Avec le système DSC3, BMW a lancé sur le marché en septembre 96 le système de régulation de motricité le plus moderne du secteur automobile.
Ce système de régulation permet d'éviter de façon encore plus efficace les situations critiques d'instabilité telles que les déparages.
Pour remplir cette tâche, le système doit être parfaitement informé du comportement dynamique du véhicule, tant dans le sens longitudinal que dans le sens transversal. Le véhicule a été doté pour cela, en plus des quatre capteurs de vitesse de roue et du capteur d'angle de braquage déjà existants, de trois nouveaux capteurs, à savoir :
Le capteur de lacet est en mesure de déceler tout écart - aussi minime soit-il - par rapport à la trajectoire de consigne déterminée par le capteur d'angle de braquage.
L'accéléromètre transversal détecte quand le véhicule dérape ou se déporte dans le sens transversal sans tourner autour de son axe vertical.
Le capteur de pression mesure la pression de freinage initiale générée par le conducteur.
Avec l'aide de ces informations, des informations fournies par les quatre capteurs de roue, du signal de vitesse et de diverses données du moteur et de la boîte de vitesses, le boîtier électronique DSC3 détecte les états critiques, non voulus par le conducteur et tire des enseignements sur les conditions de la chaussée.
Sur la base de toutes ces données, le boîtier DSC3 calcule en l'espace de quelques millisecondes le comportement effectif du véhicule (sous-virage ou survirage) et en déduit l'emplacement, la durée et l'amplitude de l'action à exercer sur les freins.
Le boîtier électronique DSC3 est alimenté en tension par l'intermédiaire de quatre câbles :
N° broche |
Signal |
|---|---|
1 |
Alimentation 12 V (borne 87) |
51 |
Alimentation 12 V (borne 30) |
28, 29 |
Masse (borne 31) |
Remarque
La tension d'alimentation positive à la broche 1 est appliquée via le relais principal DME aussitôt que le contact d'allumage est mis. Elle n'est par contre supprimée qu'env. 5 s après avoir coupé le contact (temporisation d'arrêt due au boîtier DME).
Le boîtier électronique DSC3 est relié aux boîtiers électroniques DME, EML et AGS à travers le bus CAN. Au bus CAN est également connecté le capteur d'angle de braquage.
Ces boîtiers électroniques échangent en permanence via le bus CAN des données sous forme de télégrammes. Les signaux en question sont les suivants :
Le boîtier électronique AGS communique au boîtier DSC3 la position actuelle du levier de vitesse (rapport de démultiplication) pour le calcul des couples d'entraînement.
Le système DSC3 détecte ainsi quand l'adhérence est faible et empêche le rétrogradage pour éviter les va-et-vient continuels entre deux rapports.
En cas de démarrage dans des conditions de faible adhérence, le boîtier DSC3 demande à travers le bus CAN au boîtier de gestion de la boîte de vitesses d'engager aussitôt le second rapport.
Le boîtier DSC3 est pourvu d'une fonction d'autodiagnostic. Les défauts qui surviennent sont enregistrés dans une mémoire non volatile dont le contenu peut être lu en vue d'une recherche des pannes.
Les fonctions de diagnostic disponibles sont les suivantes :
Important !
Le boîtier électronique DSC3 possède une mémoire de défauts non volatile. Pour les demandes de recours en garantie, imprimer le code de contrôle mais ne pas effacer la mémoire de défauts.
Le système DSC3 dispose de deux lampes témoins, à savoir :
Ces deux voyants intégrés au combiné d'instruments informent le conducteur des états du système et des défauts éventuels au sein du système DSC3.
Les deux voyants sont activés et testés lorsque l'on établit le contact d'allumage (borne 15). Si aucun défaut n'est décelé lors de l'autotest du boîtier électronique, les deux voyants s'éteignent après env. 2 secondes.
Quand l'ABS est pleinement opérationnel, le voyant de sécurité est éteint. En cas de détection d'un défaut entraînant la désactivation de l'ABS, le voyant ABS s'allume pour signaler au conducteur la défaillance du système.
