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BMW售后服务培训E65 行驶动态系统专题培训教材
提示本培训手册中包含的信息仅用于接受 BMW 售后服务培训课程的人员技术数据的更改/补充摘自技术售后服务的有关信息' 2001 BMW AG慕尼黑德国未经宝马汽车公司慕尼黑书面授权不得翻印复制及摘录VS-42 MFP-HGK-BRK-E65_0500
目录页码第1章引言 1第2章ABS/ASC/DSC 2引言 2功能概述 2-连接在总线内的 DSC 3功能描述 4-电子减速控制系统ECD 5-制动衰退支持系统FBS 6-动力性能控制系统FLR 7-动态牵引力控制系统DTC 7-驻车制动器液压部分 8系统的结构部件 9-液压装置组件 10-传感器 11第3章 EDC-K 12引言 12-历史 13系统的任务 14系统概述 16组件功能描述 18-控制单元 18-供电 19-垂直加速度传感器 21-可调式电子减震器 22-无级调节阀 24操作 27诊断 28维修说明 28第4章动态驾驶 29引言 29动态驾驶一览 31-连接在总线内的动态驾驶 40部件描述 41功能描述 58-整个动态驾驶系统的起动状态 58-运行状态 61维修说明 66-动态驾驶试运行 67-对动态驾驶系统进行排气 68
E65 行驶动态系统引言现代车辆底盘必须为驾驶员提供最佳行驶舒适性较高的行驶安全性较大的灵活性和操纵的简单性此外还必须具有适应各种条件的能力路况冰雪等等由于车辆会受到各方向的作用力因此车辆的车身可能出现以下方式的运动-绕着横向轴线俯仰-绕着纵向轴线侧倾-绕着垂直轴线偏航底盘的任务是尽可能抑制这些力的作用为了主动及被动地对驾驶员提供支持在 E65 中安装了多个主动式行驶动态系统行驶动态系统通过传感器获得行驶状态并将其继续传输到相应的控制单元这些控制单元换算输入信号并将输出信号发送到各执行器行驶动态系统包括-动态稳定控制系统 DSC 及其子系统-连续可调的减震系统 EDC-K-主动式侧翻稳定杆 Dynamic Drive- 1 -
E65 行驶动态系统ABS/ASC/DSC引言为了实现改善后的系统工作方式Bosch DSC 已在细节方面做了改善并增添了新功能该系统与 PT-CAN 系统相连功能概述DSC 模块通过制动作用进行控制或在特定情况下通过发动机负荷控制系统进行控制它包括以下子系统-ABS 防抱死制动系统-ASC 自动稳定控制系统-MSR 发动机牵引力矩控制系统-DSC 动态稳定控制系统-DBC 动态制动控制系统-CBC 弯道制动控制系统-ECD 电子减速控制系统只限 ACC-FBS 制动衰退支持系统-FLR 动力性能控制系统-DTC 动态牵引力控制系统-驻车制动器液压部分在 DSC 控制单元内还集成了 2 级制动摩擦片磨损传感器的分析装置制动摩擦片磨损传感器的结构和工作原理见 HGK制动器- 2 -
E65 行驶动态系统-连接在总线内的 DSCKT-8932图 1总线结构- 3 -
E65 行驶动态系统功能描述-ABS 防抱死制动系统记录_________________________________________________________________________________________________________________________________________-ASC 自动稳定控制系统记录_________________________________________________________________________________________________________________________________________-MSR 发动机牵引力矩控制系统记录_________________________________________________________________________________________________________________________________________-DSC 动态稳定控制系统记录_________________________________________________________________________________________________________________________________________- 4 -
