商用車半主動懸架系統開發方法及應用研究

范學瓊　王偉　李驥　吳闖　靳昕

摘 要：本文基于商用車半主動懸架開發及應用現狀，提出了技術路線、實現路徑，差異性方法探索的半主動懸架開發方法，結合開發方法進行了實踐。在多工況試驗下，半主動懸架對車輛平順性較傳統懸架提升10%提上。本文所進行的研究和實踐對于商用車智能化懸架的開發及應用有一定的借鑒性。

關鍵詞：商用車 半主動懸架 技術路線 平順性

The Investigation into the Development and Application of Commercial Vehicle Semi-active Suspension System

Fan xue qiong，Wang wei，Li ji，Wu chuang，Jin xin

Abstract：According to the status quo that semi-active suspension system isnt applied and developed well to the commercial vehicle， and the new method including technical and materialization details and careful contrast enable it easier to effectuate. Standards in vehicles ride comfort have improved 10% compared to traditional system， which were manifested in the experimentations under different conditions. The main findings of the research would be useful to investigation of commercial vehicles intelligent suspension system.

Key words：commercial vehicle， semi-active suspension system， technology details， ride comfort

1 引言

汽車懸架系統在車輛行駛過程中對保證車體的穩定性起著關鍵作用。在汽車工業中都在努力改進汽車的操控穩定性和平順性，隨著人們對汽車駕駛性能要求日益重視的情況下，實現操控穩定性和平順性平衡愈現迫切。智能化懸架可通過半主動或主動控制在不同工況和路面下保證汽車獲得最優性能，實現車輛操控穩定性和平順性完美協調，為用戶提供最優的駕乘體驗。

2 商用車半主動懸架開發及應用現狀

隨著用戶對駕乘舒適性、操穩性需求，車輛運載貨物對車輛平順性要求日益增加;物聯網的發展對于車輛底盤智能化及底盤零部件耐久性需求迫切。從產品前瞻性和技術領先性方面考慮，被動懸架的潛力幾乎接近極限了，逐漸無法滿足發展需求。根據行業調研，結合懸架系統歷史發展及借鑒乘用車發展趨勢，商用車領域中，半主動懸架既能滿足產品性能要求且附加值高，市場應用前景良好，可應用至輕量化牽引車、載貨車等車型。半主動懸架技術路線目前都選用阻尼可變減振器實現。阻尼可調減振器在乘用車領域已批量應用，國際某知名品牌商用車、國際農業機械已應用半主動懸架技術。半主動懸架系統開發的關鍵是控制系統，目前主機廠大多采用的方式是減振器與控制系統打包供貨。

3 商用車半主動懸架開發方法研究

3.1 技術路線的確定

技術路線的論證確定用于指導產品開發方向。從技術成熟度，目前商用車領域智能懸架系統應用均為半主動懸架，半主動懸架技術采用調節阻尼的方式實現半主動控制;從成本上，主動懸架成本高出半主動懸架3-5倍，與商用車用戶價值不符，性價比不如半主動懸架;從汽車智能化發展上，半主動懸架可實現電動控制，從傳感器精度、安全性、可靠性足以支撐輔助駕駛和有條件自動駕駛。從商用車行業發展趨勢來看，判斷懸架系統發展基本趨勢為：半主動-主動-智能化;控制方面：功能實現過程為：多檔位可調-自適應連續可調-預見性智能控制。

3.2 關鍵技術實現路徑的確定

半主動懸架系統的關鍵技術為機電一體化控制技術，目前行業主流路徑是硬件與軟件打包由供應商提供，包括后期懸架系統調校均有相關供方承擔進行。由供方提供軟硬件技術意味著主機廠完全沒有自主技術權，沒有主導設計的話語權，關鍵核心參數均由供方掌握，屬主機廠黑匣子件，且成本高昂。隨著國際形勢的變化，國家鼓勵自主創新，鼓勵企業掌握核心關鍵技術。自主開發控制系統是未來主機廠考慮選用的開發模式，與供方進行硬件及變阻尼減振器的聯合開發或聯合調校。

3.3 較傳統懸架開發的差異性方法探索

傳統懸架系統的開發是在一個知識領域內容開展的系統設計，而半主動懸架系統是機電一體化系統的設計，開發設計的過程包括建模和仿真、樣機原型系統和部署三個階段[1]。開發過程是跨學科設計;包含了四門基礎的學科：電學、機械學、計算機科學及信息技術。設計階段，從涉及的設計職能部門也能看出跨學科的差異，傳統懸架系統的開發涉及部門有整車級部門、底盤、試制試驗部門、采購部門等;而半主動懸架系統開發的部門增加了電控部門、電器部門等。基于傳統懸架的差異，需要在開發初期確定好協同設計的策略，跨部門的溝通模式等關鍵事項。

3.4 全新產品研發中風險管控思維的運用

全新產品研發中風險管控思維的運用：隨著智能化懸架系統產品的復雜度提升，風險管控思維需前置，從設計初期就應開始滲透到設計當中。該風險包含兩方面內容，一是主觀上的不確定，半主動懸架系統為全新開發的產品，缺乏類似開發的經驗，開發階段各個環節存在主觀考慮不全面;二是客觀上的不確定，半主動懸架系統是跨學科的系統，系統本身存在不確定性。針對風險需實施風險管理，降低風險。基于目標的確定的，開始風險識別，風險分析評價，風險決策及風險實施，最終按照PDCA流程進行。