第13章　电子控制悬架系统

12CC5,主编,第12章电子控制转向系统第13章电子控制悬架系统第14章巡航控制系统,第13章电子控制悬架系统,13.1概述13.2电子控制悬架系统的结构与工作原理,13.1概述,13.1.1电子控制悬架系统的功能13.1.2电子控制悬架系统的种类,13.1.1电子控制悬架系统的功能,1)车高调整。2)减振器阻尼力控制。3)弹簧刚度控制。,1)车高调整。,2)减振器阻尼力控制。,3)弹簧刚度控制。,13.1.2电子控制悬架系统的种类,13.2电子控制悬架系统的结构与工作原理,13.2.1传感器13.2.2电子控制单元ECU13.2.3执行机构,13.2电子控制悬架系统的结构与工作原理,图13-1电控悬架系统的工作原理,13.2.1传感器,1.转向盘转角传感器2.加速度传感器3.车身高度传感器4.节气门位置传感器5.车速传感器6.模式选择开关,1.转向盘转角传感器,图13-2光电式转向盘转角传感器的安装位置和结构1、2转角传感器3光电元件4遮光盘5转向轴6传感器圆盘,1.转向盘转角传感器,图13-3光电式转向盘转角传感器的工作原理,1.转向盘转角传感器,图13-4光电式转向盘转角传感器电路原理,2.加速度传感器,(1)差动变压器式加速度传感器图13-5是差动变压器式加速度传感器的结构图，图13-6是其工作原理图。(2)球位移式加速度传感器球位移式加速度传感器的结构如图13-7所示。,2.加速度传感器,图13-5差动变压器式加速度传感器的结构1弹簧2封入硅油3检测线圈4励磁线圈5心杆,(1)差动变压器式加速度传感器图13-5是差动变压器式加速度传感器的结构图，图13-6是其工作原理图。,图13-6差动变压器式加速度传感器的工作原理1、2二次绕组3、6一次绕组4电源5心杆,(2)球位移式加速度传感器球位移式加速度传感器的结构如图13-7所示。,图13-7球位移式加速度传感器,3.车身高度传感器,(1)片簧开关式高度传感器片簧开关式高度传感器的结构和工作原理如图13-8所示。(2)霍尔集成电路式高度传感器霍尔集成电路式高度传感器的结构和工作原理如图13-9所示。(3)光电式高度传感器以上介绍的均是接触式车身高度传感器，在使用过程中存在磨损而影响检测精度和灵敏度的弱点，其应用受到一定限制。,3.车身高度传感器,图13-8片簧开关式高度传感器1车高传感器2磁体3片簧开关,(1)片簧开关式高度传感器片簧开关式高度传感器的结构和工作原理如图13-8所示。,图13-9霍尔集成电路式高度传感器1传感器体2霍尔集成电路3弹簧夹4滑轴5窗孔,(2)霍尔集成电路式高度传感器霍尔集成电路式高度传感器的结构和工作原理如图13-9所示。,(3)光电式高度传感器以上介绍的均是接触式车身高度传感器，在使用过程中存在磨损而影响检测精度和灵敏度的弱点，其应用受到一定限制。,图13-10光电式高度传感器1遮光器2圆盘3传感器盖4信号线5金属油封环6传感器壳7传感器轴,(3)光电式高度传感器以上介绍的均是接触式车身高度传感器，在使用过程中存在磨损而影响检测精度和灵敏度的弱点，其应用受到一定限制。,图13-11高度传感器的安装1导杆2传感器3下摆臂,(3)光电式高度传感器以上介绍的均是接触式车身高度传感器，在使用过程中存在磨损而影响检测精度和灵敏度的弱点，其应用受到一定限制。,图13-12光电式高度传感器的工作原理图1遮光器2传感器轴3导杆4圆盘,(3)光电式高度传感器以上介绍的均是接触式车身高度传感器，在使用过程中存在磨损而影响检测精度和灵敏度的弱点，其应用受到一定限制。,表13-1光耦合器组件的状态与车高的对照表,(3)光电式高度传感器以上介绍的均是接触式车身高度传感器，在使用过程中存在磨损而影响检测精度和灵敏度的弱点，其应用受到一定限制。,表13-2两个光耦合器组的状态与车高的对照表,4.节气门位置传感器,5.车速传感器,6.模式选择开关,图13-13模式选择开关的位置和操作方法,6.模式选择开关,表13-3系统控制功能,13.2.2电子控制单元ECU,(1)提供稳压电源控制装置内部所用电源和供各种传感器的电源均由稳压电源提供。