Energiemanagement Motor-Start-Stopp Funktion

 Die Teilfunktion "Energiemanagement Motor-Start-Stopp Funktion" wird aus der Sicht des Energiemanagements betrachtet. Informationen zur Teilfunktion "Motorsteuerung Start-Stopp-Funktion" sind in der Funktionsbeschreibung "Common-Rail Diesel Injection (CDI) Funktion" (bei Dieselmotor) oder "Benzin-Einspritz- und Zündsystem mit Direkteinspritzung Funktion" (bei Benzinmotor) dokumentiert.

Funktionsvoraussetzungen allgemein

 Motor läuft und ist betriebswarm

 Motorhaube geschlossen

 Einmalige Geschwindigkeitsüberschreitung von v = 15 km/h in Vorwärtsfahrt

 Systemdiagnose abgeschlossen

 Außentemperatur T = – 10 bis 40 °C

 Temperatur Bordnetzbatterie (G1) T = 0 bis 60 °C

 Klimaanlage eingeregelt

 Das Steuergerät CDI (N3/9) (bei Dieselmotor) oder das Steuergerät ME (N3/10) (bei Benzinmotor) prüft als Mastersteuergerät der Motor-Start-Stopp-Funktion verschiedene Einflussfaktoren
und erteilt dann entsprechend die Freigabe der Funktion.

Energiemanagement Motor-Start-Stopp-Funktion allgemein

Bei stehendem Fahrzeug schaltet die Motor-Start-Stopp-Funktion den Motor automatisch ab und startet ihn wieder, sobald der Fahrer anfahren möchte. Das Abstellen des Motors in Stillstandszeiten des Fahrzeugs reduziert den Kraftstoffverbrauch und somit die Kohlendioxidemission.

 Das konventionelle Abstellen und Starten des Motors ist weiterhin möglich.

Durch den Einsatz der Zusatzbatterie (G1/7) mit einer Kapazität von 12 Ah wird der Startspannungseinbruch beim Starten des Motors (z. B. während des Radio- oder Lüftungsbetriebs) verhindert. Die Zusatzbatterie übernimmt die Spannungsversorgung der aktiven Verbraucher während die Bordnetzbatterie für den Motorstart vom Bordnetz getrennt wird. Aktive Komfortfunktionen werden nicht abgeschaltet. Sofort nach dem Kaltstart des Motors führt das Steuergerät CDI oder das Steuergerät ME eine Systemdiagnose durch und bewertet die Funktionsfähigkeit der Motor-Start-Stopp-Funktion. Zusätzlich prüft das Steuergerät SAM mit Sicherungs- und Relaismodul vorn (N10/1) die Funktion der beteiligten Komponenten für die Entkopplung der Bordnetzbatterie und das Zuschalten der Zusatzbatterie.

 Das Zuschalten der Zusatzbatterie erfolgt durch das Ansteuern des Relais Zusatzbatterie (K57/2) an der Zusatzbatterie. Das Entkoppeln der Bordnetzbatterie vom Bordnetz erfolgt durch das Ansteuern des Entkopplungsrelais (F32k1) im Sicherungskasten elektrische Vorsicherungen vorn (F32).
Bei Typ 207.3 mit Getriebe 711, 716 sind beide Relais als mechanische Relais ausgeführt.. Bei Typ 207.3 mit Getriebe 722 und bei Typ 207.4 sind beide Relais als elektronische Relais ausgeführt.

Die Motor-Start-Stopp-Funktion umfasst folgende Teilfunktionen:

 Funktionsablauf Motorstopp

 Funktionsablauf Motorstart

 Funktionsablauf Motorzwangsstart

 Funktionsablauf Zustand der Zusatzbatterie bestimmen

 Funktionsablauf Zusatzbatterie laden

Zusätzliche Funktionsvoraussetzung Motorstopp

 Stoppfreigabe vom Steuergerät CDI oder vom Steuergerät ME erteilt

Funktionsablauf Motorstopp

Als Mastersteuergerät der Motor-Start-Stopp-Funktion prüft das Steuergerät CDI oder das Steuergerät ME verschiedene Einflussfaktoren für die Stoppfreigabe.

