Spis Treści

1. Zawieszenie hydroaktywne II-giej generacji
2. Elementy hydrauliczne
3. Podsystem elektronicznego sterowania
4. Różnice miedzy Hydroactiv I i II
5. Możliwe modyfikacje i ulepszenia
6. Zwiększanie komfortu zawieszenia

1. System zawieszenia hydroaktywnego II-giej generacji

W porównaniu do podstawowego zawieszenia hydraulicznego, Hydroactiv II wprowadza dodatkowo następujące elementy:

  1. Dodatkowe elementy hydrauliczne (w odniesieniu do zawieszenia pasywnego):
    • Dwie dodatkowe sfery bez elementów dławiących (podobne do akumulatorów ciśnienia), po jednej na każdą oś.
    • Dwa elektro-hydraulicznie sterowane bloki sterowania zawieszeniem (BSZ) z umieszczonymi na nich sferami, także po jednym na oś. BSZ łączy ze sobą narożne sfery i korektor wysokości - a także zależnie od sygnałów elektrycznych - sferę centralną. Umożliwia to przyjmowanie przez zawieszenie dwóch nastaw sprężystości i tłumienia, które mogą być błyskawicznie wybierane z pomocą impulsów elektrycznych. Zawieszenie posiada ustawienie miękkie (soft) z niską częstością drgań własnych, oraz tryb twardy (hard) z wyższą częstością. Charakterystyka przechyłów (roll) także zależy od aktualnego trybu pracy, w trybie "hard" przepływ poprzeczny (między siłownikami zawieszenia na jednej osi) jest drastycznie ograniczony znacząco tłumiąc ruchy kołyszące. W trybie "soft" płyn przepływa przez podwójny element tłumiący, jednak tłumienie przepływu poprzecznego w tym trybie jest zauważalnie mniejsze niż w trybie "hard".
  2. Podsystem elektroniczny:
    • Zespół czujników określających parametry dynamiczne pojazdu
    • Przełącznik umożliwiający użytkownikowi wybór trybów "normal" i "sport"
    • ECU (Electronic Control Unit) Elektroniczny układ sterujący, który na podstawie danych z czujników i preselekcji użytkownika wypracowuje sygnał sterujący dla hydropneumatycznych bloków zawieszenia oraz sygnał dla kierowcy informujący o aktualnym trybie pracy układu.
    • Lampka sygnalizująca aktualny tryb pracy zawieszenia, umieszczona na desce rozdzielczej. ECU reaguje na sygnały zbierane z czujników, dynamicznie wybierając tryb "soft" lub "hard" zależnie od dwóch zestawów reguł sterowania, po jednym dla każdego typu pracy. Zestaw te są relatywnie proste, lecz na tyle efektywne, że ECU jest w stanie dokonać wyboru trybu pracy w przeciągu 25ms.

2. Elementy hydrauliczne

  1. Blok sterowania zawieszeniem
    W bloku tym możemy wyróżnić kilka elementów:
    • standardowy uchwyt na sferę wraz z samą sfera bez elementu tłumiącego (podobnie jak sfera akumulatora ciśnienia)
    • hydraulicznie sterowany zawór, który łączy lub oddziela sferę centralną od reszty obwodu, złożony z przesuwnego wewnątrz BSZ tłoczka.
    • zespół zaworowy złożony z tłoczka i kuleczki (ball and piston valve), który ogranicza poprzeczny przepływ płynu miedzy lewym i prawym siłownikiem zawieszenia, zapewniając jednak stałe połączenie z korektorem wysokości, co nie zakłóca ciągłości kontroli ciśnienia w siłownikach zawieszenia.
    • dwa elementy tłumiące podobne do tych znajdujących się w sferach, które spełniają funkcję dławików dla sfery centralnej. Bloki sterujące dla przedniego i tylnego zawieszenia są takie same. Obrazek poniżej pokazuje blok sterowania zawieszeniem z zamontowanym zaworem elektrycznym.

      picture of the suspension control block

  2. Zawór sterowany elektrycznie

    Zawór jest umieszczony na bloku sterowania zawieszeniem (BSZ) i uruchamiany przez ECU. Jego rezystancja to 4 Ohm a nominalne stałe napięcie zasilania to 2.6V. Jednak ze względu na indukcyjność cewki ECU używa modulacji ze zmianą szerokością impulsu, aby utrzymać stałe natężenie prądu płynącego przez uzwojenie zaworu. Czyni to reakcję zaworu szybszą, przez zwiększenie napięcia (współczynnika wypełnienia), gdy zawór jest załączany (stan przejściowy), a następnie umożliwia redukcję nagrzewania się uzwojenia poprzez zmniejszenie efektywnego napięcia, gdy zawór pozostaje włączony (w stanie ustalonym). Przekrój zaworu jest pokazany poniżej:

    picture of electrically controlled valve

    Zawór elektryczny nie steruje samodzielnie przepływem płynu do sfery centralnej, natomiast steruje przepływem do hydraulicznie sterowanego zaworu wewnątrz korpusu BSZ. Zawór umożliwia dostęp wysokiego ciśnienia zasilającego do tłoczka sterującego w BSZ (łączy wejście oznaczone "LHM" z wyjściem oznaczonym rysunkiem BSZ na rysunku powyżej) lub też umożliwia strawienie tego ciśnienia przez prosty zawór jednokierunkowy w korpusie (do wyjścia oznaczonego zbiorniczkiem LHM). W ten sposób zawór oddziaływuje jedynie na tłoczek sterujący w rezultacie tworząc wraz z nim w pewnym sensie przekaźnik elektro-hydrauliczny.

