열 매니지먼트, 기능 조건, 일반
• 회로 87M ON(엔진 제어 시스템 ON)
• 엔진 구동 중
열 매니지먼트, 일반
CDI 컨트롤 유닛(N3/9)에 의해 제어된 열 매니지먼트 기능이 냉각수 온도, 배기 가스 온도, 엔진 연료압을 제어합니다. 이는 다음과 같은 장점이 있습니다.
– 최적 운행 온도에 보다 빠르게 도달함
– 배기 가스 배출량 감소
– 연료 절감(약 4%까지)
– 난방 편의성 개선
열 매니지먼트는 다음 센서와 신호에 따라 실행됩니다.
– 열막식 에어 매스 센서(B2/5), 엔진 부하
– 흡기 온도 센서(B2/5b1)(모델 204, 207, 212), 흡기 온도 센서(B2/5b1)(모델 218)
– 부스트 압력 센서(B5/1), 엔진 부하
– 저압 배기 가스 터보차저 부스트 압력 센서(B5/4), 엔진 부하(엔진 651.913/925 제외)
– 냉각수 온도 센서(B11/4)(모델 204, 207, 212), 냉각수 온도 센서(B11/4)(모델 218)
– 충전 공기 온도 센서(B17/8)
– 디젤 필터 상류 온도 센서(B19/9)(코드(474) 입자 필터 장착)
– DPF 차압 센서(B28/8)(코드(474) 입자 필터 장착)
– 가속 페달 센서(B37), 가속 페달 작동(속도 및 거리 → 주행 방식: 정적 또는 동적)
– 퓨즈 모듈과 릴레이 모듈이 있는 전방 SAM 컨트롤 유닛(N10/1), 외부 온도, 섀시 CAN(CAN E)을 거쳐
– 크랭크 샤프트 위치 센서(L5)(코드(B03) ECO 시동 정지 기능 제외) 또는 크랭크 샤프트 홀센서(B70)(코드(B03) ECO 시동 정지 기능 포함), 엔진 속도
– 연료 온도 센서(B50)
– CDI 컨트롤 유닛 온도 센서
전자 변속 제어장치 컨트롤 유닛(N15/3)(코드(423) 5단 자동 변속기(NAG) 장착), 변속 단계, 구동 CAN(CAN C)을 거쳐
– 자동 에어컨 컨트롤 유닛 및 조작 유닛(N22/7), 에어컨 상태, 실내공간 CAN(CAN B), 퓨즈 모듈과 릴레이 모듈이 있는 전방 SAM 컨트롤 유닛 및 섀시 CAN을 거쳐
- 전자식 주행 안정 시스템 컨트롤 유닛(N30/4)(코드(233) DISTRONIC PLUS 제외) 또는 전자식 주행 안정 시스템 컨트롤 유닛 Premium(N30/7)(코드(233) DISTRONIC PLUS 장착)(모델 204 제외), 차량 속도, 섀시 CAN(CAN E)을 거쳐
– 완전 내장형 변속 제어장치 컨트롤 유닛(Y3/8)(코드(427) 7단 자동 변속기 장착), 변속 단계, 구동 CAN(CAN C)을 거쳐
– 완전 내장형 변속 제어장치 컨트롤 유닛(코드(427) 7단 자동 변속기 장착), 변속기 오일 냉각 요청, 구동 CAN을 거쳐
– 열교환기 차단 밸브(Y58/13)(2011년 3월부터, 코드(427) 7단 자동 변속기 장착)(모델 204.9 제외, 2012년 6월 1일부터)
전자식 주행 안정 시스템 컨트롤 유닛은 2011년 3월 1일(모델 204.0/2) 또는 2011년 6월 1일(모델 204.3)부터 2가지 버전으로 장착됩니다.
- 전자식 주행 안정 시스템 컨트롤 유닛, 기본 버전(코드(233) DISTRONIC PLUS 제외)
- 전자식 주행 안정 시스템 컨트롤 유닛, Premium 버전(코드(233) DISTRONIC PLUS 장착)
2011년 2월 28일(모델 204.0/2) 또는 2011년 5월 31일(모델 204.9)까지의 차량 및 2011년 6월 1일(모델 204.9)부터의 차량에는 기본 버전의 전자식 주행 안정 시스템 컨트롤 유닛이 장착됩니다.
