2017款捷豹XJ車自適應(yīng)減振系統(tǒng)簡(jiǎn)介

2017款捷豹XJ車配備了自適應(yīng)減振系統(tǒng)，它是一種電子控制的懸架系統(tǒng)。如圖4所示，集成式懸架控制模塊接收來自3個(gè)車身垂直加速計(jì)、4個(gè)懸架高度傳感器和其他系統(tǒng)模塊的信號(hào)，借以計(jì)算車輛狀態(tài)、懸架狀態(tài)及駕駛?cè)瞬僮鬏斎?。集成式懸架控制模塊使用這些信號(hào)將各減振器的減振特性控制在適當(dāng)水平，從而改善車身控制和車輛駕乘舒適度。

1 自適應(yīng)減振系統(tǒng)組成部件及功用

1.1 減振器

自適應(yīng)減振器為充油和氣體的單管裝置，它與傳統(tǒng)的螺旋彈簧（前懸架）或空氣彈簧（后懸架）集成在一起，形成了彈簧和減振器總成。減振器特性持續(xù)可變，因而允許在駕駛車輛的過程中，對(duì)減振力進(jìn)行電動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)車輛控制和駕乘舒適度之間的最佳平衡。

所有減振器都具有電氣接頭，其位置在活塞桿的端部、頂部安裝架的中心。在各減振器中，減振調(diào)節(jié)通過由可變節(jié)流孔操縱的電磁閥來實(shí)現(xiàn)，該節(jié)流孔為減振器內(nèi)的油液流動(dòng)打開另一條通道。當(dāng)電磁閥關(guān)閉后，旁路關(guān)閉，所有液壓油全部流過主閥。當(dāng)電磁閥開啟后，克服彈簧彈力移動(dòng)銜鐵和控制葉片，控制葉片上有一個(gè)節(jié)流孔，葉片滑入燒結(jié)的腔體內(nèi)以按要求打開旁路。

如圖5所示，當(dāng)電磁閥通電且減振器進(jìn)入壓縮過程時(shí)，一部分液壓油從減振器下部流入中空的活塞桿、軟閥、滑動(dòng)腔體和節(jié)流孔，然后進(jìn)入減振器的上部，從旁路通過主閥。在回升過程中，液壓油沿相反方向流動(dòng)。平行作用的兩個(gè)閥門可以確保減振器以一個(gè)更柔和的狀態(tài)工作。減振器在這兩個(gè)界限條件之間持續(xù)工作。各減振器中的電磁閥由來自集成式懸架控制模塊的526 Hz獨(dú)立脈寬調(diào)制（PWM）信號(hào)操縱。當(dāng)模塊完全啟動(dòng)后，它使用1.5 A電流來操控柔性設(shè)置下的減振器。當(dāng)斷電后，減振器處于剛性設(shè)置。集成式懸架控制模塊持續(xù)不斷地變更PWM信號(hào)電流，從而視需要分別增大或減小各減振器的減振能力。

圖4 自適應(yīng)減振系統(tǒng)控制框圖

圖5 減振器工作過程

1.2 集成式懸架控制模塊

集成式懸架控制模塊安裝在行李箱右側(cè)后側(cè)圍板的一個(gè)支架上。集成式懸架控制模塊監(jiān)測(cè)輸入信號(hào)，根據(jù)輸入信號(hào)控制各個(gè)功能，并計(jì)算每個(gè)功能下各減振器所需要的動(dòng)力，進(jìn)而操作減振器電磁閥。具體控制功能如下。

（1）車身控制。利用車身垂直加速計(jì)和CAN總線信號(hào)輸入，1 s內(nèi)100次計(jì)算道路誘導(dǎo)的車身運(yùn)動(dòng)，并將各減振器設(shè)置為適當(dāng)水平，從而保持車身姿態(tài)水平，提高車身控制能力。

（2）側(cè)傾率控制。利用CAN總線信號(hào)輸入，1 s預(yù)估由駕駛?cè)藞?zhí)行轉(zhuǎn)向輸入引起的車輛側(cè)傾率100次，然后增大減振作用以減小側(cè)傾率，從而提高控制能力。

（3）縱傾率控制。利用CAN總線信號(hào)輸入，1 s預(yù)估由駕駛?cè)藞?zhí)行加速和制動(dòng)輸入引起的車輛縱傾率100次，然后增大減振作用以減小縱傾率，從而提高控制能力。

