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宝马E60主动转向系统结构与检修


宝马
在〔

主动转向系统结祠与检修
太 原 葛 小铭
时 只 摇 要 较小的转 向盘旋转角度就 可 以使车轮 有较 大 的转 向 角度 转向盘 从 一 侧极 限 位 置 到 另一 侧极 限 位 , 只 需要 转动 两
圈 传统 的要 三 圈左 右 速度较高时 转 向传动 比会 越 来 越 大
,

新 系 上 使 用 了 传 统 常规齿条齿轮液 压 助 力转 向


系 统 此外 还 可 以使 用 两 个 选 择 的 装 备 电 子转 向 助力 系 统 和
主 动转 向系统

,



,

本篇所讲述 的就 是 这套选装 主 动转 向系统 主 动转向系统
只 能 与 电子 助 力转 向系 统 一 起 使 用


直 至 达 到常规转向 系 统的水 平 甚 至 比 其传动 比更 大 同时 提 比 高的转 向 力矩 可 防 止 出现 不 希 望 的转 向 移 动 《 如 侧风 超 车


,

,





主 动 转 向的 任 务
用 伺 服 助 力转 向 辅 助转 向力 通 过伺服单 元 实现 盛 加转 向 通 过 主 动转 向控制 系统对驾驶进 行 动 态 干 预

等情 况
,

,

驾驶 员感觉车辆 比较稳定 当出现 转 向过度俗称 甩尾


,

的时候 为 了 让 车辆 沿 着 所 濡要 的轨 迹 行驶 驾驶 员不 必 修 正 转 向 主 动转 向系 统 即可对 不 希 望 的 车辆 移 动进行补偿




元件
机械机构 组 件 如 图 所 示
,





主 动转 向 的优点
由驾驶 员 规定的转向角被 主 动转 向 控制的伺服 单元益 加
,



散热 器 装在水 箱 上 转向机 和执行单 元 在维修过程 中只 能 整体 更 换 液 压 泵 上 的
, 币
,

此时车轮转 向 的调 节力是 由助力转 向系统产 生 的 由伺 服转向 助 力系统《


电控节流 阀




阴 动 产 生助 力转向 使转向力与 驾驶状态有最
,

在完全 通 电时‘ 高流

适 用 于 转向 停车或调 头状态 断

,

佳 匹 配 优 点 是 可 以在车 辆 转 向 时 为 驾驶 员提供助 力 并根据 行驶动力学参数 主 动在 转 向系统 中累 加 一 个附加 转 向 角 驻 车

电时 低流

适 用于 高速或低速 且 无 转 向器要 状态和停 车 且


无 转 向需 求状 态 优 点是 低 油 耗 和 低 二 氧化碳排 放

输 入 和 输 出 电路 如 图 所 示



主 动转 向 系 统控制模块安装在右侧脚部 空 间内 通 过


,





连 接在车载 网 络 中 根据 不 同 的输 入 信 号 计

,

算 出 用 于 控 制 主 动转 向系 统执 行单 元 的信 号 与主 动转向系 统 的执 行 单 元 有 直 接的导 线 连 接


控 制 模块安装在手 套箱 后 面 的支架 上 作 用 是从
主 动转向 系统控 制模块 中获得标 准 流

规 定 值 以便控制电子

转 向助力 系统 阀门和 〔 力 阀 门和


阀 用脉冲调 制方式控制电子 转 向 助

主 动 转 向 系 统 的执 行 单 元 安 装 在 转 向 机 总 成 上 功

能是 将 转 向运 动 传 递 到 输 出 轴 即 转 向机的 输 入 轴 由一 个 无 电刷 的 直 流 同 步 电机 和 一 个 行 星 齿 轮 组 构 成 如 图
所示

,

主 动 转 向系 统 执 行 单 元 的 核心 组 件是 带 有 两 个输 入轴 和 一 个 输 出轴 的行 星 齿轮 组 一 个 输入轴通过 电子 转 向助 力 系统

阀 门 与 下 部 的转向轴 相连 第 二 个输 入 轴 由 电机 通过 自锁型 蜗 杆传动机构 作 为 低速挡 驱 动 蜗杆传动机构 驱 动 一 个 蜗 轮 该 蜗轮会在驾驶 员所转到的转 向 角上 累加 一 个附加转向角 原 理
请 参考 行 星 齿轮 机 构的传动 方 式 转 向盘侧的输 入 轴相 当于 太


,





汽 车维 修技 师

阳轮 转向机 的输 入 轴连接的是 行 星 架 而 伺服电机产 生 的运 动

,

,

传感器 安装在前部 左 侧座椅 下 面 功能是测
向加速度 和 偏航 角速度


冗 余横

就 是 齿 圈 的一 种 变 形 方式 功 能 相 同 如 图 所 示

,



该 单 元 上 安装 了 一 个 电磁控制式 安 全 锁 如果 未 通 电 那
么 安全锁在弹簧作 用 下 卡 入 蜗杆传动机构的锁槽 内 蜗杆传动
。 。

两 个传 感器 所 用 技术相 同 但 是通 过软件设 有 不 同代码 而

且 有各 自的零 件 号 码 不 能混用

,



机构 的最 后 一 个 齿


电流约

时安 全 锁 松 开
,

液压 泵 总是 一 个叶片 泵 用 其 上 面 的 横向加


阀调 节 液压 油流

传感器 安装在 前部右侧座椅 下 面 功能是测 速 度 和 偏航 角速度

总转 向 角度传感器 安装在转 向柱 开 关 中心 如 图 所 示 包 括 两 个 垂 直错 开 的电位计 用 于 感测转 向 角 由此可 以测 得驾驶 员所 需 的转 向 方 向 在 更 换转向柱 开 关 中心 时要 用 诊 断仪对转 向角传感 器 进行转 向 角 匹 配

