Umrüstung auf AEM EMS2

Einführung

Eine bereits erprobte und bewährte Möglichkeit, die kaum modifizierbare Serien-ECU durch eine frei einstellbare Aftermarket-ECU auszutauschen, bot die US-Firma AEM mit ihrem Produkt AEM EMS2. Leider wird dieses Steuergerät nicht mehr hergestellt, und die Fa. Holley, die AEM übernommen hat, bietet es nicht mehr zu Kauf an. Reparaturen und Ersatzteile sind aber noch verfügbar.

Alternativen wie von LINK oder HALTECH wären verfügbar. Von LINK gibt es je eine GX4 Evo 1-3 und Evo 4-8 ECU, die zum Gen1 bzw. Gen2 passt (siehe hier: Euro3SPerformance. Mit HALTECH wurde schon einmal ein Single-Turbo-Projekt durchgeführt, und es gibt für das Elite 1500 einen VR4 Kabelbaum (evtl. passend zum Gen1). Es wäre noch zu prüfen, ob es auch "Base-Maps" gäbe.

Anmerkung: AEM EMS2 benutzt primär für das Fuel Management eine Drehzahl/Last/Zeit Map.
D.h.: Man stellt die gewünschte Spritmenge je Drehzahl/Last-Zelle über die Düsen-Öffnungzeit
ein. Andere Steuergeräte haben mglw. eine Volumetric-Eficiency-Map (VE-Map), und es fehlt die
vom AEM bekannte Fuel-Map. Ausserdem ist die Verarbeitung der Lambda-Werte beim AEM EMS2
zu langsam, um bei hoher Drehzahl eine effektive Lambda-Regelung zu gewährleisten. Modernere
Steuergeräte sind hier weiter entwickelt, auch das AEM Infinity konnte das, wurde aber auch
eingestellt.

Anmerkung 2: Es gibt nunmehr praktisch keine P'n'P ECUs für Gen2 mehr auf dem Markt, und
dass heißt: Die neue ECU muss manuell mit dem 3000GT Kabelbaum verdrahtet werden ("Wire-In").
Macht viel Arbeit, und es ist eine zusätzliche Fehlerquelle.

Das AEM EMS2 aber kommt "steckerkompatibel" für den 3000GT - allerdings für bestimmte Modelle nur mechanisch passend, einige wenige Pin-Belegungen müssen jenach Baujahr geändert werden, aber dazu später mehr. Für weitere Hintergründe siehe Grundlagen der Motorsteuerung mit AEM EMS2.

Erinnern wir uns, warum wir eine andere ECU als die serienmäßige haben wollen würden:

• Anpassungen an den Kraftstoff-Kennfeldern (Fuel Map) wegen Mehrleistung (ab ca. 450PS) durch stark erhöhten Luftdurchsatz (sprich höherer Ladedruck und/oder andere Turbolader); dadurch werden Einspritzdüsen mit höherem Durchsatz benötigt, die die Serien-ECU nicht korrekt ansteuern kann.
• Anpassungen an den Zündungs-Kennfeldern (Ignition Map), die durch die Mehrleistung erforderlich werden (gegen Motorklopfen).
• Optimale Ansteuerung von Zusatz-Systemen wie z.B. Wasser-Methanol-Einspritzung oder Nitro-Einspritzung.
• Maximales Logging.
• Optimierung der Kennfelder mit Ziel Mehrleistung oder Verbrauchsoptimierung (Zylinderabschaltung).
• Gimmicks wie Launch Control.
• ...

Man kann bis zu einem bestimmten Punkt mit kleineren Lösungen Erfolg haben, aber die "große Freiheit" hat man erst mit einem konfigurierbaren Steuergerät.