    Część elektryczna zaworu jest zasilana, gdy ECU chce wymusić tryb "soft", czyli z elektrycznego punktu widzenia, podstawowym stanem zawieszenia jest stan "hard". Jednakże z powodu pośredniego działania zaworu wewnątrz BSZ, zależnego od ciśnienia w zawieszeniu i od ciśnienia zasilania, gdy odłączymy złącze zaworu, zawieszenie może pozostać w stanie nieustalonym - stan ten może utrzymywać się stosunkowo długo. Gdy główne obwody zawieszenia są zasilane nominalnym ciśnieniem, zarówno elektryczna i hydrauliczna część zaworu pozostanie w stanie "hard".

  3. Sfera centralna

    Sfera centralna jest podobna do sfery akumulatora ciśnienia i jest używana do zmniejszenia sprężystości zawieszenia, gdy jest włączona do reszty obwodu. Typ użytych sfer wynika zależy od wersji pojazdu i zwykle są one inne dla przedniej i tylnej osi.

    Działanie:

    picture of center sphere setup in soft mode

    Obrazek powyżej pokazuje zawieszenie w trybie "soft". Niebieskie pola LHM o niskim ciśnieniu(takim jak w siłownikach zawieszenia), natomiast pola czerwone to LHM pod wysokim ciśnieniem doprowadzanym z głównego akumulatora. Centralny element to BSZ. Zawór elektryczny (lewy-dolny róg) otwiera dopływ ciśnienia zasilania, które porusza tłoczek sterujący w BSZ, ten z kolei podłącza sferę centralną do reszty zawieszenia. Zauważmy, że w obszarze niskiego ciśnienia płyn przepływa przez dwa bloki dławiące (po jednym na kanał każdego z siłowników) do środkowej sfery. Kiedy oba siłowniki poruszają się razem, środkowa sfera zachowuje się jak zwykła sfera, ale z dławikiem o efektywnie dwukrotnie większym polu przepływu niż pojedynczy element tłumiący w zawieszeniu? Tymczasem, kiedy płyn przemieszcza się z jednej kolumny do drugiej, jak dzieje się w przypadku ruchów poprzecznych pojazdu, musi on przepływać kolejno przez oba tłumiki.

    Dodatkowo sfera centralna stanowi rodzaj amortyzatora, który tłumi przepływ poprzeczny (cross flow) przez absorpcję szybkich zmian ciśnienia pomiędzy dławikami, ponadto zwalniając przepływ płynu między narożnymi sferami (siłownikami zawieszenia). W ten sposób polepszana jest charakterystyka zawieszenia w zakresie przechyłów bocznych.

    picture of center sphere setup in hard mode

    Powyższy rysunek przedstawia położenie elementów systemu w trybie "hard". Zawór elektryczny blokuje ciśnienie zasilające i nie pozwala wepchnąć tłoczka sterującego. Ciśnienie wewnątrz sfery centralnej jest w normalnych warunkach eksploatacyjnych wyższe niż po drugiej stronie tłoczka, więc tłoczek zostanie przesunięty w pozycję, przy której odetnie całkowicie sferę centralną. Ciśnienie wewnątrz odciętej sfery na dłuższą metę jest nieokreślone (zielone pole). Reguły sterowania dla zaworu elektrycznego zostały zaprojektowane z uwzględnieniem powyższego faktu, więc ciśnienie jest okresowo wyrównywane przez umożliwienie BSZ przyjęcia ustawienia "soft" na krótki okres czasu. Robi się to także, dlatego że ciśnienie zawieszenia (niebieski obszar) może się zmienić w przeciągu czasu pomiędzy włączeniem trybu "hard" a przełączeniem w tryb "soft", ze względu na czynniki dynamiczne oddziałujące na samochód (przyspieszania, hamowanie, nierówności nawierzchni) jak i zmianę zadanej wysokości samochodu.

