Siemens Simtec 71

Siemens Simtec 71-serie

Motorsteuergeräte

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Viele Monteure können dies wahrscheinlich bestätigen: Der 125 PS starke Z18XE ist ein sehr bekannter und viel genutzter Motor von Opel. Der Corsa C, Tigra Twintop, Astra G, Vectra C, Omega B, Meriva und Zafira waren z.B. alle mit diesem wohlbekannten 1,8 Liter zu bekommen.

p>Aber wir wollen in diesem Bericht nicht zu sehr auf den Motorblock selbst eingehen. Wir sind eigentlich viel mehr an der Engine Control Unit interessiert, welche für eine gute Funktion des Motors verantwortlich ist: Das Siemens Simtec 71.

Was geht in den meisten Fällen defekt ?

Vielleicht fallen wir etwas mit der Tür ins Haus aber es ist natürlich besonders interessant zu erzählen was alles falsch laufen kann. Das Simtec 71 enttäuscht uns hier glücklicherweise nicht, weil dieses Steuergerät mehrere Schwachpunkte besitzt. So sehen wir beispielsweise oft, dass die Ansteuerung einer oder mehrerer Zündspulen fehlt. Das selbe sehen wir auch bei den Injektoren und dem Leerlaufregler. Nützlich zu bemerken dass der Z18XE ein elektronische Drosselklappengehäuse verwendet. Sollten also Fehlercodes bezüglich der Leerlaufregelung oder der Drosselklappe auftauchen, kontrollieren Sie erst die Drosselklappe selbst. Das ECU kann dann auf die Verdächtigenliste, wenn sichergestellt ist, dass die Drosselklappe einwandfrei funktioniert.

Das Fehlen dieser Ansteuerungen aus dem ECU kann mehrere Ursachen haben. Jedoch kann man fast alle auf Hitze und Vibrationen zurück führen. Glücklicherweise ist das ECU nicht direkt am Motorblock montiert sowie z.B. das Delphi Delco Multec, jedoch sind die Umstände unter der Motorhaube nicht ideal beim Gebrauch feiner Elektronik wie sie in ECUs verwendet wird. Darum gehen dort schon mal einige Komponenten defekt oder Drahtverbindungen auf der Platine geben nach. Dies ist auch genau der Grund, warum wir auch andere Störungen sehen wie z.B. Fehlermeldungen auf dem 5-Volt-Stromkreis: Wirklich jede Komponente kann durch Hitze und Vibrationen defekt gehen.

Wo elektronische Defekte vorliegen, sind auch Fehlrcodes vorzufinden und das Simtec 71 bildet dort keine Ausnahme. Beim Fehlen der Ansteuerung diverser Komponenten wird das ECU dies direkt angeben:

• P0201 Injector 1 elektronischer Stromkreis unterbrochen / kein Signal
• P0202 Injector 2 elektronischer Stromkreis unterbrochen / kein Signal
• P0203 Injector 3 elektronischer Stromkreis unterbrochen / kein Signal
• P0204 Injector 4 elektronischer Stromkreis unterbrochen / kein Signal
• P0325 Klopfsensor 1 elektronischer Stromkreis unterbrochen / kein Signal
• P0351 Zündspule 1 – elektronischer Stromkreis unterbrochen / kein Signal
• P0352 Zündspule 2 – elektronischer Stromkreis unterbrochen / kein Signal
• P0353 Zündspule 3 – elektronischer Stromkreis unterbrochen / kein Signal
• P0354 Zündspule 4 – elektronischer Stromkreis unterbrochen / kein Signal

Die Fehlercodes bezüglich der elektronisch geregelten Drosselklappe sind etwas schwieriger zu erkennen und erwecken schnell den Eindruck, dass das Problem an der Drosselklappe selbst liegt. Doch ist die Drosselklappe lange nicht immer die Ursache dieser Fehler. Eine gute Ansteuerung aus dem ECU ist entscheidend.

• P0120 Drosselklappenpotentiometer 1 Spannung zu hoch in Kombination mit P1550 Elektrische Drosselklappe im Notlauf/ beschränkte Leistung
• P0220 Drosselklappenpotentiometer 2 Spannung zu hoch

 Glücklicherweise sind alle obenstehenden Fehlercodes leicht zu beseitigen. Wir haben für das Simtec 71 eine spezielle Überholungsmethode entwickelt, in der wir sämtliche Schwachpunkte im Ursprung bearbeiten.

Der Überholungsprozess

Der Prozess den dieses ECU durchläuft ist wesentlich ausführlicher als die Durchführung einer normale Reparatur. Wir wisssen dass dieses ECU an mehreren Punkten sehr empfindlich ist und wollen absolut sicher gehen, dass ein ECU, welches durch uns überholt wurde, minimal eine Haltbarkeit wie ein neues Exemplar besitzt. Wir beheben darum nicht nur die Defekte welche wir vorfinden sondern lassen jedes ECU mit einem Defekt einen festen Prozess durchlaufen.

