Véhicule BMW E60 M5

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BMW Service Aftersales Training E60 M5 Ensemble du véhicule

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BMW Service Aftersales Training

E60 M5Ensemble du véhicule

Cette documentation stagiaire est exclusivement destinée aux participants de ce séminaire dela formation après-vente BMW.

Pour les modifications et compléments aux caractéristiques techniques, prière de consulter lesinformations actuelles diffusées par le "Service BMW".

Actualité des informations : octobre 2004

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© 2004 BMW GroupMünchen, Germany. Toute réimpression, même partielle, seulement avecl'autorisation écrite duBMW Group, München.VS-12 Aftersales Training

Documentation stagiaireM5 E60 - Ensemble du véhicule

Moteur S85B50

Electronique numérique moteur (DME)S85B50

Boîte M séquentielle (SMG 3)

Contrôle dynamique de stabilité (DSC)

Eléments d'affichage et de commande

ContenuE60 S85 - La nouvelle M5

Aperçu du système 1

Avant-propos 1

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Aperçu du systèmeE60 S85 - La nouvelle M5

Avant-propos

La nouvelle BMW M5 sera commercialisée enoctobre 2004. Il s'agira de la M5 la pluspuissante de tous les temps, la première de lafamille dont les performances explosivessauteront aux yeux dès le premier regard.

Le concept de base reste inchangé : La E60M5 conjugue toutes les qualités d'une berlinehaut de gamme avec la puissance d'unevoiture de sport.

Sur le plan visuel, la nouvelle M5 se veutbeaucoup moins discrète que sa devancière :Les boucliers avant et arrière sont encore unpeu plus marqués que sur le modèleprécédent et outre le becquet arrière, lesquatre sorties d'échappement et les jantes

19", les grilles d'extraction d'air latéralestypiques de la famille M trahissent la vocationde la M5 dès le premier coup d'oeil.

Mais le point fort de la nouvelle M5 est bienentendu son V10 inspiré par la BMW WilliamsF1, un moteur dont le rupteur est repoussé à8250 tr/min et qui offre ainsi non seulementdes performances dignes d'une F1, mais aussila sonorité correspondante.

Malgré ces caractéristiques, la M5 resteesthétiquement sobre. Sous sa silhouettemusclée, elle conserve en effet son caractèreréservé. Et fidèle à l'esprit de la série E60, ellereste un véhicule utilisable au quotidien.

L'essentiel en bref

Un V10 de Formule 1

Réalisé entièrement en aluminium, le V10 5litres atmosphérique développe 400 chevaux,une puissance que le conducteur pourradoper de 100 chevaux supplémentaires parsimple pression sur le bouton ad hoc intégré àla console centrale.

Comme en Formule 1, le carter semelle (aussiappelé "bedplate") réduit les vibrations etaméliore la rigidité de base du bloc moteur. Lagestion du moteur est assurée par le moduleSiemens MS_S65 et il est fait appel à latechnologie de mesure de courant ioniquepour la régulation anticliquetis.

L'embrayage bidisque à sec utilisé estégalement emprunté à la Formule 1. La boîtede vitesses est une boîte séquentielle SMG 3à 7 rapports, spécialement adaptée auxrégimes élevés.

Malgré cette imposante armada technique, laE60 M5 répond aux normes de dépollutionEuro4.

Carrosserie et châssis

Les impressionnants boucliers avant et arrièreassociés aux jupes latérales et au becquetarrière sont autant de particularités quidistinguent résolument la M5 de la E60 desérie. De plus, le diffuseur arrière, égalementissu de la Formule 1, permet un appuisupplémentaire sur l'essieu arrière.

Quant au nouveau contrôle dynamique destabilité (DSC) de la M5, il permet aux adeptesde la dérive contrôlée d'accéder à davantagede forces latérales par simple pression sur unbouton. Enfin, le blocage de pont arrière n'estpas fixe mais variable sur une plage de 25 %.

Signe distinctif sur l'aile : la grilled'extraction de la famille M

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Utilisation et personnalisation Les boutons bordant le levier sélecteurpermettent de modifier les réglages depuissance. Quant à la touche M intégrée auvolant, elle permet d'appeler et de modifierséparément les caractéristiques del'accélérateur, le contrôle électroniqued'amortissement (EDC) et la directionServotronic. L'affichage tête haute estspécialement adapté à la M5.

Caractéristiques techniques et concurrence

BMWM5 (E60)

MercedesE55 AMG

AudiRS6 plus

Longueur (mm) 4855 4818 4858

Largeur (mm) 1846 1822 1850

Hauteur (mm) 1469 1412 1425

Empattement (mm) 2889 2854 2759

Voie à l'avant (mm) 1580 1583 1578

Voie à l'arrière (mm) 1566 1551 1587

Poids à vide (kg) 1830 1835 1880

Charge utile (kg) 545 525 540

Capacité du coffre à bagages (l) 500 530 455

Moteur / Soupapes par cylindre V10 / 4 V8 / 3 V8 / 5

Cylindrée (cm3) 4999 5439

Suralimentationparcompresseur

4172

Suralimentation biturbo

Puissance du moteur (ch) 507 476 480

à un régime de (tr/min) 7750 6100 6000 - 6400

Couple nominal (Nm) 520 700 560

à un régime de (tr/min) 6100 2650 - 4000 1950 - 6000

Régime de coupure (tr/min) 8.250 6.250 6.600

Boîte de vitesses SMG à7 rapports

Automatique à5 rapports

Automatique à5 rapports

Consommation moyenne (l/100 km UE) 14,8 12,9 14,6

Contenance du réservoir / autonomie (l/km) 70/473 80/620 82/561

Jantes et pneumatiques Avant :255/40 R19sur 8,5 J x 19

Arrière :285/35 R19sur 9,5 J x 19

Avant :245/40 R18sur 8 J x 18

Arrière :265/35 R18sur 9 J x 18

Avant etarrière :

255/35 R19sur 9 J x 19

0 - 100 km/h (s) 4,6 4,7 4,6

V maxi. (km/h) 250(bridée)

250(bridée)

280(bridée)

Prix de vente (en euros) 86 200 90 422 101 050

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ContenuMoteur S85B50

Objectifs 1

Introduction 3

Aperçu du système 5

Composants du système 17

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ObjectifsMoteur S85B50

Rôle de cette documentation stagiaire

Cette documentation stagiaire est destinée àaccompagner le stagiaire tout au long duséminaire et à servir de référence.

Cette documentation stagiaire décrit lesnouveautés et évolutions relatives au moteurS85B50.

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IntroductionMoteur S85B50

Introduction

Le S85B50 est le premier moteur dix cylindresde BMW pour une voiture de série. Le conceptde régime élevé du S85 garantit uncomportement de réponse spontané dumoteur et un apport de puissance homogène.Etant donné le régime maximal de 8.250 tr/min, très élevé pour un moteur en ligne, unbloc-cylindres extrêmement rigide estnécessaire pour supporter les vibrationsgénérées et pour répondre aux exigences surle plan acoustique.

C'est pour cette raison qu'une construction àcarter-semelle a été choisie pour le bloc-cylindres. La culasse est également en unseule pièce pour obtenir la plus grande rigiditépossible et réduire les surfaces d'étanchéité.

La distribution et en particulier les poussoirs àcapsule avec compensation hydraulique du

jeu de soupapes ont été optimisés quant aupoids et au frottement (HVA).

La dynamique élevée et la spontanéité dumoteur requièrent un réglage VANOS trèsrapide. Cela est obtenu par une pressiond'huile de 115 bar ainsi que par des vannes àeffet proportionnel et mécanismesd'engrenages VANOS nouveaux.

Pour la réponse rapide du moteur, despapillons individuels avec actionnementspécifique des côtés sont égalementnécessaires.

Pour pouvoir transmettre la puissance élevéeà la boîte de vitesses, le S85 est équipé d'unembrayage à double disque et d'un volant àdeux masses (ZMS).

Caractéristiques techniques

Désignation dumoteur

S85B50

Type V10, 90°Cylindrée 4999 cm3

Alésage 92 mm

Course 75,2 mm

Puissance 373 kW/507 ch à 7750tr/min

Couple 520 Nm à 6100 tr/min

Régime 8250 tr/min

Poids 240 kg

1 - Diagramme de puissance du moteur S85B50

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Aperçu du systèmeMoteur S85B50

S85B50

Bloc-cylindres avec carter-semelle (bedplate)

Dans le cas des blocs-cylindresconventionnels, les coussinets inférieurs duvilebrequin se présentent sous forme desemelles porte-paliers individuels.Pour pouvoir absorber efficacement les forcesde piston, ces "semelles porte-paliersprincipaux" sont réalisées en fonte grise.Les semelles porte-paliers sont précouléespuis usinées avec le bloc-cylindres après lepremier montage.Dans le cas des blocs-cylindres avec carter-semelle (bedplate), le bloc-cylindres est diviséà hauteur de son axe en deux parties : partiesupérieure de bloc-cylindres et partieinférieure de bloc-cylindres, cette dernièreétant appelée "bedplate" (carter-semelle).Sur ce bloc-cylindres divisé, les paliers duvilebrequin font partie intégrante du cadrerigide que constitue le carter-semelle.

Le carter-semelle est usiné avec le bloc-cylindres puis assemblée avec la partiesupérieure du bloc-cylindres après mise enplace du vilebrequin.

Caractéristiques

• Grâce au carter-semelle (bedplate)compact, le bloc-cylindres est plus rigidecôté carter d'huile. Le bloc moteur gagneainsi en rigidité et est plus résistant contreles torsions.

• Cette rigidité supplémentaire du bloc-cylindres améliore également l'acoustiquedu moteur.

• Le carter-semelle offre la possibilité demonter des organes supplémentaires dansla zone inférieure du moteur.

• Il permet un montage simple et rapide despaliers de vilebrequin.

1 - Bloc-cylindres avec carter-semelle (gris = aluminium, gris foncé = fonte grise, bleu = chambre à eau, jaune = chambre d'huile)

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Vissage du carter-semelle

Le carter-semelle est et la partie supérieure dubloc-cylindres sont réunis par les boulons despaliers de vilebrequin. Le positionnement estassuré par des pions de centrage (NG4) oudes vis à bagues de centrage (S85). Lenuméro du moteur est estampé sur le carter-semelle (voir flèche).

Pour garantir un fonctionnement correct duvilebrequin, il faut impérativement respecterl'ordre de vissage prescrit du carter-semelle.Le non-respect de l'ordre de vissage prescritconduit à un endommagement du moteur et àdes fuites entre le carter-semelle et la partiesupérieure du bloc-cylindres.

Il permet un montage simple et rapide despaliers de vilebrequin.

Il faut par ailleurs une étanchéité parfaite entrele carter-semelle et la partie supérieure dubloc-cylindres. Etant donné que l'alésage duvilebrequin est réalisé après vissage du carter-semelle, on ne peut pas utiliser de joint plat carl'alésage du vilebrequin s'agrandirait. Dans lecas des moteurs avec carter-semelle(bedplate), l'étanchéification est assurée enintroduisant de la pâte d'étanchéité liquidedans une gorge.

La pâte d'étanchéité liquide est injectée dansla gorge via les ouvertures prévues à cet effet,après vissage complet du carter-semelle sur lapartie supérieure du bloc-cylindres.

2 - Vissage du carter-semelle

3 - Ouverture sur le bloc-cylindres pour l'injection de la pâte d'étanchéitéliquide

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Etanchéification du carter-semelle

Aux points de sortie, du primer est appliquépour faire durcir la pâte d'étanchéité liquide.

EmbiellageLes manetons du vilebrequin forgé sontdécalés de 72°. Le pignon de chaîne pour lemécanisme de distribution primaire est usinéen une pièce avec le vilebrequin.Les pistons aussi bien que les biellescraquées en acier sont asymétriques.

4 - Point de sortie du produit d'étanchéité

5 - Vilebrequin avec bielles et pistons

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CulasseL'exécution en une pièce de la culasse offredes avantages en termes de rigidité et permetde réduire le nombre de plans de joints.Le conduit d'air de ralenti ainsi que le conduitd'air secondaire sont intégrés dans la culasse.

Mécanisme de distribution

Une chaîne de distribution avec tendeur dechaîne entraîne l'arbre à cames d'admissionassocié (mécanisme de distribution primaire).Un mécanisme à engrenage assure latransmission entre l'arbre à camesd'admission et l'arbre à camesd'échappement (mécanisme de distributionsecondaire).

