宝马E60底盘的主动转向系统原理及应用
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自从20世纪80年代以来,为了提高汽车性能,人们开发了各种各样的底盘主动控制系统。
这些系统按汽车运动方向可以分为3类:纵向的制动和驱动控制、横向的转向和横摆力矩控制以及垂直的悬架控制。
目前汽车底盘的电子控制系统几乎毫无例外地围绕某一功能来开发,并通过轮胎与地面间的接触力产生作用。
由于汽车各个方向的运动并非独立,而是相互联系,相互影响,因此具有以下特征: ( 1)各个控制系统的控制目标不一致,如主动悬架的主要控制目标是舒适性,四轮转向的主要控制目标是操纵稳定性,将两者集成时会由于控制目标不一致而冲突; ( 2)各个控制系统对执行器的控制存在干涉,如制动器同时受到驾驶员、防抱死系统ABS和电子稳定程序ESP 等的控制; (3)同一控制目制可以由多个控制系统完成,如转向时的操纵稳定性可以由主动前轮转向AFS、主动后轮转向ARS和ESP等来实现。
此外还存在基于反馈的控制存在时间和相位的滞后,系统的冗余度较大,尤其是传感器冗余。
底盘集成控制是当前底盘的研发热点,因为它有着传统控制无法比拟的优点,具体如下。
(1) 消除各系统间的冲突如四轮转向可以改变汽车的横向运动,同样通过制动力控制也可以改变汽车的横向运动,集成控制能实现两个系统各自以合适的幅度向同一个方向作用,消除可能存在的冲突。
(2) 改善车辆性能如在装有ABS的车辆上若安装形式为“高选择”,则在分离附着系数路面上会产生横摆力矩,导致车辆失稳;若安装形式为“低选择”,又没有充分利用路面附着系数,导致制动距离延长。
通过ABS和4WS的集成控制既能充分利用路面附着系数,缩短制动距离,又能保证车辆稳定性。
(3) 减少传感器很多控制系统所需要的传感器信号是相同的,可以通过集成实现传感器共享,还可以充分利用状态估计等方法来估计一些车辆的状态参数,减少传感器的数量,降低控制系统的成本。
(4) 降低系统复杂性。
随着底盘电控系统数量的不断增加,控制器、传感器和执行器都大大增多,造成电子线路复杂,布局混乱,成本上升,还造成检修和维护的困难。
简述汽车转向系统的工作原理一、引言汽车转向系统是汽车的重要组成部分之一,它负责控制车辆的方向,使车辆能够按照驾驶员的意愿行驶。
本文将详细介绍汽车转向系统的工作原理。
二、汽车转向系统的组成部分汽车转向系统主要由以下几个部分组成:1. 转向盘:驾驶员通过转动转向盘来控制车辆的方向。
2. 转向柱:将转向盘上的旋转运动传递给转向齿轮。
3. 转向齿轮:将驾驶员通过转向柱传递过来的旋转运动,变为左右方向的运动。
4. 驱动轴:将左右方向的运动传递给前轮或后轮。
5. 车轮:根据驱动轴传递过来的力量,控制车辆行进方向。
三、液压式汽车转向系统工作原理液压式汽车转向系统是目前应用最广泛的一种。
它主要由以下几个部分组成:1. 动力源:通常是发动机带动液压泵工作,产生高压油液。
2. 油箱:存储液压油液。
3. 液压泵:将动力源产生的高压油液推送到转向器中。
4. 转向器:将高压油液转换为力矩,控制车辆的方向。
5. 液压缸:接收转向器传来的力矩,将其转化为车轮的左右方向运动。
6. 液压管路:连接以上各部分,传递高压油液。
具体工作原理如下:1. 驾驶员通过转动转向盘,让转向柱旋转。
2. 转向柱带动转向齿轮旋转,使得液压泵开始工作。
3. 液压泵产生高压油液,并将其推送到转向器中。
4. 转向器接收到高压油液后,将其转换为力矩,并传递给液压缸。
5. 液压缸接收到力矩后,将其转化为车轮的左右方向运动,从而改变车辆行进方向。
