Con il DSC3, BMW 09/96 introduce il più moderno sistema di regolazione della dinamica di marcia esistente nel settore degli autoveicoli.
Questo sistema di regolazione consente di evitare con maggiore efficacia situazioni di instabilità, quali ad esempio gli sbandamenti del veicolo.
Per ottenere questo risultato è necessario rilevare con precisione le condizioni di marcia non soltanto in termini di dinamica longitudinale, ma anche di dinamica trasversale. A tale scopo si sono aggiunti altri sensori ai quattro sensori di giri delle ruote:
Il sensore della velocità di rotazione è in grado di rilevare deviazioni anche minime rispetto alla traiettoria nominale rilevata dal sensore dell'angolo di sterzata.
Il sensore di accelerazione trasversale riconosce situazioni di deriva trasversale del veicolo che, pur non subendo alcuna rotazione, non si trova in traiettoria.
Il sensore di pressione misura la precompressione esercitata sul freno dal conducente.
Sulla base di queste informazioni e dei valori rilevati dai quattro sensori di giri delle ruote, uniti alla velocità di marcia del veicolo e ad altri dati del motore e del cambio, la centralina DSC3 è in grado di rilevare condizioni di marcia critiche e non corrispondenti alle intenzioni del conducente (angolo di sterzata) e di dedurne le condizioni stradali.
In un lasso di tempo di pochi millesimi di secondo la centralina DSC3 ricava da questi dati il comportamento sovrasterzante o sottosterzante del veicolo e il luogo, la durata e l'intensità della frenata necessaria.
La centralina DSC3 riceve tensione da quattro linee di alimentazione:
N. pin |
Segnale |
|---|---|
1 |
12 V (morsetto 87) |
51 |
12 V (morsetto 30) |
28, 29 |
massa (morsetto 31) |
Avvertenza
Il pin 1 riceve immediatamente tensione dal relè principale DME non appena viene inserita l'accensione, mentre quando quest'ultima viene disinserita la tensione viene tolta soltanto dopo circa 5 secondi (ritardo di disinserzione determinato dalla centralina DME).
la centralina DSC3 è collegata attraverso il CAN bus alle centraline dei sistemi DME, EML ed AGS. A questo bus è inoltre collegato il sensore dell'angolo di sterzata.
Attraverso il CAN bus queste centraline si scambiano continuamente dati di vario tipo sotto forma di telegrammi:
La centralina AGS comunica alla centralina DSC3 la marcia al momento inserita (rapporto di trasmissione) per il calcolo delle coppie motrici.
In questo modo il sistema DSC3 riconosce coefficienti bassi di attrito ed impedisce l'inserimento di una marcia inferiore per evitare gravosi cambi di marcia a singhiozzo.
Quando in fase di avvio sono presenti coefficienti ridotti di attrito, attraverso il CAN bus la centralina DCS3 richiede al sistema di gestione del cambio di inserire in anticipo la seconda marcia.
La centralina DSC3 è dotata di una funzione di autodiagnosi. Tutti gli errori vengono memorizzati in una memoria non volatile e possono essere esportati per localizzare le anomalie.
Le funzioni di diagnostica disponibili sono:
Importante
La centralina DSC3 dispone di una memoria errori non volatile. In caso di riparazione in garanzia stampare il codice di prova e non cancellare la memoria errori.
DSC3 dispone di due spie di controllo. Esse sono:
Queste due spie di controllo servono a segnalare sulla strumentazione, ad uso del conducente, lo stato e gli errori del sistema DSC3.
Quando si inserisce l'accensione (morsetto 15), le due spie di controllo vengono attivate e sottoposte ad un controllo per verificare il loro regolare funzionamento. Se durante l'autotest della centralina non è stata riscontrata alcuna anomalia, le due spie di controllo si spengono dopo circa 2 secondi.
Quando il sistema ABS è pronto per il funzionamento, la spia di sicurezza è spenta. Se la centralina individua un anomalia nel sistema ABS che rende necessaria la disinserzione di quest'ultimo, la spia di sicurezza ABS si accende per segnalare l'avaria del sistema.
