1、奧迪A8轎車自適應(yīng)空氣懸架系統(tǒng)奧迪A8轎車作為奧迪品牌的頂級車型，配備了新開發(fā)的自適應(yīng)空氣懸架(圖1)。它利用電子減振調(diào)控裝置可以實(shí)時(shí)跟蹤汽車當(dāng)前的行駛狀態(tài)測得車輪的運(yùn)動狀態(tài)(非簧載質(zhì)量)和車身的運(yùn)動狀態(tài)(簧載質(zhì)量)。在四個可選模式范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了不同的減振特性曲線。每個減振器都可單獨(dú)進(jìn)行調(diào)控。因此，在設(shè)定好的每種模式(舒適型或運(yùn)動型)下均能夠保證汽車具有最佳的舒適性和行車安全性。在設(shè)定的模式的框架下，車身高度自動調(diào)控程序和減振特性曲線被整合成一個系統(tǒng)。系統(tǒng)的組成及原理系統(tǒng)的組成如圖2所示。主要部件及功能1空氣彈簧空氣彈簧采用外部引導(dǎo)式。它被封裝在一個鋁制的圓筒內(nèi)。為了防止灰塵進(jìn)入圓筒和(空氣彈簧

2、)伸縮囊之間，用一個密封圈密封線圈活塞和氣缸之間的區(qū)域。密封圈可在維修時(shí)更換，空氣彈簧伸縮囊不能單獨(dú)更換。出現(xiàn)故障時(shí)，必須更換整個彈簧減振支柱。為了保證行李箱具有盡可能大的可利用空間和最大儲物寬度，最大限度地減小了空氣彈簧的直徑。為了滿足舒適性的要求，空氣彈簧體積應(yīng)最小。此沖突的解決方案是使用一個與減振器相連的容器存儲額外的空氣?？諝鈴椈刹粌H替代了鋼制彈簧，而且相對于鋼制彈簧還有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。空氣彈簧使用了鋁制氣缸的新式外部引導(dǎo)性裝置減小了空氣彈簧伸縮囊的壁厚。這樣，在路面不平情況下響應(yīng)更加靈敏。2減振器(圖3和圖4)構(gòu)造：使用了一個無級電子雙管氣壓減振器(無級減振控制系統(tǒng)=CDC減振器)?；钊?/p>

3、上的主減振閥門通過彈簧機(jī)械預(yù)緊。在閥門上方安裝有電磁線圈，連接導(dǎo)線經(jīng)由活塞桿的空腔與外部連接。功能：減振力主要取決于閥門的通流阻力。流過的油的通流阻力越大，減振力也就越大。以彈簧撓度(彈性)跳動(等于壓力分段減振)為例從原則上說明工作原理(圖5)：當(dāng)電磁線圈上沒有電流作用時(shí)，減振力達(dá)到最大。減振力最小時(shí)電磁線圈上的電流大約為1800mA。在緊急運(yùn)行時(shí)不對電磁線圈通電。這樣就設(shè)定了最大減振力，并通過其來保證車輛行駛時(shí)動態(tài)穩(wěn)定。3空氣供應(yīng)機(jī)組(圖6)空氣供應(yīng)機(jī)組安裝在發(fā)動機(jī)艙的左前方。由此可以避免工作噪聲傳入汽車內(nèi)部。除此之外還能實(shí)現(xiàn)有效的冷卻。這樣能提高壓縮機(jī)的可能開啟持續(xù)時(shí)間并且由此提高調(diào)控質(zhì)

4、量。為保護(hù)壓縮機(jī)不至過熱，在需要時(shí)(如氣缸蓋溫度過高時(shí))會將其關(guān)閉。最大系統(tǒng)靜態(tài)壓力為16bar。4電磁閥組(圖7)電磁閥組包括了壓力傳感器以及用于控制空氣彈簧和儲氣罐的閥門。它安裝在汽車左側(cè)車輪外殼和A柱之間的車輪罩內(nèi)。5儲氣罐(圖8)儲氣罐位于汽車左側(cè)行李箱底板和后部消聲器之間。儲氣罐由鋁材制成。其容積為5.8L，最大工作壓力為16bar。系統(tǒng)布局的目的是在保證功能要求的前提下，盡可能地降低能耗(壓縮機(jī)打開的閥值設(shè)置為最小)。要使調(diào)控動作僅通過壓力存儲器進(jìn)行，在儲氣罐和空氣彈簧之間必須有一個最小為3bar的壓差。6傳感器(1)壓縮機(jī)溫度傳感器(G290)用于探測壓縮機(jī)汽缸蓋的溫度。它的電阻

