Die Steuerung des neuen Sechszylinder-Dieselmotors Für mehr Vortrieb #####

Der neue 3,0-l-Dieselmotor des 7ers erfüllt die gestiegenen Komfortanforderungen und bringt gleichzeitig die BMW-Antriebsphilosophie einer effizienten Dynamik zum Ausdruck.

Die Steuerung des neuen Sechszylinder-Dieselmotors

Der neue 3,0-l-Dieselmotor des 7ers erfüllt die gestiegenen Komfortanforderungen und bringt gleichzeitig die BMW-Antriebsphilosophie einer effizienten Dynamik zum Ausdruck.

Um die gestellten Anforderungen zu erreichen, lagen die Schwerpunkte der Entwicklung auf einer grundlegenden Überarbeitung des Motors mit Hauptaugenmerk auf Verbrauchsreduzierung, Leistungssteigerung und Akustikverbesserung. Technische Basis für die Abgasreinigung zum Erreichen der Emissionsvorschrift EU 5 sind Oxidationskatalysator und Dieselpartikelfilter.

Möglich wurde dies unter anderem durch eine umfangreiche Erweiterung der seit 2007 in Serie befindlichen Dieselmotor-Steuergerätegeneration DDE 7. Zusätzlich muss diese Motorsteuerung über Bestückoptionen die zukünftigen Anforderungen für die EU-6- und US-Abgasgesetznormen erfüllen.

Mehr Funktionen, mehr I/Os, gleicher Bauraum

Das Vorantreiben der Entwicklung von höher integrierten Schaltkreisen macht es möglich, die Größe des Steuergerätes trotz intensiver Erhöhung der Anzahl der Ein- und Ausgänge im gleichen Steuergerätebauraum wie im 6-Zylinder-Vorgängermodell unterzubringen (Bild 1). Den Hauptbeitrag zur Performancesteigerung liefert der neu entwickelte Mikroprozessor TC1796 von Infineon. Die Taktfrequenz hat sich für die BMW-Sechszylinderanwendung innerhalb der letzten vier Jahre von etwa 50 auf 150 MHz fast verdreifacht (Bild 2).

Die größte Herausforderung bei diesem Steuergeräteprojekt bestand in der Unterbringung des stark gestiegenen Funktionszuwachses. Verdeutlicht werden diese Funktionsmehrungen am Zuwachs der Applikationslabels (Bild 2). Diese haben sich im selben Zeitraum mehr als verdoppelt, was eine gemeinsame Nutzung von insgesamt 4 Mbyte internem und externem Flash-Speicher erforderte.

Die Steigerung der Sensor- und Stellgliedanzahl lässt sich bei diesem Dieselsteuergerätekonzept nur durch Einbau weiterer A/D-Konverter und zusätzlicher Endstufenbausteine realisieren. Dabei kommen zwei Mehrfach-Leistungsendstufen mit jeweils 18 Ausgängen von Renesas mit Strömen von 50 mA bis 3 A zum Einsatz.

Zur Reduktion der Gesamtsystemkosten gelang es, die aufwendige Vorortelektronik von drei elektrischen Stellern in die Hardware der DDE 7.3 zu integrieren. Die Ansteuerung der Komponenten E-AGR-Ventil, Drallklappe und Drosselklappe erfolgt mit H-Brücken (STM L9939XP), welche bis zu 2 A treiben können.

Der 730d erhält ein Common-Rail-System mit Piezo-Injektoren und 1800 bar maximalem Kraftstoffdruck. Zukünftige Abgasnormen erfordern bis zu fünf Einspritzvorgänge pro Arbeitstakt und einen uneingeschränkt nutzbaren Einspritzwinkelbereich. Um dabei auftretende, zeitgleiche Einspritzungen auf zwei Zylindern absetzen zu können, ist die Erweiterung der Injektor-Endstufen auf vollständigen 2-Bank-Betrieb notwendig. Die einspritzsynchrone Kommunikation vom Prozessor zum Ansteuerbaustein wird über einen SPI-Bus gelöst. Schnellere Einregelzeiten der geforderten Einspritzparameter wie Ansteuerbeginn, Ansteuerende und minimaler Spritzabstand, die Verbesserung der Kleinstmengenfähigkeit sowie eine eindeutigere Diagnose im Fehlerfall sind die Folge.

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