Wichtiger Hinweis: Der Segen des TÜV dürfte schwierig zu erlangen sein, obwohl bei entsprechender Einstellung sogar bessere Abgaswerte erreichbar sind (Breitband-Lambda-Regelung). Siehe hierzu das Kapitel Abgasuntersuchung. Das AEM EMS2 hat übrigens keine OBD-Schnittstelle, d.h. die Werkstatt kann ihr OBD-Testgerät im Koffer lassen - PC per USB anschließen. Fehlercodes der anderen Steuergeräte sind damit nicht lesbar, dazu müssen noch Erkenntnisse gesammelt werden.

Noch wichtigerer Hinweis: Das hier ist eine rein theoretische Abhandlung. Wer das selbst probiert, tut es auf eigene Gefahr. Möglicherweise erlischt die Betriebserlaubnis für öffentlichen Straßenverkehr und damit gibt es auch keinen Versicherungsschutz.

Voraussetzungen, Einkaufsliste, Planung

Voraussetzungen

Kapitel Tuning lesen und beherzigen: Voraussetzung für diesen Umbau ist ein ordentlich gewarteter und gut funktionierender Motor, der auf allen 6 Zylindern gleichmäßige Kompression hat. Die Turbolader müssen einwandfrei funktionieren. Die Ladeluftkühler sollten die Kühlluft durchlassen und nicht verklebt oder "plattgeklopft" sein, ggf. austauschen. Es empfiehlt sich, wenn eine Erhöhung des Ladedrucks ansteht (was sonst), die Kerzen zu tauschen, siehe dazu das Thema Zündkerzen.

Eine stärkere Benzinpumpe, ein einstellbarer Benzindruck-Regler und größere Einspritzdüsen (z.B. 550cc) empfehlen sich ebenfalls, müssen aber leider gleichzeitig mit dem EMS-Umbau umgebaut werden, weil die OEM-ECU sie nicht richtig steuern kann (daher ist kein Vorab-Test möglich).

Einkaufsliste

Hier die Einkaufsliste für AEM-Adepten (Preise Internet 2012):

1. AMS EMS-2 Steuergerät (AEM 30-6311), Kit-Preis siehe unten.
2. Lufttemperatur-Sensor (IAT) (AEM 30-2130-50)
3. Ladedruck-Sensor (MAP) (AEM 30-2010) - bis hierher gibt es das als "Kit" z.B. bei Ninja Performance, kostet dort $1799,99 (2012).
4. Ladedruck-Magnet-Ventil (Boost Control Solenoid, "BCS") [AEM 30-2400] NP: $109,99
5. Abgas-Temperatur-Sensoren K-Type (EGT, 2 Stück) (AEM 30-2065) NP: 2x $44,99
6. Breitband-Lambda-Sonde mit Controller (UEGO, 1 oder 2 Stück je nach Abgasanlage) (AEM 30-2310) NP: $184,99
7. EGT 5v K-Type adapter / conditioner for data logging (war bei Ebay verfügbar)
8. Alu-Y-Pipe von Ebay, ca. 70 Euro
9. T-Stück für den MAP-Sensor, kein Preis bekannt, Pfennigartikel
10. Montageplatte für AEM EMS2, kein Preis bekannt, anfertigen
11. Einen elektrischen Mini-Schalter (ein/aus), um zwischen "zahm" und "wild" umschalten zu können, ca. 1 Euro
12. Einen benzintauglichen Drucksensor für das Logging des Benzindrucks (z.B. bei Ebay unter "Motorsport Benzindruckgeber / Öldruckgeber 0-10 Bar" oder AEM 30-2130-75)
13. Einen Benzindruckregler mit Möglichkeit zum Anschluß einer Anzeige bzw. des o.g. Sensors. z.B. von AEM
14. High Volume Fuel Rails von AEM
15. usw. usw. usw. bis die Kohle alle ist.

Zu den Preisen kommen MwSt., Zoll und Versand aus USA. Natürlich sind die Angebote bei Ebay aus Litauen (xenon-lv, scheint seriös zu sein) oder Griechenland preiswerter und schneller da. Aber da habe ich keine Preisliste.

