宝马新7系G11/G12底盘车型的动力传动系统解析(6)
BMWCHE/2016-01-13/技术解析/阅读:次
六、发动机电气系统
1、发动机控制单元
G11/G12 采用 Bosch 新一代发动机控制单元。第八代发动机电子系统（DDE/DME）是汽油和柴油发动机共同的控制单元平台。其外观独特，采用统一壳体和统一插接板。但内部硬件针对不同使用范围进行了相应调整。
(1)Nano MQS 插接连接件
G11/G12 带 Nano MQS 插接连接件的第八代发动机控制单元见下图：
A Nano MQS 插接连接件（微型矩形连接器系统）
1 集成式供电模块
2 第八代发动机控制单元
3 车辆模块（模块 100）
4 传感器模块 1（模块 200）
5 传感器模块 2（模块 300）
6 Valvetronic 或预热控制功能（模块 400）
7 供电模块（模块 500）
8 点火和喷射模块（模块 600）
发动机控制单元六个插接模块中有五个都采用 Nano MQS 插接连接件（微型矩形连接器系统）（参见3）。
Nano MQS 插接连接件具有以下优点：
• 占用空间较小
• 质量最小
• 耐振动性较高。
采用 0.13 mm² – 0.35 mm² 的最小导线横截面可使紧凑型 Nano MQS 插接连接件在具有突出重量优势的同时具有出色的耐振动性。通过节省安装空间显著降低了印刷电路板上的所需空间。可通过最大 3 A的电流来驱动 Nano MQS 插接连接件。
只能采用 BMW 批准的测量方法来进行导线束测量。使用错误工具例如表笔会导致插接触点损坏。
带 Nano MQS 插接连接件的系统概览
以下系统也采用新型 Nano MQS 插接连接件。
• 车顶功能中心
• 倒车摄像机
• 后座区娱乐系统
• 远程通信系统盒 TCB
• Headunit
• 数字式发动机电子系统 DME
• 数字式柴油机电子系统 DDE
• 基于摄像机的驾驶员辅助系统
• 车内照明装置
• 后窗台板扬声器。
(2)数字式发动机电子系统 DME 控制单元代码
控制单元代码（DME 8.x.yH）构成如下。
十六进制气缸数：
• 3 = 三缸发动机
• 4 = 四缸发动机
• 6 = 六缸发动机
• 8 = 八缸发动机
• C = 十二缸发动机
车载网络结构：
• 0 = 车载网络型号 1（大车型系列）
• 1 = 车载网络型号 2（小车型系列）。
汽油发动机示例
• DME 8.4.0H = B48 PHEV*（车载网络型号 1）
• DME 8.6.1 = B58（车载网络型号 2）
• DME 8.8.0 = N63TÜ2（车载网络型号 1）
• DME 8.C.0 = N74TÜ（车载网络型号 1）。
*PHEV = 插电式混合动力电动汽车。
(3)数字式柴油机电子系统 DDE 控制单元代码
控制单元代码（DDE 8.x.y）
柴油发动机示例
• DDE 8.32 = B47 顶级发动机
• DDE 8.02 = B47 发动机。
(4)专用工具
用于 Nano MQS 插接连接件的工具见下图：
A 卷曲钳
B 卷曲钳钳头
C 剥离工具
进行 BMW 维修时可使用上图所示工具对 Nano MQS 插头进行维修。卷曲钳可与卷曲钳钳头分离并配合各种其他附件进行使用。
通过剥离工具上的深度计可对导线束长度进行预设。
对 Nano MQS 插接连接件进行电气测量时可在电缆箱上使用不同检测电缆。
工具 订购编号
DDE/DME 适配电缆
对数字式发动机电子系统 DME 或数字式柴油机电子系统 DDE 的不同控制单元插头进行电气测量时，维修时可使用以下新型专用工具。
2、发动机节能起停功能
G11/G12 车型上市时采用 MSA 2.3。
MSA 2.3 系统组件见下图：