    Przepływ poprzeczny między z jednego siłownika zawieszenia do drugiego nadal przechodzi przez dwa tłumiki, ale teraz jest jeszcze dodatkowo ograniczany przez zaworek tłoczkowo-kulkowy, który teraz znajduje się na drodze strumienia LHM zamiast sfery centralnej. Kulka jest umieszczona w płynie, więc każdy przepływ poprzeczny porusza ją i przyczynia się do zdławienia przepływu. Te działanie znacząco ogranicza przepływ poprzeczny (patrz obrazek niżej), a zatem i przechyły nadwozia.

    picture of valve on a left turn

    Na rysunku powyżej pokazana jest sytuacja, gdy pojazd wykonuje zakręt w lewo, i ma tendencję do przechyłu w prawo. W tym wypadku prawy siłownik jest ściskany a lewy rozciągany, powodując przepływ poprzeczny płynu z siłownika ściskanego do odciążanego. Pęd płynu porusza także kulkę wewnątrz zaworu w kierunku wylotu połączonego z lewym siłownikiem zamykając dalszy przepływ.

    picture of valve during height correction

    Ponieważ jest możliwe, że pojazd będzie wymagał korekcji prześwitu podczas występowania przechyłów, np., gdy hamujemy na zakręcie, zawór kulkowy ma dodatkowe tłoczek od strony połączenia z korektorem wysokości. Na rysunku powyżej pokazane są dwie sytuacje, kiedy wykorzystywany jest korektor wysokości. Po lewej zawieszenie wymaga zwiększenia prześwitu. Oznacza to, że ciśnienie po stronie korektora staje się wyższe niż te w zawieszeniu, dzięki temu tłoczek zostaje wciśnięty i usuwa kulkę z przestrzeni zaworu, aby umożliwić podniesienie w jednakowym stopniu prawego i lewego siłownika. Gdyby kulka nie została wypchnięta mogłaby blokować jeden z wylotów zaworu i ciśnienie mogłoby narastać tylko w jednym z siłowników powodując niewłaściwe działanie zawieszenia.

    Prawy rysunek pokazuje sytuację odwrotną, gdzie prześwit ma być zmniejszony. W tym wypadku płyn musi znaleźć ujście z obydwu siłowników. Ponieważ ciśnienie po stronie regulatora jest teraz niższe niż to w zawieszeniu, a obie strony tłoczka w zaworze mają tą samą efektywną powierzchnię - nadciśnienie panujące w zawieszeniu przepchnie tłoczek w kierunku linii powrotnej do korektora wysokości, a LHM spłynie z siłowników zmniejszając prześwit.

3. Podsystem elektroniczny

Komputer zawieszenia ECU zbiera sygnały z wielu czujników i bazując na dwóch zestawach reguł (po jednym dla trybu "soft" i "hard") uruchamia zawory elektryczne. Chociaż w układzie są dwa zawory sterujące po jednym na każdą oś, ECU steruje nimi tak jakby były jednym zaworem - czyli ECU ma pojedyncze wyjście sterujące.

ECU używa siedmiu czujników, które generują w sumie 10 "parametrów wejściowych":

  1. Predkość pojazdu
  2. Pozycja (2a) i prędkość ruchu (2b) kierownicy
  3. Zakres ruchu nadwozia(3a) i jego prędkość (3b)
  4. Prędkość naciskania (4a) i zwalniania (4b) pedału gazu
  5. Czujnik ciśnienia w układzie hamowania
  6. Otwarcie drzwi lub bagażnika
  7. Zapłon włączony/wyłączony

Czujniki działają następująco:

  1. Czujnik prędkości

    Czujnik bazuje na efekcie Hall'a i wytwarza 8 impulsów na jeden obrót, lub w przybliżeniu 5 impulsów na jeden przejechany metr (oczywiście zależnie od rozmiaru opon). Jest umieszczony na skrzyni biegów tam gdzie linka prędkościomierza, lub w innych wersjach na samej lince.

  2. Czujnik kąta skrętu i prędkości ruchu kierownicy

    Czujnik jest optoelektroniczny. Dostarcza impulsy prostokątne z dwóch czujników podczerwieni, które przechwytują sygnał przechodzący przez przesłonę z 28 otworami. ECU odbiera zmiany sygnału z obydwu czujników w celu efektywnego podniesienia rozdzielczości - dzięki połączeniu czujników rozdzielczość zwiększa się czterokrotnie, czyli z 28 impulsów na obrót uzyskujemy zmianę sygnału, co 3,214 stopnia obrotu).

    Sygnał z czujnika jest wykorzystywany na 3 sposoby:

    1. Informacja o pozycji do jazdy na wprost jest wypracowywana, gdy prędkość jest większa od 30km/h i wciągu 90 sekund suma zebranych PEŁNYCH impulsów wynosi zero. Te ustawienie używane jest potem jako pozycja odniesienia dla położenia kierownicy. W czasie kalibracji zbierane są tylko pełne impulsy - czyli dokładność nie jest zwielokrotniana. Czyni się tak, aby uniknąć zliczania drobnych ruchów kierownicą, które kierowca musi wykonywać, aby kompensować niewielkie nierówności drogi lub samoistne drgania kierownicy. Aby impuls mógł być zliczony w tym trybie pracy pod obydwoma czujnikami musi przejść dziura i zakryte pole tarczy. Dodatkowo ilość impulsów zarejestrowanych w każdym z kierunków jest zliczana i pozycja neutralna jest na tej podstawie korygowana. Ponieważ liczba obrotów koła kierownicy jest znana (2,94 obroty między skrajnymi położeniami), czujnik może wygenerować maksymalnie 84 impulsy, po 42 w każdym kierunku od położenia neutralnego. Proces zliczania jest przyjmowany z tolerancją do 5 impulsów, ze względu na ułożenie kierownicy i inne zjawiska. Jednak każdy wynik powyżej 47 impulsów w którymkolwiek z kierunków od aktualnego położenia neutralnego, automatycznie koryguje wewnętrzne położenie odniesienia o różnice między ilością zliczonych impulsów a liczbą 47

