Adaptive Drive

Vertikaldynamikmanagement

Der E70 kann mit der Sonderausstattung 2VA ”Adaptive Drive” ausgestattet werden. Diese Sonderausstattung besteht aus 2 Systemen:
Vertikaldynamikmanagement (VDM) und aktive Rollstabilisierung (ARS: Verkaufsbezeichnung Dynamik Drive). In diesem Dokument wird das Vertikaldynamikmanagement beschrieben.

Das Vertikaldynamikmanagement bietet folgende Vorteile:

höherer Fahrkomfort
höhere Fahrzeugagilität
verbessertes Eigenlenkverhalten und Lastwechselverhalten

Index	Erklärung	Index	Erklärung
1	VDM-Steuergerät	2	Stoßdämpfer mit Dämpfersatellit hinten rechts (EDCSHR)
3	Höhenstandssensor hinten rechts	4	Höhenstandssensor hinten links
5	Stoßdämpfer mit Dämpfersatellit hinten links (EDCSHL)	6	Stoßdämpfer mit Dämpfersatellit vorn links (EDCSVL)
7	Höhenstandssensor vorn links	8	Höhenstandssensor vorn rechts
9	Stoßdämpfer mit Dämpfersatellit vorn rechts (EDCSVR)
F-CAN	Fahrwerks-CAN	FlexRay	Sub-Bus
PT-CAN	Powertrain-CAN

EDC bedeutet: Elektronische Dämpfer-Control.

Das Vertikaldynamikmanagement (VDM) ist eine Weiterentwicklung der kontinuierlichen elektronischen Dämpfer-Control (EDC-K) aus dem E65. VDM setzt sich aus einem zentralen Steuergerät und 4 mit den Stoßdämpfern fest verbundenen intelligenten Dämpfersatelliten zusammen.
Als Datenleitung ist erstmalig der Datenbus FlexRay realisiert.

Bauteil-Kurzbeschreibung

Folgende Bauteile für das Vertikaldynamikmanagement werden beschrieben:

VDM: Vertikaldynamikmanagement

Das VDM-Steuergerät ist im Geräteträger hinten rechts im Gepäckraum befestigt.

Index	Erklärung	Index	Erklärung
1	Comfort Access (CA)	2	Anhängermodul (AHM)
3	Park Distance Control (PDC)	4	Vertikaldynamikmanagement (VDM)
5	Elektronische Höhenstands-Control (EHC)

Das VDM erhöht den Fahrkomfort. Hoher Fahrkomfort wird erreicht, wenn sich der Fahrzeugaufbau vertikal möglichst nicht bewegt: Weder durch Anregung des Fahrzeugs durch die Fahrbahn (Unebenheiten, Fugen) noch bei Kurvenfahrt.
Das VDM-Steuergerät gibt den Dämpfersatelliten die Ansteuerung der Stoßdämpfer vor (radindividuelle Dämpfkraft). Dazu ist das VDM-Steuergerät über den sehr schnellen Datenbus FlexRay mit den Dämpfersatelliten verbunden.

Mit einer Datenübertragungsrate von 10 MBit/s ist FlexRay deutlich schneller als die heute in Kraftfahrzeugen eingesetzten Datenbusse (Bereich Karosserie und Antrieb oder Fahrwerk). FlexRay unterstützt neben der höheren Bandbreite eine echtzeitfähige Datenübertragung. FlexRay kann fehlertolerant konfiguriert werden.

