Motorsteuerung

Bosch D-Jetronic) im Vordergrund. Leistungsstarke Digitalmikroprozessoren oder Microcontroller werden in moderne Motorsteuerungen eingebaut.

Diese regeln die Verbrennungsprozesse im Triebwerk und vieles mehr. Die Bezeichnung Motorsteuerung wird hauptsächlich im Bereich des Ottomotors benutzt. Auf die sehr ähnlichen Motorsteuerungen für den Dieseltreiber wird unter Electronic Diesel Control eingegangen. Bei Fahrzeugen mit Hybrid-Antrieb gibt es in der Regel eine Regelung für den Brennkraftmotor und eine Regelung für den Elektromotor.

Die Motorsteuerung steuert und überwacht bei heutigen Brennkraftmaschinen die Verbrennungsprozesse im Verbrennungsmotor so, dass das angestrebte Verhalten beim Fahren erzielt und die geltende Abgasstufe erfüllt wird (z.B. Lambda-Regelung). Dazu muss die Motorsteuerung alle Steuersignale synchron zum internen Motorprozess ermitteln und wiedergeben. Dies betrifft insbesondere die Luftbefüllung der Brennkammer, die Einspritzung und die Regelung des Zündzeitpunktes bis zur Regeneration/Reinigung der Auspuffanlage.

Motorsteuerungen können über 200 Verbindungen (analoge und analoge I/O-Schnittstellen) verfügen. Die typischen Signale für die Motorsteuerung sind: Kurbelwellen- und Nockenwellen-Sensor zur Synchronisierung von Brennkraftmaschine und Motorsteuerung, Luftdruck-Sensor, Luftmassensensor und elektrisches Drosselventil zur Ermittlung der Ladeluftmenge, Aufladedruck während der Turboaufladung, Zündzeit (bei funkengezündeten Brennkraftmaschinen), Lambda-Sonde für das Mischungsverhältnis und die katalysatorische Abluftreinigung sowie für die Abluftreinigung, variable Ventilsteuerung der Öffnungs- und Schließwinkel (Kurbelwelle) der Ein- und Auslaßventile, Klopfsonde, Luftdruck, Kraftstoffdruck-Signal, Temperatur der Ansaugluft, Motorkühlmitteltemperatur, Temperatur und Öldruck.

Andere Eingabesignale werden vom Fahrzeugführer generiert, z.B.: Gaspedalwinkel/-weg (Gaspedalweg), Kupplungspedalschalter, Bremssignalschalter, Fahrgeschwindigkeitsregelung (Tempomat). Die typischen Ausgabesignale der Motorsteuerung sind: Modernste Motorensteuerungen werden mit Microcontrollern wie dem Infineon TriCore umgesetzt. Es kann aber auch von Vorteil sein, FPGAs zu Motorcontrollern hinzuzufügen, da diese einige Digitalfunktionen rascher als der Microcontroller ausführt.

Die Motorsteuerung hat die Eigenschaft, dass die darauf laufenden Zyklen nicht alle in festgelegten Zeitabständen laufen, sondern teilweise auch parallel zur Drehzahl, z.B. zur Zündzeit. Kennzeichnend für einen Motorsteuerungsrechner ist die eingebaute Oberfläche für die analogen und digitalen Eingabesignale von Antrieben. Die Motorsteuerung ist häufig über den CAN-Bus mit anderen Steuerungen wie Getriebesteuerungen, ABS, ESP, Kombi-Instrumenten und Klimaanlagen vernetzbar.

Die Motorsteuerung ist oft kein offenes Steuergerät, sondern ein geschlossenes Steuergerät, da der mit einem Fühler ermittelte Ist-Zustand mit einem ermittelten TARGET-Zustand (Rückführung) abgeglichen und die Regelabweichung im geregelten Zustand dann über einen Aktor auf ein Minimum reduziert wird. In der Motorsteuerung wird die Steuersoftware auch als elektronische Motorsteuerung bezeichne.

Die Motorsteuerung wird in der Regel an einer geschützten Position an der Spritzwand oder oft nach innen (unter dem Armaturenbrett) montiert. Eine Motorsteuerung (nach dem Austausch von Motoren und Getrieben) ist in der Regel eines der kostspieligsten Ersatzteile im Auto, was vor allem darauf zurückzuführen ist, dass die Steuerung unter erschwerten Einsatzbedingungen wie einem sehr weiten Temperatureinsatzbereich, Motorschwingungen und Stößen durch Straßenverhältnisse sowie Über- und Unterspannungen perfekt funktioniert.

Die Motorsteuerung ist eine der bedeutendsten Steuereinheiten eines Kraftfahrzeugs. Er führt die erforderlichen Rechnungen für den Motorbetrieb im Auto durch. Die Drosselstellung kann über einen Winkelsensor an das Steuergerät zurückgemeldet werden. Bei einem aufgeladenen Triebwerk muss beispielsweise der Ladedruck nachgeregelt werden. Die Motorsteuerung mißt den Ladedruck und stellt einen Stellantrieb am Auflader ein.

ECU-Selbstdiagnose, On-Board-Diagnose (OBD) für emissionsbeeinflussende Komponenten (z.B. Einspritzdüsen, Lambdasonden, Katalysator), V-Max (elektronisch geregelte Höchstgeschwindigkeit), Nockenwelleneinstellung (über eine separate Steuereinheit für komplexe Systeme möglich), Abgasrückführung, Katalysatorheizung, Generatoranregung, Wechselwirkung mit Klimaanlagen, Klimatisierungskompressorkupplung, Ventilatorsteuerung, Kraftstofftankentlüftung.