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目录
1. Adaptive Damping System (ADS),自适应阻尼系统
2. Active Ride Control,主动行驶控制悬架系统
3. AIRMATIC 空气悬架系统
3.1 AIRMATIC® 空气悬架系统如何工作?
3.2 奔驰AirMatic空气悬架优势与特点
3.3 AIRMATIC® 空气悬架系统工作原理总结
4. E-Active Body Control(E-ABC),电子主动车身控制系统
5. MAGIC BODY CONTROL,魔毯车身控制系统
6. 总结
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01 Adaptive Damping System (ADS),自适应阻尼系统
ADS自适应阻尼系统能根据路况和行驶动态实时调整阻尼特性,确保不同场景下的行驶稳定性。自适应阻尼系统是一套全自动电子控制系统,通过 “天钩算法”(skyhook algorithm),根据不断变化的行驶需求实时调节每个车轮的阻尼力。与阻尼设定固定的被动式系统不同,ADS能在所有行驶场景下对车辆运动进行均衡控制,从而提升操控稳定性,并大幅抑制车身晃动。天钩算法通过调节各车轮的阻尼力,减轻车轮运动对车身产生的作用力。
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当车身振动幅度较小时,奔驰 M 级车型会激活 1 级阻尼模式;若车身速度超过特定阈值,系统则会切换至天钩算法,通过反应迅速的电磁阀在 2 级与 3 级阻尼模式间持续切换,以抵消车身的侧倾与俯仰运动;在更激烈的操控场景下,系统会启用 4 级阻尼模式;而当车辆处于运动(Sport)模式时,4 级阻尼模式会始终保持激活状态。每个车轮的阻尼调节响应极为迅速:根据控制指令,电磁阀可在不足 0.05 秒内完成以下任意一条特性曲线的设定:
1 级阻尼:软回弹 / 软压缩:实现舒适的行驶特性,车身运动平缓,纵向与横向加速度较小。
2 级阻尼:软回弹 / 硬压缩:天钩模式。
3 级阻尼:硬回弹 / 软压缩:天钩模式。
4 级阻尼:硬回弹 / 硬压缩:可最大限度减少车辆转弯与制动时的车轮负载波动,通过较高的纵向与横向加速度提升操控安全性。
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系统通过以下部件判定当前行驶状态:转向角传感器、4 个车轮转角传感器,以及由电子稳定程序(ESP®)信号与制动踏板开关获取的行驶车速;电子控制单元基于这些信号,计算出当前所需的阻尼力,并激活对应的阻尼器特性曲线。此外,驾驶员可通过按下开关,手动在 “运动模式”(Sport)与 “舒适模式”(Comfort)之间进行切换。
从工作原理上说,奔驰ADS系统本身就是一套连续阻尼可调的CDC减振器系统,可以依据行驶动态实时调整减震器硬度;提供从 “舒适” 到 “运动” 的多种驾驶模式,满足个性化需求;大幅提升稳定性,尤其在急转弯或紧急制动等场景下效果显著。
2. Active Ride Control,主动行驶控制悬架系统
Mercedes-AMG G63 S E Performance 插电混动车型,将配备天纳克(Tenneco)旗下的 Monroe 智能悬架 CVSA2 电子减震器。
搭载了四个 CVSA2 自适应减震器,每个减震器均配备两个外置式电液阀;这些电液阀会根据系统控制软件的输入信号,分别独立控制减震器的回弹与压缩过程。CVSA2 自适应减震器具备宽泛的调节范围,这一特性使其非常适配插电混动性能车这类重量相对较大的车型。该技术还与 C63 S E Performance 的 AMG 动态选择系统深度集成,驾驶员可通过该系统在八种运行模式中自主选择,具体包括:纯电模式(Electric)、舒适模式(Comfort)、运动模式(Sport)、运动增强模式(Sport+)、赛道模式(Race)、电池模式(Battery)、电量保持模式(Hold)以及湿滑路面模式(Slippery)。
