張 明

2017款一汽奧迪A4L（B9）新技術(shù)剖析（六）

張 明

三、底盤

（一）總體結(jié)構(gòu)

奧迪A4 （車型 8W）是新開(kāi)發(fā)的（與前代車型的底盤相比）。奧迪Q7（車型 4M）是第一款采用新式縱置模塊（MLBevo）平臺(tái)的車，而A4則是第二款采用該平臺(tái)的車，如圖49所示。開(kāi)發(fā)的基本目標(biāo)是保持輕結(jié)構(gòu)，同時(shí)解決較高的駕駛舒適性和出色的行駛動(dòng)力學(xué)性能之間的矛盾。

（二）車橋和定位

1.前橋

前橋的開(kāi)發(fā)是基于了縱置模塊（MLBevo）平臺(tái)的。奧迪A4 （車型8W） 上使用的也是五聯(lián)桿式車橋，該結(jié)構(gòu)在其他奧迪車型上早已經(jīng)證明是成功的了（如圖50所示）。

2.后橋

新式五聯(lián)桿后橋的開(kāi)發(fā)是基于縱置模塊（MLBevo）平臺(tái)的，如圖51所示。

（三）帶有電子減震器的底盤/運(yùn)動(dòng)底盤 （1BL/1BQ）

該系統(tǒng)是基于奧迪 A4 （車型 8K）上使用過(guò)的電子減震器系統(tǒng)的（去掉的），如圖52所示。主要改進(jìn)之處是使用了底盤控制單元J775（包含了調(diào)節(jié)軟件）。另外，以前獨(dú)立的系統(tǒng)元件車身加速度傳感器，現(xiàn)在也與繞X軸和Y軸的力矩（側(cè)傾力矩和俯仰力矩）傳感器一同集成在J775內(nèi)了。

使 用 的 是CDCivo-減 震器 （continuously damping control internalevolution的縮寫，意思是連續(xù)阻尼控制內(nèi)部改進(jìn)） 。名稱中補(bǔ)充的這個(gè)“internal”字樣，是指把電磁閥集成到減震器內(nèi)了；補(bǔ)充的“evolution”是指最新一代技術(shù)改進(jìn)的減震器。控制單元通過(guò)PWM信號(hào)來(lái)操控相應(yīng)的電磁閥，于是就形成了一個(gè)活塞閥的旁通支路。根據(jù)閥的開(kāi)口截面的不同，減震器在伸長(zhǎng)和壓縮階段的阻尼力也會(huì)跟著變化，這個(gè)控制過(guò)程可以針對(duì)某個(gè)單獨(dú)車輪來(lái)實(shí)施（就是想要操控哪個(gè)車輪就能操控哪個(gè)車輪，可任選）。

圖49 MLBevo平臺(tái)底盤

圖50 前橋

為了確定出到底需要多大的阻尼力，調(diào)節(jié)軟件采用了模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。豎直模塊根據(jù)控制單元內(nèi)部集成的傳感器信息來(lái)評(píng)估車輛的提升運(yùn)動(dòng)、俯仰運(yùn)動(dòng)和側(cè)傾運(yùn)動(dòng)。

橫向模塊利用轉(zhuǎn)向角度傳感器和橫向加速度傳感器（在安全氣囊控制單元內(nèi)）的測(cè)量數(shù)據(jù)，來(lái)識(shí)別車輛橫向動(dòng)力學(xué)性能。

縱向模塊通過(guò)分析制動(dòng)壓力測(cè)量值（來(lái)自ESC）和駕駛員期望力矩（來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元），來(lái)評(píng)價(jià)車輛縱向動(dòng)力學(xué)性能。有一個(gè)更高級(jí)的系統(tǒng)模塊，用于應(yīng)對(duì)其他系統(tǒng)（ESC、EPB、制動(dòng)輔助等）的活動(dòng)。

另外，車速和路面狀態(tài)（不平度是通過(guò)控制單元J775內(nèi)的車身加速度傳感器測(cè)量值而確定的）也參與這個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程。

