열 매니지먼트 기능 조건, 일반
• 회로 87M(엔진 매니지먼트 ON)
• 엔진 작동 중
열 매니지먼트, 일반
CDI 컨트롤 유닛(N3/9)에 의해 열 매니지먼트를 이용하면 냉각수 온도, 배기가스 온도, 엔진 연료압이 조절됩니다. 이 기능에는 다음과 같은 장점이 있습니다.
• 최적의 작동 온도에 보다 빠르게 도달함
• 배기가스 배출량 감소
• 연료 절감(최대 약 4%)
• 난방 편의성 개선
• 엔진 과부하 시 구성품 보호
열 매니지먼트는 다음 센서와 신호에 따라 제어됩니다.
• 엔진 오일 온도 센서(B1)
• 열막식 에어 매스 센서(B2/5), 엔진 부하
• 흡기 온도 센서(B2/5b1)
• 부스트 압력 센서(B5/1) 및 저압 배기가스 터보차저 부스트 압력 센서(B5/4), 엔진 부하
• 냉각수 온도 센서(B11/4)
• 급기 온도 센서(B17/8)
• 디젤 필터 상류 온도 센서(B19/9)(코드 474(입자 필터) 포함)
• DPF 차압 센서(B28/8)(코드 474(입자 필터) 포함)
• 가속 페달 센서(B37), 가속 페달 작동(속도 및 거리 → 주행 방식: 정적 또는 동적)
• 연료 온도 센서(B50)
• 크랭크 샤프트 홀센서(B70), 엔진 속도
• CDI 컨트롤 유닛 온도 센서
• SAM 컨트롤 유닛(N10), 외부온도(실내공간 CAN(CAN B), 전자식 점화 스위치 컨트롤 유닛(N73), 섀시 CAN 1(CAN E1) 이용)
• 자동 에어컨 컨트롤 및 조작 유닛(N22/7), 에어컨 상태(실내공간 CAN, 전자식 점화 스위치 컨트롤 유닛 및 섀시 CAN 1 이용)
• 전자식 주행 안정 시스템 컨트롤 유닛(N30/4), 차량 속도(섀시 CAN 1 이용)
• 완전 내장형 변속 제어 장치 컨트롤 유닛(Y3/8n4), 변속단계(구동 CAN(CAN C) 이용)
열 매니지먼트, 기능 절차
열 매니지먼트는 다음 항목으로 구분되어 기술됩니다.
• 재시동 단계, 기능 절차
• 냉각수 서모스탯 가열, 기능 절차
• 가열 연소 과정, 기능 절차
• 연료 예열, 기능 절차
• 연료 탱크 보호, 기능 절차
• 팬 제어, 기능 절차
• 냉각기 셔터, 기능 절차
• 과열 방지, 기능 절차
재시동 단계, 기능 절차
재시동 단계에서 오일 분사 노즐 차단 밸브(Y131)로 오일 분사 노즐의 엔진 오일 공급을 차단하여 피스톤 냉각을 중단함으로써, 엔진을 더욱 신속하게 가열할 수 있습니다. 또한 냉각수 펌프 전환 밸브(Y133)를 이용해 냉각수 펌프를 차단하여 냉각수 순환을 중단할 수 있습니다. 냉각수 펌프 전환 밸브는 CDI 컨트롤 유닛에서 접지 연결부 쪽으로 전환되는 출력단을 통해 작동되며 진공압으로 냉각수 펌프의 바이패스를 제어합니다. 이로 인해 엔진이 더 신속하게 가열되어 배기가스 배출량이 감소합니다.
다음과 같은 조건이 충족되면, 냉간 시동 시 냉각수 펌프가 최대 300s 동안 차단됩니다.
• 엔진 시동 시 흡기 온도 및 냉각수 온도의 한계값과 엔진 시동 시에 분사된 전체 연료량의 한계값에 아직 도달하지 않음(이는 CDI 컨트롤 유닛에 저장되어 있음)
• 자동 에어컨 컨트롤 및 조작 유닛이 "난방"을 요청하지 않음
• 엔진 속도 또는 분사량이 지정된 한계값을 초과하지 않음
냉각수 펌프 차단 관련 조건이 더 이상 충족되지 않거나 최대 차단 시간인 300s에 도달하면 CDI 컨트롤 유닛은 냉각수 펌프 전환 밸브의 작동을 종료합니다. 환기 연결부를 통해 냉각수 펌프 전환 밸브가 환기되고, 냉각수 펌프의 바이패스가 다시 닫힙니다. 그러면 냉각수 펌프가 작동하고 냉각수가 다시 순환됩니다. 냉각수 펌프가 한 번 활성화되면, 전체 점화 사이클 동안 활성화 상태가 유지됩니다.
엔진 오일 온도가 높을 때는 엔진 속도에 따라 오일 분사 노즐 작동이 중단될 수 있습니다.
다음과 같은 조건이 전부 충족되면, 재시동 단계에서 오일 분사 노즐이 차단됩니다.