,

转 向角 度传感器安 装 在转 向 器 下 部
用 于 采 集转 向 齿轮 的旋转 角信 号 由此获


得车辆 的车轮转 向 角

执 行 单 元 的 电机 位 , 传感 器 位 于 伺 服 电机 的背 面 用 来测
,

转子 位

角度和

半 圈 的圈数 通过 测
电压 计 算转 子 位 四


,

磁 阻 变化产 生 的两

个 水平和垂直方 向的磁 场 变化产 生 的两 个


范 围是



伯号与粗 讯
辆 入信 号 信 号 车轮转速 偏航 角 速度
,

横 向 加速度 转 向角 总转 向 角 电机 伺 服 电机 的位 控制模块 连 接到
以正发动机控制模块


下一

,



动态稳 定 控 制模 控 制模 块 通

块 也通过 信 还通过
,

一 一

还有

底盘 总线 连 接 两 个

传感器 一 个转向角 度传感器 一 个总转向 角度传感 器 转 向 角 度转 感器 也 通 过 一 条 直接导线 连 接到

,

控制 模 块 总 转 向 角



度传感器还 通 过 两 条直 接导线 连 接到
控制模块 与


的通 信是 为 了采集 用于 计算参


考 速度的车轮转速 制动踏板信 号 和发 动
机转速 怠速时转向助 力不 足 会 向发动机 控 制 模块提供信 息 以提 高 怠 速

,



打 开 点 火 开 关 后 主 动转 向 系 统 控 制 模块将进 行 初始化 初 始化 期 间无 法 操 纵
主 动转 向 系 统的执 行 单 元 它 会检 查 及 校
,

汽 车维 修技师

五 功能
主 动转 向 系 统 可 以有针 对 性的改变驾驶 员所转 动的前轮

转 向角 它 在 灵 活 性 舒 适 性 和 安全 性 方 面 树 立 了 新的标准 该 系 统 拥 有 以下 功 能
可 变的转 向传动 比





偏转率调节 转 向助力支持
可 变的转 向传动 比 功能 可 以根 据 行 驶速度 和 驾驶 员要 求

的转 向 角 自动 匹 配 转 向 传动 比 转 向 系 统的设 计 要 求是 速度 较高 时 传动 比 较 大 速 度 较低 时传动 比 较小
主 动转向系统可 以辅助
, ,



,



使车辆稳定 下 来 在动态行驶的



临界状态 下 主 动转 向系统可 以有针对 性地改变驾驶 员所转动的 车轮转 向角且 可 以使车辆快速稳定下 来 如果 系统识 别到车辆处
于过度转向状态 主 动转 向系统最先开 始工 作 以便使车辆稳定下
, ,



来 只 有通过该转 向系统 已 无 法保证 车辆稳定时



二 开 始工作 才



过度转向即我们常说的甩尾 稍有经验 的驾驶员都知道这种惰
况下要将转 向盘向相反方向转动 因为只是后轮滑移 所以前轮的转

向还是有效的 主动转向系统就是利用这一点帮助驾驶员快速修正

转向 使车辆稳定 但是当车辆出现转 向不足时 前轮滑移后轮滚动
这 时候在前轮的转向操作几乎没 有倒可效果 所 以主动转向系统在
,

,

车辆处于极限状态时对车辆稳定进行的修正只是在转向过度一 种状
况下 不能取似庄 的功能 与预期转向角度相比产生的转向不足所


控伟 然有效 主动转向相对邢成 系统的优点在于 在对行驶稳定 临 性进行修正 时不对车轮制动 这样就不会产生 行驶中的减速 也使驾 驶员几乎没 有感觉 提 高了行驶的舒适 性

,





系统安全
主 动转 向系统 出现 非期望 的自转向动作 时 可认 为该 系统处
,

于 危险状态 或者在控制模 块 以及 各部件 因 电压 降低或其他 原因

造成的不正 常工 作也 属于 危险状态 这 种情况 下 必 须保证执行单
元不 干 涉转 向系统 工 作 此 时一 个电磁锁会插入 执行单元 的蜗杆


传动机构 内将执 行单元 锁死 供电中断时该锁会被弹赞压入 蜗杆
传动机构 这样驾驶 员就 可以继续 以常规转向操控车辆 即应急状


态 这时转 向盘有可 能是偏斜的 但是 不影响转向 同时 组 合仪表 内的故障指 示 灯会点 亮并伴有苦告信 息显 示 应尽快到维修 厂 检
查 正 传 感 器 信 号 如 果 识 别到故 障 系 统 会 直 接进 入 故 障状 态

‘’

,



总 结 主 动转 向 系 统 大 大提 高 了 驾驶 的舒 适 性 和 安 全 性

,

,

使 油 耗 和排 放 方 面 也有 一 定 的改善 是 继 车速感应 式 助 力转向
系 统 之 后 在转 向方 面 的 重 大 突破 相信其他 汽 车 制造 公 司 会在

或者 使 偏 转率 调 节功 能 退 出 工 作 出 现 故 障状 态








时执行 单 元 无 法 操作 初 始化 成功 后 系统进 入 状态


短期 内对 其进行研究并 开 发 出 自 己 的相应产 品 使 本 已 日 臻 完 善的汽车技术 又 有新的发展 宝 马 汽 车 这 种 勇于开 发 和应 用新 技 术 的风 格使其 一 直 处 于 汽 车技术的不 败 之 地 口


,



” 。

主 动转 向系统控制模块 通过


把 与体 积 流



应 的 流 , 信 息 发送 到

再通 过 〔

阀调 节液压 油 的流

汽 车维 修 技 师


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