1.底盤控制單元 J775

與奧迪Q7 （車型 4M） 一樣，這款?yuàn)W迪A4車上也使用了底盤控制單元J775來(lái)進(jìn)行減震器調(diào)節(jié)。就是說(shuō)，J775取代了水平調(diào)節(jié)控制單元J197的這個(gè)功能。

另外，用于探測(cè)車輛垂直方向（z）的加速度值、繞車輛縱軸（x方向, 側(cè)傾運(yùn)動(dòng)） 和繞車輛橫軸（y方向, 俯仰運(yùn)動(dòng)） 的傳感器，也包含在該控制單元內(nèi)。

由于該控制單元還承擔(dān)著為運(yùn)動(dòng)型差速器計(jì)算車輛行駛動(dòng)力學(xué)性能的功能，因此該控制單元有兩種型號(hào)。在配備有運(yùn)動(dòng)型車速器但沒(méi)有減震調(diào)節(jié)的車上，控制單元內(nèi)就省去了上述那些傳感器。在沒(méi)有配備運(yùn)動(dòng)型差速器和減震調(diào)節(jié)的車上，就不安裝該控制單元了。

該控制單元安裝在車上的前部中央通道處，它使用FlexRay數(shù)據(jù)總線來(lái)進(jìn)行通信，如圖53所示。

2.系統(tǒng)形態(tài)

圖51 后橋

圖52 電子減震器

圖53 底盤控制單元J775

電子減震調(diào)節(jié)有三種不同的阻尼特性。根據(jù)在奧迪 drive select上選定的設(shè)置，就會(huì)激活相應(yīng)的特性曲線，以便實(shí)現(xiàn)均衡、舒適或者運(yùn)動(dòng)這些行駛特性，如圖54所示。

圖54 Audi drire select設(shè)定

接通了點(diǎn)火開(kāi)關(guān)（端子15） ，阻尼閥就會(huì)被通上短促脈沖，以便激活調(diào)節(jié)并給閥通氣。在車輛停住且端子15接通時(shí)，阻尼閥會(huì)被通上約400mA的電流 （阻尼力很小，“軟”特性）。如果通上約1.9A的電流，就可獲得最大的阻尼力。

如果某一減震器無(wú)法激活，或者無(wú)法獲取某個(gè)車輛水平傳感器的測(cè)量值了，那么調(diào)節(jié)系統(tǒng)就會(huì)被關(guān)閉了。

這些阻尼閥是這樣設(shè)計(jì)的：在不工作狀態(tài)（就是沒(méi)激活），仍能保持中等大小的阻尼力（相當(dāng)于基本減震狀態(tài)）。這樣的話，雖然舒適性有所降低，但不影響車輛的動(dòng)態(tài)行駛特性。

系統(tǒng)關(guān)閉了的話，會(huì)顯示相應(yīng)的黃色圖形（減震器符號(hào)）和文字內(nèi)容來(lái)提示駕駛員的。

3.售后服務(wù)內(nèi)容

控制單元J775是在線編碼的。電子減震調(diào)節(jié)有三種基本設(shè)定：

（1）學(xué)習(xí)伸張止點(diǎn)

將車輛置于舉升器上舉升，直至車輪都完全脫離與地面接觸了，減震器完全伸張至止點(diǎn)位置了。車輛水平傳感器相應(yīng)的測(cè)量值會(huì)被存儲(chǔ)到該控制單元內(nèi)。

（2）學(xué)習(xí)高度傳感器的零位

這個(gè)過(guò)程與其他帶有自適應(yīng)空氣懸架或者減震調(diào)節(jié)的奧迪車一樣（學(xué)習(xí)調(diào)節(jié)位置）。車輪中心到翼子板凹口的距離在4個(gè)車輪處均要測(cè)量并傳給車輛診斷儀。該控制單元會(huì)存儲(chǔ)下車輛水平傳感器的相應(yīng)測(cè)量值。車輛水平傳感器的測(cè)量值，再加上減震器伸張止點(diǎn)的數(shù)據(jù)，就可以判定減震器內(nèi)活塞的位置了。