Pour des raisons de poids et de frottement, lespoussoirs hydrauliques du moteur S85 ontune forme inspirée des poussoirs à capsuletels qu'on les connaît sur les moteurs decourse. Pour éviter qu'ils ne pivotent dans laculasse, ils sont munis de bossages quiviennent se loger dans des rainures fraiséesdans la culasse.

6 - Vue en coupe de la culasse (rouge = bord de coupe, orange = conduitd'air secondaire, bleu = chambre à eau, turquoise = conduit d'air deralenti)

7 - Mécanisme de distribution S85

8 - Commande des soupapes

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VANOS

A l'instar du moteur S62, l'unité de réglageVANOS peut faire varier la position angulaire àla fois de l'arbre à cames d'échappement et del'arbre à cames d'admission. Les arbres àcames d'admission ont une course de réglagede 60° vil et les arbres à camesd'échappement de 37° vil.

La pression d'huile de 115 bar est fournie parune pompe haute pression logée dans lecarter d'huile. La pompe haute pression estdirectement entraînée par le vilebrequin via unpignon.

Via deux conduites de pression, l'huile moteursous pression est acheminée vers les deuxunités de réglage VANOS et l'accumulateurde pression.

Deux vannes à effet proportionnel permettantde faire varier en continu la pression d'huilesont accolées aux unités de réglage VANOS.Les vannes à effet proportionnel offrent destemps de réglage plus courts et une meilleurefiabilité que les électrovannes utiliséesautrefois.

9 - Unité de réglage VANOS

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La course de réglage des pistons de chaquel'unité de réglage VANOS est transformée enun mouvement rotatif par un

réducteur intégré aux pignons de chaîne.

10 - Schéma hydraulique de l'unité VANOS S85

Index Explication Index Explication

A Echappement 4 Filtre de 50 µm

B Admission 5 Clapet anti-retour (option)

C Avance 6 Electrovanne (distributeur 3/2)

D Retard 7 Piston de réglage accumulateur depression

1 Pompe de graissage du moteur (1-5bar)

8 Vanne d'isolement del'accumulateur de pression

2 Filtre de 80 µm 9 Accumulateur de pression

3 Pompe haute pression 115 bar (HDP) 10 Limiteur de pression HDP et unitéshydrauliques VANOS (actionneurs)

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Transmission par courroie

La courroie de transmission primaire entraînela pompe à eau et l'alternateur à partir de lapoulie de vilebrequin.

La courroie secondaire entraîne la pomped'assistance de direction et le compresseur declimatisation à partir de la poulie devilebrequin.

11 - Transmission par courroie sur toute la largeur latérale

12 - Transmission par courroie primaire

13 - Transmission par courroie secondaire

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Circuit de refroidissement

Aussi bien la culasse que le bloc-cylindressont, comme les autres moteurs, à fluxtransversal. Ce qui est nouveau, c'est quechaque culasse a sa propre arrivée dans leradiateur et que le thermostat se trouve dansla conduite de retour. Le radiateur est divisé enune boîte à eau supérieure et une boîte à eauinférieure. La boîte à eau supérieure esttraversée par le liquide de refroidissement enprovenance de la culasse 1-5. La boîte à eauinférieure est de la même façon traversée parle liquide de refroidissement en provenancede la culasse 6-10.

Etant donné que le radiateur est en deuxparties, trois ouvertures de dégazage et deuxconduites de dégazage sont nécessaires pourun auto-dégazage impeccable.

Le point de départ du conduit allant versl'échangeur thermique (radiateur) dechauffage se trouve à l'arrière des culasses. Laconduite de retour du chauffage et la conduitevers le vase d'expansion sont réunies par unraccord en T en amont de la pompe à eau.

14 - Circuit de refroidissement

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Circuit de lubrification du moteur

Le S85 est équipé d'un carter quasiment sec.Le moteur comporte pour cette raison unepompe d'aspiration chargée de transporterl'huile du carter d'huile dans la zone devant leboîtier de direction hydraulique à crémaillèrejusqu'à la partie arrière du carter. De là, unepompe réglable à tiroir oscillant aspire l'huile etla refoule dans le filtre à huile avec unepression max. de 5 bar. Dans le bocal de filtreà huile se trouve par ailleurs un thermostat quilibère la voie vers le refroidisseur d'huilemoteur. L'huile sortant du filtre à huile pénètredans le moteur. Là, elle se répartit dans troisconduites vers les deux culasses et le bloc-cylindres. Les deux pompes à huile électriquesplacées du côté gauche et du côté droit ducarter d'huile constituent une particularité dumoteur.

Elles deviennent actives à partir d'uneaccélération transversale de 0,8 g. Leur rôleest d'aspirer l'huile des culasses qui, du faitdes forces centrifuges, ne retournerait sinonpas dans le carter d'huile.

Le dégazage du bloc-cylindres s'opère via unséparateur à cyclone logé dans le collecteurd'admission des cylindres 6-10. La conduitede retour partant du séparateur d'huile ainsique les conduites de retour de condensatpartant des collecteurs d'admissiondébouchent dans le carter d'huile au niveau dubloc-cylindres du banc 6-10.

15 - Circuit de lubrification du moteur S85

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Collecteur d'admission

Le S85 dispose d'un collecteur d'admissionpour chaque banc de cylindres. Des flexiblesrelient les collecteurs d'admission aux boîtiersde papillons.

10 papillons individuels commandentl'admission d'air du moteur S85. Les papillonsde chaque banc de cylindres sont musséparément par un actionneur via un axed'actionnement. Les servomoteurs travaillentindépendamment l'un de l'autre.

Les papillons sont synchronisés les uns parrapport aux autres (comme pour le S54). Il n'ya plus de synchronisation des bancs decylindre entre eux ni de réglage de la butée depleine charge. Les corrections nécessairessont réalisées par l'électronique de gestionmoteur (voir le chapitre Electronique degestion moteur MS_S65).

Système de ralentiLe ralenti est commandé à l'aide de deuxactionneurs de ralenti chargés de diriger l'airsortant des collecteurs d'admissiondirectement dans le conduit d'air de ralenti dela culasse correspondante. Chaque banc decylindres est commandé individuellement.

16 - Collecteur d'admission S85

17 - Papillons S85

18 - Système de ralenti

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Système d'air secondaire

Par l'intermédiaire de la pompe électriqued'insufflation d'air secondaire, de l'air frais estmélangé aux gaz d'échappement après ledémarrage du moteur. Cela entraîne uneoxydation des hydrocarbures imbrûléscontenus dans les gaz d'échappement. Lateneur en HC des gaz d'échappement estainsi diminuée et la température de mise enaction du catalyseur principal monté àproximité du moteur est plus rapidementatteinte.

Pour le respect des normes antipollution trèssévères des Etats-Unis, un actionneur deralenti dirige l'air secondaire dans la conduited'air secondaire (concerne uniquement laversion US du moteur S85).

L'air secondaire est insufflé dans les conduitsd'échappement via des clapets à membranecommandés par dépression sur les culasses.

La dépression servant à piloter les clapetsd'insufflation d'air secondaire est prélevée dela culasse 6-10 et pilotée par l'électrovanned'inversion. Un clapet anti-retour empêche laréaspiration dans la culasse.

Les conduites de dépression entrel'électrovanne d'inversion et les clapetsd'insufflation d'air secondaire cheminent dansle caniveau de faisceau de câbles.

19 - Système d'air secondaire

Index Explication

1 Vanne à membrane

2 Actionneur d'air secondaire(uniquement version destinée auxEtats-Unis)

3 Pompe d'insufflation d'airsecondaire

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Composants du systèmeMoteur S85B50

Moteur de base et pièces rapportées

Partie supérieure du bloc-cylindresLa partie supérieure du bloc-cylindres estalliage de fonte d'aluminium (GK Al-

Si17Cu4Mg T5). Les surfaces actives descylindres sont en Alusil.

Carter-semelle (bedplate)Le partie inférieure du bloc-cylindres (carter-semelle) se compose d'un cadre en aluminium(G AlSi7Mg0,3 T6) dans lequel sont couléesdes semelles porte-paliers en fonte grise

(GGG 60). Après coulage, la pièce est recuitependant 8 heures à 525 °C, puis trempéedans de l'eau chaude à 70 °C et durcie parprécipitation pendant 5 heures à 165 °C.

Bloc-cylindresLa partie supérieure du bloc-cylindres et lecarter-semelle composent le bloc-cylindres.L'étanchéification est assurée, comme pour lemoteur N42, par une pâte d'étanchéité liquideinjectée dans une rainure fraisée dans la partiesupérieure du bloc-cylindres.

Pour exclure toute déformation du bloc-cylindres lors de l'assemblage de la partiesupérieure et du carter-semelle, il fautimpérativement respecter l'ordre de montagesuivant :

1. Positionner le carter-semelle endiagonale sur les sièges de palier 1 et 6 àl'aide de deux vis M8x94.

2. Fixer sans serrer le carter-semelle avecles dix vis M8x94

3. Serrer les vis M11x115 au coupled'insertion prescrit

4. Serrer les vis M11x115 à l'angle deserrage prescrit

5. Serrer les vis M8x94 au couple d'insertionprescrit

6. Serrer les vis M8x94 au couple prescrit

7. Serrer les vis M8x60, M8x35 et M8x25 aucouple prescrit.

CulasseLa culasse est en alliage de fonte d'aluminium(GK AlSiMgCu0,5 wa).

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Vilebrequin/paliers de tourillonLe vilebrequin est forgé en acier hauterésistance 42CrMo4. Il pèse 21,63 kg et a subiune nitrocarburation après rectification deslogements de paliers.

Sur la joue de manivelle du premier palier detourillon sont estampés les codes de couleurrelatifs aux coussinets de palier de tourillon.

BiellesLes bielles forgées du moteur S65 sont enacier 70MnVS4 BY. Comme pour les biellesdu moteur S54, les têtes de bielle du moteurS85 sont centrées par brisure, ce qui permetd'obtenir une excellente précision d'ajustage.Comme sur les moteurs NG, le pied de bielleest de forme trapézoïdale ce qui offre une plusgrande surface d'appui pour la force. Lesbielles pèsent 582 g et sont fabriquées avecune tolérance de ± 2 g. Vu la sévérité de cestolérances, une classification n'est pasnécessaire. Lors de l'assemblage de la bielleet du piston, il faut tenir compte du fait que labielle est asymétrique et qu'elle doit donc,comme le piston, être monté en tenantcompte du sens de déplacement.

La réduction d'un côté de 1,5 mm del'épaisseur du collet de butée permet deréduire le décalage latéral total de 3 mm et degagner 3 mm sur la longueur du moteur. Lesens de montage est repéré sur la bielle pardeux bossages.

1 - Marquage de la classification des paliers de tourillon (G = vert ; Y =jaune ; V = violet)

2 - Asymétrie de la bielle

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Il est impératif de respecter l'ordre prescrit lorsdu vissage des vis de bielle. Le fait de répététrois fois le serrage avec le même angle deserrage a pour effet de « conditionner » les visde bielle (écrouissage) et, par là même,d'augmenter la force de précontrainte tout enminimisant la dispersion sur la force deserrage. Le non-respect des consignes devissage ou de l'ordre prescrit conduitinévitablement à une avarie moteur suite audesserrage des vis de bielle.

PistonsLes pistons sont en aluminium coulé(Al Si12CuNiMg). Un piston en aluminium neconstituant pas, loin s'en faut, le partenaire defriction idéal pour un cylindre en aluminium, la

jupe de piston a été revêtue d'une couche defer galvanisée (Ferrostan) d'une épaisseurd'env. 10 µm puis d'une couche d'étain d'env.2 µm en guise de couche de rodage.

Arbres à camesLes arbres à cames à neuf paliers sont enfonte coquillée (GGG 60). La couronne dentéedu capteur de l'arbre à cames est, c'est unepremière, intégrée de fonderie sur l'arbre à

cames. Un filetage M12x1 a été ménagé dansles arbres à cames pour le vissage central del'engrenage VANOS.

Ressorts de soupapeDes ressorts de soupape sont de formeconique. Les mêmes ressorts sont utiliséspour l'admission et pour l'échappement.