E65 行驶动态系统-DBC 动态制动控制系统记录_________________________________________________________________________________________________________________________________________-CBC 弯道制动控制系统记录_________________________________________________________________________________________________________________________________________-电子减速控制系统ECDECD电子减速控制系统对 ACC自适应巡航控制系统的请求信号作出反应如果 ACC 请求减速那么 DSC 将执行制动功能此时将根据车辆行驶速度与前车的距离和前车的速度自动在四个盘2式制动器上执行制动作用最大减速度 3 m/s在下坡行驶且预先选择了行驶速度时ECD 通过自动制动作用持续调节行驶速度至预设值- 5 -
E65 行驶动态系统在进行自动制动时制动信号灯的控制方式符合法规要求2自减速度 >1m/s起灯光模块LM才开始实施制动信号灯的控制这样就避免了制动信号灯频繁亮起及提前亮起-制动衰退支持系统FBSFBS制动衰退支持系统是 DBC 的一项新的子功能FBS 功能用于补偿因制动温度上升而造成的制动力损失制动器较热时制动作用衰退因此要求驾驶员用更大的力操纵脚踏板现在提高制动压力通过控制液压泵实现温度测量值是一个虚拟值可借助以下输入值-车轮速度-单个车轮的制动压力及-环境温度测算出温度模型- 6 -
E65 行驶动态系统-动力性能控制系统FLRFLR 是 DSC 的一项新功能它可以避免滥用制动器而造成过载如果测算出温度超过 600 摄氏度那么系统将降低发动机功率最大发动机扭矩 330 Nm发动机扭矩的降低将作为故障存储动力性能控制系统已激活如果客户抱怨发动机功率不足可由修理厂进行确认并向客户解释其原因是制动过载-动态牵引力控制系统DTCDTC动态牵引力控制系统功能可通过控制器激活由此将用于改善牵引力的 ASC 滑转阈值提高至车速 70 km/h理论上允许的滑转率加大一倍但是它还要受滑转特性曲线的制约在坏路上和刚下过大雪的路面上行驶时即可体现这项功能的优点该功能不是针对安全性而是针对牵引力的出于安全考虑如果横向动态运动趋势增大通过偏航角速率传感器测量则滑转阈值将重新返回到标准模式如果 DTC 牵引力模式被激活那么固定式 DSC 安全灯上面的字符 DTC 将亮起- 7 -
E65 行驶动态系统-驻车制动器液压部分DSC 控制驻车制动器的液压功能由驾驶员选择的便捷功能自动驻车将在前桥和后桥的制动器上施加液压驻车制动动态紧急制动功能也使用相同的控制为此 DSC 控制单元提供了通过 PT-CAN 与驻车制动控制单元连接的 ECD 接口提示液压驻车制动功能见 HGK制动器- 8 -
E65 行驶动态系统系统的结构部件KT-8098图 2DSC 电路图索引说明索引说明BBFG1-G4制动摩擦片磨损传感器车轮转速传感器VPBFS预增压泵制动液传感器DSCPDSC 控制单元压力传感器VXDFA液压调节阀转速传感器输出端VBTWEG BS里程信号制动信号灯开关CDDME控制显示数字式发动机电子伺控系统ZGMSIM中央网关模块安全信息模块KOMBICON.组合仪表控制器CASLWS便捷进入及起动系统转向角传感器GRS带集成式横向加速度传感器的偏航角速率传感器- 9 -
E65 行驶动态系统-液压装置组件KT-7996图 3液压原理图DSC- 10 -
E65 行驶动态系统索引说明索引说明BAsRFP制动液热膨胀平衡罐自吸式回流泵THZISD串联式制动主缸集成式流体阻尼器HAEVHL后桥左后进流阀 VAEVHR前桥右后进流阀PvorEVVL预压传感器左前进流阀DKEVVR减震腔右前进流阀EVLPAVHL单向预增压泵左后回流阀KOMBIAVHR组合仪表右后回流阀GRSAVVL偏航角速率传感器左前回流阀CASAVVR便捷进入及起动系统右前回流阀HSVHL / HR高压换向阀左后 / 右后USVVL / VR转换阀左前 / 右前SK储液腔-传感器DSC 通过以下传感器获得输入信号-车轮转速传感器带旋转方向识别功能的主动式车轮转速传感器-偏转率传感器通过 CAN 接口作为 DSC 的卫星式传感器连接在 PT-CAN 上-横向加速度传感器集成在偏转率传感器内-压力传感器安装在前桥回路的入口上在未按压制动信号灯开关时不断测算零点-转向角传感器转向柱开关中心SLZ的组件通过中央网关模块连接到 PT-CAN 上-制动液报警开关监控制动液热膨胀平衡罐内的液位-制动信号灯开关BS- 11 -
E65 行驶动态系统EDC-K引言现代车辆底盘必须为驾驶员提供最佳行驶舒适性较高的行驶安全性较大的灵活性和操纵的简单性不可调的常规减震器只能在上述目标之间提供一个折中方案可手动调节的减震器则可将减震程度设置为运动型或舒适型 为了能近乎完美地消除这个目标冲突我们研制了可调式电子减震系统KT-8869图 4前桥外观从上面看索引说明索引说明13螺旋弹簧保护套上部止推轴承2EDC-K 插头接口- 12 -
