Grobe Funktionsweise Motorsteuerung SIMOS 19.x

  • Hallo,

    da ich grundsätzlich großes Interesse am Thema Software/Motorsteuerung habe, wollte ich mir natürlich auch mal die aktuelle Motorsteuerung der EVO4 Motoren angucken. Dazu sei gesagt, dass ich natürlich selber absoluter Amateur bin und größtenteils nur mutmaßen kann wie das Steuergerät arbeitet.

    Ferner soll das keine "Tuning-Anleitung" werden (könnte ich sowieso nicht…), sondern einfach bisschen Einblicke gewähren, um ggf. in den Austausch zu kommen. Ich lerne ja auch immer gerne dazu :thumbup: (Mannsi, hol bitte nicht direkt die große Keule raus :D )


    Vorab jedoch noch ein ganz wichtiger Disclaimer:

    • Kein Anspruch auf Vollständigkeit
    • Kein Anspruch auf korrekten Inhalt
    • Ich habe keine KFZ-IT/Techniker Ausbildung oder Werdegang
    • Ich zeige zu einem Thema nicht JEDES Kennfeld, sondern immer nur Beispiele


    So, Proband ist ein Golf 8 GTI Clubsport mit DNFC Motor und 300PS/400NM. Es sollte sich um den Serienstand handeln (Die Referenzdatei habe ich aus dem Internet). Wie bereits beim Golf 7 kommt hier eine Motorsteuerung von Continental zum Einsatz (SIMOS 19.x), wobei es sich in diesem Fall konkret um SIMOS19.6 handelt. Grundsätzlich war ich jedoch überrascht, dass sich die beiden Steuerungen mehr unterscheiden als gedacht. Die SIMOS19 erinnert teilweise an die Motorsteuerung von BOSCH wie MED17 oder MG1. Zur Visualisierung nutze ich ein Browsertool, das leider eine sehr dürftige Beschriftung der Kennfelder hat. Zudem wurden lediglich ca. 2000 „Maps“ erkannt und dargestellt. Zum Vergleich, eine ausführliche Definitionsdatei für SIMOS18 hat über 20.000 Kennfelder. Daher werden zwangsläufig Informationen fehlen oder lückenhaft sein. Für eine grobe Idee sollte es jedoch reichen.


    Ich unterteile den Thread in mMn sinnvolle "Kapitel", um ein bisschen Struktur zu wahren.

    1. Fahrerwunsch
    2. Umsetzung
    3. Gemisch
    4. Sonstiges


    Fahrerwunsch

    SIMOS19 arbeitet wie der Vorgänger hauptsächlich mit den Referenzgrößen Drehmoment in NM und Luftfüllung im Zylinder in mg/stk. Die mitunter wichtigste Stellgröße für das Steuergerät ist der sogenannte "Fahrerwunsch". Mit Hilfe eines Kennfelds, das Pedalposition in Relation zur Drehzahl überwacht, wird der grundsätzliche Bedarf an das Steuergerät übermittelt. Hierbei handelt es sich jedoch nicht um das final angepeilte Moment des Motors, sondern tatsächlich erstmal nur um den "Wunsch" des Fahrers, der in den nächsten Schritten noch korrigiert wird. Es gibt zumeist viele verschiedene Versionen dieses Kennfelds. Zum Beispiel für Sport, ECO, Schalter, DSG oder Rückwärtsgang. Je nach Bedatung, wirkt dieses Kennfeld auch schon als erster Limiter.


    Pedalkennfeld




    Umsetzung der Leistung

    Das Steuergerät hat vom Fahrer nun die angepeilte Leistung erhalten und versucht in die Umsetzung überzugehen. Für die weitere Betrachtung gucken wir am besten auf den Volllastbereich. Für die Umsetzung wird dann zunächst überprüft, ob das gewünschte Moment vom Fahrer überhaupt zulässig ist. Hierfür gibt es verschiedene Kennfelder - teilweise als "1x1 Limiter" oder etwas ausführlicher.


    Limit NM






    Die korrigierte Momentenanforderung wird dann vom Steuergerät weiterverarbeitet. Das Steuergerät behilft sich hierbei mit Referenzkennfeldern, um das angeforderte Moment in benötigte Luftmasse (mg/stk) zu übersetzen. Es gibt unzählige Variationen des Kennfelds, die in meiner Anwendung leider nicht ausreichend beschriftet sind. Ich vermute jedoch, dass die unterschiedlichen Variationen alle denkbaren Kombinationen aus der variablen Ventilhubverstellung und Ladungsbewegungsklappen abbilden. Es scheint ganz so, dass VW bereits eine Bedatung bis einschl. ca. 550NM vorgenommen hat.


    Sollfüllung Luft NM -> MAF



    Dieses Kennfeld gibt es auch in invertierter Form vermutlich zur Überwachung des Momentenmodells.