Demi-bagues coniquesLes demi-bagues coniques des soupapes seprésentent sous la forme de cônes de serrageà une seule rangée. Contrairement aux demi-bagues coniques à trois rangées, ces cônesde serrage empêchent que la soupape netourne pendant le fonctionnement. La bonnecombustion du mélange et les tolérances defabrication très sévères rendent en effetsuperflu tout effet de nettoyage et toutcomportement de rodage. Un autre avantagedes cônes de serrage réside dans leur faiblepoids (env. de 50 % de moins que les demi-bagues à trois rangées).

Par ailleurs, la force des ressorts de soupapen'est pas transmise par obstacle, via lesrainures dans la queue de soupape, mais paradhérence. Il en résulte une usure beaucoupmoins grande du matériau, ce qui est d'autantplus appréciable que le diamètre de la tigen'est que de 5 mm.

3 - Sens de montage de la bielle

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Poussoirs à capsulePar rapport aux poussoirs à coupelle, lespoussoirs à capsule permettent d'obtenir unmeilleur impact du fait d'une meilleureconvexité. Il en résulte un déplacementmoindre du point de contact entre la came etle poussoir. Une alternative possible est larectification en creux des cames, ce quiconduit à un coût de fabrication plus élevé oubien un poussoir à coupelle avec un diamètre

beaucoup plus grand et ainsi 20 g de poidssupplémentaire par poussoir. S'agissant desmasses en mouvement, le mécanisme dedistribution du moteur S54 reste inégalé maisle poussoir à capsule du moteur S85 réalise unmeilleur compromis en termes demaintenabilité, facilité de fabrication et massesen mouvement.

SoupapesLes soupapes d'échappement tout commeles soupapes d'admission sont des soupapesà tige pleine avec un diamètre de tige de5 mm. Les soupapes d'admission sontfabriquées en acier à soupape X45CrSi9-3. Latige de la soupape d'échappement estégalement en X45CrSi9-3 et est soudée parfriction avec la tête de soupape en NiCr20TiAl.

Pour améliorer le taux de remplissage, il n'y apas comme à l'accoutumée au niveau dusiège des soupapes d'échappement uneextrémité cylindrique. Le chanfrein de 70° setermine en tranchant. Il convient pour cetteraison de manipuler les soupapesd'échappement avec précaution car tout"choc" entraîne inévitablement unendommagement du bord.

Pompe haute pression VANOS

La pompe haute pression est une pompe àpistons radiaux avec cinq pistons.L'entraînement est assuré par roues dentéesdirectement à partir du vilebrequin. Pour éviterles bruits d'engrenage, la partie revêtue dupignon de chaîne de la pompe haute pressiondoit lors du montage être orienté sans jeu endirection du vilebrequin. Le jeud'engrènement correct se règle ensuiteautomatiquement par raclage du revêtement.

La pompe haute pression est alimentée enhuile moteur sous pression à partir du carter-semelle (bedplate) du bloc-cylindres. Dansl'alésage de transfert entre le carter-semelle etla pompe haute pression est placé un filtre finde 80 µm. Ce filtre sert uniquement à retenirles éventuelles salissures lors de la productionen série. Il n'est pas remplacé pendant ladurée de vie du véhicule.

La pompe haute pression intègre une vanned'alimentation permet d'obtenir un débitd'alimentation en huile constant dansl'ensemble de la zone de pression d'huilemoteur.

4 - Pompe haute pressionVANOS

5 - Segment revêtu du pignon de pompe haute pression

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La pompe haute pression se compose d'unstator fixe autour duquel tourne un rotormobile. 5 pistons mobiles sont logés dans lerotor. Le stator et le rotor sont montés defaçon excentrée dans le carter de pompe defaçon à imprimer aux pistons un mouvementradial forcé lors de la rotation du rotor et àgénérer ainsi un mouvement de va-et-vient.

En cas de pointes de pression dans lesystème haute pression, le limiteur depression logé dans la pompe haute pressions'ouvre et libère ainsi un conduit de dérivation(bypass) vers le carter d'huile.

L'huile sous pression (115 bar) est acheminéepar trois conduites de pression vers les unitésde réglage VANOS et l'accumulateur depression.

6 - Vanne d'alimentation de la pompe haute pression

Index Explication

1 Huile moteur

2 Vers la pompe haute pression

7 - Pompe haute pression à pistons radiaux avec stator fixe 1 et rotormobile 2

Index Explication

1 Rotor

2 Stator

3 Carter de pompe

4 L'huile moteur est amenée à traversle stator et aspirée par les pistons

5 L'huile moteur est comprimée etrefluée dans le stator avec unepression de 100 bar

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Système haute pression VANOS

Actionneurs VANOS

Chaque banc de cylindres dispose d'une unitéde réglage destinée à agir sur les engrenagesVANOS. On appelle ces unités les actionneursVANOS. Il sont alimentés en huile hautepression par la pompe haute pressionVANOS.

Comme l'arbre à cames d'admission et l'arbreà cames d'échappement tournent en senscontraire en raison qu'ils sont reliés par unengrenage, il y a lorsque le piston sortdécalage de l'admission dans le sens avance

et décalage de l'échappement dans le sensretard.

Les pignons de réglage fonctionnent commedes vérins à double effet. Leur course deréglage diffère pour les arbres à camesd'admission et d'échappement.

La course côté échappement est de max.14,25 mm, ce qui correspond à 18,5° d'arbreà cames = 37° vilebrequin. La course côtéadmission est de max. 25,25 mm, ce qui

8 - Cheminement des conduites haute pression

9 - Unité de réglage

Index Explication

1 Réglage dans le sens avance

2 Admission

3 Contacts enfichables

4 Echappement

5 Réglage dans le sens retard

10 - Course du piston de réglage

Index Explication

1 Course

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correspond à 30° d'arbre à cames =60° vilebrequin.

La sortie des pistons est obtenue enappliquant la pression système de 100 bardans les deux chambres de piston. Lemouvement de sortie résulte uniquement dufait que le piston présente des surfaces activede taille différente de chaque côté. L'huileprésente dans la petite chambre de piston estce faisant refoulée vers le circuit hautepression. La sortie du piston de réglage exigel'activation maximale de la vanne à effetproportionnel.

La fonction de maintien et le mouvement derentrée sont obtenus en réduisant l'arrivéed'huile du côté où la surface active du pistonest la plus grande, par activation partielle de lavanne à effet proportionnel. Suite à ladiminution de l'arrivée d'huile, la pressiond'huile baisse ce qui modifie également lesrapports de force au niveau des surfacesactives des pistons de réglage. Lemouvement de rentrée des pistons de réglageest assisté par les arbres à cames étant donnéque ceux-ci repoussent les arbres cannelésdans les unités hydrauliques en raison de ladenture hélicoïdale de l'engrenage VANOS.

Engrenages VANOS

Les engrenages VANOS relient le vilebrequinaux arbres à cames d'admission ainsi lesarbres à cames entre eux. Ils permettent en

même temps de réaliser le décalage angulairedes arbres à cames. Les engrenagesd'admission et d'échappement possèdentune structure extérieure différente (rouesdentées et transmission par chaîne) mais lemécanisme de réglage interne est identique.

L'engrenage VANOS est entraîné via lepignon d'entraînement qui agit, avec sadenture hélicoïdale, sur le manchon intérieur.Le manchon intérieur est relié par vis aumanchon extérieur. Le manchon intérieur agitavec une (autre) denture hélicoïdale sur lepalier du pignon d'entraînement rendusolidaire de l'arbre à cames par la vis centrale.

11 - Sortie du piston de réglage12 - Rentrée du piston de réglage

13 - Engrenages VANOS

Index Explication

1 Echappement

2 Admission

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L'actionneur (unité de réglage) est relié auxmanchons extérieur et intérieur par les vis del'engrenage. Lors du réglage, les manchonsintérieur et extérieur sortent de l'engrenage ourentrent dans ce dernier.

Ce faisant, le manchon intérieur tourne par lebiais de la denture hélicoïdale sur le pignond'entraînement "fixe". Etant solidaire dumanchon intérieur, le manchon extérieurtourne également. Par le biais d'une autredenture hélicoïdale, le manchon extérieur faittourner le palier du pignon d'entraînement etdonc l'arbre à cames par l'intermédiaire de lavis centrale.

Les engrenages se montent en position debase, c.-à-d. en position écartée. Le décalagedes arbres à cames est obtenu par contractiondes engrenages.

Pour assister le mouvement de retour, lepignon d'entraînement et son palier sont reliésentre eux par un ressort de torsion.

Lors du montage des actionneurs, les visd'engrenage ne doivent être serrées quelégèrement. Lorsqu'on pousse lesactionneurs contre la culasse (légermouvement de rentrée de l'engrenage), il n'y aainsi pas de report de force du manchonextérieur vers le manchon intérieur. Le pignond'entraînement étant "fixe", le manchonextérieur tourne dans le sens de rotation dumoteur. Le palier du pignon d'entraînementest lui aussi "fixe", le manchon intérieur tournedans le même temps dans le sens de rotationopposé à celui du moteur.

14 - Structure de l'engrenage d'admission

Index Explication

1 Pignon d'entraînement

2 Manchon intérieur

3 Manchon extérieur

4 Palier du pignon d'entraînement 15 - Mouvement de réglage de l'engrenage d'admission

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9

L'arbre à cames d'échappement est entraînépar l'arbre à cames d'admission parl'intermédiaire de pignons. Pour éviter lesbruits d'engrenage occasionnés par lepassage d'un flanc d'entraînement à l'autrelors d'un changement de charge, le pignond'entraînement est divisé en deux. Unebague-ressort fait pivoter les deux moitiés dupignon dans le sens opposé l'une de l'autre(mode d'action semblable à celui d'un volantbimasse) de façon à ce que les deux flancs dupignon d'échappement soient toujours encontact avec le pignon d'admission quel quesoit l'état de charge.

16 - Sens de rotation lors de la mise en place de l'unité de réglage

17 - Pignon d'arbre à cames d'échappement avec bague-ressort

Index Explication

1 Bague-ressort

2 Ressort de torsion

3 Vis de verrouillage

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Accumulateur de pression VANOSL'accumulateur de pression est préchargéavec de l'azote. La chambre d'huile estséparée de la chambre de gaz par un piston.

La pression de travail des unités VANOS estde 115 bar. Lorsqu'on arrête le moteur, lavanne d'isolement de l'accumulateur depression se ferme. Il subsiste au sein de

l'accumulateur de pression une pression de80 bar aussitôt disponible (sans délai) lors duprochain démarrage du moteur.

3 Pour les interventions sur l'accumulateurde pression, il faut impérativement respecterle manuel de réparation ! 1

Pompes à huileLa pompe à huile est entraînée via une chaînepar la pompe haute pression VANOS.

Deux pompes à huile se trouvent dans lecarter de la pompe à huile. D'une part unepompe Duocentric chargée de refouler l'huiledu carter avant ver le carter arrière. D'autrepart une pompe à tiroir oscillant qui aspirel'huile du carter arrière et la refoule dans lefiltre à huile avec une pression variable de 5bar maxi.

Le rendement de la pompe est déterminé parl'excentricité du tiroir oscillant. Quand celui estdans l'axe du rotor, il n'y a plus de refoulementétant donné que les chambres de la pompesont toutes de même taille.

Le tiroir oscillant est mû par un piston oblique.Ce piston est en équilibre entre le ressort depiston et la pression d'huile moteur. Plus lapression d'huile moteur est élevée, plus lepiston est pressé contre le ressort et plus letiroir oscillant pivote en direction durefoulement zéro.

18 - Entraînement de la pompe à huile

19 - Carter d'huile avec pompe à huile

20 - Pompe Duocentric

21 - Pompe à tiroir oscillant

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22 - Puissance de refoulementminimale

23 - Puissance de refoulementmaximale

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Pompes à huile électriquesEn cas de vitesses élevées dans les virages,l'huile moteur est pressée par la forcecentrifuge dans la culasse la plus éloignée duvirage de sorte qu'elle ne peut plus retournerd'elle-même dans le carter d'huile.

La pompe à huile électrique correspondantese charge alors de l'aspirer et de la refoulerdans le carter d'huile. L'activation des pompes

à huile électriques est assurée par le boîtierélectronique de gestion moteur. La vitesse envirage est déterminée par un capteur de lacet.

Les écrans pare-chaleur protègent endessous les pompes à huile électriques de lachaleur dégagée par les collecteursd'échappement.

Gicleurs d'huileLe moteur S85 fait appel pour lerefroidissement des têtes de piston à desgicleurs d'huile à double crochet.

Les gicleurs d'huile intègrent un régulateur depression.

