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Steuergeräte
Aftertreatment Control Unit - ACU
Das Steuergerät dient zur Steuerung und Überwachung aller Funktionen und aktiven Komponenten des Abgasnachbehandlungssystems, wie des Heizelements, der Abgasklappe und der Dosiersysteme. Die dazugehörige Software deckt die zur Einhaltung der jeweiligen Emissionsziele notwendigen Regelstrategien ab. In die Motorsteuerung wird nicht aktiv eingegriffen.
Technik und Funktionsweise
Die für die Regelung notwendigen Daten werden via CAN-Schnittstelle vom Motor an das Abgasnachbehandlungssteuergerät übertragen. Sensoren ermitteln dabei Informationen über Temperatur, Druck und Stickoxidgehalt im Abgas. Anhand dieser Datenströme koordiniert das Steuergerät die Aktoren des Systems, je nach Bedarf mit Hilfe der in der Software vorgegebenen Betriebsstrategie.
Die Betriebsstrategie beinhaltet zwei Kernkomponenten: Die Partikelfilterregeneration und die HWL-Dosierstrategie zur NOx-Minderung, welche die Einhaltung der geforderten Grenzwerte sicherstellt. Weiterhin überwacht eine On-Board-Diagnose (OBD II) bei Bedarf die zur Einhaltung der Abgasgrenzwerte relevanten Bauteile und -gruppen des Abgasnachbehandlungssystems.
Schnittstellen des Steuergeräts:
- Drei CAN-Schnittstellen (High-Speed CAN, konfigurierbar 125 kBaud – 500 kBaud) zur Übertragung der notwendigen Motordaten (Abgasmassenstrom, Abgastemperatur, Last, Drehzahl, Motortemperatur, Umgebungstemperatur, wenn vorhanden Stickoxid- und Restsauerstoffgehalt)
- Eingänge zur Erfassung der Messwerte der einzelnen Sensoren
Die Umsetzung der Software erfolgt modellbasiert mittels der Toolkette Matlab Simulink/ Stateflow und dSpace Targetlink. Dies ermöglicht eine hohe Transparenz der Funktionen und stellt die notwendige Flexibilität der Software sicher. Die Verwendung eines modularen Software-Konzepts ermöglicht ein optimal skaliertes System für jegliche Kundenansprüche. In einer Gesamtsoftware werden nur die in der jeweiligen Applikation benötigten Software-Funktionen aktiviert.
Auf Basis des bekannten Anforderungsprofils, insbesondere der Emissions- und Diagnoseziele und der daraus resultierenden Systemkonfiguration, erfolgt eine Initial-Bedatung, die eine ausreichende Güte für die ersten Erprobungen an Prüfständen und Erprobungsträgern aufweist. Das bildet die Grundlage für kurze Entwicklungszeiten.
Technische Daten
- Maße: 235 x 195 x 50mm
- Gewicht: ca. 1kg
- Schutzklasse: IP67 / IP 69K
- Versorgungsspannung: 6 – 32V, verpolgeschützt
- Stromverbrauch: im Betrieb < 130mA, im Standby < 0,1mA
- Einsatztemperaturbereich: -40 °C bis 105 °C (luftgekühlt)
+125 °C (kraftstoffgekühlt) - Lebensdauer: > 20,000 Bh oder 15 Jahre
- Safety Integrity Level (SIL): Level 2
- 3x CAN (High-Speed (ISO 11898-2, SAE J1939-11, High-Speed)
- On-Board Interface zur Auswertung einer Lambda-Sonde
- Schaltbare Peripherieversorgung der Aktoren (80A)
- On-Board Diagnose OBD II (SAE J1939-73, ISO 15031-5 (SAE J1979), ISO 27145 (WWH-OBD)
- Off-Board Diagnose: UDS (ISO 14229) und KWP2000 (ISO 14230)
- Mechanische Festigkeit bis zu Vibration: 9g, und Schock: 50g
Software:
Electronic Control Unit - ECU
Technik und Funktionsweise
Die HJS-ECU ist ein Steuergerät, welches speziell für die Anforderungen der Abgasnachbehandlung für Dieselmotoren entwickelt wurde. Die Software übernimmt die Steuerung und Überwachung von CRT®, SMF®-AR, FBC und SCR/SCRT®– Systemen. Zur Diagnose steht sowohl eine CAN-BUS Schnittstelle (KWP2000, SAE-J1939) als auch eine eigene, auf RS232 basierende Diagnoseschnittstelle zur Verfügung. Letzteres ermöglicht ein komfortables Auswerten des Systems über eine eigens dafür entwickelte Software.
Folgende Hauptfunktionsmerkmale bietet die HJS-ECU:
Filterzustandsüberwachung
- Bei den SMF®-AR, CRT®– und SCRT®-Systemen wird der Beladungszustand des Dieselpartikelfilters kontinuierlich mittels unterschiedlicher Sensoren überwacht.
