李爾欣

繼熟練調(diào)節(jié)剛度、阻尼和車身高度之后，汽車的主動(dòng)懸掛又GET到新的技能，避震筒芯又玩出花了？趕緊去“溫故知新”一下先。

主動(dòng)懸掛的新知識(shí)

Q 編輯老師你好！我看到豐田新出一款i-TRIL概念車，但始終沒(méi)搞明白它到底是怎么做到主動(dòng)傾斜車身的。還請(qǐng)老師簡(jiǎn)單介紹一下，謝謝！

A 這種會(huì)傾斜車身的系統(tǒng)，豐田稱之為“Active Lean”，據(jù)說(shuō)是效仿滑雪動(dòng)作而發(fā)明的，早在2007年便已隨i-REAL概念車“出道”。而在2014年投身法國(guó)共享汽車事業(yè)的i-Road更證明Active Lean完全能用于實(shí)戰(zhàn)，絕非花架子。體長(zhǎng)2830 mm的i TRIL憑借這項(xiàng)主動(dòng)傾斜技術(shù)，使車身可在行駛時(shí)傾斜10°，再配合25。的前輪轉(zhuǎn)向，可把轉(zhuǎn)彎半徑縮短到2m。至于Active Lean的工作原理，概括來(lái)講就是通過(guò)ECU車載電腦控制兩個(gè)前輪懸掛之間的連桿，使其與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，并可隨車速、油門以及轉(zhuǎn)向角度的變化自動(dòng)調(diào)整前半車身的平衡。順便一提，這些會(huì)玩“Active Lean”的車輛，其座艙與后軸之間都是以活動(dòng)部件相連接的，可保證在車身擺動(dòng)時(shí)，后輪能夠始終垂直于地面。綜上所述，Active Lean無(wú)疑是一種由ECU主動(dòng)控制懸掛動(dòng)作的系統(tǒng)。既然如此，那能否將應(yīng)用Active Lean系統(tǒng)的懸架稱為主動(dòng)懸掛呢？表面上，Active Lean并沒(méi)有去調(diào)節(jié)車身高度，更不曾控制懸掛的阻尼或剛度，顯然不同于常見(jiàn)的那些主動(dòng)懸掛。但正如功能機(jī)時(shí)代的人不能因?yàn)閕Phone沒(méi)有實(shí)體鍵盤就把它踢出手機(jī)的隊(duì)伍，現(xiàn)在同樣不能用過(guò)去的定義來(lái)硬套Active Lean這項(xiàng)新生的技術(shù)。而必須回到原點(diǎn)，先搞清楚汽車為什么要用主動(dòng)懸掛。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，汽車之所以要用主動(dòng)懸掛，是因?yàn)楸粍?dòng)懸掛的各項(xiàng)性能在“出生”時(shí)既已固定，并不能在多變的路況下兼顧各方面的需求。換句話說(shuō)，現(xiàn)在的主動(dòng)懸掛還遠(yuǎn)未進(jìn)化完全。只不過(guò)，對(duì)于客戶的駕乘體驗(yàn)來(lái)說(shuō)，汽車的行駛平順性和穩(wěn)定性是最大的兩個(gè)痛點(diǎn)，廠商自然要優(yōu)先滿足這方面的需求。因此，如今的主動(dòng)懸掛基本上都圍繞彈性元件的剛度以及減振器的阻尼作文章。至于調(diào)節(jié)車身高度，以及讓防傾桿變成冗余部件之類，說(shuō)實(shí)話，那都是額外的福利。而到目前為止，構(gòu)成懸掛系統(tǒng)的零部件基本上都還是無(wú)生命的機(jī)械，要想讓它們主動(dòng)應(yīng)對(duì)錯(cuò)綜復(fù)雜的行車環(huán)境就必須加以控制。由此可見(jiàn)，鑒定懸掛是不是主動(dòng)懸掛的標(biāo)準(zhǔn)，并非看它是否具備可調(diào)節(jié)的功能，關(guān)鍵要看有沒(méi)有在懸掛部件上附加可控制作用力的裝置。據(jù)此判斷，Active Lean懸掛應(yīng)當(dāng)視為主動(dòng)懸掛。不僅如此，在Active Lean懸掛中被ECU控制的那根連桿，在限制懸掛傾斜動(dòng)作的同時(shí)，也讓車輪始終與地面保持著最大的接觸面積，這明顯是“傳遞縱、側(cè)向力及其力矩，并保證車輪相對(duì)于車身有正確的運(yùn)動(dòng)關(guān)系”的導(dǎo)向裝置。單憑這點(diǎn)，其實(shí)已足以將Active Lean懸掛歸為主動(dòng)懸掛。從第一輛汽車Benz Patent-Motorwagen開始，懸掛就已經(jīng)是車輛必不可少的組成部分。而在歷經(jīng)被動(dòng)懸掛、半主動(dòng)懸掛和主動(dòng)懸掛的演變之后，如今，懸掛正朝著智能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向進(jìn)化。但以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)化速度推算，再過(guò)幾年，實(shí)體懸掛的動(dòng)作將很可能跟不上智能ECU的指令，屆時(shí)就必須引入全新的懸掛系統(tǒng)，比如磁懸浮非接觸式懸掛之類。如果技術(shù)發(fā)展得快，說(shuō)不定有生之年還能親眼見(jiàn)證一下真正的“一鍵變魔毯”。

