【導讀】汽車懸架係統可以調節車身的高度
、阻尼、剛度，有效提升駕駛的舒適性與操控性，從而讓駕駛者在不同的車速、路麵條件下有不同的駕駛感受，提高車輛的平順性和品質感。

1. 電動空氣懸架係統介紹

汽車懸架係統可以調節車身的高度、阻尼、剛度，有效提升駕駛的舒適性與操控性
，從而讓駕駛者在不同的車速、路麵條件下有不同的駕駛感受
，提高車輛的平順性和品質感。

傳chuan統tong懸xuan架jia係xi統tong需xu要yao通tong過guo各ge式shi各ge樣yang的de流liu通tong閥fa實shi現xian精jing細xi的de調tiao校xiao結jie果guo。但dan是shi豐feng富fu細xi致zhi的de閥fa係xi設she計ji也ye會hui使shi得de調tiao校xiao比bi較jiao複fu雜za。可ke變bian阻zu尼ni技ji術shu將jiang一yi部bu分fen需xu求qiu交jiao給gei了le減jian震zhen器qi的de可ke變bian阻zu尼ni功gong能neng
，簡jian化hua了le調tiao校xiao的de複fu雜za性xing。但dan是shi隨sui著zhe懸xuan架jia係xi統tong對dui靈ling活huo性xing、響應速度和可變範圍要求的進一步提升
，懸架係統便需要向電控技術方向進一步升級了。

電控空氣懸架係統會結合車身高度傳感器、加速度傳感器等的輸入信號和駕駛員的指令（駕駛模式、加減速、轉彎等），通過控製電磁閥來控製空氣彈簧和減震器，從而對懸架的高度，剛度和阻尼力等進行精細調節。

2. 電控閥係驅動設計及選型

2.1 CDC比例閥

CDC比(bi)例(li)閥(fa)通(tong)過(guo)調(tiao)節(jie)電(dian)磁(ci)閥(fa)門(men)來(lai)改(gai)變(bian)減(jian)振(zhen)器(qi)中(zhong)油(you)液(ye)工(gong)作(zuo)腔(qiang)孔(kong)的(de)大(da)小(xiao)來(lai)調(tiao)節(jie)阻(zu)尼(ni)
，從(cong)而(er)實(shi)現(xian)阻(zu)力(li)的(de)連(lian)續(xu)可(ke)調(tiao)。一(yi)般(ban)為(wei)了(le)保(bao)持(chi)控(kong)製(zhi)信(xin)號(hao)的(de)穩(wen)定(ding)，控(kong)製(zhi)器(qi)會(hui)以(yi)2kHZ左右頻率的PWM電流驅動電磁閥，通過調節占空比改變電流的大小

，從而控製缺口開度的大小
，進而實現可變阻尼。

圖1 SACHS CDC比例閥1

CDC電磁閥的控製電流一般較小，不會超過2A
，且電流采樣精度較高，通常現需要在3%以內。通常的閥隻需要半橋驅動即可

，然而CDC閥fa需xu要yao能neng夠gou根gen據ju使shi用yong場chang景jing的de差cha異yi對dui響xiang應ying速su度du即ji續xu流liu模mo式shi進jin行xing切qie換huan。在zai響xiang應ying速su度du要yao求qiu較jiao低di時shi使shi用yong慢man速su續xu流liu，如ru果guo需xu求qiu毫hao秒miao級ji的de快kuai速su響xiang應ying，需xu要yao能neng夠gou支zhi持chi對dui管guan快kuai速su續xu流liu的de功gong能neng。另ling外wai由you於yu空kong氣qi懸xuan架jia在zai汽qi車che行xing駛shi過guo程cheng中zhong工gong作zuo

，對dui係xi統tong的de功gong能neng安an全quan有you一yi定ding要yao求qiu
，所suo以yi在zai快kuai速su續xu流liu時shi，也ye需xu要yao采cai用yongMOSFET續流

，而非體二極管或者外置二極管的方式，以獲得更加已知的電壓信息。DRV8714-Q12 是車規4通道智能半橋驅動芯片，同時也可以配置為兩個H橋模式。 DRV8714-Q1具有兩個獨立的電流采樣運放
，可以對兩個H橋電流進行采樣，且可以滿足CDC閥電流采樣精度要求。且四個MOSFET獨立可控，支持係統控製快速和慢速續流的需求。將H橋的四個MOSFET以從左到右、從上到下的順序以1~4標序，其中MOSFET 1使用PWM控製
，精確調節電流大小，MOSFET 4使用On OFF控製，用於對慢速續流和快速續流進行選擇。同一橋臂的兩個MOSFET控製邏輯相反，以避免直通。表1與圖2-4為PWM導通，慢速續流和快速續流對應的工作狀態。

