奔驰的主动车身控制(ABC)系统

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早在70年代戴姆勒奔驰的工程师们就已经着手进行先进悬架系统的研究与开发,当时计划代号命名为“Akatkon”。

1964年第一个产品模型已经开始使用空气弹簧，而1977年的悬架系统则开始使用液气组合式。

1978年推出了第一个主动可调悬架支承臂,但那时电控技术的运用还没成为可能。

1987年奔驰在S级高级轿车装备了作为研究用途的悬架系统,在车身和车轴之间设计了液压伺服缸,意在同时控制车身的低频运动和车轮的高频振动。

然而测试结果却表明,该系统在一个较高频率范围上表现相当不理想,行驶平顺性不良并且系统建立油压时消耗太多发动机功率。

后来研究者们从赛车运动中汲取灵感,开发了一种“部分主动悬架”装备在梅塞德斯Cn型跑车上,旨在控制低频车身运动。它在训练中表现良好,但在赛道上却因为规则而搁浅。

1991年在随后的CnZ运动车的研究中,部分主动悬架系统在起步、制动和转弯车况下辅助平稳车身,获得了良好的舒适性,但C系列跑车的悬架系统仍有许多亟待完善之处。

经过多年的不懈努力,奔驰公司终于在最新推出的CL型双门跑车上装备了名为“Mechatronie”悬架最新技术一主动车身控制(AetiveBodyControl,ABC),使行驶平顺性(乘坐舒适性)技术迈上了一个新台阶,取得了突破性进展。

ABC系统的元件组成及分布如图1所示,它由三个子系统组成:

a)连接车身、车轮之间的液压/钢弹簧减振器;

b)高压液力装置;

c)电子传感器和计算控制单元等。

悬架支撑臂上的减振器采用电子监测和控制方式,其液力传动的伺服缸(柱塞)可以移动以改变螺旋弹簧的行程。

减振器上的行程传感器向控制单元传送运动状况参数。系统高压液力由与动力辅助转向泵串联动作的ABC泵—“卢克”(LuK)径向活塞泵提供,压力稳定在20MPa水平,并配有一个泄压阀以防过载。

液压管路的阀体和蓄压器固定在相应位置上。

ABC系统的电子传感器有13个,它们监测车身水平、加速度及减振器弹簧位置等状况,将这些信息输人到电子控制单元,由控制单元内的两个西门子(SiemenS)16比特20MHz微处理器计算处理,并以10ms的周期发出指令到伺服阀门，伺服阀门根据指令增加或释放减振器上伺服缸(柱塞)油压，从而控制支承臂的运动。ABC整个系统质量超过传统悬架42.2kg，超过奔驰S级高级轿车气动悬架35.0kg。

ABC系统工作在5Hz车身振动频率范围内—这足够解决纵向摇动和侧倾不理想的状况下的车身运动。全主动悬架则有能力控制车轮振动在30Hz或更高的频率。

ABC系统包括基于实际负荷条件下自动调整水平功能。驾驶员可以手动调整车辆离地间隙。中央控制台上的一个开关供驾驶员在“运动”(sport)和“舒适”(comfort)之间作选择。

另一个按扭也提供在低速车况下的两种水平选择:在位置1时，车身被升高约25mm;在位置2时，车身被升高约50mm之多。

当车辆速度增加，车身自动下沉到开始位置。而速度在140km/h左右时，车身再低10mm以减少空气阻力从而提高燃油经济性。

据奔驰公司声称，装备ABC系统的车辆，其燃油经济性在综合的市区和高速公路测试中仅为0.7km/L。另外，系统失效时，车身悬架高度就锁定在失效时那个位置。

在德国新Papen6urg奔驰公司的演示测试中，用1999年CL车型作样车，测试结果显示ABC与以前开发的系统相比，效果惊人的显著。

ABC系统比普通弹簧刚度更小和被动减振校正使得车辆在粗糙路面上有着更小的垂向振动。少了防侧倾杆后，车辆通过一个凹坑时，车轮有着更大的独立程度。

根据测试数据，1999年款的CL车型在装备ABC后，在起步、转弯和制动过程中与上一代相比侧倾减少了6800。而“运动”型的悬架模式则能减少更多的车身侧倾角度。

在“舒适”模式穿桩试验中，车身侧倾角度比它的前一代降低了3200。车身纵向摇动在紧急制动后降低约80%左右;在急转向后，控制车身完全稳定仅花去0.4s—而其它类型的悬架系统的车身继续摇摆达0.6s之久。

奔驰的ABC系统解决了多年来困扰汽车界的“鱼和熊掌不可兼得”的两难窘境，即出于安全优先和驾驶动力学节省燃油的考虑将悬架系统设计成偏硬的“运动”型式还是把悬架系统设计成较软的“舒适”型式。

不过，奔驰并非第一家推出电控主动悬架系统的豪华汽车制造商，通用汽车公司的凯迪拉克分部的第六代“连续可变路感悬架”(Continuously Variable Road Sensing Suspension 简称CV-RSS)早已在1996年推出。

后者更多的是基于软件控制的方法，与ABC系统相比差别很大，因而CV-RSS成本毫无疑问要低得多，系统的总体质量增加最小，而且并没有消耗额外的燃油。

另外，BMW也将推出它的第三代“动态稳定控制”(Dynamic Stability Control)系统，一种类似于凯迪拉克CV-RSS系统。

福特林肯LS车上的可选的“Advance Trac”系统控制任何车轮上制动力的分配来控制车辆的动态稳定。

本田阿库拉(Acura)分部也加入了该领域的竞争。