主動橫向穩(wěn)定桿，聽聽“孔輝”說懸架...

一種神奇的裝置，能夠使豪華車型在彎道中保持平穩(wěn)的行駛，但至今在國產(chǎn)車中尚未見到其身影。

01  概述

在之前我們討論了“雙腔空氣懸架”，而本期我們將介紹另一個新興的底盤電控產(chǎn)品——主動橫向穩(wěn)定桿。

目前，國際上主動橫向穩(wěn)定桿主要應(yīng)用于注重駕駛性能的高端乘用車型，如奧迪SQ7/SQ8、大眾途銳、路特斯Eletre和Emeya、寶馬X5/X6/X7、保時捷卡宴/帕拉梅拉、賓利添越等。

在本期中，我們將探討主動橫向穩(wěn)定桿在提升車輛舒適性、操控性和安全性能方面的巧妙之處。為方便起見，本文將主動橫向穩(wěn)定桿簡稱為ARC（Active Roll Control）。

■ 被動橫向穩(wěn)定桿

由于主動橫向穩(wěn)定桿是從傳統(tǒng)的被動橫向穩(wěn)定桿（以下簡稱為“被動穩(wěn)定桿”）發(fā)展而來，因此有必要首先對被動穩(wěn)定桿有基本的了解。被動穩(wěn)定桿的英文名為Anti-roll bar，直譯為“抗側(cè)傾桿”。

02  被動穩(wěn)定桿

在車輛行駛過程中，車身過度的左右或前后搖晃會使駕乘者感到不適，而嚴(yán)重的車身側(cè)傾，尤其是在高速轉(zhuǎn)彎時，可能導(dǎo)致車輛翻滾，造成人員傷亡。

被動穩(wěn)定桿旨在抵抗車輛的側(cè)傾，它是一根橫置的、具有彈性的扭轉(zhuǎn)桿，分別安裝在前后車軸上。俯視車輛，被動穩(wěn)定桿呈現(xiàn)出一個寬度加大的U形，U形的開口朝向車輛的前進方向或相反方向。被動穩(wěn)定桿的左右搖臂固定在車身上，而中間的橫桿通過允許旋轉(zhuǎn)的襯套固定在車架上。

在車輛高速轉(zhuǎn)彎時，離心力會使車身產(chǎn)生向外傾斜（側(cè)傾）的傾向。被動穩(wěn)定桿的外側(cè)搖臂因此會被向下按壓，產(chǎn)生的扭力會傳遞到內(nèi)側(cè)搖臂，將內(nèi)側(cè)車身也向下拉，從而減輕車身外傾的程度。

這就是被動穩(wěn)定桿“抗側(cè)傾”的工作原理。然而，當(dāng)車輛遇到路面的不平或沖擊時，一側(cè)車輪和車身受到扭力，這種扭力同樣會傳播到另一側(cè)車輪和車身，給駕乘人員帶來不舒適感。換言之，在需要有效抵制車身側(cè)傾同時又要保證舒適性這兩者之間存在矛盾的性能要求下，被動穩(wěn)定桿陷入困境。

03  主動橫向穩(wěn)定桿

為了解決這一問題，主動橫向穩(wěn)定桿（ARC）應(yīng)運而生。ARC系統(tǒng)在前后車軸各配置一個，每個系統(tǒng)均包含傳感器、控制器以及由驅(qū)動電機和減速機構(gòu)組成的執(zhí)行器。這些減速機構(gòu)能夠在電機的驅(qū)動下使左右搖臂反向轉(zhuǎn)動（側(cè)視車輛）。

當(dāng)車輛行駛時，主動橫向穩(wěn)定桿（ARC）的基本作用原理如下：在直線行駛時，如果沒有電源信號傳輸給電機，ARC可以使左右穩(wěn)定桿分開，左右車輪能夠獨立運動，這意味著單側(cè)路面的沖擊不會傳遞到另一側(cè)，有效避免了沖擊的傳播，從而保障了行駛的舒適性。

■ 主動橫向穩(wěn)定桿（孔輝科技）

在轉(zhuǎn)向過程中，可以分為方向盤轉(zhuǎn)動（瞬態(tài)）和方向盤靜止（穩(wěn)態(tài)）兩種情況。當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)動時，根據(jù)方向盤的轉(zhuǎn)角、車速、側(cè)向加速度、橫擺角速度等信號，電機通過反向扭轉(zhuǎn)穩(wěn)定桿兩端來控制車身傾斜姿態(tài)，使車身保持水平（甚至向內(nèi)傾斜以對抗離心力）。

而在方向盤保持靜止但車輛仍在轉(zhuǎn)彎時，電機和減速機構(gòu)會將穩(wěn)定桿鎖定為一體，以維持當(dāng)前車身姿態(tài)，直到完成轉(zhuǎn)彎。當(dāng)車輪回正后，ARC將再次進入電機無電信號狀態(tài)。

綜上所述，ARC系統(tǒng)在控制車身姿態(tài)和減少路面沖擊等方面的綜合表現(xiàn)遠遠優(yōu)于被動穩(wěn)定桿。

■ ARC作用原理一覽

此外，搭載ARC系統(tǒng)后，車輛還能夠獲得多項既實用又引人注目的功能，例如：降低一側(cè)車身，方便乘客上下車；在遇到積雪或泥沙路面時，通過左右擺動車身來脫困；當(dāng)車輛即將受到側(cè)面高速撞擊時，為了避免直接撞擊車門對乘客造成傷害，ARC系統(tǒng)可以迅速將車身傾斜到無碰撞一側(cè)，使車門下方的高強度縱梁來承受沖擊，保護乘客安全。