新款宝马7系将批量安装动态稳定控制系统(DSC)。在此当然考虑了动态稳定控制系统与一体式底盘管理系统(ICM)主控制单元内中央动态行驶调节的协调。包括新引入的功能“动态行驶控制”也会影响DSC的工作情况。根据所选的级别(舒适、正常、运动、运动+),还必须对DSC干预的阈值和特性进行调整。除了调谐之外,还要对动态稳定控制系统在安装位置、显示范围以及诊断和修理方面有所改变。 DSC单元由DSC控制单元和液压单元组成。DSC控制单元通过电磁阀线圈控制液压单
元。部件实物如图3-7所示。
在DSC单元中有一个制动压力传感器。制动压力传感器通过制动踏板和制动助力器探测产生的制动力。制动压力传感器的测量范围为0~25MPa。其零点只在行车过程中匹配。
DSC单元通过其新设计能够进行更精确的调节。在调节泵电动机中有2×3个直径6.5mm的泵部件在工作。通过此设计产生一个根本改善的压力动态性。于是制动踏板在ABS调节时的脉动较低。此外,在下坡控制(HDC)时调节质量更高。脉冲信号如图3-8所示。
接线盒电子装置(JBE)上的配电器为DSC单元供电。一个总线端K1.30为回流泵供电,另一个总线端K1.30为电磁阀供电。DSC控制单元得电自总线端K1.30F。
主动式车轮转速传感器连接在DSC控制单元上,如图3-9所示。在主动式车轮转速传感器中进行全部信号处理。主动式车轮转速传感器同时能识别出行驶方向。
车轮转速通过一个磁脉冲齿轮进行测量。该磁脉冲齿轮的每一圈分为96个增量,每个
增量变化都将被主动式车轮转速传感器所识别,并将其转换为脉冲宽度调制信号的信号协议在一体式底盘管理系统(ICM)控制单元中,安装了一些原来被单独布置在DSC控制单元内的传感器,如图3-10所示。利用这些传感器,ICM控制单元可计算出一些对于车辆的动态行驶状态至关重要的量:纵向加速度和纵向上的车辆倾斜、横向加速度和横向上的车辆倾斜、偏航角速度。
传感器信号首先与传感器外壳有关。动态行驶系统需要这些量,但是以车辆的坐标系为基准。ICM控制单元将进行必要的换算。为此所需的修正值将通过ICM控制单元调试时所进行的匹配确定并保存。
在更换了ICM控制单元后,需要对所集成的传感器进行匹配。匹配必须在车辆位于纵向和横向上均为水平的地面上的情况下进行。这时,总线端K1.15必须接通转向角传感器安装在转向柱开关中心(SZL)中。转向角传感器以光学方式无接触地测量转向盘角度。转向角传感器固定在带电子分析装置的线路板上。转向角传感器由代码盘和光学传感器组成。转向角传感器位置如图3-11所示。
代码轮通过卷簧盒与转向盘连接。当转向盘移动时,代码轮在光学传感器内移动。在代码盘上有用于分析的不同谱线图样。
SZL通过 FlexRay,通过中央网关模块(ZGM)与DSC控制单元连接。动态牵引力控制(DTC)按钮位于中央控制台操作设备中。利用DTC按钮可以切换底盘调节系统的运行模式。通过DTC按钮可以选择三种开关状态:短按DTC按钮—DTC;总线端切换后未按下DTC按钮—DSC运行模式(标准);长按DTC按钮—DSC和ASC(自动稳定控制系统)断开,ABS和ABD-X(自动制动差速器)仍激活。DTC控制面板如图3-12所示。
所选的DTC按钮上的显示是新的。在组合仪表的转速表上有“ TRACTION”字样。该指示灯的图标因法律规定而进行了改变,即打滑的车辆加上“OFF”字样,如图3-13所示。
DSC从下列部件接收附加输入信号:驻车制动器按钮、制动液液位开关、制动信号灯开关、两个制动摩擦片磨损传感器。