열 매니지먼트, 기능 절차
열 매니지먼트는 다음 항목으로 구분되어 기술됩니다.
• 재시동 단계, 기능 절차
• 냉각수 서모스탯 가열, 기능 절차
• 가열연소 과정, 기능 절차
• 연료 예열, 기능 절차
• 탱크 보호, 기능 절차
• 팬 제어, 기능 절차
• 냉각기 셔터(모델 204.0(4MATIC) 제외, 모델 212(4MATIC) 제외), 기능 절차
• 과열 방지, 기능 절차
• 변속기 오일 냉각(2011년 3월부터, 코드(427) 7단 자동 변속기 장착), 기능 절차
재시동 단계, 기능 절차
재시동 단계에서 다음 조치가 실행되어 엔진이 보다 빠르게 예열되고 이에 따라 배기 가스 배출이 감소됩니다.
– 냉각수 펌프 전환 밸브(Y133)를 이용해 냉각수 펌프를 차단하여 냉각수 순환 중단
– 오일 분사 노즐 차단 밸브(Y131)를 이용해 오일 분사 노즐의 엔진 오일 공급을 차단하여 피스톤 냉각 중단
냉각수 펌프 전환 밸브는 CDI 컨트롤 유닛에서 접지 측으로 전환되는 최종단계에 의해 작동되며 진공압으로 냉각수 펌프의 바이패스를 제어합니다. 이를 통해 엔진이 더 신속하게 가열되어 배기 가스 배출이 감소합니다.
다음과 같은 조건이 충족될 경우, 냉간 시동 시 냉각수 펌프가 최대 500초 동안 차단됩니다.
– CDI 컨트롤 유닛에 저장된 흡기 온도 및 냉각수 온도의 한계값과 분사된 전체 연료량의 한계값에 아직 도달하지 않음
– 엔진 속도 또는 분사량이 지정된 한계값을 초과하지 않음
– 자동 에어컨 컨트롤 유닛 및 조작 유닛이 "난방"을 요청하지 않음
냉각수 펌프 차단 관련 조건이 더 이상 충족되지 않거나 최대 차단 시간인 500초가 경과되면 CDI 컨트롤 유닛이 냉각수 펌프 전환 밸브의 작동을 종료합니다.
환기 연결부를 거쳐 전환 밸브가 환기되고, 냉각수 펌프의 바이패스는 다시 닫힙니다. 이를 통해 냉각수 펌프가 작동하고 냉각수가 다시 순환됩니다.
엔진 오일 온도가 높은 경우 엔진 속도에 따라 오일 분사 노즐 작동이 중단될 수 있습니다.
다음과 같은 조건이 충족되면 재시동 단계에서 오일 분사 노즐이 차단됩니다.
– 엔진 오일 온도 > –10°C
– 최대 차단 시간(엔진 출력, 흡기 온도, 엔진 오일 온도에 의해 결정됨)에 도달하지 않음
– 엔진 속도 또는 분사량이 지정된 한계값에 도달하지 않음
냉각수 서모스탯 가열, 기능 절차
CDI 컨트롤 유닛은 특성곡선에 따라 접지 신호를 이용하여 냉각수 서모스탯 가열 소자(R48)를 작동합니다. CDI 컨트롤 유닛은 "회로 87"을 거쳐 전원을 공급합니다.
온도가 높아지면 냉각수 서모스탯에 있는 이판식 서모스탯이 열리고, 이로써 냉각수 온도가 낮아집니다.
이판식 서모스탯의 오프닝 정도는 전기 흐름 시간을 통해 정해집니다.
냉각수 서모스탯 가열 소자는 냉각수 온도를 약 55°C - 106°C 범위에서 조절합니다.
온도가 약 106°C보다 높아지면 이판식 서모스탯은 비상 작동 기능에 의해 구동 상태와 상관 없이 완전히 개방됩니다.
이판식 서모스탯은 다음과 같은 위치로 조정됩니다.
– 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 온도를 조절하면 다음과 같은 장점이 있습니다.
