GF - 发动机运转时的能源管理, 功能-爱扳手

GF54.10-P-1060FG

发动机运转时的能源管理, 功能

24.09.2018

型号

213

一般功能要求
•
已设置 "发动机运转" 信号
i
共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元 (N3/9) (柴油发动机) 或电控多端顺序燃料喷注/点火系统 (ME-SFI) 控制单元 (N3/10) (汽油发动机) 将 "发动机运转" 信号通过传动系统控制器区域网络 (CAN) (CAN C1), 传动系统控制单元 (N127), 底盘 FlexRay (Flex E), 电子点火开关控制单元 (N73) 和车内控制器区域网络 (CAN) (控制器区域网络总线 B 级 (CAN B)) 传送至前部信号采集及促动控制模组 (SAM) 控制单元 (N10/6).
发动机运转时的能源管理, 概述
发动机运转时的能源管理可确保车载电气系统的稳定性以及车载电网蓄电池 (G1) 均匀的充放电.
如果同时使用多个用电设备, 则可能出现过载, 从而必须由车载电网蓄电池进行缓冲. 如果这种过载情况持续较长时间或如果车载电网蓄电池的充电能力较低, 则可能会出现不良的充放电比例. 此时不能保证移动性和所有电气设备的稳定供电. 如果车载电气系统仍过载, 则发动机运转时的能源管理会增大发电机 (G2) 的动力输出 (车型 213.016/050/053/054/216 除外且采用 48V 技术/代码 (B01) 除外), 或由高压车载电气系统通过电力电子控制单元 (N129/1) 传输的能量 (车型 213.016/050/053/054/216) 或由 48 V 车载电气系统通过直流/直流转换器控制单元 (N83/1) 传输的能量 (采用 48V 技术/代码 (B01)). 发动机运转时的能源管理还会减少舒适型用电设备, 以使车载电网蓄电池的电荷平衡.
行驶时的能源管理包括以下子功能:
•
供电
•
动态怠速控制 (车型 213.016/050/053/054/216 除外, 采用 48V 技术/代码 (B01) 的情况除外)
•
减少用电设备 (停用舒适型功能)
i
型号 213.016/050/053/054/216
为了换档杆在车载电气系统发生过载时仍接合在 "P" 档, 也会通过 ECO 启动/停止功能辅助蓄电池 (G1/13) 为电子点火开关控制单元供电.
i
型号 213 带变速箱725
为在车载电气系统过载时也能接合换档杆位置 "P", 电子点火开关控制单元也会通过驻车止动爪电容器 (C8) 提供电压.
供电
供电功能包括以下子功能:
•
确定车载电网蓄电池的充电水平
•
对车载电网蓄电池充电
•
发电机控制 (发电机管理) (车型 213.016/050/053/054/216 除外, 采用 48V 技术/代码 (B01) 的情况除外)
确定车载电网蓄电池的充电水平
车载电网蓄电池的状态由蓄电池传感器 (B95) 记录.
