Funktionsvoraussetzungen Einspritzregelung CDI allgemein
Klemme 87M EIN (Motormanagement EIN)
Motor läuft.
Einspritzregelung CDI allgemein
Der Motor erhält vom Steuergerät CDI (N3/9) die jeweils benötigte Kraftstoffmenge zugeteilt.
Das Steuergerät Antriebsstrang (N127) erhält über den Motor-CAN (CAN C) vom Steuergerät CDI die Information ''Motor läuft''.
Das Steuergerät CDI berechnet Kraftstoffmenge und kennfeldabhängig Einspritzdauer und Kraftstoffdruck auf Basis folgender Signale:
Motoröltemperatur-Sensor (B1)
Heißfilm-Luftmassensensor (B2/5), für die angesaugte Luftmasse
Ansauglufttemperatur-Sensor (B2/5b1)
Kraftstoffdruck-Sensor Hochdruck (B4/6)
Ladedrucksensor (B5/1)
Ladedrucksensor Niederdruck-Abgasturbolader (B5/4)
Hallsensor Nockenwelle (B6/1)
Kühlmitteltemperatur-Sensor (B11/4)
Temperatursensor Ladeluft (B17/8)
Drucksensor nach Luftfilter (B28/11)
Hallsensor Kurbelwelle (B70), Motordrehzahl
Fahrpedalsensor (B37), Motorlastanforderung Fahrer
Fahrpedalsensor, Fahrpedalbetätigung schnell oder langsam (bei Beschleunigung)
Kraftstofftemperatur-Sensor (B50)
Lambdasonde vor Katalysator (G3/2)
Temperatursensor vor Dieselpartikelfilter (B19/9) (mit CODE 474 (Dieselpartikelfilter)), zur Regelung der Abgasnachbehandlung
Temperatursensor vor Abgasturbolader (B19/11)
Differenzdrucksensor DPF (B28/8) (mit CODE 474 (Dieselpartikelfilter)), für den Beladungszustand des Dieselpartikelfilters (DPF)
Atmosphärendrucksensor im Steuergerät CDI, Atmosphärendruck für Höhenadaption
Einspritzregelung CDI Funktionsablauf
Die Einspritzregelung ist in folgenden Punkten beschrieben:
Funktionsablauf Kraftstoffdruckregelung
Funktionsablauf Voreinspritzung
Funktionsablauf Haupteinspritzung
Funktionsablauf Nacheinspritzung
Funktionsablauf Einspritzmengenkorrektur
Funktionsablauf Verbrennungsdruckregelung
Funktionsablauf Kraftstoffdruckregelung
Die Kraftstoffdruckregelung unterteilt sich in folgende Regelstrategien:
Druckregelventil (Y74) -Regelung
2-Regler-Konzept-Regelung
Mengenregelventil (Y94) -Regelung
Druckregelventil (Y74) -Regelung
Der Kraftstoffdruck wird durch das Druckregelventil nach jedem Motorstart geregelt. Das Mengenregelventil ist hierbei unbestromt und somit voll geöffnet, sodass die maximale Kraftstoffmenge zur Hochdruckpumpe gefördert wird.
Die Druckregelventil-Regelung erfolgt unter folgenden Bedingungen:
Nach jedem Motorstart im Leerlauf bis zu einer Kraftstofftemperatur von 10 °C (bei steigender Kraftstofftemperatur)
Nach jedem Motorstart im Leerlauf bis zu einer Kraftstofftemperatur von 5 °C (bei fallender Kraftstofftemperatur)
Durch die Druckregelventil-Regelung wird der kalte Kraftstoff schnell erwärmt, indem der Kraftstoff mit hohem Druck durch einen geringen Spalt im Druckregelventil strömt. Im extremen Fahrbetrieb kann die Kraftstofftemperatur bis zu 150 °C betragen.
2-Regler-Konzept-Regelung
Der Kraftstoffdruck wird im Leerlauf und im Schubbetrieb durch das Druckregelventil und das Mengenregelventil gemeinsam geregelt.
Mengenregelventil (Y94) -Regelung
Der Kraftstoffdruck wird durch das Mengenregelventil geregelt, sobald folgende Bedingungen vorliegen:
Kraftstofftemperatur > 10 °C
Raildruckanforderung einmalig > 310 bar (z. B. Gasstoß oder Anfahren)
Das Druckregelventil ist dabei gesteuert geschlossen und hat somit eine Zuhaltefunktion.
Der Vorteil der Mengenregelventil-Regelung besteht darin, dass die Hochdruckpumpe nur den Kraftstoff verdichten muss, den das Mengenregelventil situationsbedingt zur Hochdruckpumpe durchlässt. Somit wird die Hochdruckpumpe entlastet und der Kraftstoffverbrauch reduziert.
Nach dem Abstellen des Motors herrscht im Hochdruckregelkreis ein Restdruck von ca. 50 bis 80 bar. Das Kraftstoff-Hochdruckkreislauf darf aus Sicherheitsgründen erst nach erfolgtem Druckabbau über das Steuergerät CDI geöffnet werden.
Funktionsablauf Voreinspritzung
Ziel der Voreinspritzung ist es, das Verbrennungsgeräusch und die Abgasemission zu reduzieren. Dies wird dadurch erreicht, dass vor der eigentlichen Haupteinspritzung bis zu 2-mal eine Voreinspritzung stattfindet und dadurch die Verbrennung weicher abläuft.
