Motorrad Elektronik/Elektrik

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ECU Flash Tuning, Traktionskontrollsysteme (TCS) von
Nemesis und Bazzaz, das Lambda Eliminator Modul
und Rennsport-Lichtmaschinen

 


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Erläuterungen zum Thema „Closed Loop" Regelung bei aktuellen Motorrädern
 


Was bedeutet „Closed Loop“ eigentlich?
Der Begriff „Closed Loop“ stammt aus der Regeltechnik und beschreibt einen geschlossenen Regelkreis mit dem Vergleich zwischen Soll- und Istwert.
Bei dem in den letzten Jahren üblichen Stand der Motorrad-Einspritztechnik mit „Closed Loop“ Regelung wird der Lambdawert durch die Wirkung der werksseitig verbauten Schmalband-Lambdasonde immer auf Lambdawert 1 (sprich mager) geregelt, egal was im Einspritz-Mapping für den „Closed Loop“ Regelbereich steht.
Dies ist auch dann der Fall, wenn ein PowerCommander oder ein ähnliches Zusatz-Modul eingesetzt wird. In diesem Regelbereich haben die im Zusatz-Modul existierenden Korrekturwerte keinerlei Auswirkung. Auch eine vernünftige, die Magerwerte korrigierende Abstimmung auf dem Prüfstand ist in diesem Bereich dann nicht möglich.
Der „Closed Loop“ Regelbereich ist bei Motorrädern je nach Hersteller, Modell und Baujahr sehr unterschiedlich ausgelegt.
Meistens ist er jedoch in den Gängen 1 bis 3 jeweils im 1. Drittel des Drehzahlbereiches bei bis zu ~ 50% Gasgriffstellung aktiv und das explizit fahrzeugspezifisch.
Je nach Modell und Baujahr kann es sogar sein, dass die „Closed Loop“ Regelung nur bei Konstantfahrt geschaltet ist und beim Beschleunigen und Bremsen die Einspritzung die
„Closed Loop“ Einspritzwerte ausblendet.

Warum wurde die „Closed Loop“ Regelung von den Motorradherstellern eingeführt?
Der Grund sind die Homologationsbestimmungen.
Die Hersteller müssen, um für ein Motorrad die EU-Zulassung zu bekommen, in einem bestimmten genormten Fahrzyklus in verschieden Lastbereichen vorgegebene Abgas – und Geräuschgrenzwerte einhalten. Bei Otto-Motoren ist auch das sogenannte stöchiometrische Gemisch Lambda 1, das einem Luft / Kraftstoff-Gemisch (AFR = Air Fuel Ratio) von 14,68:1 entspricht, einzuhalten.
Bei diesem Lambdawert findet theoretisch die vollständige Verbrennung statt und es erfolgt der „günstigste“ Schadstoffausstoß. Die serienmäßig eingesetzten Lambdasonden sind sog. Schmalbandsonden und können nur erkennen, ob das AFR größer oder kleiner als 14,68 ist und geben diese Information an das Steuergerät weiter. Dieses kontrolliert ob sich das Fahrzeug gerade in dem relevanten Bereich befindet und regelt gegebenenfalls das Gemisch auf AFR = 14,68.

Was ist nun das Problem?
Es ist eine bekannte Tatsache, dass in dem auf Lambda 1 (AFR = 14,68) geregelten Bereich die Motoren viel zu mager laufen. Das Ergebnis zeigt sich in mangelnder Leistungsentfaltung, fehlendem Drehmoment und bei vielen Motorrädern auch mit dem sehr unangenehmen Magerruckeln. Außerdem ist die Gasannahme nach einer Konstantfahrt oft verzögert, viele Motorräder „verschlucken“ sich dann sogar heftig.
Der für perfekten Motorlauf und gute Gasannahme optimale Lambdawert liegt der bei Motorradmotoren bei einem AFR zwischen 13,0 und 13,8.
 
Was kann man tun um diese Probleme zu lösen?
Es gibt verschiedensten Lösungsansätze, die bekanntesten sind nun wie folgt gelistet!
 
1) Der Lambda-Ersatzstecker
Dieser Stecker wird anstelle der Lambdasonde angeschlossen und soll eine
aktive Lambdasonde simulieren. Diese Vorgehensweise funktioniert bei vielen älteren Motorrädern mit Einspritzanlagen einwandfrei.
Das Seriensteuergerät geht dadurch nicht in das Notprogramm und es wird auch keine Fehlermeldung im Display angezeigt.
FAZIT: Bei den Motorrädern, bei denen dieser Stecker noch funktioniert ist der benannte Stecker das Mittel der Wahl. Zudem ist er verhältnismäßig günstig (ca. ¤ 20.-).
Allerdings muss zum Anpassen des Gemisches ein zusätzliches Einspritzmodul (z.B. PowerCommander, Bazzaz, o.ä.) verbaut und damit das Gemisch abgestimmt werden.
 
