Wärmemanagement Funktion

Funktionsvoraussetzungen Wärmemanagement allgemein

 Klemme 87M (Motormanagement EIN)

 Motor läuft

 Das Relais Klemme 87M (F58kN) wird bei Klemme 15 EIN eingeschaltet.

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

Das Steuergerät ME liest zur Steuerung des Wärmemanagements folgende Signale ein:

 Motoröltemperatur vom Motoröltemperatur-Sensor (B1)

 Kühlmitteltemperatur vom Kühlmitteltemperatur-Sensor (B11/4)

 Ladelufttemperatur vom Temperatursensor Ladeluft links (B17/14) und vom Temperatursensor Ladeluft rechts (B17/15)

 Motorlast vom Drucksensor nach Drosselklappe links (B28/22) und vom Drucksensor nach Drosselklappe rechts (B28/23)

 Fahrpedalbetätigung vom Fahrpedalsensor (B37)

 Motordrehzahl vom Hallsensor Kurbelwelle (B70)

 Steuergerätetemperatur vom Temperatursensor im Steuergerät ME

 Status der Klimaanlage

Das Steuer- und Bediengerät Klimatisierung (N22/7) sendet den Status der Klimaanlage über Innenraum-CAN (CAN B), Steuergerät elektronisches Zündschloss (N73), Fahrwerk-CAN 1 (CAN E1), Steuergerät Antriebsstrang (N127) und Antriebs-CAN (CAN C) an das Steuergerät ME.

 Fahrzeuggeschwindigkeit

Das Kombiinstrument (A1) sendet die Fahrzeuggeschwindigkeit über Innenraum-CAN, Steuergerät elektronisches Zündschloss, Fahrwerk­CAN 1, Steuergerät Antriebsstrang und Antriebs-CAN an das Steuergerät ME.

 Raddrehzahlen

Das Steuergerät Elektronisches Stabilitäts-Programm (N30/4) sendet die Raddrehzahlen über Fahrwerk-CAN 1, Steuergerät Antriebsstrang und Antriebs-CAN an das Steuergerät ME.

 Getriebeöltemperatur

Die Getriebeöltemperatur wird vom Getriebeöltemperatur-Sensor erfasst. Das Steuergerät Vollintegrierte Getriebesteuerung (Y3/8n4) sendet die Signale über Antriebs-CAN an das Steuergerät ME.

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Wärmemanagement Funktionsablauf

Die Funktion Wärmemanagement umfasst folgende Teilfunktionen:

 Funktionsablauf Beheizen des Zweischieberthermostats

 Funktionsablauf Lüftersteuerung

 Funktionsablauf Überhitzungsschutz

 Funktionsablauf Abschalten der Heizungsanlage

 Funktionsablauf Luftklappensteuerung

Funktionsablauf Beheizen des Zweischieberthermostats

Die Temperatur des Kühlmittels kann durch den beheizbaren Zweischieberthermostat variabel gesteuert werden. Im Zweischieberthermostat befindet sich dafür das Heizelement Kühlmittelthermostat, das vom Steuergerät ME mit einem Massesignal bedarfsgerecht angesteuert wird.

Der Zweischieberthermostat kann fünf Stellungen einnehmen:

 Stehendes Kühlmittel

 Kurzschlussbetrieb

 Mischbetrieb

 Kühlerbetrieb

 Fail/Safe-Stellung

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Bei einer Kühlmitteltemperatur < 80 °C und einer Motordrehzahl < 3000/min sind beide Schieber des Zweischieberthermostats vollständig geschlossen.

 Die Verkürzung der Motoraufwärmphase durch stehendes Kühlmittel führt zu Kraftstoffeinsparung und somit zur Verringerung des CO2­Ausstoßes.

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 Heizelement unbestromt (Kühlmitteltemperatur 80 bis 105 °C)

 Heizelement bestromt (Kühlmitteltemperatur 40 bis 65 °C)

Im Teillastbereich kann die Kühlmitteltemperatur auf ca. 105 °C angehoben werden (Heizelement unbestromt). Aufgrund der höheren Motoröltemperatur sinkt die Reibleistung und die Gemischbildung verbessert sich durch weniger Kraftstoffkondensation an den Zylinderlaufflächen.

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 Heizelement unbestromt (Kühlmitteltemperatur 105 bis 120 °C)

 Heizelement bestromt (Kühlmitteltemperatur 65 bis 90 °C)

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 Heizelement unbestromt (Kühlmitteltemperatur > 120 °C)

 Heizelement bestromt (Kühlmitteltemperatur > 90 °C)

Durch das Beheizen des Zweischieberthermostats (Heizelement bestromt) öffnet dieser und das Kühlmittel wird durch den Kühler geleitet. Bei Volllast kann das Zweischieberthermostat sehr schnell geöffnet werden. Die Kühlmitteltemperatur wird dabei abgesenkt, womit eine bestmögliche Motorkühlung und eine klopffreie Verbrennung erreicht werden.