驻车制动器按钮位于中央控制台内,如图3-14所示。在发动机运转或车辆滑行时,驻车制动器通过DSC,以液压方式作用到前、后桥的盘式制动器上。在发动机已关闭且车辆静止时,驻车制动器借助电动机械式伺服单元通过拉线作用在后桥的鼓式制动器上。逆锁止的制动压力启动会引起压力继续升高并出现一条检查控制信息。通过启动发动机可从电动机械式驻车切换到液压式驻车。
如图3-15所示的液位开关将检测过低的制动液液面高度(在储液罐中通过一个簧片触点)并通知DSC控制单元。在制动液液面高度过低时DSC退出工作。否则存在空气被吸入制动系统的危险。
制动液液位开关识别出在制动液储液罐中必要的制动液液面高度过低,DSC控制单元将信号通过总线系统发送至组合仪表。组合仪表输出一个检査控制信息。制动液储液罐内制动液的正常运动通常不会导致显示检查控制信息。
在活动浮子内有一块永磁铁,它可触发固定在油箱上的制动液液位开关上的簧片触点。
这时,簧片触点将把浮子运动转换为电气信号。制动液液面高度超过最低位时,簧片触点处于闭合状态。
制动将同制动压力传感器的信号一并识别。在制动信号灯开关内,安装了两个霍尔传感器,制动信号灯开关如图3-16所示。根据这些信号,将识别出制动踏板是否已踩下。数据传输以数字方式进行。
制动信号灯开关所发出的两个冗余信号都将由便捷进入及启动系统(CAS)读取。CAS将这些信号转发到总线系统上,例如给发动机控制系统制动信号灯开关所发出的这些信号还通过
硬接线转发至以下系统:制动干预动态稳定控制系统(DSC)、倒车灯脚部空间模块(FRM)。
制动摩擦片磨损传感器(左前和右后,在内侧制动摩擦片中)用于获取制动摩擦片厚度的附加信息,如图3-17所示。通过附加信息(两个坐标节点)补偿DSC的计算值。
临界制动摩擦片厚度将在组合仪表中通过保养需求显示(车况保养CBS)以及制动报警灯呈红色显下列其他控制单元参与了动态稳定控制系统: KOMBI组合仪表、CAS便捷进入及启动系统、JBE接线盒电子装置。
当DSC失效或有故障时,在液晶显示器上出现一个检查控制符号。这些检查控制符号全部具有某个规定意义。存在检查控制信息时,可在中央信息显示器(CID)上附加显示个补充的处理提示。CAS从DSC接收一个处理过的转速信号。CAS根据此信号识别车辆是静止还是正在行驶。
接线盒电子装置上的配电器为DSC单元供电。总线端K1.30用于回流泵以及电磁阀总线端K1.30用于DSC控制单元。图3-18所示为功能联网。
DSC具有下列系统功能:动态牵引力控制;需要时通过提前贴紧制动摩擦片做好制动准备;在湿滑车道上制动盘的干式制动;衰减补偿;启动辅助;带制动功能的定速控制;电动机械式和液压式驻车制动;防抱死;电子制动力分配;弯道制动控制;发动机牵引力矩控制;自动稳定控制;动态制动控制;挂车稳定性控制。
此外DSC还集成了不属于动态行驶调节的功能,如RPA—胎压报警指示,CBS-车况保养。
DTC是一种针对规定路况优化了牵引力的DSC规格。动态牵引力控制系统(DTC)在部分降低行车稳定性的情况下提供改善的牵引力。因此建议只在特殊情况下使用。在下列特殊情况下短时激活DTC可能很有用:在深的积雪或松软地基上摇晃前进或启动时;在积雪的上坡上、在雪水中以及在未清扫的路面上行驶时;带雪地防滑链行驶时。
DTC功能与DSC类似,略微更改了调节策略。DTC可通过关闭DSC(DTC按钮)激
