제동시와 가속 과정중에 안정된 주행특성을 보장하기 위해, ABS/ASC-컨트롤 유닛에 의해 길이방향 슬립이 고려된다.
DSC-시스템은 추가로 가로방향 다이내믹, 즉 커브 선회시 발생할 수 있는 차량의 불안정성의 영향도 고려한 다음, 안정시키려는 조치를 시작한다.
2.8 l 엔진이 장착된 E46에서, DSC III은 옵션으로서 제공된다.
E46에서의 DSC III-시스템은 다음과 같은 구성품들을 포함하고 있다:
- 컨트롤 유닛이 장착된 유압 유닛 (ASC에서와 같이 결합되어 있다)
- 해당 펄스 휠을 갖춘 4개의 휠 회전속도 센서
- 프리-부스트 펌프
- 탠덤 매스터 실린더
- 조향각 센서 (LWS)
- 요잉율 센서
- 횡가속도 센서
- 2 브레이크 압력 센서
- 제동등 스위치 (BLS)
- 브레이크액-수준 스위치
- DSC-버튼
- ABS/DSC/ABL-인디케이터 램프가 장착된 계기판
- 점화코일과 분사밸브를 갖춘 DME
- 적응식 변속기 제어 (AGS), 옵션
- CAN-버스
- 와이어링 하니스
DSC III에서는 - ASC Mk20 EI에서와 같이 - 컨트롤 유닛과 유압 유닛이 하나의 유닛으로 합쳐졌다. 수리시, 두 구성품들은 각각 교환될 수 있다.
전자식 컨트롤 유닛은 기본구조와 기능면에서 ASC Mk20EI에 상응한다.
ABS/ASC 제어 기능에 추가로, 상응하는 DSC-기능을 담당한다. DSC-제어를 수행하기 위해, 컨트롤 유닛은 추가로 다음과 같은 센서 신호를 평가한다:
- 요잉율 센서를 통한 요잉 속도
- 횡가속도 센서를 통한 횡가속도
- 조향각 센서를 통한 조향각
두 브레이크 압력 센서와 브레이크액-수준 스위치는 그 외의 신호, 특히 제어중에 참작되는 신호들을 공급한다.
컨트롤 유닛은 CAN-버스를 통해 기관 제어와 관계있는 DME, AGS, 조향각 센서, 그리고 계기판과 통신한다.
DSC-와 ABL-인디케이터 램프도 마찬가지로 CAN-버스를 통해 작동된다.
DSC 제어시에, 앞차축 또는 뒤차축에서 브레이크 간섭이 있을 수 있다. 이러한 이유 때문에, 유압 유닛에는 2개의 보조 솔레노이드 밸브가 집적되어 있다:
유압 유닛은 12개의 솔레노이드 밸브와 ABS-리턴 펌프가 들어있는 알루미늄 블록으로 구성되어 있다:
- 4개의 흡입 솔레노이드 밸브
- 4개의 배출 솔레노이드 밸브
- 압력제어밸브가 집적되어 있는 2개의 분배 밸브
- 2개의 스위칭 솔레노이드 밸브
흡입 솔레노이드 밸브와 분배 솔레노이드 밸브는 비통전 상태에서 열려있다.
배출 솔레노이드 밸브와 스위칭 솔레노이드 밸브는 비통전 상태에서 닫혀있다.
이 논리를 이용하여, 컨트롤 유닛에 고장이 있을 경우에도 브레이크가 완전한 작동상태에 있는지를 확인한다.
앞차축 브레이크 회로에 있는 스위칭 솔레노이드 밸브와 분배 솔레노이드 밸브는, DSC-제어시 앞차축에서의 브레이크 간섭을 가능하게 한다.
펌프는 ABS-브레이크 제어시 브레이크액을 브레이크 매스터 실린더로 되돌려 보낸다; ASC-/DSC-제어시, 브레이크 간섭을 이용하여 필요한 압력을 형성하고, 브레이크액을 브레이크 매스터 실린더로 되돌려 보낸다.
제동등 스위치 (능동)는 ASC-제어시에 브레이크의 작동을 감지하고, 그에 따라 ASC 제어를 중단시키기 위해 필요하다. DSC-제어시, 제동등 스위치는 압력센서와 함께 운전자에 의한 중복된 제동을 감지하는데 사용된다.
