宝马3系F30底盘车型转向系统解析

BMWCHE/2015-10-30/ 分类：技术解析/阅读：

F30配备电子助力转向系统 (机电助力转向) ，该系统取代了传统液压转向系统。与液压转向系统不同的是，电子助力转向系统利用电动机和减速器将助力施加到齿条上。 ...

(一)电子助力转向(EPS)系统

1、概述

F30配备电子助力转向系统 (机电助力转向) ，该系统取代了传统液压转向系统。与液压转向系统不同的是，电子助力转向系统利用电动机和减速器将助力施加到齿条上。F30 电子助力转向系统见图 1。

1.电子助力转向系统 2.转向柱 3.方向盘

图1 F30电子助力转向系统

F30电子助力转向系统电路图见图 2。

1.动态稳定控制模块 (DSC控制模块)
2.汽油/柴油发动机控制模块(DME/DDE控制模块)
3.电子助力转向系统控制模块(EPS控制模块) 4.前部配电盒
5.发动机舱配电盒 6.前部电子模块(FEM模块)
7.集成式底盘管理控制模块(ICM控制模块) 8.转向柱开关中心(SZL)
9.仪表板(KOMBl) FlexRay.快速预定容错总线 Kl.15N.l5N号电源 Kl. 30.30号电源 LIN-Bus.LIN总线 PT-CAN.动力总线

图2 F30电子助力转向系统电路图

2、转向机构

与传统液压助力转向装置相比，电子助力转向系统可以降低油耗约3% ，这有助于降低二氧化碳排放。电子助力转向系统没有液压油，与传统液压助力转向系统相比，更加环保，便于维修。

电子助力转向系统带有集成式电动机和转向器 (带有电子控制装置) ，其结构紧凑，安装和保养成本较低。F30电子助力转向系统的转向机构见图 3。

1.减速器 2.转向扭矩传感器 3.转向横拉杆
4.EPS控制模块 5.配备转子位置传感器的电动机

图 3 F30电子助力转向系统的转向机构

Servotronic 系统根据车速信号控制转向伺服电动机。利用驾驶体验控制按钮可以启用两种工作模式: 正常模式和运动模式。

主动转向装置是 F30底盘车型的选配装置，相应的转向系统是可变传动比运动型转向系统。电子助力转向系统用于实现驻车操作辅助(PMA)功能。总之，根据车型和配置情况，F30底盘车型有3种转向机构，见下表。

3、转向角传感器

转向角数据不是由方向盘上的转向角传感器计算并得出的，而是电子助力转向系统根据EPS 电动机转子位置相对方向盘的角度进行计算的。电子助力转向系统通过 Flex Ray总线将支架位置传送至 ICM控制模块。在此过程中，电子助力转向系统根据 EPS电动机转子的当前位置信号和零位置 (直线行驶位置) 信号识别旋转圈数，从而计算出支架的绝对位置。将该位置作为起始值，ICM控制模块储存比率参数值 (支架至车轮的转向角) ，确定车轮的转向角。车轮转向角数据通过 Flex Ray总线被传送至动态稳定控制模块，动态稳定控制模块将车轮转向角数据用作内部控制功能的参考变量。如果电子助力转向系统的转向角基准值丢失，那么可以在 ICM控制模块和电子助力转向系统的配合下执行白适应功能，进行初始化设定：将方向盘摆正，向左转动方向盘至左侧极限位置，再向右转动方向盘至右侧极限位置，然后将方向盘摆正。

(二) 可变传动比运动型转向系统

在 F30中,可变传动比运动型转向系统是选装系统(SA2VL)。该系统是根据电子助力转向系统的工作原理开发的，具有较小且可变的转向传动比。

较小的传动比可使总转向角 (即从一侧极限位置到另一侧极限位置的方向盘转动圈数) 减小约25%，这有助于舒适地进行较大转向角操作，例如驻车、转向或调头。因此，可变传动比运动型转向系统提高了驾驶舒适性和灵活性。

(三)转向柱
转向柱装有集成式防碰撞元件。如果车辆发生碰撞，那么转向柱通过特定变形来吸收和消耗碰撞能量。
1、转向柱调节

可以采用机械方式调节转向柱。前/后调节的最大距离为60mm，上/下调节的最大距离为40mm。

2、转向柱锁定

在配置手动变速器的车型中，电动转向锁 (ELV) 用于防盗。在配置自动变速器的车型中，系统通过锁定变速器来实现防盗。

只有当遥控钥匙或 ID发射器获得授权后，电动转向锁才能通过 uN总线收到前部电子模式的转向锁解锁信号。当转向柱解锁后，电动转向锁将断电并停止工作。

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