活。DTC通过制动干预模拟常规差速锁止器的功能。因此,摩擦因数更高的摩擦片所在车轮上的驱动力矩得以提高。优点:DTC可以提高牵引力。对车辆稳定性的干预(例如减小发动机功率)可比DSC略微滞后进行。在某些情况下驾驶员必须亲自进行更大程度的校正干预,以便稳定车辆。
需要时通过提前贴紧制动摩擦片做好制动准备,提前贴紧制动摩擦片可缩短制动时的响应时间。在迅速收回加速踏板时(加速踏板的角度),将立即贴紧制动摩擦片。DSC产生个较低的制动压力,在车辆上不会产生一个可测量的减速。于是补偿了制动摩擦片和制动盘之间的间隙。如果在0.5s内不制动,则重新撤销提前产生的制动压力。提前贴紧制动摩擦片在行驶速度大于70km/h时激活。
干式制动去除在湿滑路面上行驶或下雨时沉积在制动盘上的湿气。此时略微贴紧制动摩擦片,此功能也可缩短制动器的响应时间。DSC根据雨水传感器信号或刮水清洗开关位置信号循环产生一个低制动压力。同时不会在车辆上产生可测量的减速。制动摩擦片周期性地贴紧。同时定期地擦干制动盘。制动摩擦片的贴紧频率和贴紧时间取决于降雨强度(例如刮水器的速度)。
衰减表示制动作用由于高的制动盘温度而减弱。作为对识别到的衰减的反应,DSC将制动压力提高到高于驾驶员规定的制动压力。在制动盘温度非常高时,将通过衰减补偿显示下列内容:制动报警灯呈黄色;组合仪表的液晶显示器上的检查控制符号呈黄色。
DSC按如下方式识别衰减:DSC比较当前车辆减速与对应于当前制动压力的一个标准值。DSC提高制动压力,直至达到标准减速为止或直到所有车轮都处于ABS调节状态。当不再踩下制动踏板或低于速度阈值时,此过程结束在斜坡上启动时,必须从制动踏板切换到加速踏板。启动辅助防止车辆在下列情况下自行移动:挂入前进挡上坡;挂入倒车挡上坡。
为此需要保持停车所需要的制动压力。路面倾斜度可通过DSC控制单元内的纵向加速传感器检测。根据路面倾斜度计算出需要的制动力矩或发动机转矩。在识别到启动希望值后,一旦达到请求的发动机转矩,为了沿希望的行驶方向移动车辆,就会降低制动力。在按动驻车制动器时启动辅助退出工作。如果在松开制动踏板后约2s内没有启动希望值,启动辅助同样退出工作。
带制动功能的定速控制功能集成在DSC内。定速控制保持速度在30~250km/h之间与常见的定速控制相比,存在下列附加功能:如果在滑行运行时发动机牵引力矩不足以保持所选的速度,则DSC附加通过一个可调的制动干预延迟减速;根据存在的横向加速度,在可调转向过程中匹配纵向速度,在弯道出口处重新调节到设置速度;所谓的“节气门手控模式”能够通过转向柱上的组合控制杆各分两挡长期加速或减速,因此可更快地达到期望速度;在可调下坡行驶过程中匹配滑行断油以及自动变速器的换低挡。DSC通过一个备用温度模块调节前桥和后桥之间的转矩分配。滑行断油对燃油消耗产生有利影响。自动换低挡和转矩分配减轻车轮制动器在下坡行驶过程中的负载。
发动机运行时,DSC以液压方式施加制动力;发动机关闭时,EMF通过伺服单元以机械方式施加制动力。
防抱死系统(ABS)防止车轮在制动时抱死。优点:制动距离短,车辆保持方向稳定并转向;调节所有车轮上的制动力,使每个车轮都在最佳滑差区域内运转;调节滑差,保证能够传递尽可能高的制动力和侧向力。
电子制动力分配(EBV)是ABS的一个组成部分。EBV根据车辆负载调节前桥与后桥之间的制动力分配。优点:无论车辆负载如何,都可在提供行车稳定性的同时优化制动距离,更好地分配制动摩擦片磨损。在ABS失效时,EBV功能将在尽可能长的时间内保持可用。为了使用EBV功能,需要每个车桥的至少1个车轮转速传感器的信号。
