Gestione dell'energia nell'esercizio di marcia - Funzionamento

Presupposto per il funzionamento - Generalità

 Segnale "Motore in modo" o "Organi della trasmissione pronti al funzionamento" impostato

 La centralina di comando CDI (N3/9) (con motore diesel) o la centralina di comando ME (N3/10) (con motore a benzina) invia il segnale "motore in moto" o "organi della trasmissione pronti al funzionamento" attraverso CAN autotelaio (CAN E), centralina di comando SAM con modulo fusibili e relè lato anteriore (N10/1) e CAN abitacolo (CAN B) alla centralina di comando SAM con modulo fusibili e relè vano posteriore (N10/2).

Gestione dell'energia nell'esercizio di marcia - Generalità

La gestione dell'energia nell'esercizio di marcia assicura la stabilità della rete di bordo e garantisce un bilancio di carica equilibrato della batteria della rete di bordo (G1). A causa della potenza variabile erogata dall'alternatore (G2) e dell'uso simultaneo di molti utilizzatori possono verificarsi situazioni di sovraccarico che devono essere tamponate dalla batteria della rete di bordo. In caso di durata prolungata di una tale situazione di sovraccarico o in caso di una capacità di carica ridotta della batteria rete di bordo ne può conseguire un bilancio di carica negativo che determina la perdita della capacità di avviamento del motore. La gestione dell'energia nell'esercizio di marcia incrementa, in presenza di un sovraccarico prolungato della rete di bordo, la potenza erogata dell'alternatore o disinserisce gli utilizzatori comfort per ottenere in questo modo un bilancio di carico equilibrato della batteria della rete di bordo.

La gestione dell'energia durante l'esercizio di marcia comprende le seguenti funzioni parziali:

 Svolgimento della funzione messa a disposizione tensione

 Svolgimento della funzione controllo dinamico del minimo

 Svolgimento della funzione riduzione consumo utilizzatori (disinserimento di funzioni comfort)

Svolgimento della funzione messa a disposizione tensione

La funzione di messa a disposizione della tensione comprende le seguenti sottofunzioni:

 Svolgimento della funzione determinazione dello stato di carica della batteria della rete di bordo

 Svolgimento della funzione carica della batteria della rete di bordo

 Svolgimento della funzione regolazione dell'alternatore (gestione dell'alternatore)

Svolgimento della funzione determinazione dello stato di carica della batteria della rete di bordo

Lo stato della batteria della rete di bordo viene rilevato dal sensore della batteria (B95). Quest'ultimo calcola i corrispondenti parametri mediante le misurazioni della tensione, della corrente e della temperatura sulla batteria rete di bordo. Lo stato di carica della batteria della rete di bordo è il rapporto tra la carica attuale e la massima carica accumulabile. La base è costituita dal calcolo della resistenza interna della batteria della rete di bordo. Con questo valore può essere definita la densità dell'acido della batteria rete di bordo. Insieme alla capacità della batteria, questo valore serve per calcolare la carica accumulata nella batteria rete di bordo. La centralina di comando SAM vano posteriore legge i dati calcolati del sensore della batteria tramite il LIN della rete di bordo (LIN B7), misura inoltre le tensioni sul morsetto 30 e sul morsetto 30g e calcola la tensione del generatore necessaria per mettere a disposizione l'energia richiesta.

Svolgimento della funzione carica della batteria della rete di bordo

Per la carica della batteria della rete di bordo deve essere determinata la tensione nominale. La tensione nominale è la tensione che deve essere presente ai morsetti della batteria rete di bordo per caricare la batteria rete di bordo in modo ottimale. In funzione di diversi fattori la tensione nominale viene determinata sulla base della gestione alternatore o della curva caratteristica di carica in funzione della temperatura, compresa la funzione di carica rapida. Dopo l'avviamento del motore viene dapprima effettuata una carica rapida con tensione elevata, fino al riconoscimento di uno stato di carica sufficientemente alto della batteria della rete di bordo.

 La carica rapida avviene con una tensione di carica di U = 15 V e può durare t = da 20 s a 1 h.
Successivamente si passa ad una curva caratteristica in funzione della temperatura o alla gestione alternatore (Tbatt > 10 °C).

