Motorsteuergeräte und ihre Aufgaben

Die rasante Entwicklung der Technologie in den letzten 2 Jahrzehnten hat natürlich auch vor dem Automobil nicht halt gemacht. Selbstverständlich profitiert die Autoindustrie in grossem Masse von den neuen Technologien, die im Endeffekt besonders uns Endverbrauchern zugute kommt. Am besten merken wir dies in leistungsstarken Automobilen mit geringem Verbrauch, tollem Fahrverhalten und grosser Sicherheit. Heutzutage werden moderne Fahrzeuge vom Hersteller fast ausschliesslich mit elektronischen Motormanagement-Systemen ausgerüstet, ganz gleich, ob es sich um die einem Vergaser ähnliche Zentraleinspritzung oder um die weitaus effektivere Multiporteinspritzung bzw. um eine Dieseldirekteinspritzung mit Commen-Rail Verfahren mit Ladedruckregelung handelt. Die wichtigste Entwicklung auf diesem Gebiet ist das Motorsteuergerät (ECU = Electronic Controll Unit). Das Motorsteuergerät ist für das gesamte Motormanagement verantwortlich und kontrolliert, steuert und regelt alle wichtigen Funktionen des Fahrzeuges. Dies geschieht unter Berücksichtigung des jeweiligen Lastzustandes des Motors in Abhängigkeit der Drehzahl und Umgebungsverhältnisse (Aussentemperatur, Luftdichte, Motortemperatur, etc). Das alles wird durch die Erfassung der Betriebs- und Fahrdaten durch entsprechende Fühler und Sensoren, die beispielsweise Drücke, Temperaturen, Drehzahl, Geschwindigkeit und Luftmassen mit hoher Präzision aufnehmen, ermöglicht. Das Motorsteuergerät arbeitet nun die in einem Chip (EPROM) gespeicherten Werte mit allen festgelegten Kennfeldern und Kriterien für Einspritzung, Zündung, Ladedruck und Lambda ab. So wird beispielsweise laufend in Abhängigkeit des Lastenzustandes und der Umgebungsparameter der beste Zündzeitpunkt bestimmt und die optimale Kraftstoffmenge in Verbindung mit dem idealen Einspritzzeitpunkt und dem passenden Ladedruck errechnet. Das Motorsteuergerät besteht im Grunde aus einem oder mehreren kleinen Hochleistungsmicrocomputern, die für verschiedene Regelungsaufgaben die Werte bestimmen und einstellen. Der Microcomputer arbeitet ein Programm ab, das fest im Speicher (EPROM = Chip) abgelegt ist. Die Hauptaufgabe ist bei Benzin-Motoren die Bestimmung der angeforderten und maximal möglichen Einspritzmenge. Da das Verhältnis Luft/Treibstoff genau stimmen muss, damit der Katalysator einwandfrei arbeiten kann, hängt die Einspritzmenge von der angesaugten Luft ab. Weiterhin muss der Zeitpunkt bestimmt werden, in dem das komprimierte Gemisch gezündet wird. Erfolgt die Zündung zu spät, steigt der Verbrauch, erfolgt sie zu früh, fängt der Motor an zu klopfen. Zusätzlich löst das Motormanagement noch viele weitere Aufgaben..... Bei modernen Dieselmotoren wird die Einspritzmenge in Abhängigkeit von angesaugter Luftmasse, Luftdruck, Aussentemperatur, Drehzahl und Last bestimmt. Diese ist nötig, um vorgeschriebene Abgasnormen zu erfüllen. Ausserdem muss bei Turbofahrzeugen Ladedruck und Ladevolumen des Turboladers last- und drehzahlabhängig exakt bestimmt werden. Die zur Steuerung notwendigen Daten sind ebenfalls im EPROM gespeichert. Aus diesen abgelegten Daten (Kennfelder) errechnet das Motorsteuergerät die zu einem bestimmten Last-Drehzahlpunkt mögliche oder geforderte Einspritzmenge. Diese Daten werden nun beim Chiptuning optimiert, d.h. die Kennfelder für Einspritzung (bei Benzinmotoren auch Zündung) und Ladedruckregelung werden in Abhängigkeit zueinander über den gesamten Drehzahlbereich gemessen, ausgewertet und durch gezielte Computerprogrammierung in Abhängigkeit zu Last und Drehzahl im Toleranzbereich verändert. Dies geschieht in einer Weise, dass die maximale Leistung und das maximale Drehmoment, unter Berücksichtigung der Langlebigkeit des Motors sowie des minimalsten Kraftstoffverbrauchs, in einem optimalen Verhältnis zueinander stehen. Dadurch wird eine höhere Leistung des Motors, vor allem aber auch ein wesentlich höherer Drehmomentverlauf, erreicht. Leistungs- und Drehmomentsteigerungen zwischen 20% und 30% sind bei Turbomotoren , 8% und 12% bei normalen Saugmotoren realisierbar, wodurch Beschleunigung, Agilität und Höchstgeschwindigkeit erheblich verbessert werden. Der Motor wird insgesamt lebendiger und kraftvoller, wobei die Lebensdauer, sowie die Alltagstauglichkeit des Motors bei massvollem Tuning, verantwortungsvollem Gebrauch und regelmässiger Wartung ebenso wenig beeinträchtigt wird wie beim Serienmotor.

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