弯道制动控制系统(CBC)是ABS的扩充。CBC可提高在弯道上制动时的行车稳定性(弯道逻辑)。优点:优化转向时部分制动状态下的行车稳定性。转向时车轮负荷的位移(在轻微制动时已经开始)可能导致行车稳定性降低。需要时,在轻微制动时,CBC在ABS调节范围之外产生一个起稳定作用的反作用力矩。
发动机牵引力矩控制系统(MSR)防止驱动轮在光滑路面上的抱死倾向。在换低挡时或在负荷突然变化时(尤其是在摩擦因数低的路面上),存在驱动轮由于发动机牵引力矩而抱死的危险。MSR通过车轮转速传感器在萌芽阶段就已经能识别抱死倾向。MSR可通过略微踩油门短时减少发动机牵引力矩。优点:即使在滑行时驱动轮也能保持其侧向力。
自动稳定控制系统(ASC)防止在加速时由于制动干预和发动机干预导致车轮打滑。优点:更大的牵引力和更好的行车稳定性。当驱动桥的车轮附着情况不同时,对有打滑倾向的车轮进行制动。如有必要,也会降低发动机功率。
车辆的当前行驶状态可由动态稳定控制系统(DSC)通过分析传感器信号来识别。这个
行驶状态被与通过一个计算模型确定的标准值相比较。所以,一旦出现不稳定的行驶状态就会立刻被识别。在出现高于DSC控制单元中存储的一个调节阈值的偏差时,对车辆进行稳定控制。稳定(在物理极限之内)可通过减小发动机功率和车轮各自的制动力来达到。DSC干预与ABS功能和ASC功能叠加。DSC功能可通过一个按钮关闭。
动态制动控制(DBC)在紧急制动情况下通过自动加强制动力提供支持。优点:在紧急制动情况下通过对全部(四个)车轮的ABS调节控制实现尽可能短的制动距离。在紧急制动情况下制动踏板经常不能足够强地压下。因此达不到ABS调节范围。下列情况下,回流泵通过在ABS调节范围内提高制动压力进行制动:在用过低的制动踏板力快速按动制动踏板时;如果一个车轮达到了ABS控制阈值,当慢慢踩下制动踏板然后又有较高的减速要求时,哪个车轮首先抱死取决于车辆负载和路面摩擦因数。以下情况比较典型:当根据交通状况先慢慢制动,然后交通状况又突然要求尽量缩短制动距离。
挂车稳定性控制识别挂车绕垂直轴线的摆动。此系统在挂车插座被占用时自约65km/h的速度起工作。动态稳定控制系统借助DSC传感器监控车辆的偏转状态。当挂车摆动超过极限值时,降低发动机功率。此外,DSC自动对全部(四个)车轮进行制动。在DSC退出工作或损坏时,挂车稳定性控制也停止工作。
胎压报警指示(RPA)不是动态行驶调节的功能。RPA已集成在DSC控制单元内,因为该功能需要四个车轮转速信号。这个系统通过将四个车轮的转速值与每个车轮轮胎滚压周长的偏差进行对比,可识别到缓慢的轮胎充气压力损失。胎压报警指示可在中央信息显示器(CID)中完成初始化设置。
CBS(车况保养)不是动态行驶调节的功能。车况保养表示“针对需求的保养服务”。
CBS内集成了不同的保养范围,例如发动机机油和制动摩擦片。在DSC控制单元中分开计算前部和后部制动摩擦片的剩余里程。计算时也考虑制动摩擦片磨损传感器的状态(坐标节点在6mm和4mm)。
在F0x和F1x中也会逐渐取消两级制动摩擦片磨损传感器并替换为一级制动摩擦片磨损传感器。
在诊断系统中提供下列服务功能:排气程序;制动管路混淆检测;转向角传感器调校;主动转向控制校准/试运转(在转向角传感器匹配后必须进行);ICM传感器匹配在更换后必须对DSC控制单元进行设码。接通条件是每次发动机启动后DSC都准备就绪。