（3）校準(zhǔn)慣性傳感器

這個(gè)基本設(shè)定用于校準(zhǔn)控制單元內(nèi)的這些傳感器：測(cè)量側(cè)傾運(yùn)動(dòng)、俯仰運(yùn)動(dòng)以及Z方向的車身加速度傳感器。

這個(gè)基本設(shè)定可以單獨(dú)使用，也可以與其他設(shè)定一同來(lái)使用。通過(guò)執(zhí)行元件診斷，可以檢查阻尼閥的激活情況。

在試驗(yàn)臺(tái)上檢查減震器的話，應(yīng)該在關(guān)閉了點(diǎn)火開(kāi)關(guān)時(shí)來(lái)進(jìn)行，這時(shí)減震器就是沒(méi)通電狀態(tài)，就以基本減震狀態(tài)（中等大小的阻尼力）來(lái)檢測(cè)了。

（四）制動(dòng)裝置

電動(dòng)機(jī)械式駐車制動(dòng)器（EPB）

與前代車型一樣，電動(dòng)機(jī)械式駐車制動(dòng)器是奧迪 A4車的標(biāo)配，如圖55所示。其結(jié)構(gòu)、功能以及售后服務(wù)內(nèi)容與奧迪 A7 Sportback （車型4G）上的是一樣的。調(diào)節(jié)軟件集成在ESC控制單元內(nèi)。

（1）制動(dòng)助力器 （BKV） 和制動(dòng)總泵（如圖56所示）

奧迪 A4上使用的是8/9的單速率特性曲線制動(dòng)助力器，左、右置轉(zhuǎn)向盤車均可使用。制動(dòng)燈開(kāi)關(guān)直接取自?shī)W迪 Q7 （車型 4M），該開(kāi)關(guān)安裝在制動(dòng)總泵上，是一個(gè)霍耳傳感器。

圖55 電動(dòng)機(jī)械式駐車制動(dòng)器 (EPB)

圖56 制動(dòng)助力器（BKV）和制動(dòng)總泵

由發(fā)動(dòng)機(jī)上的一個(gè)機(jī)械驅(qū)動(dòng)的真空泵來(lái)負(fù)責(zé)真空供給。

在配備1.4L-TFSI發(fā)動(dòng)機(jī)的車上，是沒(méi)有機(jī)械驅(qū)動(dòng)的真空泵的，這時(shí)使用的是來(lái)自進(jìn)氣歧管內(nèi)的真空。

（2）踏板機(jī)構(gòu)

踏板機(jī)構(gòu)是全新開(kāi)發(fā)的，如圖57所示。為了改善傳聲方面的效果，所有踏板都是采用封閉截面型材制造的。這套踏板機(jī)構(gòu)，重點(diǎn)仍是放在結(jié)構(gòu)輕量化上，因此其鋁制制動(dòng)踏板就比前代車型上的制動(dòng)踏板輕了約50%。由于采用了自動(dòng)變速器車專用的支座，因此與手動(dòng)變速器相比，重量可減輕約400g。S Line車的踏板上使用的是不銹鋼蓋罩，該裝置也作為附件提供。

（3）ESC

圖57 踏板機(jī)構(gòu)

奧迪 A4上使用的有兩種ESC 9.0，都是 Robert Bosch 公司生產(chǎn)的，如圖58所示。配備有AAC（自適應(yīng)定速巡航）的車輛，有一個(gè)大功率6活塞式液壓泵和3個(gè)壓力傳感器（用于另行測(cè)量制動(dòng)管路內(nèi)的制動(dòng)壓力）；未配備ACC的車上，使用的是一個(gè)2活塞式液壓泵。這兩種ESC裝置已經(jīng)用于奧迪 Q7 （車型 4M）上了，用于A4時(shí)對(duì)調(diào)節(jié)軟件做了相應(yīng)的匹配。

