主動穩(wěn)定系統(tǒng)剖析

【路虎攬勝運動款】主動穩(wěn)定系統(tǒng)剖析一、主動穩(wěn)定系統(tǒng)概述.豐動穩(wěn)定系統(tǒng)的作用路虎攬勝運動款配備了生動穩(wěn)定系統(tǒng)(ActiveStabilizationSystem)，這足一套動態(tài)II向應(yīng)(DynamicResponse)系統(tǒng)，它提升了車輛的操縱和駕駛性能，對于道路和越野行駛都啟用。豐動穩(wěn)定使用兩個加速度傳感器檢測車輛轉(zhuǎn)彎力，再結(jié)合轉(zhuǎn)向角傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器的輸入，向動態(tài)響應(yīng)控制模塊提供數(shù)據(jù)。控制模塊再操作閥組中的電磁閥，電磁閥操作方向控制閥，向前后穩(wěn)定桿裝配的執(zhí)行器施加液壓。向執(zhí)行器施加的液壓給穩(wěn)定桿施加一定量的反向扭矩，以抵消轉(zhuǎn)彎側(cè)傾力并最小化車身側(cè)傾。圖1和圖2是傳統(tǒng)不帶生動穩(wěn)定系統(tǒng)的車型和路虎帶主動穩(wěn)定系統(tǒng)的車型轉(zhuǎn)向側(cè)傾對比。.主動穩(wěn)定系統(tǒng)的部件組成主動穩(wěn)定系統(tǒng)的部件組成如圖3所示，動態(tài)響應(yīng)系統(tǒng)是電動液壓操作的。動態(tài)響應(yīng)系統(tǒng)南帶整體式執(zhí)行器的前和后穩(wěn)定桿、兩個加速度傳感器、一個控制模塊、一個液壓泵、一個閥組和一個儲液罐組成。加速度傳感器發(fā)出的信號被傳輸至控制模塊，模塊向兩個方向控制電磁閥發(fā)出指令，它們向每個執(zhí)行器施加液壓，向穩(wěn)定桿施加一個與側(cè)傾力大小相等、方向相反的力，以保持轉(zhuǎn)彎時車輛姿態(tài)。液壓泵由發(fā)動機(jī)驅(qū)動.向閥組提供持續(xù)的液壓流。動態(tài)響應(yīng)系統(tǒng)能夠抵制的轉(zhuǎn)彎力控制在最大0.4g，來防止車身側(cè)傾。從0.4g起，車身側(cè)傾就逐漸增加，但明顯比普通車輛要低。動態(tài)響應(yīng)液壓系統(tǒng)使用半合成液壓油，與動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中使用的油液相同。動態(tài)響應(yīng)系統(tǒng)的總?cè)莘e為2.50L。如果動態(tài)響應(yīng)系統(tǒng)檢測到車輛越野行駛時，則車輛以40km/h或更小的速度行駛時，控制模塊將減小側(cè)翻補償。在火于11。的斜坡上，動態(tài)響應(yīng)系統(tǒng)將轉(zhuǎn)換至“鎖定桿”狀態(tài)。如果控制模塊或液壓發(fā)生故障，系統(tǒng)將“故障保護(hù)”至“鎖定桿”狀態(tài)?！版i定桿”狀態(tài)使穩(wěn)定桿能以與傳統(tǒng)“被動”穩(wěn)定桿相似的方式進(jìn)行工作。儀表組中的窄氣懸掛/動態(tài)響應(yīng)警告指示燈啟亮，鳴響警告提示音響，且儀表組消息中心顯示汽息來通知駕駛員。進(jìn)行維修或維護(hù)工作后，還必須使剛SDD診斷系統(tǒng)執(zhí)行排氣步驟，以確保系統(tǒng)完全排凈了空氣。系統(tǒng)中殘留空氣會明顯降低系統(tǒng)性能。12-.