车辆动态防侧倾稳定系统在 宝 马 7 系 E65/E66 顶 级 760i车型、路虎 Range Rover 车系、保时捷 Cayenne 系列都选装了一种功能非常先进的动态底盘行驶控制系统,即车辆动态行驶防侧倾稳定控制系统。宝马的动态行驶稳定系统为 ARS ;路虎 Range Rover 则称为车身动态稳定控制系统 DSC,可使车辆在加速或者转弯时操作更加安全 ;保时捷Cayenne 称为 PDCC 车辆底盘动态稳定控制系统。
在前、后桥同轴悬挂之间安装了一种特殊的稳定杆装置,通过控制稳定杆的扭力,对行驶中的车身稳定性进行调节。车辆底盘动态行驶防侧倾稳定控制系统是为了防止或减轻车辆在转弯时的车身侧倾,优化车辆的转弯性能,提高乘坐舒适性。
该系统的横向稳定杆装置是一种电控液压总成部件,左、右侧两个扭力稳定器是分离的,中间的液压电机输出轴分别与两个扭力稳定器连接。
通过系统电液控制功能,可以分别对两侧悬挂在车辆转弯时的侧倾幅度进行干预调节和控制,使车辆在转弯时保持良好的平衡状态。
车辆转弯时的车身侧倾原理 :
车辆转弯时,作用在质心上的离心力引起汽车向朝着行驶路线的横方向倾斜。侧倾运动的大小取决于弹簧刚度及其对交变压缩的响应,还取决于离心力的力矩长度(质心到侧倾轴线的距离)。侧倾轴线是车身相对路面的瞬时旋转轴线。像所有刚性物体一样,汽车车身持续地呈现一种螺旋运动或滚转运动,同时还伴随着沿瞬时轴线移动。
侧倾轴线越高,也就是越靠近通过质心的平行线,则转弯时的横向稳定性越好,侧倾角越小。但是,由此会引起车轮向上跳动时轮距的改变(对行驶安全有负面效应)。为此,设计时就要寻求高的瞬时侧倾轴线与最小轮距变化的统一。为此,应将车轮相对于车身的瞬时转动轴线布置得尽量高,同时使它们尽量远离车身。
车辆转向时作用在重心上的离心力使车辆产生的绕侧滚轴线侧倾力矩,使车身向外转向,车轮方向倾斜。因此,车辆快速接近行驶动态的极限车身的倾斜度,以及随之而来的车轮负荷差,应通过横向稳定杆系统承受。转向时外转向车轮的弹簧被压紧,内转向车轮的弹簧伸长,这样就会使稳定杆扭转,此时在稳定杆支撑点内出现的力产生一个力矩,这个力矩可阻止车身侧倾并改善同一车桥两车轮上的负荷分配,其缺点是直线行驶及弹簧单侧压缩时基本弹性变硬,这样将造成舒适性降低。
车辆动态行驶稳定系统的主动防侧倾杆所产生的旋转扭矩实际上可在侧向加速度的最大范围内完全补偿车辆的侧向倾斜。
系统的启动特征 :当车辆启动之后,开始执行中央控制单元的检测工作,所有电磁阀和传感器元件的电气性能将被检测,包括线路是否存在短路或断路故障。在车辆行驶之前,液压系统的安全性能也将被检测,此时利用液压旋转电机和故障安全阀的作用,在液压系统内建立起一个小于6000kPa 检测压力,同步进行前轴稳定杆装置的液压性能检测,但由于故障安全阀处于关闭状态,前桥悬挂系统的动态行驶稳定控制功能未被激活。
在车辆静止状态下,动态行驶稳定控制功能是关闭的 ;当车速达到15km/h 时,动态行驶稳定控制功能开始起作用 ;在车速达到 20km/h 之后,动态行驶稳定控制功能将完全激活。
系统的操纵状况 :直线行驶状态,发动机运转将带动液压泵产生300 ~ 500kPa 的工作液压压力,该液压油压力没有直接作用在稳定杆装置的回路中,其通过内部泄压孔受到抑制前轴的压力控制阀和后轴的压力控制阀处于未工作的状态,管路中的液压油能够直接流回储液罐。在长距离直线行驶工况中,这种操纵状况将一直持续下去。车辆转弯工况,在车辆转弯期间,作用在重心上的离心力通过车辆的侧倾轴产生侧倾力矩。该力使车身朝着位于弯道外侧的车轮倾斜。同时,位于弯道外侧的车轮偏转,位于弯道内侧的车轮回弹。车身的倾斜和在此过程的车轮负载变化将由车辆动态行驶防侧倾稳定系统控制单元根据横向加速度传感器信号、转角传感器信号、车速信号等检测,随后,由系统控制单元确定的数据来控制防侧倾杆的液压旋转电机的液压油流量,并在防侧倾杆中产生相应的压力。此压力会使液压旋转电机中的叶片调节器转动,从而使防侧倾杆相应地旋转,产生的旋转扭矩用来抵消车辆弯道行驶产生的侧倾力矩,从而使车辆保持稳定行驶。