圖58 ESC控制單元

ESC單元安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的左側(cè)（在發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的下方）。ESC要使用安全氣囊控制單元內(nèi)的傳感器測(cè)量值（縱向加速度、橫向加速度和橫擺率）。將來(lái)傳感器電子控制單元J849或者ESP傳感器控制單元J419都會(huì)被取代了。車輪轉(zhuǎn)速的有源式轉(zhuǎn)速傳感器也是直接取自?shī)W迪Q7（車型 4M）。

操縱和駕駛員信息：

奧迪 A4使用的是兩級(jí)操縱結(jié)構(gòu)。短促按壓ESC按鍵 （＜ 3s） ，就會(huì)激活運(yùn)動(dòng)模式，這時(shí)ASR和ESC的調(diào)節(jié)介入就會(huì)受到限制了，以便讓車以更具運(yùn)動(dòng)性來(lái)行駛。如果按壓ESC按鍵的時(shí)間超過(guò)了3s，那么ASR和ESC就被徹底關(guān)閉了。

（五）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

這款?yuàn)W迪A 4與前代車型一樣，配備的也是電動(dòng)機(jī)械式轉(zhuǎn)向器（EPS），轉(zhuǎn)向柱是機(jī)械可調(diào)式。三幅式轉(zhuǎn)向盤是基本裝備且也作為選裝提供。動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也是選裝裝備。

1.轉(zhuǎn)向柱（如圖59所示）

機(jī)械可調(diào)式轉(zhuǎn)向柱在結(jié)構(gòu)和功能上，與奧迪 Q7 （車型 4M）上的是一樣的。與奧迪 Q7 （車型 4M）相比，安裝位置有變化，調(diào)節(jié)范圍有變化（軸向/垂直方向: 60/50 mm），這些變化是通過(guò)相應(yīng)匹配的支架以及不同的限位元件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如果裝備了動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)向這個(gè)選裝裝備的話，那么所使用的轉(zhuǎn)向柱就是有專門連接尺寸的了。

2.電動(dòng)機(jī)械式轉(zhuǎn)向器（EPS）

這種軸平行式電動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)向器，在結(jié)構(gòu)與VW 車型 Passat、Tiguan和 Touran以及 Lamborghini Gallardo上使用的轉(zhuǎn)向器基本一致。

奧迪 A4上的轉(zhuǎn)向器與上述大眾車型相比的不同之處在于：前者的轉(zhuǎn)向角傳感器不是安裝在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中，而是安裝在轉(zhuǎn)向柱上的開(kāi)關(guān)模塊中。

奧迪 A3 （車型 8V） 和 TT（車型 FV）上使用的電動(dòng)機(jī)械式轉(zhuǎn)向器，其轉(zhuǎn)向助力是通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的另一個(gè)轉(zhuǎn)向齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)的；而在奧迪A4上，則是通過(guò)滾珠絲杠傳動(dòng)來(lái)把力傳遞到齒條上的，就像奧迪 R8（車型 4S） 上那樣的。該轉(zhuǎn)向器的功能與A6、A7 Sportback （車型4G）、A8（車型4H） 和 Q7 （車型 4M）上的轉(zhuǎn)向器是一樣的。與這些車型不同的是，奧迪 A4上的球形螺母的驅(qū)動(dòng)，是由與齒條平行布置的電機(jī)通過(guò)皮帶機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在A6、A7 Sportback（車型4G）、A8（車型4H） 和 Q7（車型 4M）上，電機(jī)則是以同心方式“包圍著”齒條。

選擇這種軸平行式布置，主要是考慮結(jié)構(gòu)空間因素：同心式布置的安裝高度約為120mm ，而軸平行式布置的安裝高度僅約為60mm，如圖60所示。

圖59 轉(zhuǎn)向柱

圖60 轉(zhuǎn)向器

奧迪 A4上的電動(dòng)機(jī)械式轉(zhuǎn)向器有兩種型號(hào)，區(qū)別在于傳動(dòng)比不同。在配備有動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)向的車上，使用更為直接的傳動(dòng)比。

3.操縱和駕駛員信息

操縱的話，需要在奧迪 drive select上選擇相應(yīng)的模式，控制單元內(nèi)預(yù)設(shè)了三個(gè)特性曲線。系統(tǒng)故障以大家熟悉的黃色和紅色警報(bào)符號(hào)顯示給駕駛員看。如果該系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的最大助力轉(zhuǎn)向小于最大助力能力的60%，那么紅色警報(bào)符號(hào)就會(huì)亮起。

