Wärmemanagement Funktion

S07.10-0052-79

Funktionsvoraussetzungen Wärmemanagement allgemein

 Klemme 87M (Motormanagement EIN)

 Motor läuft.

Wärmemanagement allgemein

Mit dem vom Steuergerät CDI (N3/28) 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

 Verbesserter Heizungskomfort

 Bauteilschutz bei Motorvolllast

Die Steuerung des Wärmemanagements ist abhängig von folgenden Signalen:

 Motoröltemperatur-Sensor (B1)

 Heißfilm-Luftmassensensor links (B2/6), Motorlast

 Ansauglufttemperatur-Sensor links (B2/6b1)

 Heißfilm-Luftmassensensor rechts (B2/7), Motorlast

 Ansauglufttemperatur-Sensor rechts (B2/7b1)

 Ladedrucksensor (B5/1), Motorlast

 Kühlmitteltemperatur-Sensor (B11/4)

 Temperaturfühler Ladeluft (B17/8)

 Differenzdrucksensor DPF (B28/8)

 Fahrpedalmodul (B37/4), Fahrpedalbetätigung (wie schnell und wie weit  Fahrertyp ruhig oder sportlich)

 Kraftstoff-Temperatursensor (B50)

 Hallsensor Kurbelwelle (B70), Motordrehzahl

 Temperatursensor im Steuergerät CDI

 Steuergerät Elektronisches Stabilitäts-Programm (ESP) (N30/4), Raddrehzahl

 Elektrische Steuereinheit vollintegrierte Getriebesteuerung (VGS) (N15/11), eingestellte Fahrstufe

Wärmemanagement Funktionsablauf

Das Wärmemanagement ist in den folgenden Punkten beschrieben:

 Funktionsablauf Kühlmittelthermostat

 Funktionsablauf Heizbrennverfahren

 Funktionsablauf Kraftstoffvorwärmung

 Funktionsablauf Kraftstoffbehälterschutz

 Funktionsablauf Lüftersteuerung

 Funktionsablauf Überhitzungsschutz

Funktionsablauf Kühlmittelthermostat

Das Heizelement Kühlmittelthermostat regelt die Kühlmitteltemperatur im Bereich von ca. 87 bis 102 °C. Über die Notlauffunktion ist sichergestellt, dass der Zweitellerthermostat ab ca. 102 °C, unabhängig von der Ansteuerung, vollständig geöffnet ist.

Der Zweitellerthermostat nimmt folgende Stellungen ein:

 Stellung Kurzschlussbetrieb: Kühlmitteltemperatur < 87 °C; Kühlmittelströmung nur im Motor, die Fahrgastraumheizung kann durchströmt werden.

 Stellung Mischbetrieb: Kühlmitteltemperatur zwischen 87 und 102 °C; der Zweitellerthermostat öffnet, die Kühlerdurchströmung beginnt.

 Stellung Kühlerbetrieb: Kühlmitteltemperatur > 102 °C; der Zweitellerthermostat 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

Funktionsablauf Heizbrennverfahren

Beim Heizbrennverfahren wird motorseitig durch eine neue Verbrennungsstrategie 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 angefordert.

 Kühlmitteltemperatur vom Kühlmitteltemperatur-Sensor liegt unter 82 °C (es erfolgt eine erneute Zuschaltung bei 74 °C).

Während des Heizbrennverfahrens wird durch 2 Voreinspritzungen durch die Kraftstoffinjektoren (Y76) 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 (Hochdruckkreis) (Y27/9) vom Steuergerät CDI 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 in den Rails 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 in den Rails wird im Leerlauf und im Schubbetrieb durch das Druckregelventil und das Mengenregelventil gemeinsam geregelt.

Mengenregelventil-Regelung

Die Regelung des Kraftstoffdrucks in den Rails 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 Kraftstoff-Hochdruckpumpe von 4,5 bar auf bis zu 1600 bar erhöht sich auch die Temperatur des Kraftstoffs.

Um den Kraftstoffbehälter vor Überhitzung zu schützen, liest das Steuergerät CDI das Signal des Kraftstoff-Temperatursensors ein und überwacht dadurch die Temperatur des zur Kraftstoff-Hochdruckpumpe geförderten Kraftstoffs.

Steigt die Temperatur des zur Kraftstoff-Hochdruckpumpe geförderten Kraftstoffs auf über 90 °C, reduziert das Steuergerät CDI die Einspritzmenge und den Kraftstoffdruck in den Rails 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 Kraftstoff-Hochdruckpumpe geförderten Kraftstoffs unter 90 °C, wird die Funktion Kraftstoffbehälterschutz durch das Steuergerät CDI deaktiviert.

Funktionsablauf Lüftersteuerung

Das Steuergerät CDI steuert den elektrischen Lüfter (M91) an. Dabei wird die Lüftersolldrehzahl über ein pulsweitenmoduliertes Signal vom Steuergerät CDI vorgegeben.

Das Tastverhältnis des pulsweitenmodulierten Signals beträgt 10 bis 90 %.

Dabei bedeuten z. B.:

 0 %: elektrischer Lüfter "AUS"

 10 %: elektrischer Lüfter "EIN", minimale Lüfterdrehzahl

 90 %: elektrischer Lüfter "EIN", maximale Lüfterdrehzahl

Ein Fehler im Lüftermotor wird dem Steuergerät CDI über ein pulsweitenmoduliertes Signal (Massentastung) übermittelt.

Eine Störung in der Signalleitung (Frequenzausfall) vom Steuergerät CDI schaltet den elektrischen Lüfter selbsttätig auf maximale Lüfterdrehzahl (Lüfternotlauf).

Lüfternachlauf

Der Lüftermotor läuft bei "Zündung AUS" bis zu 5 min nach, wenn folgende Signale vorgegebene Schwellwerte überschreiten:

 Kühlmitteltemperatur

 Temperatur des Steuergeräts CDI

 Ein Wärmeeintragsintegral (gemittelt über die letzten 6 min) berechnet aus:

 Motorlast

 Kühlmitteltemperatur

 Fahrzeuggeschwindigkeit

 Außentemperatur

Das Tastverhältnis des pulsweitenmoduliertes Signals beträgt beim Lüfternachlauf maximal 40 %. 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 den Kühlmitteltemperatur-Sensor und den Motoröltemperatur-Sensor 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 Multifunktionsdisplay (A1/1p13) vom Steuergerät Kombiinstrument (KI) (A1/1) angezeigt. Dazu sendet das Steuergerät CDI ein entsprechendes Signal an das Steuergerät Kombiinstrument (KI).