- Das System wird permanent auch auf Fehlfunktionen überwacht. Bei Bedarf erfolgt ein Hinweis an den Fahrer mittels eines Displays oder über Kontrolllampen.
Steuerung einer thermoelektrischen Regeneration
- Beim SMF®-AR-System wird zur Regeneration des Filters der Rußabbrand mittels einer Strahlungsheizung initiiert.
- Durch eine Leistungsregelung der Ansteuerung (2x 50A/ bis zu 2kW) wird eine optimale Temperatur der Strahlungsheizung gewährleistet.
- Zur Berechnung des optimalen Einschaltzeitpunktes der Strahlungsheizung laufen im Steuergerät verschiedene Modelle, die je nach Einsatzprofil unterschiedlich gewichtet werden können.
Additivdosierung
- Zur Senkung der Rußzündtemperatur und Beschleunigung des Rußabbrandes wird in den FBC- und SMF®-AR Systemen ein eisenbasiertes Additiv in den Kraftstoff eindosiert.
- Die Beimessung des Additivs erfolgt standardmäßig durch Bestimmung der zugetankten Kraftstoffmenge über ein Tankgebersignal.
- Bei Systemen ohne Kraftstofftankgeber kann optional auf eine intelligente, kontinuierliche Dosierung umgestellt werden. Hierbei erfolgt die Berechnung der Dosiermenge anhand des durchschnittlichen Kraftstoffverbrauchs.
AdBlue® Eindüsung
- Bei den SCR- und SCRT®-Systemen wird zur Minderung von Stickoxiden (NOx) ein AdBlue luftunterstütztes Dosiersystem verwendet.
- Die Ansteuerung des AdBlue Dosiersystems erfolgt über die HJS-ECU.
- Fehlfunktionen werden über die HJS-ECU verarbeitet und ggf. dem Bediener über ein Display oder über Kontrolllampen angezeigt.
Allgemein
- Relevante Umweltdaten und auftretende Fehler werden im internen Datenspeicher für mind. 30 Tage hinterlegt (Erfüllung der VERT-Anforderungen).
- Die Diagnose-Funktionen der HJS-ECU erfüllen die Anforderungen der On-Board Diagnose (OBD I).
- Das HJS Abgasnachbehandlungssystem kann autark, d.h. ausschließlich mit eigenen Sensoren, arbeiten. Optional können, falls gewünscht, auch bereits fahrzeugseitig vorhandene Sensoren eingelesen und verwendet werden.
- Optional kann auch eine Kommunikation zur Motorsteuerung erfolgen, um bei Bedarf, z.B. im Fall einer Filterüberladung, ein Derate-Signal anzufordern.
Technische Daten
- Maße: 185 x 149 x 40mm
- Gewicht: ca. 650g
- Schutzklasse: IP6K5
- Versorgungsspannung: 10 – 30V, verpolgeschützt
- Stromverbrauch: im Betrieb < 130mA, im Standby < 0,5mA
- Einsatztemperaturbereich: -40 °C bis +85 °C
- Lebensdauer: > 20.000 Bh
- Speicherung der Messdaten: > 10 Jahre (spannungslos)
- Schnittstellen: 2x CAN (High-Speed, konfigurierbar 125kBaud – 500kBaud), RS232 (TTL)
HJS-Service-Anzeige
Die HJS-Service Anzeige kommt in Retrofit- und OES/OEM-Non-Road und Off-Road- Anwendungen für Dieselmotoren mit dem SMF-AR-Baukasten und HJS-Data-Loggern zum Einsatz. Mit Hilfe der HJS-Service-Anzeige können dem Benutzer die verschiedenen Betriebszustände der HJS-ECU visuell über eine Klartextanzeige und Kontrollleuchten mitgeteilt werden. Dabei werden eine Messdatenanzeige, eine Fehleranzeige und eine Wartungsrücksetzung unterstützt.
HJS-ECU-Diagnosesoftware
Die ECU-Diagnosesoftware wird für den Einbau, die Wartung und die Fehlersuche bei einem HJS-Dieselpartikelfiltersystem mit elektronischer Überwachung (z.B. SMF® mit passiver Regenerationstechnologie oder SMF®-AR) benötigt.
Mit einem handelsüblichen Laptop und einem Diagnosekabel wird über die Diagnosesoftware mit der HJS-ECU des Filtersystems kommuniziert. Es können Daten ausgelesen und Aktionen ausgeführt werden. Damit alle notwendigen Funktionen der ECU-Diagnosesoftware genutzt werden können, muss vor der ersten Verwendung eine Registrierung erfolgen. Die Registrierung erfolgt über ein Passwort, welches Kunden bei einem Vertriebspartner erhalten.
Die ECU-Diagnosesoftware finden Sie im Download-Bereich.