2) „Lambda Optimizer“ und ähnliche Geräte
Diese Geräte gibt es in 2 Varianten. Geräte, die zwischen Steuergerät und Lambdasonde gesteckt werden und Geräte, die anstelle der Lambdasonde angeschlossen werden.
Letztere geben ein Wechselsignal (wie eine Lambdasonde) an das Steuergerät, und versuchen mit dem Signalverhältnis zwischen Signal „zu mager“ und Signal „zu fett“ das Seriensteuergerät dazu zu bringen, ein fetteres Gemisch zu erzeugen.
Die Geräte zwischen Lambdasonde und Steuergerät „analysieren“ die Signale der Sonde und geben dem Steuergerät ein errechnetes Signal aus, welches das Steuergerät zum Anfetten des Gemisches bringen soll.
 
Beide Varianten können das Gemisch zwar tendenziell anfetten, aber letztendlich kein stabiles Kraftstoff-Luft Gemisch (AFR) gewährleisten. Das Problem bei diesen Geräten ist, dass sie, weil durch die serienmäßig vorhandene und vom Zusatzgerät genutzte Schmalbandsonde kein echter Lambdawert gemessen wird, diesen nicht korrekt regeln können. Hochwertige und korrekte Abgasmessungen von Motorrädern mit solchen Geräten zeigen, dass das AFR im „Closed Loop“ Bereich sehr stark schwankt.
 
FAZIT: Diese Variante kann als preisgünstig, einigermaßen funktionierend, aber nicht als gut
betrachtet werden.
 
3) Das „Closed-Loop-Eliminator“ Modul (CLE-Modul) mit eigener Bosch LS4 Messsonde und  aktiver Regelung im „Closed Loop“ Bereich:
Dieses Modul misst mit der im Lieferumfang beinhaltenden Breitband-Lambdasonde das aktuelle Luft/Kraftstoff Gemisch präzise und korrekt und übergibt entsprechend dem Messergebnis einen abgeänderten, „mageren“ Wert an das Seriensteuergerät.
So wird zum Beispiel ein Wert von Lambda 0,9 gemessen, aber ein Lambdawert 1,05 wird an das Seriensteuergerät übergeben. Der Regelbereich im Seriensteuergerät ist nach den neuesten Erkenntnissen ausreichend groß!

Beim CLE-Modul lässt sich zudem das gewünschte Gemisch am Gerät per Potentiometer in 0,1er Schritten einstellen.
Die erwähnte Breitbandsonde ist im Gegensatz zu den serienmäßig verbauten Schmalbandsonden in der Lage, den tatsächlichen Lambdawert zu messen und nicht wie Schmalbandsonden nur um den Wert Lambda 1 herum zu schalten.
Das CLE-Modul gewährleistet im „Closed Loop“-Bereich ein sehr stabiles Luft / Kraftstoff Gemisch.
 
FAZIT: Das CLE-Modul ist zwar eine relativ teure Lösung, liefert dafür aber ein perfektes Ergebnis im „Closed Loop“-Bereich- aber auch wirklich nur dort!
(Zudem ermöglicht in den meisten Fällen überhaupt erst das CLE-Modul eine Veränderung der kompletten Einspritzwerte (z.B. per PowerCommander) ohne irritierendes und unangenehmes Nachregeln des Seriensteuergerätes auf die Lambdawerte 1).

So muss man dann aber auch noch zusätzlich akzeptieren, dass man speziell nach Änderungen an der Airbox (Filtertausch zu K/N oder BMC), am Auspuffsystem (Tauschschalldämpfer oder Umbau auf ein komplett neues Auspuffsystem) oder/und motorinternen Änderungen (Sportkolben, Sportnockenwellen, Zylinderkopfbearbeitung etc.) keineswegs um die Verwendung eines einwandfrei konfigurierten und korrekt per Prüfstand abgestimmten Moduls (z.B. PowerCommander) herumkommt, gerade dann auch, wenn man für jeden einzelnen Zylinder ein eigenes Einspritz-Mapping bevorzugt!
Nur dann ist im Sinne einer optimalen Gemischbildung „nahezu optimal“ gearbeitet.

Nachteile, auf die wir hinweisen müssen:
Da das CLE-Modul wie auch der PowerCommander in die Gemischbildung eingreifen und damit die Abgaswerte verändern (können), sind beide Geräte nur für den Rennstreckenbetrieb geeignet und nicht zugelassen im Geltungsbereich der StVZO!