    2. Zbocza sygnałów z obydwu czujników wewnątrz sensora położenia kierownicy są zliczane w odniesieniu do położenia ustalonego podczas kalibracji, aby obliczyć aktualne położenie kierownicy. Sekwencja impulsów z obu czujników pozwala określić kierunek obrotu koła kierownicy.

    3. Czas pomiędzy poszczególnymi impulsami jest mierzony i służy do wyliczania prędkości ruchu kierownicy.

  3. Czujnik ruchu nadwozia

    Jest on podobny do czujnika w kole kierownicy. Zawiera dwa optoelektroniczne sensory z dwoma strumieniami podczerwieni, które są przepuszczane lub blokowane przez dysk z 45-cioma nacięciami na obwodzie, generując 45 pełnych prostokątnych cykli na jeden obrót. ECU tak jak wcześniej zostało powiedziane używa sygnałów z obu sensorów dla czterokrotnego zwiększenia czułości. Gdy przerwy miedzy impulsami są długie to ECU interpretuje je jako ruchy nadwozia związane ze zmianami ustawień wysokości i nie bierze pod uwagę. Podobnie jak w czujniku kierownicy dane z czujników są używane do wyliczania zarówno amplitudy jak i prędkości ruchów nadwozia.

    Ze względu na sposób, w jaki czujnik jest połączony z nadwoziem, ma on możliwość detekcji efektu przysiadania/nurkowania a dodatkowo też przechyłu bocznego. Czujnik jest połączony z przednim drążkiem stabilizującym z prawej strony połączenia korektora wysokości. Ponieważ czujnik nie jest zamontowany centralnie na drążku to reaguje on na także na przechyły nadwozia, lecz w 3x mniejszym stopniu niż na ruchy wzdłużne. Jedynie niewielki wycinek obwodu tarczy jest używany ze względu na sposób połączenia urządzenia, niestety dokumentacja nie określa precyzyjnie ile impulsów odpowiada określonym ruchom nadwozia względem drążka. Rysunek poniżej pokazuje jak wygląda sensor. Zauważmy uchwyt z tyłu (na obrazku z lewej strony), zakończony małym kulistym przegubem. Jest on połączony z nadwoziem za pomocą małego plastikowego łącznika z kulistymi zatrzaskami z każdej strony, takim samym jak używany przy połączeniu korektora wysokości.

    Sensor jest produkcji Valeo i jest umieszczony pomiędzy prawym przednim kołem a korektorem wysokości, kilka cali od drążka stabilizującego.

    picture of body movement sensor

  4. Czujnik pozycji pedału przyspieszenia

    Jest to 4.7Kohm potencjometr połączony z pedałem gazu poprzez dźwigienkę. Suwak potencjometru ma wpięty szeregowo rezystor o wartości 2Kohm. Czujnik jest umieszczony poniżej deski rozdzielczej, zaraz z prawej strony mechanizmu pedału gazu.

    picture of gas pedal position sensor

    Cały zakres ruchu potencjometru jest podzielony przez ECU na 256 kroków. Podczas działania czujnik jest zasilany napięciem odniesienia 5V z ECU, napięcie to jest tez odpowiednikiem pełnego zapełnienia 8 bitowego przetwornika A/C. Czujnik dzieli referencyjne napięcie 5V podłączone do kołków 1 i 3 podając wynik przez kołki 2 i 3 na wejście przetwornika A/C wewnątrz ECU. Ze względu na początkowe położenie pedału i jego całkowite wychylenie - amplituda ruchu pedału może wynosić od 160 do 220 kroków z 256 teoretycznie możliwych. Jednak sygnał z czujnika jest pobierany jedynie jako wartość względna, więc rzeczywista liczba wykorzystanych kroków nie jest istotna.

  5. Czujnik ciśnienia hamowania

    Jest to prosty przełącznik uruchamiany ciśnieniem powyżej 30 Bar. Czujnik jest umieszczony w zespole łączników hydraulicznych zaraz obok bloku ABS. Sensor wygląda jak niżej:

    picture of break pressure sensor

  6. Czujniki otwarcia drzwi i bagażnika

    Te czujniki są umiejscowione w obramowaniach drzwi i w klapie bagażnika. Tak naprawdę są tylko dwa wejścia z tych czujników do ECU. Wszystkie drzwi są połączone wspólnym obwodem do jednego z wejść ECU i do systemu wewnętrznego oświetlenia, klapa bagażnika jest podpięta pod drugie wejście oraz do systemu oświetlenia bagażnika i wyświetlacza na konsoli. Czujniki otwarcia drzwi i pokrywy silnika podłączone do wyświetlacza na desce stanowią odrębny system wskaźników i nie mają nic wspólnego z tymi opisanymi wyżej.

