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1. Warum Motormanagement?

Der moderne Straßenverkehr stellt an einen Motor hohe Anforderungen bezüglich Leistung und Abgasverhalten, welche auch unter extremen Bedingungen optimal bewältigt werden müssen. Das Motormanagement bewältigt dies durch detaillierte Regelung in den Bereichen Zündung und Gemischaufbereitung.
Auch die sparsame Verwendung und bessere Ausnutzung des Kraftstoffes in Kombination mit umweltfreundlicher Verbrennung lassen sich mit Hilfe der Elektronik begünstigend gestalten.
Insbesondere sind es Mikrocomputer und -controller mit deren Hilfe Steuerungs- und Regelungsvorgänge zuverlässig und effizient realisiert werden können.
Das alles ist möglich durch die Erfassung der Betriebs- und Fahrdaten durch entsprechende Fühler und Sensoren, die z. B. Druck, Temperaturen, Drehzahl, Geschwindigkeit und Luftmasse mit hoher Präzision aufnehmen.

2. Aufgaben des Motorsteuergerätes

  • Zündverstellung
    Um den Kraftstoff energiesparend nutzen zu können, ist es wichtig jederzeit in Abhängigkeit von Drehzahl, Last, Temperatur und anderer Steuerparameter den richtigen Zündzeitpunkt zu berechnen.
  • Schließwinkelsteuerung
    Je nach Drehzahl ist der zeitliche Abstand der Steuersignale des Zündsystems unterschiedlich. Zur Erzielung einer konstanten Zündenergie ist aber ein bestimmter Primärstrom nötig. Für diesen wiederum ist eine bestimmte Schließzeit erforderlich, die bei höheren Drehzahlen nicht immer erreicht wird. Dadurch können im höheren Drehzahlbereich Zündaussetzer entstehen.
  • Klopfregelung
    Bei modernen sparsamen Motoren strebt man ein hohes Verdichtungsverhältnis an, um daraus ein hohes Drehmoment zu er-reichen, welches einen geringeren spezifischen Verbrauch hat. Bei steigender Verdichtung steigt aber die Gefahr der unkontrollierten Selbstentflammung, welche eine „klopfende“ Verbrennung zur Folge hat. Durch die Signale des Schwingungssensors am Motorblock steuert das Motorsteuergerät die Zündung in Richtung „spät“.
  • Kraftstoffeinspritzung
    In Abhängigkeit der Signale der Sensoren für vorhandene Luftmasse, Drehzahl, Last und wei-teren Korrekturfaktoren berechnet die Elektronik die notwendige Einspritzzeit um folgenden Forderungen gerecht zu werden: Einschränkung des Kraftstoffverbrauchs, Verringern der im Abgas enthaltenen Schadstoffe und Erhöhung der spezifischen Motorleistung.
  • Lambda-Regelung
    Das Kraftstoff-Luftgemisch wird durch den Mikrocontroller in Abhängigkeit der Abgaszusammensetzung (über die Lambdasonde gemessen) auf den Ideal-Wert (Lambda = 1) geregelt, um einen hohen Wirkungsgrad des Katalysators und damit einen niedrigen Schadstoffgehalt zu erreichen.
  • Leerlauf-Füllungs-Regelung
    Unterschiedliche Motortemperaturen und damit verbundene Reibungen im Motor sowie Verschmutzung der Ansaugwege führen bei gleichem Bypassquerschnitt zu nicht konstanter Drehzahl. Durch die Leerlauf-Regelung wird die Füllmenge so variiert, dass die durch den Drehzahlgeber (Hallgeber) erfasste Drehzahl auf einem konstant definierten Wert bleibt.
  • Ladedruckregelung
    Bei Fahrzeugen mit Turbo-Aufladung wird zusätzlich durch das Steuergerät die Höhe des nötigen Ladedruckes errechnet und durch entsprechende Fühler auf den Sollwert eingeregelt.
  • Abgasrückführung
    Um die Abgasqualität zu erhöhen, wird der angesaugten Luft Abgas in berechneter Menge beigemischt (nur bei Dieselfahrzeugen).
  • Service und Sicherheitsfunktionen
    Überwachung der Plausibilität der eingestellten Werte, um Fehlfunktionen zu verhindern. Strenge Überwachung von Gaspedalgebern bei „Drive by wire“. Erkennung von Defekten in der Sensorik oder Aktorik mit Speicherung im Diagnosesystem Geschwindigkeitsregelanlage.

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3. Wie arbeitet ein Motorsteuergerät?