• 엔진 오일 온도 > -5°C
• 최대 차단 시간(엔진 시동 시 엔진 오일 온도, 흡기 온도, 엔진 출력에 의해 결정됨)에 도달하지 않음
• 엔진 속도 또는 분사량이 지정된 한계값에 도달하지 않음
냉각수 서모스탯 가열, 기능 절차
CDI 컨트롤 유닛은 주행 조건(특성곡선에 따라 결정)에 따라 접지 신호로 냉각수 서모스탯 가열 소자(R48)를 작동합니다. CDI 컨트롤 유닛이 "회로 87"을 통해 전원을 공급합니다.
가열이 되면 냉각수 온도가 낮을 때에 이미 냉각수 서모스탯에 있는 이판식 서모스탯이 열리고, 이로 인해 냉각수 온도가 낮아집니다.
이판식 서모스탯의 오프닝 단면은 전류가 공급되는 시간에 의해 그리고 냉각수 온도를 통해 결정됩니다. 냉각수 서모스탯 가열 소자는 냉각수 온도를 약 55°C - 106°C 범위에서 조절합니다. 이판식 서모스탯은 온도가 약 106°C일 때부터 비상 작동 기능을 이용해 작동 여부와 상관없이 완전히 열립니다.
이판식 서모스탯의 위치는 다음과 같습니다.
• 바이패스 모드 위치: t < 55°C, 냉각수는 엔진 내에서만 흐름, 승객실 히터를 통과할 수 있음
• 혼합 모드 위치: 55°C < t < 106°C, 냉각수 서모스탯이 열림, 냉각수 유입이 시작됨
• 냉각 모드 위치: t > 106°C, 냉각수 서모스탯이 열려 있음, 냉각수가 완전히 유입됨
엔진 냉각수 온도 제어에는 다음과 같은 장점이 있습니다.
• 작동 온도에 보다 빠르게 도달함
• 배기가스 감소
• 난방 편의성 개선
• 엔진 과부하 시 구성품 보호
도식 서술 |
67 | 냉각수 서모스탯 |
A | 바이패스 모드 위치 |
B | 혼합 모드 위치 |
C | 냉각 모드 위치 |
K | 냉각기로 전달 |
M | 엔진에서 전달 |
W | 워터 펌프로 전달 |
P20.10-2196-04
가열 연소 과정, 기능 절차
가열 연소 과정에서는 새로운 연소 방법을 이용해 엔진 측에서 더 많은 열이 냉각수에 전달됩니다.
다음과 같은 기능 조건이 동시에 충족되어야 합니다.
• 가속 페달 센서에 의해 감지된 가속 페달 위치가 80% 이하(부분 부하)
• 디젤 필터(DPF)가 재생 모드가 아님(코드 474(입자 필터) 포함)
• 자동 에어컨 컨트롤 및 조작 유닛의 최소 90% 히터 출력 요청
• 외부온도가 7°C 미만임(4°C일 때 SAM 컨트롤 유닛에 의해 다시 활성화됨)
• 냉각수 온도 센서의 냉각수 온도가 82°C 미만임(74°C일 때 다시 활성화됨)
가열 연소 과정 동안 연료 인젝터(Y76)는 예비 분사를 2번 실행하여 연료량을 뚜렷이 늘리고 메인 분사를 지연하여 배기가스 온도를 높입니다. 이때 배기가스 재순환 장치(AGR)와 함께 작용하여 엔진 내부의 더 많은 열이 냉각수에 전달되고 이로 인해 최적의 운행 온도에 더 빨리 도달하여 차량 승객실의 난방이 개선됩니다. 이를 위해 CDI 컨트롤 유닛이 배기가스 재순환 액추에이터(Y27/9)를 작동합니다.
가속 페달이 작동되지 않는 경우 CDI 컨트롤 유닛은 주행 조건 및 엔진 부하에 따라 공회전 속도를 제어하고 안정화하며 높입니다.
연료 예열, 기능 절차
다음과 같은 제어 방법으로 연료가 예열됩니다.
• 압력 조절 밸브(Y74) 제어
• 용량 조절 밸브(Y94) 제어
압력 조절 밸브 제어
시동 절차 시 연료를 예열하기 위해 압력 조절 밸브를 이용해 연료압을 조절합니다. 용량 조절 밸브가 컨트롤되어 열립니다.
다음과 같은 조건 중 하나라도 충족되면 압력 조절 밸브가 제어됩니다.
• 엔진 시동 후 공회전 상태에서 30s까지
• 연료 온도가 20°C에 도달할 때까지
연료는 압력 조절 밸브의 미세한 틈을 통해 고압으로 흐릅니다. 따라서 차가운 연료가 압력 조절 밸브 제어에 의해 빠르게 가열됩니다.
용량 조절 밸브 제어
연료압은 엔진 시동 후 30s부터, 연료 온도 20°C부터 용량 조절 밸브에 의해 제어됩니다.
연료 탱크 보호, 기능 절차
연료압이 고압 펌프를 이용해 4.5bar에서 1,800bar까지 증가되면, 연료 온도도 높아집니다.