Dämpfersatelliten

Es gibt 4 Dämpfersatelliten:

Dämpfersatellit vorn links (EDCSVL)
Dämpfersatellit vorn rechts (EDCSVR)
Dämpfersatellit hinten links (EDCSHL)
Dämpfersatellit hinten rechts (EDCSHR)

Die Dämpfersatelliten führen eine elektronische Regelung der Dämpfkräfte durch. Die Dämpfersatelliten und die EDC-Ventile sind untrennbar mit dem Stoßdämpfer verbunden. Jeder Dämpfersatellit enthält einen eigenen Vertikalbeschleunigungssensor. Die Dämpfersatelliten haben unter anderem folgende Aufgaben:

steuern die EDC-Ventile der Stoßdämpfer an (Kennfeld für die Dämpfung)
messen intern den Strom (Istwert) der EDC-Ventile und regeln auf den Sollwert.
messen die Vertikalbeschleunigung eines Rades

Dämpfersatellit: Beispiel Vorderachse vorn links

Index	Erklärung	Index	Erklärung
1	Dämpfersatellit vorn links (EDCSVL)	2	Stahlfeder
3	Stoßdämpfer	4	EDC-Ventil

Dämpfersatellit: Beispiel Hinterachse hinten rechts

Index	Erklärung	Index	Erklärung
1	Dämpfersatellit hinten rechts (EDCSHR)	2	EDC-Ventil
3	Stoßdämpfer

Höhenstandssensoren

Es gibt insgesamt 4 Höhenstandssensoren:

Höhenstandssensor vorn links (einfach)
Höhenstandssensor vorn rechts (einfach)
Höhenstandssensor hinten links (einfach, doppelt nur mit Einachs-Niveauregulierung)
Höhenstandssensor hinten rechts (doppelt, doppelt nur mit Einachs-Niveauregulierung)

Die 4 Höhenstandssensoren sind am VDM-Steuergerät angeschlossen. Die Höhenstandssensoren liefern dynamisch Informationen über den Höhenstand der Fahrzeugkarosserie an das VDM-Steuergerät. Daraus berechnet das Vertikaldynamikmanagement die Aufbaubewegungen sowie Radbeschleunigungen.
Zusätzlichen liefern die Sensoren die Information an die automatische Leuchtweitenregulierung.

Die doppelten Höhenstandssensoren an der Hinterachse liefern das Signal nicht nur an das VDM-Steuergerät sondern auch an das EHC-Steuergerät. Die doppelten Höhenstandssensoren tragen die Beschriftung ”doppelt” auf dem Gehäuse.

Höhenstandssensor: Beispiel Vorderachse vorn links

Index	Erklärung	Index	Erklärung
1	Höhenstandssensor	2	Anlenkstange

Höhenstandssensor: Beispiel Hinterachse hinten links

Index	Erklärung	Index	Erklärung
1	Höhenstandssensor	2	Anlenkstange

SPORT-Taster

Der SPORT-Taster ist in der Mittelkonsole hinter dem Gangwahlschalter (GWS). Die Bedienung des SPORT-Tasters verändert die Dämpfungscharakteristik:
Komfort <-> Sport.
Elektrisch ist der SPORT-Taster am Gangwahlschalter (GWS) angeschlossen. Der GWS ist ein eigenes Steuergerät. Das Signal wird dann auf dem PT-CAN ausgegeben.

Index	Erklärung	Index	Erklärung
1	Parkbremstaster	2	Gangwahlschalter (GWS)
3	SPORT-Taster

Eine Kontroll-LED in der SPORT-Taste zeigt das aktivierte Sportprogramm an. Zudem wird ”SPORT” im LC-Display der Instrumentenkombination angezeigt.

Folgende weitere Steuergeräte liefern Signale für das Vertikaldynamikmanagement:

ARS: Aktive Rollstabilisierung

Das ARS-Steuergerät liefert die Querbeschleunigung auf dem PT-CAN an das VDM. Das VDM-Steuergerät benötigt das Signal als Ersatzgröße.

DSC: Dynamische Stabilitäts-Control

Das DSC-Steuergerät liefert die Fahrgeschwindigkeit sowie den Bremsdruck auf dem PT-CAN an das VDM.

SZL: Schaltzentrum Lenksäule

Das SZL liefert das Lenkwinkelsensorsignal auf dem F-CAN an das VDM (vorausschauende Erkennung von Kurvenfahrt).

DME oder DDE: Digitale Motor Elektronik oder Digitale Diesel Elektronik

Die Motorsteuerung liefert das Signal ”Motor läuft”. Das Signal wird auf dem PT-CAN übertragen.

