隨著人們對車輛乘坐舒適性要求的提高和我國客車懸架技術的發(fā)展，空氣懸架在客車上的應用日益廣泛。傳統(tǒng)的空氣懸架控制模式是采用機械高度閥，即通過高度閥閥門的開啟調(diào)節(jié)對氣囊的充放氣，從而保持車輛恒定的行駛高度。隨著系統(tǒng)應用的推廣和車輛控制技術的發(fā)展，電子控制逐漸取代傳統(tǒng)的機械控制電子控制系統(tǒng)不僅提高了操作的舒適性和反應的靈敏度，而且可以附加很多輔助功能。威伯科汽車控制系統(tǒng)有限公司早在1986年就開始了電子控制空氣懸架系統(tǒng)ECAS（electroni-controlled air suspension）的開發(fā)和應用，它是世界上最為先進并且應用最為廣泛的電控空氣懸架控制系統(tǒng)。

　　一、ECAS系統(tǒng)的組成和工作原理

　　ECAS系統(tǒng)主要由電子控制單元（ECU）、電磁閥、高度傳感器、氣囊等部件組成（圖1）。它的基本工作原理是高度傳感器負責檢測車輛高度（車架和車橋間的距離）的變化，并把這一信息傳遞給ECU，除高度信息外，ECU還接受其它的輸入信息，如車速信息、制動信息、車門信息和供氣壓力信息等，然后ECU綜合所有的輸入信息，判斷當前車輛狀態(tài)按照其內(nèi)部的控制邏輯，激發(fā)電磁閥工作，電磁閥實現(xiàn)對各個氣囊的充放氣調(diào)節(jié)。

　　ECAS的一個主要優(yōu)點是能快速的達到所需的控制高度這是由于ECAS電磁閥采用大截面的進出氣口，然而不管電磁閥的反應有多快，可能過量的空氣仍被充入氣囊，并導致隨后的高度高于期望的標準高度，即過沖。當車輛處于空載狀態(tài)時，由于系統(tǒng)儲氣筒壓力和空載時氣囊間大的壓差造成氣流速度非?？?，導致這種過沖更加頻繁。有時過沖能導致高度在標準高度周圍長久的振蕩這種控制過程不是我們所期望的，同時也減少了電磁閥的壽命。因此，要想達到精確的標準高度，控制過程需按照下面的方式進行：在即將達到標準高度前，減少氣流量降低上升速度。如果系統(tǒng)調(diào)整的恰當，將不會出現(xiàn)任何過沖。因為電磁閥只能控制氣流的通斷，不能減少氣體的體積，如果用脈沖電流控制電磁閥，那么電磁閥就能短時的中斷氣體的流通起到了節(jié)流的效果。

　　ECAS ECU采用脈沖方式控制電磁閥的開啟，根據(jù)當前實際高度與預期調(diào)節(jié)高度的偏差，ECU計算電磁閥的調(diào)節(jié)脈沖長度，如果需要調(diào)節(jié)的高度量大、由于沒有過沖的危險ECU將給出一個長的脈沖，同時，快的上升速度將減小脈沖長度，這樣就能精確控制車輛的高度調(diào)節(jié)速度，極大的避免了高度的過沖及振蕩調(diào)節(jié)。如圖2所示。

　　1．電控單元

　　電控單元（ECU）通常安裝在駕駛室或者電氣倉內(nèi)，可實現(xiàn)不同高度值的管理和儲存，控制包括正常高度在內(nèi)的多個車輛高度，ECU負責與診斷工具進行數(shù)據(jù)交換，同時監(jiān)測系統(tǒng)所有部件的操作，檢測并儲存系統(tǒng)故障。

　　2．電磁閥

　　電磁閥通常安裝在車架或車架橫梁上。ECAS電磁閥是高度集成化和模塊化的設計。取決于不同的配置，在通用的外部殼體內(nèi)可以布置不同數(shù)量的電磁閥部件。ECAS組合電磁閥可大大節(jié)省了零部件數(shù)量和安裝空間以及裝配費用。為了降低排氣噪聲，電磁閥排氣口帶有消音器。 例如，帶側傾功能的ECAS電磁閥，其內(nèi)部就包含6個小的電磁閥，它們組合在一個殼體內(nèi)實現(xiàn)對前后橋所有氣囊的單獨控制和側傾控制。如圖4所示，4x2客車上前橋裝一個高度傳感器，后橋裝二個高度傳感器（圖3）。線圈61.1控制2位3通中央控制閥，負責總氣源的通斷：線圈61.2和61.3控制2個2位2通方向控制閥分別控制裝有2個高度傳感器后橋的左右氣囊；62.1和62.3同樣控制2個2位2通方向控制閥，分別控制只裝一個高度傳感器前橋的左右氣囊；63.1可隔斷經(jīng)橫行節(jié)流通道10連接的的左右2個氣囊（圖4）。