Dieser Prozess beginnt mit einem ausführlichen Eingangstest. Unser Vision-Testaufbau eignet sich prima für diese Aufgabe, da in dem Aufbau ein Fahrzeug simuliert werden kann. Danach folgt das Entfernen des Silikongels. Dies geschieht durch das Einlegen des ECU in ein Bad mit speziellem, auflösenden Mittel. Sobald alle Komponenten offen liegen können wir mit der Kontrolle der Bare-Die-Verbindungen und dem Entfernen der Hybridverbindungen beginnen. Dies ist ein sehr mühsamer Prozess aber dank unserer Erfahrung, stellt dies kein Problem dar.

Nach dem Säubern und dem Entfernen werden alle Verbindungen (Bondungen) mittels einer sehr fortschrittlichen Apparatur durch Ultraschall-Schwingungen mit den bestehenden Kontaktpunkten fest verbunden. Das nennen wir “Ultraschallbonding”. Die Apparatur ist in unserem Hause so programmiert und so eingestellt, dass sie die neu gelegte Verbindung mittels eines “Pull-Testes” automatisch kontrolliert. So können wir sicherstellen, dass jede neue Bondung beständig gegen Vibrationen und Temperaturunterschiede ist. Diese neuen Verbindungen sind ebenfalls stärker angelegt als die Originalen Bondungen.

Ebenfalls werden diverse Komponenten auf der Platine ersetzt. In einigen Fällen ist es sogar notwendig, ein Stück Platine samt der Komponenten zu ersetzen. Diese Platinen sind in unserem Hause entwickelt und sorgen für eine höhere Zuverlässigkeit als bei einem neuen Steuergerät. In vielen Fällen haben wir glücklicherweise auch die Möglichkeit gespeicherte Daten aus dem ECU auszulesen und zu speichern. Nach dem Ersetzen der Komponenten, können diese Daten dann wieder eingesetzt werden. Eine Neuprogrammierung durch den Kunden ist somit in den meisten Fällen nicht notwendig.

Hiernach folgt der Endtest. Dieser wird ausgeführt um zu kontrollieren ob alle Funktionen nach Vorschrift gegeben sind. Unser Vision-Tester gibt uns die Möglichkeit einen Dauertest auszuführen wobei die Temperatur im ECU tatsächlich ansteigt. Sofern der Abschlußtest erfolgreich abgeschlossen wurde, wird das überholte ECU mit einem speziellen, hochspezifiziertem Gel versehen um das ganze Teil zu schützen. Zum Verschließen des ECU verwenden wir eine neue, selbst entwickelte Abdeckkappe.

Sollte das ECU nach dem gesamten Prozess noch immer nicht einwandfrei arbeiten oder bei der Ankunft abweichende Fehler zeigen, gehen wir noch etwas spezifischer zu Werke. Es ist viel möglich im Bereich des Diagnose stellen und der Problemlösung. Um mehr Einsicht zu erlangen, was alles defekt gehen kann, erklären wir im folgenden Textstück was wir alles in diesem Steuergerät vorfinden.

Das Siemens Simtec 71 im Detail

So wie auch das Multec ECU von Delphi Delco, ist das Siemens Simtec 71 sehr einfach an seinem Äußeren zu erkennen. Zwei große 64-Pin-Stecker verbinden an beiden Seiten der Platine das ECU mit dem Kabelbaum. Mit Hilfe von Schaltplänen ist es einfach nachzuvollziehen was jeder PIN empfängt oder ansteuert und dies macht das Diagnose stellen bis an den Stecker in jedem Falle einfach. Das ECU wirkt auf den ersten Blick nicht besonders Komplex.

Jedoch im ECU selbst wird es schnell komplizierter. Das ECU macht Gebrauch von zwei getrennten, keramischen Platinen, wovon jede mit einer Großen Anzahl von Hybriden Verbindungen angeschlossen sind. Die Komponenten auf beiden PCBs (Printed Circuit Boards) sind alle dazu gedacht, den zentralen Prozessor in seiner Arbeit zu unterstützen. Denken Sie beispielsweise an CAN-Filter und Zündungstreiber. An nur einem EEPROM oder Speicher hat dieser Prozessor also leider nicht genug. Um jedem etwas mehr Einsicht in die Arbeitsweise eines ECU zu gewähren, behandeln wir nun die wichtigsten Komponenten die wir so antreffen.

Analog-Digital-Wandler

Sensoren wie z.B. Luftmassenmesser oder Lambda-Sonden sind so konstruiert, dass sie eine variable Spannung abgeben die von den gemessenen Werte abhängig ist. Ein ECU kann wenig mit diesen Werten anfangen da dieser nur digitale Zahlen verarbeiten kann. Aus diesem Grund sind Wandler im ECU verbaut um die Spannung in 10-Bit-Werte um zu wandeln. Hiermit kann der Prozessor rechnen.

Digital-Analog-Wandler

Manchmal ist es notwendig, einige digitale Werte nach der Verarbeitung im Prozessor, wieder in analoge Spannung um zu wandeln. Bestimmte Aktuatoren können nämlich Ventile in Abhängigkeit der empfangenen Spannung mehr öffnen oder weniger öffnen. Die digital-analog -Wandler sorgen für eine korrekte Arbeitsweise der Aktuatoren.

