2012款宝马3系F30行驶动态管理系统技术剖析

2024年3月11日发(作者：奇瑞官网下载)

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栏目编辑：姜曼

2012款宝马3系F30行驶动态管理系统技术剖析

◆文/山东 刘春晖

宝马车辆采用中央高级行驶动态协调

控制系统的历史可追溯到数年前，而宝马3

ICM控制单元

系（E9x）所采用的纵向动态管理系统也属

于中央高级行驶动态协调控制系统。纵向动

态管理系统将“动态定速巡航控制系统”和

“主动定速巡航控制系统”集成在LDM控

制单元内。这些集成功能可使动力传动系统

和制动器控制更平顺协调。

宝马 X5(E70)首次采用了带有VDM控

制单元的垂直动态管理系统，通过集成在控

制单元内的垂直动态控制系统(VDC)功能控

图1 F30集成式底盘管理系统控制单元

制调节式减振器。以前的系统仅将车辆高度

车辆控制系统。该系统的优势在于具体系

和垂直加速度作为输入信号使用，而垂直动

统能够快速独立地继续处理其直接功能。

态控制系统的高级调节方案将所有与行驶动

ICM控制单元作为上级控制中心，控制和

态相关的信号(如车速、纵向和横向加速度)

协调干预功能并将指令发送给智能型执行

都视为输入信号。此外，VDM控制单元还

机构，从而实现制动、转向或扭矩干预

协调垂直动态控制系统和主动侧翻稳定装置

等。ICM控制单元对行驶动态管理系统的

(ARS)的功能，这样可在更多的行驶状态下

影响有以下几个方面。

改善车轮与路面的接触情况并减小车身的垂

1.行驶动态协调控制系统

直运动。

驾驶员可以通过DTC按钮或驾驶体

行驶动态管理系统可在基本的有效方

验开关启动或关闭行驶动态协调控制系

向中加以辨别，其可以沿着或围绕车辆固定

统(FDR)，其功能模式显示在组合仪表

的X、Y或Z坐标轴作用，行驶动态管理系

(KOMBI)上。ICM控制单元评估DTC按

统力的作用方向如表1所示。

钮、驾驶体验开关、切换逻辑以及各种相关

系统(包括DSC)之间的通信。此外，ICM控

一、集成式底盘管理系统

制单元还包括对合作功能系统的监控，如果

F30集成式底盘管理系统(ICM)控制

所监控的某项功能停止，那么将切换回正常

单元在车上的位置如图1所示，该系统在监

模式(DSC ON)。

控系统时，协调所有行驶动态管理系统和

2.动态定速巡航控制系统

表1 行驶动态管理系统力的作用方向

作用方向纵向倾斜横向横摆垂直滚动

DSC●●●●

EDC●●●●●

DCC●

44

-

动态定速巡航控制系统(DCC)是带有

制动干预功能的定速巡航控制系统。ICM

控制单元内的DCC功能通过相应接口影响

传动系统和制动器。此外，在显示屏、运

转元件和驾驶动态传感器系统之间也存在

接口。

3.具备启动/停止功能的主动巡航控制

系统

具备启动/停止功能的主动巡航控制系

统(ACC Stop & Go)是拥有距离调节器功能

的速度调节装置。ICM控制单元中的ACC

Stop & Go功能通过相应接口作用于传动系

统和制动器。此外，还有连接显示屏和操作

元件以及行驶动态传感器系统的接口。

作为中央元件，ICM控制单元集成了

驾驶动态传感器和中央安全气囊传感器系

统。它通过中控台上的支架安装在车辆重心

附近。有无电子减振器控制系统(EDC)车型

中传感器的配置如表2所示，横摆率、横向

加速度、纵向加速度及转向角等信号计算出

来后通过FlexRay提供给DSC。

表2 有无电子减振器控制系统(EDC)

车型中传感器的配置

功能无EDC车型有EDC车型

(安全气囊传感器系统

纵向加速度

)

●●

(安全气囊传感器系统

横向加速度

)

