2018款保时捷Cayenne空气悬架系统新技术剖析（三）

黑龙江/郝春林

3.高度传感器电路（如图29所示）

高度传感器也叫作水平传感器，空气悬架系统有4个车身高度传感器，感知车身左前、右前、左后、右后4个位置的高度变化，转化为角度变化，此信息通过与角度成比例的PWM信号提供给控制单元。

┃图29 高度传感器电路

┃图30 高度传感器结构

传感器中包括带有导体回路的转子，带有励磁线圈和拾波线圈的定子及电控和评估电子装置（如图30所示）。励磁线圈周围产生交变电磁场（磁场）。继而在转子的导体回路中产生磁场。根据转子位置的不同，拾波线圈受到不同程度的感应。评估电子装置将拾波线圈的输出电压转换为相应的 PWM 信号，并将这些信号提供给控制单元。

（1）诊断

控制单元会不断监控空气系统中的所有部件（如传感器、电磁阀和压缩机）、压力情况及部件功能。如果启用了故障检测，在故障评估后不会完全关闭空气悬架控制和减震器控制。此时会应用预定义的紧急模式策略。在有些情况下，控制活动会受限制。在极端情况下，车辆会降低到减震器中有缓冲为止。组合仪表中的警示灯会向驾驶员提示故障。

一旦检测到故障，系统会检查故障是否已排除。这些检查会定期进行或在点火装置关闭再打开后进行。一旦恢复全部功能，则按正常模式控制系统。

故障均会输入故障记忆，并永久存储于其中。可以使用保时捷系统检测仪读取和清除故障记忆。也可执行启用驱动链接、输入信号和系统测试等其他功能。

如果高度传感器安装不当或部件存在轻微的机械损伤、变形，将导致车身高度调节异常，但系统无故障码存储。

当高度传感器的故障码存在时，应先检查确认相关部件是否存在机械损伤、变形，然后再进行电路测量。从图中可以看出，高度传感器的3根线分别是地线、信号线和电源线。点火开关打开，保持线路连接，采用背测的方式，万用表的红表笔接测量端子，黑表笔接地，传感器的A1端子电压应是0，A3端子应是5V。A2是信号输出端子，应是占空比数字信号（如图31所示），根据车身高度变化，电压在1.5～4.5V之间。对路况进行快速判断。通常情况下，当路况发生变化时，例如驶过高低不平的路面，车轮加速度传感器要比车身加速度传感器反应灵敏。

┃图31 高度传感器信号（上下左右）

当车身高度发生变化时，脉冲宽度相应发生变化。这里需要注意的是：因为安装方向的关系，左右两侧传感器的变化趋势正好相反。

（2）校准

如果执行完底盘作业或更换了高度传感器，则必须检查高度，并在必要时执行校准。这可以使用保时捷专用的PT3G检测仪完成。

4.车身加速度传感器电路（如图32所示）

空气悬架系统有4个车身加速度传感器，可以检测车身的举升、俯仰和侧倾震动等动作。

正常行驶中，车身正加速度信号送到空气悬架控制单元后，控制单元操纵执行器使其转换到硬阻尼状态（后轮减震器阻尼大于前轮），以便减少汽车抬头（后坐）。

反之，当车身负加速度信号送到空气悬架控制单元后，控制单元操纵执行器使其转换到硬阻尼状态（前轮减震器阻尼大于后轮），以便减少汽车点头（前倾）。

在弯道上，车身加速度传感器感知侧倾变化，主动调节左右侧的减震器阻尼，减少车身的侧倾。

加速度传感器按照“电容测量原理”工作，该原理是指电容器的两个板之间的质量波动会改变电容器的电容（如图33所示）。内部电子装置会分析这些信号并转发到控制单元。

当存在加速度传感器的故障码时，应先检查确认相关部件是否存在机械损伤、变形，然后再进行电路测量。从图33可以看出，加速度传感器的两根线分别是5V电源线、信号线。点火开关打开，保持线路连接，采用背测的方式，万用表的红表笔接测量端子，黑表笔接地，电压约6.5V，如图34所示。

