宝马新能源汽车底盘电控系统双行星齿轮机构传动比可变

如图1－26所示，宝马的传动比可变的转向系统的结构特点是：在转向盘柱和齿轮齿条式转向机之间安装了两套行星齿轮机构，两套行星齿轮机构采用行星架共用的结构，其上部行星齿轮的太阳轮接上部转向柱，下部行星齿轮的太阳轮接小齿轮，这样传动比为1，不变速；内齿圈转速由电动机通过减速机构进行调节，致使太阳轮和行星架之间的转速比发生变化。其优点是低速使转向更加直接、快速，高速时车身稳定性强。此系统除像其他系统解决了助力大小问题外，同时增加了危险边界，可根据汽车车辆横摆时重心的角加速度和侧向加速度情况确定是否有危险，以主动增大转向传动比。

图1－26　宝马双行星齿轮式主动转向系统

该系统能够实现独立于驾驶员的转向干预，从而达到主动改变前轮转向角的目的。前轮主动转向技术的核心在于，通过对前轮施加不依赖驾驶员转向盘输入的附加转向角来提高车辆的操纵性、稳定性和轨迹保持性能。该系统除传统的转向机械构件外，主要包括两大核心部件：一是一套双行星齿轮机构，通过叠加转向实现变传动比功能；二是Servotronic 液力伺服转向系统，用于实现转向助力功能。(www.xing528.com)

驾驶员的输入包括力矩输入和角输入两部分，共同传递给扭杆，其中的力矩输入由液力伺服机构根据车速和转向角度进行助力控制，而角输入则通过由伺服电动机驱动的双行星齿轮机构进行转向角叠加，经过叠加后的总转向角才是传递给齿轮齿条转向机构的最终转向角。宝马主动转向系统与常规转向系统的显著差别在于，宝马主动转向系统不仅能够对转向力矩进行调节，而且还可以对转向角度进行调整，使其与当前的车速达到完美匹配。由于保留了原来从转向盘到转向轮的机械连接，故在电动机发生故障时仍能保证转向的安全性。与传统的转向系统相比，双行星齿轮机构与原有齿轮齿条转向器的摩擦及刚度条件不变，对驾驶员来说有利于保持原有的操纵感觉；由双行星齿轮机构产生的作用反力矩可通过改变原有的助力控制进行补偿。双行星齿轮机构运行于低速条件，有利于减少噪声。双行星齿轮机构与转向管柱、转向小齿轮集成在一起，使结构更加紧凑。

自诊断：为了保证系统实时安全可靠，首先对传感器信号（如车轮转速）进行滤波处理，然后根据一定的预估算法计算出某一状态变量的参考值（如横摆角速度、小齿轮转角），接着将由传感器直接测得的状态变量实际值与参考值进行比较，得到一偏差。当偏差在设定的限值范围内时，认为传感器工作良好，可以采用该信号；当偏差过大时，则必有某一传感器信号为错误信号，需结合其他信号进行故障诊断。

失效保护：在蜗杆端部有一圆锥齿轮，而电磁锁止装置中装有预紧弹簧，在正常状态下AFS 的ECU 给电磁锁止装置供电，以保证圆锥齿轮和电磁锁止装置分离良好；当伺服电动机发生故障时，ECU 停止供电，预紧弹簧将把电磁锁止装置的端部压入圆锥齿轮的某两齿间，使得电动机不再转动，相当于行星排中的内齿圈被固定，此时整个转向系统是在上部将转向信号由太阳轮传给行星架减速，在下部由行星架传给太阳轮增速，传动比为1。