隨“芯”而動

李爾欣

繼熟練調節剛度、阻尼和車身高度之后，汽車的主動懸掛又GET到新的技能，避震筒芯又玩出花了？趕緊去“溫故知新”一下先。

主動懸掛的新知識

Q 編輯老師你好！我看到豐田新出一款i-TRIL概念車，但始終沒搞明白它到底是怎么做到主動傾斜車身的。還請老師簡單介紹一下，謝謝！

A 這種會傾斜車身的系統，豐田稱之為“Active Lean”，據說是效仿滑雪動作而發明的，早在2007年便已隨i-REAL概念車“出道”。而在2014年投身法國共享汽車事業的i-Road更證明Active Lean完全能用于實戰，絕非花架子。體長2830 mm的i TRIL憑借這項主動傾斜技術，使車身可在行駛時傾斜10°，再配合25。的前輪轉向，可把轉彎半徑縮短到2m。至于Active Lean的工作原理，概括來講就是通過ECU車載電腦控制兩個前輪懸掛之間的連桿，使其與轉向系統聯動，并可隨車速、油門以及轉向角度的變化自動調整前半車身的平衡。順便一提，這些會玩“Active Lean”的車輛，其座艙與后軸之間都是以活動部件相連接的，可保證在車身擺動時，后輪能夠始終垂直于地面。綜上所述，Active Lean無疑是一種由ECU主動控制懸掛動作的系統。既然如此，那能否將應用Active Lean系統的懸架稱為主動懸掛呢？表面上，Active Lean并沒有去調節車身高度，更不曾控制懸掛的阻尼或剛度，顯然不同于常見的那些主動懸掛。但正如功能機時代的人不能因為iPhone沒有實體鍵盤就把它踢出手機的隊伍，現在同樣不能用過去的定義來硬套Active Lean這項新生的技術。而必須回到原點，先搞清楚汽車為什么要用主動懸掛。

簡單來說，汽車之所以要用主動懸掛，是因為被動懸掛的各項性能在“出生”時既已固定，并不能在多變的路況下兼顧各方面的需求。換句話說，現在的主動懸掛還遠未進化完全。只不過，對于客戶的駕乘體驗來說，汽車的行駛平順性和穩定性是最大的兩個痛點，廠商自然要優先滿足這方面的需求。因此，如今的主動懸掛基本上都圍繞彈性元件的剛度以及減振器的阻尼作文章。至于調節車身高度，以及讓防傾桿變成冗余部件之類，說實話，那都是額外的福利。而到目前為止，構成懸掛系統的零部件基本上都還是無生命的機械，要想讓它們主動應對錯綜復雜的行車環境就必須加以控制。由此可見，鑒定懸掛是不是主動懸掛的標準，并非看它是否具備可調節的功能，關鍵要看有沒有在懸掛部件上附加可控制作用力的裝置。據此判斷，Active Lean懸掛應當視為主動懸掛。不僅如此，在Active Lean懸掛中被ECU控制的那根連桿，在限制懸掛傾斜動作的同時，也讓車輪始終與地面保持著最大的接觸面積，這明顯是“傳遞縱、側向力及其力矩，并保證車輪相對于車身有正確的運動關系”的導向裝置。單憑這點，其實已足以將Active Lean懸掛歸為主動懸掛。從第一輛汽車Benz Patent-Motorwagen開始，懸掛就已經是車輛必不可少的組成部分。而在歷經被動懸掛、半主動懸掛和主動懸掛的演變之后，如今，懸掛正朝著智能化和網絡化的方向進化。但以神經網絡的進化速度推算，再過幾年，實體懸掛的動作將很可能跟不上智能ECU的指令，屆時就必須引入全新的懸掛系統，比如磁懸浮非接觸式懸掛之類。如果技術發展得快，說不定有生之年還能親眼見證一下真正的“一鍵變魔毯”。

