Van de digitale motorelektronica worden de volgende functies overgenomen:
Bij het inschakelen van de ontsteking wordt er eerst bij alle cilinders éénmaal kort ingespoten. Vanaf het begin van het startproces, wordt er dan selectief per cilinder 1 x per arbeidscyclus (2 krukasomwentelingen) ingespoten.
De inspuittijd (ti) komt tot stand uit de geprogrammeerde start-basisinspuithoeveelheid en de correctiegrootheden uit de ingangssignalen van koelwater- en aanzuigluchttemperatuur. De aansturing van de cilinders ontstaat uit de stand van het referentiemerkteken-signaal.
Na enkele motoromwentelingen (afhankelijk van de stand van de nokkenas en van het starttoerental) ontvangt de DME regeleenheid het nokkenas-positiesensor-signaal.
Totdat de nokkenaspositie is gedefinieerd, heeft er als regel een dubbele ontsteking plaats (één ontsteking bij elke krukasomwenteling). Daarna wordt duidelijk, of de cilinderindeling moet worden gecorrigeerd.
Wanneer ook bij lopende motor het nokkenas-positiesensor-signaal niet wordt herkend, dan blijft de dubbele ontsteking bestaan. In dit geval kan echter niet gewaarborgd worden, dat het inspuittijdpunt in de arbeitstakt ligt.
De acceleratie-verrijking wordt altijd dan geactiveerd, wanneer de wens van de bestuurder (gasklep-potentiometer-signaal) en het motortoerental dit noodzakelijk maken. Daarbij heeft er bij de cilinders, waarvan de inspuittijd reeds was afgelopen, een tussentijdse inspuiting plaats. Voor de volgende cilinders wordt de normale inspuittijd (ti) voor de brandstofverrijking verlengd.
De DME M3.3 heeft een Cylinder-Individual-Fuel-Injection CIFI. Onder CIFI verstaat men een individuele aansturing van elke cilinder separaat. Het wordt gegarandeerd, dat de inspuiting van elke cilinder is afgelopen, voordat de de inlaatklep opent. Op deze manier wordt er een optimaal benzine-luchtmengsel en daardoor een zeer goede verbranding met een laag brandstofverbruik verkregen.
Wanneer er een storing in het ontstekings- of inspuitsysteem bestaat, dan kan de eindtrap van elke afzonderlijke cilinder individueel worden afgeschakeld. Deze storingen worden dan ook in het storingsgeheugen geplaatst.
Voor elke cilinder is er een eigen eindtrap-gestuurde bobine aanwezig, die de hoogspanning (tot 32 kV) via de bougiedop doorgeeft. Daardoor kunnen contacthoekveranderingen snel en onafhankelijk worden gestuurd.
Door het wegvallen van roterende delen wordt het bruikbare bereik van de contacthoekregeling vergroot. Voor het behouden van de correcte ontstekingsvolgorde wordt de nokkenas-sensor ingezet.
Op grond van de toerental- en belastings-signalen wordt door de DME regeleenheid de contacthoek (ontstekingstijdpunt) bepaald en via de ontstekingseindtrappen uitgegeven. Hierbij wordt ook met andere ingangssignalen, zoals de motortemperatuur, de temperatuur van de aanzuiglucht, de stand van de gasklep, de signalen van de pingelregeling en signalen van de adaptieve transmissie regeling rekening gehouden.
Bij uitvallen van de cilinder-herkennings-sensor (nokkenassensor) wordt naar parallelle ontsteking overgeschakeld, d.w.z. de bobines van de afzonderlijke cilinders worden met bijbehorende vaste ontstekingstijdpunten bij elke krukasomwenteling aangestuurd.
Door de ontstekingskringbewaking wordt overslaan van de ontsteking per cilinder selectief vastgesteld (zelfdiagnose) en schade aan de katalysator voorkomen. De uitlaatgasemissies kunnen niet slechter worden, omdat de inspuiting van de betroffen cilinders wordt afgeschakeld.
De secundaire kringbewaking werkt met een "shunt" (weerstand in de gemeenschappelijke secundaire massakabel van de 8 bobines). Bij elke ontsteking wordt het spanningsverloop aan de shunt aan de regeleenheid doorgegeven.
Wanneer na een succesvolle ontsteking (cilinder-selectieve bewaking van de primaire kring is o.k.) de drempelspanning voor de registratie van het overslaan van de ontsteking (5V) niet wordt bereikt, dan wordt de storing gezet, de storingslamp geactiveerd (alleen US-modellen) en de bijbehorende inspuiteindtrap afgeschakeld.