●●

纵向加速度●●

横向加速度●●

垂直加速度—●

横摆率—●

倾斜速度—●

横摆率●●

二、动态稳定控制系统

动态稳定控制系统(DSC)在加强主动

安全性的车辆控制系统中具有核心作用。它

在各种驾驶状况下优化驾驶稳定性，并且在

启动和加速时优化牵引力。此外，该系统还

能辨别转向不足或转向过度等驾驶状况，协

助车辆保持稳定。

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在F30中，使用两个版本的DSC。在

标准配置中，液压装置包括内部燃油压力

传感器和双活塞泵。对于配备启动/停止功

能的主动巡航控制系统(可选配置5DF)的车

型，可额外安装两个燃油压力传感器。在

此，F20的高灵敏度传感器持续探测当前车

辆状态，如信息来自轮速、转向角、横向加

速度、纵向加速度、压力和横摆传感器(监

测车辆垂直轴上的旋转)等。由此在DSC控

制单元内计算出的单轨模型作为基本参数用

于DSC的调节干预。在此过程中，将比较

驾驶员输入的相关数据(方向盘角和车速，

即“所需状态”)和车辆传感器数据(即“实

际状态”)。

如果所计算的所需状态和实际测量状

态不相符，一旦超过预先定义的公差，将

采取稳定化或牵引力加强措施。通过选择

性地降低或提高发动机扭矩(通过主动发动

机牵引扭矩控制)或通过特定车轮的制动干

预，可再次确保驾驶稳定性或实施牵引力的

要求。F30 DSC系统概览如图2所示，F30

DSC系统电路图如图3所示，F30 DSC系

统功能如表3所示。DSC可在DSC ON、动

态牵引力控制(DTC，其控制按钮见图4)和

DSC OFF三种模式下运转。

应该注意的是，驾驶员应始终负责采

用适当调整的驾驶风格，DSC也无法超越

物理定律，不要因安全性有所提高而冒险行

驶，其中DSC具备的各项功能如表4所示。

事故后自动制动(PostCrash)是“主

动保护”安全套装(可选配置5AL)的子系

统，它能够在特定的事故状况下将车辆

表3 F30 DSC系统功能

功能子功能名称

ABS防抱死制动系统

EBV电子制动力分配

CBC弯道制动控制系统

DBC动态制动控制

ASC自动稳定控制系统

ADB

(仅在

自动差速制动系统

DSC关闭模式下启用)

MMR发动机扭矩控制

MSR发动机牵引控制

BMR制动扭矩控制

DSC动态稳定控制系统

挂车稳定控制功能

DTC动态牵引力控制

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-

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1-

2-

动态稳定控制系统

3-

驾驶体验控制按钮

(DSC)

集成式底盘管理系统(ICM)

图2 F30 DSC系统概览

n

n

K1.30

K1.30

DME/DDE

K1.30B

K1.30B

DSC

PT-CAN

K1.15WUP

FlexRay

FlexRay

FlexRay

PT-CAN

KOMBI

K1.15WUP

FEM

LIN-Bus

SZL

ICM

n

n

1-左前轮速度传感器

4-发动机舱配电箱

2-制动液液位开关

5-前部配电箱

3-数字式发动机电子系统

6-

(DME)或数字式柴油机电子系统(DDE)

12-驻车制动器警告开关

8-右后轮速度传感器

16-组合仪表

9-

13-

右后制动垫磨损传感器

右前轮速度传感器

集成式底盘管理系统(ICM)

10-左后轮速度传感器

7-前部电子模块(FEM)

14-制动灯开关 15-

11-中控台操作装置

终端

(KOMBI)

15WUP-

17-

转向柱开关集群(SZL)

唤醒，

动态稳定控制系统

终端15开启 终端

(DSC)

30B-终端

18-右前制动垫磨损传感器

30基本操作

图3 F30 DSC系统电路图

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DTC按钮

图4 F30 DTC按钮的位置

表4 DSC具备的各项功能

功能

DSC

开

DTCDSC关

防抱死制动系统(ABS)●●●

电子制动力分配(EBV)●●●

弯道制动控制系统(CBC)●●●

发动机牵引扭矩控制(MSR)●●●

自动稳定控制系统(ASC)●×—

自动差速制动系统(ADB)——

行驶动态协调控制系统

(FDR)

●×—

挂车稳定控制功能●●—

制动准备●●●

干燥应用制动●●●

启动辅助●●●

制动衰减支持●●●

动态制动控制(DBC)●●●

胎压灯(RPA)●●●

车况保养(CBS)●●●

PostCrash●●●

●功能启用 —功能禁用

×功能包含经过改良的控制限额

制动至静止，而无需驾驶员加以干涉。因

此，可以进一步降低碰撞的风险，至少可

以减小其影响。

如果ACSM碰撞安全性模块探测到

十分严重的碰撞，就会通过PT-CAN和

FlexRay向DSC发送信号(同样的信号由电

子燃油泵控制装置EKPS加以评估，以中断

燃油供应)。在DSC中，所需的制动扭矩达

到最高压力动态(油泵全速)以实现5m/s

2

的

恒定设定点减速。自动制动在1.5s后完成，

车辆必须固定，避免滚离。在自动制动中，

ABS还避免车轮堵塞，ASC对车辆进行稳

定化。如有必要，可从DTC或DSC OFF执

行强制启动。

驾驶者可随时施加超过设定点减速的

制动力，因此驾驶员可以取消自动制动，

油门和制动踏板处于监控状态。在识别到

加速请求或长时间减速的情况下，自动制

动将终止。

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DSC、ABS在碰撞前已发生故障以及的操作元件连续加速或减速。因此，驾驶员