Der Ansteuerbeginn der Kraftstoffinjektoren (Y76) bei der Voreinspritzung wird vom Steuergerät CDI lastabhängig berechnet. Ferner werden die Stellung des Drosselklappenstellers (M16/6), der letzte Ansteuerbeginn der Haupteinspritzung und die von der Bordnetzbatterie (G1) übermittelte Bordnetzspannung berücksichtigt.
Die Voreinspritzung wird vom Steuergerät CDI nicht veranlasst, wenn einer der folgenden Zustände vorliegt:
Der Zeitpunkt der Voreinspritzung ist überschritten.
Die berechnete Voreinspritzmenge ist zu gering.
Die erfasste Motordrehzahl ist zu hoch.
Die Haupteinspritzmenge ist zu gering.
Der Kraftstoffdruck ist zu gering.
Der Motor wird abgestellt.
Funktionsablauf Haupteinspritzung
Die Haupteinspritzung erfolgt im Anschluss an die Voreinspritzung und dient der Leistungs- und Drehmomenterzeugung.
Die Haupteinspritzung ist durch den Ansteuerbeginn (Einspritzzeitpunkt) und die Ansteuerdauer (Einspritzdauer) gesteuert. Die Haupteinspritzung für die Kraftstoffinjektoren wird vom Steuergerät CDI nicht veranlasst, wenn einer der folgenden Zustände vorliegt:
Volllasteinspritzmengen-Begrenzung ist aktiv.
Die Kraftstofftemperaturgrenze ist überschritten.
Der Kraftstoffdruck ist zu gering.
Der Motor befindet sich im Schubbetrieb.
Ein externer Eingriff in die Mengenregelung liegt vor, z. B. durch das ESP®.
Der Motor wird abgestellt.
Funktionsablauf Nacheinspritzung
Die Nacheinspritzung dient dazu, die Abgastemperatur zu erhöhen sowie den Umwandlungsprozess der Abgasbestandteile im Oxidationskatalysator und die DPF-Regeneration zu unterstützen.
Dazu wird der Beladungszustand des DPF mithilfe des Differenzdrucksensors DPF erfasst. Durch die 2. Nacheinspritzung wird die Abgastemperatur weiter erhöht und der Regenerationsvorgang ausgelöst. Die Rußpartikel im Abgas werden nachträglich verbrannt.
Die Nacheinspritzung wird vom Steuergerät CDI nicht veranlasst, wenn einer der folgenden Zustände vorliegt:
Der Zeitpunkt der Voreinspritzung ist überschritten.
Die erfasste Motordrehzahl ist zu hoch.
Die berechnete Nacheinspritzmenge ist zu gering.
Die Haupteinspritzmenge ist zu gering.
Der Kraftstoffdruck ist zu gering.
Der Motor wird abgestellt.
Zusätzliche Funktionsvoraussetzungen Einspritzmengenkorrektur
Motordrehzahl zwischen 1000 bis 2600/min (Schubbetrieb oder normaler Fahrbetrieb)
Motoröltemperatur > 80 °C
Kraftstofftemperatur 30 bis 50 °C
Funktionsablauf Einspritzmengenkorrektur
Die Einspritzmengenkorrektur unterteilt sich in 2 Teilbereiche:
Nullmengenkalibrierung
Haupteinspritzmengenkorrektur
Nullmengenkalibrierung
Aufgrund der möglichen Reibung beim Öffnen und Schließen der Kraftstoffinjektoren ergibt sich über die Laufzeit eine geänderte Einspritzmenge. Diese geänderte Einspritzmenge kann durch eine Anpassung der Ansteuerdauer (Nullmengenkalibrierung) korrigiert werden.
Während des normalen Motorbetriebs oder im Schubbetrieb wird in definierten Zeitabständen zylinderselektiv eine Piloteinspritzmenge kalibriert.
Haupteinspritzmengenkorrektur
Bei dieser Funktion wird die Haupteinspritzmenge mithilfe der Lambdasonde vor Katalysator korrigiert.
Dabei wird die Einspritzmenge so lange verändert, bis der im Steuergerät CDI hinterlegte Lambda-Sollwert erreicht wird.
Damit sich die Emissionswerte durch Toleranzen der Kraftstoffinjektoren und des Heißfilm-Luftmassensensors nicht verschlechtern, verändert das Steuergerät CDI über das Abgasrückführstellglied (Y27/9) die Abgasrückführrate (AGR-Rate). Über die Lambdasonde vor Katalysator wird der Restsauerstoffgehalt überwacht.
Funktionsablauf Verbrennungsdruckregelung
Aus dem Ansteuerprofil der Vor- und Nacheinspritzung resultiert ein gleicher Heizverlauf über alle Zylinder. Durch die Lasterfassung, den Betriebszustand und den Zylinderdruckverlauf wird individuell Einfluss auf die einzelnen Zylinder genommen. Die Toleranz und der Verschleiß werden dadurch zylinderindividuell über die gesamte Motorlebensdauer kompensiert.
Referenzierte Dokumente
- gf0716p9997old Übersicht Systembauteile Common-Rail Diesel Injection (CDI)