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请说明当年的宝马5系的主动转向系统的工作原理。

发布时间:2019-10-04 19:37 来源:未知 编辑:admin

  既能在直道上高速行使,又能在急弯上展现猫一般矫捷的身手,这是汽车工程师在设计转向系统时梦寐以求的境界。直到宝马新5系的推出,这个梦想才真正地得到实现。 自从汽车发明以来,驾驶转向的传动装置通常都是固定的。换句话说,不论是在市区窄小的街道缓行或是高速公路上奔驰,方向盘与前轮的转向角度比始终一成不变。因而这也是工程师们面临的一个比较困难的选择:如果采用直接转向,驾驶者在过急弯时就不需要大幅转动方向盘,但是在高速行驶时,方向盘细微的动作都将会影响到行驶稳定性;反过来说,转向系统越是间接,车辆在高速公路上的行驶稳定性就越高,但是必须牺牲过弯时的操控性。所以,传统的转向系统都必须在安全性与舒适性之间做出权衡。 宝马工程师通过数年的研发努力,研制出了革命性的主动式转向系统,并首先在宝马新5系中亮相。该系统可以确保,车辆在任何速度下都能提供理想的转向操控,并同时兼顾最大的驾驶乐趣、灵活性及安全性,这在汽车史上还是首次。 这项天才设计的基本原理其实很简单。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。这个系统包含了一个拳头般大小的行星齿轮,以及两根输入轴。其中一根输入轴连接到方向盘,另一根则通过螺旋齿轮,由电动马达进行控制。负责宝马主动式转向系统的项目经理菲利普孔恩博士(Philip Khn)解释道:当车速较低时,控制马达与转向管柱呈同方向转动,以增加转向角度;而当高速行驶时,控制马达呈反方向转动,从而减少转向角度。 宝马主动式转向系统大大加强了行车安全性。新5系的驾驶者在连续过弯时仍能保持理想坐姿,且几乎不需要移动双手,只要透过方向盘上触手可及的多功能开关及SMG换档手柄即可完成操控。这项设计同时还提供了停车的方便性,只要轻转两圈方向盘就可以将车子轻松地停进停车格里。 主动式转向系统令宝马新5系在高速公路上的行驶亦更加轻松。这是因为该系统能够降低高速下的转向灵敏度,而由外在因素所造成的方向盘震动,比如行驶在崎岖路面上,对方向稳定性的影响也更轻微。孔恩博士更指出:在高速转弯时,转向变得更简单、更平顺。即使面对突发的转向动作,例如躲避前方突然出现的障碍物,系统动作依然很平顺自然。此外,搭配原有的转向动力伺服系统,转向扭矩会配合车速提供更多的动力,以避免方向盘失控。 传统的转向系统不论车速快慢,都采用18:1的固定传动比率,这表示方向盘转向18度,车轮转动1度。而宝马主动式转向系统的比率则在一定的范围内,从静止状态的10:1到高速时的20:1。也就是说,当方向盘转动半圈(180度)时,车速若低,车轮就转动18度,车速若高,则车轮只转动不足9度。 主动式转向系统的控制组件与引擎的电子零件、动态稳定控制系统(DSC)和两只偏航率传感器相联相通。依据这些系统提供的信息,它以平均每秒100次的运算速度,提供最实时、最理想的转向角度。系统通过测量转向角度,可以掌握驾驶者的意图。动态稳定控制系统依据车轮转动的圈数可以计算出车速,而偏航率传感器则可随时监控车辆垂直轴的稳定性。对于新5系是否行驶在理想线路上或是有偏离路线的趋势,主动式转向系统始终都能明察秋毫。 当发生特别紧急的情况时,例如闪避,所有的汽车都会自然地发生转向过度的现象。主动式转向系统在一开始就能察觉,并于毫秒之内相应地调整转向角度。也就是说,系统能在驾乘者不知不觉中自动地反转转向系统来平衡车身,从而提高了行车安全性。而如果主动式转向系统自身不足以让车辆维持稳定的先进路线时,动态稳定控制系统将及时介入,降低引擎马力或对个别车轮施以刹车。 万一控制软件失效了,怎么办?宝马工程师早已料想到这点。在纯粹的线控转向系统中,转向由电子信号控制,方向盘与车轮之间并没有直接的机械结构相联。配备主动式转向系统的新5系则与其不同,即使系统发生故障,仍然能进行转向动作,只不过其转向角度无法增加或减少。因软件障碍而造成严重的转向失误也是绝对不允许发生的,菲利普孔恩博士解释道:所有的信息分别在两台计算机中以不同方式进行分析,只有两台的结果相同时指令才被接受,如果结果出现矛盾,系统就会自行关闭。 机械与电子装置的巧妙运用相得益彰,使得宝马成为第一家融合弯道灵活性与直道稳定性于一车的公司

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