　　1是電磁閥的先導閥通過通道4與氣源11口相連電磁閥線圈61.1通電時，首先激發(fā)先導閥1，此閥的作用壓力經(jīng)過通道2作用在中央控制閥活塞3上，活塞3向下移動最初造成閥座6關閉活塞孔接著閥座繼續(xù)向下，離開密封位置，中央控制閥門打開氣體從11口流進通道5。當61.2也被通電時其對應的2位2通方向控制閥門打開，22口與通道5相連，與22口相連接的氣囊充氣。／因此取決相應的電磁線圈是否激發(fā)，所有的2位2通方向控制閥可經(jīng)過通道5與對應的氣囊相連，實現(xiàn)氣囊的充氣。當61.1不通電時，通道5經(jīng)過中央控制閥活塞3的通道直接和排氣口相連。同樣，取決對應氣囊的控制閥線圈是否被激活，可實現(xiàn)氣囊的放氣。在車輛側傾時，為防止在下降過程中左右氣囊之間的氣體流通橫行節(jié)流通道需要關閉，因此需要一個單獨的電磁線圈63.1來控制節(jié)流通道的開關。

　　3．高度傳感器

　　高度傳感器的外形看起來與機械高度閥相似，它們的安裝方式和安裝位置完全相同，通常布置在車架上。傳感器內(nèi)部包含線圈和樞軸，當車橋與車身之間的距離發(fā)生變化時，高度橫擺桿轉動并帶動相應的電樞在線圈中上下直線運動，造成線圈的感應系數(shù)變化，ECU檢測此感應系數(shù)的變化并將其轉換成高度數(shù)字信號。

　　二、客車ECAS系統(tǒng)的功能和優(yōu)勢

　　車輛升降功能——車輛行駛時，ECAS維持正常底盤高度，在特殊路況和行駛條件下，可通過控制開關提升或者降低車輛的底盤高度，方便車輛輪渡或者通過隧道。ECAS還允許ECU設置車輛速度，通過車速控制整車高度，比如當車速達到20km/h時，車輛可自動回復正常行程高度。

　　側傾功能——此功能是用于城市公交車的專用功能。當車輛到站時，車門側氣囊放氣，如只有前車門則將該側前左右二個氣囊同時放氣，如有前、后兩個車門，則該側后氣囊放氣車門側的踏步高度可自動降低，便于嬰兒車、輪椅車的上下，方便老、幼年乘客和殘障人士乘車。

　　ECAS可以實現(xiàn)對側傾高度的設定和控制，有單側側傾或單軸側傾多種方式供選擇同時系統(tǒng)監(jiān)視安裝在車門下的接觸開關來保證降低過程的安全性，如果接觸開關在降低過程中有反應，客車將自動回復到正常行車高度。 車輛限高功能：ECAS可以設置車輛的最低和最高底盤高度。一旦達到設定的最低和最高位置，ECU將自動結束高度調(diào)節(jié)。

　　高度集成化的系統(tǒng)；系統(tǒng)零部件少，安裝簡單降低裝配成本。

　　快速調(diào)節(jié)過程：由于采用大截面進（出）氣口的電磁閥（名義直徑為Φ7mm）而使所有升降過程變得非常迅速。

　　減少空氣消耗：避免車輛正常行駛振動過程中的空氣消耗。以低地板城市客車為例與機械高度閥控制的空氣懸架系統(tǒng)相比，ECAS可節(jié)省大約25％的空氣消耗。

　　壓力監(jiān)視功能：ECU檢測供氣壓力，處于安全的考慮如果氣壓低于一定值，下降和側傾功能將受限。

　　安全控制：ECU根據(jù)當前車門開關信息，判斷是否能提升／下降車輛。

　　維修檢測：專用診斷軟件和檢測設備，可做到下線時快速檢測及調(diào)整；方便的閃碼功能，便于售后維修檢測。

　　ECAS系統(tǒng)自1986年問世以來，在市場上得以迅速推廣和應用。威伯科公司作為全球最大的商用車控制系統(tǒng)開發(fā)和生產(chǎn)商，在電控空氣懸架領域占據(jù)了全球95％的市場份額。

　　在我國，ECAS已走進了高檔公交車和旅游車市場，它的功能性和便利性越來越多的被市場所接受。在北京公交和杭州公交市場上，已經(jīng)開始規(guī)模使用帶ECAS的城市公交車相信隨著我國城市公交車的性能提升和產(chǎn)品換代，可以實現(xiàn)車身“側傾”功能的ECAS系統(tǒng)，將越來越多的出現(xiàn)在城市公交市場，給公共交通事業(yè)增添人文色彩。