ABS-모드에서, 제동등 스위치-신호는 입력변수로서 사용되며, 제어안락성을 향상시킨다.
시스템은 4개의 능동 휠 회전속도 센서로 작동된다.
회전속도신호 출력: 뒤 좌측과 뒤 우측 회전속도신호는 상응하는 회전속도센서에 의해 감지되어, 컨트롤 유닛에서 처리된 다음, 구형파 신호로 다시 출력된다.
뒤 좌측 회전속도신호는 계기판에서 주행속도신호로 사용된다.
뒤 우측 회전속도 신호는 다른 컨트롤 유닛들, 예를 들면 적응식 변속기 제어 (AGS)를 위한 입력신호로 사용된다 .
브레이크액-수준 스위치는 보상탱크의 액 수준을 감시한다. 정상일 경우, 스위치는 닫혀있다 (접지).
액 수준이 특정값을 초과할 경우, DSC-모드에서 프리-부스트 펌프는 스위치 OFF된다.
DSC-버튼으로, ASC/DSC-기능을 작동정지시키거나 또는 작동시킬 수 있다.
DSC가 작동정지된 상태에서 차량이 정지되면 (엔진 OFF), 단자 15가 다시 스위치 ON될 때 DSC-시스템도 다시 작동한다.
조향각-센서는 스티어링 샤프트의 아래쪽 끝에 설치되어 있다.
센서는 다음과 같이 배열된 6-핀식 컨넥터를 가지고 있다:
- 핀 1: 단자 30
- 핀 2: 애프터 러닝 점화 전압 (단자 87)
- 핀 3: CAN-하이 (high)
- 핀 4: CAN-로우 (low)
- 핀 5: 접지
- 핀 6: 진단 라인
측정원리: 센서는 2개의 90도 정도 오프셋된 와이퍼가 있는 포텐시오미터이다. 포텐시오미터 신호는 평가되어, 디지털 프로토콜 (CAN)로 변환된다.
센서 신호는 조향핸들의 총 회전값을 커버하는 조향각 변수를 제공한다. 매번 360도마다 신호가 반복되며, 전압 점프가 평가되어, 조향핸들 회전값이 측정된다.
전체각은 센서 신호, 저장된 조향각-오프셋 그리고 조향핸들 회전값을 통해 측정된다.
조향각 센서는 차량의 유형에 따라 배정되어 있다. 그러므로 차량에 속하지 않는 센서에 의한, 예를 들면 교환시에, 틀린 신호를 방지할 수 있다.
이러한 이유 때문에, 센서를 교환한 후에는, 항상 조향각-오프셋을 실시해야 한다, 그렇지 않으면 ASC/DSC-기능이 정지된 상태로 있게 된다. 인지하지 못한 교환으로 인한 위험을 줄이기 위해, 차대번호는 LWS로부터 CAN-버스를 통해 계기판에 의해 조회된다.
단자 30에서 전압 함몰이 있을 경우, 예를 들면 자동차 배터리가 분리되었거나 또는 LWS가 탈거된 경우, 저장된 조향핸들 회전값에 대한 정보가 손실된다. 고객이 부득이 LWS를 새로 초기화하지 않아도 되도록 하기 위해서, 앞바퀴 속도의 통계적인 평가를 통해 현재의 조향핸들 회전값을 조사한다.
생산라인 또는 정비공장에서, 센서 교환 후 (또는 스티어링 칼럼/스티어링에서 작업시), 진단을 이용한 영점 보정 (오프셋)이 실시된다 (앞바퀴는 직진주행위치).
오프셋되는 동안, 스티어링 휠-중간 위치가 스타팅 값으로서 EEPROM에 영구 저장된다. 오프셋은 LWS의 완벽한 기능을 위한 기본이다.
오프셋에 추가로, 주행중에 DSC III-논리에 의해 스티어링-영점 위치가 계속 조사된다.
LWS-정보는 커브길 주행속도와 운전자의 조향 특성을 측정하는데 사용된다. LWS는 CAN-버스를 통해 다른 시스템에도 신호를 보낸다.
횡가속도 센서는 좌측 A-필러에 설치되어 있다. DSC-와이어링 하니스로 가는 3 핀식 플러그 컨넥터는, 다음과 같은 핀 배열을 갖추고 있다:
- 핀 1: 센서 신호
- 핀 2: 접지
- 핀 3: 센서 전원전압 (5 V)
측정범위 값과 보정값: 0.5 - 4.5 V까지의 아날로그 전압. 오프셋-값은 1.8 V이다 (정차상태).
