宝马新7系G11/G12底盘车型的行驶动态管理系统解析(3)
BMWCHE/2015-12-23/技术解析/阅读:次
二、转向系统
1 方向盘
2 带电动转向柱调节装置的上部转向柱
3 电动转向柱调节装置控制单元
4 带滑块的下部转向柱
5 转向横拉杆球头
6 转向横拉杆
7 转向力矩传感器
8 EPS 控制单元（电子助力转向系统）
9 EPS 电机（电子助力转向系统）
电动转向系统通过一个电机产生助力扭矩。除纯助力功能外，原则上任意移动方向盘都会影响前车轮，无论方向盘上的手力矩程度如何。因此该系统是使用多个驾驶员辅助功能例如驻车操作辅助系统 PMA的前提条件。
电子助力转向系统 EPS 可使平均耗油量降低约 0.3 l/100 km。另一个优点是无需为助力转向供油。
(1)方向盘
在此有三种不同外观的方向盘可供选择。
A 带有和没有换档拨片的运动型方向盘
B 豪华型方向盘
C 标准方向盘
豪华型号的真皮轮缘带有木质嵌入件。驾驶员可通过多功能开关操作不同驾驶员辅助系统和驾驶员信息系统。
不同型号方向盘直径：
• 运动型方向盘 = 382 mm
• 豪华型方向盘 = 384 mm
• 标准方向盘 = 385 mm。
可通过选装配置实现附加功能：
• 可加热真皮轮缘
• 传递振动触感（方向盘振动）
例如车道偏离警告系统或车道变更警告系统等驾驶员辅助系统
• 放手检测
用于堵车辅助功能
• 换档拨片
用于选装配置运动型自动变速箱（SA 2TB）的手动换档功能。
(2)电动转向柱调节装置
(2)电动转向柱调节装置
1 电机
2 螺杆
3 电动转向柱调节装置控制单元
4 转向轴
带电动纵向和高度调节装置的转向柱可使驾驶员通过无级调节方向盘获得符合人机工程学设计的最佳座椅位置和驾驶位置。
调节范围：
• 高度调节 = +/- 20 mm
• 纵向调节 = - 20 mm/+40 mm。
6.2.3. 型号概览
G11/G12 配备以下各种转向系统：
• 12 V 标准转向系统
• 12 V Integral 主动转向系统
• 24 V Integral 主动转向系统。
下图展示了不同系统组件的安装位置。
1 电子助力转向系统（电动机械式助力转向系统）
1a 传统齿条几何形状（标准转向系统）
1b 可变齿条几何形状（Integral 主动转向系统）
2 电源控制单元 PCU（仅限 24 V 转向系统）
3 后桥侧偏角控制系统 HSR（Integral 主动转向系统）
4 12 V 附加蓄电池（仅限 24 V 转向系统）
5 隔离元件（仅限 24 V 转向系统）
6 12 V 蓄电池
7 动态稳定控制系统 DSC
G11/G12 的标准转向系统为采用标准齿条几何形状的传统电动机械式助力转向系统（12 V）。
现在选装配置 Integral 主动转向系统不再采用带叠加减速器的主动转向系统，而是被带可变齿条的电动机械式助力转向系统（运动型转向系统）和后桥侧偏角控制系统 HSR 所取代。根据车辆前端车桥负荷，在前桥上使用一个 12 V 或一个 24 V 转向系统。后桥侧偏角控制系统 HSR 基本上以 12 V 电压工作。
下表概括了选装 Integral 主动转向系统时电动转向系统的不同电平。
(4) Integral 主动转向系统
前桥
A 处于可变齿条中间位置时转向器传动比较大（0° - 45°）
B 过渡区域（45° - 130°）
C 处于可变齿条中间位置以外时转向器传动比较小（> 130°）
x 转向角（°）
y 转向器传动比（mm/rev）
1 可变齿条几何形状（Integral 主动转向系统）
选装 Integral 主动转向系统时，通过行程决定的齿条啮合面几何形状实现可变转向器传动比。处于转向器中间位置时，转向系统在稳定直线行驶状态下的反应十分精确。施加转向角离开中间位置时，传动比就会明显减小。
A 转向器传动比较大（可变齿条几何形状）
B 转向器传动比较小（可变齿条几何形状）
后桥
1 前束控制臂固定架
2 电机
3 HSR 控制单元（后桥侧偏角控制系统）
4 螺杆位置传感器（PLCD 传感器）
5 永久磁铁
6 支撑板
固定在后桥上的后桥侧偏角控制系统 HSR 可实现最大 +/- 3° 的后车轮转向角。因此与不带后桥侧偏角控制系统 HSR 的车辆相比可使转弯直径减小约一米。后桥侧偏角控制系统可在约 5 km/h 至最高车速范围内执行功能。
由动态稳定控制系统 DSC 发出后桥车轮转向角调节请求。通过电机使组件内部的一个螺杆传动装置转动。该装置使两个前束控制臂线性移动。后桥侧偏角控制系统 HSR 可通过位置传感器确定线性移动从而计算出两个后桥车轮转向角。
后桥侧偏角控制系统 HSR 的螺杆传动机构采用自锁式设计。因此系统失灵后车辆行驶特性与没有后桥侧偏角控制系统 HSR 的车辆相同。
安装支撑板时需要一个专用的校正装置，维修时不使用该装置。出于该原因不允许松开后桥侧偏角控制系统 HSR 上的支撑板。不遵守该要求则需进行后桥四轮定位调整。