(11L儲％iS2.5(HH)3SRJT?J0iiRt?S8i占-博蛆％有店程定桿涯料L上謙擁湮最悼懇,器3左后卷關(guān)村誨蒼土療執(zhí)行維布福宓杵10.旬咨坷取幢制鎮(zhèn)塊1十.左削I程盡ff連殲1?.前莎ItT墨和用定卻13.禹壓我垮T4.泰15.回流翟-閥垣至悔,曜Ifl.挑輯管-林氣嘩至筑I圖3主動卷定祭統(tǒng)的部件二、主動穩(wěn)定系統(tǒng)主要部件的操作.動態(tài)響應(yīng)液壓泵動態(tài)響應(yīng)液壓泵位丁發(fā)動機(jī)右側(cè)，為徑向活塞型，以高壓輸送油液。泵由附件傳動帶通過曲軸驅(qū)動，以約1?7倍的曲軸速度驅(qū)動。液壓泵如圖4所示，它是一個徑向柱塞泵，在軸上有一個凸輪，圓周布置著8個柱塞，工作壓力為16500kPa。.閥組閥組位于車身的右車門檻下，通過3個螺栓和橡膠軸墊固定至底盤的同定螺母中。橡膠軸墊隔離閥組，防止液體噪音通過車身傳輸。閥組的位置如圖5所示，閥組部件分解圖如圖6所示。閥組部件包括2個方向控制電磁閥(對應(yīng)著兩個方向控制閥）、1個壓力控制電磁閥（對應(yīng)著1個壓力控制閥）、1個壓力傳感器、1個壓力油濾清器及管路等部件。控制模塊操縱電磁閥，電磁閥操縱方向控制閥，將液壓引至執(zhí)行器。壓力控制電磁閥操作壓力控制閥（PCV）調(diào)節(jié)油壓至執(zhí)行器的所需壓力。3個電磁閥由從動態(tài)響應(yīng)控制模塊接收到的信號進(jìn)行控制。壓力傳感器監(jiān)控由壓力控制閥（PCV）產(chǎn)生的壓力。濾清器安裝在閥組的下側(cè)，在油液到達(dá)控制閥以前對其進(jìn)行過濾。濾清器必須定期更換。.執(zhí)行器和穩(wěn)定桿前后兩個穩(wěn)定桿帶有兩個整體式液壓執(zhí)行器，如圖7和圖8所示。執(zhí)行器向穩(wěn)定桿施加液壓產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)扭矩，以抵消車輛轉(zhuǎn)彎產(chǎn)生的側(cè)向力。執(zhí)行器如圖9所示，執(zhí)行器內(nèi)部有一個活塞，活塞連在轉(zhuǎn)子滾珠螺桿上，滾珠螺桿通過花鍵連接至穩(wěn)定桿的一半。滾珠螺桿的外圈有滾道，滾珠螺母連接在殼體上，殼體連至穩(wěn)定桿的另一半。隨著向活塞的一側(cè)或另一側(cè)施加壓力，滾珠螺桿將施加給活塞的線性力轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定桿兩半之間的旋轉(zhuǎn)扭矩。執(zhí)行器總成和穩(wěn)定桿是不可維修項目。.加速度傳感器系統(tǒng)使用2個加速度傳感器，一個上和一個下加速度傳感器。下加速度傳感器固定在車輛地板下面，右側(cè)門檻下方，如圖10所示。L加速度傳感器固定在車身天窗面板支架上，擋風(fēng)玻璃預(yù)部的中心位置，如圖11所示。下加速度傳感器是用來測量橫向加速度的主傳感器，以控制側(cè)翻。上加速度傳感器與下加速度傳感器結(jié)合使用，進(jìn)行側(cè)翻校正和故障檢測。動態(tài)響應(yīng)控制模塊向傳感器輸出5v電源，上下加速度傳感器都能夠測量土1.11g范圍內(nèi)的加速度，并向控制模塊返回0.5?4.5V的信號電壓。三、主動穩(wěn)定系統(tǒng)說明與操作.車輛不移動閥組內(nèi)部油路原理圖如圖12所示。