蓄电池传感器通过车载电网蓄电池电压, 电流和温度测量计算相应的参数. 车载电网蓄电池的充电水平是当前电量与最大可存储电量的比率. 基于内阻计算得到. 可利用此数值与蓄电池容量一起计算车载电网蓄电池中存储的电量. 前部信号采集及促动控制模组 (SAM) 控制单元通过蓄电池传感器局域互联网 (LIN) (LIN B15) 读取来自蓄电池传感器的数据, 测量电路 30 和电路 30t 处的电压并计算所需的发电机规定电压, 以提供请求的动力 (车型 213.016/050/053/054/216 除外且采用 48V 技术/代码 (B01) 除外) 或由高压车载电气系统通过电力电子控制单元传输的所需能量 (车型 213.016/050/053/054/216) 或由 48 V 车载电气系统通过直流/直流转换器控制单元传输的所需能量 (采用 48V 技术/代码 (B01)).
对车载电网蓄电池充电
对车载电网蓄电池充电需要确定规定的电压. 规定电压是对车载电网蓄电池进行最佳充电所需要的车载电网蓄电池各接头处的期望电压. 根据各种因素, 规定电压利用发电机管理 (车型 213.016/050/053/054/216 除外, 采用 48V 技术/代码 (B01) 除外)) 或由高压车载电气系统通过电力电子控制单元传输的所需能量 (车型 213.016/050/053/054/216) 或由 48 V 车载电气系统通过直流/直流转换器控制单元传输的所需能量 (采用 48V 技术/代码 (B01)) 或利用基于温度变化的增压特性来确定. 起动发动机后, 会进行快速高压充电 (锂离子起动机蓄电池 (LISB)/代码 (U98) 除外), 直至在车载电网蓄电池上检测到足够高的充电量.
i
型号 213
除了代码U98 (锂离子起动机蓄电池（LISB）)
快速充电的充电电压为 15 V 且持续时间为 20 秒至 1 小时. 仅在该步骤中使用温度变化特性或发电机管理 (车型 213.016/050/053/054/216 除外, 采用 48V 技术/代码 (B01) 除外).
发动机处于超速运转模式下时, 发电机管理 (未采用 48V 技术/代码 (B01)) 包括将充电压力降至 12.8 V 和回收的可能性. 发电机管理启用, 打开一个前车门以及车速为 0 公里/小时时, 发电机管理会切换至跨接起动模式. 同时, 发电机电压持续增加至 14.3 V. 仅当车速大于 0 公里/小时时, 跨接起动模式才会取消. 当进行较长的下坡行驶时, 会进行紧急切断, 以免由于长时间的减速燃油切断而导致车载电网蓄电池过度充电. 此紧急切断功能会在电压较高且耗电量较低的情况下停用再生制动. 如果车载电网蓄电池完全充满电 (例如在寒冷天气或长距离的下坡行驶之后), 则电压会进一步降低, 以使蓄电池恢复至其 80% 的最佳充电水平.
对于车型 213.016/050/053/054/216, 车载电网蓄电池靠来自高压车载电气系统的能量进行充电. 为此, 存储在高压蓄电池 (A100g1) 中的能量由电力电子控制单元供至 12 V 车载电气系统. 前部信号采集及促动控制模组 (SAM) 控制单元通过将有关车载电气系统电容量的相关信息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混合动力 (HYBRID) 控制器区域网络 (CAN) (控制器区域网络总线 L 级 (CAN L)) 传递至电力电子控制单元来提供辅助.
对于采用 48V 技术/代码 (B01) 的车辆, 车载电气系统蓄电池靠来自 48 V 车载电气系统的能量进行充电. 为此, 存储在 48 V 车载电气系统中的能量由直流/直流转换器控制单元供至 12 V 车载电气系统. 前部信号采集及促动控制模组 (SAM) 控制单元将关于车载电气系统容量利用率的信息通过车内控制器区域网络 (CAN) 传送至直流/直流转换器控制单元.