La gestione alternatore comprende l'abbassamento della tensione di carica (U = 12,7 V) e la possibilità di recupero dell'energia nella fase di rilascio del motore. Se è attiva la gestione alternatore, una delle porte anteriori è aperta e la velocità di marcia è di v = 0 km/h, la gestione alternatore commuta alla modalità avviamento di emergenza o modalità officina. In questo caso la tensione dell'alternatore viene aumentata ad un valore costante di U = 14,3 V. La modalità avviamento esterno o la modalità officina viene annullata solo quando la velocità di marcia è di v > 0 km/h. Per evitare, nel corso di discese lunghe da passi di montagna, il sovraccarico della batteria della rete di bordo a causa del lungo disinserimento alimentazione in fase di rilascio viene attivato un disinserimento di protezione. Questo disinserimento di protezione disattiva il recupero dell'energia in presenza di una tensione elevata con assorbimento di corrente ridotto. Per ottenere, con una batteria della rete di bordo completamente carica (ad es. dopo un viaggio a temperature basse o una lunga discesa da un passo di montagna), di nuovo lo stato di carica ottimale pari all'80 %, la tensione viene ulteriormente ridotta.

P54.10-3013-08

Carica rapida:

 Tensione fino a U = 15 V

 Una volta dopo morsetto 50 ON (avviamento del motore)

 Carica ottimizzata della batteria della rete di bordo anche nell'esercizio su brevi distanze

 Durata t = da 20 s a 1 h

 Fine della carica rapida in presenza di una carica della batteria della rete di bordo dell'80 %

 Nessuna carica rapida nell'esercizio con rimorchio (con codice (550) Dispositivo di traino)

 Nessuna carica rapida in caso di batteria della rete di bordo troppo calda

Carica in funzione della temperatura:

 Carica rapida terminata, gestione alternatore impossibile

 Campo di tensione U = da 13,5 a 15 V

 Curva caratteristica di carica lineare

Passaggio alla gestione alternatore:

 Carica rapida terminata

 Funzionamento stabile del motore

 Temperatura batteria rete di bordo Tbatt > 15 °C (fino a 31.5.12), Tbatt > 10 °C (a partire da 1.6.12)

 Temperatura esterna Testerna > 15 °C (fino a 31.5.12), Testerna > 10 °C (a partire da 1.6.12)

 Stato di carica della batteria della rete di bordo > 70 %

 Nessun funzionamento con rimorchio (con codice (550) dispositivo di traino)

Gestione alternatore:

 Tensione U = 12,6 V (fino a 31.5.12), U = 12,7 V (a partire da 1.6.12), con alcune funzioni di illuminazione U = 13,5 V

 Stato di carica della batteria della rete di bordo dell'80 %

 Assorbimento di corrente ridotto degli utilizzatori

 In caso di climatizzatore ON e velocità elevata del ventilatore U = 14,3 V

Passaggio alla carica in fase di rilascio:

 Funzionamento stabile del motore

 Centralina di comando CDI o centralina di comando ME riconoscono fase di rilascio

Carica nella fase di rilascio:

 Tensione fino a U = 15 V

 Attivata dalla centralina di comando CDI o dalla centralina di comando ME

 Carica della batteria della rete di bordo quando vi è la possibilità di ottenere energia "gratuita"

Svolgimento della funzione regolazione dell'alternatore (gestione dell'alternatore)

La regolazione dell'alternatore (gestione alternatore) ha le seguenti caratteristiche:

 Ha luogo nella centralina di comando CDI o nella centralina di comando ME

 Regola la tensione nominale della gestione della rete di bordo

 Commuta, nella fase di rilascio, alla tensione di recupero

 in casi eccezionali mette a disposizione una tensione più bassa (ad es. protezione antistallo, avviamento a freddo in altitudine elevata, riscaldamento catalizzatore)