E65 行驶动态系统- 历史EDC III 是一个全自动工作的与行驶状况匹配的调节系统系统通过传感器获得输入参数如路面状态车辆负荷和行驶方式然后按三个特性线低阻尼中等阻尼或高阻尼中的一个进行自动控制驾驶员也可以选择舒适模式或运动模式KT-6623图 5EDC III 的特性线拉伸阶段借助 EDC-K 可在整个特性曲线上对减震器进行全自动调节这个特性曲线由无限多个特性线组成因为在任一活塞速度 V 下都可以调节阻尼K力 F所以可以连续调节减震器D 驾驶员也可以通过控制器设置为舒适模式或运动模式KT-6624图 6EDC-K 的特性区域拉伸阶段- 13 -
E65 行驶动态系统系统的任务作为底盘的一部分EDC-K 的任务是补偿行驶期间作用在车辆上的动态力以下作用力会作用在车辆上-垂直力例如因路面不平引起的-横向力离心力侧风-纵向力加速制动这些作用力会引起车辆的车身出现以下方式的运动-绕着横向轴线俯仰-绕着纵向轴线 侧倾-绕着垂直轴线偏航底盘的任务是接收传输到车辆上的作用力这个任务的大部分可由连续调节式减震器完成EDC-K 的主要任务是在保持较高的行驶安全性的同时提高行驶舒适性EDC-K 的目标是使行驶时舒适低阻尼状态的时间尽可能长出于安全及减少舒适性损失考虑为避免车身运动过大必要时可调节到高阻尼状态进行控制- 14 -
E65 行驶动态系统减震器刚度不是按设定的分级进行调节的而是通过可调式减震器阀以多控制方式实现的通过传感器可获知行驶状态和路面状况此外驾驶员还可以通过控制器设置为舒适模式或运动模式系统的输入信号来自传感器/开关信号计算值安装位置前桥及后桥上的加速度传感器前后垂直加速度弹簧压缩/拉伸行程右前左前右后的垂直速度减震支柱盖转向角传感器转向角转向角速度转向柱开关中心左前/右前车轮转速车轮转速行驶速度左前/右前轮毂传感器加速/制动模式选择舒适模式/运动模控制器式- 15 -
E65 行驶动态系统系统概述¡¨¾”‘⁄Þ‹œ?ƒ⁄µƒ EDC-KKT-8934图 7总线结构- 16 -
E65 行驶动态系统œµÕŠ²¾øÚÕº£½KT-7769图 8EDC-K 电子系统一览索引说明索引说明VLCD左前控制显示VRDVVR右前右前减震器阀HRDVVL右后左前减震器阀DF ADVHR模拟转速传感器右后减震器阀控制器左后减震器阀LWSZGM转向角传感器中央网关模块- 17 -
E65 行驶动态系统组件功能描述-控制单元控制单元通过一个集成极性变换的过载保护继电器由车辆电源系统总线端 Kl. 30供电在 + 9 V 至 + 16 V 电压范围内控制单元可正常工作在低电压时系统设置为关闭这样可避免车辆蓄电池过多放电控制单元内有各种调节器功能通过特定调节策略这些功能确定加到减震器阀上的直流电大小与各计算作用力相对应的是垂直调节器纵向调节器横向调节器修正调节器和公差调节器车辆静止时减震器断电车速自 5 km/h 起减震器通电- 18 -
E65 行驶动态系统-供电阀门上电流低可使减震器具有高阻尼电流高可使减震器具有低阻尼输出电压的标准值由微处理通过按脉冲宽度调制的信号PWM预先设定通过硬件电流过载保护开关避免电流超过限值所有模拟输入端都已通过二极管实现正过压和负过压保护微处理器处理控制单元的以下模拟信号-车辆供电电压-开关调节器的输出电压-阀门上的电压和电流I = 0AI = 2AKT-6624图 9高阻尼和低阻尼特性线拉伸阶段及其供电控制- 19 -
E65 行驶动态系统阀门控制/ 输出级电路执行器的负极都连接到控制单元减震器内的电磁阀都带有一个相对较小的欧姆电阻室温下每个阀的电阻约为 根据所需要的阻尼力要调节的电流范围为 0 至 2 A即在低电压时需要电流按比例提高标准值不允许超过 2 A否则会造成阀门损坏电磁阀以整桥方式按顺序接通输出电流为直流电减震器以整桥方式按顺序被控制KT-8371图 10后桥上 EDC-K 阀门的串联电路索引说明索引说明DVHR微控制器右后减震器阀µΧPWMDVHL脉冲宽度调制左后减震器阀- 20 -
E65 行驶动态系统-垂直加速度传感器使用的三个垂直加速度传感器的测量范围为 ± g它们被安装在车轮拱罩内左右减震支柱盖上以及后桥减震支柱盖上三个传感器相同但将它们固定在车轮拱罩内的固定架不同前部传感器1固定在车轮拱罩上部后部传感器2固定在车轮拱罩侧面至控制单元的插头接口必须一直朝下KT-8638图 11前部/后部垂直加速度传感器索引说明索引说明12前部加速度传感器后部加速度传感器- 21 -