Le mode d'activation du voyant de sécurité a été modifié par rapport aux anciens systèmes ABS :
Le voyant de sécurité ABS est alimenté par une tension de 12 V via la borne 15. Quand l'ABS est opérationnel, le boîtier électronique applique à la broche 32 un niveau haut (high). Cet état est détecté par l'électronique du combiné d'instruments, le voyant n'est pas relié à la masse.
En présence d'un défaut ayant pour effet de désactiver le système ABS, le boîtier électronique fait passer le signal du niveau haut au niveau bas (low).
Suite à ça, l'électronique du combiné d'instruments rétablit la liaison à la masse vers le voyant ABS qui s'allume alors.
On obtient quand le boîtier électronique est débranché le même état qu'en présence d'un défaut ABS.
L'avantage de ce nouveau mode d'activation est qu'il n'y a plus besoin de contacts à ressort dans le connecteur ni du pontage via le relais des électrovannes.
Quand le système DSC3 est opérationnel, le voyant est éteint ; pendant les régulations DSC et ASC, il clignote.
En cas de détection d'un défaut au sein du système DSC3 ou en cas de désactivation passagère du système au moyen de la touche DSC, le voyant s'allume en continu.
Le voyant multifonctions est alimenté en 12 volt par la borne 15. Il est mis à la masse, suivant la fonction, de façon pulsée ou continue par le boîtier électronique.
Pour signaler au conducteur le non-fonctionnement du système DSC3 aussi quand le boîtier électronique n'est pas branché, le voyant multifonctions est relié à la masse à travers un contact à ressort intégré au connecteur. Ce contact est ouvert quand le boîtier électronique est débranché.
Remarque
Pendant le diagnostic (= échange de données avec le tester DIS), les deux voyants s'allument qu'il y ait ou non un défaut au sein du système.
L'actionnement de la pédale de frein est signalé au boîtier DSC3 par le contacteur de feux stop.
Pendant les phases de régulation ASC, l'action sur les freins cesse aussitôt, l'électrovanne d'aspiration se ferme et l'électrovanne d'inversion s'ouvre.
Si l'on relâche le frein pendant une phase de régulation ABS de sorte que le contacteur de feux stop s'ouvre, la régulation ABS cesse aussitôt.
En cas de défectuosité du contacteur de feu stop, il n'y a désactivation du système complet (ABS, ASC, DSC) qu'avec le système DSC3.
L'actionnement du frein à main est signalé au boîtier DSC3 par le contacteur de frein à main. Il s'ensuit une élévation de 20 km/h du seuil de glissement pour la régulation MSR du couple d'inertie du moteur.
Il est possible, à partir de la position 2 de la clé de contact (borne 15), de désactiver les fonctions ASC/DSC avec la touche DSC si l'autotest du boîtier électronique a été concluant. Tant que les systèmes ASC/DSC sont désactivés, le voyant DSC multifonction reste allumé sur le combiné de bord. Le système ABS reste opérationnel.
Les systèmes ASC/DSC sont réactivables en appuyant à nouveau sur la touche tant que la différence entre la vitesse maximale des roues arrière et la vitesse minimale des roues avant est inférieure à 20 km/h.
Les séries E38 et E39 sont en général équipées de capteurs de vitesse actifs.
Les capteurs de vitesse actifs fonctionnent suivant le principe de l'effet Hall, selon lequel toute variation d'intensité d'un champ magnétique génère une tension alternative de fréquence proportionnelle à la vitesse de rotation des roues. A la différence des capteurs de vitesse passifs, l'élément capteur proprement dit et l'électronique de conditionnement du signal sont, dans le cas des capteurs actifs, intégrés dans le capteur.
Avantages des capteurs actifs par rapport aux anciens capteurs passifs :
Les signaux de vitesse de rotation sont des signaux rectangulaires d'amplitude constante (niveau bas = 0,75 V, niveau haut = 2,5 V). On obtient pour des vitesses comprises allant de 0 à 250 km/h, selon la circonférence des pneus, des fréquences comprises entre 0 et env. 1700 Hz.
Les capteurs actifs sont alimentés en tension (tension continue de 7,6 ... 8,4 V) par le boîtier électronique DSC3.