In de M60 motor wordt een nieuwe slijtagebestendige tweewikkelings-draaisteller als stationairsteller gemonteerd. De draaischuif in de stationairsteller mag alleen door aansturing met een testkast resp. door een schuddende beweging worden gecontroleerd. Het is niet toegestaan, de draaischuif met de vinger of met hulpgereedschap, zoals bijv. een schroevedraaier te bewegen. Een probleemloze werking zou daardoor niet meer kunnen worden gegarandeerd.
De stationairsteller neemt meerdere taken op zich en is op die manier een belangrijke component in de aanzuiglucht-kringloop van de motor.
Geringe lekluchthoeveelheden, die bijv. bij lekke vouwbalgen/aansluitingen of een afwijkende opening in de gasklep optreden, kunnen via de stationairsteller worden gecompenseerd.
In de vrijloopfase van de motor wordt de stationairsteller volledig geopend en hij sluit eerst kort voor het bereiken van het stationaire toerental. Daardoor wordt een hoog vacuum in de aanzuigbuis en blauwe rook (oliedamp-afzuiging langs de klepsteelafdichtingen) voorkomen.
De stationairsteller geeft bij het starten van de motor een openingsdiameter vrij, die groter is dan die van het stationaire toerental. De motor start daardoor gemakkelijker.
De stationairsteller heeft een noodloop-openingskier, die bij uitvallen van de stroomverzorging bepaalde noodloop-eigenschappen waarborgt.
Bij voertuigen met ASC of ASC + T wordt het motorsleepmoment d.m.v. de stationairsteller geregeld (functie MSR). De stationairsteller gaat open, wanneer er gevaar bestaat, dat de aandrijvingswielen tot stilstand komen. Het toerental wordt daardoor verhoogd en het motorsleepmoment verminderd.
Het langere tijd rijden met een motor met pingelende verbranding kan tot ernstige schade leiden. Pingelen wordt in de hand gewerkt door:
De compressieverhouding kan ook door afzettingen of toleranties in de productie een te hoge waarde krijgen.
Bij motoren zonder pingelregeling moet met deze ongunstige invloeden bij het vastleggen van de ontsteking door een veilige afstand tot de pingelgrens te kiezen, rekening worden gehouden. Daarmee zijn in het bovenste belastingsgebied rendementsverliezen onvermijdelijk.
De pingelregeling kan het pingelen van de motor voorkomen. Daartoe zet hij alleen bij acuut pingelgevaar het ontstekingstijdpunt van één of meer betroffen cilinders (cilinder-selectief) zo ver als nodig is in richting laat. Daardoor kan de ontstekingskarakteristiek op de meest optimale verbruikswaarden worden berekend, zonder rekening te houden met de pingelgrens. Een veilige afstand is niet meer nodig.
De pingelregeling zorgt voor alle correcties aan het ontstekingstijdstip die nodig zijn om pingelen te voorkomen, en maakt het mogelijk om ook met normale benzine (minimum ROZ 91) probleemloos te rijden.
De pingelregeling biedt:
De M60 is met een cilinder-selectief, adaptief pingelregelsysteem uitgerust. Vier pingelsensoren registreren de pingelende verbranding. De sensorsignalen worden im DME regeleenheid geanalyseerd.
De pingelsensor is een piëzo-elektrische geluidsmicrofoon. Hij neemt de geluidsuitstraling op en zet deze in spanningssignalen om.
Bij het optreden van pingelen wordt de ontsteking voor een bepaald aantal cyclussen naar laat versteld en beweegt dan geleidelijk weer in de richting van de oorspronkelijke waarde. De verschuiving naar laat kan voor elke cilinder afzonderlijk worden geregeld (cilinder-selectief). Dus alleen de werkelijk pingelende cilinder wordt beÏnvloed.
Bij een uitvallen van de pingelsensor volgt er een opname in het storingsgeheugen van de DME regeleenheid. In geval van storing wordt de motor door een permanente verschuiving van de contacthoek naar laat beschermd.
De 4 pingelsensoren zijn met 8 mm-schroeven aan de watermantel van het motorblok, tussen de beide cilinderrijen aangebracht. Ze zijn op zo'n manier geplaatst, dat steeds één sensor de beide aanliggende cilinders bewaakt.
Als borging van de bouten mag slechts een borgmiddel worden gebruikt. Onderleg-, veer- of gekartelde schijven mogen onder geen voorwaarde worden gebruikt.