La regolazione alternatore comanda la potenza erogata dell'alternatore. La centralina di comando SAM vano posteriore legge i valori caratteristici della batteria rete di bordo messi a disposizione dal sensore della batteria sul LIN rete di bordo e calcola la tensione nominale dell'alternatore necessaria. Successivamente la centralina di comando SAM vano posteriore invia questo valore tramite CAN abitacolo, centralina di comando SAM lato anteriore e CAN autotelaio alla centralina di comando CDI o alla centralina di comando ME. La centralina di comando CDI o la centralina di comando ME valuta il valore tenendo presenti altri parametri di ingresso (ad es. climatizzatore ON) e calcola di conseguenza la tensione nominale ottimale dell'alternatore. Successivamente la centralina di comando CDI o la centralina di comando ME richiede la tensione nominale calcolata attraverso LIN trasmissione (LIN C1) all'alternatore che la regola di conseguenza. Inoltre la centralina di comando CDI o la centralina di comando ME verifica la plausibilità di altre grandezze d'influenza per escludere la carica eccessiva o insufficiente della batteria rete di bordo.

La centralina di comando CDI o la centralina di comando ME confronta la tensione nominale ottimale dell'alternatore con la potenza effettiva dell'alternatore ed è così in grado di rilevare lo stato energetico della rete di bordo. Il confronto continuo tra questi due valori e le corrispondenti correzioni vengono definiti gestione della potenza. La centralina di comando CDI o la centralina di comando ME invia informazioni sul grado di utilizzazione dell'alternatore tramite CAN autotelaio, centralina di comando SAM lato anteriore e CAN abitacolo alla centralina di comando SAM vano posteriore. Se viene riconosciuto che la tensione della rete di bordo non è sufficientemente alta la gestione della potenza viene gradualmente ridotta. L'alternatore può quindi fornire la sua massima potenza.

La gestione potenza nella centralina di comando CDI o nella centralina di comando ME acquisisce i valori della tensione nominale dell'alternatore inviati dalla centralina di comando SAM vano posteriore soltanto come valore indicativo, in quanto devono essere considerati anche determinati stati del veicolo, ad es. comfort motore, stabilità del minimo, avviamento motore e funzionamento irregolare del motore. La tensione nominale effettiva dell'alternatore risulta quindi dalla sovrapposizione della gestione potenza e delle tensioni nominali dell'alternatore inviate dalla centralina di comando SAM vano posteriore.

 Se viene riscontrato un guasto sul sensore della batteria, la gestione della rete di bordo commuta su una tensione fissa di U = 14,3 V. Questa caratteristica può essere inserita anche tramite un servizio di diagnosi, ad es. per controllare l'alternatore.

Svolgimento della funzione controllo dinamico del minimo

Il controllo dinamico del minimo regola il n. di giri al minimo del motore in modo tale che al minimo non si renda necessario il prelievo di corrente dalla batteria della rete di bordo. In presenza di un carico elevato di utilizzatori viene regolato un n. di giri al minimo più alto. Il numero di giri al minimo viene incrementato in modo preventivo. Non si tratta quindi di una risposta ad una mancanza di energia elettrica, bensì di una definizione preventiva del n. di giri al minimo necessario per il carico attuale.

I seguenti fattori vengono considerati nei calcoli effettuati nell'ambito del controllo dinamico del minimo:

 Avviamento del motore, funzionamento del motore

 Tensione batteria della rete di bordo

 Corrente batteria della rete di bordo

 Stato batteria della rete di bordo

 Corrente di eccitazione alternatore

 Grado di utilizzazione alternatore

 Stadio di disinserimento riduzione consumo utilizzatori

La centralina di comando CDI o la centralina di comando ME invia il segnale "motore in moto" e informazioni sul grado di utilizzazione dell'alternatore tramite CAN autotelaio, centralina di comando SAM lato anteriore e CAN abitacolo alla centralina di comando SAM vano posteriore.

Il sensore della batteria rileva informazioni sullo stato, sulla tensione e sulla corrente della batteria rete di bordo e le invia attraverso LIN rete di bordo alla centralina di comando SAM vano posteriore.

La centralina di comando SAM vano posteriore legge tutti i dati rilevanti, li valuta e calcola la corrente dell'alternatore necessaria. La massima corrente di eccitazione possibile viene calcolata dalla corrente di eccitazione attuale e dal grado di utilizzazione dell'alternatore. Le corrispondenti informazioni vengono lette dalla centralina di comando CDI o dalla centralina di comando ME tramite il LIN trasmissione. Tramite la massima corrente di eccitazione possibile viene determinata la massima corrente possibile dell'alternatore con differenti n. di giri al minimo. La centralina di comando SAM vano posteriore invia le corrispondenti richieste tramite CAN abitacolo, centralina di comando SAM lato anteriore e CAN autotelaio alla centralina di comando CDI o alla centralina di comando ME, che aumenta di conseguenza il n. di giri al minimo.

