Wärmemanagement Funktion

Funktionsvoraussetzungen Wärmemanagement allgemein

 "Klemme 87M EIN" (Motorsteuerung EIN)

 Motor läuft

Wärmemanagement allgemein

Mit dem vom Steuergerät ME (N3/10) gesteuerten Wärmemanagement wird die Kühlmitteltemperatur des Motors geregelt. Daraus ergeben sich folgende Vorteile:

– Schnelleres Erreichen der optimalen Betriebstemperatur

– Reduzierung der Abgasemissionen

– Kraftstoffersparnis (bis zu ca. 4 %)

– Verbesserter Heizungskomfort

Die Steuerung des Wärmemanagements ist abhängig von folgenden Sensoren und Signalen:

– Heißfilm-Luftmassenmesser (B2/5), Motorlast

– Ansaugluft-Temperatursensor (B2/5b1)

– Kühlmittel-Temperatursensor (B11/4)

– Fahrpedalsensor (B37), Fahrpedalbetätigung (wie schnell und wie weit  Fahrertyp ruhig oder sportlich)

– Kraftstoff-Temperatursensor (B50)

– Hallsensor Kurbelwelle (B70), Motordrehzahl

– Temperatursensor im Steuergerät ME

– Steuergerät SAM mit Sicherungs- und Relaismodul vorn (N10/1), Außenlufttemperatur über Fahrwerk-CAN (CAN E)

– Steuer- und Bediengerät Klimatisierungsautomatik (N22/7), Status Klimaanlage über Innenraum-CAN (CAN B) und Fahrwerk-CAN

– Steuergerät Elektronisches Stabilitäts-Programm (N30/4) oder Steuergerät Elektronisches Stabilitäts-Programm Premium (N30/7) (bei DISTRONIC PLUS), Fahrzeuggeschwindigkeit über Fahrwerk-CAN

Wärmemanagement Funktionsablauf

Das Wärmemanagement ist in den folgenden Punkten beschrieben:

 Funktionsablauf Abschalten der Heizungsanlage

 Funktionsablauf Beheizen des Kühlmittelthermostats

 Funktionsablauf Niedertemperatur-Kreislauf

 Funktionsablauf Lüftersteuerung

 Funktionsablauf Kühlerjalousie

(Bei Typ 204 ab ÄJ 09, Typ 207, 212)

 Funktionsablauf Überhitzungsschutz

Funktionsablauf Abschalten der Heizungsanlage

Zur schnelleren Aufheizung des Motors schaltet das Steuergerät ME den Kühlmittelkreislauf der Heizungsanlage durch das Absperrventil Heizungsanlage (Y16/2) ab.

Funktionsablauf Beheizen des Kühlmittelthermostats

Das Steuergerät ME steuert in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen (kennfeldabhängig) das Heizelement im Kühlmittelthermostat (Y110) mit einem Massesignal an. Die Spannungsversorgung erfolgt über "Klemme 87 M2".

Durch das Beheizen öffnet der im Kühlmittelthermostat befindliche Dreitellerthermostat. Über die Einschaltdauer wird so die Kühlmitteltemperatur von 80 bis 100 °C geregelt.

Der Dreitellerthermostat kann vier Stellungen einnehmen:

 Volldrosselung

 Kurzschlussbetrieb

 Mischbetrieb

 Kühlerbetrieb

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Volldrosselung

Beim Kaltstart wird der Kühlmittelthermostat nicht beheizt. Zusätzlich wird der Heizungskreislauf über das Absperrventil Heizungsanlage abgeschaltet, wenn die Fahrzeugheizung ausgeschaltet ist.

Das im Motor stehende Kühlmittel erwärmt sich jetzt sehr schnell. Über den Wärmetauscher vorn am Motor wird das Motoröl erwärmt.

Der Schließteller vom Dreitellerthermostat öffnet sich druckabhängig (durch die drehende Kühlmittelpumpe) ab ca. 3500/min (Kurzschlussbetrieb).

Kurzschlussbetrieb

Ab einer Außentemperatur > 12 °C und Kühlmitteltemperatur > 45 °C oder ab einer Kühlmitteltemperatur > 70 °C wird in den Kurzschlussbetrieb übergegangen.

Beim Kurzschlussbetrieb wird der Kühlmittelthermostat wenig beheizt und ein Teil des Kühlmittels fließt wieder in den Motorkreislauf zurück. Der Kurzschlussbetrieb ist drosselbar, damit die Heizung schneller anspricht.

Mischbetrieb

Der Mischbetrieb wird frei gegeben, wenn die Kühlmitteltemperatur nach dem Start erstmals ca. 98 °C erreicht.

Beim Mischbetrieb wird der Kühlmittelthermostat so beheizt, dass das Kühlmittel durch den Motorkühler und den Motorkreislauf fließt.

Der Dreitellerthermostat regelt bei Teillast auf eine erhöhte Kühlmitteltemperatur von ca. 100 °C.

Um kritische Kühlmitteltemperaturen zu verhindern, wird der Bereich der erhöhten Kühlmitteltemperatur unter folgenden Bedingungen abgesenkt:

– Ansauglufttemperatur > 38 °C

– Motordrehzahl > 3000/min

– Motorlast > 30 %

– Sportlicher Fahrer

Die Kühlmitteltemperatur wird dabei abhängig von der Außenlufttemperatur abgesenkt. Bei einer Außenlufttemperatur < 12 °C erfolgt die Absenkung auf ca. 90 °C und bei einer Außenlufttemperatur > 12 °C auf ca. 80 °C.