De zelfdiagnose van de pingelregeling omvat de volgende tests:
Wanneer er bij één van deze tests een storing wordt vastgesteld, dan wordt de pingelregeling afgeschakeld. Een noodprogramma neemt de contacthoekregeling over. Tegelijkertijd vindt er een opname in het storingsgeheugen plaats. Het noodprogramma waarborgt een schadevrije werking vanaf minimaal ROZ 91. Het is afhankelijk van de belasting, het toerental en de temperatuur van de motor.
Door de diagnose kan men niet vaststellen, of de stekkers van de sensoren zijn verwisseld. Verwisselen van de sensoren leidt tot schade aan de motor. Bij service-werkzaamheden moet er absoluut op worden gelet, dat de sensoren correct zijn aangesloten (zie reparatiehandleiding).
Om het optimale rendement van de katalysatoren te handhaven, wordt voor de verbranding de ideale lucht-benzine-verhouding (Lambda = 1) nagestreefd. Als sensor dienen 2 verwarmde lambdasonden (telkens 1 voor elke cilinderbank met bijbehorend uitlaatgedeelte = stereo-lambdaregeling), die de overgebleven zuurstof in het uitlaatgas meten en daarmee overeenkomende spanningswaarden aan de regeleenheid doorsturen. Daar wordt de mengselsamenstelling, indien noodzakelijk, overeenkomstig gecorrigeerd, doordat de inspuittijden worden gewijzigd. Bij uitvallen van de lambdasonde vindt de regeling van de DME regeleenheid uit plaats met een vast geprogrammeerde vervangingswaarde (0,45 V).
Daar er een temperatuur van ca. 300 graad Celsius nodig is om de lambdasonden gereed te laten zijn voor gebruik, worden de hitteweerstanden in de lambdasondes via een relais met spanning verzorgd. De aansturing van het relais wordt door de DME regeleenheid overgenomen.
Een verwarmd oppervlakte van de hot-film sensor in de aanzuigluchtstroom wordt op een constante temperatuur van 180 o C boven die van de aangezogen lucht geregeld. De voorbijstromende aanzuiglucht koelt het verwarmde opppervalkte af en verandert daardoor de weerstand ervan. De stroom voor de verwarming, die noodzakelijk is om de hogere temperatuur constant te houden, is de meetgrootheid voor het aangezogen luchtvolume. Hieruit berekent de DME-regeleenheid de inspuittijd.
Belangrijke voordelen:
Door de hot-film-luchtvolumemeter wordt het vrijbranden van de sensor na het afzetten van de motor bespaard. Eventuele vuilafzettingen op de oppervlakte beÏnvloeden het sensorsignaal niet direct, daar de beschermfolie zich door de constante hoge temperatuur zelf schoonhoudt.
De ontluchtingsleiding van de brandstoftank is met een actief koolfilter verbonden, waarin de in de tank ontstaande benzinedampen worden verzameld. Het actief koolfilter is d.m.v. een andere leiding met het spruitstuk verbonden. In deze leiding zit een tankontluchtingsventiel.
Wanneer het tankontluchtingsventiel geopend is, dan wordt door het in het spruitstuk heersend vacuum via het actief koolfilter verse lucht aangezogen. De verse lucht spoelt de in het filter verzamelde brandstof uit en voert deze de motor toe om te worden verbrand.
Daar dit extra toegevoerd mengsel de verbranding in sterke mate beÏnvloedt, bestaat het tankontluchtingsventiel uit een terugslagklep en een elektrisch regelbaar ventiel. In stroomloze toestand is het tankontluchtingsventiel, door de terugslagklep gesloten. De terugslagklep verhindert het verzamelen van brandstof in het spruitstuk bij een stilgezette auto. Bij een stijgend vacuum in het spruitstuk wordt de terugslagklep geopend.
De elektrische aansturing (pulsering) gebeurt toerental- en belasting-afhankelijk. Een ontluchtingscyclus (spoelfase) begint, zo gauw de lambdaregeling actief is. Na afloop van een cyclus sluit de klep gedurende ca. 1 minuut (rustfase).
De correctie kan door veranderen van een compensatiewaarde in de DME regeleenheid worden uitgevoerd. Deze CO-compensatie kan uitsluitend d.m.v. het bijbehorende diagnoseprogramma plaatshebben.