6. 当驾驶员停止操作时,液体回流至油箱中。
四、电动式汽车转向系统工作原理电动式汽车转向系统是近年来新兴的一种转向系统,它主要由以下几个部分组成:1. 电机:产生动力,控制车辆的方向。
2. 电池:为电机提供能量。
3. 控制器:控制电机的运转。
4. 方向盘角度传感器:检测驾驶员对方向盘的旋转角度。
5. 电动助力转向器:接收控制器的指令,将其转化为力矩,控制车辆的方向。
具体工作原理如下:1. 驾驶员通过转动转向盘,让方向盘角度传感器检测到旋转角度,并将其传递给控制器。
奥迪动态转向系统与宝马主动转向系统奥迪动态转向系统综合了多项旨在提升驾乘乐趣和安全性的机械及电子系统领先科技。
例如最早应用于航空动力传输技术的叠式齿轮、高度灵敏的传感器以及能够高速传输数据的数字网络系统。
同时,随速助力转向系统的加入和与版本尸的紧密协作都让这套动力转向系统趋近完美。
根据车速和转向盘的转角就可实现最佳转向传动比。
无论是在驻车,在多弯道的乡间公路行车还是在高速公路上高速行车,动态转向系统都能提供最合适的转向传动比。
另外,动态转向系统因其具有行驶动态稳定转向能力,所以还可以对ESP提供支持。
因此,这种新型智能转向系统不仅能增加行驶和转向舒适性,还能明显提高主动的行车安全性。
图1奥迪动态转向系统结构图奥迪动态转向系统可根据车速改变转向比,因而避免了传统机械转向系统选定恒定转向比时需做出的妥协。
汽车高速行驶时,间接的转向比使汽车操控更沉稳,并保持更好的直线行驶能力。
反之,当汽车以低速或中速行驶在蜿蜒的路面上时,该系统将提供一个更直接的转向比以提高转向精准度和灵活性。
泊车时,直接的转向比使泊车更加方便,随速助力转向系统可以大大节省转向力。
奥迪动态转向系统的中心元件是一款最初应用于航空技术的可变转向比转向装置。
该装置被运用于汽车中,与一个电动机相连接植入转向柱中,可以用来改变转向比。
与其他厂商采用的系统不同,该款创新装置运行时完全没有机械间隙,摩擦损失也降到最小。
动态转向系统内集成了1个电动机械式驱动装置(同时也是执行元件),在系统出现严重故障时,这个电动机械式驱动装置可以被机械锁止,从而可防止转向失效。
主动转向控制单元会计算出转向角应该增大还是减小,然后操纵一个电动机去驱动电动机械式驱动装置工作,车轮的转角是这个并行转向角和驾驶人在转向盘上施加的转角之和。
并行转向角可以随转向盘转角的增加而增大,也可以随转向盘转角的增加而减小,并且在驾驶人未操纵转向盘时也可实现转向。
宝马主动转向系统主要包括两大核心部件:一是1套双行星齿轮机构,通过叠加转向实现变传动比功能,二是电子伺服转向系统,用于实现转向助力功能。
汽车主动前轮转向系统的工作原理及方案崔海波工程技术学院机制5班摘要: “主动转向”技术为汽车操纵和稳定性控制提供了更好的控制方法和性能,很好的解决了转向中轻便性和灵敏性的矛盾问题。
本文通过对汽车主动前轮转向系统的简要概述和发展现状,对其结构和工作原理以及一些先进的方案进行了分析。
关键词:主动前轮转向系统可变传动比发展现状工作原理结构方案1.前言转向系统是控制汽车行驶路线和方向的重要装置,其性能直接影响到汽车的操纵性能和稳定性能。
在汽车转向系统的设计中,转向轻便性与转向灵敏性是一对矛盾。
转向轻便性要求驾驶员对方向盘施加的转向力要小、方向盘的总转动圈数要少;而转向灵敏性则要求驾驶员转动方向盘达到目标角度所耗费的时间要短。
显然对机械式转向系统来说,要想转向灵敏性好,就要减小转向系统传动比,但这必然导致转向力增大;反之,要想转向力小,就要增大转向传动比,这又将导致转向灵敏性下降。
主动转向系统具有可变传动比的功能,它很好地解决了转向轻便性与转向灵敏性之间的矛盾。