（4）顛簸彈跳控制。利用懸架高度傳感器和CAN總線信號(hào)輸入，1 s內(nèi)500次監(jiān)測(cè)車輪位置，隨減振器接近其行程末端而增大減振率，進(jìn)而提高駕乘品質(zhì)。

（5）車輪跳動(dòng)控制。利用懸架高度傳感器和CAN總線信號(hào)輸入，1 s內(nèi)500次監(jiān)測(cè)車輪位置，檢測(cè)何時(shí)車輪處于其正常頻率，并增大減振率，進(jìn)而提高駕乘品質(zhì)。

1.3 車身垂直加速計(jì)

自適應(yīng)減振系統(tǒng)中使用了3個(gè)車身垂直加速計(jì)（1個(gè)前車身垂直加速計(jì)和2個(gè)后車身垂直加速計(jì)），前車身垂直加速計(jì)安裝在右前輪之后的前縱梁上，2個(gè)后車身垂直加速計(jì)分別安裝在行李箱兩側(cè)的后側(cè)圍板上。車身垂直加速計(jì)測(cè)量垂直平面上的加速度，并向集成式懸架控制模塊輸出相應(yīng)的模擬信號(hào)。集成式懸架控制模塊中的算法可計(jì)算車輛的起落、俯仰和側(cè)傾動(dòng)作，用于控制車身模式。

每個(gè)車身垂直加速計(jì)通過3根導(dǎo)線連接到集成式懸架控制模塊，3根導(dǎo)線分別為搭鐵線、5 V電源線和信號(hào)線。感測(cè)元件由單一平行板式電容器組成，其中一塊板根據(jù)施力（加速度）相對(duì)另一塊板移動(dòng)，這使得電容變化能夠反映實(shí)施的加速度。此電容與電橋電路中的固定參考電容器加以比較，信號(hào)由專用集成電路處理，以便產(chǎn)生能夠反映施加的加速度的輸出電壓。

1.4 懸架高度傳感器

自適應(yīng)減振系統(tǒng)中使用4個(gè)懸架高度傳感器，其中2個(gè)傳感器用于前懸架，另外2個(gè)傳感器用于后懸架。在各懸架高度傳感器上，傳感器臂和傳感器連桿將懸架的線性運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為傳感器軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。懸架高度傳感器測(cè)量車輛各角上的懸架的位移，并向集成式懸架控制模塊輸出相應(yīng)的模擬信號(hào)。集成式懸架控制模塊計(jì)算信號(hào)的位置、速度和頻率要素，并將這些結(jié)果用于各個(gè)車輪控制。

每個(gè)懸架高度傳感器都通過3根導(dǎo)線連接到集成式懸架控制模塊，分別為搭鐵線、5 V電源線和信號(hào)線。感測(cè)元件包含一組霍爾效應(yīng)裝置，這些裝置用于測(cè)量連接在傳感器軸末端的小磁鐵的磁場(chǎng)方向。隨著傳感器軸的旋轉(zhuǎn)，所連磁鐵的磁通量線也隨之旋轉(zhuǎn)。每個(gè)霍爾效應(yīng)元件發(fā)出的信號(hào)由專用集成電路來處理，從而產(chǎn)生體現(xiàn)傳感器軸旋轉(zhuǎn)信息的輸出電壓。

2 自適應(yīng)減振系統(tǒng)故障

如果集成式懸架控制模塊檢測(cè)到故障，則會(huì)通過HS CAN總線向組合儀表發(fā)送信息，組合儀表將會(huì)顯示“自適應(yīng)減振系統(tǒng)故障”，集成式懸架控制模塊內(nèi)會(huì)存儲(chǔ)相應(yīng)的故障代碼，集成式懸架控制模塊將根據(jù)故障類型執(zhí)行相應(yīng)的控制策略。如果存在電源故障或集成式懸架控制模塊無法控制減振器，則減振器將默認(rèn)設(shè)置為剛性狀態(tài)。如果一個(gè)傳感器發(fā)生故障，且該傳感器僅影響一個(gè)或多個(gè)控制模式，則一個(gè)中間減振器設(shè)置被用作設(shè)定的下限度，其余的工作模式可視需要請(qǐng)求較高的減振能力。