Pression d'ouverture : 1,8 à 2,2 bar

Pression de fermeture : 1,3 à 1,9 bar

Boîtier de filtre à huileLe bocal du boîtier de filtre à huile intègre unthermostat chargé de libérer ou d'obturer le

conduit menant au refroidisseur d'huilemoteur.

Collecteurs d'échappementLe moteur S 85 dispose pour chaque banc decylindres d'un collecteur d'échappement 5 en1 avec catalyseur proche du moteur. Lestubes du collecteur sont en acier allié (X 15 CrNi Si 20-12) et ont une épaisseur de paroi de0,8 mm.

24 - Collecteur d'échappement

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Collecteurs d'admissionLe moteur S85 est équipé pour chaque bancde cylindres d'un collecteur d'admission reliépar des colliers de flexibles aux boîtiers depapillons.

Dans les collecteurs d'admission, desséparateurs à cyclone sont montés au niveaudu 5e et du 10e cylindre. L'huile enprovenance des séparateurs d'huile(déshuileurs) et le condensat en provenancedes collecteurs d'admission sont réunis viadeux canaux dans le bloc-cylindres derrière le10e cylindre et acheminés dans le carterd'huile.

Les collecteurs d'admission ont une structureanalogue à celle du moteur S54. Les demi-coques sont aussi en PA66 mais reliées entreelles par soudage au miroir.

Amortisseurs de bruits d'admissionLe guidage de l'air jusqu'aux amortisseurs debruits d'admission emprunte deux voiesdifférentes de chaque côté. L'air pénètred'une part au niveau de la zone située derrièrela grille de calandre et d'autre au niveau desgrandes entrées d'air dans le pare-chocs.

Pour atteindre sa puissance maximale, lemoteur S85 a besoin des quatre voies d'air.Pour des raisons de place, il n'a pas étépossible de faire appel à des conduits degrande section. Les conduits d'aspiration d'airsupérieurs confèrent par ailleurs à la M5 laguéabilité requise.

Dans le cas de la version destinée aux Etats-Unis, la cartouche de filtre à air est équipée enplus d'un filtre à charbon actif. Ce dernier faiten sorte qu'à l'arrêt les vapeursd'hydrocarbures contenues dans le circuitd'admission ne s'échappent pas dansl'environnement.

25 - Séparateur à cyclone (1) dans le collecteur d'admission

26 - Amortisseur de bruits d'admission avec guidages d'air

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RadiateurLe radiateur du moteur S85 comporte deuxboîtes à eau : une boîte à eau supérieure etune boîte à eau inférieure. La boîte à eauinférieure sert au refroidissement du liquide derefroidissement du banc de cylindres 1-5 et la

boîte à eau supérieure au refroidissement dubanc de cylindres 6-10. Cette division en deuxdu radiateur a permis de réduire la baisse depression dans le radiateur (env. 1,4 bar au lieud'env. 3,0 bar comme jusqu'ici).

ThermostatLa division du radiateur a obligé à placer lethermostat du moteur S85 dans la conduitede retour. Il s'agit d'un thermostatconventionnel qui ouvre à 79 °C.

Le liquide de refroidissement qui sort desculasses est acheminé dans les tubulures ducircuit aller du radiateur et de là à la fois vers lethermostat via le porte-joint torique double etvers les tuyaux d'arrivée de liquide derefroidissement.

27 - Boîtier de thermostat en coupe

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ContenuDME S85B50

Objectifs 1

Introduction 3

Aperçu du système 5

Fonctions 7

Fonctionnement de l'électronique numériquemoteur 7

Composants du système 17

Electronique numérique moteur (DME) 17

Informations de service 25

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ObjectifsDME S85B50

Rôle de cette documentation stagiaire

Cette documentation stagiaire est destinée àaccompagner le stagiaire tout au long duséminaire et à servir de référence.

Cette documentation stagiaire décrit lesnouveautés et évolutions relatives àl'électronique numérique moteur (DME) dumoteur S85B50.

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IntroductionDME S85B50

Introduction

Le moteur S85B50 peut développer 373 kW(507 ch) et un couple maximal de 520 Nm.

Pour un plein apport de la puissance jusqu'àun régime maximal de 8250 tr/min dans lerespect des directives légales en matière depollution, l'électronique de gestion moteurMS_S65 de Siemens basée sur le MS_S54 atout d'abord été utilisée.

Grâce à l'utilisation de la MS_S65 avec sesfonctions élargies, il est devenu possible decommander avec précision ce moteur conçupour les hauts régimes.

Le S85B50 satisfait aux normes antipollutionsuivantes

• Europe : EU4

• Etats-Unis : US-LEV 2

• Japon : Japon LEV 2000

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Aperçu du systèmeDME S85B50

La MS_S65 est une évolution de la MS_S54(MS_S54 HP, M3 CSL) utilisée pour la gestiondu moteur S54 de la M3 E46.

Pour la mise en oeuvre de l'électronique degestion S65 sur le S85B50 des fonctionssupplémentaires utilisées pour la première foischez BMW, ont été implémentées :

• Sélection possible de deux niveaux depuissance moteur maximale

• Commande des pompes électriquesd'aspiration d'huile en fonction des forcestransversales

• Alimentation en carburant en fonction desbesoins avec pression variable de carburant

• Détection de cliquetis et de ratés par latechnologie du courant ionique

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FonctionsDME S85B50

Fonctionnement de l'électronique numérique moteur

Régulation du couple moteurLe satellite EDR sert à la régulation du couplemoteur. La variable principale est la quantitéd'air frais acheminée vers le moteur (mélangeair-carburant) qui peut être modifiée en jouantsur la position des 10 papillons individuels etdes deux papillons de ralenti.

Pour la commande, le moteur 10 cylindres enV est divisé en deux blocs (bancs de cylindres)identiques avec chacun cinq cylindres.Chaque banc de cylindres dispose d'unpapillon de ralenti et de cinq papillonsindividuels.

Les cinq papillons de chacun des bancs decylindres sont reliés mécaniquement entreeux.

La position du papillon de ralenti et des cinqpapillons individuels de chaque banc decylindres est régulée par le biais de deuxactionneurs : un actionneur de ralenti (LLS) etun servomoteur de papillon (actionneur EDR).

L'unité de commande d'admission d'air secompose donc au total de quatreservomoteurs de papillons.

Pour des raisons de sécurité, chaque papillondispose d'un ressort de rappel qui ferme lespapillons en cas de défaillance de l'actionneur.

Les quatre servomoteurs sont pilotés parl'électronique de gestion centrale du moteur(DME).

La DME calcule à partir des variables d'entrée,comme p. ex. la charge demandée par leconducteur via les capteurs de positiond'accélérateur, la température du liquide derefroidissement et, à partir des interventionsd'autres boîtiers électroniques (DSC, ACC, ...),le signal de consigne de charge pour les deuxbancs de cylindres. A partir de cette consignede charge, l'électronique DME détermine uneposition de consigne pour les papillons (anglede consigne). Dans un premier temps, seulsles papillons de ralenti sont sollicités. Une foisleur potentiel épuisé, les papillons individuels(qui permettent d'aspirer une quantité d'airbeaucoup plus importante) sont ouverts.

La communication vers les servomoteurs estassurée via les bus CAN. Les deuxactionneurs EDR sont pilotés parl'intermédiaire d'un bus CAN indépendant, lesdeux actionneurs de ralenti LLS parl'intermédiaire d'un bus CAN SMG-LLScommun.

Pour pouvoir régler la puissance du moteurconformément aux consignes, l'électroniqueDME prescrit pour les actionneurs uneconsigne d'angle d'ouverture des papillons,que les actionneurs doivent régler parrégulation.

Pour la régulation des papillons individuels, leservomoteur de papillon 1 (actionneur EDR 1)se sert de l'un des deux capteurs Hall ducapteur de papillon 1 (DKG 1).

Le deuxième capteur Hall du capteur depapillon DKG 1 est alimenté et exploitédirectement par l'électronique DME. Il sertuniquement à la surveillance de la régulationde l'actionneur EDR 1. (Le servomoteur depapillon 2 (actionneur EDR 2) fonctionne defaçon analogue.)

Pour la régulation de l'angle de papillon, lesdeux actionneurs de ralenti disposent d'uncapteur de position angulaire incrémentalinterne. La valeur de ce capteur estcommuniquée à l'électronique DME via le busCAN.

Pour vérifier le réglage des papillons, la DMEdétermine le signal de charge réel momentanéà partir des valeurs des capteurs de papillonsdirectement prélevées et des renvoisd'information des actionneurs LLS. Laplausibilité de ce signal de charge estcontrôlée par l'intermédiaire des deuxdébitmètres d'air massique à film chauffant(HFM) qui mesurent les masses d'air aspiréespar chaque banc de cylindres.

En cas d'écarts trop importants entre laconsigne de signal de charge et le signal decharge réel, on a recours en plus au signal dela sonde lambda pour vérifier la plausibilité. LaDME réagit en conséquence suivant lerésultat obtenu.

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7

1 - Schéma électrique du système EDR

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Index Explication Index Explication

1 Contrôle dynamique de stabilité (DSC) 12 Capteur de papillon (DKG)

2 Régulateur de vitesse actif (ACC) 13 Capteur de papillon (DKG) inversé

3 Module de sécurité et passerelle (SGM) 14 Débitmètre massique à film chaud(HFM)

4 Volant de direction 15 Actionneur de ralenti (LLS)

5 Boîte M séquentielle (SMG) 16 Servomoteur de papillon (actionneurEDR)

6 Capteur de position d'accélérateur(PWG)

17 Servomoteur de papillon (actionneurEDR)

7 Capteur de position d'accélérateur(PWG)

18 Actionneur de ralenti (LLS)

8 Electronique numérique moteur (DME) 19 Capteur de papillon (DKG) inversé

9 Contacteur feux de stop 20 Capteur de papillon (DKG)

10 Contacteur d'embrayage 21 Débitmètre massique à film chaud(HFM)

11 Contacteur de ralenti BV

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Alimentation en carburant à pression variable en fonction desbesoins

Pour pouvoir adapter en fonction de l'état decharge la pression de carburant mise à ladisposition du moteur, l'électronique DMEcommande les pompes à carburant à l'aide dumodule EKP de telle façon, que la pression deconsigne désirée se règle indépendammentde la quantité de carburant actuellementconsommée. La pression de consigne varieentre 3 et 6 bar et peut être contrôlée via unmodule de test à partir de la courbe deconsigne.

Une mesure manuelle n'est ici plusnécessaire. Le circuit de régulation decarburant se compose des éléments suivants :

• Pompes électriques à carburant (EKP)

• Module EKP

• Réservoir avec composants et système deconduites

• Capteur de pression de carburant

• Electronique numérique moteur (DME)avec la logique de commande

2 - Schéma électrique du circuit de régulation de pression

Index Explication

1 Moteur

2 Capteur de pression

3 Electronique numérique moteur(DME)

4 Module EKP

5 Pompe électrique à carburant (EKP1)

6 Pompe électrique à carburant (EKP2)

7 Régulateur de pression dans leréservoir

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Activation des pompes à carburant

La pompe EKP 1 est régulée en fonction desbesoins par l'électronique DME via le moduleEKP.

Quand la charge moteur est élevée, la pompeEKP 2 est activée sans être régulée. Larégulation de la pression de carburant à lavaleur de consigne quand la 2e pompe estactivée est assurée par activation variable durégulateur de pression dans le réservoir.

L'interface PWM est une interface unifilairepar l'intermédiaire de laquelle la DME active lemodule EKP et peut ainsi modifier le débit derefoulement de la pompe EKP.

Le module EKP a pour tâche de piloter vial'étage de sortie la pompe EKP avecexactement ce rapport cyclique. L'écart derapport cyclique entre les signaux PWMd'entrée et de sortie ne doit pas dépasser 3 %.

Cette tolérance est valable pour toute la duréede la vie du module. Quand un rapportcyclique de 100 % est atteint à l'entrée, ladeuxième pompe EKP est mise en circuit ensupplément.

3 - Schéma électrique dumodule EKP

Index Explication Index Explication

1 Activation 4 Logique de commande EKP 2

2 Alimentation en tension 5 Etage de sortie EKP 1

3 Logique de commande EKP 1 6 Etage de sortie EKP 2

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7

Mesure de courant ioniquePour une gestion moteur optimisée en termesde consommation et d'émissions polluantes, ilest nécessaire de connaître avec précision lacomposition du mélange de combustion pourchaque état de fonctionnement du moteur.

