Afin d'assurer un comportement routier stable lors des processus de freinage et d'accélération, le boîtier ABS/ASC considère le glissement longitudinal.
En outre, le système DSC considère les influences de la dynamique transversale, c'est-à-dire les éventuelles instabilités du véhicule apparaissant dans les courbes, et déclenche des mesures en vue de la stabilité.
Pour les modèles E46 avec moteur 2,8 l, le boîtier DSC III est proposé en tant qu'équipement optionnel.
Le système DSC III E46 est constitué des composants suivants :
- unité hydraulique avec boîtier électronique (regroupés comme dans le cas de l'ASC)
- 4 capteurs de vitesse de roue avec roues d'impulsions correspondantes
- pompe de précharge
- maître-cylindre tandem
- capteur angulaire de volant (LWS)
- capteur de giration
- accéléromètre transversal
- 2 capteurs d'effort de freinage
- contacteur de feux stop (BLS)
- contacteur de niveau du liquide de frein
- touche DSC
- combiné d'instruments avec témoins de contrôle ABS/DSC/ABL
- DME avec bobine d'allumage et injecteurs
- commande adaptative de boîte de vitesses (AGS), option
- bus CAN
- faisceau de câbles
Pour le système DSC III comme pour le système ASC Mk20 EI, le boîtier électronique et l'hydraulique sont regroupés dans un seule unité. En cas de réparation, les deux composants peuvent être remplacés séparément.
D'un point de vue de la structure de base et du fonctionnement, le boîtier électronique répond à l'ASC Mk20EI.
Outre les fonctions de régulation ABS/ASC, il prend en charge les fonctions DSC appropriées. Afin de pouvoir opérer une régulation DSC, le boîtier électronique exploite en outre les signaux de capteurs suivants :
- vitesse de giration par capteur de giration
- accélération transversale par accéléromètre transversal
- angle de rotation du volant par capteur angulaire de volant
Les deux capteurs de l'effort de freinage et le contacteur de niveau du liquide de frein délivrent d'autres signaux auxquels il est fait appel, entre autres, pendant la régulation.
Le boîtier électronique communique via le bus CAN avec le boîtier DME, concernant les informations de l'intervention du moteur, AGS, capteur angulaire de volant et combiné d'instruments.
Les témoins de contrôle DSC et ABL sont également activés via le bus CAN.
Lors d'une régulation DSC, l'intervention du freinage peut être mise à contribution sur le train avant ou arrière. A cette fin, deux électrovannes supplémentaires ont été intégrées à l'unité hydraulique.
L'unité hydraulique est constituée d'un bloc aluminium, de 12 électrovannes, et la pompe de refoulement ABS comporte les éléments suivants :
- 4 électrovannes d'admission
- 4 électrovannes d'échappement
- 2 électrovannes séparatrices avec soupape de surpression intégrée
- 2 électrovannes d'inversion
Les électrovannes d'admission et les électrovannes séparatrices sont ouvertes à l'état hors tension.
Les électrovannes d'échappement et les électrovannes d'inversion sont fermées à l'état hors tension.
Cette structure permet de garantir une disponibilité totale du frein, même en cas de défaillance du boîtier électronique.
Les électrovannes d'inversion et les électrovannes séparatrices situées dans le circuit de freinage du train avant permettent une intervention du frein sur le train avant pendant une régulation DSC.
Pendant une régulation du freinage ABS, la pompe veille au refoulement du liquide de frein dans le maître-cylindre; dans le cas d'une régulation ASC/DSC avec intervention du frein, elle établit la pression de freinage requise et refoule le liquide dans le maître-cylindre.
Le contacteur de feux stop (actif) est nécessaire pour détecter l'actionnement des freins pendant une régulation ASC, et arrêter ainsi la régulation ASC. Pendant une régulation DSC, il sert, conjointement avec les capteurs de pression, à la détection d'un freinage prioritaire du conducteur.
En fonctionnement ABS, le contacteur de feux stop est utilisé en tant qu'entrée et augmente ainsi le confort de régulation.