4.動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在奧迪 A4上是選裝裝備。奧迪 A4是奧迪車中第一個(gè)配備了第2代動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車型。第2代動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理與第1代的大體是一樣的。

（1）執(zhí)行機(jī)構(gòu)的改進(jìn)

減速傳動(dòng)比（轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)主動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)角與電機(jī)轉(zhuǎn)角之比）由1:50改為1:30 。因此，最大調(diào)節(jié)速度就從約450°/s增至650°/s ，與此同時(shí)電機(jī)最大轉(zhuǎn)速也從4500n/min 降至 3200n/min。在有穩(wěn)定轉(zhuǎn)向干預(yù)時(shí)，聲響特性和動(dòng)態(tài)特性都得到了改善。

新的二體式殼體比第1代執(zhí)行機(jī)構(gòu)的殼體輕約400g，如圖61所示。防灰塵和防水密封性也得到了改善。減速機(jī)構(gòu)腔和電機(jī)腔是完全分開(kāi)的。

圖61 動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)

電機(jī)空心軸的機(jī)械鎖是新設(shè)計(jì)的。現(xiàn)在用比例磁鐵取代了“數(shù)字化”電磁鐵，這對(duì)用戶來(lái)說(shuō)的好處是沒(méi)有了上鎖噪聲。電流消耗也降低了。

（2）電機(jī)的改進(jìn)

最大力矩由1.1N·m提升至1.4N·m。轉(zhuǎn)子位置傳感器配備了雙倍數(shù)量的磁極組，因此傳感器分辨率就從15°提升至 7.5°了。

（3）主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制單元J792的改進(jìn)

該控制單元通過(guò)FlexRay數(shù)據(jù)總線來(lái)進(jìn)行通信?，F(xiàn)在不再使用三個(gè)單獨(dú)的供電插頭來(lái)連接了，而是使用一個(gè)單件式插排來(lái)連接了，使用一個(gè)雙核處理器，如圖62所示。

圖62 主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制單元J792

（4）售后保養(yǎng)內(nèi)容

在售后維修保養(yǎng)方面，第2代動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與第1代是一樣的。如果必須要更換執(zhí)行機(jī)構(gòu)的話，那么就必須更換整個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)/轉(zhuǎn)向柱這個(gè)總成了；如果需要更換轉(zhuǎn)向柱，那么完好的執(zhí)行機(jī)構(gòu)仍可再次使用。

（六）自適應(yīng)定速巡航 （ACC）

這款?yuàn)W迪 A4上使用的是第4代ACC。此前奧迪 Q7 （車型 4M）使用過(guò)這項(xiàng)最新技術(shù)，A4則是奧迪車中第2個(gè)使用該技術(shù)的車。 A4上這款A(yù)CC系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)、功能以及操縱和售后服務(wù)內(nèi)容方面，與 Q7 車型（4M）上是一樣的。

奧迪 A4車上也有基于ACC的輔助系統(tǒng)，該系統(tǒng)是在奧迪 Q7（車型4M）上首次采用的。奧迪 A4上使用輔助系統(tǒng)，主要是為了提高效率和減少CO2排放，尤其是對(duì)于帶有ACC的預(yù)見(jiàn)式高效輔助系統(tǒng)和高效（efficiency）模式時(shí)。

由駕駛員設(shè)定的與前車的時(shí)間間隔可以通過(guò)該系統(tǒng)在一定范圍內(nèi)修改（可變時(shí)間間隔）。在某些情形下，把變速器切換到慣性滑行狀態(tài)更為高效（即使正在跟車行駛）。

在以前，只有當(dāng)探測(cè)到前面沒(méi)有車輛且導(dǎo)航數(shù)據(jù)分析表明道路、車速限制和環(huán)境狀況適合時(shí)， 才可以激活慣性滑行狀態(tài)。

（待續(xù)）