La mesure du courant ionique est un moyend'y parvenir. La mesure de courant ioniquepeut être utilisée pour la régulationanticliquetis et la détection des irrégularités dumoteur (détection des ratés defonctionnement).

Le déclenchement de l'étincelle d'allumageest assuré par le boîtier électronique moteur.

Immédiatement après la disparition del'étincelle d'allumage, une faible tension estappliquée entre les électrodes des bougiesd'allumage et le courant résultant (courantionique) est mesuré.

La mesure et l'évaluation du courant ioniquesont assurés par un boîtier électroniquespécifique.

Le déroulement de la combustion dans lachambre de combustion peut être représentéen

analysant l'évolution de la pression dans lachambre de combustion ou le cylindre.

4 - Allumage

5 - Mesure de courant ionique

Index Explication

1 Bougie d'allumage

2 Boîtier électronique moteur

3 Boîtier électronique de mesure de courant ionique

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Représentation du courant ionique

L'évolution de la courbe de courant ioniquedépend directement de la pression au sein ducylindre et des ions qui se trouvent dans lecylindre.

On a :

Mauvaise combustion => pression de cylindrefaible

Bonne combustion => pression de cylindreélevée

Des ions supplémentaires se détachent suiteaux pointes de pression générées dans lachambre de combustion en cas de cliquetis desorte que la courbe de courant ionique semodifie.

Le boîtier électronique de mesure de courantionique se charge de la mesure et del'évaluation du courant ionique.

Les corrections à apporter au niveau de lagestion du moteur ont lieu au sein du boîtierélectronique de gestion moteur.

6 - Courbe de pression (en haut) et courant ionique (en bas)

Index Explication

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

2 Pointe de courant ionique due àl'inflammation (front de flammedirectement dans la zone de labougie d'allumage)

3 L'allure de la courbe de courantionique est dépendante del'évolution de la pression

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Comparaison des courbes de courantionique

7 - Combustion normale etavec cliquetis

Index Explication Index Explication

1 Point d'allumage 5 Pas de cliquetis

2 Fin de l'allumage 6 Temps

3 Courant ionique 7 Cliquetis

4 Signal de front de flamme

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Sélection de la puissance moteur maximaleLa touche POWER est un interrupteurcommutant à la masse ; elle permet d'opterpar simple pression entre deux puissancesmoteur maximales.

Les modes sélectionnantes avec la touchesont appelés P400 et P500.

Le mode P500 Sport, qui sélectionne unecaractéristique de pédale d'accélérateur plusprogressive, peut uniquement être confituredans le menu "M-Drive" et être activé à l'aidede la touche "M" du volant multifonctions.

La position P400 est automatiquementréactivée à chaque nouveau démarrage.

8 - Touche POWER

9 - Menu M-Drive

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Composants du systèmeDME S85B50

Electronique numérique moteur (DME)

Boîtier électronique DME Siemens MS_S65

Comme sur la voiture de série E60,l'électronique de gestion moteur de la M5 E60se charge avec le capteur de batterieintelligent IBS et l'alternateur de la gestion del'énergie et du système de maintenance enfonction des besoins (BOS).

Un boîtier électronique moteur règle les deuxbancs de cylindres.

L'ordre d'allumage prescrit est :1-6-5-10-2-7-3-8-4-9.

La MS_S65 est équipée de 6 modulesenfichables (combinés en deux connecteurscompacts) qui sont groupés selon lesfonctions.

L'étage de sortie d'allumage ainsi que ladétection de cliquetis et de ratés ont étédéplacés dans le boîtier électronique à courantionique.

Analyse du signal d'accélération transversaledu boîtier DSC pour l'aspiration d'huile.

Interface de données :

1. PT-CAN

2. Actionneur d'air de ralenti/SMG-CAN

3. CAN papillons (DK-CAN)

4. Bus BSD (alternateur et IBS)

5. Interface vers le boîtier CAS

Débitmètre massique à film chaud (HFM)Pour déterminer le débit d'air aspiré et satempérature, on met en oeuvre pour chaquebanc un débitmètre massique à film chaud dechez Bosch, HFM 5.0 avec bypass CL.

Le HFM se présente comme moduleenfichable et est positionné dans l'amortisseurde bruits d'aspiration.

1 - MS_S65

2 - HFM 5.0 avec bypass CL

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Capteur de pression du carburantLe capteur de pression de carburant se trouvedans le passage de roue avant gauche.

Ce capteur mesure la pression de carburantactuelle et transmet cette valeur àl'électronique de gestion moteur.

Pompe électrique à carburant (EKP)Le réservoir à carburant contient deux pompesà carburant constituées de pompes à palettes.

Les deux pompes ont été intégrées dans lamoitié droite du réservoir.

Le filtre à carburant ainsi que le régulateur dela pression sont positionnés dans la moitiégauche du réservoir.

3 - Capteur de pression du carburant

4 - Réservoir à carburant aveccomposants

Index Explication Index Explication

1 Régulateur de pression 3 EKP 1 et 2

2 Filtre à carburant

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Module EKPLe module se trouve comme sur la série E60(huit cylindres et diesel) dans le coffre àbagages, au fond à droite. L'étage de sortie de

puissance de ce boîtier électronique a étéadapté à la pompe supplémentaire et à lalogique de régulation modifiée.

Boîtier électronique de mesure de courant ioniqueLes deux boîtiers électroniques de mesure decourant ionique de la société Helbako sont

montés devant sur les couvre-culasses dechaque banc de cylindres.

Capteur de vilebrequinLe capteur de vilebrequin prélève le signal derégime sur le disque incrémentiel de lacouronne dentée. La position du vilebrequinest reconnue grâce à un entredent.

Le disque incrémentiel placé sur la couronnedentée possède 60 - 2 dents.

Le capteur est un capteur inductif.

Capteur d'arbre à camesChaque arbre à cames est surveillé par uncapteur Hall séparé.

La couronne d'impulsions est intégrée defonderie sur les arbres à cames.

Capteur de qualité d'huile (QLT)Le capteur de qualité d'huile a été repris dumoteur N62 déjà existant.

Il a seulement fait l'objet d'une adaptationlogicielle.

5 - Boîtier électronique demesure de courantionique

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Manocontact de pression d'huileLe signal du manocontact est lu parl'électronique DME qui l'évalue. En cas d'écartpar rapport à la valeur de consigne prescrite, la

DME envoie un message au CID qui affiche unmessage check-control.

Pompe d'aspiration d'huileLe moteur S85B50 possède deux pompes deretour indépendantes.

A la différence du modèle antérieur, cespompes ne sont activées qu'à partir d'uneforce centrifuge de 0,8 g.

Les pompes aspirent l'huile moteur qui restedans la culasse et la refoulent vers le carterd'huile.

Le boîtier DME est informé par le boîtier DSC,via le bus PT-CAN, de la valeur momentanéede la force transversale.

6 - Pompe d'aspiration d'huile

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Actionneurs de ralenti (LLS)

Les deux actionneurs de ralenti (LLS) seprésentent sous la forme d'actionneurs depapillon. Ils sont logés dans le Vé du moteur.

Les actionneurs de ralenti communiquentavec le boîtier DME via le bus CAN LLS/SMG.

L'initialisation des actionneurs de ralenti a lieuautomatiquement quand le moteur est arrêtéet que le contact d'allumage est mis (borne 15sous tension).

7 - Actionneur de ralenti 8 - Actionneur de ralenti (vue en coupe)

Index Explication

1 Papillon

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Servomoteurs de papillonsLes cinq papillons couplés mécaniquementde chaque banc de cylindres sont mus par unmême servomoteur (actionneur EDR).

Chaque actionneur EDR se compose d'unservomoteur avec réducteur et électronique

de commande. L'électronique de commanderégit la communication avec l'électroniqueDME via le bus CAN, assure la régulation et lacommande du servomoteur et exécute lesfonctions internes de diagnostic.

9 - Servomoteur de papillon(actionneur EDR)

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Capteur de papillonDeux potentiomètres sont affectés à chaquebanc de cylindres :

• Un potentiomètre pour la régulation deposition. Il est alimenté et lu par le satelliteEDR. La valeur relevée est transmise auboîtier DME via le bus CAN. En cas dedéfaillance l'unité concernée est mise horscircuit.

• Un autre potentiomètre se charge de lasurveillance. Il est alimenté et lu par leboîtier électronique DME.

Les deux capteurs de papillons 1 et 2 sont desdoubles capteurs Hall. Ils saisissent la position

(angulaire) des papillons des bancs decylindres 1 et 2.

Intégrés dans un boîtier commun, les deuxcapteurs Hall redondants de chaque banc decylindres possèdent des courbescaractéristiques inversées (une ascendante,une descendante).

Le capteur avec la courbe caractéristiqueascendante est utilisé par l'actionneur EDRcorrespondant pour la régulation de position.

Le capteur redondant avec courbecaractéristique descendante est utilisé par leboîtier DME pour la surveillance de larégulation des papillons.

Pompe d'insufflation d'air secondaireLa pompe électrique d'insufflation d'airsecondaire ne nécessite aucun entretien. Lefiltre intégré n'a pas à être remplacépériodiquement.

La pompe est activée par le boîtierélectronique DME. Le débit de refoulementest toujours de 100 % et n'est pas régulé.

10 - Capteur de papillon (1)

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8

Mini-débitmètre massique à film chaud (HFM) pour systèmed'insufflation d'air secondaire

Un mini-débitmètre massique à film chaud(HFM) mesure la masse d'air secondaire dansle conduit d'admission de la pomped'insufflation d'air secondaire.

Cette surveillance est devenue nécessaire enraison des seuils d'émission toujours plus bas.

Sonde de régulationLes sondes de régulation utilisées sont dessondes Lambda LSU 4.9 à caractéristiquecontinue déjà connues.

Elles sont disposées dans le cône d'entréedes catalyseurs proches du moteur.

Sonde Lambda de contrôleLes sondes de contrôle sont les sondes à sautde tension LSH 25 conventionnelles à trou.

Sonde de température des gaz d'échappementLes sondes de température sont desthermistances CTN.

Le capteur peut saisir une température allantjusqu'à env. 1.200 °C.

Ce capteur sert principalement à la protectiondes catalyseurs.

Vanne d'isolement de l'accumulateur de pression (VANOS)La vanne d'isolement fait en sorte que l'huilemoteur reste sous haute pression dansl'accumulateur de pression après l'arrêt dumoteur.

La vanne est fermée en l'absence de tension.Elle est ouverte par l'électronique DME en casde besoin (pas d'ouverture proportionnelle).

11 - Mini HFM

24

9

Informations de serviceDME S85B50

Servomoteurs de papillons (actionneurs EDR)Les deux actionneurs EDR peuvent êtreremplacés séparément.

Il est indispensable, après leur remplacement,d'initialiser les butées en activant la borne 15

pendant au moins 1 minute sans démarrer lemoteur.

La synchronisation mutuelle des deuxactionneurs EDR est assurée parl'électronique DME.

PapillonsLes différents papillons peuvent être ajustésindividuellement les uns aux autres

Programmation du boîtier électronique DMELe boîtier électrique peut être reprogramméjusqu'à 63 fois.

Accumulateur de pression VANOSPour les interventions sur le dispositif VANOS,il faut impérativement respecter le manuel deréparation !

Technologie du courant ioniquePour le remplacement des bougiesd'allumage, il faut respecter le manuel deréparation étant donné que les

bougies d'allumage sont partie intégrante ducircuit de mesure du courant ionique.

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9

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ContenuBoîte M séquentielleSMG 3

Objectifs 1

Introduction 3

Aperçu du système 5

Fonctions 13

Composants du système 15

Informations de service 23

4

ObjectifsBoîte M séquentielle SMG 3

Rôle de cette documentation stagiaire

Cette documentation stagiaire est destinée àaccompagner le stagiaire tout au long duséminaire et à servir de référence.

Cette documentation stagiaire décrit lesnouveautés et évolutions relatives à la boîte Mséquentielle (SMG 3).

1

4

2

5

IntroductionBoîte M séquentielle SMG 3

Nouvelle boîte SMG à 7 rapports

La M5 E60 est équipée d'une toute nouvelleboîte M séquentielle (SMG) à 7 rapports. Lanouvelle boîte SMG 3 porte la désignationSMG Getrag 247.