Le système fonctionne avec 4 capteurs de vitesse de roue actifs.
Sorties de signal du régime-moteur : Les signaux du régime-moteur arrière gauche et arrière droit sont recueillis par les capteurs de régime de rotation appropriés, mis en forme dans le boîtier électronique et délivrés en tant que signaux rectangulaires.
Le signal du régime-moteur arrière gauche est exploité dans le combiné d'instruments en tant que signal de vitesse.
Le signal du régime-moteur arrière droit sert de signal d'entrée pour d'autres boîtiers électroniques, p. ex. AGS.
Le contacteur de niveau du liquide de frein surveille le niveau de liquide du vase d'expansion. Lorsque le niveau est correct, le contacteur est fermé (masse).
Si le niveau de liquide atteint un seuil minimum donné, la pompe de précharge est coupée dans le mode DSC.
La touche DSC permet d'activer ou de désactiver la fonction ASC/DSC.
Si le véhicule est arrêté (moteur coupé) lorsque le système DSC est désactivé, le système DSC est réactivé à la remise sous tension de la borne 15.
Le capteur angulaire de volant est monté à l'extrémité inférieure de l'arbre de direction.
Le capteur est doté d'un connecteur à 6 pôles, dont le brochage est le suivant :
- Broche 1 : borne 30
- Broche 2 : tension d'allumage avec inertie (borne 87)
- Broche 3 : ligne CAN "high"
- Broche 4 : ligne CAN "low"
- Broche 5 : masse
- Broche 6 : ligne de diagnostic
Principe de mesure : Le capteur est un potentiomètre comportant deux curseurs décalés de 90 degrés. Le signal du potentiomètre est exploité et converti dans un protocole numérique (CAN).
Les signaux du capteur fournissent une valeur angulaire du volant, couvrant une révolution complète du volant. Après avoir atteint 360 degrés, le signal se répète, les sauts de tension sont exploités et les tours de volant ainsi déterminés.
De cette façon, l'angle total est déterminé par un signal de capteur, l'offset de l'angle de rotation du volant mémorisé et par les tours de volant.
Le capteur angulaire de volant est attribué de façon fixe au véhicule. Ceci permet d'éviter l'exploitation de mauvais signaux provenant d'un capteur ne correspondant pas au véhicule, p. ex. en cas de remplacement.
Lorsqu'un capteur est remplacé, il faut pour cette raison systématiquement rajuster l'offset de l'angle de rotation du volant, sinon la fonction ASC/DSC n'est pas opérationnelle. Afin de réduire le risque d'un remplacement passant inaperçu, le boîtier LWS interroge le numéro de châssis du combiné d'instruments via le bus CAN.
En cas de chutes de tension sur la borne 30, p. ex. déconnexion de la batterie du véhicule, ou démontage du boîtier LWS, l'information concernant les tours de volant est perdue. Afin de ne pas obliger le client de faire réinitialiser le boîtier LWS, le tour de volant actuel est déterminé de façon statistique par l'intermédiaire de la vitesse de roues avant.
En fin de chaîne de montage ou dans l'atelier, un étalonnage du zéro (offset) est effectué après un changement de capteur (ou après des travaux sur la colonne de direction/direction) au moyen du diagnostic (roues avant en position droite).
En ce qui concerne l'offset, la position centrale du volant est mémorisée de façon définitive dans l'EEPROM, en tant que valeur initiale. L'offset est la base d'un fonctionnement irréprochable du boîtier LWS.
En plus de l'offset, la position zéro du volant est continuellement déterminée pendant le parcours, par l'intermédiaire de la logique DSC III.
Les informations LWS servent à déterminer la vitesse en courbe et le comportement au volant du conducteur. Le boîtier LWS fournit en outre des signaux à d'autres systèmes via le bus CAN.
L'accéléromètre transversal est monté dans le pied avant gauche. Le brochage du connecteur tripolaire pour le branchement au faisceau DSC est le suivant :
- Broche 1 : signal du capteur
- Broche 2 : masse
- Broche 3 : tension d'alimentation du capteur (5 volts)
Plage de mesure et valeurs d'étalonnage : tension analogique comprise entre 0,5 et 4,5 volts. La valeur d'offset est de 1,8 volts (véhicule à l'arrêt).