E65 行驶动态系统-可调式电子减震器在前桥和后桥上装有双筒充气减振器这种减震器是 Mannesmann Sachs Boge 公司研制的此类型的减震器是特性曲线减震器就是说不再象 EDC III 那样有固定分级在每个减震器中都有一个可调节的比例阀集成在活塞上在弹簧压缩和拉伸时这个阀门改变减震器油的流动方向这个调节阀根据油流过的体积流量在活塞上下侧之间产生一个压力差用于这个集成式调节阀的电气馈线通过空心的活塞杆安装除这个可控制的调节阀外还沿轴向并联安装了一个底阀它的主要任务是确保压缩阶段特性线最小最小拉伸阶段特性线主要是通过与调节阀串联接通的常规活塞阀产生的对两个车桥实行单独控制以便在所有行驶状态下都能保证车身处于最佳运动状态控制单元失灵或点火开关关闭时阀门不通电减震器自动处于阻尼最大的位置如果车辆装备了动态驾驶装置那么在前桥和后桥上的减震支柱将使用另一种阀门装备- 22 -
E65 行驶动态系统KT-7752图 12减震器剖面图索引说明索引说明15螺栓活动阀座26电磁线圈阀门弹簧37主减震器阀电枢4辅助阀门- 23 -
E65 行驶动态系统-无级调节阀在断电运行状态下制造商将减震器设定为液压阻力最大这个设定通过预紧阀门弹簧6的螺栓1实现减震器被调节到阻尼最大位置也称为安全位置阀门弹簧以最大力压在电枢7上这个电枢又压在主减震器阀3上这个阀压在活动阀座5上而此阀座的下部靠在壳体上并给油的流动施加阻力电磁线圈2供电后电枢向阀门弹簧预紧方向移动辅助阀门4与常规底阀图中未画出一起产生最小阻尼力- 24 -
E65 行驶动态系统拉伸阶段的工作方式活塞运动方向油流动方向KT-7755图 13拉伸阶段的阀门活塞被向上拉油按图示箭头方向流动活动阀座因液压压力而将主减震器阀向上压- 25 -
E65 行驶动态系统压缩阶段的工作方式活塞运动方向油流动方向KT-7753图 14压缩阶段的阀门活塞杆被向下压油按图示流动方向流动主减震器阀因液压压力而被向上压活动阀座紧靠在下部- 26 -
E65 行驶动态系统操作控制器和控制显示运动模式运动模式通过控制器或自 2002 年 3 月起通过 MFL 按钮由驾驶员进行控制选择 EDC-K 开关位置运动模式即可设置为高阻尼方式每次起动发动机后EDC-K 都处于舒适模式KT-7772图 15控制显示图示- 27 -
E65 行驶动态系统诊断系统监控和可信度出于安全考虑某一阀上有故障时所有阀门立即断电故障识别只细化到整个车桥为确定哪一个阀门损坏可利用 DIS 或测量各阀门的电阻值阀门功能良好时电阻值为 ±10% - 室温20 摄氏度必须注意电阻值会随温度变化而变化加速度传感器在 EDC-K 控制单元内未预先设置如何区别故障状态和真实运行状态在控制单元内三个传感器的电源在未经去耦的情况下并联接通因此其中一个用电器供电短路也会影响其它传感器供电维修说明EDC 诊断系统只能以整桥方式识别电子减震器故障单个减震器的机械检测可以在减震器检测台上进行减震器会因机械磨损而造成阻尼越来越小通过一个运行时间存储器可以将减震器特性线向高阻尼设置方向推移一般情况下只能以整桥方式更换损坏的减震器更换后必须通过 DIS 将前桥或后桥的运行时间存储器复位life time reset- 28 -
E65 行驶动态系统动态驾驶引言前后桥上的稳定杆车辆转向时作用在重心上的离心力使车辆产生一个绕侧滚轴线的侧倾力矩这个力使车身向外转向车轮方向倾斜因此车辆快速接近行驶动态的极限车身的倾斜度以及随之而来的车轮负荷差应通过稳定杆承受转向时外转向车轮的弹簧被压紧内转向车轮的弹簧伸长这样就会使稳定杆扭转此时在稳定杆支撑点内出现的力产生一个力矩这个力矩可阻止车身侧倾并改善同车桥两车轮上的负荷分配其缺点是直线行驶及弹簧单侧压缩时基本弹性变硬这样将造成舒适性降低- 29 -
E65 行驶动态系统KT-8846图 16侧滚轴线偏航轴线和俯仰轴线被称为动态驾驶或主动式侧翻稳定杆ARS的主动式底盘系统是底盘技术的一个飞跃首次消除了操纵灵活性与舒适性之间的目标冲突这一点体现了新型 BMW 典型的驾驶乐趣主动式侧翻稳定杆有两根稳定杆可有效防止车身侧倾并改善行驶性能这样弹簧和减震器可以设计得更舒适- 30 -
E65 行驶动态系统动态驾驶一览KT-6162图 17后桥上的主动式稳定杆索引说明索引说明12双向马达稳定杆支座滚动轴承动态驾驶主要根据横向加速度控制两个主动式稳定杆动态驾驶的基础是车桥上的可分式稳定杆两个稳定半杆通过一个液压双向马达连接在一起一个稳定半杆与双向马达轴相连另一个与双向马达壳体相连KT-6160图 18双向马达索引说明索引说明13双向马达轴排气接口24压力接口双向马达壳体- 31 -
E65 行驶动态系统这些主动式稳定杆可调节稳定力矩-将转向时车身的侧倾降至最小或完全排除-减小车身的运动传递-在整个车速范围内提高灵活性和目的的精确性-产生最佳的自转向性能直线行驶时该系统改善了悬架的舒适性因为此时稳定半杆未耦合在一起所以单侧弹簧运动时基本弹性不会进一步变硬动态驾驶由下列组件组成KT-7928图 19组件安装位置索引说明索引说明15液压油箱控制单元26串联泵横向加速度传感器37前部双向马达后部双向马达4阀体- 32 -