5.车轮加速度传感器电路（如图35所示）

车轮加速度传感器检测车轮相对于车身的相对移动（垂直加速度），用于

┃图32 车身加速度传感器电路

┃图33 车身加速度传感器原理图

┃图34 车轮加速度传感器信号

┃图35 车轮加速度传感器电路

车轮加速度传感器的信号与前面车身加速度传感器的波形类似，如图36所示。

6.压缩机控制电路（如图37所示）

┃图36 车轮加速度传感器信号

压缩机总成中包括：压缩机、压缩机控制单元、温度传感器、控制阀（电动BOOST）、泄放阀。

和前一代车型最大的不同：新一代卡宴的压缩机控制电路取消了继电器，增加了一个压缩机控制单元。ECP模块通过CAN线与压缩机控制单元通信，控制压缩机的运转。

压缩机控制单元中安装了温度传感器，如果温度超过120℃，ECP将断开压缩机的运转，以避免高温时润滑不良造成压缩机的机械损伤。

如果压缩机不能运转，首先使用检测仪对空气悬架系统进行诊断，检查是否存在压缩机控制单元的CAN总线故障，该总线为500Kbit/s的高速总线。

如果总线通信正常，接下来检查继电器保险丝盒2中编号F1的40A保险丝是否熔断。

如果压缩机长时间工作后突然停机，无法调节车身高度，则有可能是温度过高，启用了安全保护功能。

7.电磁阀体调节电路（如图38所示）

气动弹簧阀用于控制进、出空气弹簧的空气流量，该电磁阀为常闭型，不通电时关断；当电磁阀通电时，电磁线圈克服弹簧压力，电磁阀打开，让空气流过。

图38中的“爆裂阀”控制气体排出，应翻译成“排气阀”更恰当，这里按原厂资料中的术语进行标注。

ECP控制单元根据车身高度传感器送来的信号和驾驶员设定的悬架控制模式，控制气动弹簧阀的动作，以控制车身高度。

┃图37 压缩机控制电路

┃图38 电磁阀体调节电路

┃图39 车身高度升高调节

升高车身高度：当需要升高车身高度时，压缩机工作，压缩空气由气动弹簧阀进入空气悬架的主气室，使车身高度增加。

控制车身升高时，通常两个前空气弹簧同时控制，两个后空气弹簧同时控制（如图39所示）。

维持车身高度：当达到规定的高度，气动弹簧阀断电关闭，空气悬架主气室的空气量保持不变，车身高度维持在一定的高度。

降低车身高度：当需要降低车身高度时，气动弹簧阀和爆裂阀同时通电打开，空气悬架主气室的空气通过气动弹簧阀、空气管路、爆裂阀排出，车身高度下降。

电磁阀体的故障率很低。在北方地区的冬季，如果干燥剂饱和，管路中的空气含有水蒸气，电磁阀体有结冰现象。

┃图40 减震器调节阀电路

┃图42 附加容积控制阀电路

如果环境温度在0℃以上，电磁阀有卡滞、堵塞现象，可先进行驱动连接，确认电气部件工作正常。然后拆卸连接管路，使用有机溶剂对阀体进行清洗。如清洗后仍动作不良，则应更换阀体总成。

8.减震器调节阀电路（如图40所示）

与普通的减震器不同，空气悬架系统的减震器内部有一个电动液压旁通阀。

在车辆运动时，减震器中的机油流经该电磁阀，产生减震效果。阀门的横截面越小，阻尼越硬。

通过打开和关闭阀门便可以增加或减少机油的流量，从而实现连续不断的阻尼力调节，如图41所示。

图41 减震器阻尼调节示意图

如果系统出现故障，阀门会自动关闭。然后，ECP将采用最硬的减震器设置，从行驶动力学观点看，这是最安全的模式（“故障安全”原理）。

9.附加容积控制阀电路（如图42所示）

附加容积整合在弹簧滑柱中，可通过电动阀启用和停用。

附加容积的切换可以显著改变弹簧系数，从而对车辆实现从舒适性到极具运动性的多变操控。

当使用附加容积时，空气弹簧的整体容量变大，弹簧系数变小（如图43所示左），提高了乘坐的舒适性；反之，当关闭附加容积时，空气弹簧的整体容量变小，弹簧系数变大（如图43所示右），可以满足运动性驾驶的需要。

┃图43 附加容积对弹簧系数的影响

弹簧系数也会在较短的压缩行程中显著递增。

10.空气悬架系统电路总图

空气悬架系统电路总图如图44所示。

┃图44 空气悬架系统电路总图

（全文完）