2018款保时捷Cayenne空气悬架系统新技术剖析（二）

黑龙江/郝春林

（1）压缩机

压缩机（如图15所示）负责为空气悬架系统提供压缩空气，产生的绝对压力最高为1900kPa。

┃图15 压缩机

该压缩机由带电机的两级压缩机单元、电动BOOST（增压）电磁阀、释放阀和一体化空气干燥器组成。

◆ECP控制单元通过CAN总线Sub_CAN控制压缩机的启动

◆在出现向下方向的水平高度变化时，压缩空气向环境通风（开放系统）

◆如果蓄压器为空，则压缩机可以直接为空气悬架充气

◆在车辆行驶过程中，压缩机会对蓄压器充气

◆BOOST功能通过利用残余蓄压器压力，允许在蓄压器增压较低时以高速举升车辆

◆每次向外界环境排气时，排出的空气都会流经空气干燥器，从而除去系统中的湿气。该空气干燥器是免维护的

（2）压缩机控制单元

压缩机控制单元（如图16所示）内安装有一个启动限流器，用以确保在压缩机开启时，电流柔和而非迅猛地上升，同时避免达到电流峰值。

┃图16 压缩机控制单元

压缩机控制单元会阻止（脉冲宽度调制）压缩机启用（CSSCompressor Soft Start：压缩机软启动）。

压缩机控制单元集成了温度传感器，可实时监控温度，以便在频繁改变车辆高度时对压缩机进行保护，避免其过热。

┃图17 电磁阀组

（3）电磁阀组

电磁阀组（如图17所示）安放在一个塑料壳体中，它由5个电磁阀构成：4个用于弹簧滑柱的电磁阀（每个车轮1个），1个用于蓄压器的电磁阀。用于实现BOOST（增压）功能以及向外界环境排气的电磁阀整合在压缩机内。

该电磁阀组通过电磁阀切换和调节各个压力回路中的压力，该电磁阀组中集成了用于测量当前系统压力的压力传感器。

（4）压缩空气管路

电线束中集成了通向弹簧滑柱的管路，从压缩机到蓄压器之间的管路使用定型管路，管路带有与电磁阀组相对应的颜色标记。通向空气悬架的管路外径为4mm，通向蓄压器的管路外径为6mm。

（5）蓄压器

蓄压器（如图18所示）存储用于供应空气的压力，并在车辆行驶时，充气到工作压力。车辆中安装有两个蓄压器，每个蓄压器各有约5L的加注容量。两个蓄压器提供的总容积约为10L。

┃图18 蓄压器

两个蓄压器的安装位置位于左右外侧的后排长座椅水平高度处的搁板上，如图19所示。

（6）空气悬架的功能调节

升高：在升高车辆时，空气由蓄压器供应到空气悬架系统的空气悬架中。只有当蓄压器中有足够的压力时，才能提升车辆高度。

降低：在当前所选的高度降低车辆时，空气通过电磁阀组内的释放阀从空气悬架内排放到外界环境中。只有当车辆的全部4个车门都关闭时，才能降低车辆高度。打开行李箱盖不会对此操作有任何影响。

┃图19 蓄压器的安装位置

空气量控制：空气悬架系统根据负荷情况，自动对两个蓄压器调节所需的气压，以便按照控制规范设定和保持车辆高度。如果在车辆处于静止状态且发动机未运转时负载发生变化，则只有当蓄压器中有足够压力时才能迅速进行调节。

一般地形高度：在加高高度或一般地形高度下，离地间隙会相应增大。

（7）系统说明

4个空气悬架通过单独的空气管路与电磁阀组相连接。该电磁阀组由车身水平高度控制系统进行控制，并且负责在每个单独的空气悬架中调节空气量，以便保持驾驶员设置的水平高度。为此，该电磁阀组与压缩机和蓄压器相连接。根据部件中的压力状况，从蓄压器、压缩机或者在增压模式下也从这两个源执行举升请求。在降低车身高度时，空气通过压缩机从弹簧排放到大气中。

该压缩机由一个两级压缩机单元和一个干燥器构成，增压和空气通风过程中空气始终流过该干燥器。这意味着对系统中的干燥器进行持续冲洗。空气通过压缩机中的释放电磁阀排放到环境中。可通过电源释放电路执行强制通风，从而避免空气供应系统中的背压。

一个限压阀安装在该压缩机中，确保用于通风的系统中的最低剩余压力。因此空气悬架可维持至少300kPa的最低剩余压力，并避免空气悬架的扭曲或压缩。该压缩机还具有一个增压阀，如果在蓄压器增压较低时要使用来自环境和蓄压器的空气来升高，则用大约1500kPa启用该增压阀。

