Elektroniczny sterownik silnika - Motronic

W 1897 roku  pojawił się układ zapłonowy, a w 1952 do produkcji seryjnej trafiły systemy wtrysku benzyny. Lata 60. to rozkwit elektronicznych systemów zapłonowych i wtrysków benzyny.  W 1979 roku na rynku pojawił się Motronic, w którym zintegrowano sterowanie zapłonem oraz wtryskiem benzyny w jednej centralnej jednostce sterującej.

Praca systemu Motronic opiera się na elektronicznym sterowniku, składającym się z mikroprocesora oraz wbudowanej pamięci. W pamięci zapisany jest program pracy z danymi określającymi dawkę wtryskiwanego paliwa i kąt wyprzedzenia zapłonu.

Za pośrednictwem czujników do mikroprocesora dostarczane są dla każdego cyklu wtrysku i zapłonu informacje dotyczące ilości zasysanego powietrza, prędkości obrotowej, pozycji wału korbowego oraz temperatury zasysanego powietrza i temperatury silnika.

Czujniki mierzą ilość powietrza, prędkość obrotową oraz temperaturę. Porównując wartości zmierzone przez czujniki z danymi zapisanymi w programie, procesor oblicza indywidualne wymogi dla kolejnego cyklu wtrysku i zapłonu. I tak np. moment wtrysku oraz dawka paliwa są zupełnie inne w przypadku zimnego silnika i dynamicznego przyspieszania niż w przypadku równomiernej prędkości i rozgrzanego silnika.

Ponieważ system został zoptymalizowany pod kątem całego okresu użytkowania pojazdu, oprócz danych podstawowych musi on uwzględniać także dane zmienne. Najważniejszą zmienną jest stan jedynej części systemu podlegającej zużyciu, a mianowicie świecy zapłonowej. W zależności od stopnia jej wypalenia system uwzględnia skorygowane dane zapisane w jego pamięci.

Elektronika samochodowa musi sprostać zarówno temperaturom otoczenia sięgającym minus 40 stopni Celsjusza, jak i wysokiej temperaturze pracy silnika przewyższającej 100 stopni Celsjusza. Do tego dochodzą drgania spowodowane pracą silnika oraz wstrząsy powstające przy jeździe na złej nawierzchni.

Aktualna generacja systemów Motronic oblicza parametry zapłonu i wtrysku do 8 tys. razy na minutę – dla każdego pojedynczego procesu spalania, który dopasowywany jest do bieżących warunków eksploatacji silnika. Rosnąca moc obliczeniowa sterowników Motronic pozwala zintegrować w systemie sterowania silnikiem dodatkowe funkcje. Coraz częściej system reguluje ciśnienia doładowania, położenia wałka rozrządu, kompleksowe, wtórne oczyszczanie spalin.

Ponadto pozwala na regulację prędkości poprzez ogranicznik prędkości oraz elektroniczny immobilizer oraz diagnostykę OBD. Także elektroniczne systemy zwiekszające bezpieczeństwo, takie jak ASR czy ESP, mają możliwość korzystania z danych udostępnianych przez sterownik silnika.

Od samego początku system miał także inne atuty, ważne z punktu widzenia codziennego użytkowania pojazdu. Ponieważ w ramach systemu Motronic zintegrowane zostały funkcje zapłonu i wtrysku, wystarczył tylko jeden sterownik. Czujniki można było wykorzystać zarówno do ustalenia dawki wtryskiwanego paliwa, jak i określenia kąta wyprzedzenia zapłonu.

Pozwoliło to ograniczyć liczbę elementów konstrukcyjnych, wykluczyć potencjalne źródła powstawania usterek i dzięki temu zwiększyć niezawodność działania. W przypadku ewentualnej usterki sterownika zastosowanie znalazły dodatkowe funkcje, umożliwiające eksploatację pojazdu w trybie awaryjnym. Ponadto w systemie Motronic zintegrowano program do samodiagnozy, gwarantujący automatyczną korektę błędów działania.