1 发动机室盖接触开关
2 车外温度传感器
3 起动机 KSopt150
4 车轮转速传感器
5 60 Ah AGM 蓄电池
6 蓄能蒸发器
7 车身域控制器 BDC
8 水雾传感器
9 START-STOP 按钮
10 自动恒温空调
11 组合仪表 KOMBI
12 安全带锁扣开关
13 智能型蓄电池传感器 IBS
14 105 Ah AGM 蓄电池
15 电源控制单元 PCU（DC/DC 转换器）
16 车门触点
17 液压蓄压器
18 动态稳定控制系统 DSC
19 高压泵
20 数字式发动机电子系统 DME/数字式柴油机电子系统 DDE
操作逻辑已通过当前 BMW 车型为大家所熟知。本章节仅对与 MSA 2.3 有关的调整进行介绍。有关其他MSA 系统的介绍参见产品信息“发动机节能起停功能”。
与 MSA 2.2 相比，MSA 2.3 在舒适性和可用性方面均有所提升。这一点得益于以下措施：
• 车速低于 3 km/h 时执行 MSA 关闭功能。由此可提高 MSA 可用性并改善客户使用性。
• 也可在上下坡路上车辆静止状态下执行 MSA 关闭功能
• 进一步缩短起动时间和起动机呼啸声
• 根据驾驶员要求执行 MSA 关闭功能
• 通过有针对性地“不足制动”防止执行 MSA 关闭功能
• 可在突然改变主意时在较高转速下反射起动
• 改善停车和起动舒适性
• 在执行 MSA 滑行功能期间可转向
• 在反射起动期间可转向
• 在发动机关闭期间车辆静止状态下转向（使方向盘位于直线行驶位置）。
(1)自动模式
每次起动发动机后 MSA 功能都会进入准备状态。
达到某一特定车速后就会启用 MSA 功能：
• 手动变速箱车辆：5 km/h 以上
• 自动变速箱车辆：5 km/h 以上。
(2)行驶运行模式
车辆行驶时，驾驶员感觉不到 MSA 的工作情况。
1 车辆正在行驶。
2 选档杆位于行驶档位 D，驾驶员踩下加速踏板。
3 发动机正在运行，转速表和耗油量表表明行驶情况。
MSA 的目的是在平坦路面上或上下坡路上车辆静止状态下车速低于 3 km/h 时关闭发动机。
(3)停车
从驾驶员角度来看，停车以及随后关闭发动机的过程如下：
1 例如遇到红灯时减速至车辆静止。
2 在上下坡路上，选档杆保持在行驶档位 D，驾驶员踩下制动踏板以使车辆减速，车速降至 3 km/h 以下或 0 km/h。
3 系统关闭发动机，车速表显示“Ready”（准备状态）。在上下坡路上通过 DSC 液压系统使车辆保持静止状态。
在上述情况下，驾驶员通过踩下制动踏板使车辆保持静止状态。
或者，驾驶员也可将选档杆从 D 移动到 P 并松开制动踏板。此时发动机仍保持关闭状态。
(4)起步
驾驶员通过松开制动踏板随即踩下加速踏板发出起步要求信号。
1 驾驶员希望继续行驶（绿灯）。
2 选档杆保持在行驶档位 D，驾驶员松开制动踏板后随即踩下加速踏板。
3 系统起动发动机，转速表从“Ready”切换为怠速转速。随即踩下加速踏板车辆就会起步。
在上下坡路上还会松开 DSC 液压系统。
如果驾驶员事先通过踩下制动踏板使车辆保持静止状态，则驾驶员松开制动踏板时就会起动发动机。
如果发动机自动关闭时驾驶员将选档杆移动到位置 P，则此时切换到位置 D 时就会自动起动发动机。
在此不通过制动信号灯开关信号，而是通过 DSC 控制单元执行的制动压力监控功能促使发动机自动起动。
自动驻车
如果驾驶员启用了“自动驻车”功能，则车辆静止后便可松开制动踏板。在这种情况下 MSA 功能也会关闭发动机。通过 DSC 液压系统使车辆保持静止状态。只有驾驶员踩下加速踏板时，才会起动发动机。
(5)在坡路上执行 MSA 关闭功能