Le modalità di attivazione della spia di sicurezza sono state modificate rispetto ai sistemi ABS precedenti:
La spia di sicurezza ABS viene alimentata a 12 Volt dal morsetto 15. Se il sistema ABS è pronto per il funzionamento, la centralina applica sul pin 32 un livello high. Questo stato viene riconosciuto dalla centralina elettronica della strumentazione e, di conseguenza, la spia di sicurezza non viene collegata a massa.
Se nel sistema ABS si verifica un'anomalia che determina la sua disattivazione, la centralina fa passare il livello high a low.
Questo nuovo stato fa sì che la centralina elettronica effettui il collegamento a massa della spia di sicurezza con la sua conseguente accensione.
Se la centralina non è collegata, si verifica automaticamente lo stesso stato descritto per le anomalie del sistema ABS.
Il vantaggio di questo nuovo sistema di attivazione della spia risiede nella soppressione dei contatti a molla del connettore e del gravoso collegamento a ponte precedentemente realizzato mediante il relè delle valvole.
La spia è spenta quando il sistema DSC3 è pronto per il funzionamento e lampeggia quando è attiva la regolazione DSC o ASC.
Se viene individuata un'anomalia nel sistema DSC3, o se il sistema viene temporaneamente disinserito dal tasto passivo DSC, la spia si accende a luce fissa.
La spia multifunzione è alimentata a 12 Volt dal morsetto 15 e, a seconda del tipo di funzione, viene collegata a massa dalla centralina ad intervalli o senza interruzioni.
Per segnalare al conducente l'eventuale avaria del sistema DSC3 anche quando la centralina non è collegata, la spia multifunzione viene collegata a massa da un contatto a molla del connettore. Quando la centralina non è collegata, il contatto è aperto.
Avvertenza
Durante la diagnostica (= comunicazione con DIS) entrambe le spie di controllo sono accese, indipendentemente dalla presenza o meno di un errore di sistema.
L'azionamento del pedale del freno viene comunicato alla centralina DSC3 dall'interruttore delle luci di arresto.
Quando è in corso una regolazione ASC, qualsiasi intervento dei freni viene immediatamente interrotto, la valvola di aspirazione viene chiusa e la valvola di commutazione viene aperta.
Se si rilascia il freno mentre è in corso una frenata controllata dal sistema ABS, la regolazione ABS viene immediatamente interrotta.
Soltanto con DSC3 si ha la disinserzione dell'intero sistema (ABS, ASC e DSC) in caso di anomalia dell'interruttore delle luci di arresto.
L'azionamento del freno a mano viene comunicato alla centralina DSC3 dall'interruttore del freno a mano. Ciò comporta un aumento di 20 km/h della soglia di slittamento per la regolazione della coppia di trascinamento del motore (MSR).
Quando il blocchetto di accensione si trova in posizione 2 (morsetto 15) e l'autotest della centralina ha dato esito positivo, è possibile disinserire con il tasto passivo tutte le funzioni ASC/DSC. Quando le funzioni ASC/DSC sono disinserite, sulla strumentazione si accende la spia multifunzione DSC. La regolazione ABS viene mantenuta attiva.
Premendo di nuovo il tasto, le funzioni ASC/DSC possono essere riattivate, ma soltanto se la differenza tra la velocità massima delle ruote posteriori e la velocità minima delle ruote anteriori è inferiore a 20 km/h.
Sui veicoli delle serie E38 ed E39 sono in generale installati sensori di giri di tipo attivo.
I sensori di giri attivi funzionano in base al principio di Hall, secondo il quale le variazioni d'intensità del campo magnetico generano tensioni alternate, la cui frequenza è un'unità di misura per il numero di giri delle ruote. Contrariamente ai sensori di giri passivi, inquelli attivi l'elemento sensore vero e proprio ed i componenti elettronici per la preparazione del segnale sono integrati nel sensore di giri.
Vantaggi dei sensori attivi rispetto ai sensori passivi precedentemente impiegati:
I segnali di giri sono segnali rettangolari ad ampiezzaconstante (low = 0,75 V, high = 2,5 V);con velocità comprese tra 0 e 250 km/h le frequenze risultanti variano, in funzione della circonferenza dei pneumatici, da 0 a circa 1700 Hz.
I sensori attivi ricevono tensione (7,6 ... 8,4 V tensione continua)dalla centralina DSC3.
