热量管理的功能要求, 概述要点
• 电路 87 (发动机管理系统开启)
• 发动机运行
热量管理, 概述
共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元 (N3/9) 控制的热量管理系统调节发动机的冷却液温度, 排气温度和燃油压力. 具有以下优点:
• 快速达到最佳工作温度
• 减少废气排放
• 节约燃油 (最高约 4%)
• 加热舒适性提高
• 发动机负荷较高时为部件提供保护
根据以下传感器和信号进行热量管理控制:
• 发动机油温度传感器 (B1)
• 左侧热膜式空气质量流量传感器 (MAF) (B26), 发动机负荷
• 左侧进气温度传感器 (B2/6b1)
• 右侧热膜式空气质量流量传感器 (MAF) (B27), 发动机负荷
• 右侧进气温度传感器 (B2/7b1)
• 增压压力传感器 (B51), 发动机负荷
• 冷却液温度传感器 (B11/4)
• 增压空气温度传感器 (B17/8)
• 柴油微粒滤清器上游的温度传感器 (B19/9)
• 柴油微粒滤清器 (DPF) 压差传感器 (B28/8)
• 油门踏板传感器 (B37), 油门踏板促动 (多快和多远 → 车辆驾驶稳重型或运动型)
• 燃油温度传感器 (B50)
• 曲轴霍尔传感器 (B70), 发动机转速
• 前部信号采集及促动控制模组 (SAM) 控制单元 (N10/6), 通过车内控制器区域网络 (CAN) (控制器区域网络总线 B 级 (CAN B)), 电子点火开关控制单元 (N73), 悬挂 FlexRay (Flex E), 传动系统控制单元 (N127) 和传动系统控制器区域网络 (CAN) (CAN C1) 传送的车外温度
• 智能气候控制系统控制单元 (N22/1), 通过车内控制器区域网络 (CAN), 电子点火开关控制单元, 底盘 FlexRay, 传动系统控制单元和传动系统控制器区域网络 (CAN) 传送的空调状态
• 电控车辆稳定行驶系统 (ESP) 控制单元 (N30/4), 通过底盘 FlexRay, 传动系统控制单元和传动系统控制器区域网络 (CAN) 传送的车轮转速
• 完全集成式变速箱控制单元 (Y3/8n4) (装配 7 速自动变速箱 (7G-TRONIC)/代码 (427) 或装配 9 速自动变速箱 (9G-TRONIC)/代码 (421)), 通过传动系统控制器区域网络 (CAN) 传送的档位范围
热量管理的功能顺序
热量管理按下列各项进行说明:
• 起动后阶段的功能顺序
• 冷却液节温器的功能顺序
• 最大加热燃烧的功能顺序
• 燃油预热系统的功能顺序
• 燃油箱保护的功能顺序
• 风扇控制的功能顺序
• 散热器百页窗的功能顺序
• 增压空气冷却的功能顺序
• 过热保护的功能顺序
起动后阶段的功能顺序
在起动后阶段, 可借助于冷却液泵转换阀 (Y133) 通过关闭冷却液泵中断冷却液循环.
在此过程中, 冷却液泵转换阀由共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元中切换至接地的输出级促动, 并利用真空控制冷却液泵中的旁通回路. 在此期间, 发动机更迅速暖机, 因此减少了废气排放.
如果满足以下条件, 则冷却液泵会在冷起动时关闭最长 300 秒:
• 从发动机起动开始, 仍未达到共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元中存储的进气空气和冷却液温度以及总喷油量限值.
• 智能气候控制系统控制单元未发出 "加热" 请求.
• 发动机转速或喷油量尚未超出其规定限值.
如果不再满足切断冷却液泵的条件, 则会达到 300 秒的最长切换时间, 且共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元结束对冷却液泵转换阀的促动.
冷却液泵转换阀通过通气连接进行通风, 冷却液泵中的旁通回路再次关闭. 因此, 冷却液泵打开, 并重新建立冷却液循环. 一旦启用, 冷却液泵便会在整个点火顺序中保持启用.
冷却液节温器的功能顺序
双盘式节温器可处于以下位置:
• 短路模式位置; t < 87 °C; 仅发动机中存在冷却液流, 可流经乘客舱加热器
• 混合模式位置; 87 °C < t < 102 °C; 双盘式节温器打开, 冷却液循环开始
• 散热器模式位置; t > 102 °C; 双盘式节温器打开, 完整的散热器循环
调节发动机冷却液温度有如下优点:
• 更快达到工作温度
• 减少排放
• 加热舒适性提高
• 在发动机负荷较高时为部件提供保护
示意图 |
67 | 冷却液节温器 |
A | 短路模式位置 |
B | 混合燃油模式位置 |
C | 散热器工作位置 |
K | 至散热器 |
M | 自发动机 |
W | 至冷却液泵 |
P20.10-2196-04
最大加热燃烧的功能顺序
在最大加热燃烧的情况下, 发动机侧的新燃烧策略使更多的热量传递至冷却液.
必须同时满足以下功能条件:
• 由油门踏板传感器检测的油门踏板位置低于 80% (部分负荷)
• 柴油微粒滤清器 (DPF) 未处于再生模式
• 智能气候控制系统控制单元至少需要 90% 的热量输出
• 车外空气温度低于 7 °C (在 4 °C 时由前部信号采集及促动控制模组 (SAM) 控制单元重新接通)
• 来自冷却液温度传感器的冷却液温度低于 82 °C (在 74 °C 时重新接通)
在最大加热燃烧期间, 增加燃油量并延迟主喷射可通过喷油器 (Y76) 的 2 次提前喷射实现更高的废气温度. 该过程结合废气再循环 (EGR) 使更多的热量传递至发动机内部的冷却液, 从而更快达到最佳工作温度, 并改善对车厢内部的加热效果. 为此, 共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元促动废气再循环促动器 (Y27/9).