Het in het inlaatspruitstuk gevormde mengsel heeft enige tijd nodig, tot het als uitlaatgas de lambdasonde bereikt. Deze tijd neemt met stijgende belasting en toerental af. Om deze reden is ook de reactietijd van de lambdaregeling belasting- en toerentalafhankelijk. Door de lambdasonde geregistreerde mengselafwijkingen leiden ook tot in het geheugen opslaan van de adaptatiewaarden (geleerde correctiewaarden). Door de adaptaties kan de inspuiting reeds vantevoren in de buurt van de richtwaarde worden gebracht. Daardoor wordt een verkorting van de reactietijd bereikt.
Wanneer bijvoorbeeld tijdens stationair de basisinspuitwaarden van de DME karakteristiek te laag zijn, om het zich aan het ideale benzine-lucht-mengsel te kunnen houden, dan zou de lambda-regeling voortdurend de inspuittijd moeten vergroten. In dit geval wordt er een adaptatiewaarde geleerd, die reeds de basisinspuitwaarde corrigeert. De lambda-regeling neemt dan alleen nog de fijnafstemming over.
De volgende adaptaties worden bij lopende motor uitgevoerd:
Wanneer het tankontluchtingsventiel open is, dan wordt aan de motor door het actief koolfilter bovendien brandbaar mengsel toegevoerd. De door de lambdasonde geconstateerde mengselverschuiving wordt bijna volledig via de tankontluchtings-adaptiewaarde gecompenseerd.
De stationair-luchtadaptatie wordt door de stationairsteller overgenomen. Deze zorgt via de luchthoeveelheid voor een constant stationaire toerental.
Wanneer in de rustfase van de tankontluchting aan de hand van de gasklepstand stationair vastgesteld wordt, dan wordt in zekere afstanden een stationair-mengseladaptatie verricht.
Ook in het deellastbereik wordt in zekere afstanden een mengsel-adaptatie verricht. Er wordt in alle deellastgebieden met de vastgestelde adaptatiewaarde rekening gehouden.
De temperatuursensor van de aanzuiglucht is in het spruitstuk geschroefd. Voor het omzetten van de "Temperatuur" in een voor de DME regeleenheid elektrisch anayseerbare meetwaarde "Weerstand" wordt een precisie-warmtegeleider (NTC-weerstand) toegepast.
De temperatuursensor van de aanzuiglucht is niet voor de correctie van de inspuittijd nodig, daar er bij de luchtvolumemeting automatisch met de aanzuigluchttemperatuur rekening wordt gehouden. De temperatuursensor van de aanzuiglucht (NTC-I) wordt bij het startproces in verbinding met de temperatuursensor van het koelwater (NTC-II) benodigd. De weerstandswaarden van de beide sensoren leveren de nauwkeurige informatie voor de bepaling van de inspuittijd. Op deze manier worden speciaal warmstartproblemen vermeden.
Tijdens het startproces kan de luchtzuil in de luchtvolumemeter schommelen. Daardoor kan de uitgegeven waarde van de luchtvolumemeter niet als correcte waarde voor de inspuittijd worden gebruikt.
Tijdens het startproces worden daarom tot aan een vrij te programmeren toerentaldrempel gebruik gemaakt van de temperatuursensoren als meetgrootheid.
De ingang van het rijsnelheids-signaal (V-signaal) wordt in de DME regeleenheid voor meerdere functies gebruikt.
Bij voertuigen met ASC is er bovendien een primaire gasklep met een stelmotor en een ADS regeleenheid (zelfstandige gasklepregeling) gemonteerd.
De ASC/MSR regeling (motor sleepmoment regeling) wordt via de volgende functies gerealiseerd:
Voor het aansturen van de benodigde ASC-functies binnen de DME M3.3 resp. de analyse van het motortoerental wordt de volgende ASC-DME interface gebruikt:
Omschrijving |
DME regeleenheid |
ABS/ASC regeleenheid |
|---|---|---|
Contacthoekverstelling |
Pin 82 |
Pin 77 |
Ontstekingsonderbreking |
Pin 83 |
Pin 81 |
Verhoging stationair toerental |
Pin 62 |
Pin 18 |
Toerentalsignaal |
Pin 20 |
Pin 47 |
Werkelijke waarde gasklep |
Pin 11 |
Pin 20 |
Zoveel enigszins mogelijk ontvangt de DME regeleenheid de informatie van de ABS/ASC regeleenheid. Welke regeling of regelingscombinaties er door de DME regeleenheid uitgevoerd worden, bepaalt de ABS/ASC regeleenheid. De maximale tijd van de signaalingangen aan de interfaces ligt beneden de 2 seconden. Wanneer er één of meerdere ingangen langer dan 2 seconden aanstaan, dan wordt er een storing in het storingsgeheugen geplaatst en de ASC wordt afgeschakeld.