表1 CDC閥控製過程中MOSFET 1~4工作狀態

圖2 PWM 導通

圖3 慢速續流

圖4 快速續流

2.2 多腔空簧閥

在空氣懸架係統中，空氣彈簧內部的氣室可能有單腔、雙shuang腔qiang或huo者zhe更geng多duo腔qiang。單dan腔qiang空kong氣qi彈dan簧huang利li用yong柔rou性xing封feng閉bi容rong器qi中zhong空kong氣qi的de可ke壓ya縮suo性xing實shi現xian剛gang度du曲qu線xian。然ran而er單dan腔qiang空kong氣qi彈dan簧huang內nei部bu開kai孔kong有you限xian且qie無wu法fa改gai變bian截jie麵mian積ji
，所suo以yi剛gang度du調tiao整zheng受shou限xian。 將jiang單dan腔qiang的de氣qi室shi使shi用yong電dian磁ci閥fa分fen割ge成cheng多duo個ge，可ke以yi更geng大da範fan圍wei實shi現xian充chong放fang電dian時shi空kong氣qi彈dan簧huang內nei部bu受shou力li麵mian積ji的de變bian化hua
，從cong而er更geng大da範fan圍wei改gai變bian空kong氣qi彈dan簧huang的de剛gang度du。目mu前qian多duo腔qiang空kong氣qi懸xuan架jia已yi經jing在zai小xiao鵬peng、寶馬、保時捷等多家車產的高端車型中被應用。

圖5 Vibracoustic 多腔空簧閥3

分割空氣彈簧氣室的閥門為成為多腔空簧閥。與CDC比例閥不同，多腔空簧閥的閥體隻需要On Off控製
，且沒有對續流的特殊要求
，因而可以通過半橋驅動的方式。為了實現降低功耗的要求
，可以通過軟件進行peak hold控製。為了避免人耳及寵物的聽覺範圍，多腔空簧閥的開關頻率通常要求高達50-60kHz。相較於競品，DRV8714-Q1的控製頻率可以高達100kHz，能夠勝任這一應用高速開關的需求。

圖6 DRV8714-Q1手冊中對最高PWM開關頻率描述

2.3 氣路分配閥

電(dian)控(kong)空(kong)懸(xuan)係(xi)統(tong)中(zhong)還(hai)有(you)一(yi)類(lei)閥(fa)為(wei)氣(qi)路(lu)分(fen)配(pei)閥(fa)，可(ke)以(yi)將(jiang)儲(chu)氣(qi)罐(guan)中(zhong)的(de)氣(qi)體(ti)分(fen)到(dao)四(si)個(ge)輪(lun)子(zi)不(bu)同(tong)的(de)空(kong)氣(qi)支(zhi)路(lu)，進(jin)入(ru)到(dao)四(si)個(ge)輪(lun)子(zi)各(ge)自(zi)空(kong)氣(qi)彈(dan)簧(huang)控(kong)製(zhi)的(de)氣(qi)柱(zhu)中(zhong)。與(yu)多(duo)腔(qiang)空(kong)簧(huang)閥(fa)類(lei)似(si)
，氣(qi)路(lu)分(fen)配(pei)閥(fa)同(tong)樣(yang)為(wei)On Off開關控製，需要使用peak hold模式降低係統的電流和能耗
，其開關控製頻率通常為20kHz左右，也可以使用DRV8714-Q1進行控製。

圖7 Accuair氣路分配閥4

參考鏈接：

1. SACHS CDC 比例閥 https://aftermarket.zf.com/go/en/sachs/products/cars-and-vans/shock-absorbers-and-dampers/cdc/

2. DRV8714-Q1 數據手冊https://www.ti.com/lit/ds/symlink/drv8718-q1.pdf

3. Vibracoustic 多腔空簧閥 https://www.vibracoustic.com/en/product/switchable-three-chamber-air-springs/

4. Accuair 氣路分配閥 https://accuair.com/collections/valve-manifolds

作者：Scarlett Cao

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