Das Steuergerät SAM mit Sicherungs- und Relaismodul Fond (N10/2) liest die Daten des Batteriesensors (B95) über Bordnetz-LIN (LIN B7) ein, wertet diese aus und sendet Informationen, die den Bordnetzzustand bzw. die Anforderungen an das Bordnetz beschreiben, über Innenraum-CAN (CAN B), Steuergerät SAM vorn und Fahrwerk-CAN (CAN E) an das Steuergerät CDI oder an das Steuergerät ME.

Folgende Informationen sind darin enthalten:

 Zustand der Bordnetzbatterie

 Zustand der Zusatzbatterie

 Energiezustand Bordnetz

 Anforderungen lastintensiver Verbraucher (z. B. Klimaanlage)

Das Steuergerät CDI oder das Steuergerät ME wertet alle relevanten Daten aus, erteilt entsprechend die Stoppfreigabe und stellt den Motor ab. Anschließend sendet das Steuergerät CDI oder das Steuergerät ME das Signal "Antriebsstrang betriebsbereit" über Fahrwerk-CAN, Steuergerät SAM vorn und Innenraum-CAN an das Steuergerät SAM Fond. Dadurch wird verhindert, dass das Bordnetzmanagement die Verbraucherreduzierung bzw. die Verbraucherabschaltung aufgrund des Entfalls des Signals "Motor läuft" einleitet.

 Bei aktiver Gebläse-Automatik der Klimaanlage wird die Gebläseleistung reduziert. Bei warmen Umgebungstemperaturen wird abhängig von der eingestellten Solltemperatur in den Umluftbetrieb gewechselt.

Nach einem Motorstopp werden maximal drei Motorstarts ohne Überschreiten der Geschwindigkeitsschwelle von v = 8 km/h zugelassen.

Funktionsablauf Motorstart

Mit dem Betätigen des Fahrpedals wird der Motor gestartet. Während des Startvorgangs wird die Bordnetzbatterie vom Bordnetz getrennt. Die Versorgung der aktiven Verbraucher erfolgt dann durch die Zusatzbatterie. Dadurch wird der sonst für die Fahrzeuginsassen erlebbare Spannungseinbruch beim Starten des Motors (z. B. während des Radio- oder Lüftungsbetriebs) verhindert.

Das Steuergerät CDI oder das Steuergerät ME wertet alle relevanten Einflussgrößen aus und erteilt die Startfreigabe (Warmstartsignal). Das Steuergerät SAM vorn liest dieses Warmstartsignal über eine direkte Leitung ein und steuert das Entkopplungsrelais und das Relais Zusatzbatterie an.

Die Zusatzbatterie wird dem Bordnetz zugeschaltet. Kurz darauf trennt das Entkopplungsrelais die Bordnetzbatterie für die Dauer des Startvorgangs vom Bordnetz. Der Energiebedarf des Bordnetzes wird nun allein von der Zusatzbatterie gedeckt. Die Bordnetzbatterie dient der Bereitstellung der erforderlichen Energie für den Startvorgang des Motors.

Sobald das Steuergerät CDI oder das Steuergerät ME eine Motordrehzahl von n = 400 bis 700/min erkennt, beendet es den Startvorgang und sendet das Signal "Motor läuft" über Fahrwerk-CAN 1 an das Steuergerät SAM vorn und über Fahrwerk-CAN 1, Steuergerät SAM vorn und Innenraum-CAN an das Steuergerät SAM Fond. Das Steuergerät SAM vorn steuert daraufhin das Entkopplungsrelais und das Relais Zusatzbatterie an.

Das Entkopplungsrelais schaltet die Bordnetzbatterie dem Bordnetz zu. Das Relais Zusatzbatterie trennt die Zusatzbatterie vom Bordnetz. Der Energiebedarf des Bordnetzes wird nun wieder von der Bordnetzbatterie gedeckt.

Funktionsablauf Motorzwangsstart

Um die Bordnetzstabilität auch während des Motorstillstands zu gewährleisten, kann das Steuergerät CDI oder das Steuergerät ME den Motor auch zwangsstarten. Ein Motorzwangsstart wird unter anderem dann ausgeführt, wenn die Bordnetzstabilität infolge der Anforderung lastintensiver Verbraucher nicht mehr sichergestellt werden kann.