压缩机的启动电流由压缩机控制单元调节，以避免启动中欠压或过压峰值。这可保证车辆电气系统的主动保护。压缩机控制单元还包含温度传感器，用于防止压缩机过热。

该电磁阀组具有一个整体式压力传感器，用于测量弹簧和蓄压器中的静态压力。ECP控制单元在此测量的基础上决定要使用的压力源（压缩机、蓄压器）。压力传感器也用于检测该系统中的泄漏和故障。

车身水平高度控制系统使用来自车身水平高度传感器的信号确定实际车辆高度。用于描述车辆状况的其他信号（车速、加速踏板位置、横向加速度等）通过FlexRay总线获取。使用这些附加的信号来优化控制，例如在动态驾驶过程中或者在不平坦的路面上驾驶时。

四、电子底盘平台（ECP）

ECP充当若干底盘系统的集成平台。此外，它还囊括了减震器主动控制系统、车辆水平高度（行车高度）控制系统、弹簧系数控制系统以及针对水平高度和加速度数据的传感器探测系统。

ECP在PDCC运动版系统的功能中起着重要作用，安装在前部中控台中（如图20所示）

（1）任务

◆测量、计算和提供与车辆整体状况相关的信号

◆计算前桥和后桥之间的滚动力矩分配

◆监测和控制PASM减震器系统

◆配合空气悬架进行水平高度控制，针对所有负荷情况保持恒定的车辆高度

（2）网络拓扑

电子底盘平台（ECP）控制单元与车辆拓扑的连接是通过车辆中的FlexRay数据总线实现的（如图21所示）。与空气供应系统的PDCC运动控制单元和压缩机的通信通过Sub-CAN实现。

（3）功能

重要输入包括车辆上的水平高度传感器和加速度传感器的数据以及车速。利用这方面的附加信息，ECP可以针对各个车轮单独启用空气悬架的车辆高度控制或保时捷主动悬架管理系统（PASM）减震器控制。ECP传感器分布在车辆的多个位置，这些传感器包括：

◆车轮支架上的4个车轮加速度传感器

◆车身上的4个车身加速度传感器

◆车桥上的4个水平高度传感器

（4）传感器

2018款Cayenne使用了4个车身加速度传感器和4个车轮加速度传感器。

┃图20 ECP模块及安装位置

┃图21 网络拓扑

车身加速度传感器：车身加速度传感器（如图22所示）可以检测车身动作（举升、俯仰和侧倾震动）。

车轮加速度传感器：车轮加速度传感器（如图23所示）检测车轮相对于车身的相对移动（垂直加速度）。

水平高度传感器：前桥上的两个水平高度传感器和后桥上的两个传感器（如图24所示）通过弹簧行程检测控制臂的角度变化。

┃图22 车身加速度传感器

┃图23 车轮加速度传感器

┃图24 水平高度传感器

在设计上，水平高度传感器由机械部件和电子部件两部分组成。在机械部件中，通过水平高度传感器驱动主轴实现的角度变化转换可生成传感器中磁铁的旋转运动。这将进一步生成电气输出信号。

五、空气悬架系统电路的检测与维修

1.ECP控制单元的供电和接地电路（如图25所示）

端子15是由点火开关控制的电源，钥匙打开ON的位置有电。该电源经由保险丝盒E内的编号为F2的5A保险丝送到控制单元的A62端子。如果该保险丝熔断，空气悬架系统将停止工作，同时仪表报警，检测仪无法与模块进行通信。

端子30是由蓄电池提供的常电源，该电源由保险丝盒4内的编号为F8的30A保险丝送到控制单元的A1端子。如果该保险丝熔断，空气悬架系统将停止工作，同时仪表报警。与端子15供电中断不同的是：此时检测仪可以与模块进行通信，读取故障码、数据流，但无法通过驱动链接测试各个电磁阀。

控制单元唯一的地线由端子A5引出，在后左车顶搭铁。如果搭铁线断开，空气悬架系统将停止工作，同时仪表报警，检测仪无法与模块进行通信。

2.总线电路（如图26所示）

在第三代卡宴上出现了一种新的总线：FlexRay，该总线的数据传输速度为10Mbit/s。

空气悬架系统的ECP模块通过FlexRay连接到网关，同时，图像处理控制单元（内置前部摄像机）也通过ECP模块连接到网关。

FlexRay总线是一种双线总线，不支持单线通信。

在空气悬架系统中，ECP模块通过FlexRay总线接收的信号有：发动机转速、节气门位置、车速、变速器挡位、模式开关位置、制动踏板位置等信号。

┃图25 ECP控制单元的供电和接地电路

┃图26 总线电路

如果相连接的FlexRay总线故障，空气悬架系统将停止工作，同时仪表报警，检测仪无法与ECP模块进行通信。

FlexRay总线无法通信时，故障可能出在线路、插头或模块，可参照电路图在不同的位置进行波形测量（如图27、图28所示），查找故障点。

┃图27 FlexRay总线标准波形

┃图28 FlexRay总线实测波形

（待续）