陳 琨，劉春梅

（湖南汽車(chē)工程職業(yè)學(xué)院，湖南 株洲 412001）

1 Panamera G2空氣懸架的特點(diǎn)

2017款Panamera車(chē)間代碼G2，與前一代相比在技術(shù)、外觀、性能等方面有了很大的改變?？諝鈶壹芟到y(tǒng)是選裝配置，只在GTS和Turbo版中是標(biāo)準(zhǔn)配置。Panamera G2的空氣懸架集成了減震器的主動(dòng)控制系統(tǒng)、車(chē)輛水平高度控制系統(tǒng)、彈簧系數(shù)控制系統(tǒng)以及基于車(chē)輛自身移動(dòng)傳感器的探測(cè)系統(tǒng)，稱(chēng)為電子底盤(pán)平臺(tái) （ECP：Electronic Chassis Platform）。除具有調(diào)節(jié)和維持車(chē)輛水平高度的功能外，還可以防止車(chē)輛俯仰和側(cè)傾，避免高速時(shí)高度過(guò)高，防止車(chē)輛托底等作用。此外，ECP還有測(cè)量、計(jì)算和提供與車(chē)輛整體狀況相關(guān)的信號(hào)，以及計(jì)算前橋和后橋之間的滾動(dòng)力矩分配的任務(wù)。

1.1 空氣懸架的調(diào)節(jié)

空氣懸架系統(tǒng)主要控制空氣彈簧的剛度和減震器的硬度。前懸架的空氣彈簧與減震器集成在一個(gè)總成里。前空氣彈簧有3個(gè)腔室和2個(gè)容積切斷轉(zhuǎn)換閥，減震器是帶有活塞閥的雙管式減震器，可連續(xù)調(diào)節(jié)反彈和壓縮力度。后懸架的空氣彈簧與減震器是分開(kāi)的，原理與前懸架的相同。

當(dāng)車(chē)輛行駛速度低于限制速度時(shí)，腔室1、腔室2和腔室3都有空氣壓力，彈簧硬度為軟狀態(tài)；當(dāng)車(chē)輛行駛速度高于限制速度時(shí)，腔室1和腔室2有空氣壓力，彈簧硬度為動(dòng)態(tài)1的狀態(tài)。當(dāng)車(chē)輛處于縱向加速度1時(shí)，腔室1和腔室3有空氣壓力，彈簧硬度為動(dòng)態(tài)2；當(dāng)車(chē)輛處于縱向加速度2時(shí)，只有腔室1有空氣壓力，彈簧硬度為硬狀態(tài)。當(dāng)車(chē)輛處于橫向加速度1時(shí)，腔室1和腔室3有空氣壓力，彈簧硬度為動(dòng)態(tài)2；當(dāng)車(chē)輛處于橫向加速度2時(shí)，只有腔室1有空氣壓力，彈簧硬度為硬狀態(tài)。

1.2 水平高度的控制

1）水平高度控制位置 標(biāo)準(zhǔn)懸架模式下，車(chē)身處于標(biāo)準(zhǔn)高度時(shí)，只能向上到舉升高度，不能降低車(chē)身；運(yùn)動(dòng)懸架模式下，車(chē)身處于標(biāo)準(zhǔn)高度時(shí)，可以升高車(chē)身和降低車(chē)身高度；運(yùn)動(dòng)升級(jí)懸架模式下，車(chē)身處于低位高度，可以往上到標(biāo)準(zhǔn)高度和舉升高度。

2）水平高度控制策略 水平高度可以手動(dòng)和自動(dòng)調(diào)節(jié)。車(chē)速低于30 km／h時(shí)，可以手動(dòng)升高和降低車(chē)身高度；車(chē)速高于30 km／h時(shí)，可以自動(dòng)降低車(chē)身高度，同時(shí)也可以在標(biāo)準(zhǔn)高度與低位高度之間進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)。