Principe de mesure : Il s'agit d'un capteur capacitif.
Fonctionnement dans le système DSC III : L'accélération transversale mesurée est utilisée en tant que valeur auxiliaire pour la détermination du seuil théorique de giration. Ce seuil de giration correspond, à l'atteinte de la vitesse limite en courbe, à une conduite en courbe encore stable selon les conditions de chaussée suivantes.
Les deux capteurs de pression sont disposés dans le maître-cylindre de frein. Le brochage du connecteur tripolaire est le suivant : masse, tension du signal, tension d'alimentation (5 volts).
Plage de mesure et étalonnage : Les capteurs fournissent une tension analogique, correspondant à une plage de mesure comprise entre 0 et 250 bars. L'étalonnage du zéro a lieu par le biais du diagnostic. De plus, le zéro du système DSC est corrigé en permanence.
Principe de mesure : Capteurs capacitifs.
Fonctionnement dans le système DSC III :
Exploitation de l'Information pour la détection et la conversion de l'action de freinage, lorsque le frein est actionné pendant la régulation.
Le signal du capteur de lacet (vitesse de giration) correspond à la vitesse de rotation autour de l'axe de giration du véhicule.
Le capteur de lacet est placé sous le siège conducteur. Le brochage du connecteur tripolaire est le suivant : masse, tension du signal, tension d'alimentation (5 volts).
Principe de mesure : Système de diapason à quartz
Fonctionnement dans le système DSC III :
La vitesse de giration (seuil de giration) est comparée à l'action du conducteur (information d'angle de rotation du volant, vitesse du véhicule et accélération transversale). Si nécessaire, le système DSC corrige la vitesse de giration du véhicule par une intervention ciblée du freinage sur le train avant ou arrière, ainsi que par une influence sur le couple moteur.
Grâce à cette intervention, une conduite stable est obtenue dans toutes les conditions de conduite (freinage, accélération, roue libre) à l'intérieur des limites physiques.
En vue de la surveillance des diverses fonctions DSC III, les témoins de contrôle suivants sont disposés dans le combiné d'instruments :
- témoin ABS (témoin de défaut ABS)
- témoin DSC (témoin de défaut DSC)
- témoin ABL (feu stop principal)
La commande et la fonction de signalisation des témoins sont identiques au système ASC. La différence réside dans le témoin DSC, remplaçant le témoin ASC (même symbole). Le témoin DSC prend en charge la fonction de contrôle pour DSC et ASC.
Le boîtier DME convertit les requêtes des systèmes ASC et DSC concernant la réduction/augmentation du couple moteur.
En principe, l'AGS reçoit une Information provenant du boîtier DSC, afin d'éviter des changements de vitesse fréquents au moyen d'une caractéristique de changement de vitesse différente.
Le boîtier DSC est relié au boîtier DME, AGS, combiné d'instruments et LWS via le bus CAN. Par l'intermédiaire de ce bus de données, le boîtier DSC communique avec les autres boîtiers électroniques.
Dans le cas d'une régulation DSC avec intervention du freinage, cette dernière est démarrée avec une pression d'admission de freinage. La pression d'admission de freinage est établie au moyen d'une pompe de précharge. En règle générale, la pompe est activée par le boîtier DSC.
La pompe de précharge aspire le liquide de frein provenant du vase d'expansion et l'achemine dans le circuit de la tige de compression du maître-cylindre. A cette occasion, une pression maximale de 10 bars est établie entre le maître-cylindre et la pompe de refoulement ABS.
Cette pression est la pression de précharge requise pour pouvoir établir la pression de freinage nécessaire quelles que soient les conditions.
A la mise sous tension de la borne 15, le boîtier DSC effectue un autotest. Ensuite, toutes les unités périphériques sont contrôlées. Ce test n'est pas exécuté jusqu'à une vitesse max. de 30 km/h.
