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#1 09-11-2016 16:46:13

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[M3 E92] ECU MSS60 - fonctionnement de la gestion moteur

4.3 Système de gestion moteur MSS60



Boitier-de-gestion-moteur-MSS60-M3-E92.jpeg





Le moteur S65 est équipé d’un système révisé de gestion moteur, le MSS60 dont la conception est basée sur le système MSS65 installé dans le moteur S85.
Ce système de gestion moteur est conçu pour contrôler le fonctionnement du moteur sur des régimes allant jusqu’à 9000 tr/min.

Ces unités de gestion moteur appartiennent à la dernière génération et sont caractérisées par une très grande capacité de traitement de données, en effet elles sont capables d’effectuer des millions de calculs par seconde.
Les fonctions principales sont décrites dans l’information produit de la M5 E60.
Ci-dessous, une description des fonctionnalités du MSS60 qui sont différentes de celles du MSS65.



Circuit électrique

Shema-electrique-des-connexions-boitier-de-commande-MSS60-M3-E92.jpeg


Index                       Explication

1                              Ventilateur électrique
2                              Alternateur 
3                              Démarreur
4                              Vanne de régulation dans le compresseur d'air conditionné
5                              Capteur d'huile
6                              Relais de pompe à air secondaire
7                              Relais d'alimentation injecteur
8                              Unité de gestion moteur MSS60
9                              Connecteur de diagnostic OBD2 (sortie TD depuis l'unité MSS60 et D-CAN 0 jb)
10                            Boîte de jonction (JB) et de distribution (SV)
11                            Relais évacuation pompe servofrein
12                            Disjoncteur haut-courant (250 A)
13                            Borne de batterie de sécurité (SBK)

14                            Batterie AGM
15                           Capteur de batterie intélligent (IBS)
16                            Unité de contrôle de pompe à carburant électrique
17                            Unité de contrôle IHKR/ IHKA
18                            Système de retenue multiple (MRS5)
19                            Module d'embrayage (KS)
20                            Module de commutation de lumière de système de freinage
21                            Combiné d'instruments
22                            Car Acces System (CAS3)
23                            Système de contrôle de stabilité dynamique (DSC)



Surveillance de la combustion avec la technologie du courant ionique


Le système de surveillance de la combustion avec technologie du courant ionique est également utilisé dans me MSS60 pour la détection de cliquetis et de ratés d’allumage. En principe, la méthode d’action utilisée est la même que dans le moteur S85 avec son système de gestion moteur MSS65.

Le moteur S85 est muni de 2 dispositifs de surveillance à technologie de courant ionique, chacun couvre une rangée de cylindres entière. Dans le moteur S65, le système électronique du courant ionique est intégré dans chaque bobine d’allumage ,et les dispositifs de surveillance ne sont plus requis. 

Durant l’opération d’allumage, la valeur du courant mesuré est enregistrée dans un condensateur intégré dans la bobine d’allumage pour être disponible après la fin de l’allumage sur l’électrode de la bougie. Dans le moteur S65, la mesure et l’évaluation du courant ionique est aussi effectuée exclusivement par l’unité de commande MSS60.


La plage de fonctionnement des dispositifs électroniques du contrôle du courant ionique ont été encore améliorés. Ainsi il n’est plus nécessaire d’adapter 2 systèmes de contrôle de mesure, d’autant plus que les points de mesures du courant d’allumage et du courant ionique ont été regroupés dans une voie unique de transmission. (Dans le moteur S85 elles sont séparées).

Afin de lisser la tension, et d’optimiser la compatibilité électromagnétique, un « condensateur de suppression d’allumage » a été installé dans le faisceaux électrique de chaque rangée de cylindres (dans le moteur S85, il est installé dans le dispositif de contrôle du courant). Il est connecté électriquement en utilisant la borne 87 et la mise à terre du véhicule.

Attention-icone.png  Si le condensateur de suppression de l’allumage est défectueux ,ceci risque de causer des défauts de communications et/ou des perturbations dans les systèmes électroniques audio lorsque le moteur tourne.




Shema-simplifie-dsipositif-Surveillance-de-la-combustion-avec-la-technologie-du-courant-ionique-M3-E.png


Index                       Explication

1                              Microcontrolleur d'allumage
2                              Amplificateur de sortie du signal d'allumage
3                              Amplificateur d'entrée du courant ionique
4                              Processeur de signal digital pour le système de mesure du courant ionique
5                              Unité de gestion moteur MSS60
6                              Condensateur de suppression d'allumage (1 pour chaque rangée de 4 cylindres)
7                              Amplificateur d'entrée du signal d'allumage
8                              Amplificateur de sortie du signal de mesure du courant ionique
9                              Bobine d'allumage avec dispositif électronique du courant ionique
10                            Etage de sortie d'allumage
11                            Condensateur pour stockage du débit mesuré
12                            Diode Zener pour limitation du courant de mesure
13                            Bobine primaire et secondaire

