在上汽通用的车型中,截至2011年,共有两种形式的悬架水平控制系统,即配置在凯迪拉克SS上的ALC及配置在雪佛兰科帕奇上的机械液压高度调节系统。本单元将主要以凯迪拉克SLS为例介绍ALC相关技术特点。 自动水平控制悬架为舒适性控制系统,该系统主要由控制模块接收车身悬架位置传感器的信号以判断车辆载荷的变化,然后通过向后减振器气囊充气或排气的方式来调节车身后部高度。ALC系统由一个电控悬架控制模块、两个后悬架高度传感器、两个后减振器总成个空气干燥器、一个空气压缩泵、一个气压传感器、一个排气电磁阀以及若干空气软管等部件组成。 1.电控悬架控制模块电控悬架控制模块(ESC)位于行李箱内部左侧内饰板后面,是整个系统的控制中心,如图4-1所示。ESC用于控制悬架高度并检测系统故障。模块监测来自悬架高度传感器和气压传感器的输入信息,在车辆装载和卸载时,确定何时调节车身后部高度达到车辆整备高度。另外,ESC还会将空气压缩泵的工作时间限制在255s以内,防止空气温度过高。 2.悬架高度传感器两个悬架高度传感器分别安装在左后和右后悬架控制臂上方,与后悬架的上控制臂相连,如图4-2所示。该传感器利用霍尔效应原理,由ESC提供5V电源,传感器发出0.35-4.75V信号电压,并传送给ESC,以便ESC监测车身后部垂直高度,并决定对后减振器气囊进行充气或排气。
3.后减振器总成后减振器总成包括阻尼减振器和气囊,如图4-3所示。气囊位于阻尼减振器外围,用于存储空气,当气囊压力增加时气囊将会膨胀。气囊内部的空气压力将决定后部车身高度,气囊内部压力越大则车身后部越高,反之则车身后部高度越低。
4.空气压缩泵空气压缩泵是一个12V直流永磁电机,由ESC通过压缩泵继电器进行驱动。当给空气压缩泵通电时,压缩泵可以给后减振器气囊充气,以增加车身后部高度。空气压缩泵总成上安装有空气干燥器,压缩空气经干燥器过滤水分后通过空气软管进入后减振器气囊,如图4-4所示。空气压缩泵是一个可维修部件。
5.空气干燥器空气干燥器安装在空气压缩泵总成的出口处,具有双重功能:空气干燥器内含化学干燥剂,用以吸收压缩空气中的水分,防止减振器内部积水,当空气排出气囊时,水分也随之被排到大气中;空气干燥器内部包含一个能维持4897kPa的限压阀,以限制系统压力,提高空气软管的可靠性。
6.气压传感器气压传感器一般位于空气压缩泵输出管路上,如图4-5所示。ESC通过气压传感器的信号电压来判断压缩泵是否发挥作用及系统气压是否稳定。
7.排气电磁阀排气电磁阀位于空气压缩泵总成中,是不可维修部件。它提供双重功能:通电时排气电磁阀打开,控制气囊排出空气,降低车身高度;排气电磁阀具有限压功能,可限制管路最大压力。
8.空气软管空气软管是弹性软管,用于输送压缩空气,它通过接头连接空气压缩泵总成与后减振器。它是一个不可维修的部件。
控制原理:
ESC接收悬架高度传感器和气压传感器输入的信息,对空气压缩泵和排气阀进行控制,以实现车身高度在加载或减载后始终保持在车辆整备高度范围内。图4-6和图4-7分别是07款凯迪拉克 SIS ALC系统的控制原理示意图和电路图。
1.车身高度升高当车辆加载时,车身向下移动,同时带动悬架高度传感器执行臂旋转,悬架高度传感器将信号传输给ESC。一旦悬架控制模块监测到后悬架位置过低,将启动内部延时电路,以避免压缩泵频繁起动。初始延时过后,若悬架位置仍然偏低,ESC将控制空气压缩泵工作。在空气压缩泵起动之前,ESC将首先打开排气阀泄压,并持续15s,以减少空气压缩泵起动电流消耗和减小泵电动机磨损,延长空气压缩泵的使用寿命。空气压缩泵工作后,被压缩的空气将通过空气软管充入后减振器气囊,后减振器气囊中增加的气压可将车身后部提升,直至升到车辆的整备高度。当车身达到预定高度后,ESC停止空气压缩泵的工作。其控制原理如图4-8所示。
2.车身高度降低当车辆卸载后,车身就会升高,直至超过车辆的整备高度。此时悬架位置传感器执行臂向下旋转,并将传感器的电压信号传输给ESC。ESC接收到悬架高度传感器的信号后,启动控制模块内部延时电路。在初始延迟过后,电子悬架控制模块给排气电磁阀通电,打开排气电磁阀,空气从后减振器气囊中排出,最后经过空气干燥器排入大气中,车身高度随着气囊中气压的降低而下降。当车身高度降低到整备高度,ESC将关闭排气电磁阀,停止排气。其工作过程如图4-9所示。