측정원리: 용량형 센서로 설계되어 있다.
DSC III-시스템에서의 기능: 측정된 횡가속도는 규정-요잉율을 측정하기 위한 보조 변수로서 이용된다. 이 요잉율은 코너링 한계속도에 도달했을 때, 그때의 도로 조건에서 안정된 커브 선회에 상응한다.
두 압력센서는 브레이크 매스터 실린더에 위치해 있다. 3 핀식 컨넥터는 다음과 같은 단자를 가지고 있다: 접지, 신호 전압, 전원 전압 (5 V).
측정범위와 보정: 센서들은 0 - 250 bar까지의 측정범위에 상응하는 아날로그 전압을 공급한다. 제로 포인트의 보정은 진단을 통해 이루어진다. 추가로 DSC를 통해 제로 포인트가 계속 수정된다.
측정원리: 용량형 센서.
DSC III-시스템에서의 기능:
제어중에 브레이크를 밟았을 때, 제동 요구를 감지하고, 변환하기 위한 정보로 사용된다.
회전율 신호 (요잉 주행속도)는 차량-수직축 (Z축)에 대한 선회주행속도에 상응한다.
회전율 센서는 운전석 아래에 장착되어 있다. 3 핀식 컨넥터는 다음과 같은 단자를 가지고 있다: 접지, 신호 전압, 전원 전압 5 V.
측정원리: 수정 발진자 회전 포크 시스템 (Quartz crystal tuning fork system)
DSC III-시스템에서의 기능:
측정된 선회주행속도 (요잉율)는 운전자의 요구 (조향각-, 차량 주행속도- 그리고 횡가속도-정보)와 비교된다. 요구가 있을 때, DSC는 엔진 토크에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 앞차축 또는 뒤차축 브레이크에 간섭하여, 차량-선회주행속도를 수정한다.
이러한 간섭을 통해, 모든 주행조건 (제동, 구동, 타행주행)하의 물리적 한계 내에서 안정된 주행상태에 도달되게 된다.
다양한 DSC III-기능들을 감시하기 위해, DSC는 계기판에 다음과 같은 인디케이터 램프들을 배정하였다:
- ABS-램프 (ABS-고장램프)
- DSC-램프 (DSC-고장램프)
- ABL-램프 (주제동 브레이크 경고등)
램프의 트리거링과 기능 표시는 ASC에서와 동일하다. 차이점은 ASC-램프 (같은 심볼) 대신에 DSC-램프가 있다는 것이다. DSC-램프는 DSC와 ASC에 대한 인디케이터 기능을 담당한다.
DME-컨트롤 유닛은 ASC와 DSC의 요구를 엔진 토크의 감소/증가로 변환한다.
다른 변속 특성곡선에 의해 불쾌하게 지속되는 상/하단 왕복변속을 피하기 위해, 제어시 AGS는 DSC-컨트롤 유닛으로부터 정보를 받는다.
DSC는 CAN-버스를 통해 DME, AGS, 계기판 그리고 LWS와 연결되어 있다. 이 데이터 버스를 통해, DSC는 다른 컨트롤 유닛들과 통신한다.
브레이크 간섭식 DSC-제어가 이루어질 때, 이 브레이크 간섭은 브레이크 압력에 의해 시작된다. 브레이크 압력은 프리-부스트 펌프로 형성된다. 제어시, 펌프는 DSC-컨트롤 유닛에 의해 작동된다.
프리-부스트 펌프는 보상탱크로부터 브레이크액을 흡인하여, 이를 브레이크 매스터 실린더의 푸쉬 로드 회로로 공급한다. 이 때 이 브레이크 매스터 실린더에서 ABS-리턴 펌프까지, 최대 10 bar의 압력이 형성된다.
이 압력은 모든 조건하에서 필요한 브레이크 압력을 형성하기 위해 필요한 프리-부스트 압력이다.
단자 15가 작동될 때, DSC-컨트롤 유닛이 자기진단을 실시한다. 그 다음, 전체 주변기기가 점검된다. 이 테스트는 최대 30 km/h까지 수행되었다.
