Funktionsvoraussetzungen Wärmemanagement allgemein
Klemme 87 (Motormanagement EIN).
Motor läuft.
Wärmemanagement allgemein
Mit dem vom Steuergerät CDI gesteuerten Wärmemanagement werden die Kühlmitteltemperatur, die Abgastemperatur und der Kraftstoffdruck des Motors geregelt. Daraus ergeben sich folgende Vorteile:
Schnelleres Erreichen der optimalen Betriebstemperatur.
Reduzierung der Abgasemissionen.
Kraftstoffersparnis (bis zu ca. 4 %).
Verbesserter Heizungskomfort.
Bauteilschutz bei hoher Motorlast.
Die Steuerung des Wärmemanagements ist abhängig von folgenden Signalen:
Motoröltemperatur
Motorlast über Heißfilm-Luftmassenmesser (B2/5), Ladedrucksensor (B5/2) und Drucksensor Ladedruck (B5/4)
Temperatur Kühlmittel
Temperatur Ladeluft
Differenzdrucksensor Dieselpartikelfilter (B28/26)
Fahrpedalbetätigung (wie schnell und wie weit, d. h., der Fahrertyp ist ruhig oder sportlich)
Kraftstofftemperatur
Motordrehzahl über den Hallsensor Kurbelwelle (B70)
Außentemperatur vom Steuergerät SAM (N10)
Status Klimaanlage
Raddrehzahl über das Steuergerät ESP® (N30/4)
Elektrische Steuereinheit vollintegrierte Getriebesteuerung (VGS) (N15/15)
Wärmemanagement Funktionsablauf
Das Wärmemanagement ist in den folgenden Punkten beschrieben:
Funktionsablauf Kühlmittelthermostat
Funktionsablauf Heizbrennverfahren
Funktionsablauf Kraftstoffvorwärmung
Funktionsablauf Kraftstoffbehälterschutz
Funktionsablauf Lüftersteuerung
Funktionsablauf Überhitzungsschutz
Funktionsablauf Kühlmittelthermostat
Der Kühlmittelthermostat nimmt folgende Stellungen ein:
Stellung Kurzschlussbetrieb; T < 87 °C; Kühlmittelströmung nur im Motor, die Fahrgastraumheizung kann durchströmt werden.
Stellung Mischbetrieb; 87 °C < T < 102 °C; der Kühlmittelthermostat öffnet, die Kühlerdurchströmung beginnt.
Stellung Kühlerbetrieb; T > 102 °C; der Kühlmittelthermostat ist geöffnet, volle Kühlerdurchströmung.
Durch die Regelung der Kühlmitteltemperatur des Motors ergeben sich folgende Vorteile:
Schnelleres Erreichen der Betriebstemperatur.
Reduzierung der Emissionen.
Verbesserter Heizkomfort.
Bauteilschutz bei Motorhochlast.
Schematische Darstellung |
67 | Kühlmittelthermostat |
A | Stellung Kurzschlussbetrieb |
B | Stellung Mischbetrieb |
C | Stellung Kühlerbetrieb |
K | Zum Kühler |
M | Vom Motor |
W | Zur Kühlmittelpumpe |
P20.10-2196-04
Funktionsablauf Heizbrennverfahren
Beim Heizbrennverfahren wird motorseitig mehr Wärme in das Kühlmittel eingebracht.
Folgende Funktionsbedingungen müssen gleichzeitig gegeben sein:
Fahrpedalstellung vom Fahrpedalsensor liegt unter 80 % (Teillast).
Kein Regenerationsbetrieb des Dieselpartikelfilters (DPF).
Mindestens 90 % Heizleistung werden vom Steuergerät Klimatisierung angefordert.
Außentemperatur unter 7 °C (es erfolgt eine erneute Zuschaltung vom Steuergerät SAM bei 4 °C)
Kühlmitteltemperatur vom Kühlmitteltemperatursensor (B11/16) liegt unter 82 °C (es erfolgt eine erneute Zuschaltung bei 74 °C).
Während des Heizbrennverfahrens wird durch 2 Voreinspritzungen durch die Kraftstoffinjektoren mit deutlich erhöhter Kraftstoffmenge und einer späten Haupteinspritzung eine erhöhte Abgastemperatur erzeugt. In Kombination mit der Abgasrückführung (AGR) wird dabei motorintern mehr Wärme an das Kühlmittel abgegeben, was zum schnelleren Erreichen der optimalen Betriebstemperatur und einer verbesserten Erwärmung des Fahrzeuginnenraums führt. Dazu wird der Abgasrückführsteller vom Steuergerät CDI (N3/40) angesteuert.
Das Steuergerät CDI regelt, stabilisiert und erhöht die Leerlaufdrehzahl in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen und Motorbelastungen, wenn das Fahrpedal nicht betätigt ist.