La fonction de régulation ASC se déroule pour l'essentiel comme indiqué plus haut. Si une intervention de freinage est déclenchée pendant la régulation DSC, celle-ci se déroule en principe de façon analogue à celle pour ASC. Dans le cas du système DSC, l'intervention de freinage peut cependant avoir lieu aussi bien sur les roues de l'essieu arrière que sur celles de l'essieu avant. Une seule roue est freinée à la fois sur un essieu donné.
Les interventions suivantes peuvent modifier le couple moteur :
- réduction de la quantité d'air aspiré
- réglage de l'angle d'allumage (angle retardé)
- suppression d'un cylindre
Exemple de l'intervention de freinage par le système DSC en cas de conduite en courbe :
Amorçage d'une courbe à droite : Au moment du survirage, le véhicule amorce le virage. En établissant de façon ciblée une force de freinage adaptée sur la roue avant gauche, un couple résistant est généré, s'opposant au couple de giration en train de s'établir. Ceci permet de stabiliser le véhicule.
Afin d'établir la pression de freinage optimale sur le cylindre de frein de la roue, la régulation s'effectue en trois phases : établissement, maintien et relâchement de la pression.
Laquelle des roues d'essieu avant ou arrière est concernée par le freinage dépend si le véhicule est en sous-virage ou en survirage.
Un fort sous-virage est évité par le freinage de la roue intérieure au virage, donc dans l'exemple mentionné, il s'agirait de la roue arrière droite.
Selon la situation de conduite, il est également possible de légèrement freiner conjointement la roue de l'essieu avant du même côté.
Le boîtier DSC III surveille la stabilité du véhicule au moyen des signaux des capteurs. Si la dynamique du mouvement du véhicule entre dans la zone limite, le boîtier électronique décide si doit avoir lieu une régulation ABS, une régulation ASC ou une régulation DSC avec ou sans intervention de freinage sur l'essieu avant et/ou arrière.
Si le boîtier électronique détermine une instabilité du véhicule à partir des données d'angle de rotation du volant, vitesse de roue, accélération transversale et seuil de giration, une intervention stabilisatrice a lieu.
L'intervention de principe DSC peut se matérialiser par
- l'intervention du moteur ou
- l'intervention du moteur avec intervention du freinage ou
- l'intervention du freinage.
Dans le cas d'une régulation DSC, l'intervention dans la gestion du moteur n'a lieu que si le véhicule est en sous-virage. Dans cette situation, les 4 électrovannes d'admission et les 2 électrovannes séparatrices sont ouvertes à l'état hors tension. Les 4 électrovannes d'échappement avec les 2 électrovannes d'inversion sont fermées à l'état hors tension. Ceci rend possible un freinage normal.
Etablissement d'une pression dans l'exemple du virage à droite et roue avant gauche :
Comme déjà indiqué, la pression lors d'une régulation DSC est toujours établie avec l'aide de la pompe de précharge. La seule exception est dans le cas d'un freinage prioritaire du conducteur.
Lors de l'établissement de la pression à l'avant gauche, les composants suivants sont commandés électriquement :
- pompe de précharge
- électrovanne d'admission avant droite, électrovanne d'admission arrière droite (électrovanne d'admission arrière gauche fermée)
- électrovanne séparatrice du circuit de freinage de l'essieu avant fermée
- électrovanne d'inversion du circuit de freinage de l'essieu avant ouverte
- pompe de refoulement ABS
Pendant la phase de maintien de la pression, les composants système commandés lors de l'établissement de la pression, outre l'électrovanne d'admission avant gauche, doivent être fermés. L'électrovanne d'inversion est fermée.
Relâchement de la pression :
Durant cette phase, l'électrovanne d'échappement avant gauche est commandée. Le liquide de frein ainsi piégé peut s'échapper dans l'accumulateur basse pression et est aspiré par la pompe de refoulement. Lors d'un nouvel établissement de la pression, la quantité de liquide est ainsi acheminée dans l'un des cylindres de frein de roue, ou sinon, dans le maître-cylindre de frein.