發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)且車輛不移動時，兩個導(dǎo)向控制閥DCV(Direct/onalControlValves)閥都關(guān)閉，鎖住各個執(zhí)行器活塞兩側(cè)的油液。液壓泵從儲液罐中吸取油液，壓力控制閥(PCV)完全打開，油液完全流至儲液罐。.車輛移動左轉(zhuǎn)時當(dāng)車輛左轉(zhuǎn)時，加速度傳感器檢測施加的轉(zhuǎn)彎力并將信號發(fā)送至控制模塊?？刂颇K確定必須向穩(wěn)定桿施加相反的力，以抵消轉(zhuǎn)彎側(cè)傾力。控制模塊向DCV2電磁閥施加電流，同時向PCV輸出電流，PCV工作以限制返回儲液罐的油液流。系統(tǒng)中的液壓上升，并且由壓力傳感器感應(yīng)壓力，向控制模塊發(fā)送一個信號?？刂颇K根據(jù)其接收到的信號確定所需壓力并相應(yīng)調(diào)整壓力。系統(tǒng)中的壓力施加至每個執(zhí)行器活塞上，向穩(wěn)定桿施加相反的力并最小化轉(zhuǎn)彎對車輛的影響，同時保持車輛姿態(tài)。從活塞另一側(cè)排出的油液通過閥組返回至儲液罐。隨著車輛直行，轉(zhuǎn)彎側(cè)傾力減小，控制模塊打開PCV,以減小系統(tǒng)中的壓力。油液從執(zhí)行器中排出并返回系統(tǒng)，取消施加給穩(wěn)定桿的力。當(dāng)車輛直線移動時，DCV2關(guān)閉。.車輛移動右轉(zhuǎn)時當(dāng)車輛右轉(zhuǎn)時，加速度傳感器檢測施加的轉(zhuǎn)彎力并將信號發(fā)送至控制模塊?？刂颇K確定必須向穩(wěn)定桿施加相反的力，以抵消轉(zhuǎn)彎力。控制模塊向DCV1電磁閥施加電流，同時向PCV輸出電流，PCV工作以限制返回儲液140罐的油液流。系統(tǒng)中的液壓上升，并且由壓力傳感器感應(yīng)壓力，向控制模塊發(fā)送一個與壓力對應(yīng)的信號?？刂颇K根據(jù)其接收到的信號確定所需壓力并相應(yīng)調(diào)整壓力控制閥。系統(tǒng)中的壓力施加至每個執(zhí)行器活塞上，向穩(wěn)定桿施加相反的力并最小化轉(zhuǎn)彎對車輛的影響，同時保持車輛姿態(tài)。從活塞另一側(cè)排出的油液通過閥組返回至儲液罐。隨著車輛直行，轉(zhuǎn)彎側(cè)傾力減小，控制模塊打開PCV，以減小系統(tǒng)中的壓力。油液從執(zhí)行器中排出并返回系統(tǒng)，取消施加給穩(wěn)定桿的力。當(dāng)車輛直線移動時，DCV1關(guān)閉。.車輛直行車輛直行時，控制模塊持續(xù)監(jiān)控接收到的信號，并操作DCV和PCV，以維持車輛移動時的車輛姿態(tài)。.越野駕駛控制模塊通過監(jiān)控上、下加速度傳感器信號來判斷越野駕駛情況，由于兩加速度傳感器位于不同的位置，兩個傳感器的垂直距離和距離車輛側(cè)翻中心的位置不同，使其依次產(chǎn)生不同的輸出信號。控制模塊再使用這兩個信號來計算路面粗糙度。當(dāng)車速小于40km/h時，控制模塊根據(jù)計算的路面粗糙來限制動態(tài)響應(yīng)系統(tǒng)的工作。當(dāng)車速大于40km/h時，系統(tǒng)禁用路面粗糙度信號，并且恢復(fù)完全的動態(tài)響應(yīng)系統(tǒng)輔助。速度小于3km/h時，系統(tǒng)不工作。.側(cè)坡檢測當(dāng)上下加速度傳感器檢測到平均加速度大于±0.2g，或者11。側(cè)坡并且行駛速度小于40km/h時，控制模塊使用側(cè)坡檢測。當(dāng)檢測到側(cè)坡時，兩個DCV都關(guān)閉，以產(chǎn)生“鎖定桿”狀態(tài)。