Auto Technik Lexikon - Technik und Treibstoffe

Motorsteuerung

Motorsteuerung

Eine moderne Motorsteuerung (auch Motorsteuergeraet bzw. Engine Control Unit) ist ein eigens entwickelter Computer (Steuergerät), der die Steuerung der Zündung und elektronischer Einspritzanlagen uebernimmt. Bei moderneren Verbrennungsmotoren werden ausserdem mit der elektronischen Drosselklappe und dem Luftmassensensor die Luftmasse, das Gemischverhaeltnis (Luft zu Kraftstoff) und die katalytische Abgasreinigung sowie die Abgasrueckfuehrung und mit einem variablen Ventiltrieb die oeffnungs- und Schliess(kurbelwellen)winkel der Ein- und Auslassventile den momentanen Erfordernissen entsprechend eingestellt. Bei Motoren mit geeignetem Turbolader kann auch der Ladedruck geregelt werden.

Genaugenommen handelt es sich dabei meistens nicht um eine offene Steuerung, sondern um eine geschlossene Regelung, weil der mit einem Sensor gemessene IST-Zustand mit einem berechneten SOLL-Zustand verglichen wird (Rueckkopplung) und über einen Aktuator dann die Abweichung im geschlossenen Regelkreis minimiert wird. Um dies Missverstaendnis zu vermeiden, wird bei der Software in der Motorsteuerung auch vom elektronischen Motormanagement gesprochen.

Moderne Motoren werden mit 32-Bit Prozessoren ausgestattet, um die in Echtzeit benoetigten Rechenoperationen genuegend schnell und genau zu verarbeiten. Vorteilhaft kann aber auch sein, Motorsteuerungen mit FPGAs auszufuehren, da diese bei Bedarf interne Mikroprozessoren per Programm enthalten können, aber gleichzeitig auch die Möglichkeit bieten, digitale Funktionen schneller auszufuehren. Soweit die Stueckzahlen es erlauben, findet man auch in ASICs integrierte Mikrocontroller.

Charakteristisch für einen Motorsteuerungscomputer ist das integrierte Interface für analoge und digitale Eingangssignale von Sensoren und Ausgangssignale für Aktoren. Typische Eingangssignale sind unter anderem die Motordrehzahl, der Drosselklappenwinkel, die Luftmasse, verschiedene Temperaturen und Drücke sowie das Klopfsensorsignal. Typische Ausgangssignale aktivieren die Zündung und die Einspritzventile sowie bei modernen Motoren unter anderem den Drosselklappensteller, das Abgasrueckfuehrungsventil, den Turbolader und die Nockenwellenverstellung.

Hersteller von Motorsteuerungen sind unter anderem:

* Robert Bosch GmbH
* Siemens VDO Automotive AG
* Denso

Das Motorsteuergeraet ist eines der wichtigsten Steuergeraete eines Kraftfahrzeuges. Es uebernimmt die notwendigen Berechnungen zum Betrieb des Motors im Fahrzeug, wie z. B.

* Steuerung der Basismotorfunktionen Einspritzung und Zündung
* Ansteuerung und Regelung der Drosselklappe, (auch E-Gas) genannt.
* Regelung der Aufladung
* Regelung der Leerlaufdrehzahl (IDLE)
* Lambdaregelung
* OBD Eigendiagnose

Ein Motorsteuergeraet besteht elektronisch prinzipiell aus:

* µProzessor
* RAM, ROM und Flash Speicher
* analogen und digitalen I/O-Schnittstellen

Motorsteuergeraete können bis über 100 Anschluesse aufweisen.

Das Motorsteuergeraet weist gegenüber anderen Steuergeraeten die Besonderheit auf, dass die darauf zyklisch ablaufenden Programme nicht nur zu festen Zeitintervallen ablaufen, sondern auch synchron zur Motordrehzahl.

Für die Regelungs- und Steueraufgaben verarbeitet das Motorsteuergeraet Sensordaten wie z. B.

* angesaugter Luftmassenstrom
* Winkel/Drehlzahlgeber von Kurbel- und Nockenwelle
* Winkelgeber der Drosselklappe
* barometrischer Umgebungs-Luftdruck
* Signal der Lambdasonde
* Kraftstoffdrucksignal
* Temperatur der Motorkuehlfluessigkeit
* Temperatur der angesaugten Luft
* Klopfsensor

und Bediener-Signale wie z. B.

* Gaspedalwinkel
* Bremssignal

und kann mit den Eingangssignalen unter Beruecksichtigung hinterlegter Kennfelder Ausgangssignale errechnen bzw. den entsprechenden Stellgliedern Sollgroessen vorgeben:

* Zündzeitpunkt und Zuendenergie
* Einspritzzeitpunkt und Einspitzmenge
* Drosselklappenstellung
* Ladunsbewegungsklappen
* Nockenwellenverstellung
* Abgasrueckfuehrventil
* Tankentlueftungsventil
* Kompressoransteuerung
* Turbolader Waste-Gate Ansteuerung

Das Motorsteuergeraet ist oft mit weiteren Steuergeraerten (z. B. Getriebesteuergeraet, ESP, ABS-Steuergerät) über einen Fahrzeugbus (z. B. CAN-Bus) vernetzt.

Das Motorsteuergeraet ist zumeist an geschuetzter Stelle an der Motorspritzwand bzw. oftmals zum Innenraum eingebaut (unterm Armaturenbrett). Ein Motorsteuergeraet gehört (hinter Austauschmotor und -getriebe) meist zu den teuersten Ersatzteilen eines Autos.