– 운행 온도에 보다 빠르게 도달함
– 배기 가스 감소
– 난방 편의성이 개선됨
도식 서술 |
67 | 냉각수 서모스탯 |
A | 바이패스 모드 위치 |
B | 혼합 모드 위치 |
C | 냉각 모드 위치 |
K | 냉각기로 |
M | 엔진으로부터 |
W | 워터 펌프로 |
P20.10-2196-04
가열 연소 과정, 기능 절차
가열 연소 과정에서는 새로운 연소 방법이 적용되어 엔진 측에서 더 많은 열이 냉각수에 전달됩니다.
다음과 같은 기능 조건이 동시에 충족되어야 합니다.
– 가속 페달 센서에 의해 감지된 가속 페달 위치가 80%보다 낮음(부분 부하)
– 디젤 필터(DPF)가 재생 모드가 아님(코드(474) 입자 필터 장착)
– 자동 에어컨 컨트롤 유닛 및 조작 유닛으로부터 최소 90%의 히터 출력이 요청됨
– 외기 온도가 7°C 미만임(4°C가 되면 퓨즈 모듈과 릴레이 모듈이 있는 전방 SAM 컨트롤 유닛에 의해 재활성화됨)
– 냉각수 온도 센서(모델 204, 207, 212) 또는 냉각수 온도 센서(모델 218)에 의해 감지된 냉각수 온도가 82°C 미만임(74°C일 때 재활성화됨)
가열 연소 과정 동안 연료 인젝터(Y76)는 예비 분사를 2번 실행하여 연료량을 뚜렷이 증가시키고 메인 분사를 지연시켜 배기 가스 온도를 상승시킵니다. 이때 배기 가스 재순환 장치(EGR)와 함께 작용하여 엔진 내부의 더 많은 열이 냉각수에 전달되고 이를 통해 최적의 작동 온도에 더 빨리 도달하여 차량 승객실의 난방이 개선됩니다.
가속 페달이 작동되지 않는 경우 CDI 컨트롤 유닛은 주행 조건 및 엔진 부하에 따라 공회전 속도를 조절하고 안정화하며 상승시킵니다.
연료 예열, 기능 절차
다음과 같은 제어 절차가 실행되어 연료가 예열됩니다.
• 압력 조절 밸브(Y74) 제어
• 2 컨트롤러 컨셉 제어
• 용량 조절 밸브(Y94) 제어
압력 조절 밸브 제어
레일 압력은 시동 절차 시 압력 조절 밸브에 의해 연료를 예열하기 위하여 조절됩니다. 용량 조절 밸브는 제어되어 개방됩니다.
다음과 같은 조건 중 하나라도 충족되면 압력 조절 밸브가 제어됩니다.
- 공회전 시 엔진 시동 후 30초까지
- 연료 온도 20°C까지
연료는 압력 조절 밸브의 미세한 틈을 통해 고압으로 흐릅니다. 이에 따라 차가운 연료가 압력 조절 밸브 제어에 의해 빠르게 가열됩니다.
2 컨트롤러 컨셉 제어
공회전 및 오버런 모드에서 레일 압력을 압력 조절 밸브와 용량 조절 밸브가 함께 제어합니다.
용량 조절 밸브 제어
레일 압력은 엔진 시동 후 30초부터 그리고 연료 온도 20°C부터 용량 조절 밸브에 의해 조절됩니다.
2 컨트롤러 컨셉 제어 및 용량 조절 밸브 제어가 실행되면 연료는 압력 조절 밸브 제어가 실행될 때보다 약하게 가열됩니다.
탱크 보호, 기능 절차
고압 펌프에 의해 연료압이 4.5 bar에서 1800 bar로 상승하면 연료의 온도도 상승합니다.
연료 탱크가 과열되지 않도록 CDI 컨트롤 유닛은 연료 온도 센서를 판독하여 고압 펌프로 공급되는 연료의 온도를 감시합니다.
고압 펌프로 공급되는 연료의 온도가 90°C 이상으로 상승하면 CDI 컨트롤 유닛은 압력 조절 밸브를 통해 분사량과 레일 압력을 낮춥니다. 이를 통해 압축되는 연료량이 줄어듭니다.
CDI 컨트롤 유닛은 용량 조절 밸브를 구동시켜 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 유닛은 제어장치가 내장된 에어컨 및 연소 엔진 팬모터(M4/7)를 구동합니다. 이때 CDI 컨트롤 유닛은 펄스폭 변조 신호(PWM 신호)에서 팬 규정 속도를 규정합니다.
