BMW 售后技术培训-3系 E92 EPS系统

产品信息 EPS-APA

带有轴平行布置结构（APA）的电动机械式助力转向系统（Electric Power Steering，EPS）

有助于提供更高效的行驶动力 有关本产品信息的说明 所用符号 为了便于理解内容并突出重要信息，在本产品信息中使用了下列符号：

所包含的信息有助于更好地理解所述系统及其功能。

ƒ 表示某项说明内容结束。 当前状况和国家规格 BMW 车辆满足最高的安全和质量要求。环保、客户利益、设计或结构方面的变化促使我们继续开发车辆的系统和组件。因此本产品信息中的内容与培训所用车辆情况可能会不一致。

本文件仅介绍了欧规左侧驾驶型车辆。右侧驾驶型车辆部分操作元件或组件的布置位置与本产品信息的图示情况不同。针对不同市场和出口国家的配置型号可能还有其它不同之处。

其它信息来源 有关各主题的其它信息请参见： - 用户手册 - BMW 诊断系统 - 车间系统文件 - BMW 售后服务技术。 目录 EPS-APA

目的 1

针对实际应用的参考资料 1

车型 3

BMW 车辆的电动机械式助力转向系统 3

简介 5

当前的转向系统对比 5

动机和特点 7

系统概览 9

机械结构 9

电气联网 12

功能 17

功能联网 17 EPS 功能详述 19

系统组件 29

EPS 组件详述 29

服务信息 37 进行维修保养时的注意事项 37

总结 39

要点 39

测验问题 41 问题目录 41 问题答案 42 1

目的 EPS-APA

针对实际应用的参考资料 本产品信息将介绍首次应用于 E92 带有轴平行布置结构的新式电动机械式助力转向系统（EPS-APA）。 本文件可作为 BMW 售后服务培训课程的准备资料，并巩固培训授课内容。 有关 BMW 和 MINI 车辆所用转向系统的基础知识有助于理解本手册的内容。因此请通读以下内容 l “E85 底盘的背景资料”中“电动机械式助力转向系统”一章，或

l 产品信息“R56 电动机械式助力转向系统”。

　请先通读有关电动机械式转

向系统的材料，例如 E85 或 R56。这些基础知识有助于理

解本产品信息的内容。 3

车型 EPS-APA

BMW 车辆的电动机械式助力转向系统 应用策略 电动机械式助力转向系统（Electric Power Steering，EPS）是减少 CO2 排放量系列措施中的一项。BMW 集团希望尽可能将这种转向系统推广到更多车型上。 BMW E85 和 E86 已经装有 EPS，MINI R56 也带有该系统。E92 的 330d 首次采用了一种新型 EPS。负责提供转向助力的电机与转向器采用轴平行布置结构。 此后将尽可能在更多的其它 3 系和 1 系车型上使用该系统，以便为减少 CO2

排放量做

出最大贡献。在引入 EPS 之前以及在某些特定限制条件下（参见“条件”），这些车辆仍保留提供液压转向助力的传统转向系统。

条件 带有某些特定选装配置的车辆或某些特定型号的车辆不使用 EPS。可用安装空间、相应的国家要求以及其它相关标准都可能导致无法使用 EPS。这些车辆在出厂前安装传统的液压助力

转向系统。

下面列出了在 BMW 3 系或 1 系车型上安装电动机械式助力转向系统的关键条件：

l EPS 暂时仅安装在面向欧洲国家出售的欧规车辆上。

为此，车辆订单上必须包括选装配置 1CB“ACEA/CO2

套件”。由生产控制部门进

行确定。

l EPS 也可以安装在右侧驾驶型车型上。 l 装有选装配置“主动转向系统”时要取消 EPS。

l 采用“xDrive”四轮驱动方式的车辆不安装 EPS。

l 发动机型号为 N46、M57D30T2、N54 的车辆暂时不安装 EPS。

型号 所有 3 系或 1 系车辆都使用相同型号的电动机械式助力转向系统。 仅针对右侧驾驶型车辆使用一种外观差异明显的型号（几乎与左侧驾驶型车辆所用型号的结构完全对称）。 所有因具体车型而产生的其它差异体现在软件的相应设码上。

　E92 330d 首先引入了

EPS，随后该系统也应用于 3 系和 1 系车型上。EPS 是减少 CO2

排放量系列措施中

的一项。

5

简介 EPS-APA

当前的转向系统对比 液压式和电动机械式助力转向系统 这两种转向系统的主要区别在于产生助力力矩（使驾驶员施加到方向盘上的力减小）的方式不同。 液压转向系统的特点在于通过内燃机的皮带传动机构或电气方式驱动助力泵。助力泵在液压系统内形成用于产生转向助力的压力或体积流量。 电动机械式转向系统直接通过一个电机产生转向助力，电机将其力矩施加到转向柱或转向器上。因此该系统通常还需要附加的齿轮传动机构来连接电机和现有的转向组件。 在其它方面，保留了转向系统的基本结构（例如用于液压式、也用于电动机械式转向系统的齿轮齿条式转向器）。