ASC-제어 기능은 알려진 것과 같이 계속 진행된다. DSC-제어중에 브레이크 간섭이 수행될 경우, 이 과정은 원칙적으로 ASC에서와 유사하다. DSC-시스템의 경우, 브레이크 간섭이 앞차축 뿐만 아니라 뒤차축의 휠에서도 이루어진다. 상응하는 차축의 한쪽 휠에서만 항상 제동이 이루어진다.
다음과 같은 간섭을 통해, 엔진 토크가 변경될 수 있다:
- 흡인된 공기질량의 감소
- 지각으로 점화각 조정
- 실린더 소멸
커브 선회시 DSC-시스템에 의한 브레이크 간섭의 예:
우측 커브길 주행시: 오버 스티어링시, 차량이 커브 안에서 선회한다. 앞 좌측 휠에 적합한 제동력이 형성됨으로써, 형성된 요잉 모멘트에 대한 역모멘트가 생성된다. 이렇게 함으로써 차량이 다시 안정되게 된다.
휠 브레이크 실린더에서 최적의 브레이크 압력을 형성하기 위해, 제어는 압력형성, 압력유지, 압력감소 단계로 이루어진다.
앞차축 또는 뒤차축에서 어떤 휠이 제동되어야 하는지는, 차량이 언더 스티어링 또는 오버 스티어링되는지의 여부와 관계가 있다.
심한 언더 스티어링은 커브 안쪽의 뒤쪽 휠을 제동하면 방지된다, 예를 들면 뒤쪽 휠이란 뒤 우측 휠을 말한다.
주행상태에 따라, 다른 축의 같은 쪽 휠에서도 약간의 제동이 걸릴 수 있다.
DSC III-컨트롤 유닛은 센서 신호를 근거로 차량 안전성을 감시한다. 차량이 동적주행 한계범위에 도달하였을 경우, 컨트롤 유닛은 앞차축 그리고/또는 뒤차축에 브레이크 간섭이 있는 또는 없는 상태에서, ABS-제어, ASC-제어 또는 DSC-제어가 이루어져야 하는지의 여부를 결정한다.
컨트롤 유닛이 변수들, 즉 조향각, 휠 회전속도, 횡가속도 그리고 요잉율로부터 차량의 불안정성을 측정할 경우, 안정시키기 위한 간섭이 이루어진다.
DSC 제어 간섭은
- 기관 제어, 또는
- 기관 제어와 브레이크 간섭, 또는
- 브레이크 간섭 형태로 이루어질 수 있다.
DSC-제어 간섭시, 차량이 언더 스티어링되었을 경우에만, 기관 제어에서 간섭이 이루어진다. 이러한 상태에서, 4개의 흡입 솔레노이드 밸브와 2개의 분배 솔레노이드 밸브가 비통전 상태에서 열려 있다. 4개의 배출 솔레노이드 밸브와 2개의 스위칭 솔레노이드 밸브는 비통전 상태에서 닫혀 있다. 이렇게 함으로써, 정상적인 제동이 가능하다.
예를 들면, 우측 커브와 앞 좌측 휠에서의 압력형성:
이미 언급된 바와 같이, DSC-제어시 압력은 항상 프리-부스트 펌프의 지원으로 형성된다. 운전자에 의해 제동이 중복되었을 때에만, 예외가 된다.
앞 좌측 압력형성시, 다음과 같은 구성품들이 전기적으로 트리거링된다:
- 프리-부스트 펌프
- 앞 우측 흡입밸브, 뒤 우측 흡입밸브 (뒤 좌측 흡입밸브 닫힘)
- 앞차축 브레이크 회로의 분배 솔레노이드 밸브가 닫힌다
- 앞차축-브레이크 회로의 스위칭 솔레노이드 밸브가 열린다
- ABS 리턴 펌프
압력 유지-단계에서, 압력형성시 트리거링된 시스템 부품들에, 추가로 앞 좌측 흡입 솔레노이드 밸브가 닫혀져야 한다. 스위칭 밸브가 닫힌다.
압력감소:
이 단계에서, 앞 좌측 배출 솔레노이드 밸브가 트리거링된다. 가두어져 있던 브레이크액은 저압 어큐뮬레이터로 빠져나와, 리턴 펌프에 의해 흡인될 수 있다. 압력이 다시 형성될 때, 그만큼의 브레이크액이 휠 브레이크 실린더중 하나로 흘러 들어가거나, 그렇지 않은 경우에는 브레이크 매스터 실린더로 흘러 들어간다.