Lernfeld 8 · Prüfung Teil 2

Sensoren und Aktoren der Motorsteuerung

Sensoren und Aktoren der Motorsteuerung: NTC, Luftmassenmesser, Induktiv- und Hallgeber, Drosselklappensteller, PWM und systematisches Messen.

14 Aufgaben dazu übenKostenlos, ohne Anmeldung, mit Lösungsweg

Darum geht es

Das Motorsteuergerät arbeitet nach dem Prinzip Eingabe, Verarbeitung, Ausgabe. Sensoren melden Zustände: Temperatur über NTC-Heißleiter, Luftmasse über den Heißfilm-Luftmassenmesser, Drücke über Membransensoren, Drehzahl und Stellung von Kurbel- und Nockenwelle über induktive oder Hallgeber, Klopfen über Piezosensoren. Aktoren setzen die Befehle um: Einspritzventile, Drosselklappensteller, Magnetventile der Nockenwellenverstellung, AGR-Ventil und Relais.

Viele Sensoren arbeiten mit einer 5-V-Versorgung aus dem Steuergerät und haben drei Leitungen: Versorgung, Masse und Signal. NTC-Sensoren liegen in einem Spannungsteiler mit einem Vorwiderstand; je wärmer, desto kleiner Widerstand und Signalspannung. Induktive Geber erzeugen selbst eine Wechselspannung, deren Amplitude mit der Drehzahl steigt; Hallgeber liefern ein Rechtecksignal und erkennen auch Stillstand. Sicherheitsrelevante Geber wie Fahrpedal und Drosselklappe sind doppelt ausgeführt und werden auf Plausibilität geprüft.

Aktoren werden oft mit Pulsweitenmodulation masseseitig angesteuert; das Tastverhältnis bestimmt die Wirkung. Bei der Fehlersuche folgt auf das Auslesen des Fehlerspeichers der Blick in die Istwerte und dann die gezielte Messung: Spannungen am gesteckten Bauteil im Betrieb, Spannungsfall auf Masse- und Plusleitung, Widerstände nur stromlos mit abgezogenem Stecker, Signale mit dem Oszilloskop. Unplausible Grenzwerte wie minus 40 °C weisen auf Unterbrechung oder Kurzschluss hin.

Das solltest du dir merken

NTC heißt warm gleich kleiner Widerstand und kleinere Signalspannung.
Induktivgeber brauchen keine Versorgung, Hallgeber schon.
Widerstand nur stromlos und mit abgezogenem Stecker messen.
Auf der Masseleitung eines Sensors fallen nur Millivolt ab, als Faustwert höchstens etwa 0,1 V.
Ein Fehlereintrag nennt den Stromkreis, nicht automatisch das defekte Teil.

Formeln

Signalspannung im Spannungsteiler: $U_{S} = U \cdot \frac{R _{S}}{R _{V} + R _{S}}$; $R_{S}$ Sensorwiderstand, $R_{V}$ Vorwiderstand im Steuergerät, $U$ Versorgung meist 5 V
Frequenz eines Gebersignals: $f = \frac{n}{60} \cdot z$; $n$ Drehzahl in 1/min, $z$ Teilung des Geberrads, $f$ in Hz
Tastverhältnis: $g = \frac{t _{e}}{T}$; $t_{e}$ Einschaltzeit, $T$ Periodendauer

Typische Fehler in der Prüfung

Im Spannungsteiler den Vorwiderstand statt des Sensors in den Zähler gesetzt.
Den Sensor auf Verdacht getauscht, obwohl die Masseleitung korrodiert war.
Bei gestecktem Stecker und Zündung ein den Widerstand gemessen.
Eine Signalleitung zur Probe an Plus gelegt und so den Steuergeräteeingang beschädigt.

Tipps aus der Werkstatt

Steht im Messwertblock minus 40 Grad Kühlmitteltemperatur, ist meist nicht der Sensor kaputt, sondern die Leitung unterbrochen. Erst Stecker und Masse prüfen. Spannung misst du im Betrieb, Widerstand nur mit abgezogenem Stecker.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

14 Aufgaben zu „Sensoren und Aktoren der Motorsteuerung“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

Jetzt üben

Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Kraftfahrzeugmechatroniker/-in, Lernfeld 8 (Mechatronische Systeme des Antriebsmanagements diagnostizieren). Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.