JBE: Junction-Box-Elektronik

Die JBE liefert den Klemmenstatus. Zudem ist die JBE das Gateway zwischen PT-CAN und K-CAN.

Index	Erklärung	Index	Erklärung
1	Schaltzentrum Lenksäule (SZL)	2	Dämpfersatellit vorn links (EDCSVL)
3	Höhenstandssensor vorn links	4	Digitale Motor Elektronik oder Digitale Diesel Elektronik
5	Höhenstandssensor vorn rechts	6	Dämpfersatellit vorn rechts (EDCSVR)
7	Dämpfersatellit hinten rechts (EDCSHR)	8	Höhenstandssensor hinten rechts
9	VDM-Steuergerät	10	Dämpfersatellit hinten links (EDCSHL)
11	DSC-Sensor	12	Höhenstandssensor hinten links
13	Aktive Rollstabilisierung (ARS: Dynamik Drive)	14	Junction-Box-Elektronik (JBE)
15	Gangwahlschalter mit SPORT-Taster

Systemfunktion

Folgende Systemfunktionen sind für das Vertikaldynamikmanagement beschrieben:

Dämpfung der Radbeschleunigungen sowie Aufbaubewegungen
Ausfallsicherung (Fail Safe)

Dämpfung der Radbewegungen sowie Aufbaubewegungen

Zur Dämpfung der Radbewegungen und Aufbaubewegungen wird die Bewegung des Fahrzeugs überwacht. Dabei werden folgende Achsen einbezogen:

Fahrzeughochachse
Fahrzeugquerachse
Fahrzeuglängsachse

Für die Überwachung werden z. B. folgende Signale verwendet:

Höhenstand und Radbeschleunigung
Lenkwinkel und Fahrgeschwindigkeit
Quer- und Längsbeschleunigung

Aus den Signalen wird die aktuelle Fahrsituation berechnet.

Für die Fahrzeughochachse ist die Regelung der Dämpfung in Komfort und Sicherheit unterteilt.
Das Vertikaldynamikmanagement dämpft hinsichtlich des Komforts die Aufbaubewegungen.
Das Vertikaldynamikmanagement dämpft hinsichtlich der Sicherheit die Radbeschleunigungen. Dabei muss sichergestellt werden, dass die Räder nicht den Kontakt zur Fahrbahn verlieren. Situationsabhängig muss eine optimale Aufstandskraft übertragen werden.

Das Vertikaldynamikmanagement berücksichtigt auch Lenkeinschläge (z. B. Übergang Geradeausfahrt in Kurve). Wenn eine schnelle Vergrößerung des Lenkwinkels erkannt wird, so schließt das VDM-Steuergerät auf eine beginnende Kurvenfahrt. Damit können bereits vorausschauend die Stoßdämpfer entsprechend angesteuert werden. Das Vertikaldynamikmanagement unterstützt dadurch die aktive Rollstabilisierung (ARS). Damit trägt das VDM zur Verringerung von Wankbewegungen des Fahrzeugs bei.

Das Vertikaldynamikmanagement erkennt auch Brems- sowie Beschleunigungsvorgänge. Dazu stellt die DSC das Signal über den Bremsdruck und die Längsbeschleunigung bereit. Ein großer Bremsdruck führt normalerweise zu einer Nickbewegung des Fahrzeugs. Das VDM wirkt dieser Nickbewegung entgegen, indem die vorderen Stoßdämpfer härter eingestellt werden. Auch der Nickbewegung des Fahrzeugs beim Beschleunigen wird so entgegengewirkt.

Abhängig von der gewählten Dämpfungscharakteristik (Komfort oder Sport über SPORT-Taster) wird das Niveau der Dämpfkraft durch das VDM-Steuergerät angepasst. Unabhängig davon herrscht in kritischen Fahrsituationen trotz gewähltem Komfortprogramm maximale Fahrsicherheit.