Alle seguenti condizioni il n. di giri al minimo viene resettato:

 Alternatore guasto

 Presenza contemporanea delle seguenti condizioni:

 Riduzione consumo utilizzatori non attiva

 Carico elevato utilizzatori non più presente

Svolgimento della funzione riduzione consumo utilizzatori (disinserimento di funzioni comfort)

Se l'alternatore non è più in grado di mettere a disposizione la potenza elettrica richiesta, il carico della rete di bordo viene ridotto mediante la riduzione consumo di funzioni comfort. Ciò evita un bilancio di carica troppo negativo della batteria della rete di bordo. La capacità di avviamento del motore rimane invariata. Se l'alternatore è di nuovo in grado di mettere a disposizione la potenza elettrica richiesta per la stabilizzazione della tensione della rete di bordo, le funzioni comfort vengono di nuovo inserite.

Quando la tensione della rete di bordo scende sotto U = 12,2 V viene attivata la funzione di riduzione consumo delle funzioni comfort. L'assorbimento di potenza del primo utilizzatore viene ridotto dopo un tempo di t = 20 s dopo l'avviamento del motore. Se le condizioni per la riduzione consumo rimangono invariate, successivamente ogni secondo viene ridotto l'assorbimento di potenza di un altro utilizzatore.

 Riduzione consumo utilizzatori in caso di innesco PRE-SAFE:
Il pretensionatore reversibile anteriore sinistro (A76) e il pretensionatore reversibile anteriore destro (A76/1) hanno correnti di avviamento e funzionamento molto elevate. Di conseguenza, per togliere carico alla rete di bordo al momento dell'innesco dei pretensionatori reversibili, l'assorbimento di potenza di alcuni utilizzatori ad alta potenza viene ridotto rapidamente per un intervallo di tempo di t = 2 s circa oppure essi vengono completamente disinseriti.

La centralina di comando SAM vano posteriore invia la richiesta di riduzione della potenza o di disinserimento di utilizzatori sul CAN abitacolo alle corrispondenti centraline di comando.

La sequenza per il disinserimento è riportata nella tabella seguente.

La sequenza di disinserimento fino a 31.5.12 è riportata nella seguente tabella.

Quando la tensione della rete di bordo è stata stabilizzata ad un valore superiore a U = 12,2 V, ha luogo l'annullamento della riduzione di consumo degli utilizzatori in successione inversa con un tempo di attesa di rispettivamente t = 1 s.

Un caso speciale della riduzione di consumo utilizzatori è rappresentato dal funzionamento di emergenza rete di bordo. Quest'ultimo viene attivato dalla gestione della rete di bordo nella centralina di comando SAM vano posteriore, se per un determinato intervallo di tempo si scende al di sotto di una soglia di tensione predefinita della batteria rete di bordo.

La gestione della rete di bordo sfrutta tutte le possibilità offerte dalla gestione dinamica del carico per ottenere un bilancio di carica positivo. Se la tensione della rete di bordo scende per t  10 s sotto U = 10,6 V, la centralina di comando SAM vano posteriore attiva la funzione del funzionamento di emergenza rete di bordo.

Come conseguenza diventano attive le seguenti funzioni della gestione dell'energia nell'esercizio di marcia:

 Minimo accelerato

 Disattivazione della gestione alternatore

 Riduzione consumo utilizzatori con disinserimento di utilizzatori per breve tempo

A differenza della riduzione consumo utilizzatori, la riduzione della potenza o il disinserimento degli utilizzatori avviene con un tempo di ciclo di t = 200 ms. Non appena la tensione della rete di bordo è stata stabilizzata per t  10 s ad un valore di U = 11,8 V o ha avuto luogo una variazione di stato da morsetto 15R a morsetto 15C, la centralina di comando SAM vano posteriore termina la funzione di funzionamento di emergenza rete di bordo.

Le funzioni attivate vengono annullate nella sequenza indicata:

 Minimo accelerato

 Riduzione consumo utilizzatori