E65 行驶动态系统侧倾的影响转向时车辆上会产生一个横向加速度aq它作用在车身的重心 SP 上车身绕侧滚轴线侧倾此轴线由前桥和后桥运动学预先确定从而产生侧倾角 ϕ最大 5度轮罩处的高度变化最大为 ±10 cmMMMϕAFqFqaqaqSPSPhhRARAKT-6157被动式车辆主动式侧翻稳定杆图 20 被动式车辆/ARS 的侧倾状态索引说明索引说明MSP侧倾力矩重心aqRA横向加速度侧翻轴线ϕFq侧倾角横向力Mh车身力矩重心点杠杆臂的高度A在带有常规悬架的被动式车辆中所产生的侧倾力矩 M 由稳定杆和弹簧承受车辆转弯时外弹簧被压紧而内侧弹簧被拉伸此外稳定杆还会扭转在垂直线与车身之间产生一个侧倾角 ϕ- 33 -
E65 行驶动态系统车辆带有动态驾驶装置时小于某个横向加速度 aq 时的侧倾力矩 M 单独由主动式稳定杆抵消只有侧倾力矩 M 大于 ARS 主动调节力矩 M A时才能产生一个侧倾角其余的侧倾力矩 M 由被动式弹簧承受前桥和后桥上的主动式车身力矩 M抵抗侧倾力矩 M 的作用并通过这A 种方式按控制单元内预设的特性线抵消侧倾角的影响横向加速度小于2约 3 m/ g时侧倾角被完全抵消如果横向加速度高于这个值则即使 ARS 工作也会产生一个侧倾角这时驾驶员可通过侧倾角和不断增大的不足转向趋势得到一个反馈信息以此提醒驾驶员车辆已接近极限范围提示由侧倾力矩 M 引起的轮胎弹性压缩不被抵消- 34 -
E65 行驶动态系统侧倾角图表被动式被动式动态动态驾驶驾驶KT-6186KT-6187图 21车辆空载图 22车辆加载图示曲线表示空载车辆带有驾驶车辆满载时因为车身质量较大员时侧倾角的变化所以作用在车辆上的横向力也较大杠杆臂 h 也会随车辆负荷的分布在车辆内或在车顶上而改变在这种情况下车辆的侧倾角比控制特性线内预设的侧倾角大一些满载的被动式车辆也同样有较大的侧倾角侧倾力矩 M 的计算作用在车身上的横向力 F 按如下公式计算qF = m * amkg= 车身质量qq2am/s= 横向加速度q横向力 F 通过杠杆臂 h= SP 与 RA 之间的距离产生侧倾力矩 qMM = F * hFN= 横向力qqhm= 杠杆臂- 35 -
E65 行驶动态系统前桥与后桥之间主动车身力矩的分配取决于行驶速度在下一章中将解释力矩是如何分配的自转向性能的影响车桥上的稳定力矩会对自转向性能产生决定性的影响一个车桥上的稳定力矩越大这个车桥可传递的横向力越小以下论述了车桥上稳定力矩分配不同时的两种情况1. 两个车桥上的稳定力矩相同行驶性能为中性前车轮可以象没有驱动力矩的后车轮那样以基本相同的横向力传递到路面上车辆行驶性能表现为中性调节到中性状态时车辆的行驶性能很灵敏转向系统的反应很直接在这种行驶性能下驾驶员可准确实现目标要求行驶速度较低时不熟练的驾驶员也能轻易操控调节到中性状态的车辆- 36 -
E65 行驶动态系统2. 前桥上的稳定力矩较大行驶性能为不足转向前桥车轮传递到路面上的横向力比后桥车轮小车辆行驶性能表现为不足转向即使行驶速度及转向速度较高在通常情况下不熟练的驾驶员也可以轻易操控具有不足转向特性的车辆但是这种感觉很安全的行驶性能却降低了车辆的灵活性动态驾驶可调节前桥和后桥上的稳定力矩即针对车速的高低使车辆具有不同的行驶性能行驶速度行驶性能低中高不足转向中性不足转向前桥后桥KT-6183图 23在整个行驶速度上主动车身力矩分配的百分比- 37 -
E65 行驶动态系统所采用的流体力学设计保证了后桥上的主动稳定力矩永远比前桥小所以它以纯机械/液压方式保证了带有动态驾驶装置的车辆不会处于过度转向状态对于普通客户也不会处于临界状态系统动态在快速换车道快速转向以及在弯路上快速转向时动态驾驶必须相当快地作出反应动态驾驶的系统动态由以下几个步骤的持续时间决定步骤时间通过传感器获得信号在控制单元内处理传感器信号控制阀门约 10 ms改变方向转换力矩方向方向阀约 30 ms压力建立每个车轮上的力0 --> 30 bar 0 --> 350 N约 120 ms0 --> 180 bar0 --> 2100 N约 400 ms- 38 -
E65 行驶动态系统常规稳定杆 / 主动式稳定杆的比较与被动式稳定杆相比主动式稳定杆传递到车身上降低舒适性的力较少因此必须区分这些力以哪一频率传递路面激励稳定杆状态约 1 Hz频移较小时主动式稳定杆的扭转比常规稳定杆小传递到车身内的力较小车车身固有频率辆舒适性较好改善了车身的平稳性自 8 Hz 起两个稳定杆的状态相似因为对主动式稳定杆来说液压油无法排除得这样快车轮固有频率- 39 -
E65 行驶动态系统-连接在总线内的动态驾驶KT-8933图 24总线结构- 40 -