Ausfallsicherung (Fail Safe)

Abhängig von der Art des anliegenden Fehlers wirkt die Ausfallsicherung in 3 Stufen:

Stufe 1: Ersatzwerte
Wenn beispielsweise das Lenkwinkelsensorsignal nicht verfügbar ist, werden als Ersatzwerte für die Erkennung der Kurvenfahrt andere Größen verwendet. Der Fahrer erhält keine Check-Control-Meldung: kein Fehlerspeichereintrag.
Stufe 2: konstante Bestromung
Das VDM-Steuergerät gibt eine konstante und für alle 4 Räder gleiche Dämpfkraft (mittelharte Dämpfung) vor. Die Dämpfersatelliten stellen eine konstante Bestromung der EDC-Ventile ein. Ein defekter Höhenstandssensor kann z. B. der Auslöser sein. Der Fahrer erhält eine Check-Control-Meldung. Im Fehlerspeicher wird ein Fehler eingetragen.
Stufe 3: keine Bestromung
Wenn ein Fehler in der Ansteuerung eines EDC-Ventils vorliegt:
Das VDM-Steuergerät signalisiert den Dämpfersatelliten, dass die EDC-Ventile nicht mehr bestromt werden dürfen. Dadurch bewegt sich das Ventil in eine Position, die einer eher mittleren bis harten Dämpfung entspricht. Der Fahrer erhält eine Check-Control-Meldung. Im Fehlerspeicher wird ein Fehler eingetragen.

Index	Erklärung	Index	Erklärung
1	Check-Control-Meldung

Hinweise für den Service

Allgemeine Hinweise

Achtung! Bei Tausch der Stoßdämpfer den Einbauort angeben.

Die Stoßdämpfer bilden mit den Dämpfersatelliten und dem EDC-Ventil eine Einheit ausgetauscht werden. Bei der Bestellung eines Neuteils müssen der Fahrzeugtyp und der Einbauort (z. B. vorn links) angegeben werden. Abhängigkeiten gibt es bezüglich: Motorisierung, Federung sowie Sonderausstattung (z. B. 3. Sitzreihe).

Diagnosehinweise

Hinweis: Mehrere Fehlerspeicher im Vertikaldynamikmanagement.

Das VDM-Steuergerät legt nur eigene Fehler im eigenen Fehlerspeicher ab. Fehler der Dämpfersatelliten werden in deren Fehlerspeicher abgelegt. Deshalb muss bei einem Fehler nicht nur der Fehlerspeicher des VDM-Steuergeräts sondern auch die der Dämpfersatelliten ausgelesen werden. Die Dämpfersatelliten müssen für das BMW Diagnosesystem erreichbar sein. Deshalb arbeitet das VDM-Steuergerät auch als Gateway für die Diagnose zwischen PT-CAN und FlexRay.

Achtung! Abgleich der Höhenstandssensoren durchführen.

Nach einem Tausch des VDM-Steuergeräts sowie eines Höhenstandssensors müssen die Abgleichwerte der Höhenstandssensoren neu gelernt werden. Dazu muss am BMW Diagnosesystem die Servicefunktion ”Höhenstandsabgleich” verwendet werden.

Achtung! Abgleich der Vertikalbeschleunigungssensoren durchführen.

Nach Tausch eines oder mehrerer Dämpfersatelliten muss immer der Abgleich der Vertikalbeschleunigungssensoren durchgeführt werden. Dazu muss am BMW Diagnosesystem die Servicefunktion ”Vertikalbeschleunigungssensorabgleich” verwendet werden.
Dazu muss das Fahrzeug eben stehen.

Hinweise zur Kodierung/Programmierung

Nach einem Tausch muss das VDM-Steuergerät neu kodiert werden.

Einschaltbedingungen

Unter folgenden Bedingungen wird das Vertikaldynamikmanagement aktiviert:

Zündung EIN (Klemme15 und Weckleitung)
Geschwindigkeit größer als 0,1 km/h

Druckfehler, Irrtümer und technische Änderungen vorbehalten.