与 MSA 2.2 只能在特定角度上下坡路上（最大约 3.5 %）立即关闭发动机不同，MSA 2.3 通常也可在上下坡路上车辆静止状态下关闭发动机。
MSA 2.3 坡路停止延迟见下图：
1 车速
2 车辆激励
a 路面激励
b 车辆停车前冲
这一点可通过 MSA 进行发动机管理系统 DDE/DME、变速箱控制系统 EGS 和动态稳定控制系统 DSC通信来实现。通过 MSA 2.3 执行发动机关闭功能时，同时也会通过 DSC 液压系统（起步辅助功能）使车辆在坡路上保持静止状态。即使驾驶员改变主意进行所谓的反射起动时，车辆也不会在坡路上向后溜车。
(6)舒适方案
通过发动机管理系统 DDE/DME、变速箱控制系统 EGS 与制动器 DSC 的智能化协作进一步改善了关闭和起动舒适性。
• 由于在汽油发动机上配备 Valvetronic，在关闭期间会使 Valvetronic 几乎完全移动到零行程位置。关闭发动机后会使 Valvetronic 重新移动到怠速位置，从而为起动发动机做好准备。
• 通过有针对性地配合 MSA 2.3 使用 DSC 液压系统（起步辅助功能），在上下坡路上也可在执行MSA 关闭和 MSA 起动功能时使车辆可靠保持静止状态。
• 由于现在在 G11/G12 上可完全通过静止分离功能使发动机与液力变矩器及自动变速箱断开，因此可通过 MSA 2.3 实现舒适关闭和起动发动机。如果没有静止分离功能，在执行 MSA 关闭或MSA 起动功能时产生的干扰性扭矩波动可能会在传动系内继续传递。
(7)起动策略
MSA 2.3 起动策略见下图：
A 通过静止分离功能起动系统（无起步要求）
B 舒适起动（起步要求不含加速踏板）
C 动力性起动（起步要求包含加速踏板）
1 发动机转速
2 静止分离功能启用
3 片式离合器位置
a 怠速转速
b 片式离合器接合
c 片式离合器分离
通过 MSA 2.3 以及采用静止分离功能进一步优化了自动变速箱 G11/G12 的发动机自动起动性能。
现在可通过充分利用静止分离功能在系统起动时以更加舒适且不影响传动系的方式起动发动机。
为了尽量减少发动机起动时的振动，在系统起动和舒适起动时，一开始迅速、随后一直缓慢地使发动机转速提高至怠速转速。为此朝“延迟”方向调节点火时刻。
(8)改变主意时反射起动
反射起动对于 MSA 而言是一项巨大挑战。在执行 MSA 关闭功能后发动机尚未完全静止时重新要求执行MSA 起动功能就是这种情况。传统起动机无法在上述反射起动时实现与转动齿圈的啮合。MSA 2.2 首次实现了新型起动机技术，可在最高 150 rpm 转速以下实现舒适啮合。
现在 MSA 2.3 将其提高至 500 rpm 以上。由于在此无法通过传统起动机来进行，因此通过发动机管理系统 DDE/DME 实现该 MSA 反射起动功能。该功能称为“应急起动”。
• 发动机转速超过 500 rpm
可在超过 500 rpm 转速情况下使用“应急起动”功能。为此在执行 MSA 关闭功能时发动机减速停止期间以及执行反射起动功能期间重新开始燃烧过程。在汽油发动机上通过有针对性地在相关气缸内点火来实现上述功能。在柴油发动机上通过重新开始喷射来达到相同目的。
• 发动机转速低于 500 rpm
转速降至 500 rpm 以下时无法再通过反射起动来执行“应急起动”功能。在此情况下必须等到发动机转速降至 150 rpm 以下。发动机转速降至 150 rpm 以下后，可通过起动机重新起动发动机。
MSA 2.3 反射起动见下图：
1 驾驶员要求“起动”
2 “应急起动” 500 rpm（MSA 2.3）
3 通过起动机 KSopt150 进行 150 rpm 啮合（MSA 2.2）
4 通过起动机 KSopt0 进行 0 rpm 啮合（MSA 2.1）
缩写 KSopt 代表经过优化的传统起动机。