Kühlerbetrieb

Im Kühlerbetrieb wird der Kühlmittelthermostat ständig beheizt. Das Kühlmittel fließt nur durch den Motorkühler.

Bei Kühlmitteltemperaturen über ca. 110 °C ist der Dreitellerthermostat, unabhängig vom Beheizen, immer voll geöffnet (Notlauffunktion).

 Bei zu hoher Kühlmitteltemperatur wird eine Warnmeldung im Multifunktions-Display (A1p13) vom Kombiinstrument (A1) angezeigt. Dazu sendet das Steuergerät ME ein entsprechendes Signal über den Fahrwerk-CAN zum Kombiinstrument.

Funktionsablauf Niedertemperatur-Kreislauf

Die Endstufen für die Kraftstoffinjektoren (Y76) erzeugen im Steuergerät ME viel Wärme, die abgeführt werden muss.

Aus dem Kühlmittelrücklauf vom Kühler wird Kühlmittel zum Absperrventil Niedertemperatur-Kreislauf (Y125) geführt.

Bei offenem Absperrventil fließt ein Teil zur Kühlung direkt zu den Stellmotoren Abgasrückführung (M16/45) und zum Verbindungsrohr Abgasrückführung hinten am Schaltsaugrohr.

Der andere Teil wird im Niedertemperatur-Wasserkühler durch den Fahrtwind weiter abgekühlt und versorgt das Steuergerät ME und den Kraftstoffkühler.

Der Kraftstoffkühler begrenzt die Kraftstofftemperatur auf ca. 70 °C.

Die Ansteuerung des Absperrventils Niedertemperatur-Kreislauf durch das Steuergerät ME ist von folgenden Betriebsbedingungen abhängig:

– Kraftstofftemperatur

– Temperatur im Steuergerät ME

– Abgasrückführrate

Das Kühlmittel im Niedertemperatur-Kreislauf wird von der Kühlmittelpumpe mit umgewälzt und muss nicht extra entlüftet werden.

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Funktionsablauf Lüftersteuerung

Das Steuergerät ME steuert den Lüftermotor Verbrennungsmotor und Klimaanlage mit integrierter Regelung (M4/7) an. Dabei wird die Lüftersolldrehzahl über ein pulsweitenmoduliertes Signal (PWM-Signal) vom Steuergerät ME vorgegeben.

Das Tastverhältnis des PWM-Signals beträgt 10 bis 90 %.

Dabei bedeuten z. B.:

 10 % Lüftermotor "AUS"

 20 % Lüftermotor "EIN", minimale Drehzahl

 90 % Lüftermotor "EIN", maximale Drehzahl

Bei fehlerhafter Ansteuerung dreht der Lüftermotor mit maximaler Drehzahl (Lüfternotlauf).

Das Steuer- und Bediengerät Klimatisierungsautomatik überträgt auf dem Innenraum- und Fahrwerk-CAN den Status der Klimaanlage zum Steuergerät ME.

Lüfternachlauf

Der Lüftermotor läuft bei "Zündung AUS" bis zu 5 min nach, wenn die Kühlmitteltemperatur oder die Motoröltemperatur (Berechnung aus Temperaturmodell) vorgegebene Höchstwerte überschritten haben.

Das Tastverhältnis des PWM-Signals beträgt beim Lüfternachlauf maximal 40 %.

Fällt dabei die Batteriespannung zu sehr ab, wird der Lüfternachlauf unterdrückt.

Funktionsablauf Kühlerjalousie (bei Typ 204 ab ÄJ 09, Typ 207, 212)

Die Kühlerjalousie wird geschlossen, um den Kraftstoffverbrauch (durch einen geringeren Luftwiderstand) zu senken. Zusätzlich wird das Auskühlen des Motorraums reduziert und das Außengeräusch des Motors gedämpft.

Das Stellglied Kühlerjalousie (Y84) wird vom Steuergerät ME nach dem Motorstart mit einem Massesignal angesteuert. Damit wird Unterdruck in der Unterdruckdose aufgebaut und die Kühlerjalousie über ein Gestänge geschlossen.

Beim Erreichen von 106 °C Kühlmitteltemperatur wird die Kühlerjalousie geöffnet und bei 98 °C wieder geschlossen.

Funktionsablauf Überhitzungsschutz

Der Überhitzungsschutz schützt bei thermischer Überlastung vor Motorschäden und vor Überhitzungsschäden an den Stirnwandkatalysatoren.

Bei zu hoher Kühlmittel- bzw. Ansauglufttemperatur wird vom Steuergerät ME der Drosselklappenansteller (M16/6), abhängig von Motordrehzahl und -last, nicht mehr voll geöffnet. Entsprechend der geringeren Luftmasse wird vom Steuergerät ME die Einspritzzeit der Kraftstoffinjektoren verkürzt.

Zusätzlich wird vom Steuergerät ME das Heizelement im Kühlmittelthermostat angesteuert, damit der Dreitellerthermostat voll öffnet und so das gesamte Kühlmittel über den Motorkühler gekühlt wird.