主动前轮转向通过电机根据车速和驾驶工况改变转向传动比。
低、中速时,转向传动比较小,转向直接,以减少转向盘的转动圈数,提高转向的灵敏性和操纵性;高速时,转向传动比较大,提高车辆的稳定性和安全性。
同时,系统中的机械连接使得驾驶员直接感受到真实的路面反馈信息。
【1】因此,主动前轮转向为车辆行驶的灵敏性、舒适性和安全性设定了新标准,代表着转向技术的发展趋势。
2.主动前轮转向系统概述主动前轮转向系统(Active Front Steering,AFS)最早由德国 BWM 和12ZF 两家公司联合开发完成,并装备于宝马 3 系和 5 系轿车上。
图为主动前轮转向系统基本结构。
主动前轮转向系统能够在最大程度执行驾驶员意愿的前提下,对整车施加一个可独立于驾驶员的转向干预,可以实现整车的主动安全性和操纵稳定性的结合。
主动前轮转向系统可在一定范围内实现变传动比控制,使汽车在低车速行驶时转向传动比较小,以减少转向盘的转动圈数,提高汽车的机动性和灵活性;而在高车速时转向传动比较大,以降低转向灵敏性,提高汽车的稳定性和安全性。
BMW Group售后服务培训E60底盘专题培训教材For Evaluation Only.Copyright (c) by Foxit Software Company, 2004Edited by Foxit PDF Editor提示本培训手册中包含的信息仅用于接受 BMW 售后服务培训课程的人员。
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没有宝马汽车公司的书面授权,任何人不得再版、复制及摘录VS-42 MFP-HGK-BRK-0400目录页码第一章E60 底盘1底盘测量2- 有关底盘的概念2- 对测量平台的要求11- 车辆的准备工作12- 车辆的调整13- 输入测量15主动转向系统19- 该系统的创新20- 该系统的优点20- 机械机构系统一览21- 输入/输出22- 系统电路图24- DSC 传感器26- 总转向角传感器28- 执行单元的电机位置传感器29- 转向角传感器30- 主动转向系统控制单元30- 安全和网关模块(SGM)31- 液压泵32- 转向助力系统冷却器34- 主动转向系统的执行单元35- 主动转向系统的功能39- 系统安全性42- 电路接通条件43- 维修提示44- 诊断、设码44前桥45后桥47弹簧和减振器48制动器49车轮和轮胎,轮胎失压显示56- 轮胎失压显示 RPA59- 诊断60- 编程、设码60E60 底盘本资料主要讲述了 E60底盘技术的基础知识和底盘几何学概念。
对底盘进行精确测量是车辆拥有最佳行驶性能、行驶舒适性、行驶安全性以及确保各复合系统功能完美的基础。
动态驾驶、动态稳定控制系统和主动转向系统就是这类系统的几个例子。
这些系统通过信号输入进行控制,而信号输入则取决于底盘设定情况。
维修底盘后精确进行转向角补偿调整非常重要。
应在带有 BMW 四轮定位系统(KDS)的车轮定位仪上进行转向角补偿调整。
浅析可变转向比转向机构可变转向比即根据汽车速度和转向角度来调整转向器传动比,当汽车开始处于停车状态,汽车速度较低或者转向角度较大时,提供小的转向器传动比;而当汽车高速行驶或者转向角度较小时,提供大的转向器传动比,从而提高汽车转向的稳定性。
本文探讨了可变齿比转向系统的方式。
标签:可变齿比;转向系统;方式可变转向比即根据汽车速度和转向角度来调整转向器传动比,当汽车开始处于停车状态,汽车速度较低或者转向角度较大时,提供小的转向器传动比;而当汽车高速行驶或者转向角度较小时,提供大的转向器传动比,从而提高汽车转向的稳定性。