Lastintensive Verbraucher können z. B. von folgenden Systemen angefordert werden:

 PRE-SAFE

 Bremsassistent- und Abstandsregelsysteme

 Klimaanlage

 Lenkung

Sobald das Bordnetzmanagement die Bordnetzstabilität nicht mehr sicherstellen kann, sendet das Steuergerät SAM Fond die Anforderung "Motor starten" über Innenraum-CAN, Steuergerät SAM vorn und Fahrwerk-CAN an das Steuergerät CDI oder an das Steuergerät ME. Daraufhin startet das Steuergerät CDI oder das Steuergerät ME den Motor.

Wenn die Bordnetzstabilität im Anschluss immer noch nicht sichergestellt werden kann, wird der Motor nicht mehr abgestellt. Die Motor-Start-Stopp-Funktion wird abgeschaltet.

Das Steuergerät SAM Fond berechnet auf der Basis der Daten des Batteriesensors die erforderliche Generator-Sollspannung und sendet diese über Innenraum-CAN, Steuergerät SAM vorn und Fahrwerk-CAN an das Steuergerät CDI oder an das Steuergerät ME. Das Steuergerät CDI oder das Steuergerät ME startet daraufhin die Generatorregelung (Generatormanagement). Hierfür bewertet das Steuergerät CDI oder das Steuergerät ME die Auslastung des Generators (G2) und fordert die entsprechende Sollspannung an. Der Generator und das Steuergerät CDI oder das Steuergerät ME kommunizieren über Antriebs-LIN (LIN C1) miteinander. Zusätzlich sendet das Steuergerät CDI oder das Steuergerät ME Informationen zur Auslastung des Generators über Fahrwerk-CAN, Steuergerät SAM vorn und Innenraum-CAN an das Steuergerät SAM Fond.

 Detaillierte Informationen zur Generatorregelung sind in der Teilfunktion "Energiemanagement Fahrbetrieb Funktion" enthalten.

P54.10-3619-06

P54.10-3618-06

Funktionsablauf Zustand der Zusatzbatterie bestimmen

Das Steuergerät SAM vorn führt unmittelbar nach dem Motorstart eine Batteriezustandserkennung durch. Diese liefert Informationen über die Verfügbarkeit der elektrischen Leistung der Zusatzbatterie. Wenn der Motor während der Batteriezustandserkennung abgestellt wird, bricht das Steuergerät SAM vorn diese ab und verwirft die bisherigen Ergebnisse.

Zusätzlich zur Batteriezustandserkennung wird die Spannung an der Zusatzbatterie im Motor-Start-Stopp-Funktionsmodus nach jedem Motorstart gemessen.

 Die Batteriezustandserkennung kann über den Diagnosetester gestartet werden.

Unter folgenden Bedingungen wird das Relais Zusatzbatterie nicht mehr angesteuert:

 Zusatzbatterie tiefentladen

 Interner Kurzschluss

 Kurzschluss in der Plusleitung der Zusatzbatterie

Um dies festzustellen, wird die Spannung der Zusatzbatterie mit einem internen Wert abgeglichen. Im Multifunktions-Display (A1p13) des Kombiinstruments (A1) wird eine entsprechende Fehlermeldung angezeigt. Die hierfür erforderlichen Daten sendet das Steuergerät SAM vorn über Innenraum-CAN an das Kombiinstrument.

Funktionsablauf Zusatzbatterie laden

Die Ladestrategie der Zusatzbatterie muss zwei Anforderungen berücksichtigen:

 Für eine ausreichende Ladung der Zusatzbatterie muss gesorgt werden.

 Die Anzahl der Ansteuerungen des Relais Zusatzbatterie und die damit verbundene Belastung der Zusatzbatterie muss möglichst minimiert werden.

Wenn die Ruhespannung der Zusatzbatterie zu niedrig ist (U < 12,5 V), wird die Leistungsbegrenzung des Generators (Generatormanagement) deaktiviert, damit die Zusatzbatterie geladen werden kann.

Wenn der Spannungseinbruch (U < 11 V) beim Motorstart zu groß ist, wird für t = 5 min ein Motorstopp unterbunden, um die Zusatzbatterie nachzuladen.

Die Zusatzbatterie wird nur zugeschaltet, wenn keine Leistungsbegrenzung des Generators aktiv und die Bordnetzspannung (U > 13 V) hoch genug ist. Sie wird wieder weggeschaltet, wenn die Leistungsbegrenzung des Generators aktiv oder das Bordnetz stark überlastet ist.