5、隨溫度的升高急劇降低(NTC：負(fù)溫度系數(shù))。此電阻的變化由控制單元進(jìn)行處理?？諝鈮嚎s機(jī)最大運(yùn)行時(shí)間取決于當(dāng)前溫度。維修時(shí)不得單獨(dú)更換零件。見圖6空氣供應(yīng)機(jī)組圖中標(biāo)示6。(2)壓力傳感器(G291)根據(jù)電磁閥的控制情況，用于測量前橋和后橋彈簧支柱或儲氣罐間的壓力變化情況。(3)車身加速度傳感器(G341、G342、G343)(圖9)為對每種行駛狀態(tài)實(shí)行最理想的減振調(diào)控，必須知道車身運(yùn)動(簧載質(zhì)量)和車軸運(yùn)動(非簧載質(zhì)量)的時(shí)間曲線。使用三個傳感器測量車身的加速度。其中有兩個位于前橋的彈簧支柱拱頂上，第三個位于右后輪罩內(nèi)。通過處理車身高度傳感器信號來獲取車軸部件(非簧載質(zhì)量)的加速度。(4)車身高

6、度傳感器(G76、G77、G78、G289)(圖10)四個傳感器在結(jié)構(gòu)上相同，支架和連接桿位于車軸的側(cè)面和特定的位置上，傳感器測得懸臂和車身之間的距離并由此測得車輛的高度狀態(tài)。以800Hz頻率進(jìn)行感應(yīng)探測(全時(shí)四輪驅(qū)動車為200Hz)。采樣頻率可以確定非簧載質(zhì)量的加速度。7控制單元(J197)(圖11)電子控制懸架系統(tǒng)的核心元件為控制單元。它安裝于車內(nèi)貯物箱前。它用于處理其他總線部件的相關(guān)信息和獨(dú)立的輸入信號。處理生成控制信號，這些信號用于控制壓縮機(jī)、電磁閥和減振器。調(diào)控方案由于標(biāo)準(zhǔn)型底盤和運(yùn)動型底盤之間存在著本質(zhì)上的區(qū)別，所以需要兩種不同的控制單元(軟件應(yīng)用程序)。1普通調(diào)控方案車身高度調(diào)整

7、主要是調(diào)節(jié)同一車橋上左右兩側(cè)的高度差(例如由于單側(cè)負(fù)載引起的)。在車速小于35kmh時(shí)，儲氣罐優(yōu)先作為能量來源。前提是儲氣罐和空氣彈簧之間有至少3bar的壓差。車身高度調(diào)節(jié)過程(圖12)：提升：首先后橋被提升，然后是前橋；銜氏：首先前橋被銜氐，熾后橋。設(shè)置這個順序的目的是：在前照燈照明距離調(diào)節(jié)裝置失靈的情況下，避免前照燈在懸架調(diào)控時(shí)導(dǎo)致其他路人炫目。除了帶有氙氣前照燈的車輛之外，車輛均安裝了前照燈照明距離調(diào)節(jié)裝置。對于A8轎車來說，可以選擇標(biāo)準(zhǔn)型底盤(自適應(yīng)空氣懸架)和運(yùn)動型底盤(運(yùn)動型自適應(yīng)空氣懸架)兩種調(diào)整方式。(1)標(biāo)準(zhǔn)型底盤調(diào)控方案：可以手動或自動選擇以下模式：a“自動”模式：(標(biāo)準(zhǔn)車

8、身高度)(圖13)目標(biāo)車身高度，以舒適性為目標(biāo)，沿著相應(yīng)的減振曲線自適應(yīng)調(diào)控。以超過120kmh行駛30秒種后下降25mm(“高速公路車身降位”)。通過降低車身高度能夠有效改善汽車的空氣動力性，并且能夠降低燃油消耗。當(dāng)車速低于70kmh的時(shí)間超過120秒種，或車速低于35kmh時(shí)，又自動提升至標(biāo)準(zhǔn)車身高度。b“舒適”模式：(標(biāo)準(zhǔn)車身高度)（圖13)車身高度與“自動”模式一樣，在低速范圍內(nèi)減振功能比“自動”模式弱，比“自動”模式更舒適為依據(jù)進(jìn)行調(diào)控，相對于“自動”模式來說，乘坐舒適性有進(jìn)一步提升。不能自動進(jìn)行“高速公路車身降位”。c“動態(tài)”模式：(-20mm)(圖14)車身高度比“自動”模式降低

9、了20mm?？刂魄€自動調(diào)整為運(yùn)動型減振特性曲線。以超過120kmh行駛，30秒后車身繼續(xù)下降5mm(“高速公路降位”)。在整個車速范圍內(nèi)設(shè)定了一條嚴(yán)格的減振特性曲線。當(dāng)車速低于70kmh的時(shí)間超過120秒鐘或車速低于35kmh時(shí)，又自動提升至運(yùn)動型車身標(biāo)準(zhǔn)高度。d“高位”模式： (+25mm)(圖15)此模式只在車速小于80kmh時(shí)才能選用。從100kmh開始，此模式自動退出。然后調(diào)控為先前所選模式(“自動”、“動態(tài)”或“舒適”)。即使車速以后再次低于80kmh，也不再自動運(yùn)行“高位”模式。相對于“自動”模式車身高度上升了25mm，與“自動”模式一樣具有舒適性調(diào)整。(2)運(yùn)動型底盤調(diào)控方案與

