Wärmemanagement Funktion

Funktionsvoraussetzungen Wärmemanagement allgemein

 Klemme 87M (Motormanagement EIN)

 Motor läuft

 Bei Fahrzeugen bis Modell-J. 2016 ist unabhängig von der Ausstattung nur ein Fahrwerk-CAN vorhanden.
Bei Fahrzeugen ab Modell-J. 2016 sind je nach Ausstattung zwei Fahrwerk-CAN-Varianten vorhanden.
Variante 1
Hat das Fahrzeug keine der in Variante 2 genannten Ausstattungscodes, ist wie bis Modell-J. 2016 nur ein Fahrwerk-CAN (CAN E) vorhanden.
Variante 2
Hat das Fahrzeug einen der folgenden Ausstattungscodes, sind zwei Fahrwerk-CANs (Fahrwerk-CAN 1 (CAN E1), Fahrwerk-CAN 2 (CAN E2)) vorhanden:
CODE 218 (Rückfahrkamera)
CODE 234 (Totwinkel-Assistent)
CODE 459 (Stahlfederung mit Verstelldämpfung)
CODE 475 (Reifendruckkontrolle)
CODE 476 (Spurhalte-Assistent)
CODE 513 (Geschwindigkeitslimit-Assistent)
CODE 614 (Bi-Xenon-Scheinwerfer)
CODE 615 (Bi-Xenon-Scheinwerfer mit aktivem Kurvenlicht)
CODE 618 (Bi-Xenon Scheinwerfer)
CODE 621 (Intelligent Light System (Linksverkehr))
CODE 622 (Intelligent Light System)
CODE 631 (Scheinwerfer LED statisch Linksverkehr)
CODE 632 (Scheinwerfer LED statisch Rechtsverkehr)

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

 Verbesserter Heizungskomfort

 Ölkühlung (bei CODE 429 (Doppelkupplungsgetriebe))
In der Teilfunktion "Ölkühlung mit Getriebeöl-Wärmetauscher Funktion" wird die Funktion folgender Bauteile näher beschrieben:

 Relais Umwälzpumpe Kühlmittel Getriebeölkühlung (F58kO)

 Umwälzpumpe Kühlmittel Getriebeölkühlung (M13/7)

Die Steuerung des Wärmemanagements ist abhängig von folgenden Signalen:

 Kühlmitteltemperatur-Sensor (B11/4)

 Temperatursensor Ladeluft vor Drosselklappe (B17/7)

 Temperatursensor Ladeluft nach Drosselklappe (B17/9)

 Drucksensor nach Drosselklappe (B28/7), Motorlast

 Fahrpedalsensor (B37), Fahrpedalbetätigung ( Fahrertyp ruhig oder sportlich)

 Hallsensor Kurbelwelle (B70) (mit Drehrichtungserkennung), Motordrehzahl

 Steuergerät SAM (N10), Außentemperatur über Innenraum-CAN (CAN B), Steuergerät elektronisches Zündschloss (N73) und Fahrwerk-CAN oder Fahrwerk-CAN 1

 Steuer- und Bediengerät Klimatisierungsautomatik (N22/7), Status Klimaanlage über Innenraum-CAN, das Steuergerät elektronisches Zündschloss und Fahrwerk-CAN oder über Fahrwerk-CAN 1

 Steuergerät Elektronisches Stabilitäts-Programm (N30/4), Fahrzeuggeschwindigkeit über Fahrwerk-CAN oder über Fahrwerk-CAN 1

 Steuergerät Vollintegrierte Getriebesteuerung Doppelkupplungsgetriebe (Y3/14n4) (bei CODE 429 (Doppelkupplungsgetriebe)), Status Getriebesteuerung über Antriebs-CAN (CAN C)

Wärmemanagement Funktionsablauf

Das Wärmemanagement ist in den folgenden Punkten beschrieben:

 Funktionsablauf Nachstartphase

 Funktionsablauf Kühlmittelthermostat-Regelung

 Funktionsablauf Überhitzungsschutz

 Funktionsablauf Lüftersteuerung

 Funktionsablauf Kühlerjalousie

Funktionsablauf Nachstartphase

In der Nachstartphase wird durch Abschalten der Kühlmittelpumpe mithilfe des Umschaltventils Kühlmittelpumpe (Y133) die Kühlmittelzirkulation unterbrochen. Dabei wird das Umschaltventil Kühlmittelpumpe durch das Steuergerät ME angesteuert und beaufschlagt eine an der Kühlmittelpumpe befindliche Druckdose mit Unterdruck. Dadurch wird ein Gestänge betätigt, welches einen im Kühlmittelstrom angeordneten Kugeldrehschieber in Stromrichtung sperrt und somit den Volumenstrom zum Motor blockiert. Durch die fehlende Kühlung erwärmt sich der Motor schneller und die Abgasemissionen werden reduziert.

Die Kühlmittelpumpe wird beim Kaltstart abgeschaltet, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind:

 Die Kühlmitteltemperatur liegt unter 85 °C.

 Der im Steuergerät ME gespeicherte Grenzwert für die Ladelufttemperatur ist noch nicht erreicht.

 Die Motordrehzahl hat einen festgelegten Grenzwert von 4000/min nicht überschritten.

 Vom Steuer- und Bediengerät Klimatisierungsautomatik wurde kein "Heizen" angefordert.

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Sind die Bedingungen zur Abschaltung der Kühlmittelpumpe nicht mehr erfüllt, beendet das Steuergerät ME die Ansteuerung des Umschaltventils Kühlmittelpumpe. Über den Belüftungsanschluss wird das Umschaltventil belüftet und die Druckdose öffnet den Kugeldrehschieber durch Federunterstützung. Die Kühlmittelpumpe ist somit eingeschaltet und die Kühlmittelzirkulation ist wieder gewährleistet.

