Audi Workshop Service and Repair Manuals

Engine Control Module: Description and Operation
Electronic Control Unit Functions

GENERAL DESCRIPTION 

The V8-MOTRONIC engine management system is a fully electronic sequential fuel injection and ignition control system which incorporates both
fuel and ignition control functions into a single Engine Control Module (ECM). The ECM monitors various engine sensors and controls the
air/fuel ratio, ignition timing, and ignition dwell.

 
SEQUENTIAL FUEL INJECTION

The V8 Motronic system controls fuel injection sequentially, that is, the injectors (one for each cylinder) are controlled in pairs, so that each
injector sprays a mist of fuel directly into the cylinder head intake port at the same time as the intake valve for that cylinder opens. This method of
injection eliminates fuel condensation in the intake manifold and intake port during cold starts. This reduces the necessary amount of cold start
enrichment of the air/fuel ratio, and improves fuel atomization at all engine temperatures and speeds for better performance and mileage.

When the ignition is turned on, all the injectors receive power from the fuel pump relay and fuse #23. Each injector pair has a ground circuit
through the ECM, and the injectors are energized when the ECM completes that circuit to ground. The ECM "knows" when to fire each injector
pair by comparing the signals from the hall sensor and the crankshaft position sensor (reference sensor). When the hall sensor signal occurs at the
same time as the reference sensor signal, cylinder #1 is at TDC of its power or firing stroke (reference point). The intake valve for that cylinder
will open approximately 360~ of crankshaft rotation later. When the reference point is sensed, the ECM counts 135 impulses from the engine
speed sensor (the number of teeth on the flywheel) and begins injection with cylinders 1 & 5 (the first pair). Once the reference point is established
during cranking, and the first pair of injectors are fired, the ECM counts 34 flywheel teeth (90~ of crankshaft rotation) and then fires the next pair,
and so on. Injectors are energized in the same order as the ignition firing order, so that injection for each cylinder corresponds to the opening of
the intake valves.

 
BASIC FUEL CONTROL

The basic fuel quantity (injector pulse width) is controlled by the ECM depending on the calculated engine speed and load. The engine speed is
determined by signals from the engine speed sensor on the rear of the engine. This information is then compared with signals from the air mass
sensor and throttle valve potentiometer to determine the load on the engine. Once the engine speed and load are determined, the ECM calculates
the specific air/fuel ratio required to meet the demands of the operating conditions, and determines the injector pulse width that will deliver the
correct amount of fuel to achieve the desired mix. At low engine speeds and high loads or during wide open throttle operation, the air/fuel ratio is
slightly rich to maximize torque. At moderate engine speeds and loads (cruise), the air/fuel ratio is maintained as close as possible to the ideal
stoichiometric ratio, for low emissions and fuel economy. During deceleration, fuel delivery is reduced to nearly zero for low emissions, increased
catalyst life, and increased fuel economy.

WARM-UP ENRICHMENT 

Air/Fuel Correction Factors (Cold Engine)

During cold engine operation (coolant temperature less than approx. 150~F/80~C), the ECM will enrich the air/fuel ratio according to a
temperature correction factor programmed into the computer memory. The correction factor is different for different engine temperatures (the
colder-the richer) and is also dependent on the engine load and speed. At low engine speeds and light loads when the velocity of air through the
intake manifold is slow, fuel atomization is poor and a richer mixture is required. As the intake air velocity increases, atomization is improved and
a leaner mixture will do. The diagram illustrates one of several pre-programmed enrichment "maps" showing the additional fuel required for
different engine speeds and loads at a given engine temperature. Other "maps" determine the "enrichment factor" for other temperature increments.
The ECM will switch from one "map" to another, as the engine temperature increases to the normal operating range.