  7. Przełącznik zapłonu

    Jest używany jako indykator zasilania i wywołuje reset a następnie wewnętrzny tryb samokontroli. Włączenie i wyłączenie zapłonu wywołuje wewnętrzną procedurę ECU, która zapewnia właściwe wyrównanie ciśnień miedzy sferami zawieszenia (narożnymi) a centralnymi.

Funkcjonowanie:

ECU jest jednostką opartą na mikrokontrolerze, w którym zaprogramowano reguły sterowania zawieszeniem. Zasadniczo ECU używa sygnałów z czujników 2,3 i 4 oraz uzupełniająco 5,6 i 7 w odniesieniu do prędkości podróżnej (czujnik, 1) aby kreować tabele z wartościami progowymi poszczególnych parametrów. Gdy któryś z parametrów przekroczy wartość progową określoną w tabeli zawieszenie jest przełączane w tryb "hard" (inaczej mówiąc układ realizuje funkcję "OR" dla napływających sygnałów). Z każdym sygnałów jest też związany czas podtrzymania, jest czas, przez który parametr musi pozostawać poniżej progu zadziałania by przestał być generowany sygnał "hard"

Dodatkowo są 4 reguły, które mają priorytet nad tymi opisanymi wyżej:

  1. ECU włącza tryb, "soft" gdy zapłon jest wyłączony lub włączony. Ustawienie to blokuje wszelkie inne reguły na 30sek lub do momentu przekroczenia przez pojazd 24km/h (zależnie co nastąpi wcześniej).

  2. Jeżeli ECU stwierdzi swoje nieprawidłowe działanie lub uszkodzenie któregoś z czujników lub elektrozaworów, zawieszenie po przejściu w stan "hard" pozostanie w nim aż do wyłączenia zapłonu lub drzwi zostaną otwarte przy prędkości mniejszej niż 24km/h. ECU uruchamia autodiagnostykę gdy zapłon jest włączany. Niektóre czujniki nie mogą być sprawdzone jedynie elektrycznie, w tym wypadku ECU wygeneruje sygnał o błędzie kiedy dane z czujników nie współgrają ze sobą - przykładowo brak sygnałów o ruchu zawieszenia przy prędkości większej niż 24 km/h itp.

  3. Gdy zawieszenie pozostaje w trybie "hard" przez dłuższy czas niż 2 minuty, ECU generuje chwilowy reset zawieszenia do trybu "soft" aby zapewni wyrównanie ciśnienia miedzy narożnymi a centralnymi sferami. Jeżeli sygnał wymuszający tryb "hard" w dalszym ciągu występuje, zawieszenie wraca do położenia "hard" w ciągu 50ms, po czym restartuje się zliczanie kolejnych 2 minut. Licznik czasu jest też resetowany przy każdym przejściu zawieszenia w tryb "soft" z innych powodów.

  4. Otwarcie drzwi lub bagażnika poniżej 24 km/h dominuje nad wszelkimi innymi regułami.

Reguły, które używają sygnałów z innych czujników są podane niżej:

Czujnik kierownicy jest używany do dostarczania dwóch sygnałów: prędkości ruchu kierownicy i kąta skrętu. Obie wartości są analizowane oddzielnie. Celem tych tego jest obliczenie przyspieszenia bocznego pojazdu (prędkość postępowa, kat skrętu) oraz możliwej zmiany tego przyspieszenia (prędkość pojazdu, prędkość ruchu kierownicy). Prawdopodobnie zostało to zrealizowane w ten sposób by oszczędzić pamięć, która byłaby potrzebna dla obliczeń opartych na 3 zmiennych. Właściwie dane z czujnika kierownicy odzwierciedlają potencjalne przechyły nadwozia. Przechył nadwozia jest znacząco ograniczany w trybie "hard", dlatego reguły muszą być tak zestawione by tryb "hard" był włączany, gdy występuje niebezpieczeństwo przechyłów, a pojazd pozostawał w trybie "soft" dla zwiększenia komfortu, gdy brak jest zmian kierunku mogących powodować przechyły.