可变齿比转向系统在技术层面上并不是一个水平的,目前主要有两种方式实现这种功能,一种方式是依靠特殊的齿条实现,原理简单,成本也相对较低,没有过高的技术含量,而另一种就比较复杂,是通过行星齿轮结构和电子系统实现的。
一、机械式可变转向比机构通过特殊工艺加工齿距间隙不相等的齿条(如图1所示)。
这样方向盘转向时,齿轮与齿距不相等的齿条啮合,转向比就会发生变化,中间位置的左右两边齿距较密,齿条在这一范围内的位移较小,在小幅度转向时(例如变线、方向轻微调整时),车辆会显得沉稳,而齿条两侧远端的齿距较疏,在这个范围内,转动方向盘,齿条的相对位移会变大(如图2所示),所以在大幅度转向时(如泊车、掉头等),车轮会变得相对灵敏。
这种技术除了对齿条的加工工艺要求比较严格之外,并没有多少“高科技”在其中,缺点在于齿比变化范围有限,并且不能灵活变化,而优势也很明显——完全的机械结构,可靠性较高,耐用性好,结构也非常简单。
二、电控可变转向比机构——主动转向系统(一)主动转向系统目标1、使用了更复杂的机械结构并且需要与电子系统结合使用。
是在方向盘系统中装置了一套根据车速调整转向传动的变速箱,能够更好的实现“低速时轻盈灵敏,高速稳健厚重”的需求(如图3所示),其为车辆行驶带来的便利性和稳定性都是普通的可变助力转向系统和单纯的“机械式”可变齿比转向无法比拟的。
毕业论文宝马主动转向技术概述摘要:本文主要介绍了宝马主动转向系统的原理及组成、核心部件双行星齿轮机构及其工作模式、系统主要功能及其实现原理和一些常见的故障与.关键字:主动转向核心部件结构工作原理故障与诊断目录1引言..................................................2什么是主动转向系统及工作原理..........................3主动转向系统组成及核心部件的结构.......................4主动转向系统的功能....................................4.1可变传动比功能.......................................4.2转向灵活性功能........................................4.3横摆角速度控制和横摆力矩补偿..........................4.4稳定性功能的扩展--地盘集成控制技术....................5常见故障与检修6结束语................................................7参考资料..............................................1 前言现代车辆转向系统发展至今大致可以划分为5个阶段,即液压伺服转向、电子伺服转向、电动助力转向(EPS)、主动转向和线控转向(SBW)。
这5种转向系统的集成度和功能范围依次递增,其中电子伺服转向相对于传统液压伺服转向最大的优点在于,通过引入传感器技术,使转向助力大小可以根据车速而变化;而EPS系统在此基础上还具有主动阻尼功能和主动回正功能。
传统的转向系统有它自身的优点,如转向可靠、故障率低等,同时也存在一定的弊病,传统转向系统由于方向盘和转向车轮之间的机械连接而产生一些自身无法避免的缺陷:1.汽车的转向特性受驾驶员驾驶技术的影响严重;2.转向传动比基本是固定的,使汽车转向响应特性随车速、侧向加速度等变化而变化,驾驶员必须提前针对汽车转向特性幅值和相位的变化进行一定的操作补偿,从而控制汽车按其意愿行驶。