Les signaux de vitesse de rotation des roues sont également exploités par d'autres boîtiers électroniques, tels que l'électronique du combiné d'instruments (IKE) ou le système de réglage de dureté des amortisseurs (EDC). Les signaux de vitesse sont conditionnés en conséquence dans le boîtier DSC3.
Les signaux de sortie de vitesse sont des signaux rectangulaires d'amplitude constante (niveau bas < 1 V, niveau haut > 11 V). Leur fréquence est fonction de la vitesse des roues, elle peut être comprise entre 0 et 1700 Hz (0 ... 250 km/h).
Le capteur d'angle de braquage est disposé à l'extrémité inférieure de l'arbre de direction, juste avant le flector.
Brochage du connecteur :
N° de broche |
Signal |
|---|---|
1 |
Alimentation 12 V (borne 30) |
2 |
Alimentation 12 V (borne 87) |
3 |
CAN (+) |
4 |
CAN (-) |
5 |
Masse (borne 31) |
Le capteur applique sur le bus CAN un signal d'angle de braquage total ayant une résolution d'env. 0,7 O .
Une variable d'état renseignant sur la validité du signal d'angle de braquage est par ailleurs envoyée sur le bus CAN.
Il est impératif, en fin de production ou après remplacement du capteur, de procéder avec le tester de diagnostic à une initialisation dans le programme de diagnostic relatif au système DSC3. La direction/les roues avant doivent ce faisant se trouver exactement en position de ligne droite. Lors de cette initialisation, l'offset électrique du capteur est compensé et mémorisé de façon non volatile dans le capteur (EEPROM).
De plus, un numéro d'identification envoyé sur le bus CAN par le capteur d'angle de braquage est mémorisé dans le capteur et dans le boîtier DSC3. Quand les numéros d'identification du capteur et du boîtier diffèrent, le système DSC3 n'est pas activé et une initialisation de l'angle de braquage est exigée lors de l'exécution du programme de diagnostic DSC3.
Ceci empêche que le boîtier DSC3 prenne en compte une valeur d'offset erronée après le montage d'un capteur d'angle de braquage neuf ou déjà utilisé sur un autre véhicule.
En plus de l'offset électrique, la logique DSC3 détermine ên continu pendant la marche la valeur de l'offset de la direction en position de ligne droite (résultant p. ex. d'un déréglage du parallélisme). La logique DSC3 contrôle aussi la plausibilité du signal d'angle de braquage (par comparaison avec les autres signaux des capteurs).
Le capteur est constitué (comme le capteur d'angle de braquage EDC) de deux curseurs décalés de 90 O , délivrant chacun une tension comprise entre 0 et env. 4,5 V.
La logique de conditionnement intégrée au capteur (microcontrôleur avec composant CAN) calcule à partir des deux signaux de tension l'angle de rotation actuel du volant et l'angle de braquage total. Elle contrôle aussi la plausibilité des signaux (surveillance 90 O ).
En cas de disparition de l'alimentation en tension (p. ex. suite à la déconnexion de la batterie), la logique du capteur perd l'information relative à l'angle de rotation du volant. L'angle de braquage actuel est dans ce cas précis reconstitué par analyse statistique des vitesses des roues avant (signaux disponibles sur le bus CAN).
Le signal d'angle de braquage total est utilisé par la logique DSC3 pour déterminer de façon précise la vitesse du véhicule (en virage).
Il sert par ailleurs de signal d'entrée pour le régulateur pilote du véhicule.
La logique DSC3 détermine à partir du signal d'angle de braquage la vitesse de lacet souhaitée par le conducteur.
Définition :
Le signal de vitesse d'angle de lacet correspond à la vitesse de rotation du véhicule autour de l'axe vertical.
Le capteur de lacet est placé sous le siège conducteur.
Brochage du connecteur :
N° de broche |
Signal |
|---|---|
1 |
Masse (0 V) |
2 |
Alimentation positive (12 V) |
3 |
Signal du capteur |
4 |
Signal de référence (2,5 V) |
5 |
Signal de test |
Le capteur délivre un signal de tension allant de 0,7 à 4,3 V. L'écart entre le signal de tension et la tension de référence va de -1,8 à +1,8 V et correspond à une vitesse d'angle de lacet comprise entre -50 et +50 O /s.