Tabelka poniżej podaje progi zadziałania układu od położenia kierownicy. Jeżeli kat skrętu kierownicy przekroczy wartość progową dla zadanej prędkości pojazdu, zawieszenie przejdzie w stan "hard". Powróci ono powtórnie w tryb "soft", jeżeli próg nie zostanie osiągnięty powtórnie w przeciągu 1,5sek:

Tabelka z wartościami progów zadziałania:

Prędkość pojazdu (km/ h) Kąt obrotu kierownicy (deg.)
NORMALSPORT
<34N/ AN/ A
34-39174119
40-4910067
50-598456
60-686845
69-785537
79-894228
90-993322
100-1192617
120-1392315
140-1582013
159-179139
>179107

Tabelka poniżej podaje wartości progowe prędkości koła kierownicy. Jeżeli prędkość kątowa jest wyższa niż próg zadziałania dla danej prędkości pojazdu, zawieszenie przejdzie w tryb "hard". Wróci ono powtórnie w położenie, "soft" jeżeli próg zadziałania nie zostanie przekroczony przez następne 1.5 sek.

Prędkość pojazdu (km/ h)Prędkość kątowa obrotu kierownicy (deg/ s)
NORMALSPORT
<24N/ AN/ A
24-29535357
30-39401267
40-49246164
50-59178119
60-6811073
69-788255
79-896241
90-995335
100-1194228
120-1393020
140-1582215
>1582013

Amplituda i prędkość ruchów nadwozia jest uzyskiwana z wyjścia czujnika ruchów nadwozia, lecz amplituda i szybkość ruchów jest wykorzystywana w różnym celu.

Ruchy nadwozia są parametrem, który aktywuje dwa rodzaje korekcji:

  1. korekcja typu "przebita opona". Jeżeli prędkość wahań nadwozia przekroczy 300mm/s zawieszenie przechodzi w tryb "hard" i próg zadziałania zostaje obniżony do 60mm/s. Czas wygaśnięcia tej korekcji to 0,4s.
  2. korekcja od nadmiernych wahań. Jeżeli ruchy nadwozia przekroczą 60mm więcej niż 3 razy w ciągu okresu 3 sekund, zawieszenie przejdzie w tryb "hard" i próg zadziałania zostanie obniżony do 60mm a czas utrzymywania się korekcji wyniesie także 0,4s.

Te typy korekcji pozostają włączone tak długo dopóki co najmniej jeden z poniższych warunków nie zostanie jest spełniony:

  1. Amplituda ruchów pozostaje poniżej obniżonego progu zadziałania i korekcja wygasa samoistnie.
  2. Zostaje wybrana preselekcja "sport".
  3. Prędkość pojazdu jest ponad 159km/h.
  4. Kąt skrętu kierownicy jest wyższy niż próg zadziałania (zależny od prędkości jazdy) określony w tabeli poniżej.

Gdy żaden z powyższych warunków zostanie spełniony, zawieszenie przejdzie w normalny tryb działania z progami zadziałania jak w tabelce poniżej. Przekroczenie któregoś progu spowoduje przejście w tryb "hard" na czas co najmniej 0.8s jeżeli wartość nie zostanie przekroczona powtórnie.

Prędkość pojazdu (km/ h)'nurkowanie' (mm)'przysiadanie' (mm)Kąt skręcenia kierownicy (deg)
<10N/ AN/ AN/ A
10-338460N/ A
34-39846087
40-49544850
50-59544842
60-68544834
69-78544827.5
79-89544821
90-99484816.5
100-109484813
110-119484213
120-129484211.5
130-139424211.5
140-149424210
150-158423610
159-17942366.5
>17936365

Zauważmy, że reguły ustalające ustawienia zawieszenia w oparciu o ruchy nadwozia są te same dla preselekcji SPORT i NORMAL.

Prędkość pedału gazu jest oceniana w odniesieniu do prędkości pojazdu. Jest tak dlatego by przewidzieć zachowanie się pojazdu po przyspieszaniu lub hamowaniu silnikiem. Reguły sterowania dla tego czujnika reprezentują reakcję na możliwy 'przysiad' pojazdu podczas przyspieszania lub 'nurkowanie' przy hamowaniu silnikiem. Oba efekty są znacząco redukowane przez włączenie trybu "hard"

Liczba "kroków" (z 256 teoretycznie możliwych) zarejestrowanych przez konwerter A/C w okresie 25ms jest miarą przemieszczenia się pedału gazu. Oddzielne reguły są wykorzystywane dla naciskania pedału i zdejmowania gazu, są one podane w tabelce poniżej:

Prędkość pojazdu (km/ h)Prędkość naciskania pedału gazu (kroki/ 25ms)
NORMALSPORT
0-1421.3
15-4932
50-9942.6
100-13453.3
135-19964
>19974.6
Prędkość puszczania pedału gazu (kroki/ 25ms)
0-19106.6
20-7853.3
79-16864
>16874.6

Tabelka jak zwykle podaje progi zadziałania po przekroczeniu których zawieszenie przechodzi w tryb "hard". Powraca ono w tryb "soft" po czasie 1.6s oczywiście jeżeli wymuszenie pozostanie pod progiem zadziałania.