Agrémentée de fonctions spéciales telles que"Launch Control", "Assistance au démarrageen côte", "Drivelogic" et "Apprentissage de lacirconférence des roues", la nouvelle boîteSMG 3 est la première boîte de vitesse Mséquentielle spécialement conçue pour unfonctionnement en mode automatisé. L'axede commande central a été remplacé par desbarres de commande séparées.

L'unité hydraulique fait partie intégrante ducarter de boîte et n'est plus accolée à cettedernière comme jusqu'ici. Les temps depassage des rapports ont pu être réduits de20 % par rapport à la boîte SMG 2.

Cette réduction des temps de passage a étérendue possible par la mise en oeuvre dunouveau mécanisme de sélection à barres de

commande séparées et par l'utilisation debagues de synchro à cônes de friction en fibrede carbone. La capacité de charge et desollicitation mécanique nettement plus élevéede ces dernières permet de bénéficier detemps de synchronisation beaucoup pluscourts.

Pour que le système puisse fonctionner defaçon précise, il peut s'avérer nécessaired'opérer des initialisations même après destravaux sur le véhicule n'affectant pasdirectement la boîte de vitesses.

3 Se conformer scrupuleusement auxindications du manuel de réparation ! 1

Entre le moteur et la boîte de vitesses sontintercalés un volant d'inertie bi-masses de lasociété LUK et un embrayage bi-disque à secde la société Fichtel und Sachs.

3

5

4

6

Aperçu du systèmeBoîte M séquentielle SMG 3

La nouvelle boîte SMG 3

1 - Levier sélecteur et afficheur tête haute de la nouvelle M5 E60

5

6

2 - Schéma électrique de la boîte SMG

6

6

Index Explication

1 Module d'éclairage

2 Car Access System (CAS)

3 Boîtier électronique SMG

4 Boîte M séquentielle

5 Relais de pompe

6 Volant multifonctions (MFL)

7 Capteur d'accélération longitudinale

8 Contacteur de capot moteur

9 Contacteur de capot moteur

10 Afficheur de position de sélection

11 Contact de feuillure de porte

12 Sélecteur Drivelogic

13 Contacteur de feux stop

14 Boîtier électronique DME

15 Module pédale d'accélérateur

16 Boîtier électronique DSC

17 Module de sécurité et passerelle (SGM)

18 Module d'attelage

19 Capteur de pluie et de luminosité (RLS)

20 Combiné d'instruments

21 Afficheur tête haute

7

6

3 - Schéma hydraulique SMG 3

8

6

Index Explication

1 Capteurs Hall barre de commande MArr/1e (redondants)

2 Piston de travail

3 Electrovanne de passage

4 Capteurs Hall barre de commande 5e/3e

5 Piston de travail

6 Electrovanne de passage

7 Capteurs Hall barre de commande 2e/4e

8 Piston de travail

9 Electrovanne de passage

10 Capteurs Hall barre de commande 6e/7e

11 Piston de travail

12 Electrovanne de passage

13 Vanne proportionnelle

14 Vanne proportionnelle

15 Vanne proportionnelle

16 Electrovanne de passage

17 Filtre tige

18 Moteur électrique avec pompe hydraulique

19 Sonde de température

20 Capteur de pression

21 Accumulateur de pression

22 Cylindre récepteur d'embrayage

23 Capteur PLCD

9

6

4 - SMG 3

Index Explication

1 Mise à l'air

2 Vannes proportionnelles

3 Barrette de capteurs

4 Electrovannes de passage

5 Capteur de vilebrequin

6 Capteur de régime arbre intermédiaire

7 Connexion vers barrette de capteurs

8 Connecteur électrovannes et moteur électrique

9 Vis de niveau d'huile

10 Connecteur cylindre récepteur d'embrayage, sonde de température, capteur depression

11 Refroidisseur d'huile de boîte

12 Filtre à huile

13 Pompe à huile

10

6

5 - SMG 3

Index Explication

1 Cylindre récepteur d'embrayage

2 Retour

3 Conduite de pression

4 Vis de niveau d'huile/remplissage

5 Réservoir

6 Capteur de pression

7 Sonde de température

8 Bloc hydraulique avec pompe à huile

9 Vanne proportionnelle

10 Moteur électrique

11 Accumulateur de pression

11

6

6 - Embrayage bi-disque

Index Explication

1 Disque d'embrayage

2 Plateau intermédiaire

3 Disque d'embrayage

4 Plateau d'appui

5 Ressort profilé

6 Plateau de pression

12

7

FonctionsBoîte M séquentielle SMG 3

Fonctions spéciales

Démarrage par tractageLa marche à suivre pour activer cette fonctionest la suivante :

• Placer la clé de contact en position "Borne15" tout en actionnant la pédale de frein

• Sélectionner la position "N" de la boîte devitesses

• Tracter ou laisser rouler le véhicule

• Placer le levier sélecteur sur "S+" et lemaintenir dans cette position

La commande de boîte de vitesses engage lerapport adapté à la vitesse et embraye lemoteur.

Assistance au démarrage en côteLa fonction d'assistance au démarrage encôte a été automatisée par rapport à la versionSMG 2. Il n'y a plus besoin de l'activermanuellement au moyen de la manette desélection "Moins" tout en actionnant la pédalede frein. Elle s'active automatiquement dèsque la boîte détecte une position autre que"N".

La fonction d'assistance au démarrage encôte de la boîte SMG 3 constitue un systèmeactif qui agit sur le système DSC pourimmobiliser via les freins le véhicule dans unecôte ou une descente (ménagement del'embrayage).

3 Pour plus d'informations sur cettefonction, consulter la documentation stagiaire"DSC MK60E5". 1

Launch ControlLa marche à suivre pour activer la fonctionLaunch Control (démarrage type départ decourse) est la suivante :

• Démarrer le moteur tout en laissant levéhicule immobile

• Désactiver le système DSC (position"OFF")

• Placer la boîte SMG en position "S6"

• Maintenir le levier sélecteur en position"Moins"

• Enfoncer à fond la pédale d'accélérateur etla maintenir enfoncée

• Relâcher le levier sélecteur

Le régime moteur est alors régulé à env.4.000 tr/min. Après relâchement du leviersélecteur, l'embrayage se ferme enconservant un glissement bien déterminé defaçon à obtenir la meilleure accélérationpossible.

Pour le calcul du glissement des roues arrière,le boîtier électronique SMG se base sur lesvitesses de rotation des roues avant.

Dans le cas où la logique de surveillance del'embrayage détecte une surchauffe del'embrayage, le glissement est annulé (=fermeture à 100 % de l'embrayage) afin deménager les pièces.

13

7

Apprentissage de l'écart entre les essieuxEn cas de variation de la circonférence deroulement dynamique (suite à un changementde pneus, au montage de chaînes à neige,etc.) d'une ou de plusieurs roues, il estimpératif d'activer manuellement la fonctiond'apprentissage, sans quoi la commande deboîte risque de ne pas fonctionnercorrectement.

La boîte dispose également d'une fonctiond'adaptation automatique permettant decorriger les différences mais le tempsd'adaptation est très long.

La marche à suivre pour activer manuellementcette fonction est la suivante :

• Sélectionner une vitesse compriseentre 30 et 150 km/h

• Placer le levier sélecteur en position "N"

• Ne pas actionner le frein

• Actionner pendant 2 s les deux manettesde sélection placées derrière le volant

Protection de l'embrayage contre les surcharges (KÜS)La fonction de protection de l'embrayagecontre les surcharges (KÜS) protège commeson nom le suggère l'embrayage contre lessurcharges thermiques.

Le boîtier électronique SMG dispose à ceteffet d'une logique de calcul lui permettant dedéterminer la surcharge thermique del'embrayage à partir de la valeur du glissementet de l'effort d'appui.

En cas de surchauffe, la fonction KÜScommence par réduire le glissement del'embrayage, ce qui donne lieu à une plusgrande dureté de passage des rapports.

Si cette mesure s'avère insuffisante,l'électronique active la fonction anti-à-coups.Les sollicitations thermiques des disquesd'embrayage sont alors réduites et leconducteur est informé de la surchauffe.

Si la température continue de croître, unmessage d'alerte relatif à la boîte est générépour attirer à nouveau l'attention duconducteur sur la surchauffe de l'embrayage.L'affichage du message d'alertes'accompagne d'une interdiction dedémarrage dans le 2ème rapport, afin deminimiser le glissement de l'embrayage.

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8

Composants du systèmeBoîte M séquentielle SMG 3

Pignonnerie de la boîte SMG 3

Comme le montre le tableau ci-dessous, laboîte SMG 3 est une boîte à surmultipliée.

L'une des particularités de la boîte réside dansle fait que l'axe principal est supporté en trois

points. Le troisième palier se présente sous laforme d'un flasque-palier fixé par vis à la partieintérieure du carter de boîte.

Rapports de démultiplication

1 - Pignonnerie de la boîte SMG 3

Explication Démultiplication Explication Démultiplication

1er rapport 3,985 5ème rapport 1,159

2ème rapport 2,652 6ème rapport 1,00

3ème rapport 1,806 7ème rapport 0,833

4ème rapport 1,392 Marche arrière 3,985

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8

Ordre de sélection

2 - Barres de commande (vuede dessus)

Index Explication Index Explication

R Marche arrière 4 4ème rapport

1 1er rapport 5 5ème rapport

2 2ème rapport 6 6ème rapport

3 3ème rapport 7 7ème rapport

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8

Signaux et paramètres

Détection des rapportsLe rapport engagé est identifié sans contactspar le biais de capteurs Hall

placés sur les barres de commande. Lescapteurs Hall saisissent la position des pistonsde travail.

Feux de reculL'engagement de la marche arrière estdétecté par le capteur redondant de la barrede commande 1e/M.Arr. Le signal de marche

arrière est appliqué à l'entrée de la commandede boîte.

La commande de boîte de vitesses transmetl'information à la centrale d'éclairage.

Température d'huile de boîteLa température d'huile de boîte est saisie defaçon indirecte par la sonde de températured'huile hydraulique. Les deux températuresévoluent en effet de façon linéaire avec unécart constant.

Le boîtier électronique SMG se sert de cetteinformation de température pour le pilotage dela pompe à huile électrique de la boîte.

Régime d'entrée de boîteLe régime d'entrée de boîte est saisi par uncapteur placé en regard des flancs de dent dupignon de l'arbre intermédiaire.

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8

Cylindre récepteur d'embrayageLe cylindre récepteur d'embrayage comportedeux pistons séparés par un ressort. Lesecond piston est mû de façon hydraulique. Ilpermet de purger le cylindre récepteurd'embrayage à l'état monté, sans avoir àdesserrer des vis.

Le corps du cylindre récepteur d'embrayagerenferme également un capteur PLCD(Permanentmagnetic Linear ContactlessDisplacement) chargé de saisir la positionexacte du piston de débrayage.

Le capteur PLCD est essentiellementconstitué d'un noyau spécial en matériaumagnétique doux. Entouré sur toute salongueur d'une bobine (bobine primaire), lenoyau supporte à chacune de ses extrémitésune bobine de mesure.

Un aimant permanent proche du capteurprovoque une saturation magnétique localeconduisant à la séparation virtuelle du noyau.

Lorsque l'on applique un courant alternatifapproprié aux bornes de la bobine primaire,une tension proportionnelle à la position de lazone saturée est induite dans chacune desdeux bobines de mesure. Les tensionsobtenues renseignent sur la longueur deszones virtuelles du noyau et donc sur laposition de la zone saturée.

L'alimentation du capteur ainsi que letraitement, l'analyse et la conversion des

signaux sont assurés par le boîtierélectronique SMG.

La tension alternative requise est délivrée parle circuit ASIC (Application-Specific IntegratedCircuit) intégré au capteur PLCD.

3 - Cylindre récepteurd'embrayage

Index Explication Index Explication

1 Corps du cylindre récepteurd'embrayage

3 Capteur PLCD

2 Piston

4 - Capteur PLCD

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Levier sélecteurLe levier sélecteur remplit les fonctionssuivantes :

• Sélection du sens de déplacement D-N-R

• Changement de mode de fonctionnementD <-> S

• Activation de la fonction Launch Control

• Activation de la fonction Remorquage

Les positions du levier sélecteur sontdétectées par huit capteurs Hall et transmisesséparément à la commande de boîte devitesses.

Tous les capteurs de position du leviersélecteur sont redondants. Le capteurprincipal commute à la masse et le capteurredondant correspondant au plus, de façon àobtenir une détection sûre même en cas dedéfaut.