Il numero di giri delle ruote serve anche ad altre centraline, come la centralina elettronica strumenti (IKE) o il controllo elettronico ammortizzatori (EDC). A tal fine i segnali di giri vengono appositamente dalla centralina DSC3.
I segnali di giri sono segnali rettangolari ad ampiezza costante (low-level < 1 V, high-level = > 11 V); la loro frequenza dipende dalla velocità di rotazione delle ruote ed è compresa tra 0...1700 Hz (0...250 km/h).
Il sensore dell'angolo di sterzata è installato sull'estremità inferiore dell'albero dello sterzo prima del disco del giunto snodato.
Assegnazione dei connettori:
N. pin |
Segnale |
|---|---|
1 |
12 V (morsetto 30) |
2 |
12 V (morsetto 87) |
3 |
CAN (+) |
4 |
CAN (-) |
5 |
massa (morsetto 31) |
Il sensore invia sul CAN bus un segnale indicante l'angolo totale di sterzata ed avente una risoluzione di circa 0,7 O .
Inoltre, sul CAN bus viene trasmessa una variabile di stato che indica la validità del segnale dell'angolo di sterzata.
Al termine della linea di montaggio o dopo la sostituzione del sensore è necessario inizializzare quest'ultimo con la diagnostica DSC3 e l'ausilio di un tester per diagnostica dopo aver portato con la massima precisione possibile lo sterzo o le ruote anteriori nella posizione di marcia rettilinea. Con l'inizializzazione si ottiene la compensazione dell'offset elettrico del sensore e la memorizzazione permanente (EEPROM) di quest'ultimo nel sensore stesso.
Inoltre nel sensore e nella centralina DSC3 viene registrato lo stesso numero di identificazione, che il sensore dell'angolo di sterzata trasmette attraverso il CAN bus. Se i due ID non corrispondono viene negato l'accesso nel sistema DSC3 e la diagnostica DSC3 richiede l'inizializzazione dell'angolo di sterzata.
Quanto sopra allo scopo di evitare che, in seguito all'installazione di un sensore dell'angolo di sterzata nuovo di fabbrica o già utilizzato su un altro veicolo, venga applicato un valore di offset errato.
Oltre all'offset elettrico, durante la marcia del veicolo la logica del sistema DSC3 rileva costantemente l'offset per il punto centrale dello sterzo risultante, ad esempio, da una regolazione della convergenza. La logica del sistema DSC3 verifica la plausibilità del segnale dell'angolo di sterzata (mediante confronto con i segnali degli altri sensori).
Il sensore è costituito (come il sensore dell'angolo di sterzata del sistema EDC) da due contatti striscianti potenziometrici di precisione, disposti a 90 O l'uno rispetto all'altro, che forniscono segnali con un valore di tensione compreso tra 0 e circa 4,5 V.
La logica di preparazione integrata nel sensore (microcontroller con modulo CAN) ricava dai singoli valori di tensione sia il grado di rotazione del volante sia l'angolo totale di sterzata, e verifica la plausibilità di quest'ultimo(controllo a 90 O ).
Se si verifica un'interruzione dell'alimentazione (ad esempio se si scollega la batteria) la logica del sensore perde il valore relativo al grado attuale di rotazione del volante. In questo caso particolare il grado attuale di rotazione del volante viene nuovamente rilevato mediante valutazione statistica dei valori di velocità delle ruote anteriori (ricevuti attraverso il CAN bus).
La logica del sistema DSC3 utilizza il segnale dell'angolo totale di sterzata per rilevare con precisione la velocità di marcia del veicolo (in curva).
Inoltre esso funge da segnale in ingresso per il regolatore del veicolo:
dal segnale dell'angolo di sterzata la logica del sistema DSC3 ricava la "velocità di rotazione del veicolo" richiesta dal conducente.
Definizione:
Il segnale della velocità di rotazione corrisponde alla velocità di rotazione del veicolo intorno all'asse normale.
Il sensore della velocità di rotazione è installato sotto il sedile del conducente.
Assegnazione dei connettori:
N. pin |
Segnale |
|---|---|
1 |
negativo (0 V) |
2 |
positivo (12 V) |
3 |
segnale del sensore |
4 |
segnale di riferimento (2,5 V) |
5 |
Segnale di prova |
La tensione di segnale fornita del sensore è di 0,7 - 4,3 V. La differenza tra la tensione di segnale e la tensione di riferimento oscilla tra -1,8 e +1,8 V e corrisponde ad una velocità di rotazione compresa tra -50 e +50 O /s.