注意：
注意：
维修时不允许松开后桥侧偏角控制系统 HSR 的支撑板！
运行策略
1 动态稳定控制系统 DSC
2 后桥侧偏角控制系统 HSR
3 横摆率和横向加速度（ACSM）
4 车轮转速
5 转向角（EPS）
A 相反方向转向
B 相同方向转向
在不超过约 60 km/h 的车速范围内，后桥侧偏角控制系统 HSR 朝与前桥转向系统转向角相反方向转向。这样可提高车辆的转弯性能。
超过约 60 km/h 的车速范围后，后桥侧偏角控制系统 HSR 朝相同方向转向。这样可使车辆保持直线行驶。
转弯行驶时的行驶动力调节
快速更换车道时，所有车辆都有明显的横摆趋势且可能导致过度转向。动态稳定控制系统 DSC 识别出驾驶员指令与车辆响应间存在偏差时，就会通过进行后桥转向干预稳定车辆。这种快速稳定干预几乎不会让驾驶员有所察觉。在很大程度上可不再进行时间滞后的 DSC 制动干预。因此车辆更加稳定且行驶动力保持不变。
A 通过各车轮制动干预避免不足转向（DSC）
B 通过进行后桥转向干预避免不足转向（HSR）
M 通过行驶动态管理系统进行干预对车辆产生的偏转力矩
1 不足转向车辆的行驶路线
2 中性行驶特性车辆的行驶路线
3 各车轮制动干预（DSC）
4 后桥转向干预（HSR）
如果驾驶员在快速行驶时低估了转弯曲率，可能会由于突然出现的不足转向而感到意外。后桥侧偏角控制系统 HSR 在不足转向行驶情况下也可进行校正干预从而进一步提高主动安全性。
在不同路面上的行驶动力调节
在单侧光滑路面上紧急制动时，车辆可能会向路面附着力较高的一侧偏转。紧急制动时，传统车辆的驾驶员必须进行校正干预。在附着系数不同的路面上制动时，动态稳定控制系统 DSC 通过进行后桥转向干预调节起到稳定作用的偏转力矩。
A 不带 DSC 的车辆
B 带 DSC 的车辆
C 带 DSC 和后桥侧偏角控制系统 HSR（选装配置 Integral 主动转向系统 SA 2VH）的车辆
A）不带 DSC
不带 DSC 的车辆制动时，在干燥路面侧可以获得最大制动力，在湿滑或结冰路面侧只能获得较小制动力。在此产生逆时针偏转力矩，可能会导致车辆向右甩尾。
B）带 DSC
带 DSC 的车辆制动时，给车轮分配制动力时会使作用于车辆的偏转力矩减小。因此车辆仍然保持良好可控性。制动距离可能会稍有延长。
C）带 DSC 和后桥侧偏角控制系统 HSR
带 DSC 和后桥侧偏角控制系统 HSR（选装配置 Integral 主动转向系统 SA 2VH）的车辆制动时，DSC控制单元计算出后车轮转向角。后桥侧偏角控制系统 HSR 的执行机构将转向角计算值转化为两个后车轮的主动车轮转向角。借助由此产生的稳定性偏转力矩可施加最大制动力实现最短制动距离。通过转向干预与制动干预的完美配合可提高主动行驶安全性和车辆行驶动力性。
(5)服务信息
维修时可将转向器完全降下。由于无需繁复的车桥分解工作，因此显著降低了维修成本。
转向角
电动机械式助力转向系统通过转子位置角度传感器计算出转向角。失去供电时该存储数值会随之丢失，必须重新进行自适应。可在发动机运转期间通过车轮左右转向以静态方式进行或在缓慢行驶期间以动态方式进行。有关设置转向角的详细介绍参见产品信息“I01 底盘”。
A 防滑链模式停用
B 防滑链模式启用
为了避免带防滑链行驶时车轮罩损坏，必须使后桥侧偏角控制系统 HSR 固定在直线行驶位置处。驾驶员可通过控制器在中央信息显示屏 CID 内进行手动调节。允许最高车速为 50 km/h。超过该车速时，后桥侧偏角控制系统 HSR 就会重新自动接通。
(6)系统电路图
24 V 转向系统
1 动态稳定控制系统 DSC
2 左前车轮转速传感器
3 发动机控制单元（DME/DDE）
4 电子助力转向系统 EPS（电动机械式助力转向系统）
5 转向力矩传感器 1
6 转向力矩传感器 2
7 右前车轮转速传感器
8 右前配电盒
9 车身域控制器
10 右后车轮转速传感器
11 右后配电盒
12 电源控制单元 PCU（150 W DC/DC）
13 隔离元件
14 用于 24 V 转向系统的 12 V 附加蓄电池
15 蓄电池正极配电盒
16 左后车轮转速传感器
17 碰撞和安全模块 ACSM
18 制动信号灯开关
19 转向柱开关中心 SZL
20 组合仪表 KOMBI
后桥侧偏角控制系统 HSR
1 动态稳定控制系统 DSC
2 碰撞和安全模块 ACSM
3 车身域控制器 BDC
4 右后配电盒
5 蓄电池正极配电盒
6 后桥侧偏角控制系统 HSR
电动调节式转向柱
1 右前配电盒
2 车身域控制器 BDC
3 转向柱开关中心 SZL
4 转向柱调节按钮
5 记忆开关
6 电动转向柱调节装置控制单元
7 电机（直流电）
8 电机（直流电）
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