Planung

Die Beschaffung muss man rechtzeitig anleiern, vor allem, wenn man via ebay Kleinkram in USA bestellt (meine Messwert-Umsetzer für die K-Type-EGT-Fühler haben 6 Wochen gebraucht).

Alle Schweißarbeiten (Lambda-Sonden, Mutter auf Y-Pipe) und Arbeiten an Abgas-Krümmern (EGT-Sonden) am besten vorher von Werkstätten machen lassen. Auto fährt ja trotzdem.

Das Programm AEM Tuner 3.2 herunterladen, auf dem Windows-Laptop installieren, das Handbuch durcharbeiten und verstehen, was das alles soll und wie man es benutzt (dauert eine Weile, ist aber dringend nötig). Dort gibt es auch die notwendigen Treiber für die USB-Schnittstelle des AEM EMS2.

Gebaut werden sollte der Rest dann unbedingt in einer Halle oder Garage.

Was braucht man sonst:

• Die Fähigkeit Englisch zu lesen und zu verstehen,
• Alle verfügbaren Dokus siehe Manuals,
• Einen Notebook-PC möglichst mit Web-Zugang und dem Programm AEMTuner sowie den installierten Treibern für Win8/10,
• Kabelbinder in mehreren Größen,
• Kabelführungs-Rohre (diese Spiral-Dinger),
• Lötkolben (einen mit ordentlich Power, am besten eine Industrie-Lötpistole), Lötfett und Zinnlot,
• Stroboskop-Lampe für Zündzeitpunkt-Einstellung,
• Übliches Werkzeug,
• 1-2 Tage Zeit,
• Einen guten Freund zum Ausheulen und Beraten,
• Nerven wie Drahtseile und Rückenmuskeln aus Titan.

Umsetzung

Achtung: Das ist eine Anleitung in Stichpunkten, man muss
sich schon auskennen ODER einfach im Forum um Hilfe bitten!
Und natürlich alles OHNE GEWÄHR.

Mechanische Arbeiten Teil 1

Dieses Dokument lesen: Anleitung 30-6311, das sollte bei einem neuen EMS2 eigentlich schon dabei sein.

Batterie abklemmen!

Benzinpumpe, Benzindruckregler und Benzindruck-Sensor einbauen. Anleitungen beachten, ggf. nötige Anschlussteile separat beschaffen.

IAT-Sensor in die Y-Pipe einbauen: Alu-Y-Pipe s.o. bei Ebay kaufen, Mutter aufschweissen lassen im Ellenbogen (45 Grad), soll nicht mit dem Einfüllstutzen der Scheibenwaschanlage kollidieren. IAT-Sensor einschrauben, Dichtmittel benutzen.

MAP-Sensor mit T-Stück in die Leitung zum Bremskraftverstärker oder direkt in die Ansaug-Brücke einsetzen.

BCS (Boost Control Solenoid) ersetzt das Serien-BCS, Achtung: Die Schläuche müssen so angeschlossen werden wie die Anleitung von AEM es vorgibt: Variante "Internal Wastegate", d.h. 1 offen und 2+3 belegt. Den Schlauch vom OEM Ventil, der zurück in den Ansaugbereich geht, schön dichtmachen. Wer inzwischen einen mechanischen BC hatte, muss das ggf. zurückändern (das AEM BCS macht AUF um den LD zu erhöhen, es ist wie das Serienventil ein Bleeder).

Bei der Montage des BCS unbedingt darauf achten, dass es schwingungs-entkoppelt wird, sonst brummt es im Innenraum (vgl. die Montageplatte der Serien-Ventile an der Spritzwand). Design-Vorschlag: Das AEM BCS ist blaub, das passt nicht zu den meist roten GTs, lieber schwarz machen.

EGT's (K-Typ nehmen) in die Krümmer einsetzen, ist eine 1/8 Zoll NPT-Gewindebuchse dabei. Achtung: Dass AEM auch K-Type-Sensoren führt ist neu, evtl. braucht man dafür dennoch einen Messwert-Umsetzer!

