四、电动转向系统
   （一）简介
    E72不提供选装配置“主动转向系统”。E72仅使用一种转向系统，即电动机械式助力转向系统，它又称为“电子助力转向系统EPS”，负责提供转向助力的电机与齿轮齿条转向器采用轴平行布置结构。E72电动机械式助力转向系统的设计方案和功能与3系或1系所用转向系统基本相同。最重要的更改包括：对E72车桥几何形状进行了设计调整；因横拉杆作用力增大而提高了电机功；接入E72的通信网络和车载网络。
虽然提高了E72电动机械式助力转向系统的功率，但它并不是高电压组件，而是一个14V组件电动机械式助力转向系统，基本具有以下特点：级冲来自路面的千扰（提高行驶舒适性）；方向盘主动回位（提高行驶舒适性）；根据车速控制转向助力“Servotronic”（提高行驶舒适性和行驶安全性），没有液压回路（简化整车集成性，提高环保性），根据需要控制电机（有助于降低耗油量）；转向助力不受内燃机转速影响。
（二）系统概览
   1.  组件棍览
   E72电动机械式助力转向系统组成如图41所示。EPS转向系统由以下主要组件构成：转向力矩传感器；EPS控制单元，带有电机位置传感器的电机；减速器；齿轮齿条式转向器。

    E72电动机桩式助力转向电气系统组成如图42所示。

    2．功能
（1）根据车速控制转向助力  电动机械式助力转向系统通过纯软件功能实现根据车速控制转向助力。EPS根据有关车速和驾驶员转向力矩的输入信号在低速行驶时提供较大转向助力。这样可以在诸如移动车辆或停车人位等情况下提高行驶舒适性。而高速行驶时则要求转向设计不灵敏，从而确保更易于保持行驶方向。因此EPS在高速行驶时降低转向助力，从而要求驾驶员施加较大转向力矩，这样可以降低在高速情况下突然操纵方向盘的危险。
    驾驶员施加的转向力矩较小时，EPS的助力力矩设置也会相应较小，这样可以达到出色的自动定中心效果，即在直线行驶位置时转向系统不过于敏感。驾驶员施加的转向力矩较大时，就会通过EPS获得所需较高助力。所有特性曲线间的过渡都不是跳跃进行而是循序渐进的，如图43所示，因此驾驶员不会受到任何转换过程的干扰。

（2）方向盘主动回位  在带有液压助力转向系统的车辆上只能通过车桥运动学使方向盘回到直线行驶位置，如图44所示。电动机械式助力转向系统通过控制电机为方向盘回位提供主动支持。为此，EPS使用以下输入信号：车速；驾驶员施加的转向力矩；转向角和转向角速度。

    只要驾驶人在驶出弯道时松开方向盘就会实现方向盘主动回位。EPS根据输入信号识别出这种情况转向角明显不为零，且驾驶人施加的转向力矩几乎为零。之后通过控制电机产生回位力矩。回位力矩可使方向盘平稳移动直至接近直线行驶位置。
    电动机械式助力转向系统可以比液压助力转向系统更迅速、更准确地返回到直线行驶位置上。这点适用于所有BMW所用的电动机械式助力转向系统，因为所有这些系统都包括“方向盘主动回位”功能。
（3）主动缓冲  需要加以缓冲的方向盘自行移动可能由于驾驶员无意间的脉冲式转向动作或路面、车轮干扰而造成。E72的电动机械式助力转向系统可以对这两种情况进行缓冲。这点通过EPS齿轮齿条式转向器的机械特性实现，通过减速器和电机惯性间的大传动比能够对不希望出现的方向盘运动进行机械缓冲。此外，EPS还带有“主动缓冲”功能。
    EPS通过分析电机位置传感器信号识别出驾驶员未施加转向力矩情况下的齿条移动。EPS以较高频率控制电机，从而抵消这些不希望出现的移动情况。这是克服路面或车轮干扰的有效措施。
    特别是在高速行驶时，驾驶人无意间的脉冲式方向盘转向动作会对车辆稳定性产生不利影响。车辆可能会左右摆动并失去控制。EPS识别出这种脉冲式方向盘转向动作并控制电机，从而对其进行充分缓冲，如图45所示。因此可防止车辆左右摆动。

    （4）特殊情况
    ①软件功能形式的限位位置。在即将到达机械限位位置前，EPS以坡度曲线形式降低转向助力，这样可以明显使转向到限位位置的动作更加平稳。因为已经事先提高了阻力，因此到达限位位置时不会过于突然，而且还可以降低组件的机械负荷。
    ②出现故障时关闭功能。研发目的是要通过电动机械式助力转向系统可靠提供转向助力并在出现故障情况下仍确保这项功能正常。例如某一传感器信号失灵时，可能会使用一个冗余信号或一个计算值代替。但是如果出现影响电机可靠操控的故障，则必须停用转向助力。这样虽然会使驾驶员施加的转向力矩明显增大，但重要的是能够防止电机故障操控。电机只是在没有通电的情况下自由转动。注意：出现故障时转向助力消失是一种预定的EPS系统响应特性。虽然驾驶员可能会感觉这种特性有些意外，但只要加大控制力量就可一直确保车辆转向性能不受影响。
    出现这种故障情况时，组合仪表内的警告灯就会亮起，如图46所示。同时通过一条检查控制信息提醒驾驶员注意故障情况。

    ③防止过载EPS组件温度过高时，EPS就会采取干预措施，为此使用EPS控制单元内所装温度传感器的信号和一个计算模型。计算模型分析电机耗电量，并由此确定绕组温度评估值。
    识别出温度较高时，EPS控制单元就会采取以下保护措施。
    a．风扇。根据温度会要求接通风扇或逐渐提高风扇转速。为此，EPS控制单元向数字式发动机电子系统发送总线电码。随后数字式发动机电子系统以相应转速挡接通电风扇。
    b．降低功率。EPS控制单元根据温度降低电机功率。这样可以减小EPS自身产生的热量，从而防止温度继续升高。此外还可以减小转向助力。当驾驶员可以察觉出的时候，组合仪表内的警告灯也会亮起。
    环境温度较高且转向操作猛烈时，特别是在车辆静止的情况下，可能会出现这种过载现象，但大多数客户都不会经历这种例外情况。
    当驾驶人试图使前车轮转向某个坚实障碍物时（例如路沿），可能会出现另外一种过载现象。如果在较短时间间隔内反复出现这种情况，也会减小转向助力。这样不仅可以保护EPS组件，而且还能提示驾驶员正在转向一个坚实障碍物。EPS通过比较电机控制信号和电机位置传感器信号识别出这种情况。

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