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AMG EQE 53 纯电 SUV 搭载的系统,能以 500 次 / 秒的频率分析驾驶者的操控动作以及路面条件,通过主动式电控侧倾稳定功能,精准控制车身姿态。全新 AMG G 63 的 AMG Active Ride Control 悬挂则通过主动式液压元件,两条液压回路分别控制压缩和回弹,令悬架可以更精准、及时地进行稳定控制。
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如在文章《底盘电动化趋势下,液压技术在悬架领域如何老当益壮? | 液压互联智能悬架搭载车型及技术解析》中所描述,CVSA2(Continous Variale Semi-Active 2)是一款外置双阀持续可调电控减振器,通过两个不同的电磁阀,独立控制减振器压缩和复原行程,意味着车辆在行驶过程中,可以根据不同的路况和驾驶状态,分别对压缩和复原过程进行精准调节;其核心优势在于“实时动态调节”与“多场景适配性”。
来源:天纳克
从工作原理上说,Active Ride Control是一种采用了较为先进连续可调减振器的系统,减振器通常采用双电磁阀控制,压缩和回弹行程独立控制;从而实现调节范围更宽的阻尼调节。
3. AIRMATIC 空气悬架系统
AIRMATIC® 空气悬架系统是一套先进的空气悬架系统,可显著提升驾驶舒适性并优化车辆性能;该系统采用可变阻尼技术,能无缝适应不断变化的路况,为驾乘者带来平稳且具豪华感的行驶体验。
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3.1 AIRMATIC® 空气悬架系统如何工作?
AIRMATIC® 空气悬架系统将空气弹簧与自适应阻尼系统相结合,以优化行驶品质;该系统的核心特性包括:
自动水平控制:无论车辆负载如何变化,均可保持车身高度稳定一致。
车速感应式降低:车辆高速行驶时,系统会自动降低车身高度,从而优化空气动力学性能,减少燃油消耗。
手动调节功能:驾驶员可通过控制按钮手动调节车身高度,以获得更大的离地间隙。
3.2 奔驰AirMatic空气悬架优势与特点
自动水平调节:可补偿车辆因额外乘客或货物产生的重量变化。这不仅能让车辆在高速公路上行驶时外观更协调,还能确保无论增加多少重量、重量分布在何处,车辆的操控特性都能保持工程师设计的理想状态。
自动高度调节:当车辆达到高速行驶速度时,会自动降低车身高度,以提升空气动力学效率。这不仅能让车辆在高速行驶时更稳定,还能改善燃油经济性。
车轴升高功能:你是否见过低底盘车辆在颠簸路面、减速带或陡峭车道入口处刮擦前保险杠的情况?奔驰通过允许升高前轴以避开障碍物,解决了这一常见问题。
可选择驾驶模式:驾驶员可在三种不同驾驶模式间切换 —— 舒适模式(Comfort)、运动模式 1(Sport 1)和运动模式 2(Sport 2)。根据驾驶风格,舒适模式和运动模式 1 均适合日常道路行驶,而运动模式 2 更适用于路面极佳的道路或赛道。
自适应阻尼:这是整套系统中最先进的部件之一。在急加速时,系统会减少车轴的抬升;在急刹车时,会减少车身的 “点头” 现象;这不仅能提升驾乘舒适度,还能显著改善车辆的操控性能;当车速超过 100 英里 / 小时(约 161 公里 / 小时),或根据计算出的水平加速度,阻尼特性 / 驾驶模式会自动从舒适模式切换至运动模式。
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3.3 AIRMATIC® 空气悬架系统工作原理总结
从工作原理上说,奔驰AIRMATIC® 空气悬架系统是由多腔空气弹簧+Adaptive Damping System (ADS)连续可调阻尼协同工作的系统,实现高度,阻尼和刚度均可调。AIRMATIC®是一套开式的空气悬架系统,可根据路况与车辆负载自动调节车身高度;有效过滤路面颠簸,带来如 “云端行驶” 般的柔软体验;高速行驶时自动降低车身,优化空气动力学性能并提升燃油效率。