Quando l'accensione è inserita, il sensore viene tenuto sotto controllo per verificare l'ammissibilità dei valori di offset.
Durante la marcia del veicolo viene eseguita una compensazione costante dei valori plausibili mediante comparazione con i seguenti segnali:
Quando l'accensione è inserita, ogni 20 ms viene misurato il segnale utile.
Al segnale utile viene sovrapposto ogni due cicli un offset elettrico per verificare il regolare funzionamento elettrico del sensore. Per applicare questo offset viene utilizzata la linea di prova. La centralina DSC3 verifica che l'offset si mantenga costante.
Cilindro oscillante eccitato da diversi elementi piezoelettrici con una frequenza di oscillazione di 14 kHz.
La forza trasversale, risultante dall'accelerazione trasversale in curva, determina l'escursione del cilindro.
Un circuito elettronico di regolazione riporta a zero l'escursione del cilindro; successivamente questo valore, che rappresenta l'unità di misura per la velocità di rotazione, viene trasformato in tensione analogica (caratteristica lineare).
La velocità di rotazione misurata viene confrontata con la velocità di rotazione richiesta dal conducente (ricavata dall'angolo di sterzata) e con la velocità limite di rotazione (ricavata dall'accelerazione trasversale).
Se necessario, il regolatore del veicolo corregge la velocità di rotazione del veicolo mediante interventi mirati dei freni delle singole ruote.
Ciò garantisce un comportamento stabile su strada in tutte le condizioni di marcia (frenata, trazione, marcia in folle).
Il sensore di accelerazione trasversale è installato sul batticalcagno accanto al sedile del conducente in posizione orizzontale e ad una distanza di circa 5 cm dal montante B.
Assegnazione dei connettori:
N. pin |
Segnale |
|---|---|
1 |
Segnale del sensore |
2 |
Negativo (0 V) |
3 |
Positivo (5 V) |
Il sensore fornisce una tensione analogica di 0,5 - 4,5 V corrispondente ad un campo di misura compreso tra -1,5 e +3,5 g.
Il valore di offset è di 1,7 V (a veicolo fermo e in piano).
Dopo l'inizializzazione la centralina DSC3 effettua la compensazione del segnale di accelerazione trasversale sia a veicolo fermo sia durante la marcia e ne verifica costantemente la plausibilità mediante comparazione con i segnali degli altri sensori.
Il sensore di accelerazione trasversale è un sensore capacitivo.
In fase di accelerazione la piastra fissa del condensatore determina, all'interno del sensore, il sollevamento della piastra mobile. La tensione di segnale che ne risulta corrisponde all'accelerazione.
La logica del sistema DSC3 si serve del segnale di accelerazione trasversale come segnale in ingresso per il regolatore del veicolo. In base all'accelerazione trasversale misurata viene calcolata la velocità nominale di rotazione. Alla velocità limite di marcia in curva questo valore nominale corrisponde ancora ad un comportamento stabile in curva alle condizioni di guida presenti.
Il sensore di pressione è installato sul gruppo pistoni di alimentazione sull'uscita di alimentazione del circuito dell'asse anteriore.
Assegnazione dei connettori:
N. pin |
Segnale |
|---|---|
1 |
Negativo (0 V) |
2 |
Positivo (5 V) |
3 |
Segnale del sensore |
Il sensore fornisce un segnale analogico con un campo di misura compreso tra 0 e 250 bar.
La compensazione costante dello zero ha inizio dopo l'inizializzazione del sistema mediante inserimento dell'accensione e si conclude dopo 100 ms, a condizione che non venga azionato l'interruttore delle luci di arresto.
Membrana di acciaio con metodo di misura piezoresistivo mediante deformazione della membrana e successiva conversione in una caratteristica lineare di 0 - 5 V.
Controllo da parte della centralina DSC3 della plausibilità dei segnali in un intervallo di tempo di 100 ms per quanto riguarda i seguenti stati:
La centralina elettronica sorveglia i seguenti stati:
A compensazione avvenuta (compensazione dello zero), se il sistema BLS non è attivo la pressione del sistema non può superare per un periodo di tempo definito il valore di 5 bar.