Active Lean系統(tǒng)的進(jìn)化

從2003年的PM概念車開始，豐田對(duì)個(gè)人移動(dòng)工具的探索就進(jìn)入智能領(lǐng)域。但直到2007年推出i-REAL，豐田才首次提出“Active Lean”概念。而根據(jù)當(dāng)年的資料來(lái)推斷，i-REAL的Active Lean系統(tǒng)更像是Segway的電子陀螺儀，似乎并非后面-Road和i-TRIL那種由ECU控制的主動(dòng)懸掛。而i-Road與i-TRIL 所用的Active Lean又有不同。對(duì)于3輪摩托i-Road，在保證車身穩(wěn)定的前提下，豐田允許懸掛大幅度傾斜，因此i-Road可以像普通摩托車一樣壓著路面過(guò)彎。而輪到i-TRIL時(shí)，豐田表示經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，他們認(rèn)為將車身的最大傾斜角度設(shè)在10°是最理想的狀態(tài)；同時(shí)，前輪的轉(zhuǎn)向角度也被設(shè)定為25°。而從豐田的描述來(lái)看，貌似Active Lean系統(tǒng)還將繼續(xù)進(jìn)化出新的形態(tài)。

主動(dòng)懸掛進(jìn)化之路

懸掛是車架（或承載式車身）與車橋（或車輪）之間的傳力與連接裝置，其主要作用是保證車輛的正常行駛。即使是Benz Patent-Motorwagen這么原始的汽車，都在后輪軸上裝有鋼板彈簧。然而，懸掛的發(fā)展歷史卻不是按照被動(dòng)、半主動(dòng)、主動(dòng)這樣的順序線性演變的，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)這3種懸掛的進(jìn)化軌跡是各自獨(dú)立的。

比如雪鐵龍DS在1955年使用的液壓氣動(dòng)懸掛屬于主動(dòng)懸掛，而1983年豐田Soarer所配備的TEMS電子可調(diào)式懸掛卻是半主動(dòng)懸掛。順便一提，區(qū)別主動(dòng)懸掛與被動(dòng)懸掛的要點(diǎn)，并不在于液壓缸、氣筒、電動(dòng)機(jī)、電磁流等可控制作用力裝置的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，更不能以是否存在電子控制系統(tǒng)來(lái)判斷，關(guān)鍵得看懸掛所附加的可控制作用力裝置中有沒(méi)有為其提供能量的能源系統(tǒng)一，這是主動(dòng)懸掛所特有的組成部分?；蛘咭部梢杂酶庇^的方法來(lái)判斷：半主動(dòng)懸掛一般只管改變懸掛的阻尼，并不會(huì)去調(diào)節(jié)懸掛的剛度；而主動(dòng)懸掛就能適時(shí)地調(diào)節(jié)懸掛的剛度和阻尼。

