende  Prüfung  von  Komponenten  im  eingebauten  Zustand    •  • Simulation  von  Signalen  zur  Sensorprüfung  im  eingebauten  Zustand    •  • Batterieruhestrommessung  bis  24  Stunden    

•  • Test  von  Fahrzeug-­‐Bussystemen  (z.B.  CAN-­‐Bus)    •  • Laden  und  Speichern  von  Vergleichskurven    

 

   

Abbildung  14:  KTS  740  Startbildschirm  

Abbildung  12:  Steuergerätediagnose  Startbildschirm  

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 Abbildung  15:  Bedienoberfläche  mit  CAN-­‐  USB  –  Adapter  „Lawicel“  

3.4. Porsche  -­‐CAN  -­‐Test  (PCT)  

                                                               

 

 

 

 

       

Bei  CAN-­‐USB  handelt  es  sich  um  ein  Interface,  dass  wie  das  „CANcaseXL“  von  Vector-­‐Informatik,  eine  Verbindung  zwischen  PC  und  CAN-­‐Bus  herstellt.  Das  in  Schweden  von  der  Firma  Lawicel  hergestellte  Gerät   ist   für   ca.   120   €   auf   dem   freien   Markt   erhältlich   und   bietet   damit   auch   eine   preisliche  Alternative  zu  den  Produkten  von  Vector-­‐Informatik.  Jedoch  gibt  es  dafür  noch  keine  Software,  die  vom  Bedienungskomfort  und  der  Vielseitigkeit  her  mit  der   CANoe-­‐Software   vergleichbar   ist.   Es   ist   eine   Vielzahl   von   kleineren   Programmprojekten   frei  erhältlich,  die   sich  meist  auf   spezielle  Anwendungen  konzentrieren.  Das  „PCT“  wurde  mit  Hilfe  des  „Borland  C++  Builder  6“  erstellt.  [17]  

3.5. Vector-­‐  Informatik  CANalyzer/CANoe  CANoe  ist  das  vielseitige  Software-­‐Werkzeug  für  die  Entwicklung  einzelner  Steuergeräte   sowie   ganzer   Netzwerke.   Zuverlässig   unterstützt   es  Netzwerk-­‐Designer,   Entwicklungs-­‐   und   Testingenieure   im   kompletten  Entwicklungsprozess.   Vielseitige   Varianten   und   Funktionen   liefern   die  jeweils   passende   Projektunterstützung.   Daher   ist   CANoe   auch   weltweit  bei   OEMs   und   Zulieferern   im   Einsatz.   Durch   sein   offenes   Design   eignet  sich   CANoe   für   die   Steuergeräteentwicklung   von   Verbrennungsmotoren  

sowie   zur   Elektrifizierung   des   Antriebsstrangs.   Mit   einem   „CANcaseXL“  wird  die  Schnittstelle  zum  Fahrzeug  bereit  gestellt  [18].  

3.6. Porsche  Interaktiver  Diagnose-­‐Tester  (PIDT)  Der   PIDT   ist   eine   Porsche   eigene   Diagnose   Tester   Software.   In   ihr   sind   alle   Signaladressen,   der  jeweiligen  Botschaften  hinterlegt  und  somit  kann  eine  Ziel  gerichtete  Diagnose  durchgeführt  werden.    

   

Abbildung  16:  CANcaseXL  

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Folgende  Funktionen  können  mit  der  PIDT-­‐Software  realisiert  werden:  

• Istwerte  und  Schalteingänge  prüfen/anzeigen  • Stellglieder  Prüfung  • Fehlerspeicher  auslesen  • Stellglieder  Prüfen  • Codierungen  Anpassen  • Fehlersuche  • Multimeter  und  Oszilloskop  Funktion  

 Abbildung  17:  PIDT  Benutzeroberfläche  

   

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4. Versuchsdurchführung  

4.1. Abgasnachbehandlung  -­‐  Multimeter  Es   sollen   die  Messwerte   der   Sprungsonde   und   der   Breitbandlambdasonde   aufgenommen  werden.  Dazu  werden  Multimeter   „METRAHIT   X-­‐TRA“  und  die   Software   „METRAwin   10“,   der   Firma  Gossen  Metrawatt  verwendet.  