A la mise en circuit de l'allumage, la logique DSC3 contrôle la validité des valeurs d'offset du capteur.
Le boîtier contrôle par ailleurs en continu pendant la marche la plausibilité des valeurs délivrées par le capteur en opérant une comparaison avec les signaux suivants :
Le signal utile est mesuré en continu toutes les 20 ms à partir de la position 2 de la clé de contact (allumage en circuit).
Le fonctionnement électrique du capteur est contrôlé en superposant tous les deux cycles un offset électrique au signal utile. L'application de l'offset est pilotée par la ligne de test. Le boîtier DSC3 contrôle ensuite la constance de cet offset.
Cylindre en acier excité par des éléments piézo-électriques à une fréquence vibratoire de 14 kHz.
En présence en virage d'une force latérale, produite par l'accélération transversale du véhicule, le cylindre se déplace.
Une boucle de régulation électronique ramène le cylindre dans sa position initiale en annulant par régulation son déplacement. Cette valeur permettant d'évaluer la vitesse d'angle de lacet est ensuite transformée en une tension analogique suivant une courbe linéaire.
La vitesse d'angle de lacet mesurée est comparée avec la vitesse de lacet correspondant à l'intention du conducteur (d'après la valeur de l'angle de braquage) et la vitesse d'angle de lacet limite (d'après la valeur de l'accélération transversale).
En cas de nécessité, le régulateur corrige la vitesse d'angle de lacet en intervenant de façon dosée sur une ou plusieurs roues.
On obtient de la sorte un comportement stable du véhicule dans toutes les conditions de marche (freinages, accélérations, décélérations).
L'accéléromètre transversal est disposé près du siège conducteur, au niveau du seuil de marche, à env. 5 cm à l'horizontale devant le pied milieu.
Brochage du connecteur :
N° broche |
Signal |
|---|---|
1 |
Signal du capteur |
2 |
Masse (0 V) |
3 |
Alimentation positive (5 V) |
L'accéléromètre délivre une tension analogique de 0,5 - 4,5 V, ce qui correspond à une plage de mesure allant de -1,5 à +3,5 g.
L'offset est de 1,7 V (à l'arrêt du véhicule sur une surface horizontale).
Après l'initialisation, le boîtier DSC3 calibre le signal d'accélération transversale à l'arrêt du véhicule et pendant la marche puis contrôle en continu sa plausibilité par comparaison avec les autres signaux de capteur.
L'accéléromètre transversal est un capteur de type capacitif.
En présence d'une accélération, une plaque de condensateur mobile se soulève par rapport à une plaque de condensateur fixe. Le signal de tension alors généré est proportionnel à la valeur de l'accélération.
Le signal d'accélération transversale est utilisé dans la logique DSC3 comme signal d'entrée pour le régulateur pilote. Le boîtier DSC3 calcule à partir de l'accélération transversale mesurée une vitesse d'angle de lacet théorique. Cette vitesse d'angle de lacet garantit dans les conditions données un comportement stable du véhicule en virage lorsque l'on atteint la vitesse limite.
Le capteur de pression est accolé à l'unité de charge à pistons, au niveau de la sortie vers le circuit des roues avant.
Brochage du connecteur :
N° broche |
Signal |
|---|---|
1 |
Masse (0 V) |
2 |
Alimentation positive (5 V) |
3 |
Signal du capteur |
Le capteur délivre un signal analogique avec une plage de mesure comprise entre 0 et 250 bar.
Le calibrage du point zéro intervient après la phase d'initialisation du système lorsque l'on établit le contact d'allumage. Il dure 100 ms dans le cas où le contacteur de feux stop n'est pas actionné.
Mesure piézorésistive de la déformation d'une membrane en acier, suivie d'une linéarisation du signal entre 0 et 5 V.