3）水平高度控制條件 當(dāng)車(chē)輛處于靜止?fàn)顟B(tài)且發(fā)動(dòng)機(jī)未運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，且蓄壓器壓力足夠的情況下，車(chē)身高度能迅速進(jìn)行調(diào)節(jié)；當(dāng)車(chē)輛處于駕駛狀態(tài)時(shí)，車(chē)身高度可以進(jìn)行調(diào)節(jié)。另外，只有當(dāng)車(chē)輛上的全部4個(gè)車(chē)門(mén)都關(guān)閉時(shí)，才有可能向下調(diào)節(jié)，行李廂蓋打開(kāi)對(duì)高度調(diào)節(jié)沒(méi)有任何影響。

2 新款Panamera G2空氣懸架組成及控制功能

2.1 空氣懸架系統(tǒng)組成

空氣懸架系統(tǒng)包括空氣彈簧壓力調(diào)節(jié)和減震器硬度調(diào)節(jié)。4個(gè)車(chē)輪加速度傳感器、4個(gè)車(chē)身加速度傳感器和4個(gè)水平高度傳感器輸入加速度和水平高度數(shù)據(jù)。空氣彈簧調(diào)節(jié)系統(tǒng)由壓縮機(jī)、電磁閥組、壓縮機(jī)控制單元、蓄壓器、切斷轉(zhuǎn)換閥和管路組成。減震器硬度調(diào)節(jié)由ECP控制減震器內(nèi)部活塞閥來(lái)實(shí)現(xiàn)?？諝鈶壹芟到y(tǒng)如圖1所示。

圖1 空氣懸架系統(tǒng)的組成

2.2 底盤(pán)控制系統(tǒng)的顯示與操作

Panamera G2的底盤(pán)狀態(tài)可以在儀表、PCM（Porsche Communication Management system：保時(shí)捷通信管理系統(tǒng)）和中控臺(tái)上顯示。操作方面采用了新的操作理念：一是通過(guò)PCM觸摸屏在駕駛模式菜單項(xiàng)和底盤(pán)菜單項(xiàng)中設(shè)置，可以選擇舒適 （標(biāo)準(zhǔn)）、運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)升級(jí)等模式；第2種情況分有沒(méi)有Sport Chrono組件。若配備了Sport Chrono組件，則通過(guò)運(yùn)動(dòng)型方向盤(pán)上的模式開(kāi)關(guān)來(lái)設(shè)置；若沒(méi)有配備Sport Chrono組件，則通過(guò)中控臺(tái)上的運(yùn)動(dòng)按鈕和個(gè)性化按鈕來(lái)設(shè)置。

2.3 減震器控制功能

減震器控制由PASM （Porsche Active Suspension Management system：保時(shí)捷主動(dòng)懸掛管理系統(tǒng)）系統(tǒng)負(fù)責(zé)。PASM系統(tǒng)是一種電子減震器系統(tǒng)，它通過(guò)調(diào)節(jié)各個(gè)車(chē)輪的最佳減震力來(lái)提高駕駛安全性、駕駛動(dòng)態(tài)性和舒適性。ECP控制單元負(fù)責(zé)執(zhí)行調(diào)節(jié)操作，能夠在幾毫秒內(nèi)計(jì)算和調(diào)節(jié)所需的減震力。系統(tǒng)根據(jù)車(chē)輛傳感器提供的信息計(jì)算減震器硬度。系統(tǒng)針對(duì)車(chē)輛的每個(gè)車(chē)輪持續(xù)進(jìn)行這項(xiàng)計(jì)算。

2.4 車(chē)身高度控制功能

車(chē)身高度控制原理如圖2所示。它由空氣彈簧系統(tǒng)負(fù)責(zé)，該系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放式的系統(tǒng)。在舉升懸架時(shí)，空氣由壓縮機(jī)和蓄壓器供給；在降低懸架時(shí)，空氣從彈簧排放到大氣中?？諝鈴椈赏ㄟ^(guò)單獨(dú)的空氣管路與電磁閥組相連接，電磁閥組由ECP進(jìn)行控制，并且調(diào)節(jié)每個(gè)空氣彈簧的空氣量，以便保持駕駛員設(shè)置的水平高度。電磁閥組管路與壓縮機(jī)和蓄壓器相連接。根據(jù)部件中的壓力狀況，從蓄壓器、壓縮機(jī)或者蓄壓器和壓縮機(jī) （增壓模式下）執(zhí)行舉升請(qǐng)求。在降低車(chē)身高度時(shí)，空氣通過(guò)壓縮機(jī)從彈簧排放到大氣中。壓縮機(jī)由一個(gè)兩級(jí)壓縮機(jī)單元和一個(gè)干燥器構(gòu)成，增壓和空氣通風(fēng)過(guò)程中空氣始終流過(guò)干燥器，空氣通過(guò)壓縮機(jī)中的通風(fēng)電磁閥排放到環(huán)境中?？赏ㄟ^(guò)電源釋放電路執(zhí)行強(qiáng)制通風(fēng)，從而避免空氣供應(yīng)系統(tǒng)中的背壓。