De ZA-functie voor de DME M3.3 komt overeen met de reeds bestaande functie binnen de DME M1.1, M1.2 en 1.7 voor M30 en M70 motoren.
Wanneer de verhoging van het stationaire toerental en de ontstekingsonderbreking tegelijkertijd geactiveerd worden, dan heeft er naast de gasklepverstelling een ontstekings- en een inspuitonderbreking plaats. De ontstekingsonderbreking duurt maximaal 2 seconden.
Analoog aan de functie van de DME M1.7 wordt bij ASC aanvraag een ontstekingstijdstip-verstelling in de richting laat uitgevoerd.
Via de opening van de stationairsteller wordt tijdens uitlopen zonder gasbediening via de DME de MSR-functie (motor-sleepmoment-regeling) uitgevoerd. Bij het voorkomen van het signaal wordt de stationairsteller verder geopend, om het sleepmoment van de motor te laten dalen en het uitbreken van de achteras te voorkomen. Bovendien heft de DME de uitloopafschakeling op, zodat de motor niet uitgaat.
Wanneer een voertuig met ASC in het afregelgebied komt, dan geeft de ABS/ASC regeleenheid overeenkomstige signalen aan de DME regeleenheid (zie ASC functies). Naast de contacthoekverstelling of ontstekingsonderbreking van de DME regeleenheid kan de ADS regeleenheid om het motortoerental te reduceren de primaire gasklep sluiten. Om te kunnen beslissen hoe groot de nodige verstelling van de primaire gasklep moet zijn, krijgt de ADS regeleenheid de werkelijke gasklepwaarde van de DME gasklep. Via de ADS stelmotor wordt dan zonodig de primaire gasklep tegen de wens van de bestuurder (middels gasklep) versteld.
Door de ingang DWA is het voertuig beveiligd tegen diefstal. De ingang is met een aangelegd High-signaal actief.
De inbraakbeveiliging is tot een bepaalde toerentaldrempel actief. Door het opvragen van het toerental wordt voorkomen, dat het voertuig bij een defect in het Multi-Information-Display MID of in het DWA tot staan wordt gebracht.
Beneden deze toerentaldrempel wordt bij een aanliggend High-signaal de inbraakbeveiliging in werking gesteld. In dit geval voorkomt de DME M3.3 het starten van de motor. De motor kan in deze situatie niet worden aangesleept.
Voor de nabehandeling van de airbag wordt gebruik gemaakt van een luchtpomp. Deze vleugel-celpomp wordt met een V-snaar mechanisch aangedreven. De drager van de luchtpomp is aan de airco-compressor bevestigd.
Het inblazen gebeurt met slangen en leidingen in een kanaal in de lengterichting van de cilinderkop en van daaruit in de uitlaatkanalen.
Twee terugslagkleppen en een afsluitklep voorkomen, dat uitlaatgas naar de luchtpomp terugstroomt. De pneumatisch bediende afsluitklep wordt met een elektro-omschakelventiel aangestuurd. Het systeem wordt afhankelijk van de behoefte via een magneetkoppeling geschakeld.
De CAN-bus (Controller Area Network) is een serieel bussysteem, waarbij alle aangesloten stations gelijkberechtigd zijn, d.w.z. elke regeleenheid kan zowel zenden als ook ontvangen. Eenvoudig uitgedrukt kunnen de aangesloten regeleenheden via de verbindingen met elkaar "communiceren" en met elkaar informatie uitwisselen.
Door de lineare structuur van het netwerk is het bussysteem bij het uitvallen van een station voor alle andere stations verder volledig beschikbaar. De verbinding bestaat uit twee data-verbindingen (CAN_L en CAN_H), die door middel van een afscherming (CAN_S) tegen storingen zijn beveiligd.
Momenteel zijn via dit systeem de regeleenheden AGS en DME met elkaar verbonden. De integratie van verdere regeleenheden moet volgen.
De aangesloten toestellen moeten alle over de zelfde CAN-versie beschikken. Het checken van de CAN-versie is via de diagnose-interface mogelijk. Op de identificatie-pagina van de betreffende, aan de CAN-bus aangesloten regeleenheid, wordt de CAN-versie (bus-index) weergegeven.
De volgende informatie wordt via CAN met de adaptieve elektronische transmissieregeling AGS uitgewisseld: