设为首页 加入收藏

TOP

宝马底盘技术进化:打造卓越动态驾驶能力
2007-06-26 04:32:25 来源:新浪汽车 作者: 【 】 浏览:8088次 评论:0

http://www.sina.com.cn 2007年06月22日 13:35 新浪汽车

字号设置:[ ]





    宝马的运动本质


图为宝马1系的动态

图为宝马1系的动态

  风格:宝马的“DNA”


  开发一款全新宝马首先要考虑的问题就是赋予这款汽车宝马品牌所特有的动感风格。而这种风格则基于从基本概念之中确定的汽车“DNA”:


  汽车重量及车桥分配、轴距和轮距、重心和空气动力学 C 以及汽车的“脊椎” C 车身强度。所有这些因素都会影响汽车的驾驶动态。


  驱动概念:重点仍然在于标准驱动


  除了这个基本概念,下一个问题就是什么驱动技术适合于开发中的宝马汽车。答案毫无疑问:标准后轮驱动仍然是所有宝马核心车型的基础。这种专为宝马汽车开发的驱动概念为宝马在驾驶动感方面继续保持领先提供了坚实的保障。


  全轮驱动则非常适合于那些对牵引力有着更高要求的客户。xDrive将驾驶动态和全轮驱动的牵引力优点结合在一起。xDrive的不断发展也将把宝马品牌特有的驾驶动态持续提升到更高的标准。


  赋予每一辆宝马值得信赖的品质:基本型底盘


  下一步就是设计和配置一种“基本”底盘,提供运动感、舒适性和安全性的理想平衡,给驾驶者带来极为精确的驾驶特性、出色的操纵性和高水准的行驶舒适性,让驾驶者感受到良好的路感,但不会有任何不快的感受。


  底盘和车身之间的连接必须反映汽车的特点,但始终非常明确地以驾驶动态为重点。因此,工程师们的工作就是要实现俯仰、侧倾运动的最佳和谐,也就是车身在垂直方向以及纵向和横向的运动。从而为每一款宝马车型创造出符合世界各地驾驶者在驾驶动态、舒适性和安全性方面所要求的真正品质。


 


  燃料效率与超精确性:电动机械式助力转向系统


  精确的转向特性与安全性和完美操纵一样至关重要,它能够让汽车对驾驶者的指令做出灵敏而精确的反应。而精确性又可以给方向盘带来切实的反馈和适当的返回力,让驾驶者直接感受到道路和驾驶条件。


  这个原则适用于现在大多数汽车所采用的液压转向助力,也适用于带电动机械动力辅助的新型转向系统。


  这两种系统都是为了带给驾驶者至关重要的道路反馈,同时消除不必要的干扰。宝马致力于开发调节装置更为灵敏和精确、同时能量消耗更少的电动机械转向系统。这也是对宝马高效动力(EfficientDynamics)的一大贡献。


 


  悬挂与减震


图为减震系统的解剖图

图为减震系统的解剖图

  发掘新的潜力:底盘控制系统


  宝马对底盘和悬架的不断开发涵盖了所有的细节:驾驶者和道路之间的每个底盘部件都经过精心调校,以提供与汽车本身相匹配的值得信赖的驾驶体验。因此,经典的宝马底盘在平衡动感和舒适的同时充分利用了主动安全性的潜力。


  由于电子控制系统能够进一步提升这种性能,宝马专门为此采用了这一系统,主动底盘和悬架管理让宝马的性能达到了更高的标准。对驾驶者来说,这就意味着丰富多样的底盘概念带来了更为个性化的Sheer Driving Pleasure。


  考虑到减震器与翻车防护杆的相互作用,宝马的工程师们在“基本”底盘的前后桥上采用了钢制弹簧。唯一的例外就是在后桥需要高负载水平补偿的汽车上使用了可以带来所需水平效果的空气弹簧。


  虽然在前后车桥上都采用空气弹簧可以满足某些越野汽车调节行车高度的要求,但这种通过在高速行驶时降低车身等方法提升动感品质的系统却无法反映宝马客户的特定愿望和要求。


  宝马所应具备的卓越动感也无法通过具有软弹簧特性的前后空气弹簧获得。因此,宝马始终固守的原则是提供精确的反馈和良好的路感,同时不会产生任何负面效果。


  可调的行驶舒适性:带有独立控制性能的减震器


  为了增强平衡驾驶动态的体验 C 也就是动感和舒适性相结合 C 宝马采用了被众多对手所仿效的独创方法:考虑到弹簧与减震器的相互作用,宝马的底盘专家把可调减震器确定为提高驾乘舒适性和驾驶动态的主要方法。


  自适应型减震系统在功能和反应速度方面的整体潜力明显高于传统的悬架控制概念。因此,宝马早在20年前就率先在系列化生产中引入了主动减震调节,并一直在对这项技术进行不断改进。


  升级的驾驶动态:完全受控的车身侧倾


  作为主动减震系统的合理补充,宝马的工程师们开发出了宝马DynamicDrive车身稳定系统。这种概念的效率也是直接依赖于宝马汽车的“DNA”(如高车身强度)C 这个坚实的基础,有效地补偿了车身侧摆并显著提高了汽车灵活性。


  由此而来的车身“拷贝”效果的显著降低也就意味着更高标准的行驶舒适性:如果汽车在直线行驶时一个车轮轧过一个障碍物,设定过“软”的稳定杆可以做出更多的让步,而不会让弹簧向上的运动传递到车桥的另一侧。


  这种一个车桥上两个车轮的分离状态为悬架的舒适设置带来了更多自由,而且不会影响汽车的驾驶动态。


  动感与舒适的最佳组合:AdaptiveDrive


  宝马目前名为“AdaptiveDrive”的高端悬架是两种主动底盘控制系统的组合:AdaptiveDrive代表了最佳驾驶动态和极致舒适性的组合,确定所需的输入信号,并以此为基础计算翻车防护杆执行元件和减震器电磁阀的指令。这些装置反应极为迅捷,可以共同防止车身受行车条件的影响而发生侧摆。


 


 动态稳定控制系统升级DSC/DTC


图为DSC/DTC开启及关闭状态的示意图

图为DSC/DTC开启及关闭状态的示意图,从左至右:DSC开启,DTC开启,DSC/DTC关闭

    自由选择的主动安全性:动态稳定控制


  宝马汽车令人信服的驾驶体验在各种行驶状态下都显而易见,即使是在复杂路面上也是如此。因此,每一辆宝马的基本装备和设置都在为提高主动安全性而不断进行优化,智能控制系统也有助于获得更大的潜力。


  这种情况下需要考虑的控制系统,即DSC动态稳定控制系统,能够在接近极限的驾驶状态下稳定汽车,同时保持宝马所特有的驾驶动态。


  DSC会在每次驾驶者启动发动机时自动启动,驾驶者也可以通过一个按钮对DSC的干预进行单独调节。这样,驾驶者就可以自由选择稳定性、灵活性和转向控制的特定标准。


  在基本模式下,DSC主要通过对某个或某几个车轮施加制动,防止汽车在湿滑道路上转向失控,例如在突然转向时。短暂按下DTC按钮,就可以切换到以改善牵引力为主的DTC动态牵引力控制模式,提高制动干预的阀值。这样就允许驱动轮出现轻微打滑,让驾驶者能够以受控滑动的方式通过弯道。


  DTC的另一项功能是,在特定情况下启动时提供更大的牵引力。DTC模式的这个特点会在车辆达到中等速度范围时切换回DSC模式,让技艺高超的驾驶者能够以运动风格操纵汽车,而无需放弃DSC及其稳定效果带来的更高安全性。在此,驾驶者仍然可以做出自己的选择:他所要做的只是按住DTC按钮,关闭除ABS之外的行车稳定性系统,在最新的车型上,差速锁功能也是不能关闭的。


  宝马采用了新的方法确保全轮驱动也可以获得完美的转向和谐:


  在DSC动态稳定控制系统的发展过程中,宝马开发出了两项达到系列化生产标准的新功能,确保车辆在转弯时能够获得更平稳、更和谐的动力传输。


  结果,在转弯时可获得更为平稳的功率和扭矩传输。的确,即使是在目前生产的采用xDrive的宝马5系汽车上,制动系统平稳和精确调节的应用也带来了同样平稳的扭矩平衡,在DSC传感器发现转向不足倾向时就可以从源头开始,有效防止转向不足的出现。


  为了防止汽车的前轮“冲出”弯道,该系统会对内侧后轮轻微制动,同时把发动机输出的动力降低至制动装置“拉回”汽车所需力度的相同水平。


  结果使汽车在弯道中更加安全,驾驶者也不会感觉到驾驶动态有任何限制。


  这种情况的一个典型案例就是在积雪覆盖的崎岖山路上的驾驶:汽车能够平稳而精确地通过弯道,无需驾驶者对转向进行干预,也无需断开发动机的牵引力输出。


  此功能在DSC的三种模式下均保持工作状态。


 


可变驱动力的功效与DPC


图为

图为传动系统解剖图

 


图为DPC工作状态图

图为DPC工作状态图,上为关闭DPC,下为开启DPC

  可变驱动力确保了最佳的方向稳定性:动态性能控制


  宝马新的动态性能控制开创了驱动力分配的新境界,可以随时根据具体要求把发动机动力输送给后桥的两个驱动轮。


  在开发这一新功能的过程中,宝马的传动和底盘专家在传统的主减速器上增加了两个附加齿轮组,这些行星齿轮组在需要的时候就可以通过多片式齿轮组集成到动力流之中。所以无论当前发动机输出的驱动力有多大,动态性能控制都可以在左右后轮之间主动形成最多1800牛顿米的扭矩差。


  纵向力转向:特定的非对称扭矩分配


  这一技术特点的作用实际上像是以另一种方式实现的DSC功能:与DSC为了提高稳定性而对个别车轮进行制动不同,非对称扭矩分配把扭矩专门输送给个别车轮。


  当驾驶者在弯道中猛踩油门时,由此形成的动力就会根据转向锁止被精确地输送给两个驱动轮。因此,内侧车轮在弯道中打滑,失去牵引力的情况将变成历史。


  另一点就是更多的扭矩被输送给外侧的车轮,非对称扭矩分配可以让动态性能控制启用偏航力,从而令汽车可以更直接、更稳定地按照驾驶者指令行驶。在加油和收油时的情况都是如此。


  通过这种方式提高了转向精度,改善了转向反应和方向稳定性,汽车在危急情况下变得更为安全和易于控制。另一个特点就是不再频繁需要DSC进行干预。


  新系统的优点对于所有驾驶者而言都是显而易见的,其中动态性能控制降低了转动方向盘所需的转向力。


  一个特别的优点就是这种技术在整个速度范围内都可以确保极好的方向稳定性和行驶安全性。最后但也同样重要的是,在路面抓地力有变化的道路上,动态性能控制可以显著改善牵引效果。


 


 一体式底盘管理系统(Integrate Chassis Management)


图为ICM工作流程图

图为ICM工作流程图

    带来更强功能和个性风格的联网协作控制系统:一体式底盘管理系统


  宝马汽车中的各个主动控制系统已经可以相互影响,但大部分还是相互独立的。不久以后,一体式底盘管理系统(ICM)的创新结构将发挥最高控制装置的功能,开启驾驶动态的新天地。


  作为中心控制系统,ICM收集汽车上的全部信息和数据并传输给下游的每个系统。通过以大量信息为基础对驾驶条件进行全面分析,ICM能够确定在哪种情况下哪种干预最为合适,从而确保驾驶者指令和汽车反应的完美平衡。为此目的所需执行的指令被传输给个别系统并立即得以执行。


  把不同系统整合为一体的ICM以后还可以提供只有几个控制系统相互整合、相互作用才能实现的新功能。比如与动态稳定控制、主动转向系统和DynamicDrive密切相关的宝马创新动态性能控制。


  未来的ICM结构将会让宝马驾驶者充分享受动态性能控制的所有功能优势。


  另举两个例子:转向和制动的组合干预能够在只有一侧湿滑的路面上制动时,确保更短的制动距离和更稳定的行驶安全性。第二个例子是在转弯时改变前桥侧倾力的分配可以提高牵引力。


  Synergy效果:转弯时的完美特性


  汽车在转弯时的典型路线清楚地体现了一体式底盘管理系统中各系统之间相互作用的效果:


  C在转向进弯时,对于动态驾驶特性而言至关重要的因素包括转向锁止的平稳形成、转向力的恰当反馈以及由动态性能控制产生的使汽车进入弯道的转向动量。


  C进入弯道后,对于汽车的转向特性最为重要则是DynamicDrive的侧倾力分配以及动态性能控制产生的动量。这些系统的组合确保了汽车在极限范围内的各个区间都有着无可比拟的、更易于掌控的驾驶特性。


  C路面抓地力不同等情况引起的轻微的过度转向,可以由动态性能控制和DynamicDrive收回转向效果进行补偿。主动转向系统对转向锁止的纠正显著改善了这一效果,这样只有在需要更强稳定效果的时候才由DSC对制动系统进行干预。结果使汽车操纵变得非常灵活,同时也非常稳定,带给驾驶者非凡的全新体验。


 

  防爆轮胎的安全系数
图为普通轮胎

图为普通轮胎漏气后车辆行驶轨迹

 


图为防爆轮胎

图为防爆轮胎漏气后车辆行驶轨迹

  与道路的接触:轮胎


  只有选择正确的轮胎,汽车的运动风格、舒适性和主动安全性才能始终适当地传递至路面。正因为如此,宝马越来越重视带加强侧壁的防爆轮胎,这种轮胎即使在漏气时也可以保证安全行驶。


  利用这种特殊的结构,防爆轮胎甚至还可以提高汽车的灵活性和驾驶动态,同时可以在轮胎被扎时显著提高安全性和舒适性:即使在轮胎受损后,仍然能以最高80公里/小时的车速度继续行驶大约150公里。而且即使在轮胎突然失压时,驾驶者仍能正常控制车辆。


  当轮胎受损导致压力逐步降低时,汽车能够继续行驶的距离则要比上面提到的距离多几倍。另一个优点就是驾驶者不用再在路边换轮胎,高速公路边上的路肩的确是一个非常危险的区域。而且在夜间和各种情况下保持最低程度的机动性本身就是一个非常安全的因素。


 

 宝马底盘开发中堪称典范的变革:从驾驶机器到真实驾驶体验

  宝马汽车的“基本”底盘和悬架通过车辆概念的完美和谐脱颖而出,带来了动感与舒适的最佳平衡。


  每一辆宝马都有自己值得信赖的品质,带来了驾驶动态、舒适性和安全性的最佳组合。


  宝马实现了“精确反馈和无负面影响的道路接触。”


  对从电子性能控制到动态性能控制中的各项控制功能的调节确保了全轮驱动车辆驾驶特性的平稳。


  一体式底盘管理系统(ICM)的创新结构在不久的将来就会起到最高控制装置的功能。


  为了确保最佳的驾驶动态和舒适性,宝马将不断致力于功能的整合,而整合的结果将超过各项功能的简单累加。


  受控的减震系统,如有必要再加上主动稳定性控制功能,是实现最佳行驶舒适性的关键。


  DSC的更高品质以及几个工作模式之间的选择满足了驾驶者对驾驶动态和行车安全性的期望。电动机械转向系统应用的增强也为宝马高效动力(EfficientDynamics)做出了贡献。


  最终,令宝马兑现了自己的承诺:提供真正令人震撼的极致驾驶动态。


 

您看到此篇文章时的感受是:
Tags: 责任编辑:autoinfo
】【打印繁体】【投稿】【收藏】 【推荐】【举报】【评论】 【关闭】 【返回顶部
分享到QQ空间
分享到: 
上一篇操控是怎样炼成的(一) 后倾角的.. 下一篇影响未来汽车的十项高新技术

评论

帐  号: 密码: (新用户注册)
验 证 码:
表  情:
内  容:

相关栏目

最新文章

图片主题

热门文章

推荐文章

相关文章