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主动横向稳定杆，听听“孔辉”说悬架...

2024-08-09 12:19:10·  来源：云想电驱动  
　

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一种神奇的装置，能够使豪华车型在弯道中保持平稳的行驶，但至今在国产车中尚未见到其身影。


01  概述


在之前我们讨论了“双腔空气悬架”，而本期我们将介绍另一个新兴的底盘电控产品——主动横向稳定杆。


目前，国际上主动横向稳定杆主要应用于注重驾驶性能的高端乘用车型，如奥迪SQ7/SQ8、大众途锐、路特斯Eletre和Emeya、宝马X5/X6/X7、保时捷卡宴/帕拉梅拉、宾利添越等。


在本期中，我们将探讨主动横向稳定杆在提升车辆舒适性、操控性和安全性能方面的巧妙之处。为方便起见，本文将主动横向稳定杆简称为ARC（Active Roll Control）。


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■ 被动横向稳定杆


由于主动横向稳定杆是从传统的被动横向稳定杆（以下简称为“被动稳定杆”）发展而来，因此有必要首先对被动稳定杆有基本的了解。被动稳定杆的英文名为Anti-roll bar，直译为“抗侧倾杆”。


02  被动稳定杆


在车辆行驶过程中，车身过度的左右或前后摇晃会使驾乘者感到不适，而严重的车身侧倾，尤其是在高速转弯时，可能导致车辆翻滚，造成人员伤亡。


被动稳定杆旨在抵抗车辆的侧倾，它是一根横置的、具有弹性的扭转杆，分别安装在前后车轴上。俯视车辆，被动稳定杆呈现出一个宽度加大的U形，U形的开口朝向车辆的前进方向或相反方向。被动稳定杆的左右摇臂固定在车身上，而中间的横杆通过允许旋转的衬套固定在车架上。


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在车辆高速转弯时，离心力会使车身产生向外倾斜（侧倾）的倾向。被动稳定杆的外侧摇臂因此会被向下按压，产生的扭力会传递到内侧摇臂，将内侧车身也向下拉，从而减轻车身外倾的程度。


这就是被动稳定杆“抗侧倾”的工作原理。然而，当车辆遇到路面的不平或冲击时，一侧车轮和车身受到扭力，这种扭力同样会传播到另一侧车轮和车身，给驾乘人员带来不舒适感。换言之，在需要有效抵制车身侧倾同时又要保证舒适性这两者之间存在矛盾的性能要求下，被动稳定杆陷入困境。


03  主动横向稳定杆


为了解决这一问题，主动横向稳定杆（ARC）应运而生。ARC系统在前后车轴各配置一个，每个系统均包含传感器、控制器以及由驱动电机和减速机构组成的执行器。这些减速机构能够在电机的驱动下使左右摇臂反向转动（侧视车辆）。


当车辆行驶时，主动横向稳定杆（ARC）的基本作用原理如下：在直线行驶时，如果没有电源信号传输给电机，ARC可以使左右稳定杆分开，左右车轮能够独立运动，这意味着单侧路面的冲击不会传递到另一侧，有效避免了冲击的传播，从而保障了行驶的舒适性。


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■ 主动横向稳定杆（孔辉科技）


在转向过程中，可以分为方向盘转动（瞬态）和方向盘静止（稳态）两种情况。当方向盘转动时，根据方向盘的转角、车速、侧向加速度、横摆角速度等信号，电机通过反向扭转稳定杆两端来控制车身倾斜姿态，使车身保持水平（甚至向内倾斜以对抗离心力）。


而在方向盘保持静止但车辆仍在转弯时，电机和减速机构会将稳定杆锁定为一体，以维持当前车身姿态，直到完成转弯。当车轮回正后，ARC将再次进入电机无电信号状态。


综上所述，ARC系统在控制车身姿态和减少路面冲击等方面的综合表现远远优于被动稳定杆。


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■ ARC作用原理一览


此外，搭载ARC系统后，车辆还能够获得多项既实用又引人注目的功能，例如：降低一侧车身，方便乘客上下车；在遇到积雪或泥沙路面时，通过左右摆动车身来脱困；当车辆即将受到侧面高速撞击时，为了避免直接撞击车门对乘客造成伤害，ARC系统可以迅速将车身倾斜到无碰撞一侧，使车门下方的高强度纵梁来承受冲击，保护乘客安全。


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