4. E-Active Body Control(E-ABC),电子主动车身控制系统
如在文章《新能源四电之"主动悬架" | 高压电驱如何卷向底盘悬架应用?》中所述,奔驰智能悬架系统E-Active Body Control(电子主动车身控制系统,简称E-ABC)是一款可以对车辆每个车轮的弹簧力与阻尼力进行独立控制的悬架系统,同时,该系统还搭载了路面预瞄与弯道倾斜功能。这一技术的研发历程最早可以追溯到1999年,其核心研发方向时钟聚焦于“优化单个车轮的悬架表现”,最终实现驾乘舒适性与车辆动态性能的双重提升,其工作原理如下图所示,同时融合了空气悬架与液压悬架技术。
来源:奔驰
EABC提供多种针对性驾驶模式以适配不同场景需求:
单轮独立调节模式:该模式在崎岖地形中作用显著,驾驶员可以通过触控屏直接调节每个车轮的弹簧高度,对于越野场景直观重要——比如当车轮卡在岩石中,弹簧被完全压缩时,可以通过该模式调整车轮高度以帮助脱困;
尾部降低模式:该模式转为装卸货物设计,按下行李箱内的控制按钮,车辆尾部会降至预设高度(前轴高度保持不变),大幅提升装卸便利性;若车辆后部连接拖车,系统会自动关闭该功能;
摇摆脱困模式:该模式集中于越野程序中,专为车辆陷沙场景设计;启动后,系统会自动多次升高和降低悬架攻读,交替增减轮胎对地面的压力,从而提升牵引力,帮助车辆从沙丘中脱困;
弯道倾斜模式:车辆进入弯道时,此模式会自动激活;车身会分三个阶段主动向弯道内侧倾斜,最大倾斜角度可达3度,类似摩托车过弯的姿态;这一设计能够有效减小驾乘者受到的离心力,让过弯体验更舒适,更具吸引力。
来源:网络
在文章《RAPA主动悬架专利分享及技术解析【完结篇】》奔驰EABC主动悬架的核心子系统为为RAPA公司的48V电动液压泵,其基本结构与外形图如下所示:
从上图可以看出,48V电动液压泵是(Motor Pump Unit, MPU)一个三合一总成的结构,子系统分别包括48V电机控制器,永磁同步电机和机械泵头(内啮合齿轮泵);其系统描述如下图所示。
5. MAGIC BODY CONTROL
魔毯车身控制系统
魔毯车身控制系统的技术依靠前置扫描摄像头,提前预判路面的不平整情况。该系统的核心原理是:挡风玻璃顶部装有两台立体摄像头(两者保持一定间距,可像人眼一样通过 “三角测量法” 判断距离),能够 “识别” 车辆前方的长减速带;借助电子系统的精准控制,它会指令空气悬架与连续可调减振器进行压缩与伸展,从而有效 “抵消” 减速带带来的颠簸。
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Pre - Scan 系统通过整合闭环控制与简洁的控制方案,将主动悬架与激光辅助路面轮廓探测的优势融为一体。路面轮廓探测技术基于统计方法,通过扫描匹配实现闭环控制所需的观测精度和稳健性,并递推估算车辆自主垂直运动、行驶速度及其他各类传感器修正量;简洁的 Pre - Scan 控制系统方案基于闭环控制回路的模态视角,依据补偿原理与 ABC 系统实现了协调工作。
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从工作原理上说,奔驰魔毯车身控制系统通过摄像头扫描前方路面,预判路面起伏与不平;实时调整单个悬架组件,抵消颠簸冲击;尤其在 S 级等豪华车型上,能提供近乎 “漂浮” 的极致平顺驾驶体验。
6. 总结
奔驰汽车底盘技术中悬架技术发展的脉络,是按照半主动单阀减振器,空气弹簧,双阀连续可调减振器,48V液压泵主动悬架,以及基于预瞄技术的魔毯车身控制系统,这一功能逐渐增强的脉络逐步发展迭代的;这一技术发展路径与大部分车型底盘悬架技术的发展路径基本相同。
不过需要说明的是,在传统内燃机车型上,由于底盘下没有高重量电池系统,因此车型对于主动悬架技术的需求不是很迫切,随着新能源汽车底盘中承载了大量的电池系统,特别是SUV车型,其行驶过程中的点头和抬头现象(俯仰控制)会变得比较严重,会激发对主动悬架的发展需求。相信后续随着奔驰推出更多的新能源车型,其车型中主动悬架也会进一步走向更大功率和更高电压技术。
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