KSopt150：可在最高 150 rpm 下啮合的增强型起动机。
KSopt0：仅在发动机静止状态下啮合的增强型起动机。
(9)根据驾驶员指令自动关闭发动机
在特殊条件下可能会出现驾驶员希望执行 MSA 关闭功能的情况，例如存在禁止关闭的因素时。
1 例如遇到红灯时减速至车辆静止。发动机继续运转。
2 车辆静止后短促用力踩下制动踏板，随即以常规踏板力使其保持不动或挂入“P”档。
3 系统关闭发动机，车速表显示“Ready”。
(10)执行 MSA 滑行或 MSA 关闭功能时的转向性能
MSA 2.3 可实现在执行 MSA 滑行功能期间在 3 km/h 车速以下或车辆停止车速为零时进行转向。此外可根据选装配置情况使用第二个 60 Ah AGM 附加蓄电池，从而在发动机静止期间例如执行 MSA 关闭功能阶段为车载网络提供支持，从而在滑行期间 3 km/h 车速以下或发动机静止车速为零时也为通过 EPS 进行转向提供支持。
有关 G11/G12 供电的详细介绍参见产品信息“G11/G12 车载网络”。
(11)禁止关闭的因素
在某些特定条件下必须禁用 MSA 功能。与 MSA 2.2 相比，MSA 2.3 的以下参数发生了变化：
• 车辆在上下坡路上滑行（车速超过 1 km/h）
• 空调系统接通时车外温度超过 35° C（MSA 2.2 为 30° C）。
(12)要求接通的因素
与上述情况相反，在此可能要求必须起动发动机。与 MSA 2.2 相比，MSA 2.3 的以下参数发生了变化：
• 空调系统接通时车外温度超过 35° C
• 车辆滑行（车速超过 3 km/h）。
3、仿真声效设计 ASD
仿真声效设计 ASD 不改变发动机的声音，而是根据所选驾驶模式相应突出发动机的声音。
G11/G12 仿真声效设计 ASD见下图：
A Headunit 音频信号
B 仿真声效设计 ASD 控制单元音频信号（用于实现完美发动机声音的制备音频信号）
1 右后配电盒
AMP 放大器
ASD 仿真声效设计控制单元
BDC 车身域控制器
DME 数字式发动机电子系统
Headunit 用于娱乐系统和信息娱乐系统功能的控制单元
K-CAN4 车身 CAN4
PT-CAN 动力传动系 CAN
发动机控制单元通过例如发动机转速、负荷和车速等特性数据控制车辆的仿真声效设计 ASD。ASD 将最佳声音传送到车内。
通过 BMW 诊断系统 ISTA 可在试车（噪音分析行驶）期间暂时停用仿真声效设计 ASD。但是无法持续停用 ASD。通过 ISTA 功能“接通 ASD 静音切换”停用 ASD 时，ASD 仅在下次切换总线端前保持关闭状态。
每次切换总线端后就会使停用的 ASD 重新启用。
(1)系统电路图
G11/G12 仿真声效设计系统电路图见下图：
1 组合仪表上的中间高音扬声器
2 组合仪表上的中间中音扬声器
3 Headunit
4 右前车门饰板上的中音扬声器
5 右前后视镜三角支座上的高音扬声器
6 右前前乘客座椅下的“中置低音”低音扬声器
7 右后车门饰板上的中音扬声器
8 左后后窗台板处的中音扬声器
9 左后后窗台板处的高音扬声器
10 右后后窗台板处的高音扬声器
11 右后后窗台板处的中音扬声器
12 右后车门饰板上的高音扬声器
13 仿真声效设计 ASD 控制单元
14 后部配电盒
15 顶级高保真音响放大器 AMPT
16 K-CAN 终端电阻
17 左后车门饰板上的高音扬声器
18 左后车门饰板上的中音扬声器
19 左前驾驶员座椅下的“中置低音”低音扬声器
20 左前后视镜三角支座上的高音扬声器
21 左前车门饰板上的中音扬声器
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