壓縮機(jī)中有一個(gè)壓力控制閥，確保用于通風(fēng)的系統(tǒng)中的最低剩余壓力。因此空氣彈簧可維持至少3 bar的最低剩余壓力，并避免空氣彈簧的扭曲或壓縮。壓縮機(jī)中還有一個(gè)增壓閥，在蓄壓器增壓較低時(shí)，用大約15 bar的空氣壓力啟用該閥，以便快速舉升車(chē)身。壓縮機(jī)的啟動(dòng)電流由壓縮機(jī)控制單元調(diào)節(jié)，避免啟動(dòng)中欠壓或過(guò)壓峰值，以保證車(chē)輛電氣系統(tǒng)的主動(dòng)保護(hù)。壓縮機(jī)控制單元還包含溫度傳感器，用于防止壓縮機(jī)過(guò)熱。

電磁閥組安裝在一個(gè)塑料殼體中。它由5個(gè)電磁閥構(gòu)成，4個(gè)用于彈簧滑柱的電磁閥，1個(gè)用于蓄壓器的電磁閥。用于實(shí)現(xiàn)增壓 （BOOST）功能以及向外界環(huán)境排氣的電磁閥整合在壓縮機(jī)內(nèi)。電磁閥組通過(guò)電磁閥切換和調(diào)節(jié)各個(gè)壓力回路中的壓力。電磁閥組中集成了用于測(cè)量當(dāng)前系統(tǒng)壓力的壓力傳感器，用于測(cè)量彈簧和蓄壓器中的靜態(tài)壓力，ECP控制單元在此測(cè)量的基礎(chǔ)上決定要使用的壓力源 （壓縮機(jī)、蓄壓器）。壓力傳感器也用于檢測(cè)該系統(tǒng)中的泄漏和故障。

3 故障案例

3.1 故障現(xiàn)象

一輛2017款Panamera G2儀表盤(pán)顯示底盤(pán)系統(tǒng)故障，通過(guò)PCM選擇車(chē)輛控制設(shè)置中底盤(pán)內(nèi)的車(chē)用千斤頂模式時(shí)，不能確定選擇。詢(xún)問(wèn)車(chē)主表示在拆卸后輪時(shí)，曾經(jīng)插拔過(guò)水平高度傳感器的插頭。

3.2 故障診斷

連接PIWIS TESTER 3到車(chē)輛OBD診斷插座上，讀取PASM故障記憶。顯示故障代碼為：C103715，水平高度傳感故障，斷路／對(duì)B+短路；C103914，水平高度控制閥故障，斷路／短路搭鐵；高度傳感器校準(zhǔn)。

因?yàn)槭遣灏瘟怂礁叨葌鞲衅髟斐傻墓收?，所以懷疑插頭連接有問(wèn)題，于是重新連接水平高度傳感器的插頭，并確認(rèn)連接可靠。然后，清除故障記憶，發(fā)現(xiàn)故障記憶不能清除?？赡苁菦](méi)有對(duì)水平高度傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，于是又校準(zhǔn)車(chē)身水平高度傳感器，在輸入高度實(shí)際值時(shí)，顯示“系統(tǒng)不接受實(shí)際測(cè)量值”。

3.3 故障原因分析

1）水平高度傳感器插頭拔下后，長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有插回，ECP沒(méi)有接收到數(shù)據(jù)判斷為傳感器故障，插頭連接好后，也不能識(shí)別，所以傳感器的故障碼不能清除。

