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轻型商用车及轿车用电控空气悬架
作者: 李莉薇 来源: 汽车与配件杂志 日期: 2007年第26期

    威伯科公司是汽车电子制动、稳定控制、悬架、传动系统的车辆控制系统供应商,除了在传统商用车领域外,威伯科公司产品也日益广泛的应用在豪华轿车和SUV车型上。近年来在欧洲和北美市场,轿车和乘用车对空气悬架和减振阻尼控制的需求呈增长态势。对空气悬架系统,威伯科公司提供多系列的空气供应模块和电子控制单元,在这个领域,威伯科公司具有超过20年的经验。

    对轿车而言,由于没有压缩空气来源,如果应用空气悬架,则首先需解决气源问题,故轿车ECAS系统和商用车ECAS系统最大的区别就是轿车ECAS系统包括空气供应模块。除了空气供应模块,轿车ECASE包括电子控制单元(ECU),升降电磁阀,高度传感器和储气罐等零部件。

    当车辆负载变化时,空气悬架能提供良好的行驶舒适性。ECAS系统通过控制车辆的高度实现了这个目标,此外,它还提供单边(桥)的高度控制。

ECAS系统具有以下的功能

    提高乘驾舒适性;    根据路况,抬高离地间隙,提高通过性,特别是SUV车;    可以随着车速的增加而降低车辆高度,减少风阻,节省油耗和增强操纵控制。当车速较慢使车身高度又可以回复正常;    不论载荷多少,自动调节车辆高度;    对轮胎或者其它用气设备充气    根据拖车高度调整车辆高度    方便货物装载和乘员进入车内

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一、系统构成

1.空压机

    对了实现对气囊的供气功能,威伯科公司开发了一系列电机式空压机模块,由于轿车空间限制,其集成度高,空压机,空气干燥器,卸荷阀通常是一体化设计。并可根据不同车型需要,提供集成度更高的空压机模块,它可将空气悬架升降电磁阀,继动阀和电控单元(ECU),继电器及线束也集成在空压机模块内(如图),对客户来说,减少了系统零部件数量,安装更容易。

    空压机由电机驱动。根据空气悬架配置的类型或者气量的消耗量,空压机产品平台根据功率大小分为3大系列:低、中,高(见图所示)。由于乘用车空间限制(如储气罐),空压机产生的压缩空气气压比普通商用车大,最高压力可达18bar。

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2.升降电磁阀

    由2位2通电磁阀组成,控制气囊的充放气。可根据车型需求,可集成在供气空压机模块内。

3.传感器

    高度传感器负责感知车辆高度的变化。如仅后桥采用空气悬架,那么需要在后桥左右侧安装2个高度传感器;如整车前后桥都是空气悬架,那么需要在前后桥左右侧安装4个高度传感器。

4.电控单元(ECU)

    根据功能选择,有空气悬架高度控制ECU和集成减振阻尼控制的ECU。ECU的输入信息包括:

    (1)传感器的信息(高度及加速度);    (2)CAN总线上输入的信息:如车速和发动机信息,ABS及ESP的状态,制动和车门信息;    (3)操纵命令信息:高度选择及阻尼模式选择;    (4)ECU还负责监控发动机温度及储气罐压力;     ECU除了对高度和阻尼进行控制外,还通过CAN总线实现系统故障OBD(在线诊断)。

5.储气罐

    储气罐受车辆空间限制,一般是5L容量,需承受11~16bar的气压。为了确保任何时间都能及时供应压缩空气,储气罐是必需的。

6.外用充气设备

    用来向除气囊外的其它用气设备输送压缩空气。

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二、系统工作原理

    打开点火开关,或者在点火前车门打开时,控制系统开始工作。高度传感器(9)采用磁感应原理持续的监视车桥和车架间的高度距离。

    当乘员工下车时或根据车速或者驾驶员指令改变高度时,高度传感器检测到这样的变化并传递给ECU(7),ECU用当前的高度和基准高度做比较。

    ECU或者启动空压机(2)的电机或者打开排气电磁阀(6)。同时,需要5个2位2通2/2电磁阀开始工作,来维持所需的高度。即使供气系统没有工作,单个电磁阀也能实现紧急放气需求。

    当车辆的负荷增加时,空压机(2)产生的压缩空气经空气干燥器(3),通过升降电磁阀(8)向前后桥的4个气囊提供压缩空气,直到车身回复正常的车辆高度。为了快速响应用气需求,储气罐的电磁阀将打开,压缩空气可直接取自储气罐(11)。当车辆负荷减少时,5个升降电磁阀(8)激活,来自气囊的压缩空气通过在空压机模块内的排气电磁阀(6),经过卸荷阀(5),然后排向大气。

    在车辆行驶过程中,系统忽视任何动态的行驶高度波动,系统对动态高度波动不发生响应。

降低和提升车辆高度

    在静态时,通过一个操纵按键,车辆可升可降到不同的需求高度,方便装载和卸载。

    除了通过按键操作,还可通过遥控器来操控。

自动减振器控制

    ECU可以集成高度控制功能和主动减振控制功能,增强行驶舒适性,通过加速度传感器(12)监控信息,ECU可控制横向和纵向的振动阻尼加速度。

充气功能

    空压机可作为供气设备,为车辆轮胎和自行车轮胎还有一些小的用气装置如沙滩排球等提供气源。充气控制(13)包括一个用于激活空压机的紧急开关,开关上的LED指示灯显示空压机的运转情况。压缩空气直接从空压机获得,在这种情况下,压缩气体不需要流经空气干燥器。

系统配置

    所显示的四点控制悬架系统是模块化设计。两点控制悬架系统同样是模块化设计,只是去掉前桥的相关部件。

    通常豪华轿车和SUV车型的典型配置是4点控制悬架,2点控制的主要应用集中在小型车辆上。

    豪华轿车,SUV和轻型商用车领域,仅在欧洲市场,2006年就有55万辆采用空气悬架。如奥迪A6 Quattro,大众的辉腾(Phaeton),宝马7系列,保时捷卡宴等都匹配了ECAS系统,自动调节式空气悬架能充分体现车辆的运动风格,为用户带来绝佳的驾驶动感体验与舒适享受。

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(转载请注明来源: 汽车制动网/chebrake.com 责任编辑:elizabeth)

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