    MAF -> NM



    Die gewünschte Luftmasse wird wiederum von verschiedenen Limiter überwacht bevor die finale Weitergabe an den Turbolader stattfindet. Zum Beispiel:


    Limit MAF












  • Der Turbolader versucht dann den für die Luftmasse benötigten Absolutdruck (mit Atmosphäre) aufzubauen. Auch hier ist die Beschriftung meines Tools wieder etwas irreführend. Ich vermute jedoch, dass es sich hierbei um das korrekte Kennfeld handelt, da es eine große Ähnlichkeit mit SIMOS18 aufweist. Dieses Kennfeld ist dann sozusagen der "Sollladedruck" wobei sich die Steuerung IMMER bedarfsgerecht selbst den Druck zusammenrechnet.


    Turbo Maximaldruck

    Turbo Mindruck


    Die finale Umsetzung des Ladedrucks ist limitiert durch diverse Druckgrenzen, Flowfaktoren, Turbinendrehzahl sowie Antisurging. Ich hätte hier noch einen separaten Limiter für den Druckdifferenz des OPFs erwartet. Entweder gibt es diesen nicht oder er ist einfach nicht in meinem Mappack enthalten (sehr wahrscheinlich).


    Flowfaktor

    Single Limit Ladedruck


    Limit Laderdrehzahl




    Natürlich ist die Luftmasse nicht allein für die Leistung zuständig, sondern wird begleitet von den entsprechenden Zündwinkeln. Hierzu gibt es Referenzkennfelder, die den theoretisch perfekten Zündwinkel abbilden, der jedoch von einem Motor für gewöhnlich nicht umgesetzt werden kann. Zu diesem Zweck gibt es separate Kennfelder, die zur Vorsteuerung des Zündwinkels und Klopfregelung genutzt werden.


    Optimaler Zündwinkel

    Grundzündwinkel

    Rücknahme durch Klopfen


  • Gemisch


    Wie jeder moderne Ottomotor arbeitet auch der EVO4 mit der Steuerung über den Lambdawert. Für gewöhnlich gibt es Lambdakennfelder für Teillast, Volllast sowie für die verschiedenen Verbrennungsarten wie Schichtladung oder klopfende Verbrennung/Vorentflammung. Auch hier fehlt in meinem Mappack die korrekte Beschriftung. Was man aber dennoch sehr schön sehen kann ist, dass die Autos fast durchgehend „Lambda 1“ laufen und erst bei hoher Last und Drehzahl etwas anfetten. Der Lambdawert ist limitiert mit einem Minimalwert.


    Grundlambda

    Lambda bei Klopfen

    Min Lambda




    Um Einspritzzeiten zu minimieren und die Verbrennung effizient zu gestalten, muss ausreichend Spritdruck anliegen. Spritdruck wird dabei gesteuert über den Solldruck im Rail (Hochdruck) sowie den Sollwert der Intankpumpe (spannendes Thema :D). Die EVO4 Motoren fahren bereits in Serie einen unfassbar hohen Raildruck von 350bar. Der Niederdruck wird u.a. in Relation zur Drehzahl in Sprittemperatur bestimmt.

    Rail

    Limiter Rail


    Niederdruck Soll






  • Sonstiges


    VVL

    Einlassnockenwelle

    Peng Peng Schubknallen


    Diverse Anzeigen für Tacho/HMI



    NM Freigabe während Launch Control


    Thermomanagement

    Vermutlich angepeilte Kopftemperatur wie bei SIMOS18

  • Zündwinkel ist aber beim Schubknallen nur die halbe miete *side eye* ;P

    Homepage: mannsi-performance.at oder vft-tuning.de
    Instagram: mannsiperformance oder vfttuning


    Mapswitch per Fahrprofilauswahl/DSG Wählhebel


    Leistungssteigerungen (auch für Upgrade-Turbo)


    Schubknallen 100% schaltbar per FPA/DSG Wählhebel


    für Golf 7 GTI/R, Audi S3 8V/TTS 8S, Octavia 3 RS, Leon 5F Cupra

  • Da fehlt auf jeden Fall noch die verzögerte Schubabschaltung.

    Wenn ich es richtig gesehen habe, dann wird dies über eine Minimalzeit sowie Drehzahlschwelle geregelt. Hier bin ich mir aber nur 20% sicher. Bei SIMOS18 gab es stumpf eine Aktivierungszeit für den sog. "impulse combustion mode" ^^


    Aktivierungszeit verzögerte Schubabschaltung


    Drehzahlgrenze für Schubabschalten

  • Da bist du jetzt aber eher auf dem Holzweg...

    Ich hoffe solche Aussagen genügen hier ;-P

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  • Weil es kürzlich eine interessante Diskussion gab:


    Niederdruck-Soll und Ansteuerung der Intankpumpe:



    Solldruck in Abhängigkeit von Hochdrucktemperatur:


    Ansteuerung/Taktung Intankpumpe (Controller?):


    Maximaler Systemdruck Niederdruck:


    Maximale Ansteuerung Intankpumpe:



    Wie immer alle Angaben ohne Gewähr :thumbup:

  • Temperatur der HDP nicht Kraftstofftemperatur, kleiner aber feiner Unterschied

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