14                            Bougie d'allumage



Les diagrammes suivants montrent la courbe du courant ionique (en bas) en fonction du développement de la pression de combustion (en haut).
Cette courbe est utilisée pour l’évaluation de la qualité de combustion et l’identification des ratés d’allumage.




courbe-de-combustion-en-haut-et-du-courant-ionique-en-bas-M3-E92.png

courbe de combustion (en haut) et du courant ionique (en bas)

Index                       Explication

1                              Pointe de courant ionique due à l'induction de la bobine d'allumage

2                              Pointe de courant ionique due à l’inflammation (front de flamme directement dans la zone de la bougie d'allumage)

3                              L'allure de la courbe de courant ionique est dépendante de l'évolution de la pression

En fonction de la charge du moteur, le niveau du courant ionique généré au point de la bougie d’allumage reste dans la plage des valeurs 50-500 μA et est seulement mesurée par le système électronique dans la plage de valeurs mA.

Le cliquetis de combustion est identifié dans le signal de mesure du courant ionique sous forme des oscillations dans une fenêtre de mesure définie. La fenêtre de mesure est après la position 3 du diagramme précédent. 


Representation-MSS60-de-la-combustion-normale-et-avec-cliquetis-M3-E92.png

Index                       Explication

A                             Courant ionique (mA)

B                             Section de fenêtre de mesure

1                             Combustion normale (sans cliquetis )

2                             Combustion avec cliquetis







Système d'alimentation de carburant

MSS60-diagramme-circuit-alimentation-en-carburant-M3-E92.jpeg



Index                       Explication

1                              Unité de gestion moteur MSS60
2                              Boîte de jonction
3                              Unité de contrôle électronique pompe à carburant
4                              Pompe à carburant avec moteur triphasé
5                              Capteur de niveau de carburant coté droit
6                              Capteur de niveau de carburant coté gauche
7                              Réservoir de carburant
8                              Système de retenue multiple 5ème génération (MRS5)
9                              Car Access System 3 eme generation (CAS3)
10                            Combiné d'instruments
11                            Capteur de pression carburant


Une unité de commande séparée est utilisée pour la pompe de carburant électrique (EKP-SG). Les signaux du système de contrôle EKP sont générés par le biais d’un CAN bus (LoCAN) (M5 : signal PWM).

L’unité de commande EKP est actionnée par le système MSS60 VIA LA BORNE d’entrée 87. Le courant de charge est commandé par un relais à la borne 30g par le CAS3.

En cas d’atteinte de la valeur de seuil critique lors d’un accident, le système MRS5 demande l’interruption de l’alimentation du carburant par la voie K-CAN connectée au CAS3.


Dans cette installation Il y’a uniquement une seule pompe à carburant (la M5 en a 2). Elle contient un moteur triphasé qui assure un couple suffisant sur l’ensemble de la plage de vitesse.

La vitesse de la pompe est exploitée pour fournir la pression de carburant requise de 3-6 bar. Un capteur de pression de carburant (dans le passage de roue avant gauche) envoie son signal à l’unité MSS60.

Si le capteur de pression échoue ou bien s’il y’a une erreur dans le CAN bus et le programme d’urgence du moteur, la pompe à carburant est actionnée à sa vitesse maximale. Dans ce cas, la pression est limitée à 6 bar par le capteur de pression mécanique.

Les signaux provenant des 2 capteurs de niveaux de carburant sont envoyés à la boîte de jonction et sont transférés par la voie K-CAN au combiné d’instruments pour évaluation et affichage.







Système de refroidissement






MSS60-diagramme-circuit-de-refroidissement-M3-E92.jpeg




Index                       Explication

1                              Ventilateur électrique
2                              Capteur de niveauu liquide de refroidissement
3                              Capteur de température liquide de refroidissement
4                              Vanne de contrôlr dans le compresseur d'air conditionné
5                              Capteur de pression liquide de refroidissement
6                              Unité de contrôle MSS60
7                              Boîte de jonction
8                              Relais ventilateur électrique
9                              Disjoncteurs à haute intensité électrique
10                            Système de commande intégré chauffage/air conditionné automatique (IHKA/IHKR)
11                            Combiné d'instruments


Aperçu du fonctionnement du système de refroidissement

Un ventilateur électrique est installé dans la M3 E92(comme c’est le cas dans la E70), il peut atteindre une sortie maximale de 850 Watts. Ce ventilateur est activé par le système de commande MSS60 par le biais d’un signal modulé en largeur d’impulsion (signal PWM) avec une fréquence de 100-300 Hz pour le fonctionnement du ventilateur, la fonction « Wake-up », et la fonction d’interface de diagnostic. Une fréquence de 10 Hz est utilisée pour les demandes de dépassement.