Sprungsonde:    • Spannungsmessung  an  DME  Messadapter  (Vgl.  Abbildung  20)  

o Klemme  A37  (linke  Bank1),  A50  (rechte  Bank)    à  Signal  o Klemme  A36  (linke  Bank),  A49  (rechte  Bank)  à  Masse  

Breitbandsonde:  • Messzellenspannung  an  DME  Messadapter  (Vgl.  Abbildung  20)  

o Klemme  A11  (linke  Bank),  A12  (rechte  Bank)  Messzellenspannung  o Klemme  A10  (linke  Bank),  A13  (rechte  Bank)  à  Masse  

• Pumpstrom  an  DME  Messadapter  (Vgl.  Abbildung  20)  o Klemme  A24  (linke  Bank),  A25  (rechte  Bank)  Pumpstrom  

Die  Messwerte  werden  anschließend  in  Excel  kopiert  und  ein  Diagramm  erstellt.  

4.2. KTS  520  Bei   der   Steuergerätediagnose   von   Bosch   steht   nur   eine   begrenzte   Anzahl   von   Istwerten   aus   dem  Motorsteuergerät   zur   Verfügung.   Das   Datenkabel   des   KTS   520   wird   dabei   an   der   im   Fußraum  befindlichen  OBD-­‐  2  Dose  angesteckt.  Nach  dem  Start  der  Steuergerätediagnose  muss  das  Fahrzeug  erst  einmal  identifiziert  werden(Cayman  987C).  In  einem  Auswahlmenü  können  4  gewünschte  Werte  gleichzeitig  als   Istwerte  ausgewählt  und   in  einem  weiteren  Untermenü  über  der  Zeit  aufgezeichnet  werden.  Aufzeichnung   der   Kühlmitteltemperatur,   der   Motordrehzahl,   des   Zündwinkels   und   des  Lambdawertes  über  den  OBD-­‐  2  Stecker.  

 Abbildung  18:  Beispielmessung  KTS  520  

                                                                                                                         1  Bank  =  Auspuffbank  bzw.  Abgasstrang  

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Abbildung  19:  DME  Steuergerät  (Kofferraum)  

4.3. FSA  740  Mit  Hilfe  des  FSA  740  sollen  verschiedenste  Größen  Messtechnisch  erfasst  werden:  

• Primärsteuersignal_Zyl.1  (B56)  und  Primärstrom  (kleine  Stromzange  101)  • Einspritzsignal_Zyl.1  und  Einspritzstrom_Zyl.1  (B3/B49)  • Kurbelwellensignal  (B64/B66)  und  Einspritzstrom_Zyl.1  (B3)  • Kurbelwellen(B64/B66)-­‐  und  Nockenwellensignal_Zyl.1-­‐3  (B84/B42)  

Die  Zahlen  in  der  jeweiligen  Klammer  beziehen  sich  auf  die  Nummerierung  des  DME-­‐  Adapters  (Vgl.  Tabelle  2).  Nach  dem  Start   von   „FSA  740“  wird  der  Menüpunkt  2-­‐  Kanal-­‐   Speicher-­‐  Oszilloskop   zur  Darstellung   der   zeitlichen   Verläufe   der   oben   genannten   Signale   vorgenommen.   Nach   einer  Optimierung  der  Darstellungen  kann  das  Bild  gespeichert  werden.  Für  die  Aufzeichnung  der  beiden  Kennlinien   wird   der   Menüpunkt   Kennlinien   ausgewählt.   Auch   hier   können   die   Bilder   als   PDF  gespeichert  werden.  

 

 

 

 

   Abbildung  20:  DME  Messadapter  (Kofferraum)  

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Tabelle  2:  Anschlüsse  DME-­‐Messadapter  

Anschluss   Signalbezeichnung      A1/2/4   Masse  Elektronik  A3/5/6   Versorgung  DME  B42   Masse  Sensoren  B42   Nockenwellensensor  -­‐  B84   Nockenwellensensor  +  B64   +  Motordrehzahl  B66   -­‐  Motordrehzahl  B56   Zündsignal  1  B55   Zündsignal  2  B80   Zündsignal  3  B78   Zündsignal  4  B79   Zündsignal  5  B54   Zündsignal  6  B3   +  Einspritzventil  1  B49   -­‐  Einspritzventil  1  B1   +  Einspritzventil  2  B73   -­‐  Einspritzventil  2  B28   +  Einspritzventil  3  B51   -­‐  Einspritzventil  3  B27   +  Einspritzventil  4  B50   -­‐  Einspritzventil  4  B25   +  Einspritzventil  5  B74   -­‐  Einspritzventil  5  B4   +  Einspritzventil  6  B52   -­‐  Einspritzventil  6  B87   Generator  PWM-­‐  Signal  A54/B83   CAN-­‐  High  A41/B59   CAN-­‐  Low  A37/A36   Sprungsonde  linke  Bank  A50/A49   Sprungsonde  rechte  Bank  A11/A10   U_Breitbandsonde  linke  B.  A12/A13   U_Breitbandsonde  rechte  B.  A24   I_Breitbandsonde  linke  B.  A25   I_Breitbandsonde  rechte  B.  

   

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4.4. PCT  Für  die  Demonstration  von   „Porsche-­‐  CAN-­‐Test(PCT)“  werden  die   Leitungen  am  CAN-­‐  USB  Adapter  und  unter  Beachtung  der  Polarität  mit  Bananensteckern  an  der  CAN-­‐  Box  angeschlossen.   In  diesem  Programm   erfolgt   die   Darstellung   von   bekannten   CAN-­‐   Botschaften   als   Balkendiagramm   oder  Zahlenwert.  Dazu  muss  vorher  die  Verbindung  zum  jeweiligen  Bussystem  hergestellt  werden.  

 Abbildung  21:  PCT  Messbildschirm  

4.5. CANoe  Zum  Auslesen  von  CAN  -­‐  Nachrichten  wird  ein  „CANcaseXL“  der  Firma  Vector-­‐Informatik  mit  Hilfe  eines  Adapters,  hinter  das  Gateway  Steuergerät  geschalten.  Somit  kommt  man  ohne  Diagnoseprotokoll  direkt  an  die  CAN-­‐Daten  des  Fahrzeuges.  Mit  Hilfe  des  Programmes  „CANoe“  von  selbiger  Firma  können  diese  Daten  dann  dargestellt,  ausgewertet  bzw.  manipuliert  werden.      Im  Praktikum  sollen  auf  allen  drei  Bussen  Signale  visualisiert  werden.  Außerdem  soll  auf  dem  „CAN_Komfort“  die  Motorraumklappe  und  die  Heckraumklappe  betätigt  werden.  Dazu  ist  das  betreffende  Signal  heraus  zu  Filtern  und  mit  Hilfe  eines  Generatorblockes  zu  generieren.    

 Abbildung  22:  CANoe  Bedienfenster    

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4.6. PIDT  Folgende  Aktionen  sind  mit  Hilfe  des  PIDT  durch  zu  führen:    Ansteuerung  der  folgenden  Stellglieder:  

• Verriegeln  Tankklappe  (bsg_v2  ohne  Homelink)  • Glühlampenblinklichtfunktion  (bug_v2)  • Seitenblinklicht  oder  Seitenmarker  (bug_v2)  • Heckdeckel-­‐Entriegelung  (heck_v3)  • Leuchtentest  (kombi_vb)  • Ansteuerung  Launchanzeige  (lsm_v2AG+MFL)  • virtueller  Rückwärtsgang  (pdc_v1)  • Zeigertest  (uhr_v1)  

Auslesen  der  folgenden  Istwerte:  

• Zündwinkel  (Istwert)  [°OT]  (BDE  097  RDW  v2  àMesswertblock  18)  • Zündwinkel  [°KW]  (BDE  097  RDW  v2  àMesswertblock  18)  • Lambda-­‐Istwert  vor  Kat  Bank1  (BDE  097  RDW  v2  àMesswertblock  19)  • Lambda-­‐Istwert  vor  Kat  Bank2  (BDE  097  RDW  v2  àMesswertblock  19)  

 

 Abbildung  23:  PIDT  Istwert  Anzeige  

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5. Auswertung  Stellen   Sie   den   Verlauf   der   Breitbandlambdasonde   über   der   Zeit   dar   und   Erläutern   sie   deren  markanten  Verlauf.  

Stellen  Sie  das  Messdiagramm  des  KTS  520  dar  und  Erläutern  Sie  die  gemessenen  Größen.  Gehen  Sie  dabei  auf  die  Abhängigkeit  der  gemessenen  Größen  von  der  Drehzahl  ein.  

Stellen  Sie  die  gemessenen  Diagramme  des  FSA  740  dar  und  kennzeichnen  Sie  zeitliche  Abschnitte.  Erläutern  Sie  die  Verläufe.  

