Effiziente Motorsteuerung für Verbrennungsmotoren Elektronik-Antrieb

Innovative Motorsteuergeräte haben Tradition bei den BMW-V8-Motoren. So wurden mit der ME7 erstmals ein E-Gas-System und die momentenbasierte Funktionsstruktur eingeführt. Der Nachfolger, die ME9, brachte die Valvetronic auf die Straße. Anknüpfend an diese Tradition, geht mit dem aktuellen N63-Motor ein Motorsteuergerät in Serie, das mit einer Reihe von Innovationen aufwarten kann.

Effiziente Motorsteuerung für Verbrennungsmotoren

Innovative Motorsteuergeräte haben Tradition bei den BMW-V8-Motoren. So wurden mit der ME7 erstmals ein E-Gas-System und die momentenbasierte Funktionsstruktur eingeführt. Der Nachfolger, die ME9, brachte die Valvetronic auf die Straße. Anknüpfend an diese Tradition, geht mit dem aktuellen N63-Motor ein Motorsteuergerät in Serie, das mit einer Reihe von Innovationen aufwarten kann.

Erstmals wurde mit der MSD85 von Continental ein Steuergerät für einen V-Motor bei BMW in Serie gebracht. Das Steuergerät ist eine Weiterentwicklung der aus dem 335i bekannten MSD81. Die Herausforderungen in der Entwicklung lagen in der Mechanik, insbesondere des Kühlkonzeptes, dem Verbauort des Steuergerätes, der Anpassung an die V8-Besonderheiten und der Implementierung der spezifischen Systemfunktionen des 7ers, inklusive der FlexRay-Anbindung.

Das Gehäuse der MSD85 ist ein angepasstes SAE-Gehäuse von Continental. Der Aufbau besteht aus zwei Leiterplatten, die über Pressfit-Steckverbinder verbunden sind. Bedingt durch die Package-Anforderungen, wurde eine neue Messerleiste zusammen mit Tyco Electronics entwickelt. Um die geforderten Umweltbedingungen zu erfüllen, betrat man mit der Flüssigkeitskühlung Neuland.

Flüssigkeitsgekühltes Motorsteuergerät

Um die Verlustleistung von etwa 80 W abzuführen und den Betrieb bei den geforderten Umweltbedingungen am Verbauort sicherzustellen, war die konventionelle Luftkühlung des Steuergerätes nicht ausreichend. Gelöst wurde dies durch eine Flüssigkeitskühlung. Als Medium wird das Kühlwasser aus dem Kühlkreislauf der indirekten Ladeluftkühlung verwendet. Somit konnte auf einen eigenen Kühlkreislauf für das Steuergerät verzichtet werden, allerdings ist eine zusätzliche Verschlauchung notwendig. Die Bauteile mit maximaler Verlustleistung sind so auf der Leiterplatte angebracht, dass sie über die Platine direkt an Gehäuse und Kühlrohr mit minimalem thermischen Widerstand angebunden sind (Bild 1). Das Kühlrohr ist mit wärmeleitendem Kleber auf das Gehäuse geklebt und wird zusätzlich über eine mechanische Befestigung gehalten.

Die MSD85 ist als Zweileiterplattenkonzept aufgebaut. Die Basisplatine übernimmt die Funktionen exklusive der Ansteuerung der Piezo-Injektoren. Diese werden über die Leistungsplatine angesteuert. Auf ihr befinden sich die Schaltnetzteile und die Logik für die Ansteuerung der Injektoren. Die beiden Leiterplatten sind mit Pressfit-Steckverbindern lötfrei montiert.

Die 183 Pins der Messerleiste stellen besondere Anforderungen an die Genauigkeit. Um in der vorgegebenen Leiterplattenbreite die Pins darstellen zu können, sind fünf Pin-Reihen nötig. Die Pins sind ebenfalls in Pressfit-Technologie ausgeführt und werden nicht verlötet. Durch eine Führungslehre an der Messerleiste kann die geforderte Genauigkeit für ein prozesssicheres Verpressen sichergestellt werden.

Die Messerleiste ist als undichte Variante ausgeführt. Das Gehäuse des Steuergerätes ist über eine entsprechende Dichtkontur und Dichtmasse abgedichtet. Die Abdichtung der Messerleiste übernimmt die SG-Box.

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