P54.10-3013-08
爱扳手

供电

发动机起动 (电路 50 接通)

减速模式下充电

快速充电 (锂离子起动机蓄电池 (LISB)/代码 (U98) 除外)

车载电网蓄电池电压

根据温度进行充电

时间

发电机管理 (车型 213.016/050/053/054/216 除外, 采用 48V 技术/代码 (B01) 的情况除外)

快速充电 (锂离子起动机蓄电池 (LISB)/代码 (U98) 除外):
•
电压最高为 15 V
•
电路 50 接通后
•
包括短途行驶期间在内的车载电网蓄电池的最佳充电
•
持续时间 20 秒至 1 小时
•
当车载电网蓄电池的电量至少达到 80 % 时, 快速充电结束
•
挂车操作时不能进行快速充电 (装配挂车挂钩/代码 (550))
•
车载电网蓄电池过热时不能快速充电
根据温度进行充电:
•
车载电网蓄电池的温度低于 20 °C
•
车外温度低于 20 °C
•
快速充电 (锂离子起动机蓄电池 (LISB)/代码 (U98) 除外) 结束, 无法进行发电机管理
•
电压范围 13.5 至 15 V
•
线性充电特性 (随温度而定)
转换至发电机管理 (车型 213.016/050/053/054/216 除外, 采用 48V 技术/代码 (B01) 的情况除外):
•
快速充电 (锂离子起动机蓄电池 (LISB)/代码 (U98) 除外) 结束
•
发动机稳定运转
•
车载电网蓄电池的温度高于 20 °C
•
车外温度高于 20 °C
•
车载电网蓄电池的充电水平至少为 80 %
•
无挂车操作 (装配挂车挂钩/代码 (550))
发电机管理 (车型 213.016/050/053/054/216 除外, 采用 48V 技术/代码 (B01) 除外):
•
电压 12.8 V, 某些外车灯工作时为 13.5 V
•
车载电网蓄电池的充电水平至少为 80 %
•
用电设备的耗电量降低
•
在空调打开且鼓风机处于高速档设置时为 14.3 V
转换至减速模式充电:
•
发动机稳定运转
•
共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元或电控多端顺序燃料喷注/点火系统 (ME-SFI) [ME] 控制单元检测减速模式
减速模式下充电:
•
电压最高为 15 V
•
由共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元或电控多端顺序燃料喷注/点火系统 (ME-SFI) 控制单元启用
•
当存在 "空闲" 能量时, 车载电网蓄电池将进行充电
发电机控制 (发电机管理) (车型 213.016/050/053/054/216 除外, 采用 48V 技术/代码 (B01) 的情况除外)
发电机调节 (发电机管理):
•
在共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元或电控多端顺序燃料喷注/点火系统 (ME-SFI) [ME] 控制单元中进行.
•
设定能源管理规定电压.
•
切换至减速模式下的再生制动电压.
•
在例外情况下设置较低的电压 (如防止熄火, 高海拔条件下冷起动, 催化转换器加热).
发电机操作元件促动发电机的输出功率. 共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元或电控多端顺序燃料喷注/点火系统 (ME-SFI) 控制单元通过传动系统局域互联网 (LIN) (LIN C1) 与发电机进行通信, 并评估发电机转速. 共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元或电控多端顺序燃料喷注/点火系统 (ME-SFI) [ME] 控制单元将有关发电机容量的信息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车内控制器区域网络 (CAN) 发送至前部信号采集及促动控制模组 (SAM) 控制单元.
车载电网蓄电池的状态由蓄电池传感器记录. 蓄电池传感器将车载电网蓄电池的相应参数通过蓄电池传感器局域互联网 (LIN) 传送至前部信号采集及促动控制模组 (SAM) 控制单元. 前部信号采集及促动控制模组 (SAM) 控制单元评估所有的相关信息并计算发电机需要的规定电压. 前部信号采集及促动控制模组 (SAM) 控制单元随后将该数值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) 发送至共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元或电控多端顺序燃料喷注/点火系统 (ME-SFI) 控制单元. 共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元或电控多端顺序燃料喷注/点火系统 (ME-SFI) [ME] 控制单元对此进行评估, 并将额外输入因素 (例如, 空调打开) 考虑在内, 然后计算出发电机最适合的规定电压. 然后, 共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元或电控多端顺序燃料喷注/点火系统 (ME-SFI) [ME] 控制单元计算通过传动系统局域互联网 (LIN) 供至发电机的发电机规定电压, 发电机随后会设置该电压. 此外, 共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元或电控多端顺序燃料喷注/点火系统 (ME-SFI) [ME] 控制单元检查输入因素的合理性, 以免车载电网蓄电池出现过度充电或充电不当.