   

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6. Literaturverzeichnis  [1]   Porsche.   Archiv   April-­‐Juni.   [Online]   [Zitat   vom:   02.   08   2012.]  http://www.porsche.com/germany/aboutporsche/pressreleases/archiv-­‐2011/quarter2/?pool=germany&id=2011-­‐06-­‐22.  [2]   Wikipedia.   Porsche   Cayman.   [Online]   02.   08   2012.  http://de.wikipedia.org/wiki/Porsche_Cayman#cite_note-­‐Priemer.2C_Birgit_.2F_auto_motor_und_sport-­‐0.  [3]   Porsche.   Galerie   &   Download.   [Online]   [Zitat   vom:   06.   08   2012.]   Der   Cayman   R.  http://www.porsche.com/germany/models/cayman/cayman-­‐r/gallery/?gtabindex=4.  [4]   —.   Cayman   R   im   Detail.   [Online]   [Zitat   vom:   06.   08   2012.]  http://www.porsche.com/germany/models/cayman/cayman-­‐r/detail/?gtabindex=2.  [5]   —.   Der   Cayman   R   Modellkatalog.   Download:  http://www.porsche.com/germany/models/cayman/cayman-­‐r/gallery/?gtabindex=4.  [6]   —.   Media   Gallery   -­‐   2009   911   DFI.   [Online]   [Zitat   vom:   06.   08   2012.]  http://press.porsche.com/media/gallery2/v/photos/models/911/2007-­‐2011/2009_911_carrera_carrera_s/2009+911+DFI.jpg.html.  [7]   —.  Service  Information  Technik  -­‐  Alle  Boxster  und  Cayman  Modelle  2009.    [8]   Reif,   Konrad.   Bosch   Autoelektrik   und   Autoelektronik.   6.,   überarbeitete   und   erweiterte  Auflage.  s.l.  :  Vieweg+Teubner.  [9]   Wikipedia.   Verbrennungsluftverhältnis.   [Online]   10.   08   2012.  http://de.wikipedia.org/wiki/Verbrennungsluftverhältnis.  [10]   —.   Stöchiometrisches   Kraftstoffverhältnis.   [Online]   10.   08   2012.  http://de.wikipedia.org/wiki/Stöchiometrisches_Kraftstoffverhältnis.  [11]   Bosch.   Lambdasonden   richtig   beurteilen   und   behandeln.   [Online]   10.   08   2012.  http://www.bosch-­‐lambdasonde.de/de/einspritzsystem.htm.  [12]   —.   Lambdasonden   Funktion.   [Online]   10.   08   2012.   http://www.bosch-­‐lambdasonde.de/de/lambdasonde_funktion.htm.  [13]   Gossenmetrawatt.   METRAhit   X-­‐Tra.   [Online]   [Zitat   vom:   05.   12   2012.]  http://www.gossenmetrawatt.com/deutsch/produkte/metrahitx-­‐tra.htm  .  [14]   —.   METRAwin   10.   [Online]   [Zitat   vom:   05.   12   2012.]  http://www.gossenmetrawatt.com/deutsch/produkte/metrawin10metrahit.htm  .  [15]   Bosch.   FSA.   [Online]   01.   11   2012.   http://rb-­‐aa.bosch.com/advastaboschaa/Product.jsp?prod_id=429&ccat_id=70&language=de-­‐DE&publication=3  .  [16]   Stahlgruber   FSA.   [Online]   01.   10   2012.  https://kunden.stahlgruber.de/Kataloge/werkzeug/index.php?sb=104443  .  [17]   JENTSCH,   HOLGER.  Messtechnische   Untersuchungen   an   einem  Messfahrzeug   Porsche   997   .  [Hrsg.]  HTW-­‐Dresden.  22.  12  2006.  Diplomarbeit.  [18]   Vector.  CANoe.  [Online]  01.  11  2012.  https://www.vector.com/vi_canoe_de.html  .  [19]   Bosch.   Tester.   [Online]   03.   10   2012.  http://aa.bosch.de/advastaboschaa/Product.jsp?prod_id=429&ccat_id=70&language=en-­‐GB&publication=3.  [20]   neomotors.   KTS   520.   [Online]   01.   11   2012.   http://www.nemotors.co.uk/wp-­‐content/uploads/image/Photos/BOSCH%20KTS%20520.jpg.