宝马公司在其新7系(F01、F02)轿车中装备了Integral主动转向系统,该转向系统的转向角叠加减少了驾驶人的转向工作量,并将“线控转向”系统与真实转向反馈信息结合在一起,它还通过独立于驾驶人的转向干预对行驶动态进行稳定干预。为增强动态行驶方面的优势,主动转向系统增加了后轮主动转向功能,两者构成一个完整的主动转向系统。
1 Integral主动转向系统组成
Integral主动转向系统组成如图1所示。
为了增加后轮主动转向功能,Integral主动转向系统配置了后桥侧偏控制系统(HSR),后桥HSR执行机构的安装位置如图2所示。后桥上的HSR执行机构固定在后桥托架上的一个支撑板下,该机构属于电动机械式执行机构(图3),位于后桥的两个前束控制臂之间(图2)。
如图3所示,电动机械式执行机构主要由一个通过螺杆传动机构带动两个前束控制臂的电动机构成。执行机构往复运动的最大设计行程为±8 mm,相当于在车轮上产生最大±3°的转向角。后轮转向系统的螺杆传动机构采用自锁式设计。因此,系统失灵后车辆的行驶特性与没有后轮转向系统的车辆相同。
2 Integral主动转向系统的特点
Integral主动转向系统的功能主要通过新的ICM(集成式底盘管理系统控制模块)网络来实现,而电子助力转向系统功能也由ICM来控制。Integral主动转向系统的优点有以下几方面:通过增加HSR后轮转向,扩展了主动转向系统;实现了可变转向传动比(转向角叠加);实现了独立控制后轮转向角(线控转向);采用了电子助力转向系统;增加了行驶稳定性功能;当地面附着系数不同时缩短制动距离。
ICM从外部读取以下主动转向系统所需重要信号:DSC通过Flexray发送的4个车轮转速信号;由转向柱开关中心(SZL)通过Flexray传输的转向盘角度;通过Flexray发送的执行机构AL(主动转向系统控制模块)和HSR状态信号。
由于后桥可以转向,因此仅依据前车轮转向角不能准确进行动态行驶控制,ICM还要考虑后车轮转向角。最后根据这两个转向角(前、后车轮转向角)确定有效转向角。
3 主动转向系统的控制和调节
Integral主动转向系统都包含电子助力转向系统(Ser-votronic )功能,这种根据车速提供转向助力的功能通过转向器上的Servotronic阀来实现。Servotronic阀始终由ICM来控制(图4)。 ICM内也包含Servotronic功能的控制逻辑,借助Servotronic阀能够以电子方式调节转向助力泵的体积流量,因此也可将其称之为“电子体积流量调节阀”,简称EVV阀。转向助力泵产生的流量根据当前所需转向助力在转向阀与旁通回路之间进行分配,这种分配以无级方式实现,所需转向助力越小,流入旁通回路的液压油越多。由于液压油在旁通回路无需进行任何工作,因此可以降低转向助力泵的功率消耗,因此采用该阀有助于降低耗油量和CO:排放量。