Regeling van de lucht-brandstofverhouding
De meeste moderne motoren maken gebruik van een vorm van brandstofinspuiting om brandstof aan de cilinders te leveren. De ECU bepaalt de hoeveelheid brandstof die moet worden ingespoten op basis van een aantal sensorwaarden. Zuurstofsensoren vertellen de ECU of de motor rijk loopt (te veel brandstof of te weinig zuurstof) of arm loopt (te veel zuurstof of te weinig brandstof) in vergelijking met de ideale omstandigheden (bekend als stoichiometrisch). De gaskleppositiesensor vertelt de ECU hoe ver de gasklep geopend is wanneer het gaspedaal wordt ingetrapt. De massaluchtstroomsensor meet de hoeveelheid lucht die via de gasklep naar de motor stroomt. De motorkoelvloeistoftemperatuursensor meet of de motor warm of koel is. Als de motor nog koel is, wordt extra brandstof ingespoten.
Lucht-brandstof mengsel regeling van carburateurs met computers is ontworpen met een soortgelijk principe, maar een mengsel controle solenoïde of stappenmotor is opgenomen in de vlotterbak van de carburateur.
Controle van stationair toerentalEdit
De meeste motorsystemen hebben stationair toerental controle ingebouwd in de ECU. Het toerental van de motor wordt gecontroleerd door de krukaspositiesensor, die een primaire rol speelt in de motortimingsfuncties voor brandstofinspuiting, vonkgebeurtenissen en kleptiming. Het stationair toerental wordt geregeld door een programmeerbare gasklepstop of een stappenmotor voor de regeling van de stationaire luchtomleiding. Vroege systemen op basis van carburateurs maakten gebruik van een programmeerbare gasklep-stop met behulp van een gelijkstroommotor in twee richtingen. De eerste systemen met gasklephuisinjectie (TBI) maakten gebruik van een stappenmotor voor de stationaire luchtregeling. Een doeltreffende regeling van het stationaire toerental moet anticiperen op de motorbelasting bij stationair draaien.
Een full authority throttle control systeem kan worden gebruikt om het stationaire toerental te regelen, cruise control functies en topsnelheidsbegrenzing te bieden. Het controleert ook het ECU-gedeelte op betrouwbaarheid.
Controle van variabele kleptimingEdit
Sommige motoren hebben variabele kleptiming. In een dergelijke motor regelt de ECU het tijdstip in de motorcyclus waarop de kleppen opengaan. De kleppen gaan meestal eerder open bij een hoger toerental dan bij een lager toerental. Hierdoor kan de luchtstroom in de cilinder worden vergroot, waardoor het vermogen en het brandstofverbruik toenemen.
Elektronische klepbediening
Experimentele motoren zijn gemaakt en getest die geen nokkenas hebben, maar een volledige elektronische regeling van de opening van de inlaat- en uitlaatkleppen, het sluiten van de kleppen en de oppervlakte van de klepopening. Dergelijke motoren kunnen worden gestart en draaien zonder startmotor voor bepaalde meercilindermotoren die zijn uitgerust met elektronische ontsteking en brandstofinjectie met precisietiming. Zo’n statische-startmotor zou de efficiëntie en vervuilingsvermindering van een milde hybride-elektrische aandrijving bieden, maar zonder de kosten en complexiteit van een te grote startmotor.
De eerste productiemotor van dit type werd uitgevonden (in 2002) en geïntroduceerd (in 2009) door de Italiaanse autofabrikant Fiat in de Alfa Romeo MiTo. Hun Multiair-motoren maken gebruik van elektronische klepbediening, waardoor het koppel en het vermogen drastisch toenemen en het brandstofverbruik met maar liefst 15% daalt. In principe worden de kleppen geopend door hydraulische pompen, die door de ECU worden aangestuurd. De kleppen kunnen meerdere keren per inlaatslag opengaan, afhankelijk van de motorbelasting. De ECU beslist dan hoeveel brandstof moet worden ingespoten om de verbranding te optimaliseren.
Bij constante belasting gaat de klep open, wordt brandstof ingespoten, en sluit de klep. Bij een plotselinge toename van het gaspedaal gaat de klep in dezelfde inlaatslag open en wordt een grotere hoeveelheid brandstof ingespoten. Hierdoor kan onmiddellijk worden geaccelereerd. Voor de volgende slag berekent de ECU de motorbelasting bij het nieuwe, hogere toerental en beslist hoe de klep moet worden geopend: vroeg of laat, wijd open of half open. De optimale opening en timing worden altijd bereikt en de verbranding is zo nauwkeurig mogelijk. Dit is natuurlijk onmogelijk met een normale nokkenas, die de klep opent gedurende de gehele inlaat periode, en altijd tot de volledige lift.
Het weglaten van nokken, lifters, tuimelaars, en timing set vermindert niet alleen het gewicht en de massa, maar ook de wrijving. Een aanzienlijk deel van het vermogen dat een motor produceert, gaat op aan het aandrijven van de kleppentrein, waarbij al die klepveren duizenden keren per minuut worden samengedrukt.
Eenmaal verder ontwikkeld, zal elektronische klepbediening nog meer voordelen opleveren. Cilinderuitschakeling, bijvoorbeeld, kan veel zuiniger worden gemaakt als de inlaatklep bij elke neergaande slag kan worden geopend en de uitlaatklep bij elke opgaande slag van de uitgeschakelde cilinder of “dead hole”. Een andere, nog belangrijkere vooruitgang zal de afschaffing van de conventionele gasklep zijn. Wanneer een auto gedeeltelijk gas geeft, veroorzaakt deze onderbreking van de luchtstroom een overmatig vacuüm, waardoor de motor kostbare energie verbruikt die als vacuümpomp fungeert. BMW trachtte dit te omzeilen met zijn V-10 M5, die voor elke cilinder een individuele gasklepklep had, net voor de inlaatkleppen. Met elektronische klepbediening zal het mogelijk zijn het motortoerental te regelen door de kleplift te regelen. Bij gedeeltelijk gasgeven, wanneer minder lucht en gas nodig zijn, zal de kleplift niet zo groot zijn. Vol gas wordt bereikt wanneer het gaspedaal wordt ingetrapt, waardoor een elektronisch signaal naar de ECU wordt gestuurd, die op zijn beurt de lichthoogte van elke klep regelt, en deze helemaal openzet.