综合机能剖析及主动控制原理
 

传统的定转向传动比机构显然无法满足上述要求，但宝马的主动转向系统通过叠加转向机构完全能够实现。该系统传动比在10～20之间，低速情况下，通过双行星齿轮机构伺服电机的调整角和转向盘转角同向输入，使得系统的传动比较小，实际上是增大了驾驶员的转向角输入，从而获得较大的期望横摆角速度增益并使得转向轻便；在中、高速情况下，伺服电机的调整角和转向盘转角反向输入使得系统的传动比较大，实际上是减小驾驶员的转向角输入，减小期望横摆角速度增益，并逐步提高车辆的稳定性。

横摆角速度控制和横摆力矩补偿：除了可变传动比设计外，稳定性控制功能是宝马主动转向系统最大的特点。危险工况下该系统通过独立于驾驶员的转向干预来稳定车辆，通过主动改变驾驶员给定的转向盘转角使得车辆响应尽可能与理想的车辆响应特性相一致。

类似于横摆角速度控制功能，宝马主动转向系统还提供了横摆力矩补偿功能，以提高在分离系数路面上车辆的制动稳定性。在该工况下，由于左、右轮上不等制动力会产生绕车辆质心的横摆力矩，使得车辆发生制动跑偏现象。传统的ESP电子稳定程序通过调节4个车轮上的制动力来使得左、右车轮的制动力尽量相等，但以减小制动减速度、增大制动距离为代价。而主动转向系统根据制动压力等信号计算出所需补偿的横摆力矩并通过调整相应的前轮转向角来实现方向调节。在这一过程中驾驶员无需对转向盘进行修正，减轻了驾驶员的工作负担，保持了制动时的方向稳定性，减小了制动距离。通过这一技术的应用，与传统ABS/ESP相比，可使制动距离最多减少15%。

稳定性功能的扩展（底盘集成控制技术）：与ESP等通过制动干预来稳定车辆的方式相比，转向干预具有以下优点：首先，转向干预不易为驾驶员察觉，对乘坐舒适性几乎没有影响，而制动干预不仅会产生较大的制动减速度，而且制动时发出的噪声也会影响乘坐舒适性；其次，转向干预比制动干预更加迅速，因为转向控制是通过伺服电机来完成的，而制动干预必须建立油压，这需要一定的时间；此外，转向干预相比制动干预能获得更高的通过速度，从而降低在变道时由于避让不及、与对面来车发生碰撞的可能性。

但转向干预的缺点也是显而易见的。受到原理限制，主动转向的稳定性功能只适用于转向过多的工况。该工况下通过叠加转向减小前轮转向角能够减小前轴侧向力，从而使得转向过多的趋势有所减缓；相反，在转向不足工况下，受到轮胎非线性的限制侧向力达到饱和状态，通过增大前轮转向角的方式是很难改变车辆转向不足的趋势。此外，受到转向机构机械布置的限制，前轮转向角的改变量是有限的，也就是说,转向干预稳定车辆的能力弱于制动干预，在某些极限工况下必须依赖ESP制动干预才能实现稳定车辆的目的。

为了充分发挥主动转向系统和E S P电子稳定程序的优点，最大限度地提高车辆在极限工况下的稳定性，将两者功能融合在一起进行集成控制是最为有效的方法。由ContinentalTeves公司推出的第二代ESP系统充分体现了这一思想，该系统可以提高车辆稳定性、拓宽极限行驶区域、减小转向幅度、更少产生由于制动干预引起的急剧减速，从而使车辆行驶的安全性、舒适性以及驾驶乐趣得到大大提高。为了进一步提高车辆的动力学性能，还可以在此基础上继续引入诸如可调减振器、主动稳定性控制和可调弹簧等电子底盘控制系统（如图47所示）。

电机位置传感器:

数字式电机位置传感器位于伺服电机（在叠加传动位置上）避开驱动装置的一侧。电机位置传感器根据所谓的磁阻原理探测伺服电机的转子位置（角度），如图48所示。

电机位置传感器由一只磁阻元件和一只永久磁铁组成，永久磁铁位于伺服电机转子的端面上，磁阻元件沿水平方向和垂直方向测量磁场方向。

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