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Um Schäden zu vermeiden, wird bei stehendem Kühlmittel und einer Motordrehzahl > 3000/min die Fail/Safe­Stellung eingeleitet. Über den Differenzdruckteller wird das Kühlmittel zum Motor zurückgeleitet (Kurzschluss).

 Über ca. 120 °C Kühlmitteltemperatur ist der Zweischieberthermostat unabhängig von der Bestromung des Heizelements immer voll geöffnet (Notlauffunktion).

Funktionsablauf Lüftersteuerung

Das Steuergerät Antriebsstrang steuert den Lüftermotor (M4/7) direkt an. Das Steuergerät ME sendet die Lüftersolldrehzahl über Antriebs­CAN an das Steuergerät Antriebsstrang. Empfängt das Steuergerät Antriebsstrang keine gültige Lüfteranforderung, wird der Lüftermotor mit maximaler Drehzahl angesteuert. Bei einer Störung in der Signalleitung (Frequenzausfall) des Steuergeräts Antriebsstrang schaltet der Lüftermotor selbstständig auf maximale Drehzahl (Lüfternotlauf).

Das Steuergerät Klimatisierung sendet den Status der Klimaanlage und eine Lüfteranforderung über Innenraum-CAN, Steuergerät elektronisches Zündschloss und Fahrwerk-CAN 1 an das Steuergerät Antriebsstrang.

Lüfternachlauf:

Wenn die Kühlmitteltemperatur, die Temperatur des Steuergeräts ME oder ein aus Motorlast, Kühlmitteltemperatur, Fahrzeuggeschwindigkeit und Außentemperatur berechnetes Wärmeeintragsintegral (gemittelt über die letzten 6 min) einen vorgegebenen Schwellwert überschreiten, läuft der Lüftermotor bei Zündung AUS bis zu 5 min nach. 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 und vor Überhitzungsschäden des Katalysators.

Dazu liest das Steuergerät ME die Signale des Kühlmitteltemperatur­Sensors und des Motoröltemperatur-Sensors ein.

Um ein Überhitzen des Motors zu verhindern, werden folgende Maßnahmen getroffen:

 Kennfeldabhängige Zündwinkeleinstellung in Richtung "spät", abhängig von Motorlast und -drehzahl, ab einer Kühlmitteltemperatur von ca. 90 °C und einer Ladelufttemperatur von ca. 20 °C

 Kennfeldabhängige Reduzierung der Einspritzmenge bei einer Kühlmitteltemperatur über 106 °C

 Regelung der Einspritzdauer durch die Ansteuerung von:

 Mengenregelventil links (Y94/1)

 Mengenregelventil rechts (Y94/2)

 Kraftstoffinjektor Zylinder 1 (Y76/1)

 Kraftstoffinjektor Zylinder 2 (Y76/2)

 Kraftstoffinjektor Zylinder 3 (Y76/3)

 Kraftstoffinjektor Zylinder 4 (Y76/4)

 Kraftstoffinjektor Zylinder 5 (Y76/5)

 Kraftstoffinjektor Zylinder 6 (Y76/6)

 Kraftstoffinjektor Zylinder 7 (Y76/7)

 Kraftstoffinjektor Zylinder 8 (Y76/8)

 Verringerte Öffnung des Drosselklappenstellers links (M16/60) und des Drosselklappenstellers rechts (M16/61), abhängig von Motorlast und -drehzahl

 Ansteuerung des Heizelements Kühlmittelthermostat durch das Steuergerät ME

 Bei zu hoher Motoröl- oder Kühlmitteltemperatur wird eine Warnmeldung im Kombiinstrument angezeigt. Das Steuergerät ME sendet die Anforderung zur Ausgabe einer Warnmeldung über Antriebs-CAN, Steuergerät Antriebsstrang, Fahrwerk-CAN 1, Steuergerät elektronisches Zündschloss und Innenraum-CAN an das Kombiinstrument.

Funktionsablauf Abschalten der Heizungsanlage

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

Funktionsablauf Luftklappensteuerung

Die durch den Motorraum strömende Luft wird über einen Luftkanal (Passivkanal) an der Motorhaube gezielt in den Bereich zwischen den Zylinderreihen geleitet, um die dort positionierten Bauteile (Abgasturbolader und Katalysatoren) entsprechend anströmen zu können.

In bestimmten Betriebszuständen muss der Luftquerschnitt des Luftkanals verschlossen werden, um z. B. bei Motorlüfterbetrieb mit geringen Fahrgeschwindigkeiten eine Rezirkulation der Kühlerabluft über den Luftkanal zu vermeiden. Über die Luftklappe wird dieser Querschnitt frei gegeben bzw. verschlossen. Die Betätigung der Luftklappe erfolgt über den Stellmotor Luftklappe Motorkühlung (M107). Das Steuergerät Antriebsstrang steuert den Stellmotor Luftklappe Motorkühlung über Antriebsstrang-LIN (LIN C3) an.