制动液液位过低等情况下，自动制动将不启可以在车流中加速或减速无需提前估计目标

动。如果这一故障在碰撞期间或之后发生，速度。

控制仍将终止，因为这个故障之后将被理解

4.调整下坡行驶

为碰撞造成的结果。此外，如果因为碰撞程

通过切断过多的燃油量以及挡位的

度严重，启动了安全蓄电池终端，自动制动

适当下调，在受控下坡行驶中保持所需速

也不会启动。

度，释放车轮制动器，降低油耗。通过

DSC制动控制系统以及替代温度模型应用

三、动态定速巡航控制系统

的相应措施来补偿漏油，并在前后桥之间

动态定速巡航控制系统(DCC)是带有

分配扭矩，这意味着可避免制动控制管路

舒适制动干预功能的定速巡航控制系统。车

中出现漏油的情况。

速达到约30km/h后，DCC就会恒定保持所

通过围绕速度读数移动的标志，在组

选车速，与传统定速巡航控制系统相比，该

合仪表(KOMBI)中注明所需/续航速度，根

系统具有以下附加功能。

据具体系统状态，这个标志显示为绿色(启

1.主动制动干涉

用)或橙色(系统中断)。调整了所需速度或在

如果发动机牵引扭矩在滑行(超车)模式

启用DCC功能时，更新后的数值会快速显

中不足以保持所选择的速度，车辆将通过附

示在显示屏上，以供驾驶员确认。

加控制的制动干涉自动减速。

2.弯道限速器(CSL)

四、电子减震器控制系统

根据实际横向加速度，在需要控制转

配备自适应M底盘(可选配置2VF)的车

向时，降低行驶速度。当离开弯道后，将

型通常采用电子减震器控制系统(EDC)。四

对速度进行调节，直到再次达到所需要的

个可连续调节的减振器通过拉伸/压缩阶段

速度。

组合，可根据需要调节产生相应的阻尼力。

3.舒适动态系统(CDS)

根据行驶操控情况自动将减振器调节为更

该系统被称为“手控加速模式”，让

硬(更动态/更运动)或更软(更舒适)的状态。

驾驶员能够在两个动态阶段中通过方向盘上

F30 EDC系统概览如图5所示，F30 EDC

1-

3-

后部电子调节式减振器

5-

前部电子调节式减振器

2-驾驶体验控制按钮

电磁调节阀

4-VDM

6-车轮加速传感器

控制装置

图5 F30 EDC系统概览

2013/03·

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系统电路图如图6所示。单元；③前桥上的2个车轮加速传感器，确

1.系统功能

定车轮运动；④集成在ICM控制单元内的

电子减振器控制系统是用于控制垂直

传感器集群，确定车身运动(倾斜、垂直、

动态性能的可变电子控制式减振器调节系

滚动)。车辆上的传感器持续探测车身和车

统，该系统集成在选装配置SA 2VF“自

轮加速、当前横向/纵向加速度、车速以及

适应M底盘”内。EDC的部件及功能包

方向盘位置等方面的信息。

括：①4个可连续调节的减振器，带有拉

VDM控制单元根据这些测量数据，依

伸、压缩阶段组合调节功能；②VDM控制

据道路和行驶状况计算出针对各车轮减振器

DSC

y

a

R

x

e

l

F

FlexRay

FEM

y

a

R

x

e

l

F

ICM

K1.30

K1.15N

VDM

1-

5-

左前垂直车轮加速传感器

右前垂直车轮加速传感器

2-

9-左后电磁调节阀

12-前部电子模块

6-

左前电磁调节阀

10-

行李箱配电箱

集成式底盘管理系统

7-

3-

右后电磁调节阀

动态稳定控制系统

8-

(DSC)

垂直动态管理系统

4-右前电磁调节阀

(V DM)

(FEM) 终端15N-点火开关

(ICM) 11-

(继续运行

驾驶体验控制按钮

)

图6 F30 EDC系统电路图

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-

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驾驶体验控制按钮

图7 F30驾驶体验控制按钮

内电磁阀的控制指令，因此可始终根据需求

调节相应的阻尼力，这样能够改善驾乘舒适

性，提高驾驶动力。同时能够改善车辆对长

途旅行的适应性，提高车身稳定性与灵活

性，尽可能减少车轮载荷波动，缩短制动距

离，从而提高驾驶安全性。驾驶员可以通过

驾驶体验开关在较为舒适和较为动感的系统

模式之间选择。

在减振器、前桥传感器与车辆导线束

之间还有独立导线，这些导线并未在系统

电路图中显示出来，维修时可单独更换这

些导线。

2.驾驶体验控制按钮

F30在中控台操作装置中将驾驶体验开

关作为标准配置，F30驾驶体验控制按钮如

图7所示。根据车辆的配置规格，驾驶员可以

使用驾驶体验控制开关选择不同的程序，改

变车辆的不同属性，以下程序可供驾驶员选

择：①超级运动SPORT+，该程序至少与下

列一项可选配置相关联，运动型自动变速器

(可选配置2TB)、可变传动比运动型转向系统

(可选配置2VL)、自适应M运动型底盘(可选配

置2VF)、宝马 Sport Line(PA 7AC)；②运动

模式；③舒适模式；④ECO PRO模式。

运动模式可根据控制器进行调节，

可规定运动模式仅适用于底盘和悬架或仅

适用于传动系统，也可以两者都适用。

ECO PRO支持低油耗驾驶模式，其将调

整发动机控制以及空调/加热等舒适性功

能，此外，还可显示具体情况信息，有助

于优化行驶油耗，同时可在组合仪表上显

示所实现续航里程。