Active Lean系統的進化

從2003年的PM概念車開始，豐田對個人移動工具的探索就進入智能領域。但直到2007年推出i-REAL，豐田才首次提出“Active Lean”概念。而根據當年的資料來推斷，i-REAL的Active Lean系統更像是Segway的電子陀螺儀，似乎并非后面-Road和i-TRIL那種由ECU控制的主動懸掛。而i-Road與i-TRIL 所用的Active Lean又有不同。對于3輪摩托i-Road，在保證車身穩定的前提下，豐田允許懸掛大幅度傾斜，因此i-Road可以像普通摩托車一樣壓著路面過彎。而輪到i-TRIL時，豐田表示經過反復試驗，他們認為將車身的最大傾斜角度設在10°是最理想的狀態；同時，前輪的轉向角度也被設定為25°。而從豐田的描述來看，貌似Active Lean系統還將繼續進化出新的形態。

主動懸掛進化之路

懸掛是車架（或承載式車身）與車橋（或車輪）之間的傳力與連接裝置，其主要作用是保證車輛的正常行駛。即使是Benz Patent-Motorwagen這么原始的汽車，都在后輪軸上裝有鋼板彈簧。然而，懸掛的發展歷史卻不是按照被動、半主動、主動這樣的順序線性演變的，嚴格來說這3種懸掛的進化軌跡是各自獨立的。

比如雪鐵龍DS在1955年使用的液壓氣動懸掛屬于主動懸掛，而1983年豐田Soarer所配備的TEMS電子可調式懸掛卻是半主動懸掛。順便一提，區別主動懸掛與被動懸掛的要點，并不在于液壓缸、氣筒、電動機、電磁流等可控制作用力裝置的執行機構，更不能以是否存在電子控制系統來判斷，關鍵得看懸掛所附加的可控制作用力裝置中有沒有為其提供能量的能源系統一，這是主動懸掛所特有的組成部分。或者也可以用更直觀的方法來判斷：半主動懸掛一般只管改變懸掛的阻尼，并不會去調節懸掛的剛度；而主動懸掛就能適時地調節懸掛的剛度和阻尼。

至于今后的發展趨勢，主動懸掛將成為主流，并且會日益智能化。事實上，跟主動懸掛有關的研究機構和各家制造商，眼下都在研究如何將懸掛的控制模式從現有的自適應邏輯控制轉換為神經網絡綜合控制；只是現在還處于理論驗證階段，因為神經網絡尚未收集到足夠的樣本數據。而在更遙遠的未來不但會有新的控制模式，就連懸掛的傳力與連接方式都會改變，請拭目以待。

談主動懸掛，不得不提的Bose電磁懸掛

早在上世紀八十年代，Bose創始人Amar G.Bose博士就憑藉為美國海軍開發核反應堆減震器與個人在電磁學研究上的豐富經驗，著手開發比氣壓、液壓懸掛更能提供舒適性的懸掛系統，于是Bose Suspension誕生了，并曾經被安裝在一臺經過特制改裝的LEXUSLS400實驗車上面向世人做出令人驚嘆的超低車身起伏、超低過彎側傾表演（有興趣者，到視頻網站一搜“Bose電磁懸掛”就能看到）。在此特別強調的是，Bose的電磁懸掛科技與市面上已經不算少見的MRC磁流變液電磁懸掛可不是一回事，前者是依靠磁體與線圈之間電磁作用直接控制懸掛系統運動，后者則是透過磁感液體改變避震器內阻尼特性，不可相提并論！

傳感器：在整套Bose Suspension系統中包括兩個傳感機構，其一是安裝在車頭，對車前路面起伏狀態進行偵測的雷達；另一是安裝在底盤，對底盤運動狀態進行偵測比對的G力感應器。這兩者汲取到的數據送至Bose Suspension控制電腦運算，然后對懸掛的線性電磁馬達送出指令，在車還沒遭遇到路面起伏前就預先做好作動準備。

線性電磁馬達：Bose Suspenslon采用的驅動機構——線性電磁馬達！其透過控制電腦輸出的訊號控制，反應速度比起被動的氣壓或磁流減震快且運作更穩定。更特別的是，這套系統還具備能量回收裝置，可以充當發電機的功能為自身運作所需提供電力，也因此Bose Suspenslon線性電磁馬達運作時消耗的功率相當低。

這么好的東西，為何沒有被車廠廣泛應用呢？很現實的問題：近些年車廠更多聚焦在車身輕量化的發展！而Bose經過與多家車廠討論之后，也決定將Bose Suspension的技術移轉至開發車廠更能接受的產品，于是一種減震座椅——Bose Ride便誕生了。