目录页码第一章E60 行驶动态系统1动态稳定控制系统 DSC81- 系统一览2- 部件9- 系统功能10- 操作20- 售后服务提示21动态驾驶系统22- 系统一览23- 部件29- 系统功能42- 运行状态46- 售后服务提示50E60 行驶动态系统E60 中使用的行驶动态系统是动态稳定控制系统 DSC8 和动态驾驶系统。
动态稳定控制系统 DSC8Bosch 公司制造的动态稳定控制系统 DSC8 首次在 E60 上使用。
该系统的创新内容DSC8 组件的硬件是新开发的部件。
取消了电动预增压泵(eVLP)。
DSC 模块与动力传动系 CAN(PT-CAN)和新型底盘 CAN(F-CAN)相连。
配备了选装装备 ACC 时,制动管路内安装了 2个新压力传感器。
与DSC5.7相比该系统的优点与 DSC5.7 相比 DSC8 有下列优点:-体积减小了 25%-重量减轻了 30%(模块本身减轻 700g,因取消 eVLP 而减轻1.8kg)-控制单元的 ROM 存储器空间为 768kB(以前ROM 存储空间为 256kB)-处理器的运算循环时间为 5 至10ms(以前为 20ms)- 系统一览总线一览KT-10920图 1: 与 DSC8 系统有关的控制单元序号说明序号说明CAS便捷登车及起动系统TEL电话SZM中柱开关控制中心CDC光盘转换匣PDC驻车距离报警系统SGM安全和网关模块DWA防盗报警装置SBSL左侧 B 柱卫星式控制单元RLS晴雨和光线传感器TMFA驾驶员侧车门模块AHM挂车模块SFZ车辆中央卫星式控制单元SMFA驾驶员座椅模块SZL转向柱开关中心LM灯光模块TMBF前乘客侧车门模块IHKA自动恒温空调SBSR右侧 B 柱卫星式控制单元SMBF前乘客侧座椅模块ACC自适应巡航控制系统KBM车身基础模块EKP电动燃油泵SH停车预热装置DSC动态稳定控制系统CON控制器EGS电子变速箱控制系统KOMBI组合仪表ARS动态驾驶系统CID中央信息显示屏AFS主动转向系统SHD活动天窗DME数字式发动机电子伺控系统M-ASK多音频系统控制器DDE数字式柴油机电子伺控系统TOP-HIFI顶级高保真功率放大器输入/输出KT-10856图 2: 输入/输出系统一览序号说明序号说明1DSC 控制单元12车灯开关模块2手制动器开关13便捷登车及起动系统3车轮转速传感器14组合仪表4制动摩擦片磨损传感器15电子变速箱控制系统或自动换档控制的手动变速箱控制单元5制动信号灯开关16控制器6制动液液位开关17安全和网关模块7DSC 按钮18数字式发动机电子伺控系统PT-CAN动力传动系 CAN8制动压力传感器(仅在有 ACC时)9DSC 传感器K-CAN车身 CAN10转向角传感器(SZL)byteflight byteflight(BMW 安全总线系统)11多音频系统控制器D-Bus诊断总线系统电路图KT-10857图 3: DSC8 系统电路图序号说明序号说明1左前车轮转速传感器14手制动器开关2前桥制动回路压力传感器15便捷登车及起动系统控制单元3制动信号灯开关16数字式发动机电子伺控系统4制动摩擦片磨损传感器17安全和网关模块5制动液液位开关18多音频系统控制器6DSC 传感器19组合仪表7转向角传感器20右后车轮转速传感器8后桥制动回路压力传感器F-CAN底盘 CAN9制动摩擦片磨损传感器PT-CAN动力传动系 CAN10右后车轮转速传感器K-CAN车身 CAN11DSC 按钮Kl.30总线端 Kl. 3012DSC 控制单元Kl.30g总线端 Kl. 30g13右前车轮转速传感器液压系统图KT-10936图 4: DSC 液压系统图- 部件DSC 模块DSC 模块位于发动机室内右侧,冷却液补偿罐与冷却模块之间。