Signalkonditionierer

Analoge Werte kommen in allerlei Formen herein aber die Konditionierer wandeln diese Werte immer auf die gleiche Weise in eine digitale Zahl um. Da dies lange nicht immer die richtige Lösung ist, sind Konditionierer auf der Platine verbaut. Diese Konditionierer verändern die Analogwerte auf einen Wert, der nützlich für den Umwandlungsprozess ist.
Die Werte einer Lambda-Sonde variieren beispielsweise zwischen 0 Volt und 1,1Volt aber der Konditionierer arbeitet zwischen 0 Volt und 5 Volt somit wird das Umwandeln in einer weniger großen Genauigkeit ausgeführt. Um dieses Problem zu lösen, vergrößert der Konditionierer die Werte in diesem Fall beispielsweise 4 mal. Ein Wert zwischen 0 Volt und 4,4 Volt ist für einen 5-Volt-Umwandler viel präziser in eine digitale Zahl umzuwandeln.

High-Level-Digitalausgang

ECUs steuern derzeitig wirklich alles an. Nicht nur die Zündung und die Einspritzung sondern im Falle des Simtec auch den Kühlerlüfter. Diese Komponenten erfordern oftmals einen kräftigen Input (relativ viel Amperes bei 12 Volt), etwas was die feine Elektronik in dem ECU nicht mal so leisten kann. Um dies Problem zu lösen, wird der minimale Output die der Prozessor abgibt genutzt um einen Transistor (Driver) anzusteuern. Dieser Transistor sorgt dann für den kräftigen Output der nötig ist um die Komponenten mit der benötigten Menge an Strom zu versorgen. Doch erreicht auch dieser Output lange nicht jederzeit direkt die Komponente. Der Kühlerlüfter beispielsweise benötigt so einen großen Output, dass die Verstärkung durch einen Transistor noch lange nicht genug ist. In diesem Falle wird der Output aus dem Transistor wieder genutzt um ein Relais anzusteuern.
Dieses ganze aneinander reihen von Komponenten lässt sich eigentlich am Einfachsten mit einer Dreistufen-Rakete beschreiben. Es scheint ein schwerfälliges System zu sein, arbeitet in der Praxis allerdings sehr gut.

Kommunikations-Chips

Autos sitzen derzeitig voll mit allerlei Computern. Das ECU hat lange nicht mehr das ganze Reich für sich. Die Nutzung all dieser Computer hat zur Folge, dass es regelmäßig vorkommt, dass mehrere Steuergeräte gleichzeitig das selbe Signal benötigen. Darüber hinaus ist es notwendig, dass die Steuergeräte untereinander kommunizieren können. Falls das ECU beispielsweise eine Störung wahrnimmt ist es schon nützlich, dass die Motorstörungslampe im Kombiinstrument wirklich beginnt zu leuchten. Um dies alles möglich zu machen, wurde das CAN-Netzwerk erfunden. Alle CAN-Berichte die das ECU empfängt oder versenden will, werden durch einen zentralen Kommunikationschip verarbeitet. Eigentlich kann man diese Chips als Logistik-Zentrum des ECU sehen. Er werden pro Sekunde buchstäblich mehrere hundert Berichte verschickt und empfangen. Das ist auch der Grund warum das CAN-Netzwerk mit einer Geschwindigkeit bis 500 Kbps arbeitet.
Das Simtec 71 ECU ist somit etwas komplexer aufgebaut als es anfangs den Anschein macht. Dies macht das Diagnostizieren eines defekten ECUs umso schwerer. Glücklicherweise ist ACtronics Spezialist auf diesem Gebiet. Das Simtec 71 verfügt für uns über keinerlei Geheimnis mehr. Sollten Sie Probleme mit diesem ECU haben, nehmen Sie Kontakt zu uns auf und wir gehen auf die Suche nach einer passenden Lösung.

Demontage des ECU

Das Steuergerät sitzt nicht immer am selben Ort, ist in den meisten Fällen jedoch einfach zu finden. Wir raten an, vorher immer die Batterie abzuklemmen und ggf. Radicodes parat zu haben. Die Demontage ist dann sehr einfach: Lösen Sie die beiden Stecker und schrauben Sie die drei Schrauben an den Ecken heraus. Danach ist das ECU ganz einfach aus dem Auto heraus zu nehmen. Vergessen Sie nicht einen Autoschlüssel und den Transponderring mit zu senden, da diese für die Wegfahrsperrenfunktion im ECU zuständig sind.

Video

Die Zeit vergeht sehr schnell und unsere Prozesse und Apparaturen verändern sich genau so schnell mit. Vielleicht ist es darum besonders interessant um zu sehen wie der Überholungsprozess des Siemens Simtec 71 begonnen wurde. Denken Sie sich unsere neueste Apparatur dabei und Sie haben ein relativ gutes Bild wie der Überholungsprozess derzeitig abläuft.