연료 탱크가 과열되지 않도록 CDI 컨트롤 유닛은 연료 온도 센서를 판독하고, 이로 인해 고압 펌프로 공급되는 연료의 온도를 감시합니다.
고압 펌프로 공급되는 연료의 온도가 90°C 이상으로 상승하면 CDI 컨트롤 유닛은 압력 조절 밸브를 이용해 분사량과 연료 압력을 낮춥니다. 이로 인해 압축되는 연료량이 줄어듭니다.
CDI 컨트롤 유닛은 용량 조절 밸브를 이용해 남는 연료를 연료 탱크로 다시 되돌려 보냅니다. 고압 펌프로 공급되는 연료의 온도가 90°C 이하로 낮아지면 CDI 컨트롤 유닛은 탱크 보호 기능을 비활성화합니다.
팬 제어, 기능 절차
CDI 컨트롤 유닛이 팬 모터(M4/7)를 작동합니다. 이때 CDI 컨트롤 유닛은 펄스폭 변조 신호로 팬 규정 속도를 규정합니다.
펄스폭 변조 신호의 점멸비는 10 - 90%입니다.
점멸비의 의미는 다음과 같습니다(예).
• 10%: 팬 모터 "OFF"
• 20%: 팬 모터 "ON", 최소 회전수
• 90%: 팬 모터 "ON", 최대 회전수
팬 모터의 오류는 PWM 신호를 이용해 CDI 컨트롤 유닛에 전달됩니다. 신호 케이블에 장애가 있는 경우(주파수 오류) CDI 컨트롤 유닛이 팬 모터를 최대 속도(팬 비상 작동)로 자동 전환합니다.
자동 에어컨 컨트롤 및 조작 유닛이 팬 요청을 포함하여 에어컨 상태를 실내공간 CAN 및 섀시 CAN 1을 통해 CDI 컨트롤 유닛으로 전송합니다. CDI 컨트롤 유닛이 유효한 팬 요청을 자동 에어컨 컨트롤 및 조작 유닛으로부터 수신하지 못하면, 팬 모터가 최대 속도로 작동됩니다.
팬 애프터런
냉각수 온도, 차량 속도 및 외부온도로부터 계산된 열입력(마지막 6분의 평균)이 규정된 임계값을 초과하면, "점화 장치 OFF" 상태에서 팬 모터 런 온이 최대 5min 동안 실행됩니다.
팬 애프터런이 실행될 때 펄스폭 변조 신호의 점멸비는 최대 40%입니다. 이때 배터리 전압이 지나치게 낮아지면 팬 애프터런이 중단됩니다.
팬 애프터런은 "점화 장치 ON"에 의해 중단되지 않습니다. 팬 애프터런 동안 엔진을 시동하는 경우 일반 모드의 팬 제어는 팬 애프터런이 완료될 때까지 억제됩니다.
냉각기 셔터, 기능 절차
연료 소비량을 줄이기 위해(낮은 공기 저항을 이용) 냉각기 셔터가 닫힙니다. 또한 엔진실 냉각 기능도 낮춰지고 엔진 외부 소음이 줄어듭니다. CDI 컨트롤 유닛은 엔진 시동 후 접지 신호로 냉각기 셔터 액추에이터(Y84)(코드 550(트레일러 히치) 제외)를 작동합니다. 이로써 진공 장치에 진공압이 생성되고 냉각기 셔터가 링키지에 의해 닫힙니다. 냉각수 온도가 106°C에 도달하면 냉각기 셔터가 열리고, 94°C가 되면 다시 닫힙니다.
기타 개방 조건:
• 팬 애프터런 요청
• 에어컨 기본 환기 요청
• 급기 온도 임계값 초과
• 구성품 보호를 위해 냉각수 온도 하강 요청
과열 방지, 기능 절차
과열 방지 기능은 엔진 과열 손상을 방지합니다. 냉각수 온도가 106°C 이상인 경우, CDI 컨트롤 유닛에 저장된 특성곡선에 따라 분사량이 감소합니다. 이는 냉각수 온도와 오일 온도에 따라 감소합니다.
이를 위해 CDI 컨트롤 유닛은 냉각수 온도 센서, 엔진 오일 온도 센서, 배기가스 터보차저 상류 온도 센서(B19/11)(배기가스 터보차저 보호)의 신호를 판독합니다. 입력 신호 평가 후 CDI 컨트롤 유닛은 용량 조절 밸브와 압력 조절 밸브를 이용해 레일 연료압을 조절하고 연료 인젝터를 작동하여 분사 시간을 조절합니다.
엔진 오일 온도 및 냉각수 온도가 너무 높을 경우, 경고 메시지가 계기반(A1) 다기능 표시창(A1p13)에 표시됩니다. 이를 위해 CDI 컨트롤 유닛은 해당 신호를 섀시 CAN 1, 전자식 점화 스위치 컨트롤 유닛 및 섀시 CAN 2(CAN E2)를 통해 계기반으로 전송합니다.
참조 문서
- gf0716p9997olf Common-Rail Diesel Injection(CDI) 시스템 부품 개요