E65 行驶动态系统部件描述KT-7630FZP 体积流量FZVARKP 体积流量力矩VA油位信号VA 压力PVV 阀门电流aqPVH 阀门电流RV 阀门电流总线端 Kl. 15HA 压力FS 阀门电流力矩HAPT-CANDSV 压力信号DSH 压力信号SSE 信号PVV= 前部压力控制阀DSV= 前桥压力传感器RKP= 径向活塞泵FZHAa= 横向加速度PVH= 后部压力控制阀DSH= 后桥压力传感器q RV = 方向控制阀SSE = 阀芯位置FZP= 叶片泵识别传感器FS= 故障防护阀FZ = 路面激励图 25动态驾驶系统一览- 41 -
E65 行驶动态系统控制单元控制单元通过总线端 Kl. 30 供电并安装了一个 10 A 的保险丝该控制单元只能自点火开关打开起通过便捷进入及起动系统CAS的一条 CAN 唤醒导线激活系统启动时首先对车辆的可靠性进行检查此时 CAS 将底盘号码与动态驾驶控制单元内所设的底盘号码进行比较然后检查控制单元的硬件和软件最后检测所有输出阀门的磁铁是否短路及断路出现故障时该系统会将执行器转换到一个安全的行驶状态在低压/过压时控制单元自动关闭- 42 -
E65 行驶动态系统PT-KT-6832图 26ARS 方框图索引说明aq横向加速度ARS主动式侧翻稳定杆控制单元SSE阀芯位置识别传感器DSV前桥压力传感器DSH后桥压力传感器PVV前桥压力控制阀PVH后桥压力控制阀RV方向阀FS故障防护阀- 43 -
E65 行驶动态系统KT-8505图 27动态驾驶系统一览索引说明索引说明ARSSIM控制单元安全信息模块VBZGM阀体中央网关模块pEDC压力传感器电子减震控制系统GDME油位传感器数字式发动机电子伺控系统CASDSC便捷进入及起动系统动态稳定控制系统KOMBI组合仪表S1S2高度传感器LMS3灯光开关控制中心横向加速度传感器LWSSZL 内的转向角传感器- 44 -
E65 行驶动态系统输入端该控制单元获得下列输入信号-横向加速度-PT-CAN-前桥回路压力-后桥回路压力-阀芯位置识别的位置-油位传感器信号对动态驾驶最重要的调节信号是测量的横向加速度PT-CAN 的表现横向动态运动特性的附加信息是行驶速度信号方向盘转角和来自偏航角速率传感器的偏航角速度由此测算出按主动力矩设定的稳定需求通过行驶速度信息和转向角信息也可以改善系统的反应时间- 45 -
E65 行驶动态系统输出端以下部分的控制属于输出信号-前桥和后桥的压力控制阀-方向阀-故障防护阀-传感器供电5 V横向加速度传感器前桥和后桥上的压力传感器阀芯位置识别传感器SSE阀门控制通过按脉冲宽度调制的电流调节实现采用双保险方式测量各线圈的电流持续互相检测阀门电流的可信度通过电流测量可以保证压力设置得更精确并能以电气方式监控换向阀通过 PT-CAN 将一个电码发送到 DME以表明为主动式稳定杆供油的串联泵目前需要多大功率可以通过这种方式调节对发动机的附加功率需求为了识别该系统是否还处于激活状态会输出一个常规的数据信号Alive 信号并由其它控制单元读出所有信号故障都将被截获并可靠存储- 46 -
E65 行驶动态系统传感器技术有 5 个传感器可直接将它们的信号传输给该控制单元横向加速度传感器横向加速度传感器信号是主调节参数该传感器用于测量车辆转向时的横向加速度最大测量范围为 ± g安装在右侧前部座椅下的底板上该控制单元可以在试运行和行驶时对偏差进行补偿KT-6258KT-6483图 28横向加速度传感器插头颜色为本图 29横向加速度传感器特性线色自身带插头编码前桥及后桥稳定杆压力传感器这些压力传感器的任务是确认前桥和后桥上稳定杆的液压压力这些传感器安装在阀体上压力传感器的偏差值在试运行时一次性由控制单元匹配KT-6259图 30压力传感器特性线- 47 -
E65 行驶动态系统阀芯位置识别传感器 SSE该传感器的任务是识别方向阀的各个位置可以识别 2 个位置-左侧控制-右侧控制SSE 安装在阀体上油位传感器油位传感器用于识别液压油箱内的油量油位传感器可确认油位是否低于临界最小油位并控制一条报警信息油在液压油箱内正常流动时不会发出报警信息油位传感器安装在液压油箱上无法识别油位传感器是否短路/断路断路被系统解释为液压油损耗执行器技术压力控制阀前桥和后桥各有一个压力控制阀它们用于调整前桥和后桥稳定杆的控制压力直线行驶时压力控制阀处于断电状态节流横断面开启液压油无阻碍地流到液压油箱中转向时阀门通电双向马达中的压力快速升高并达到标准值根据横向加速度和车速前桥上的压力被调节到 5 至 180 bar后桥上的压力被调节到 5 至 170 bar- 48 -
E65 行驶动态系统压力控制阀位于阀体中方向阀方向阀被电动控制该阀门规定了左转向及右转向时高压油的方向它位于阀体中故障防护阀故障防护阀安全阀以电气方式控制它以断电方式关闭前桥双向马达系统压力以循环调节方式被限制它位于阀体中单向阀单向阀允许再次吸油并防止双向马达中形成空腔它们位于阀体中阀体KT-6159图 31带管路的阀体- 49 -