Czujnik ciśnienia hamowania reaguje na ciśnienie w obwodzie przednich hamulców. Ponieważ jest to czujnik dwustanowy reguła sterowania jest prosta. Jeżeli V pojazdu jest wyższa niż 24km/h i pojawia się sygnał z czujnika hamulców zawieszenie przechodzi w tryb "hard" na tak długo dopóki te dwa warunki są spełnione. Ma to na celu zapobiegać głębokiemu nurkowaniu przy hamowaniu. Czujnik działa przy ciśnieniu 30 bar i więcej.

Sygnał z czujników otwarcia drzwi i bagażnika ma priorytet nad pozostałymi sygnałami i przeciwdziała włączeniu trybu "hard" tak długo jak prędkość pojazdu jest niższa niż 24km/h. Konsekwentnie zawieszenie przejdzie w tryb "soft" gdy którekolwiek z drzwi zostanie otwarte i pozostanie w tym trybie 30 sekund po ich zamknięciu oczywiście jeżeli prędkość jest mniejsza od 24km/h. Tak długo gdy pojazd utrzymuje prędkość powyżej 24km/h działają pozostałe reguły sterowania nawet jeżeli któreś z drzwi zostaną otwarte. Co ważniejsze zawieszenie przejdzie w tryb "soft" nawet przy wyłączonym zapłonie. Jeżeli drzwi pozostają otwarte przy wyłączonym zapłonie czas podtrzymania trybu "soft" jest ograniczony do 10minut aby uniknąć wyczerpania akumulatora gdyż jak zostało wspomniane do utrzymania trybu soft elektrozawór HA musi być zasilany.

Zmiana położenia przełącznika zapłonu wywołuje 30sekundowe włączenie trybu soft, który może być zakończony przez osiągniecie prędkości 24km/h. Oprócz tego, kiedy zapłon jest włączany ECU uruchamia sekwencję auto-testu, która trwa co najmniej 3 sek.

Przycisk preselekcji trybów zawszenia wybiera jeden z dwu zestawów reguł według których później ecu decyduje o włączeniu trybu "hard" lub "soft". Reguły są nieco bardziej ostre dla trybu "sport", zawieszenie przechodzi w tryb "hard" szybciej ze względu na to, że większość wartości progowych jest obniżonych.

Lampka stanu zawieszenie ma podwójną rolę:

  1. Kiedy zapłon jest włączany i przełącznik jest w pozycji "normal" światełko zapali się na czas 3 sekundowego autotestu. Jeżeli podczas testu wynikną jakieś błędy z samym ECU lub czujnikami światełko błyśnie raz lub więcej razy podczas trwania testu.
  2. Kiedy wybrany jest tryb "sport" lampka pozostanie zapalona sygnalizując wybrany tryb.

Właściwie lampka stanu zapala się lub gaśnie dopiero wtedy, gdy reguły sterowania zostaną zmienione w reakcji na zmianę położenie przełącznika preselekcji NORMAL/SPORT. W związku z czym zmiana stanu lampki może być nieco opóźniona w stosunku do naciśnięcia przełącznika czas ten jest wykorzystywany na zresetowanie niektórych liczników czasu wewnątrz ECU i rekalibrację czujników.

4. Różnice pomiędzy Hydractive I i II

Hydroactiv I ma z grubsza tą samą zasadę działania ze względu na elementy hydrauliczne, z jednym jednak wyjątkiem: brak jest zaworu tłoczkowo-kulkowego ograniczającego przechyły w trybie "soft". Z tego względu Hydroactiv I ogranicza przechyły przez zastosowanie narożnych sfer ze znacząco mniejszą średnicą dławików. Aby zrównoważyć ten efekt trzeba by użyć słabszych dławików w BSZ. W efekcie można uzyskać dobre tłumienie kosztem sterowności lub odwrotnie jest to sytuacja gdzie ciężko znaleźć dobry kompromis.

Chociaż elementy pod względem funkcjonalnym są podobne to w rzeczywistości miedzy HAI i HAII występują poważne różnice. BSZ nie ma zintegrowanych zaworów elektrycznych, zamiast tego elektrozawór jest umieszczony oddzielnie a tłoczek sterujący we wnętrzu BSZ jest sterowany za pośrednictwem przewodu hydraulicznego. Zintegrowanie tych dwóch elementów w HAII redukuje liczbę połączeń hydraulicznych.

Najpoważniejsza zmianą w układzie HA I i II jest ECU. Choć czujniki (z wyjątkiem cz. prędkości gdzie w HAI zastosowano prądniczkę tachometryczną) są takie same, logika działania ECU jest inna. HA I ma tylko jeden zestaw reguł, które są stosowane w trybie "automatic", w trybie "sport" włączany jest zawsze tryb "hard" i utrzymuje się aż do przełączenia w tryb "automaitc", oczywiście z wyjątkiem czasu testu wewnętrznego ECU, który działa podobnie jak w HAII.

HAII używa zarówno trybu "soft" i "hard" dla obu preselekcji "normal" i "sport" i każda z preselekcji ma przydzielony zestaw reguł sterowania, według których ECU decyduje o wyborze trybów "hard" i "soft". W hydroactiv I tryby preselekcji nazywają się odpowiednio "automatic" i "sport", przy czym "sport" przełącza bezwarunkowo zawieszenie w tryb "hard".