此狀態(tài)增加穩(wěn)定性并進(jìn)行持續(xù)的車輛響應(yīng)。車速增至40km/h時，平均橫向加速度級別也必須增加并且保持，使系統(tǒng)能識別車輛處于側(cè)坡上。如果側(cè)坡角度陡峭并且行駛速度較低，則控制模塊將在短時間內(nèi)檢測到側(cè)坡。7.控制模塊與故障模式動態(tài)響應(yīng)控制模塊位于駕駛員側(cè)“A”柱上，儀表組后而。此控制通過兩個螺釘同定在午身上。如圖13所示，控制模塊后而有兩個接頭，以連接線束連接器。主動穩(wěn)定系統(tǒng)控制框圖如圖14所示。發(fā)動機(jī)速度信號通過高速控制器區(qū)域網(wǎng)(CAN)總線從發(fā)動機(jī)控制模塊(ECM)傳輸至動態(tài)控制模塊。發(fā)動機(jī)速度信號用以檢測發(fā)動機(jī)在運行和動態(tài)響應(yīng)系統(tǒng)可使用的液壓。車速信號通過高速CAN從ABS模塊傳輸全動態(tài)控制模塊。轉(zhuǎn)向角信號由轉(zhuǎn)向角傳感器通過高速CAN總線傳輸。動態(tài)響應(yīng)摔制模塊使用行駛速度和轉(zhuǎn)向角信號來計算橫向加速度，以進(jìn)行道路和越野側(cè)翻補償。選擇倒擋時，倒擋信號通過高速CAN總線傳輸，動態(tài)響應(yīng)系統(tǒng)恢復(fù)至“鎖定桿”狀態(tài)。動態(tài)響應(yīng)控制模塊通過高速CAN總線連罕診斷插座，以對控制模塊進(jìn)行診斷檢查。通過診斷插座能使用SDD診斷系統(tǒng)來讀取控制模塊中存儲的任何故障碼。動態(tài)響應(yīng)控制模塊向閥組中的壓力控制閥(PCV)提供控制電流。輸送的電流由上下加速度傳惑器、行駛速度、轉(zhuǎn)向角等發(fā)出的許多輸入信號決定。PCV將輸送至執(zhí)行器的液壓控制與控制模塊輸送的電流成正比。控制模塊操作閥組中兩個電磁閥，電磁閥操作方向控制閥(DCV)，DCV控制至執(zhí)行器的液壓流方向。控制模塊向電磁閥輸送電源時，閥門打開，使液壓流至執(zhí)行器。取消電源時，DCV關(guān)閉。閥組中的壓力傳感器從控制模塊接收5V電壓。傳感器測量o?18000kPa的液壓，并日.根據(jù)液壓向控制模塊返回線性輸出電壓。動態(tài)響應(yīng)控制模塊向每個加速度傳感器輸送5V電壓，每個加速度傳感器都能測量土1.11g范圍內(nèi)的橫向加速度。輸入控制模塊的感應(yīng)橫向加速度模擬信號介于0.5?4.5V之間，南各個加速度傳感器返回。控制模塊處理接收到的兩個信號，結(jié)合轉(zhuǎn)向角和車速信號，產(chǎn)牛一個單獨的橫向加速度信號，再將其用作動態(tài)響應(yīng)系統(tǒng)的土控制信號。檢測到系統(tǒng)故障時，控制模塊通過CAN總線發(fā)布一條消息，此消息由儀表組接收。儀表組冉亮起空氣懸掛/動態(tài)響應(yīng)系統(tǒng)警告指示燈，如下所示：?輕微故障：警告指示燈亮起黃色，消息中心顯示相應(yīng)的消息?嚴(yán)重故障：警告指示燈亮起閃爍的紅色，消息中心顯示相應(yīng)的消息，并且伴隨警告提示音。消息將指不駕駛員立即停止車輛或謹(jǐn)慎駕駛儀表組消息中心顯示的兩條與動態(tài)響應(yīng)系統(tǒng)相關(guān)的消息：SUSPENSIONFAULT，VEHICLELEAN.WHENCORNERING（懸掛故障，轉(zhuǎn)彎時車輛傾斜）SU