Surveillance par le boîtier DSC3 de la plausibilité du signal dans une fenêtre de temps de 100 ms pour déceler les défauts suivants :
L'électronique contrôle les points suivants :
Après calibrage du point zéro, la pression système ne doit pas excéder 5 bar pendant une certaine durée quand le contacteur BLS n'est pas actionné.
Les signaux du contacteur de feux stop et du capteur de pression sont combinés au sein du système. Leur somme forme un signal BLS redondant dont le niveau logique est lui aussi surveillé par l'électronique.
L'unité hydraulique est placée entre l'unité de charge à pistons et les cylindres récepteurs des roues.
Elle module la pression de freinage pendant les phases de régulation ABS et commande ou régule la pression de freinage pendant les phases de régulation ASC ou DSC.
Sa constitution et son fonctionnement sont identiques à ceux de l'unité hydraulique du système ABS/ASC5.
En raison de l'action possible sur les freins des roues avant pendant les phases de régulation DSC, une électrovanne d'inversion et une vanne de précharge supplémentaires ont dû être ajoutés.
Le boîtier abrite :
A partir de la position 2 de la clé de contact (borne 15 sous tension), toutes les électrovannes sont alimentées par une tension de 12 V. Pendant les phases de régulation, le boîtier électronique les relie à la masse.
En l'absence de courant, les 4 électrovannes d'admission et les 2 électrovannes d'inversion sont ouvertes, les 4 électrovannes d'échappement et les 2 vannes de précharge sont fermées.
La pompe de retour est pilotée par un moteur électrique alimenté en tension via le relais moteur ABS pendant les phases de régulation.
En cas d'intervention de l'ABS, la pompe refoule dans le maître-cylindre le liquide de frein évacué pendant la phase de chute de pression.
Lors des régulations ASC ou DSC impliquant une action sur les freins, elle génère la pression de freinage requise.
La pompe de retour tourne toujours dans le même sens, en phase de régulation ABS comme en phase de régulation ASC/DSC.
Pour que la pompe puisse générer la pression de freinage requise pendant les régulations ASC/DSC, il faut que l'électrovanne d'inversion soit fermée et la vanne de précharge ouverte.
La pompe aspire du liquide de frein par la vanne de précharge ouverte et le refoule vers le cylindre récepteur de roue au niveau duquel il faut augmenter la pression. La vanne d'inversion étant fermée, la pression au sein du système monte.
Le limiteur de pression à commande hydraulique intégré dans chacune des deux électrovannes d'inversion empêche lors des phases de régulation ASC/DSC que la pression de refoulement de la pompe excède 161 (+/-25) bar.
Lors des phases de régulation ASC/DSC, la pompe de précharge de l'unité est directement activée par le boîtier électronique.
La pompe dès qu'elle démarre refoule le liquide de frein contenu dans le réservoir de compensation du maître-cylindre tandem dans la chambre située entre les deux pistons de l'unité de charge à pistons.
Une conduite de retour va de cette chambre vers le réservoir de compensation. L'étrangleur monté dans la conduite de retour permet à la pression d'augmenter jusqu'à la valeur requise.
Un limiteur de pression (DBV) intégré à la pompe empêche que la pression de la pompe excède 15 bar. Dès que la pression réglée sur le limiteur est dépassée, l'électrovanne s'ouvre hydrauliquement et un court-circuit rendant impossible toute montée en pression supplémentaire apparaît dans la pompe.
Le relais moteur ABS est excité par le boîtier DSC3 pendant certaines phases de régulation ABS, ASC ou DSC.
Le relais moteur ABS active et désactive la pompe de retour.
La pompe de retour refoule dans le circuit de freinage entre l'électrovanne d'admission et le maître-cylindre le liquide de frein présent dans l'accumulateur (phase de chute de pression pendant les régulations ABS) ou refoule le liquide de frein sous pression dans le cylindre récepteur de roue correspondant à travers l'électrovanne d'admission ouverte (phase de montée en pression pendant les régulations ASC et DSC).
Le relais des électrovannes ABS est activé par le boîtier DSC3 à partir de la position 2 de la clé de contact (borne 15 sous tension).
Le relais des électrovannes ABS active/désactive la tension d'alimentation 12 V pour toutes les électrovannes de l'unité hydraulique.