Eine Motorsteuerung besteht aus einem oder mehreren kleinen Hochleistungsmikrocomputern, die für verschiedene Regelungsaufgaben die Werte bestimmen und einstellen. Der Mikrocomputer arbeitet ein Programm ab, das fest im Speicher (Eprom oder auch nur Chip) abgelegt ist. Die Hauptaufgabe ist bei Benzin-Motoren die Bestimmung der angeforderten und maximal möglichen Einspritzmenge. Die Einspritzmenge hängt von der angesaugten Luft ab. Das Verhältnis Luft/Treibstoff muss genau stimmen, damit der Katalysator einwandfrei arbeiten kann. Weiterhin muss der Zeitpunkt bestimmt werden, in dem das komprimierte Gemisch gezündet wird. Erfolgt die Zündung zu spät, steigt der Verbrauch. Wird hingegen zu früh gezündet, fängt der Motor an zu klopfen. Zusätzlich löst das Motormanagement noch viele weitere Aufgaben, wie z.B. die automatische sanfte Abschaltung der Einspritzanlage bei einer maximalen Motordrehzahl und Erreichen der Höchstgeschwindigkeit. Auch eine Geschwindigkeitsregelanlage kann integriert sein, die dann vom Motormanagement gesteuert wird. Häufig wird in Abhängigkeit vieler verschiedener Messwerte, z. B. von Kühlwasser-, Treibstoff, Außen- und Öltemperatur die Steuerung des Lüfternachlaufes und der Kaltlaufphase gesteuert. Bei modernen Dieselmotoren wird die Einspritzmenge in Abhängigkeit von angesaugter Luftmasse, Luftdruck, Außentemperatur, Drehzahl und Last bestimmt. Dies ist nötig, um zukünftige Abgasnormen zu erfüllen. Weiterhin muss bei Turbofahrzeugen der Ladedruck des Turboladers last- und drehzahlabhängig genau bestimmt und eingeregelt werden.
Die zur Steuerung not-wendigen Daten sind ebenfalls im Eprom gespeichert.
Aus diesen dreidimensional abgelegten Daten (Kennfeldern) errechnet das Motorsteuergerät die zu einem bestimmten Last-Drehzahlpunkt mögliche oder geforderte Einspritzmenge.

4. Was optimieren wir?

Die Daten für die Steuerung sind im Datenspeicher als Kennfelder abgelegt. Diese dreidimensio-nalen Felder beinhalten z.B. Einspritzpumpen-Spannung, Drehzahl und Lastabhängigkeit.
Die abgelegten Werte sind Er-fahrungswerte, die prüftechnisch bei Leistungs- und Abgasmessungen erstellt wurden. Die dreidimensionalen Kennfelder werden von uns auf dem Prüfstand auf höhere Leistung bei niedrigem Verbrauch und gute Abgaswerte optimiert. Die meisten Motorsteuer-geräte werden von der Firma Bosch gebaut und sind in verschiedenen Bauformen eingesetzt.
5. Der Einbau!
Beim Audi A4 zum Beispiel befindet sich das Motorsteuergerät auf der Fahrerseite unter der Motorhaube in einem abgedichteten Kunststoff-kasten. Die Kabelzuleitung zum Motor führt über einen Stecker mit Bajonettverschluss und ist leicht aufzutrennen. Bei manchen Fahrzeugen (mit Turbo) geht zusätzlich noch ein Ladedruckmessschlauch. Er ermöglicht das genaue Einregeln des Ladedruckes. Damit die Leistung optimiert werden kann, werden die serienmäßigen Speicherbausteine ausgelötet und gegen die von uns entwickelten ausgetauscht. Dabei wird ein Sockel eingelötet, wodurch der Umbau in Sekundenschnelle wieder rückgängig gemacht werden kann.

6. DER VERBRAUCH!

Der Verbrauch sinkt sowohl bei den Benzinern als auch bei den Dieselmotoren um ca. 1/2 l je 100 km bei gleicher Fahrweise. Dies resultiert aus der volleren Ausnutzung des Kraftstoffes durch Frühzündung bei Benzinern bzw. des höheren Ladedruckes bei den Dieseln. Zusätzlich ist der spezifische Verbrauch bei einem höheren Drehmoment niedriger.

7. Höherer Verschleiß?

Ein höherer Verschleiß des Motors ist nicht messbar. Er tritt nur auf, wenn der Motor dauerhaft oberhalb der Serienleistung betrieben wird. Bei normaler Fahrweise ist keinerlei Veränderung festzustellen.