Funktionsablauf Kühlmittelthermostat-Regelung

Das Öffnen und Schließen des Kugeldrehschiebers im Kühlmittelthermostat geschieht durch die temperaturbeeinflusste Ausdehnung bzw. Kontraktion des Dehnwachselements in einem Temperaturbereich von ca. 98 °C bis ca. 108 °C.

Zusätzlich kann durch die Ansteuerung des Heizelements Kühlmittelthermostat (R48), das Öffnen und Schließen des Kühlmittelthermostats variabel und abhängig von den motorischen Anforderungen vorgenommen werden. Dazu steuert das Steuergerät ME in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen das Heizelement Kühlmittelthermostat mit einem Massesignal an. Die Spannungsversorgung erfolgt über "Klemme 87 M2".

Der Kühlmittelthermostat kann folgende Stellungen einnehmen:

 Geschlossen

 Öffnend (Mischbetrieb)

 Geöffnet (Kühlerbetrieb)

Geschlossen

Der Kugeldrehschieber des Kühlmittelthermostats ist geschlossen, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind:

 Kühlmitteltemperatur unterhalb von ca. 98 °C

 Heizelement Kühlmittelthermostat unbestromt

 Keine Volllastanforderung

In dieser Stellung durchströmt das Kühlmittel den Motorkreislauf und je nach Bedarf den Heizungswärmetauscher. Der Motorkühler ist nicht in den Kühlmittelumlauf eingebunden. Das Kühlmittel wird dadurch schneller erwärmt. Durch die schnelle Erwärmung gelangt der Motor eher auf seine Betriebstemperatur, was sich günstig auf den Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemissionen auswirkt.

Öffnend (Mischbetrieb)

Der Kugeldrehschieber beginnt zu öffnen, wenn eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:

 Erreichen einer Kühlmitteltemperatur von ca. 98 °C erstmals nach dem Start (keine Volllastanforderung)

 Heizelement Kühlmittelthermostat wird bestromt

In einem Temperaturbereich des Kühlmittels von ca. 98 °C bis ca. 108 °C oder je nach Bestromung des Heizelements Kühlmittelthermostat beginnt das Dehnwachselement sich auszudehnen und betätigt den Kugeldrehschieber. Dieser gibt die Verbindung zum Motorkühler frei. Der Öffnungsquerschnitt des Kugeldrehschiebers wird entsprechend der Temperatur des Dehnwachselements bzw. der Kühlmitteltemperatur angepasst. Dadurch wird der Volumenstrom des Kühlmittels zum Motorkühler variiert.

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Geöffnet (Kühlerbetrieb)

Beim Überschreiten einer Kühlmitteltemperatur von ca. 108 °C ist der Kugeldrehschieber vollständig geöffnet und das Kühlmittel kann uneingeschränkt über den Motorkühler strömen.

Bei einer Kühlmitteltemperatur > 85 °C und Volllastanforderung öffnet der Kugeldrehschieber durch Beheizen des Dehnwachselements ebenfalls vollständig.

Um zu verhindern, dass kritische Temperaturbereiche auftreten, wird die Kühlmitteltemperatur unter folgenden Bedingungen abgesenkt:

 Ansauglufttemperatur > 38 °C

 Motordrehzahl > 3000/min

 Motorlast > 30 %

Die Kühlmitteltemperatur wird dabei abhängig von der Außentemperatur durch Beheizen des Dehnwachselements abgesenkt (bei einer Außentemperatur < 12 °C auf ca. 90 °C und bei einer Außentemperatur > 12 °C auf ca. 80 °C).

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Funktionsablauf Überhitzungsschutz

Der Überhitzungsschutz schützt bei thermischer Überlastung vor Motorschäden und vor Überhitzungsschäden des motornahen Katalysators.

Zum Überhitzungsschutz 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

 Verringerte Öffnung der Drosselklappe durch den Stellmotor (M16/6m1), abhängig von Motorlast und -drehzahl

 Verkürzung der Einspritzdauer der Kraftstoffinjektoren Zylinder 1 bis 4 (Y76/1 bis 4) entsprechend der geringeren Luftmasse

 Ansteuerung des Heizelements Kühlmittelthermostat durch das Steuergerät ME zur vollen Öffnung des Kugeldrehschiebers im Kühlmittelthermostat

 Bei zu hoher Kühlmitteltemperatur wird eine Warnmeldung im Multifunktionsdisplay (A1p13) vom Kombiinstrument (A1) angezeigt. Dazu sendet das Steuergerät ME ein entsprechendes Signal über Fahrwerk-CAN zum Kombiinstrument oder über Fahrwerk-CAN 1, Steuergerät elektronisches Zündschloss und Fahrwerk-CAN 2 zum Kombiinstrument.

Funktionsablauf Lüftersteuerung

Das Steuergerät ME steuert den Lüftermotor (M4/7) an. Dabei wird die Lüftersolldrehzahl über ein pulsweitenmoduliertes Signal vom Steuergerät ME vorgegeben.

Das Tastverhältnis des pulsweitenmodulierten 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).

Lüfternachlauf

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

Das Tastverhältnis des pulsweitenmodulierten Signals beträgt beim Lüfternachlauf maximal 40 %. Fällt dabei die Batteriespannung zu sehr ab, wird der Lüfternachlauf unterdrückt.

Funktionsablauf Kühlerjalousie

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 Druckdose aufgebaut und die Kühlerjalousie über ein Gestänge geschlossen. Beim Erreichen von 111 °C Kühlmitteltemperatur wird die Kühlerjalousie geöffnet und bei 99 °C wieder geschlossen.

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