没有促动油门踏板时, 共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元根据工况和发动机负荷调节, 稳定和增加怠速转速.
燃油预热系统的功能顺序
燃油预热通过以下调节策略实现:
• 调压阀 (Y74) 调节
• 双调节器概念调节
• 油量控制阀 (Y94) 调节
调压阀调节
在起动及燃油加热过程中, 燃油压力通过调压阀进行调节. 油量控制阀以可控方式打开.
满足以下条件之一时, 进行调压阀调节:
• 发动机起动后怠速达 30 秒
• 燃油温度达到 20 °C
调压阀调节通过高压迫使燃油穿过调压阀中的一个狭窄缝隙, 从而使较冷的燃油迅速加热.
双调节器概念调节
在怠速及减速模式下, 燃油压力由调压阀和油量控制阀共同进行调节.
油量控制阀调节
在发动机起动 30 秒后且燃油温度达到 20 °C 时, 燃油压力通过油量控制阀进行调节.
对于双调节器设计, 由油量控制阀调节的燃油加热温度要低于调压阀调节的情况.
燃油箱保护的功能顺序
在通过高压泵将燃油压力从 4.5 bar 提高到 1,800 bar 的过程中, 燃油温度也会升高.
为防止燃油箱过热, 共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元读取燃油温度传感器的值, 从而监测输送至高压泵的燃油温度.如果输送至高压泵的燃油温度升高至 90 °C 以上, 则共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元利用压力调节阀降低喷油量和燃油压力.
这会降低燃油的压缩量.
共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元使过量的燃油通过油量控制阀流回至燃油箱.
当输送至高压泵的燃油温度降至 90 °C 以下时, 保护功能被共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元停用.
风扇控制的功能顺序
动力传动系控制单元 (N127) 促动风扇马达 (M4/7). 风扇标称转速由传动系统控制单元通过传动系统局域互联网 (LIN) (LIN C3) 进行无级调整.
如果传动系统控制单元的信号线发生故障 (频率损耗), 则风扇马达会自动切换至最大转速 (风扇应急模式).
智能气候控制系统控制单元将包括风扇要求在内的空调状态通过车内控制器区域网络 (CAN) 和悬挂 FlexRay 传送至动力传动系控制单元. 如果动力传动系控制单元未接收到来自智能气候控制系统控制单元的有效风扇请求, 则风扇马达以最大转速被促动.
风扇关闭延迟
"点火关闭" 时, 如果冷却液温度, 共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元温度或根据发动机负荷, 冷却液温度, 车速和车外温度 (最近 6 分钟的平均值) 计算得到的总热量输入超过规定的阈值, 则风扇马达继续运转最长 5 分钟.
如果蓄电池电压下降过多, 则会抑制延迟风扇关闭.
"点火接通" 并不会中断风扇延迟关闭. 在风扇延迟关闭时起动发动机时, 为确保正常操作而进行的风扇调节会受到抑制, 直至风扇延迟关闭完成.
散热器百页窗的功能顺序
散热器百页窗关闭, 以降低燃油消耗量 (通过产生更低的气动阻力). 这还会导致发动机舱冷却程度降低, 并抑制传递到车外的发动机外部噪音. 发动机起动后, 散热器百页窗促动马达 (M87) 由传动系统控制单元通过传动系统局域互联网 (LIN) 促动. 这样, 散热器百叶窗通过一根连杆关闭. 散热器百页窗在冷却液温度达到 106 °C 时打开, 并在冷却液温度达到 94 °C 时再次关闭.
其他打开条件包括:
• 风扇延迟关闭请求
• 空调基本通风请求
• 增压空气温度高于阈值
• 降低冷却液温度以保护部件的请求
增压空气冷却的功能顺序
水冷式增压空气冷却器与带低温冷却器和低温回路循环泵 1 (M43/6) 的低温回路连接.
如果增压空气温度高于 35 °C, 则低温回路循环泵 1 由共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元通过发动机控制器区域网络 (CAN) (控制器区域网络总线 C 级 (CAN C)), 传动系统控制单元和传动系统局域互联网 (LIN) 促动.
如果增压空气温度降至 25 °C 以下, 则低温回路循环泵 1 再次关闭.
增压空气分配器中的增压空气温度由增压空气温度传感器检测, 并通过电压信号传送至共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元.
增压空气温度升高 (缺少动力) 以及发动机处于冷机状态时, 仅打开低温回路的盖. 冷却液必须达到盖处.
过热保护的功能顺序
过热保护可以在存在热超负荷时保护发动机避免损坏. 冷却液温度高于 106 °C 时, 会根据存储在共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元中的特性图减少喷油量. 减少程度取决于冷却液温度和机油温度. 为此, 共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元读取冷却液温度传感器, 发动机油温度传感器和涡轮增压器上游的温度传感器 (B19/11) 的信号 (涡轮增压器保护).
在对输入信号进行评估后, 共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元通过油量控制阀和调压阀调节油轨中的燃油压力, 并通过促动喷油器来控制喷射时间.
如果发动机油或冷却液温度过高, 则仪表盘 (A1) 上显示一条警告信息. 为此, 共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元将相应的信号通过传动系统控制器区域网络 (CAN), 传动系统控制单元, 底盘 FlexRay, 电子点火开关控制单元和用户界面控制器区域网络 (CAN) (CAN HMI) 传送至仪表盘 (IC).
引用的文档
- gf0716p9997ogs 共轨喷射系统柴油机 (CDI) 的系统部件概述