E65 行驶动态系统阀体位于 A 柱附近右前车轮罩饰板后它执行下列任务-分配液压油到双向马达前桥双向马达上的压力大于等于后桥双向马达上的压力-测量高压油的实际压力在阀体输出端各有一个用于前桥双向马达和后桥双向马达的压力传感器-快速精确地通过压力控制阀进行调节按需被动调节由于路面不平坦而产生的附加压力变化这些调节几乎察觉不到-通过方向阀设置体积流量的方向左转向/右转向方向阀的位置由阀芯位置识别传感器SSE识别-供电失灵时或系统中识别到故障时过渡到故障防护状态前桥双向马达被封闭可以通过单向阀从液压油箱管路再次吸油后桥双向马达短路同时与液压油箱管路相连-出现故障时限定系统压力故障防护阀的作用是使油循环流动- 50 -
E65 行驶动态系统PVVPVHV1DSVDSHV2FSPTSSERVH1H2KT-6158图 32阀体索引说明V1前桥双向马达的管路 1V2前桥双向马达的管路 2H1后桥双向马达的管路 1H2后桥双向马达的管路 2P泵T液压油箱RV方向阀FS故障防护阀RVV1单向阀在阀体中RVV2单向阀在阀体中PVV / PVH前桥 / 后桥限压阀SSE阀芯位置识别传感器DSV / DSH前桥 / 后桥压力传感器- 51 -
E65 行驶动态系统阀体部件部件描述压力控制阀压力控制阀被电动控制它们用于调节前桥和后桥稳定杆的主动压力PVVPVH直线行驶时压力控制阀处于断电状态节流横断面开启液压油无阻碍地流到液压油箱中转向时阀门通电双向马达中的压力快速升高并达到标准值方向阀方向阀被电动控制该阀门规定了左转向及右转向时高压油主动压力和液压油箱压力油的方向RVSSE用于监控方向阀位置的阀芯位置识别传感器SSE位于方向阀中故障防护阀故障防护阀以电气方式控制它以断电方式关闭前桥双FS故障安向马达系统压力以循环调节方式被限制其作用是使油循环流动全阀单向阀单向阀位于阀体中它允许再次吸油并防止双向马达中的气蚀RVV1RVV2压力传感器稳定杆的压力传感器信号用于监控流体压力此外压力信号还用于压力调节装置DSVDSH- 52 -
E65 行驶动态系统主动式稳定杆主动式稳定杆由双向马达1和安装在双向马达上带有滚动轴承2的稳定半杆组成因为滚动轴承的响应较好且调节力较小所以可保证舒适性最佳双向马达轴和双向马达壳分别与一个稳定半杆相连KT-6162图 33后桥上的主动式稳定杆索引说明索引说明12双向马达稳定杆支座滚动轴承- 53 -
E65 行驶动态系统主动式稳定杆要完成三个任务-双向马达将扭矩传递到稳定半杆-双向马达将稳定半杆去耦合-系统失灵故障防护状态时通过封闭双向马达的液压油液压锁止前桥稳定杆产生足够大的减振能力现在它的作用象一个常规稳定杆一样特殊情况如果双向马达的空腔内因泄漏而不再有液压油那么前桥稳定杆将不再有减振能力KT-6160图 34双向马达索引说明1双向马达轴2双向马达壳体3压力接口4压力接口图中看不到5排气两次- 54 -
E65 行驶动态系统双向马达中对置的空腔相互连接其中的压力相同通过一个接口可为两个空腔供给高压油另两个空腔通过回流管路连向液压油箱不同高压压力可产生力 F高或 F低因为 F 大于 F所以会产生HLHL扭矩 M其结果是轴相对壳体扭转SFLFHMMSSFHFLKT-6445KT-6269图 36双向马达剖面图图 35双向马达产生扭矩 MS因为一个稳定半杆与轴相连而另一个半杆与壳体相连所以两个稳定半杆可相对扭转扭矩 M 通过稳定杆连接部件产生绕车辆纵向轴线的主动力矩 M该力SA矩用于抵消车辆转向时产生的侧倾力矩 M转向时可将车身外侧向高处压将内侧向下拉- 55 -
E65 行驶动态系统MAMSKT-6192图 37主动力矩 MA横向加速度较高时在前桥和后桥上出现最大车身力矩随后前桥上的系统压力可达 180 bar后桥上可达 170 bar前部双向马达的尺寸小于后部双向马达因此后部双向马达压力为 170 bar 时可产生 800 Nm 的扭矩前部双向马达压力为 180 bar 时可产生 600 Nm 的扭矩两个双向马达都带有排气螺栓双向马达因外力路面激励例如路面不平或有坑洼而扭转时双向马达可当作扭转缓冲器使用液压油会因扭转而从两个空腔中排出排出的液压油流到管路和阀体由此而产生的液压阻力起到减振作用在故障防护锁止液压锁止时双向马达会因双向马达内液压锁止而只发生扭转- 56 -
E65 行驶动态系统串联泵由发动机通过多楔带驱动的串联泵包括一个用于动态驾驶的径向活塞泵和一个用于助力转向的叶片泵空转时泵轮转速约为 750 rpm在压力约为 5 bar 时最小油流量为 l/min而在约 200 bar 时约为 l/min这样在空转时也能完全保证系统动态要求泵轮转速超过约 1165 rpm 时最大油流量被限定在 7 l/min动态驾驶和助力转向共同使用一个液压油箱和油冷却器液压油箱无论车辆是否带有动态驾驶所有车辆的液压油箱都相同在液压油箱内有一个油滤清器和一个用于测量最低油量的油位传感器冷却器通过这个冷却器可在任何条件下保证所有液压组件内的油温长时间 < 120°C短时间 < 135°C- 57 -