2）在高度傳感器校準(zhǔn)過(guò)程中，檢測(cè)儀可能不會(huì)接受輸入的高度值，意味著至少有一個(gè)值出現(xiàn)了異常，即該值超出了控制單元中存儲(chǔ)的車(chē)輛高度容差范圍。出現(xiàn)這種情況的可能原因如下：之前執(zhí)行過(guò)不正確的校準(zhǔn) （如輸入了不正確的測(cè)量值）；車(chē)身水平高度傳感器出現(xiàn)故障 （如因車(chē)身水平高度傳感器連桿或固定器彎曲而導(dǎo)致的故障）。在確定車(chē)身高度時(shí)，車(chē)身高度測(cè)量值由從翼子板下邊緣到傳感器的上邊緣的高度加上測(cè)量值傳感器的半徑。如果輸入值遭拒，則要輸入根據(jù)受影響車(chē)輛位置處的實(shí)際值和所需值的平均值。

3.4 故障排除

連接好水平高度傳感器，讓車(chē)輛以15 km／h的速度行駛一段距離，以動(dòng)態(tài)識(shí)別水平高度傳感器。然后連接診斷儀，在基本設(shè)置中可以識(shí)別到傳感器重新安裝，故障記憶也可以清除了。

最后進(jìn)行高度傳感器的校準(zhǔn)。在保養(yǎng)／修理選項(xiàng)中選擇底盤(pán)控制空氣彈簧，選擇操作開(kāi)始中的高度傳感器校準(zhǔn)，并按要求設(shè)定車(chē)輛，實(shí)際測(cè)量值為460 mm，所需值為414 mm，輸入平均值437 mm，系統(tǒng)接受了，校準(zhǔn)成功。

察看儀表中顯示的底盤(pán)系統(tǒng)故障沒(méi)有了，PCM中的車(chē)用千斤頂模式也可以選擇了，再操作車(chē)身高度可以舉升和降低了，故障排除。

4 總結(jié)

1）在 Panamera G2上使用了全新和進(jìn)一步開(kāi)發(fā)的底盤(pán)控制系統(tǒng)。ECP充當(dāng)若干底盤(pán)系統(tǒng)的集成平臺(tái)。此外，它包括用于減震器的主動(dòng)控制系統(tǒng)、車(chē)輛水平高度控制系統(tǒng)（行車(chē)高度）、彈簧系數(shù)控制系統(tǒng)以及車(chē)輛自身移動(dòng)的基于傳感器的探測(cè)系統(tǒng)。

2）空氣懸架負(fù)責(zé)根據(jù)需要調(diào)節(jié)和維持車(chē)輛水平高度。它會(huì)降低車(chē)輛的舉升、俯仰和側(cè)傾移動(dòng)?？諝鈶壹芸梢员苊飧咚俜秶鷥?nèi)的加高高度，并且還可以防止車(chē)輛托底。

3）可在前 PCM觸摸屏上通過(guò)“駕駛”菜單項(xiàng)選擇用于底盤(pán)控制系統(tǒng)的設(shè)置和功能。底盤(pán)彈簧系數(shù)、PASM、后橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的當(dāng)前選擇的設(shè)置顯示在此處。配備Sport Chrono組件的車(chē)輛可以通過(guò)方向盤(pán)上的旋轉(zhuǎn)選擋開(kāi)關(guān)選擇駕駛模式。

4）當(dāng)出現(xiàn)更換控制單元、更換水平傳感器、車(chē)輛的高度值偏離了所需的高度值、對(duì)車(chē)輛執(zhí)行提升操作后，車(chē)輛向一側(cè)傾斜等情況時(shí)，如果舉升模式已啟用，要在公路上試駕車(chē)輛，因?yàn)榕e升模式會(huì)關(guān)閉，且車(chē)輛會(huì)進(jìn)行自我校正。如果上述方法無(wú)效，請(qǐng)檢查系統(tǒng)是否存在故障，然后校準(zhǔn)系統(tǒng)。確定一個(gè)校正值并將該值永久性地存儲(chǔ)在控制單元中，以此校準(zhǔn)車(chē)身水平高度傳感器。