在研发过程中对转向性能（例如转向力大小、转向力传输路径、传递路面信息等）提出了严格要求，因此不断针对至今所用的液压转向系统进行优化。为了确保 BMW 客户可以继续体验 BMW 车辆的卓越转向性能，在此制定出了新式电动机械式转向系统必须满足的全面要求目录。此外，使用液压转向系统的车辆通常是新开发转向系统的参照标准。

电动机械式助力转向系统的结构类型 下表按照助力单元（由电机和减速器组成）的安装位置区分不同的 EPS 系统。

l BMW Z4 的 EPS： 助力单元安装在车内转向柱上部，又称为转向柱型 EPS（C-EPS）。

l MINI 的 EPS： 助力单元安装在小齿轮（转向柱和齿轮齿条式转向器之间的传输部位）上，又称为小齿轮型 EPS（P-EPS）。

l BMW 3 系或 1 系的 EPS-APA： 助力单元与齿轮齿条式转向器平行。

EPS-APA P-EPS C-EPS 车辆 BMW 3 系、1 系

（E9x、E87 等） MINI（R56） BMW Z4（E85，E86）

制造商 ZF 转向系统 JTEKT ZF 转向系统

电机类型 无电刷式直流电机 无电刷式直流电机 无电刷式异步电机 电机和减速器的安装位置 与齿轮齿条式转向器平行 转向柱和齿轮齿条式转向器之间传输部位处的小齿轮 转向柱上部

减速器的结构 齿形皮带传动机构和循环球式减速器 蜗杆和蜗轮 蜗杆和蜗轮

　随着 EPS 的应用，产生转向

助力的工作原理由液压方式转变为了电动机械方式。EPS

不仅能够针对具体车型调节转向性能，而且还能为客户、环境和车辆制造商带来其它好处。与主动转向系统相比，带有 EPS 车辆的转向系统不采用分离形式，因此 EPS

可根据驾驶员的要求叠加一个转向力矩，同时不会改变转向角。 6

只有结合使用最新一代的无电刷式直流电机以及紧靠在齿轮齿条式转向器旁的传动装置，才能产生所需的较高转向横拉杆作用力（在 3 系或 1 系车型上可能会出现）。

与主动转向系统的不同之处 EPS 系统的电机能够在转向力的基础上叠加附加作用力。EPS 可以不考虑其它参数（例如发动机转速）而独立确定这种附加作用力的大小和作用时刻。采用电动机械式助力转向系统时，方向盘与前部转向车轮之间的刚性连接方式保持不变，即方向盘位置通常与前车轮的位置准确对应。

而主动转向系统的电机则无法叠加作用力，而是改变转向角。

主动转向系统的双行星齿轮箱将转向系统分离。因此主动转向系统改变车轮转向角时，驾驶员不会通过方向盘感觉出来。 为了确保车轮随驾驶员施加的转向角和叠加转向角的总转向角而改变位置，必须提供一个支撑力：驾驶员必须握住方向盘。此外还需要一个助力单元。对于主动转向系统来说，助力单元只能采用液压方式。目前只有液压助力单元才能同时提供较大的调整力和调整速度。 7

动机和特点 引入电动机械式转向系统的原因 使用电动机械式助力转向系统为 BMW 客户、环境和 BMW 集团车辆制造商带来了很多好处。

结合经过实际验证的车桥设计方案，确保了行驶舒适性和行驶动力性的完美组合。在此可通过对电气系统进行编程调节转向性能（例如转向助力大小和减振程度），因此可确保根据不同车辆设计理念进行最佳调整。虽然所用硬件组件相同，但该系统可根据 3 系和 1 系车辆进行最佳调节。 如果需要提高一款运动车型的转向精度并改善其操控性，可通过减小转向助力来实现。虽然驾驶员为此需要施加更大的转向力，但可以更“直接地”感受到路面的反馈信息。 与此相反，更加强调车辆转向性能的舒适感受时，则需要通过编程设定较大的转向助力。 取消液压回路（由泵、软管装置、冷却装置、机油等组成）简化了汽车制造商生产线上的转向系统安装工作。EPS 转向系统以单元形式提供并安装在车内。此外 EPS 也可以防止因液压油溢出而危害环境。

与液压转向助力泵不同，系统仅根据需要驱动电机（转向时，而非直线行驶时），因此耗油量降低且内燃机有效功率增大。 以下有关功率消耗的数字清楚说明了两种转向系统不同。

功率消耗，瓦特（近似值） 电动机械式助力转向系统 液压助力转向系统 最小值（未移动方向盘，内燃机怠速运转） 10 300-400

最大值 1000 2000