E65 行驶动态系统功能描述-整个动态驾驶系统的起动状态点火开关打开后首先进行控制单元的内部功能测试紧接着测试所有阀门的电气功能并识别阀门的插头导线和电磁线圈是否短路及断路对于传感器可以检测传感器信号线 插头或传感器电子装置是否短路及断路随后在驾驶前检查内测试行驶前液压安全功能的检查此时只在泵与故障防护阀之间建立 <60 bar 的检测压力这样就可以检测在断电状态下故障防护阀是否真的处于所需要的故障防护位置同时也测试前桥压力控制阀的功能在前桥稳定杆上不建立压力以便车辆内的驾驶前检查不被明显感觉到动态驾驶在车辆静止时被关闭所有阀门都断电车辆静止时也不产生主动力矩因此虽然横向加速度传感器提供一个信号但是处于倾斜站立状态的车辆单侧加载车辆停在路沿上不会发生侧向摆动自 5 km/h 行驶速度起 ARS 功能被启动直至 20 km/h 时可达到最大作用状态- 58 -
E65 行驶动态系统KT-9349图 38静止位置时的液压系统图- 59 -
E65 行驶动态系统KT-9347图 39普通功能的液压系统图行驶速度高于 5 km/h故障防护阀通电且向左转向- 60 -
E65 行驶动态系统-运行状态直线行驶如果起动发动机泵就会将液压油输送到系统内系统内建立 3-5 bar 的压力作用在伺服马达一侧的压力不会影响稳定杆因为这个压力通过内部泄漏被消除用于前桥稳定杆PVV和后桥稳定杆PVH的压力阀不通电因此是打开的液压油可直接流回到液压油箱中只要车辆直线行驶就会保持这个状态车速自 20 km/h 起该系统就会发挥全部功能转向行驶如果车辆驶向弯道横向加速度传感器信号就会被传输到动态驾驶控制单元该控制单元又将一个按脉冲宽度调制的信号PWMS输出到前桥和后桥稳定杆的压力阀横向加速度越大信号值电流也越大阀门的控制电流越大它们关闭得越严密同时在稳定杆上也相应建立一个较高的压力通过压力传感器DSVDSH可获得至稳定杆的压力并传输到这个控制单元为了按相应的转向运动左转向或右转向建立压力控制单元将对方向阀RV进行控制传感器SSE用于识别方向阀的阀芯位置- 61 -
E65 行驶动态系统KT-9348图 40右转向行驶时的液压系统图故障防护阀方向阀和前桥压力阀通电后桥压力阀半通电- 62 -
E65 行驶动态系统功能受限制假如识别到一个故障那么该系统会进入故障防护状态控制单元把故障存储在故障代码存储器内并在组合仪表内显示这种故障防护状态只要试运行不是在无故障情况下结束就会保持故障防护状态在以下液压系统图一览中描述了故障防护情况- 63 -
E65 行驶动态系统KT-9349图 41故障防护功能的液压系统图- 64 -
E65 行驶动态系统在发生系统故障时故障防护阀FS通过弹簧关闭前部稳定杆内的液压油被封闭因此可以象常规底盘那样保证稳定杆有足够的稳定性且车辆具有不足转向性能为避免双向马达内出现气蚀单向阀RVV1RVV2可以再次吸油外部泄漏外部泄漏由前后压力传感器测得并可导致系统完全失灵- 65 -
E65 行驶动态系统维修说明动态驾驶失灵时DSC 不能再退出工作状态如果它已经退出工作状态则会自动重新接通为保证安全可靠地进行更换所有液压组件接口的尺寸和长度都不同传到车内的噪音基本上都是因组件及管路连接问题造成的管路不允许靠在其它部件上它们必须不松脱且不过紧地卡在支架内它们由底部饰板盖着KT-8356图 42噪音源索引说明1管路固定件- 66 -
E65 行驶动态系统-动态驾驶试运行每次打开系统后或更换零件后都要执行试运转程序更换横向加速度传感器后也应如此为了补偿横向加速度传感器和两个压力传感器的偏差值必须保证以下条件-车辆必须水平放置四个车轮着地-车辆未加载-发动机怠速运行-静止状态车门已关闭车辆内不允许有人试运行工厂内与修理厂内都一样时不允许有人在底盘部件的运动区域内此外还必须保证满足试运行的外部条件温度范围发动机转速恒定等等离地间隙不允许受到限制车门必须处于关闭状态升降台的托臂不允许再放在车下试运转程序分为5 个依次自动进行的阶段- 67 -
E65 行驶动态系统I测试方向阀 首先通过分析 SSE 信号来测试方向阀从 3 至 sII低压测试从 在这个阶段故障防护阀和方向阀不通电然后借助于通电和不通电的压力控制阀对前桥和后桥进行检 至 s测此时车身会侧倾车辆的侧面必须有足够的空间III前桥高压测试在前桥的双向马达上施加一个 180 bar 的压力从 至 s借此识别系统中是否有空气内部是否泄漏或双向马达是否卡死IV后桥高压测试在后桥的双向马达上施加一个 170 bar 的压力从 至 15 s借此识别系统中是否有空气内部是否泄漏或双向马达是否卡死V测试压力控制检查前桥和后桥控制阀的特性线标准 / 实际值阀比较借此识别压力控制阀是否有故障从 15 至 25 s-对动态驾驶系统进行排气如果动态驾驶系统的液压部分被拆开过那么必须通过诊断测试仪执行一个排气程序此时该系统通过双向马达的排气螺栓进行排气- 68 -
