宝马新7系G11/G12底盘车型的行驶动态管理系统解析(4)
BMWCHE
/2015-12-23
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三、电子减振器控制系统 EDC
为了满足客户对舒适性和行驶动力性的较高要求，G11/G12 标配电子减振器控制系统 EDC。电子调节式减振器是带有相应空气弹簧减振支柱的单元，无法单独更换。在减振器上有两个电动调节阀，可通过该调节阀对调节式减振器的拉伸和压缩阶段分别进行调节。由此可完美抵消车身和车轮振动。这样可提高安全性、舒适性和行驶动力性。
(1)减振器结构
所用减振器是一个单筒充气支撑杆。承受 16.5 bar 压力的氮气气垫在活塞杆移入期间被压出的机油挤压，因此受到较强压缩。由于气体压力较高可在所有行驶状态下防止机油产生泡沫从而确保最佳减振性能。此外由于气体压力较高还可以约 400 N（~ 40 kg）作用力压出活塞杆。因此几乎无法用手压缩减振器。
下图展示了电动调节式减振器的内部结构。
1 活塞杆
2 工作室
3 溢流管
4 压缩阶段调节阀
5 压缩阶段舒适阀
6 拉伸阶段舒适阀
7 拉伸阶段调节阀
8 气体压力室
9 分离活塞
10 补偿室
11 底座阀
12 工作室
13 工作活塞
为在良好路段上实现运动型驾驶方式同时在恶劣路段上尽可能舒适地缓冲路面干扰，可在减振器内部以可变方式改变机油流。改变机油流会对作用于减振器的作用力产生影响。
减振器有两个调节阀，通过该阀可在弹簧伸长（拉伸阶段）和弹簧压缩（压缩阶段）独立进行阻尼力调节。
调节阀通过挤压机油流改变节流横截面的方式来调整阻尼力。节流横截面与阻尼力的关系如下：
• 较大节流横截面 = 较小阻尼力
• 较小节流横截面 = 较大阻尼力。
可在几毫秒内以无级方式改变节流横截面及相关阻尼力。
压缩阶段
弹簧压缩时，减振器以伸缩套管形式被推到一起，在此处于压缩阶段运行模式。
拉伸阶段
弹簧伸长时，减振器以伸缩套管形式被彼此拉开，在此处于拉伸阶段运行模式。
(2)系统概览
通过驾驶体验开关对减振器调节进行设置。在此可选择运动型偏硬或舒适型偏软底盘调校。下表概括了不同调节方式。
1 电子助力转向系统 EPS（电动机械式助力转向系统）
2 右前减振器调节装置调节阀
3 右前车辆高度传感器
4 左前减振器调节装置调节阀
5 左前车辆高度传感器
6 动态稳定控制系统 DSC
7 车身域控制器 BDC
8 碰撞和安全模块 ACSM-High
9 驾驶体验开关
10 垂直动态管理平台 VDP
11 右后车辆高度传感器
12 右后减振器调节装置调节阀
13 左后车辆高度传感器
14 左后减振器调节装置调节阀
电子减振器控制系统 EDC 由以下组件构成：
• 分别带有两个调节阀的四个电动调节式减振器
• 垂直动态管理平台 VDP 控制单元
• 用于探测车轮移动的四个车辆高度传感器
• 用于探测车身移动（提升，俯仰和侧倾）的传感器组件。
垂直动态管理平台 VDP 控制单元根据车身移动、横向和纵向加速度、转向角以及路面状态等不同数据计算出针对减振器内电动调节阀的各车轮控制指令。通过这种方式每秒钟可连续一百次改变各减振器的阻尼力。因此始终可根据行驶情况调节符合要求的阻尼力。
如果选择了更加运动的驾驶模式会减少车身移动。为此会更加迅速和频繁地以偏硬方式调节减振器。这势必会导致舒适性降低。
在标配情况下，通过碰撞和安全模块 ACSM-High 产生垂直车身移动（俯仰，侧倾和提升）。通过车辆高度传感器探测减振器的移入和移出速度。
车辆带有选装配置“Executive Drive Pro”（SA 2VS）时还会提供附加车轮加速度传感器。该传感器主要用于确保电子减振器控制系统 EDC 调节更加精准。
下表展示了根据底盘套件所用的不同组件。
有关选装配置“Executive Drive Pro”（SA 2VS）的详细介绍参见之后的章节。
(3)减振器电动调节
垂直动态管理平台 VDP 控制单元通过脉冲宽度调制信号控制拉伸和压缩阶段调节阀。未通电时，调节阀处于打开状态。在此状态下减振器调节为最软状态。
压缩阶段调节
A 减振器移动
B 机油流
1 压缩阶段主阀
2 工作活塞
3 拉伸阶段主阀
4 底座阀
5 气体压力室
6 拉伸阶段调节阀
7 拉伸阶段舒适阀
8 压缩阶段舒适阀
9 压缩阶段调节阀
A 传统被动式侧倾稳定装置
B 主动式侧倾稳定装置
aq 横向加速度
Fq 横向力
h 侧倾轴与重心（力臂）间的距离
Ma 主动式稳定杆力矩
Mw 侧倾力矩
RA 侧倾轴
SP 重心
φ 侧倾角
转弯行驶时，横向加速度（aq）作用于车辆重心（SP）。车身围绕由前桥和后桥运动学特性决定的侧倾轴（RA）侧倾。此时出现侧倾角（φ）。
车辆带有选装配置“Executive Drive Pro”（SA 2VS）时，在不超过特定横向加速度（aq）的情况下仅通过主动式稳定杆便可补偿侧倾力矩（Mw）。只有当侧倾力矩（Mw）超过主动式稳定杆调节的反力矩（Ma）时，才会出现侧倾角（φ）。
下图对两种稳定杆根据横向加速度形成的不同侧倾角进行了比较。