Manettes de sélectionLes manettes de sélection permettentd'exécuter les fonctions suivantes :

• Montée et descente des rapports (+/-)

• Passage du mode "D" au mode "S"

• Activation manuelle de la fonctiond'apprentissage des circonférences deroue (il n'est plus nécessaire d'activermanuellement la fonction d'assistance audémarrage en côte)

DrivelogicLe sélecteur Drivelogic permet de choisirentre six programmes de sélection en modeséquentiel et entre cinq programmes desélection en mode Drive.

Il y a, en mode séquentiel, présélection de lavitesse et donc de la dureté de passage desrapports.

En mode Drive, le réglage opéré permetd'influer sur les seuils de passage desrapports.

Contacteur de feux stopLe boîtier électronique SMG reçoit pour desraisons de redondance le signal du contacteurde feux stop et le signal du contacteur de testfreinage.

Le signal du contacteur de feux stop est requispour les fonctions suivantes :

• Fonction shiftlock

• Détection des freinages

• Démarrage du moteur

• Désengagement des rapports

• Activation du système DSC

Le signal est reçu via le bus CAN.

Angle de braquageLe signal est prélevé du bus CAN. Il influe surle fonctionnement automatique

de la boîte (interdiction de passage de certainsrapports).

Accélération longitudinale/penteCette information est fournie par le capteurd'accélération longitudinale placé au bas de

l'habitacle, côté passager avant. Elle sert aucalcul de la pente.

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8

Wake-upLe boîtier électronique SGM est p. ex. placé enétat de disponibilité lors du déverrouillage duvéhicule. L'unité hydraulique génère ce faisant

une pression suffisante pour pouvoir ouvrirl'embrayage (autrement dit débrayer) en casde besoin.

Contacteurs de capot moteurLa position du capot moteur est détectée pardeux contacteurs. Le conducteur est averti del'ouverture du capot. Un démarrage n'est

possible qu'aussitôt après engagement durapport car le boîtier SMG ne connaît alors pasprécisément l'état des contacteurs.

Contact de porteCe signal ne doit pas être confondu avec lesignal de wake-up.

L'information "Etat de la porte" est reçue parle boîtier SMG via le bus CAN. Quand la porteest ouverte, le rapport est automatiquementdésengagé.

Mode attelageLe boîtier SMG est informé via le bus CAN dela traction d'une remorque. Il s'ensuit

l'activation des cartographies de sélectionspécifiques pour le mode attelage.

Régime moteurPour des raisons de redondance, ce signal estreçu via le bus CAN et via une liaison filairedirecte. Il est utilisé pour la commande del'embrayage et sert à contrôler si le moteurtourne.

Dans le cadre du concept de sécurité, le signalde régime moteur sert à contrôler l'état defonctionnement actuel.

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8

Hydraulique

Un moteur à courant continu entraîne lapompe hydrostatique. La pompe refoule viaun clapet anti-retour l'huile hydraulique dansun réseau d'alimentation en pression, tandisqu'un accumulateur hydraulique fait officed'accumulateur d'énergie.

La pression de travail est de l'ordre de 75 bar.La pression maximale est de 90 bar. Une tellepression ne s'établit toutefois que lors desinitialisations.

L'effort de passage maximal est de l'ordre de2.500 N.

5 - SMG avec unité hydraulique

Index Explication

1 Unité hydraulique

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Informations de serviceBoîte M séquentielle SMG 3

Initialisations

Après chaque remplacement d'une pièce oud'un organe de l'embrayage ou de la boîte,ainsi qu'après toute programmation, il estnécessaire, comme pour la boîte SMG 2, de

procéder à une nouvelle adaptation/mémorisation de certains paramètres duboîtier SMG.

Fonction d'apprentissage de l'embrayageCette fonction permet d'adapter lescaractéristiques de l'embrayage auxcartographies en mémoire dans le boîtierélectronique.L'apprentissage du point decontact de l'embrayage s'effectue moteurtournant. La procédure est la suivante :

Après avoir été ouvert (autrement placé enposition de débrayage), l'embrayage estamené, une fois que l'arbre d'entrée de laboîte s'est immobilisé, d'abord rapidement àproximité du point de contact puis dans un

second temps, beaucoup plus lentement, deplus en plus près jusqu'au point de contact.

Dans le cas où un régime d'entrée de boîte estmesuré pendant la phase d'approche rapide,la procédure d'apprentissage est interrompuedu fait de la présence d'un défaut au niveau dusystème (p. ex. problème de purge ou de miseà l'air).

Dans le cas où une valeur valable est mesuréelors de la phase d'approche lente du point decontact, celle-ci est mémorisée dans le boîtierSMG.

AdaptationsIl est nécessaire, après remplacement de laboîte complète, de certaines pièces ainsiqu'après remplacement du boîtier SMG, deprocéder à diverses adaptations etapprentissages relatifs à la mécanique de laboîte. Les adaptations énumérées ci-dessoussont réalisables aussi bien au moyen du testerGT1 que du tester DISplus.

Les principales adaptations sont les suivantes:

• Centres des courses de passage

• Paramètres des électrovannes

• Paramètres de la boîte

• Offset du capteur d'accélérationlongitudinale

Centres des courses de passage

Cette fonction a pour but de rendre possible ledésengagement d'un rapport même sansavoir adapté préalablement les paramètres dela boîte.

Paramètres des électrovannes

Les électrovannes de passage du blochydraulique sont des vannes proportionnelles.Les tolérances de fabrication obligent àprocéder à l'apprentissage des courantsd'offset de ces vannes.

L'apprentissage consiste à déterminer lecourant à partir duquel la barre de commandecommence à bouger. Cette valeur estmémorisée dans le boîtier SMG en tant quecourant d'offset.

La consommation des vannesproportionnelles est par ailleurs mesurée dansles deux sens d'actionnement.

Paramètres de la boîte

Au cours de cette phase d'adaptation, lesbarres de commande sont amenées enposition de butée et les valeurs réelles sontmesurées.

Les valeurs mesurées indiquent si un rapportest engagé.

La position de la barre de commande de lamarche arrière est en plus surveillée par uncapteur redondant dont les valeurs sontégalement mémorisées.

Cette barre de commande est par ailleursdépressurisée afin de contrôler si elle rested'elle même en position finale.

Capteur d'accélération longitudinale

La valeur de mesure du capteur d'accélérationlongitudinale possède un offset constant.L'offset est déterminé quand le véhicule est

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9

au repos, à l'horizontale, autrement dit quandl'accélération longitudinale est nulle.

Le signal délivré par le capteur est lu et analyséen permanence. A partir d'un certain écart parrapport à une valeur de référence,

l'électronique considère qu'il y a actionextérieure et interrompt alors la procédured'adaptation afin d'exclure l'obtention devaleurs d'accélération erronées pendant lamarche.

Pression de précharge de l'accumulateur de pressionPour faciliter le diagnostic après-vente, unefonction SAV permettant de contrôler lapression de précharge de l'accumulateur depression a été prévue.

Cette fonction mesure le temps requis pourvider l'accumulateur. La pression est mesuréepar le capteur de pression de l'unitéhydraulique.

Le boîtier électronique SMG mesure aussi letemps de remplissage de l'accumulateur. Si le

temps requis pour atteindre la pression decoupure est plus court que pour le tempsrequis pour le vidage, c'est que l'azote (fluidede précharge) contenu dans l'accumulateurs'est échappé.

La vanne d'isolement de l'accumulateur depression fait l'objet d'une surveillance séparée.

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ContenuContrôle dynamique destabilité MK60E5

Objectifs 1

Introduction 3

Aperçu du système 5

Fonctions 9

Composants du système 11

5

ObjectifsContrôle dynamique de stabilité MK60E5

Rôle de cette documentation stagiaire

Cette documentation stagiaire est destinée àaccompagner le stagiaire tout au long duséminaire et à servir de référence.

Cette documentation stagiaire décrit lesnouveautés et évolutions relatives au contrôledynamique de stabilité (DSC) MK60E5.

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IntroductionContrôle dynamique de stabilité MK60E5

MK60E5 de Continental Teves

La M5 E60 est équipée du contrôledynamique de stabilité (DSC+) MK60E5 de lasociété Continental Teves.

Ce système permet au client de bénéficierd'un certain nombre de fonctions non encoreréalisées jusqu'ici.

Nouvelles fonctions

• Préfreinage

• Séchage des freins

• Assistance au démarrage en côte

Particularités du système MK60E5Le système se caractérise par un confortnettement accru pendant les phases derégulation et par un freinage individuel desroues encore plus précis grâce aux vannes derégulation analogiques.

Il en résulte entre autres une réduction de ladistance de freinage.

La distance de freinage est ainsi < à 36 mquand la M5 E60 roule à 100 km/h.

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Aperçu du systèmeContrôle dynamique de stabilité MK60E5

Evolution du système MK60psi

Le système MK60E5 est une évolution dusystème MK60psi actuellement monté sur lasérie E87.

L'abréviation "psi" signifie "pressure sensorintegrated". Elle indique que les deux capteursde pression du maître-cylindre tandem (THZ)sont réunis en un seul capteur, appelé"capteur de plausibilité" qui est logé dansl'unité hydraulique.

La désignation "E5" du nouveau systèmeMK60E5 fait référence aux 5 capteurs de

pression intégrés dans l'unité hydraulique :l'un des capteurs mesure la pression dumaître-cylindre THZ, les quatre autresmesurent la pression de freinage au niveau dechacune des roues.

Comme pour le système DSC 8.0,l'avertisseur de crevaison (RPA) fait partieintégrante du boîtier DSC.

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Schéma hydraulique DSC MK60E5

1 - Schéma hydraulique DSC MK60E5

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Index Explication

1 Réservoir de liquide de frein

2 Essieu arrière

3 Essieu avant (raccord hydraulique)

4 Capteur de pression du circuit primaire

5 Amortisseur de pulsations

6 Electrovanne principale

7 Electrovanne d'inversion

8 Pompe de retour auto-aspirante

9 Chambre d'amortissement

10 Accumulateur de pression

11 Electrovanne d'admission avant gauche (analogique) avec diagramme calibré

12 Electrovanne d'admission avant droite (analogique) avec diagramme calibré

13 Electrovanne d'admission arrière droite (analogique)

14 Electrovanne d'admission arrière gauche (analogique)

15 Electrovanne d'échappement arrière gauche

16 Electrovanne d'échappement arrière droite

17 Electrovanne d'échappement avant gauche

18 Electrovanne d'échappement avant droite

19 Frein roue avant droite

20 Frein roue avant gauche

21 Frein roue arrière droite

22 Frein roue arrière gauche

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7

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FonctionsContrôle dynamique de stabilité MK60E5

Nouvelles fonctionnalités du système DSC

La M5 E60 dispose des nouvellesfonctionnalités suivantes par rapport àl'étendue de base du système DSC :

• Mode M Dynamic (MDM)

• Préfreinage

• Séchage des freins

• Assistance au démarrage en côte

Les fonctions suivantes ont été suppriméescar superflues pour la M5 :

• Régulation de puissance (FLR)

• Soft Stop

• Fading Brake Support (FBS)

• Assistance dynamique à la motricité (DTC)

Modes de fonctionnement du système MK60E5On distingue pour le système MK60E5 troismodes de fonctionnement principaux :

• DSC actif

• DSC inactif

• Mode M Dynamic

La M5 ne possède pas de fonction DTC.L'activation du mode MDM a toutefois poureffet, comme pour le mode DTC, d'élevercertains seuils de régulation.

Le mode M Dynamic ne peut être activé qu'aumoyen du sélecteur M-Drive.

Mode M Dynamic (MDM)Le mode MDM permet au conducteur sportifde piloter le véhicule avec un angle d'attitudeet un glissement longitudinal maîtrisables,sans recourir à l'action stabilisatrice dusystème DSC. Le système de régulationn'intervient qu'en cas de dépassement deslimites physiques.

Les seuils de régulation ne sont pas statiques.A mesure que la vitesse croît, ils se déplacenten direction des valeurs de seuilcorrespondant au mode "DSC actif".

A partir d'une vitesse de l'ordre de 200 km/h,les seuils de régulation sont identiques à ceuxde la régulation de stabilité, afin de ne passurmener le conducteur à très haute vitesse.