PWM 신호의 점멸비는 10 - 90%입니다.
점멸비의 의미는 다음과 같습니다(예).
10% 팬모터 "OFF"
20% 팬모터 "ON", 최소 회전수
90% 팬모터 "ON", 최대 회전수
제어장치가 내장된 에어컨 및 연소 엔진 팬모터에서 발생한 오류는 PMW 신호로 CDI 컨트롤 유닛에 전송됩니다.
CDI 컨트롤 유닛의 신호 케이블에 장애(신호 없음)가 있으면 제어장치가 내장된 에어컨 및 연소 엔진 팬모터는 최대 회전수(팬 비상 작동)로 자동 전환됩니다.
자동 에어컨 컨트롤 유닛 및 조작 유닛은 에어컨 상태를 실내공간 CAN 및 섀시 CAN을 거쳐 CDI 컨트롤 유닛으로 전송합니다.
팬 애프터런
냉각수 온도 또는 엔진 오일 온도(온도 모델에서 계산)가 규정된 최대값을 초과하면 "점화장치 OFF" 상태에서 팬모터 애프터런이 최대 5분 동안 실행됩니다.
팬 애프터런이 실행될 때 PWM 신호의 점멸비는 최대 40%입니다. 이때 배터리 전압이 너무 많이 낮아지면 팬 애프터런이 중단됩니다.
냉각기 셔터(모델 204.0(4MATIC) 제외, 모델 212(4MATIC) 제외, 모델 204.9 제외), 기능 절차
연료 소비량(낮은 공기 저항을 통해)을 줄이기 위해 냉각기 셔터가 닫힙니다. 또한 엔진실 냉각 출력도 감소하며 엔진 외부 소음이 줄어듭니다.
CDI 컨트롤 유닛은 엔진에 시동이 걸리면 접지 신호로 냉각기 셔터 액추에이터(Y84)를 구동합니다. 이로써 진공장치에 진공압이 생성되고 냉각기 셔터가 링키지에 의해 닫힙니다.
냉각수 온도가 106°C가 되면 냉각기 셔터가 열리고 94°C가 되면 다시 닫힙니다.
과열 방지, 기능 절차
과열 방지 기능은 엔진의 과열 손상을 방지합니다. 냉각수 온도가 106°C 이상인 경우, CDI 컨트롤 유닛에 저장된 특성곡선에 따라 분사량이 감소합니다. 감소 정도는 냉각수 온도와 오일 온도에 따라 조정됩니다. 이를 위해 CDI 컨트롤 유닛은 냉각수 온도 센서(모델 204, 207, 212) 또는 냉각수 온도 센서(모델 218), 오일 온도 센서(B1), 배기 가스 터보차저 상류 온도 센서(B19/11)(배기 가스 터보차저 보호장치)를 판독합니다.
입력 신호 평가 후 CDI 컨트롤 유닛은 용량 조절 밸브와 압력 조절 밸브로 레일 연료압을 조절하고 연료 인젝터를 구동하여 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 CAN을 거쳐 계기반으로 전송합니다.
변속기 오일 냉각(03/11부터, 코드(427) 7단 자동 변속기 장착), 기능 절차
변속기 오일 온도를 낮추기 위해 변속기 오일이 열교환기를 거쳐 전달됩니다. 열교환기는 평판식 냉각기로 설계되었으며 냉각수 회로에 내장되어 있습니다.
열냉각기는 디스크 구조로 설계되었으며 오일 전달면과 냉각수 전달면의 각 디스크에서 순환 실링이 실행됩니다. CDI 컨트롤 유닛이 열교환기 차단 밸브(Y58/13)를 구동하면 냉각수가 필요에 따라 열교환기를 통과하지 않고 흘러 열교환기 냉각출력이 감소합니다.
최대 온도 제한 외에 가열된 냉각수가 열교환기에 공급되어 변속기 오일이 빠르게 작동 온도에 도달하여 마찰 손실이 최소화됩니다.
참조 문서
- gf0716p9997om Common-Rail Diesel Injection(CDI) 시스템 부품 개요