至于今后的發(fā)展趨勢(shì)，主動(dòng)懸掛將成為主流，并且會(huì)日益智能化。事實(shí)上，跟主動(dòng)懸掛有關(guān)的研究機(jī)構(gòu)和各家制造商，眼下都在研究如何將懸掛的控制模式從現(xiàn)有的自適應(yīng)邏輯控制轉(zhuǎn)換為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)綜合控制；只是現(xiàn)在還處于理論驗(yàn)證階段，因?yàn)樯窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)尚未收集到足夠的樣本數(shù)據(jù)。而在更遙遠(yuǎn)的未來(lái)不但會(huì)有新的控制模式，就連懸掛的傳力與連接方式都會(huì)改變，請(qǐng)拭目以待。

談主動(dòng)懸掛，不得不提的Bose電磁懸掛

早在上世紀(jì)八十年代，Bose創(chuàng)始人Amar G.Bose博士就憑藉為美國(guó)海軍開發(fā)核反應(yīng)堆減震器與個(gè)人在電磁學(xué)研究上的豐富經(jīng)驗(yàn)，著手開發(fā)比氣壓、液壓懸掛更能提供舒適性的懸掛系統(tǒng)，于是Bose Suspension誕生了，并曾經(jīng)被安裝在一臺(tái)經(jīng)過(guò)特制改裝的LEXUSLS400實(shí)驗(yàn)車上面向世人做出令人驚嘆的超低車身起伏、超低過(guò)彎側(cè)傾表演（有興趣者，到視頻網(wǎng)站一搜“Bose電磁懸掛”就能看到）。在此特別強(qiáng)調(diào)的是，Bose的電磁懸掛科技與市面上已經(jīng)不算少見(jiàn)的MRC磁流變液電磁懸掛可不是一回事，前者是依靠磁體與線圈之間電磁作用直接控制懸掛系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)，后者則是透過(guò)磁感液體改變避震器內(nèi)阻尼特性，不可相提并論！

傳感器：在整套Bose Suspension系統(tǒng)中包括兩個(gè)傳感機(jī)構(gòu)，其一是安裝在車頭，對(duì)車前路面起伏狀態(tài)進(jìn)行偵測(cè)的雷達(dá)；另一是安裝在底盤，對(duì)底盤運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行偵測(cè)比對(duì)的G力感應(yīng)器。這兩者汲取到的數(shù)據(jù)送至Bose Suspension控制電腦運(yùn)算，然后對(duì)懸掛的線性電磁馬達(dá)送出指令，在車還沒(méi)遭遇到路面起伏前就預(yù)先做好作動(dòng)準(zhǔn)備。

線性電磁馬達(dá)：Bose Suspenslon采用的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)——線性電磁馬達(dá)！其透過(guò)控制電腦輸出的訊號(hào)控制，反應(yīng)速度比起被動(dòng)的氣壓或磁流減震快且運(yùn)作更穩(wěn)定。更特別的是，這套系統(tǒng)還具備能量回收裝置，可以充當(dāng)發(fā)電機(jī)的功能為自身運(yùn)作所需提供電力，也因此Bose Suspenslon線性電磁馬達(dá)運(yùn)作時(shí)消耗的功率相當(dāng)?shù)汀?img alt="" src="https://cimg.fx361.com/images/2017/05/13/qczz201705qczz20170530-8-l.jpg" style="">

這么好的東西，為何沒(méi)有被車廠廣泛應(yīng)用呢？很現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題：近些年車廠更多聚焦在車身輕量化的發(fā)展！而Bose經(jīng)過(guò)與多家車廠討論之后，也決定將Bose Suspension的技術(shù)移轉(zhuǎn)至開發(fā)車廠更能接受的產(chǎn)品，于是一種減震座椅——Bose Ride便誕生了。