Funktionsablauf Kraftstoffvorwärmung
Die Kraftstoffvorwärmung wird erzielt durch folgende Regelstrategien:
Druckregelventil-Regelung
2-Regler-Konzept-Regelung
Mengenregelventil-Regelung
Druckregelventil-Regelung
Der Kraftstoffdruck wird durch das Druckregelventil (Y74) beim Startvorgang und zur Kraftstoffaufwärmung geregelt. Das Mengenregelventil (Y94) ist gesteuert geöffnet.
Die Druckregelventil-Regelung erfolgt unter einer der folgenden Bedingungen:
Bis zu 30 s nach dem Motorstart im Leerlauf
Bis zu einer Kraftstofftemperatur von 20 °C
Durch die Druckregelventil-Regelung wird der kalte Kraftstoff schnell erwärmt, indem der Kraftstoff mit hohem Druck durch einen geringen Spalt im Druckregelventil strömt.
2-Regler-Konzept-Regelung
Der Kraftstoffdruck wird im Leerlauf und im Schubbetrieb durch das Druckregelventil und das Mengenregelventil gemeinsam geregelt.
Mengenregelventil-Regelung
Die Regelung des Kraftstoffdrucks über das Mengenregelventil erfolgt ab 30 s nach dem Motorstart und ab einer Kraftstofftemperatur von 20 °C.
Bei der 2-Regler-Konzept-Regelung und bei der Mengenregelventil-Regelung wird der Kraftstoff weniger stark erwärmt als bei der Druckregelventil-Regelung.
Funktionsablauf Kraftstoffbehälterschutz
Durch Erhöhung des Kraftstoffdrucks über die Hochdruckpumpe von 4,5 bar auf bis zu 1800 bar erhöht sich auch die Temperatur des Kraftstoffs.
Um den Kraftstoffbehälter vor Überhitzung zu schützen, liest das Steuergerät CDI die Werte des Kraftstofftemperatursensors (B94/16) ein und überwacht dadurch die Temperatur des zur Hochdruckpumpe geförderten Kraftstoffs. Steigt die Temperatur des Kraftstoffs auf über 90 °C, reduziert das Steuergerät CDI die Einspritzmenge und den Kraftstoffdruck durch das Druckregelventil. Dadurch wird weniger Kraftstoff komprimiert.
Das Steuergerät CDI steuert über das Mengenregelventil den überflüssigen Kraftstoff in den Kraftstoffbehälter zurück.
Sinkt die Temperatur des zur Hochdruckpumpe geförderten Kraftstoffs unter 90 °C, wird die Schutzfunktion durch das Steuergerät CDI deaktiviert.
Funktionsablauf Lüftersteuerung
Das Steuergerät CDI steuert über das Steuergerät Antriebsstrang (N127) den Lüfter Kühler (M4/14) an. Dabei wird die Lüfterdrehzahl stufenlos vom Steuergerät CDI vorgegeben.
Lüfternachlauf
Der Lüftermotor läuft bei "Zündung AUS" bis zu 5 min nach, wenn die Kühlmitteltemperatur, die Temperatur des Steuergeräts CDI oder ein aus Motorlast, Kühlmitteltemperatur, Fahrzeuggeschwindigkeit und Außentemperatur berechnetes Wärmeeintragsintegral (gemittelt über die letzten 6 min) vorgegebene Schwellwerte überschritten haben.
Fällt dabei die Batteriespannung zu sehr ab, wird der Lüfternachlauf unterdrückt.
Der Lüfternachlauf wird durch "Zündung EIN" nicht abgebrochen. Beim Starten des Motors im Lüfternachlauf wird die Lüfterregelung des Normalbetriebs so lange unterdrückt, bis der Lüfternachlauf abgeschlossen ist.
Funktionsablauf Überhitzungsschutz
Der Überhitzungsschutz schützt bei thermischer Überlastung vor Motorschäden. Bei einer Kühlmitteltemperatur über 106 °C wird entsprechend den im Steuergerät CDI abgelegten Kennfeldern die Einspritzmenge reduziert. Die Reduzierung erfolgt in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur und der Öltemperatur. Dazu liest das Steuergerät CDI die Signale des Kühlmitteltemperatursensors und des Motoröltemperatursensors (B94/18) ein.
Nach Auswertung der Eingangssignale regelt das Steuergerät CDI über das Mengenregelventil und das Druckregelventil den Kraftstoffdruck in den Rails und über die Ansteuerung der Kraftstoffinjektoren die Einspritzdauer.
Bei zu hoher Motoröl- oder Kühlmitteltemperatur wird eine Warnmeldung im Kombiinstrument angezeigt. Dazu sendet das Steuergerät CDI ein entsprechendes Signal zum Kombiinstrument (A1).
Referenzierte Dokumente
- gf0716d9994tsd Übersicht Systembauteile Common Rail Direct Injection (CDI)