PréfreinageCette fonction permet de réduire le temps deréponse des freins dans les situations defreinage d'urgence en appliquant lesplaquettes contre les disques en cas derelâchement subi de la pédale d'accélérateur.

Les freins de roue se voient appliquer unepression de l'ordre de 3 bar pendant une

durée maximale de 300 ms afin d'amener lesplaquettes en contact avec les disques avantmême que le conducteur n'actionne la pédalede frein. Cette fonction permet d'obtenir uneréponse encore plus rapide des freins. Elle estactive à partir de 30 km/h.

Séchage des freinsCette fonction améliore le comportement deréponse sur chaussée mouillée, en retirant lefilm d'eau présent sur les disques de frein.

Le système DSC détecte la présence de pluieet donc d'eau sur les disques de frein parl'intermédiaire du moteur d'essuie-glacelorsque ce dernier reste activé enpermanence.

La fonction de séchage applique en cas depluie une pression hydraulique de l'ordre de 3bar dans les conduites de frein et ce, pendantenv. 3 s tous les 2 à 3 kilomètres quand lesconditions suivantes sont vérifiées : pédaled'accélérateur suffisamment enfoncée (> à10 %), vitesse de roulage ≥ à 90 km/h et freinspas actionnés durant les 2 à 3 dernierskilomètres.

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Assistance au démarrage en côteAssistance au démarrage en côte parétablissement temporaire d'une pression dansles circuits de freinage.

Cette fonction n'est active que quand la boîtene se trouve pas dans la position "N" et que lefrein de stationnement est desserré.

Le fait que le système DSC soit actif ou inactifne joue aucun rôle.

L'angle d'inclinaison (côte ou descente) estcalculée à partir de la valeur de mesure ducapteur d'accélération longitudinale.

Le système DSC déduit la pression demaintien requise à partir de la valeur de l'angled'inclinaison.

Après relâchement de la pédale de frein, lapression de freinage est aussitôt ramenée à lavaleur de pression de maintien précalculéeavant d'être abaissée par paliers après un délaimaximal de 0,7 s. Dans le cas où le conducteurn'actionne pas l'accélérateur, le véhicule semet à avancer ou à reculer au bout d'env. 1 s.

Le capteur d'accélération longitudinale estassigné au système SMG.

L'assistance fonctionne également dans lecas d'une déclivité quand la marche arrière estengagée.

Condition Based Service (CBS)Comme pour la série E60, le systèmeMK60E5 estime et analyse l'état desplaquettes de frein.

A la différence de la série E60, la M5 disposede deux capteurs d'usure de plaquette auniveau de l'essieu avant.

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Composants du systèmeContrôle dynamique de stabilité MK60E5

Différences par rapport au système MK60psi

Les principales différences de constitution parrapport au système MK60psi sont lessuivantes :

• Electrovannes analogiques

• 4 capteurs de pression pour la mesureindividuelle de la pression de freinage auniveau de chaque roue

Capteurs

Boîtier électronique• Boîtier accolé • Relais à semiconducteurs intégrés (relais

moteur et relais des électrovannes)

Unité hydraulique• Teves MK60E5

• Essieu avant

– 2 électrovannes d'admissionanalogiques

– 2 électrovannes d'échappement grandevitesse

– 1 électrovanne principale

– 1 électrovanne d'inversion

• Essieu arrière

– 2 électrovannes d'admissionanalogiques

– 2 électrovannes d'échappement grandevitesse

– 1 électrovanne principale

– 1 électrovanne d'inversion

Capteur Principe Fabricant

Capteurs de vitesse de roue actifs Capteur magnétorésistif Teves

Capteur d'angle de braquage (LWS) dansla centrale de commande de colonne dedirection (SZL)

Capteur de base de typepotentiométrique

Capteur de lacet Accéléromètre à double diapason

Capteur d'accélération transversale Capteur capacitif VTI

5 capteurs de pression Capteurs piézorésistifs (variation derésistance de l'élémentpiézoélectrique)

Contacteur de feux stop Capteur à effet Hall

Contacteur de niveau du liquide de frein Contacteur Reed à lames souples

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Génération de la pression• Pompe avec deux éléments de pompage à

piston étagé

• Actionnement par un arbre à excentriquecommun

• Moteur de pompe 250 W

• Modes ASC et DSC : pompe de retourauto-aspirante

Actions sur le moteur• Correction de l'angle d'allumage • Régulation de remplissage

Interfaces• Interface aux bus CAN (F-CAN, PT-CAN)

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ContenuEléments d'affichage et decommande

Objectifs 1

Introduction 3

Aperçu du système 5

Composants du système 7

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ObjectifsEléments d'affichage et de commande

Rôle de cette documentation stagiaire

Cette documentation stagiaire est destinée àaccompagner le stagiaire tout au long duséminaire et à servir de référence.

Cette documentation stagiaire décrit lesnouveautés et évolutions relatives auxéléments de commande et d'affichage.

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IntroductionEléments d'affichage et de commande

Nouvelles fonctionnalités

La M5 E60 dispose par rapport au modèle545i de nouvelles fonctionnalités concernantles éléments de commande et d'affichage etles réglages de certains systèmes.

Les pages qui suivent montrent certainséléments de commande et d'affichage tels

qu'ils se présentent au moment du lancementde la série.

Pour plus de détails sur l'utilisation deséléments de commande, prière de consulter lanotice d'utilisation.

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Aperçu du systèmeEléments d'affichage et de commande

Différences par rapport à la série E60

Le combiné d'instruments de la M5 se basesur celui du modèle E60 545i. Les différencesoptiques et nouveautés fonctionnelles sontdétaillées dans le chapitre "Composants dusystème".

L'afficheur tête haute (HUD) a été repris de lasérie E60. Les modifications apportéesn'affectent que la partie logicielle de l'afficheurtête haute.

L'option de menu "M-Drive" du CentralInformation Display (CID) n'a été générée quepar adaptation du logiciel.

Les réglages M-Drive sont mémorisés clé parclé (fonction Key Memory) dans le boîtierélectronique de gestion moteur etsélectionnés en conséquence. Le boîtier degestion moteur peut mémoriser jusqu'à 10configurations de réglage distinctes.

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Composants du systèmeEléments d'affichage et de commande

Eléments d'affichage de la M5 E60

Combiné d'instrumentsLe combiné d'instruments de la M5 se basesur celui de la série E60. Il a seulement subipour son utilisation sur la M5 quelquesadaptations optiques et certaines extensionsfonctionnelles.

Les nouvelles fonctionnalités sont lessuivantes :

• Affichage du niveau d'huile par l'ordinateurde bord

• Eclairage actif à partir de la borne 15

• Affichage de la température d'huile aucentre du compte-tours

• Afficheur SMG avec fonctionnalitésDrivelogic

Le combiné d'instruments M5 dispose en plusdes témoins de fonctionnement suivants :

• MDM (mode M dynamic) du système DSC

• Configuration M-Drive active

• Eclairage en circuit

Afficheur tête haute (HUD)L'afficheur tête haute dispose d'un nouveaumenu d'affichage appelé "Vue M". Cette nouveauté n'affecte que la partielogicielle du boîtier électronique HUD.

La vue M est configurable dans le menu i-Drive "Réglages affichage" ou via le M-Driveet activable via le gestionnaire M-Drive (M-Drive Manager).

La vue M de l'afficheur tête haute permet devisualiser les informations suivantes :

• Tous les messages d'alerte

• Régime moteur avec shift lights dans lebandeau de régimes (pas la valeur absolue)

• Vitesse du véhicule

• Rapport engagé

1 - Combiné d'instruments

2 - Afficheur tête haute avec design M

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Indicateur de niveau d'huileLa M5 est dotée d'un indicateur électroniquede niveau d'huile. Le niveau d'huile s'affichesur le combiné d'instruments, dans le champd'information de l'ordinateur de bord (BC).

L'affichage du niveau d'huile a obligé àsupprimer l'affichage de la vitesse moyennedans le menu de l'ordinateur de bord.

La sélection s'effectue au moyen de la toucheOrdinateur de bord. Le capteur utilisé est lecapteur de niveau et de qualité d'huile de lasérie E65. La logique de mesure est intégréedans le boîtier de gestion moteur MS_S65.

Après démarrage du moteur apparaît àl'affichage la dernière valeur longue duréemémorisée.

On distingue deux méthodes de mesure : lamesure longue durée et la mesure rapide.

Mesure longue durée

L'électronique de gestion moteur mesure leniveau d'huile en permanence et détermine àpartir des résultats de mesure une valeurmoyenne portée à l'affichage dans l'ordinateurde bord.

Le moteur doit tourner pendant env. 10 minpour que l'électronique DME puisse formerune valeur longue durée.

Mesure rapide

La méthode de mesure rapide permet demesurer le niveau d'huile moteur avec un délaitrès court (p. ex. pour faire l'appoint d'huile ouaprès une vidange).

La mesure rapide doit être lancéemanuellement en actionnant longuement(env. 2 s) la touche Ordinateur de bord enmode d'affichage du niveau d'huile.

La valeur affichée indique la quantité d'huileau-dessus du niveau minimal. La valeur doitêtre comprise entre 0,0 l (minimum) et 1,0 l(maximum).

Affichage : 1,5 l représentent un trop-pleind'huile ; la jauge est par ailleurs remplie au-delà du maximum. Les valeurs allant de 1,0 à1,4 l ne sont pas affichées.

3 - Affichage de niveau d'huile

Index Explication

1 Niveau d'huile

2 Marque Max.

3 Marque Min.4 - Différents affichages du niveau d'huile

Index Explication

1 0,6 l au-dessus du minimum

2 Minimum

3 Trop-plein (jauge pleine etaffichage 1,5 l)

4 Maximum

5 Mesure du niveau d'huile en cours

6 Aucune valeur de mesuremémorisée et critères de mesurepas respectés

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Réalisation d'une mesure rapide

• Immobiliser le véhicule à l'horizontale

• Moteur au ralenti

• Température d'huile supérieure à 70 °C

• Sélectionner l'affichage du niveau d'huilesur l'ordinateur de bord

• Actionner la touche Ordinateur de bordpendant une durée > à 2 s

L'affichage à l'écran change, il apparaîtseulement deux traits (voir figure) et une

montre sous forme de pictogramme. Lamontre signale que la mesure du niveaud'huile est en cours. Au cas où l'on augmenteà présent le régime moteur, la montredisparaît. La mesure reprend dès que lescritères de mesure sont à nouveau vérifiés.

La mesure proprement dite dure env. 60 s.

Le lancement de la mesure rapide entraînel'effacement de la dernière valeur longuedurée mémorisée.

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Liste d'abréviations

ACC Active Cruise Control (régulateur de vitesse actif)

BC Bordcomputer = Ordinateur de bord

BSD Bitserielle Datenschnittstelle = Interface de données série par bit

CAS Car Access System

DME Digitale Motor Elektronik = Electronique moteur numérique

DSC Dynamische Stabilitäts-Control = Contrôle dynamique de stabilité

DTC Dynamische Traktions-Control = Contrôle dynamique de traction

EKP Elektrische Kraftstoffpumpe = Pompe électrique à carburant

FBS Fading Brake Support = Assistance anti-fading

FLR Fahrleistungsregelung = Régulation de la puissance du moteur

HDP Hochdruckpumpe = Pompe à haute pression

HFM Heißfilm-Luftmassenmesser = Débitmètre d'air massique à film chauffant

HVA Hydraulischer Ventilspielausgleich = Compensation hydraulique du jeu des soupapes

IBS Intelligenter Batteriesensor = Capteur de batterie intelligent

KÜS Kupplungüberlastungsschutz = Protection de l'embrayage contre les surcharges

KW Kurbelwelle = Vilebrequin

Kurzwelle = Onde courte

LLS Leerlaufsteller = Actuateur de ralenti

LWS Lenkwinkelsensor = Capteur d'angle de braquage

MDM M Dynamic Mode

MFL Multifunktionslenkrad = Volant multifonctions

PLCD Permanentmagnetic Linear Contactless Displacement

PT-CAN Powertrain-Controller-Area-Network = Contrôleur de réseau local transmission

RLS Regen-Fahrlicht-Sensor = Capteur de pluie/feux de croisement

RPA Reifenpannenanzeige = Indicateur de crevaison

SZL Schaltzentrum Lenksäule = Centrale de commande de colonne de direction

THZ Tandem-Hauptbremszylinder = Maître-cylindre de frein tandem

ZMS Zweimassenschwungrad = Volant bimasse

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