Le informazioni fornite dal segnale del BLS e da quello del sensore di pressione vengono sommate dal sistema dando origine ad un segnale BLS ridondante i cui stati logici vengono tenuti sotto controllo dalla centralina elettronica.
L'unità idraulica si trova tra il gruppo pistoni di alimentazione ed il cilindretto del freno della ruota.
Questa unità modula la pressione durante le frenate controllate dal sistema ABS e comanda o regola la pressione dei freni in caso di regolazione ASC o DSC.
L'unità idraulica è rimasta fondamentalmente uguale a quella del sistema ABS/ASC5 per quanto riguarda struttura e funzionamento.
Dal momento che durante una regolazione DSC può verificarsi un intervento dei freni sull'asse anteriore, si sono dovute installare una valvola di commutazione ed una valvola di mandata supplementari.
Si sono pertanto installati nella scatola:
Tutte le valvole vengono alimentate a 12 V, quando viene inserito il morsetto 15, e portate a massa dalla centralina quando è in corso una regolazione.
In assenza di corrente le 4 valvole elettromagnetiche di ammissione e le 2 valvole di commutazione sono aperte, mentre le 4 valvole di scarico e le 2 valvole di mandata sono chiuse.
La pompa di ricupero è azionata da un motore elettrico alimentato in condizioni normali dal relè motore ABS.
Durante il ciclo di regolazione ABS la pompa ricupera il liquido dei freni scaricato durante la fase di riduzione della pressione e lo riconvoglia alla pompa idraulica.
In caso di regolazione ASC o DSC con intervento dei freni, essa crea nel circuito frenante la pressione necessaria.
Il senso di rotazione della pompa di ricupero è sempre lo stesso, sia in caso di regolazione ABS sia per le regolazioni ASC/DSC.
Affinché la pompa possa mettere in pressione il circuito frenante durante una regolazione ASC/DSC, è necessario chiudere la valvola di commutazione ed aprire quella di mandata.
La pompa aspira il liquido dei freni attraverso la valvola di mandata aperta e lo invia al cilindretto del freno in cui si deve creare la pressione frenante richiesta. Il ripristino della pressione di sistema è garantito dalla chiusura della valvola di commutazione.
In ognuna delle due valvole di commutazione è integrata una valvola limitatrice di pressione a comando idraulico che impedisce che la pressione di mandata della pompa superi durante la regolazione ASC/DSC il valore di 161 (+/-25) bar.
L'alimentazione elettrica (+/-) della pompa di mandata dell'unità è assicurata direttamente dalla centralina.
Quando viene avviata, la pompa introduce il liquido dei freni prelevato dal serbatoio compensatore della pompa idraulica tandem in una camera situata tra due pistoni del gruppo pistoni di alimentazione.
Da questa camera si diparte un secondo condotto che ritorna al serbatoio compensatore. Il foro calibrato di strozzamento sul condotto di ricupero consente di ripristinare la pressione necessaria (principio della pressione dinamica).
La valvola limitatrice di pressione (DBV) installata nella pompa impedisce che la pressione di quest'ultima superi i 15 bar. Se si supera il valore di pressione per il quale si è tarata la valvola DBV, il comando idraulico di quest'ultima ne determina l'apertura e all'interno della pompa si verifica un cortocircuito. In questo modo vengono esclusi ulteriori aumenti della pressione in entrata.
Il relè motore ABS viene attivato dalla centralina DSC3 in determinate fasi del ciclo di regolazione ABS, ASC o DSC.
Il relè motore ABS inserisce o disinserisce la pompa di ricupero.
Quest'ultima restituisce il liquido dei freni, che si è raccolto nel serbatoio di accumulo, al circuito frenante compreso tra la valvola di ammissione chiusa e la pompa idraulica (fase di riduzione della pressione durante la frenata con ABS) oppure fornisce il liquido in pressione ai cilindretti dei freni attraverso la valvola di ammissione aperta (fase di ripristino della pressione durante la regolazione ASC e DSC).
Il relè valvole ABS viene alimentato dalla centralina DSC3 quando il blocchetto di accensione si trova nella posizione morsetto 15.
Il relè valvole ABS inserisce o disinserisce la tensione di alimentazione a 12 V per tutte le valvole elettromagnetiche dell'unità idraulica.