La tension du signal est approximativement la même que celle de l’alimentation à bord.
Les spécifications suivantes du rapport cyclique (en %) se référant à la faible proportion de la période du signal.
L’alimentation du ventilateur de refroidissement est générée en exploitant un disjoncteur à courant de haute intensité (100 A) installé dans le distributeur du compartiment à bagages et un relais à côté du repose pied passager. Le relais est commandé par la brome 30g (CAS) .


La performance du ventilateur de refroidissement dépend de la température du liquide de refroidissement, la requête IHKA / IKHR, la température de l'air d'admission, la température calculée des gaz d’échappement en aval du convertisseur catalytique, et de la requête de l’alternateur (protection contre la surchauffe)


La vanne de régulation sur le compresseur d’air conditionné et le capteur de pression du liquide de refroidissement sont reliés électriquement à la boîte de jonction. La IHKA/IHKR peut exploiter la voie K-CAN pour évaluer la pression et envoyer les requêtes de contrôle appropriées pour la soupape de commande dans le compresseur à la boîte de jonction. Un couple de charge résultant de la correction de couple ainsi qu’une requête de vitesse du ventilateur électrique sont également envoyé à l’unité de commande MSS60 par la voie K-CAN. 

La boîte de jonction active uniquement la soupape de régulation dans le compresseur d’air conditionné après la confirmation de l’unité de commande MSS60.Celle-ci adapte la commande du régime de ralenti en accordance et active le ventilateur électrique. L’état de commutation du capteur de niveau du liquide de refroidissement est également transmis à la boîte de jonction et évalué par le combiné d’instruments via la voie K-CAN. Au cas où il y’a insuffisance de liquide de refroidissement, un signal d’avertissement correspondant est envoyé au conducteur.


Fonction / commande du ventilateur électrique


Fonctionnement du ventilateur

La vitesse ajustée du ventilateur augmente d’une manière linéaire en fonction de l’augmentation du rapport cyclique.
La vitesse nominale dans la M3 est égale à 2400 tr/min. Le régime moteur est contrôlé en fonction du rapport cyclique (10-91 %) à partir de 800 tr/min (1/3 de la vitesse nominale) jusqu’à 2400 tr/min.


Attention-icone.pngDans les M5/M6 E6X (ventilateur 600 W) à partir d’un rapport cyclique de 92 % à 95 % une augmentation non régulée du régime moteur jusqu’au moins 2700 tr/min est réalisée.


La fonction « Wake up »

Quand le dispositif électronique de commande du ventilateur est en mode « veille » il est possible de l’activer par un signal PWM (100-300Hz) avec un rapport cyclique de 5-9 %.
Dans La M3 E92, en cas de fonctionnement normal, l’état de veille est déclenché par l’activation de la borne 30g avec « contact en position ON ».



Fonction interface diagnostic


Une interface de diagnostic est déclenchée par le système MSS60 pour contrôle. Le boitier MSS60 envoie un signal PWM (100-300Hz) pour une durée d’environ 1 s avec un rapport cyclique de 96-99% .Si l’interface est intacte, pour confirmer le signal PWM ,le dispositif électronique du ventilateur est actionné sous mode « bas » pour une durée de 2.5 à 3s (pour le ventilateur de la M5  la durée est de 1 à 1.5 s )


Requête de dépassement de fonctionnement

Si un dépassement de fonctionnement est nécessaire après « contact en position OFF », le système MSS60 envoie un signal PWM pour une durée approximative de 7 s et avec une fréquence de 10 Hz pour une durée d’au moins 3 s. Après la délivrance du signal, le système électrique du ventilateur détecte à quelle vitesse et quelle durée le dépassement de fonctionnement devrait se produire.


Le rapport cyclique est compris entre 15 et 85% avec 5% en incréments. Il contient les informations affichées dans le graphique suivant:

• Les régimes moteur  de 35, 45 ou bien 50% de la vitesse nominale.
• Les exécution sur une plage de durée de  3-11 minutes par incréments de 2 minutes.




MSS60-Affichage-du-controle-de-depassement-des-ventilateurs-de-refroidissement-M3-E92.png


Index                       Explication

A                              Pourcentage de la vitesse nominale
B                              Dépassement de fonctionnement en quelques minutes
1                              Rapport cyclique en pourcentage


L’autodiagnostic et le signal de défaut


Le système électronique du ventilateur effectue une procédure de diagnostic interne. Si un défaut est détecté, le fonctionnement du ventilateur se poursuit autant que possible, et si c’est nécessaire à puissance réduite.

Les défauts suivants génèrent un message de diagnostic :

• Le moteur est bloqué.

• Un défaut est survenu dans le dispositif électronique du ventilateur, ce qui signifie que le fonctionnement du ventilateur est restreint en permanence, ou bien impossible.

En réponse au message d'erreur, le système électronique du ventilateur change le signal PWM au mode « faible » pour une durée minimale de 5 et maximale de 7 s.


Attention-icone.pngUn message d’erreur est émis avec un retard approximatif d’une minute, vu que le système électronique du ventilateur effectue d’abord un cycle de trois tests internes.

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