UEGO Lambdasonde(n) einbauen, und zwar entweder eine Sonde in der Downpipe hinter der Zusammenführung oder in jedes Abgasrohr (bei 2-flutigen Anlagen). Abstand zum Turbo der Anleitung entnehmen. Kabel an der Spritzwand nach oben legen und den / die Controller oben befestigen und anschließen.

Alle Kabel in den Innenraum am besten hinter der Batterie durch die Spritzwand durchführen, da passt noch einiges durch.

Bis hierher ist noch nix passiert, das die "alte" ECU stören würde. Jetzt wird es spannend: Die Elektrik ist dran.

Elektrische Arbeiten

IAT-Sensor an Pins 5+6 des MAF-Steckers anklemmen, Polarität egal. Der MAF wird nicht mehr gebraucht, und den Steckerzu verwenden spart aRBEIT:

ACHTUNG ACHTUNG: Diese dämlichen mit den Sensoren gelieferten Stecker (Sensorseite) muss man erst auf das Kabel schieben, bevor man die Pins anklemmt. Habe ich 3x falsch gemacht.

MAP Sensor anschließen: Einzelnes Kabel durch Spritzwand legen bis zur Fahrerseite Richtung Mittelkonsole, 5V/SensorGround am Throttle Position Sensor abgreifen (1 und 4, schwarz ist Ground). Das gleiche Steckerthema!

Die Kabel der EGT-Sensoren bis zur Fahrerseite in den Innenraum legen und dort an die Messverstärker anklemmen, die man am besten ganz unten im Mitteltunnel unterbringt.

Das BCS am Stecker des OEM BCS anschließen, Polarität egal.

Die Signal-Leitungen des oder der Lambda-Sensoren nach innen verlegen, ggf. als verdrillte Pärchen (Signal/Signalmasse). Alte Sensor-Kabel abkneifen und isolieren, nur die neuen anschließen.

Schalter an geeigneter Stelle montieren, einen Pin auf Masse, den anderen Richtung Mittelkonsole verlegen.

Stromversorgung 5V für Benzindrucksensor vom MAF-Stecker holen, dort das orangefarbene Kabel als Signalleitung nutzen.

Die OEM ECU ausbauen, dazu die Anleitung von stealth316 benutzen. Ist ziemlich einfach, wenn man die Stecker zuerst abzieht.

Wenn es ein Gen2 EU-Modell ab 1998 ist, dann muss man die Steckerbelegung ändern:

24 -> 9
22 -> 8
8 -> 22
35 -> 31
32 -> 39
43 -> 32
57 -> 59

Dazu muss man die Arrettierung der Stecker öffnen und die Pins mit Hilfe eines Kleinstschraubendrehers entriegeln und rausziehen. Die 10-Euro-Kits mit lauter kleinen Stecker-Entriegelungs-Tools vom Chinesen (bei wish) helfen auch.

Die Sensoren-Kabel an die Kabel in den ECU-Steckern anlöten und mit Schrumpfschlauch isolieren. Pins dazu rausziehen. Wir haben Anklemm-Verbinder nur in einem Ausnahmefall (Masse) benutzt. Zu meinem AFR-Controller gab es gleich ein Kabel dazu, und den o.g. Schalter (für Boost-Reduzierung) habe ich von Conrad.

Neue ECU jetzt einbauen (am besten auf einem entsprechenden selbst gebogenen und geschnittenen Trägerblech) und Stecker anstecken. USB-Kabel und ggf. serielles Kabel gleich dranlassen. USB-Kanel braucht man für das Abstimmen mit Laptop, serielles Kabel evtl. für Logging oder AEM DataStream Gauge.

Mechanische Arbeiten Teil 2

Der ECU-Austausch wurde schon unter "Elektrische Arbeiten" beschrieben.

Mechanisch wären noch die Einspitzdüsen zu wechseln, was leider bedeutet, dass die Ansaugbrücke runter muss. Bei der Gelegenheit kann man dann auch gleich frische Kerzen verbauen!

Alles wieder zusammenbauen, Dichtheit Ansaugbereich prüfen, Benzindruck kontrollieren und Dichtheit Benzinleitungen und Anschlüsse prüfen.

Checken und Einstellen

BEVOR DIE BATTERIE WIEDER ANGEKLEMMT WIRD ALLE KABEL PRÜFEN!

Am besten zu zweit den ganzen Schaltplan nochmal prüfen und alle Kabel (Farbe, Pin, Verlauf) durchgehen, dann erlebt man keine bösen Überraschungen. Durchgang Punkt-zu-Punkt mit Meßgerät (Ohmmeter) und langem Kabel prüfen, die Messung muss spannungsfrei bzw. mit sehr niedriger Spannung erfolgen.

Jetzt geht es weiter mit den Anleitungen von AEM: Hier steht zwar EMS-4 drauf, aber die Grundlagen stimmen, und im 2. Teil ist das AEMTuner Programm beschreiben!

Dort ist vor allem beschrieben, wie man die ECU mit einer ersten Kalibrierung versorgt (ECU -> Upload Calibration). Vorher darf man auf keinen Fall versuchen, den Motor zu starten.

Bevor man jetzt mit dem Notebook am Steuergerät rumspielt, sollte man sich in das o.g. Programm AEMTuner mit Hilfe der o.g. EMS-4 Anleitung eingearbeitet haben!

Zur Sicherheit hier nochmal wichtige Schritte für die Abstimmung im Überblick:

1. Outputs konfigurieren (die wichtigsten):
   • LS11 = Fuel Pump #1
   • LS2 = Radiator Fan 1 #1
   • LS6 = A/C Clutch
   • LS9 = Radiator Fan 2 #1
   • Coil 7 = Main Relay
2. Trottle Range einstellen (2. Mann benötigt)
3. Ignition Timing Sync durchführen (mit Stroboskop-Lampe)
4. Standard-Sensoren auswählen, wenn von AEM
5. Sensor cal´s anpassen/einstellen (nur bei AEM unbekannten Sensoren nötig) -> schwierig!
6. Telemetriedaten einstellen (optional)
7. Internal ECU Logging konfigurieren und aktivieren (zur post-mortem-Analyse, wenn nötig)

Ist die Kalibrierung drin, geht es ans Anlassen: Daumen drücken und Schlüssel drehen!

Keine Panik: Vermutlich braucht er ein bischen, bis er anspringt. Man achte auf das Klacken im Beifahrer-Fußraum (Benzinpumpen-Relais), wenn das ausbleibt, ist was falsch angeschlossen. Man sollte auch ein paar Sachen prüfen: Geht die Leerlauf-Drehzahl hoch, wenn man die Klimaanlage anstellt? Geht der Lüfter an, wenn das Kühlwasser warm wird? Springt die Benzinpumpe an, wenn man die Zündung einschaltet (siehe Relais)?

Wenn er dann mit der mitgelieferten Kalibrierung läuft, läuft er eher schlecht: Geht im Leerlauf aus, nimmt schlecht Gas an usw. Aber das ist normal, keine Panik. Jetzt kommen die feinen Abstimmungsarbeiten, und die macht am besten ein Fachmann.

Der Autor dieses Artikels kann hier auch helfen, man erreicht mich über das Forum. Nur für die Rennstrecke, versteht sich.

Abstimmen des AEM EMS2

Siehe erstmal Grundlagen der Motorsteuerung mit AEM EMS2.

Detaillierte Anleitung folgt evtl. später mal.

*** Fortsetzung folgt! ***

Weitere Informationsquellen

AEM Webseite

Klopferkennung mit AEM EMS2

Self Tuner Makro -> Hinweis: Setzt voraus, dass die O2 Feedback Map richtig vorbelegt ist!

Pinbelegungs-Tabelle der ECU-Stecker, ohne Gewähr