半主动式阻尼系统SADS也叫电液阻尼式悬架系统,它是一种电子控制的可变阻尼悬架系统。系统控制模块实时监测车辆行驶动态,通过调节每个车轮减振器内电磁阀的占空比,从而调整减振器的阻尼状态,以提高车辆的稳定性和舒适性。SADS通过5个垂直加速度传感器实时监测车身和车轮的运动状态,并根据车速、转向盘转角等网络信息自动判断行驶路况和驾驶者的操控意图,主动调节相应悬架的阻尼系数。相比其他类型的悬架系统,其主要特点包括: ①车辆高速行驶时,调整减振器的阻尼状态,以适应车身的振动频率的变化。 ②转向时,通过调节内、外两侧的减振器的阻尼状态,以达到更好的转弯性能③制动时,通过调节前后车轮减振器的阻尼状态,以保证更短的制动距离。 ④加速时,通过调节前后车轮减振器的阻尼状态,以获得更大的驱动力。 系统组成： SADS系统主要由一个悬架控制模块、3个车身加速度感应传感器、两个前轮加速度传感器和4个带阻尼调节执行器的减振器等部件组成。系统主要组成部件如图4-15所示。
1.悬架控制模块悬架控制模块(ESC)安装于车辆的后部,且连接在高速 GM LAN网络上。FSC与各加速度传感器通过导线连接,接收加速度传感器传递的车身和车轮的加速度信息,同时与其他模块通过底盘扩展CAN获取车速、转向盘位置、偏航率、制动压力等信号。悬架控制模块根据这些信号计算出所需阻尼的大小,从而快速控制每个减振器内执行器的电流。其控制框图如图4-16所示。
2.垂直加速度传感器SADS系统共有3个车身垂直加速度传感器(图4-17,分别安装于左前减振器支座处、右前减振器支座处和后备箱内。三个车身加速度传感器分别由悬架控制模块提供5V参考电压和接地,监测车身各部位的垂直加速度。传感器反馈0.54.5V的电压信号输入给悬架控制模块。车辆在所有行驶条件下,可以使车身相对车轮的加速度最小化,SADS改进车身加速度传感器的监测性能,并使之与座椅行驶振动频率范围(3~8Hz)相匹配,以确保车辆在各种实际载荷条件下,获得车身加速度独立控制的最佳性能。此时,车身加速度传感器被用来获取最直接的车身加速度信息。
为了获得更好的车辆稳定性、转向性能、牵引能力、制动性能,避免产生较高的横向加速度,需要尽量减少车轮负荷变化所带来的影响。分别安装在两个前轮控制臂与车身之间的加速度传感器用来直接监测车轮的垂直运动状态。气液双筒式避振系统通过固定模式控制减振器阻尼,以最小化车轮负荷的变化,获取最佳性能。两个车轮加速度传感器分别由悬架控制模块提供5V参考电压和接地,用于监测前轮悬架的垂直加速度。传感器反馈0.5~4.5V的电压信号输入悬架控制模块。
3.电液阻尼式减振器电液阻尼式悬架控制系统的减振器(图4-18)与传统减振器不同,它在减振器的根部增加了一个凸起的执行器,这种电子调节执行器与减振器集成为一体,可以控制减振器上下两个油腔的油液通孔的大小,油液通孔的变化实际上就改变了减振器的减振阻尼。减振器上凸起的执行器内部实际上是一个电磁阀,由悬架控制模块根据计算结果提供控制电流,控制电流在0~1.6A(不同车型可能有差异)之间以毫秒为单位进行变化,由执行器控制的上下两腔的油液通孔也随之发生变化,从而实现减振器的阻尼调节。
(1)硬态当需要减振器阻尼变大时,ESC增大减振器电磁阀信号的占空比,此时,减振器上下两腔间的通孔截面减小,减振器活塞在上行或下行过程中,油液在两腔间的流动受到较大节流,流速变慢,此时减振器的阻尼较大,呈现较硬状态,如图4-19所示。
(2)软态当需要减振器阻尼变小时,ESC减小减振器电磁阀控制信号的占空比,减振器活塞在上行或下行的过程中,油液在两腔间流动受到较小节流,流速较快,此时减振器的阻尼较小,呈现较软状态,如图4-20所示。
控制原理：
1.输入信号SADS控制模块根据车速、转向盘转角、发动机扭矩、制动压力、车身加速度以及前轮加速度等输入信息控制减振器电磁阀的开度,如图4-21所示。
2.输出控制SADS控制模块可根据系统需求向电磁阀控制回路提供恒定控制电流,电流范围0-1.6A并且10ms刷新一次,因此液压/电磁比例阀是个高速运行的电磁阀。SADS系统采用开环工作模式,即:仅调节电磁阀控制回路电流大小不会监测阻尼的实际变化情况,因此对控制电流的控制精度要求较高,控制电流误差不会超过5%,即100mA的电流,其绝对误差应不超过±20mA。其输出控制电路示意图如图4-22所示。
3.系统模式有的车辆上设置有操作模式选择开关,驾驶员可以通过模式开关选择不同的响应模式,以满足不同的驾驶习惯或需求。驾驶员的选择经计算后,由 GMLAN发出状态请求信息,根据预先参数设置,系统可以对四种不同的模式进行操作。模式类型及描述如图4-23所示。
