宝马E60底盘的主动转向系统原理及应用

宝马底盘技术培训-底盘控制调节系统讲解

底盘控制调节系统讲解
主动转向控制系统
AFS系统的接通条件： KL.15和发动机运行； AFS系统的激活：(无 BMW 诊断系统时激活主动转向控制的工作步骤)
1)连接蓄电池或接通蓄电池主开关； 2)起动发动机，显示下列检查控制信息：主动转向控制未激活，将方向盘转至左侧极限位置，然后转至右侧极限位置 (另一种方法是以约 30 - 40 km/h 的速度驾驶车辆)； 3)关闭发动机，断开总线端 Kl. 15； 4)起动发动机，主动转向控制现在重新功能完好；
底盘控制调节系统讲解
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3、X-Drive 四轮驱动
系统概述
底盘控制调节系统讲解
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X-Drive 四轮驱动
分动器机械概述
底盘控制调节系统讲解
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X-Drive 四轮驱动
输入输出
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底盘控制调节系统讲解
1、VTG； 2、SGM或 KGM或JBE； 3、KOMBI 5、DSC 6、DME 7、CAS
底盘控制调节系统讲解
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主动转向控制系统
主动转向控制系统组成（机械部分）
底盘控制调节系统讲解
带ECO阀的液压辅助泵
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执行单元
主动转向控制系统
主动转向控制系统组成（机械部分）
底盘控制调节系统讲解
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主动转向控制系统
系统输入/输出（E60）
底盘控制调节系统讲解
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主动转向控制系统
系统线路框图（E60）
宝马底盘技术培训
底盘控制调节系统讲解
底盘控制调节系统讲解
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目录
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底盘控制调节系统讲解
1、转向系统 2、防滑控制和稳定性系统 3、X-Drive 四轮驱动 4、自适应巡航控制系统(ACC) 5、电动机械式驻车制动器(EMF) 6、动态行驶稳定系统 (Dynamic Drive) 7、自动标高系统 8、电子减震控制系统EDC 9、胎压

汽车底盘集成控制系统组成和工作原理分析 - 副本

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

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。

(整理)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。

宝马4S店维修培训手册：E60 底盘基本原理学员手册

前桥、转向拉杆臂和转向横拉杆共同构成转向梯形。这种几何形状可以产生轮距差角，就是说可以使弯道内侧和弯道外侧车轮的转向角度不同。
7 – 利用转向梯形可以使所有车轮围绕共同的弯道中心点滚动
轮距差角是弯道内侧和弯道外侧车轮之间转向角的差值。
δ = ß- a
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运动学
从物理学角度来说，运动学研究以运动过程为因此，运动学对在相应负荷状况下的车轮定位基础的规律性。在底盘技术方面，人们将运动有直接影响。学理解为车轮及车轮导向部件的运动过程。
轮胎接触面
轮胎接触面是车轮位于路面上时所覆盖的面积。
动态轮胎接触面
动态轮胎接触面是指运行状态下某一车轮的有效接触面。该轮胎接触面会在干扰力（侧向力、制动和加速力）及路面状况影响下发生变形。
8 – 动态轮胎接触面
因此，动态轮胎接触面指的是车辆行驶过程中轮胎接触到的道路面积。
9 – 受到制动力影响的动态轮胎接触面
转弯行驶时，一个车桥上的车轮所走过的距离不同。如果两个车轮的转向角度相同，那么两个车轮都无法在自然路面上滚动。每个车轮都受另一个车轮的影响，同时通过所产生的侧向力迫使车轮离开自然路面。车轮在路面上摩擦。这会导致轮胎磨损加剧，并影响行驶安全性。为确保车轮在不滑动的状态下滚动，弯道内侧车轮的转向角度必须比弯道外侧车轮的角度大。
一个车桥的总前束是指一个车桥上车轮前后距离之间的长度差。
4 - 轮距（1）/ 车轮中心点之间的距离
5 – 总前束（c + d ）= a - b
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车轮外倾
车轮外倾是指车轮中心平面与垂直线（车轮支撑点处，相对路面垂直）之间的角度。如果车轮上部相对车轮中心平面向外倾斜，则外倾角为正（ +）；如果车轮向内倾，则为负（ -）。

汽车主动前轮转向系统的工作原理和方案

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。

汽修资料--宝马5系-E60底盘

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。

技术数据的更改 / 补充请查阅“技术售后服务”中的相应信息。

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

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。