10、標(biāo)準(zhǔn)型底盤的區(qū)別：彈性和減振以運(yùn)動型為依據(jù)進(jìn)行調(diào)控；在車速小于120kmh時(shí)，“自動”、“動態(tài)”和“舒適”模式下的高度位置相同，但減振特性曲線不同；車身標(biāo)準(zhǔn)高度比標(biāo)準(zhǔn)型底盤低20mm。a“自動”模式：(-20mm)(圖16)車身標(biāo)準(zhǔn)高度相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)型底盤“動態(tài)”模式，帶有相應(yīng)減振特性曲線以運(yùn)動型為依據(jù)的調(diào)控(比“動態(tài)”模式更舒適的調(diào)控)。以超過120kmh行駛，30秒鐘后再下降5mm(“高速公路車身降位”)。b“動態(tài)”模式：(-20mm)(圖16)車身高度和運(yùn)動型底盤“自動”模式一樣，帶有相應(yīng)減振特性曲線的運(yùn)動型調(diào)整。從120km開始30秒鐘后下降5mm(“高速公路車身降位”)。c“舒適”模式：

11、(-20mm)(圖16)車身高度和運(yùn)動型底盤“自動”模式一樣，在低速范圍內(nèi)減振比“自動”模式更低。不能自動進(jìn)行“高速公路車身降位”。d“高位”模式：(+5mm)(圖17)相對于運(yùn)動型底盤“自動”模式來說，車身高度上升了25mm，以運(yùn)動型為依據(jù)的調(diào)控。相對于標(biāo)準(zhǔn)型底盤的標(biāo)準(zhǔn)車身高度提高了5mm。2特殊運(yùn)行狀態(tài)下的調(diào)控方案 彎道行駛：在彎道行駛時(shí)懸架調(diào)控中斷，彎道過后調(diào)控繼續(xù)進(jìn)行。通過轉(zhuǎn)向角傳感器信號和橫向加速度傳感器信號識別彎道行駛。減振力根據(jù)實(shí)時(shí)的行駛狀況進(jìn)行自動調(diào)節(jié)。因此，能夠有效防止行駛中那些不希望出現(xiàn)的車身運(yùn)動(例如側(cè)傾)。制動過程(圖18)：首先，在ABSESP制動時(shí)引入減振調(diào)控功能。

12、減振調(diào)控取決于受控制的制動壓力。因此，最大限度降低了車身的俯仰和側(cè)傾運(yùn)動。起步過程(圖18)：在起步過程中由于車身的質(zhì)量慣性首先存在著俯仰運(yùn)動。通過合適的、與當(dāng)前狀態(tài)匹配的減振力能將這些運(yùn)動限制在最小的程度。預(yù)動和隨動模式：調(diào)控行車前或點(diǎn)火開關(guān)打開前相對于額定高度的偏差。在一定情況下，通過操作車門，行李箱蓋或15號線能將系統(tǒng)從睡眠模式喚醒并進(jìn)入預(yù)動模式。例如點(diǎn)火開關(guān)關(guān)閉之后，在隨動模式下調(diào)控由于乘員下車或卸載而造成的車身高度差。睡眠模式：在進(jìn)入隨動模式60s后沒有輸入信號的情況下，系統(tǒng)進(jìn)入保證能量節(jié)約的睡眠模式。2.5h和10h后睡眠模式將短時(shí)間關(guān)閉，以便再次檢查車身高度狀況。在一定情況下，與額定值的高度差異通過存儲器得以補(bǔ)償(例如，通過冷卻空氣彈簧內(nèi)的氣體來補(bǔ)償)。升降臺模式：通過對車身高度傳感器信號的處理以及靜止車輛控制的持續(xù)時(shí)間來識別升降臺運(yùn)行狀態(tài)。沒有故障被寫入故障存儲器。此模式不會通過指示燈顯示。車輛千斤頂?shù)氖褂?維修模式)：不能進(jìn)行自動識別。使用車輛千斤頂時(shí)調(diào)控系統(tǒng)必須關(guān)閉。通過操作MMI系統(tǒng)中菜單的控制按鈕CARSETUP來完成。此模式可以通過在MMI中設(shè)置轉(zhuǎn)入非激活狀態(tài)，也可以通過以15kmh的速度行駛轉(zhuǎn)入非激活狀態(tài)。掛車運(yùn)行狀態(tài)：在掛車與拖車建立電氣連接時(shí)，掛車運(yùn)行狀態(tài)會被自動識別。使用SETUP按鍵可調(diào)用系統(tǒng)狀態(tài)(打開或