5. Możliwe usprawnienia

Wymiana ECU w HAI mogłaby umożliwić podobną funkcjonalność do HAII z wyjątkiem zaworu kulkowego ograniczającego przechyły w trybie soft. Zarówno w HAI i HAII można by uzyskać wiele programując więcej ustawień zamiast dotychczasowych dwóch. Mogłoby być możliwe zaimplementowanie płynnych ustawień od permanentnie włączonego trybu "hard" do w większości miękkiego trybu gdzie niewiele czynników powodowałoby przejście w tryb "hard".

Układ HAII mógłby zostać zmodyfikowany tak aby sterować oddzielnie przednim i tylnym zawieszeniem. W szczególności ustawienie z bardziej napiętymi regułami dla tylnej osi mógłby być korzystny gdy stosunkowo nieobciążony samochód holuje przyczepę - w tym przypadku szybsze przechodzenie tylnej osi w tryb utwardzony mogłoby być niezłym pomysłem. Jednakże to akurat jest możliwe jedynie w HAI gdyż układ hydrauliczny HAI jest zestawiony tak, że włączenie obu BSZ następuje równocześnie.

Inną możliwością mogła by być reguła oparta na przyspieszeniu pojazdu oraz prędkości kątowej i kącie skrętu kierownicy czyli prawdziwa 3 wymiarowa tablica. Technologia komputerowa poczyniła znaczące postępy od wprowadzenia HAI i HAII tak więc kwestia ilości pamięci na tablicę 3d nie powinna być tu przeszkodą. ECU oczywiści powinien mieć opcję "download" np. przez port szeregowy co byłoby pomocne dla personalizacji zachowań zawieszenia i późniejszych uaktualnień (tyle gdybania).

6. Poprawa komfortu

  1. Regulacje w elementach hydraulicznych

    Chociaż tzw. "kule komfort" są dostępne to nie jest to poważna odpowiedz na stałe marudzenie kierowców przyzwyczajonych do starszych Citroenów, i twierdzących że XM nie jest aż tak komfortowy.

    Zresztą i tak "kule komfort" są montowane jedynie na siłownikach, a to redukuje tłumienie zawieszenia jednakowo w obydwu trybach, ze względu na to, że sfery te mają tłumiki o większej średnicy poprawa komfortu odbywa się kosztem sterowności i powoduje skłonność do kołysania wzdłużnego i poprzecznego.

    W celu poprawnego dopasowania zawieszenia "stała sprężystości" sfer musi być obniżona wraz z tłumieniem. W tym celu ciśnienie w sferach musi być podniesione, lecz to akurat może skutkować zmniejszeniem skoku zawieszenie w trybie "hard" chyba że objętość sfery także zostanie zwiększona, zaskutkuje to również większym wpływem obciążenia pojazdu na zachowanie zawieszenia. Powyższe obostrzenia czynią modyfikacje właściwości zawieszenia poprzez wymianę sfer bezprzedmiotową.

    Lepszą możliwością mogłoby być częściowe rozebranie BSZ i rozwiercenie elementów tłumiących wewnątrz. Także sfery o wyższym ciśnieniu mogą być założone jako sfera centralna (np. sfera akumulatora). W przypadku sfery centralnej jej objętość nie jest kwestią krytyczną gdyż sfera ta pracuje wspólnie z narożnymi, co daje wystarczająca przestrzeń dla ruchów płynu.

    Taka przeróbka nie wpłynie na jakość tłumienia przechyłów w trybie "hard" ale zwiększy przechyły w trybie "soft". Powinna ona zaowocować znaczącym zredukowaniem tłumienia i obniżeniem częstości drgań własnych nadwozia, przy jednoczesnym zachowaniu sterowności na niezmienionym poziomie gdyż jest ona w większości zdeterminowana przez parametry trybu "hard".

  2. Regulacje w elektronice

    Zmiany w regułach sterowania ECU bez zmiany czegokolwiek w elementach hydraulicznych mogłoby także podnieść komfort, jednak znów kosztem sterowności. Będzie tak ze względu na to, że podstawowa charakterystyka zawieszenie jest dyktowana przez elementy hydrauliczne a przez modyfikację oprogramowania - złagodzenie reguł przełączających je w tryb "hard" spowodujemy że przez dłuższy czas będzie pracować w trybie "soft"

    Byłoby wspaniale gdyby zmiany w hydraulice uzupełnić zmianami w regułach sterowania ECU, w każdym razie jedyna droga do wprowadzenia zmian w istniejącym ECU jest jego przeprogramowani. Dostępna dokumentacja pozostawia kwestię możliwości przeprogramowania otwartą – brak danych na ten temat.




źródło - xantia klub norwegia

tłumaczenie z angielskiego - nazgul

w html ubrał - p0li