共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元或电控多端顺序燃料喷注/点火系统 (ME-SFI) 控制单元将发电机的理想设定电压与发电机实际功率进行比较, 因此可以确定车载电气系统的能量状态. 连续比较这两个值并进行相应的校正就是所谓的能源管理. 当车载电气系统的电压明显不够高时, 便会立即逐渐减少能源管理. 然后, 发电机可以完全用于输出.
共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元或电控多端顺序燃料喷注/点火系统 (ME-SFI) 控制单元中的能源管理功能仅将前部信号采集及促动控制模组 (SAM) 控制单元的发电机设定电压值用作基准值, 因为必须将某些车辆状况 (例如发动机舒适性, 怠速稳定性, 发动机起动和发动机不规则运转) 考虑在内. 因此, 发电机的实际设定电压通过用由前部信号采集及促动控制模组 (SAM) 控制单元传送的发电机设定电压覆盖能源管理获得.
i
如果发现蓄电池传感器发生故障, 则能源管理会切换至 14.3 V 的固定电压. 还可通过诊断服务启用这一特性, 例如用以检查发电机.
动态怠速控制 (车型 213.016/050/053/054/216 除外, 采用 48V 技术/代码 (B01) 的情况除外)
动态怠速控制对发动机的怠速转速进行调节, 因此在车辆怠速时, 无需利用来自车载电网蓄电池的电流. 用电设备负荷较高时, 会提高怠速转速. 采用预防性的方式提高怠速转速设置. 换言之, 系统在电能缺少时不会进行操作, 而只根据当前负荷设置所需的怠速转速.
以下因素用于动态怠速控制的计算:
•
发电机激励电流
•
发电机工作转速
•
车载电网蓄电池电压
•
车载电网蓄电池电流
•
车载电网蓄电池状态
•
发动机转速
•
减少用电设备数量的关闭阶段
•
发动机启动
共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元或电控多端顺序燃料喷注/点火系统 (ME-SFI) 控制单元通过传动系统局域互联网 (LIN) 与发电机进行通信, 并评估发电机转速.
共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元或电控多端顺序燃料喷注/点火系统 (ME-SFI) [ME] 控制单元将 "发动机运转" 信号和有关发电机容量的信息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车内控制器区域网络 (CAN) 发送至前部信号采集及促动控制模组 (SAM) 控制单元.
车载电网蓄电池的状态, 电压和电流由蓄电池传感器记录. 蓄电池传感器将车载电网蓄电池的相应参数通过蓄电池传感器局域互联网 (LIN) 传送至前部信号采集及促动控制模组 (SAM) 控制单元. 前部信号采集及促动控制模组 (SAM) 控制单元评估所有相关信息, 然后计算所需的能量. 如果发电机管理无法满足能源要求, 则提高怠速. 根据当前的激励电流和发电机的利用率计算最大可能的激励电流. 最大可能的激励电流用于计算不同怠速情况下的最大可能发电机电流. 前部信号采集及促动控制模组 (SAM) 控制单元将相应的请求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) 发送至共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元或电控多端顺序燃料喷注/点火系统 (ME-SFI) [ME] 控制单元, 后者随后相应地增加怠速转速.
在以下情况下怠速降低:
•
发动机关闭或发电机故障
•
同时出现以下情况:
•
未激活减少用电设备功能
•
不再存在较高的用电设备负荷
减少用电设备 (停用舒适型功能)
如果无法再提供所要求的电量输出, 则通过切断舒适功能降低车载电气系统的负载. 这可以防止车载电网蓄电池出现明显负向充放电的情形. 继而可以保持发动机的起动性能. 当能够再次提供稳定车载电气系统电压所需的电量输出时, 舒适性功能重新启用.
i
评估发电机转速的详细信息可在 "发电机调节" 部分中找到.
车载电气系统电压降至 12.2 V 以下时 (锂离子起动机蓄电池 (LISB)/代码 (U98) 除外) 或达到最大放电电流时 (装配锂离子起动机蓄电池 (LISB)/代码 (U98)), 会启用减少用电设备功能. 主要用电设备的耗电量在发动机起动后的 20 秒钟后会降低. 如果降低耗电量后情况保持不变, 每过一秒就会减小下一个用电设备的耗电量.
i
左前可逆式安全带紧急收紧器 (A76) 和右前可逆式安全带紧急收紧器 (A76/1) 具有非常大的启动和工作电流. 因此, 当触发可逆式安全带紧急收紧器时, 在最快大约 2 秒内会降低一些高功率用电设备的耗电量或者切断用电设备, 以便降低车载电气系统的负载.
前部信号采集及促动控制模组 (SAM) 控制单元将限制功率或关闭用电设备的请求通过车内控制器区域网络 (CAN) 传送至与车内控制器区域网络 (CAN) 连接的各控制单元, 通过车内控制器区域网络 (CAN), 电子点火开关控制单元和悬挂 FlexRay 传送至转向柱管模块控制单元 (N80), 通过车内控制器区域网络 (CAN), 电子点火开关控制单元, 悬挂 FlexRay, 传动系统控制单元和传动系统控制器区域网络 (CAN) 传送至共轨喷射系统柴油机 (CDI) 控制单元或电控多端顺序燃料喷注/点火系统 (ME-SFI) [ME] 控制单元.
"除冰" 切断顺序 (少于 10 分钟) 包含在下表中. 然后切换至 "舒适" 关闭顺序.

顺序

功率减小或停用功能