(2)传感器信号放大用接口电路将输入信号(如各种传感器信号、开关信号)中的干扰信号除去，然后放大、变换极值、比较极值，变换为适合输入控制装置的信号。(3)输入信号的计算电子控制单元根据预先写入只读存储器ROM中的程序对各输入信号进行计算，并将计算结果与内存的数据进行比较后，向执行机构(电动机、电磁阀、继电器等)发出控制信号。,13.2.2电子控制单元ECU,(4)驱动执行机构悬架ECU用输出驱动电路将输出驱动信号放大，然后输送到各执行机构，如电动机、电磁阀、继电器等，以实现对汽车悬架参数的控制。(5)故障检测悬架ECU用故障检测电路来检测传感器、执行器、线路等的故障，当发生故障时，将信号送入悬架ECU，目的在于即使发生故障，也应使悬架系统安全工作，而且在修理故障时容易确定故障所在位置。,(1)提供稳压电源控制装置内部所用电源和供各种传感器的电源均由稳压电源提供。,(2)传感器信号放大用接口电路将输入信号(如各种传感器信号、开关信号)中的干扰信号除去，然后放大、变换极值、比较极值，变换为适合输入控制装置的信号。,图13-14悬架电子控制单元ECU电路,(3)输入信号的计算电子控制单元根据预先写入只读存储器ROM中的程序对各输入信号进行计算，并将计算结果与内存的数据进行比较后，向执行机构(电动机、电磁阀、继电器等)发出控制信号。,(4)驱动执行机构悬架ECU用输出驱动电路将输出驱动信号放大，然后输送到各执行机构，如电动机、电磁阀、继电器等，以实现对汽车悬架参数的控制。,(5)故障检测悬架ECU用故障检测电路来检测传感器、执行器、线路等的故障，当发生故障时，将信号送入悬架ECU，目的在于即使发生故障，也应使悬架系统安全工作，而且在修理故障时容易确定故障所在位置。,13.2.3执行机构,1.阻尼力控制执行机构2.侧倾刚度控制的执行机构3.弹簧刚度控制的执行机构4.车高控制的执行机构,1.阻尼力控制执行机构,(1)可调阻尼力减振器可调阻尼力的减振器主要由缸筒、活塞及活塞控制杆、回转阀等构成，如图13-15所示。(2)直流电动机式执行器图13-16是丰田汽车采用的直流电动机式执行器的结构和工作原理图。,(1)可调阻尼力减振器可调阻尼力的减振器主要由缸筒、活塞及活塞控制杆、回转阀等构成，如图13-15所示。,图13-15可调式减振器的结构1回转阀控制杆2阻尼孔3活塞杆4回转阀,(2)直流电动机式执行器图13-16是丰田汽车采用的直流电动机式执行器的结构和工作原理图。,图13-16执行器的结构和工作原理,(2)直流电动机式执行器图13-16是丰田汽车采用的直流电动机式执行器的结构和工作原理图。,表13-4执行器的通电方式,(2)直流电动机式执行器图13-16是丰田汽车采用的直流电动机式执行器的结构和工作原理图。,图13-17驱动器的构造,(2)直流电动机式执行器图13-16是丰田汽车采用的直流电动机式执行器的结构和工作原理图。,表13-5模式选择与接点开关S、S状态的关系,(2)直流电动机式执行器图13-16是丰田汽车采用的直流电动机式执行器的结构和工作原理图。,图13-18电子控制单元与驱动电路1电子控制单元ECU2减振器驱动器3档位转换开关4电源电路5时间电路6电压控制电路7制动电路8直流电动机,(2)直流电动机式执行器图13-16是丰田汽车采用的直流电动机式执行器的结构和工作原理图。,图13-19电动机电流被切断时的电路状态1电子控制单元ECU2减振器驱动器3档位转换开关4电源电路5时间电路6电压控制电路7制动电路8直流电动机,2.侧倾刚度控制的执行机构,(1)横向稳定杆执行器图13-20是横向稳定杆执行器的工作原理图。(2)液压缸液压缸安装在横向稳定杆与悬架下控制臂之间，通过改变液压缸内的油压来改变横向稳定杆的扭转刚度，图13-22为其工作示意图。,(1)横向稳定杆执行器图13-20是横向稳定杆执行器的工作原理图。,图13-20横向稳定杆执行器工作原理1驱动杆2从动杆3变速传动杆4蜗杆5行星轮6齿圈7太阳轮8行星架9限位开关(S)10限位开关(S)11直流电动机12蜗轮13弹簧,(1)横向稳定杆执行器图13-20是横向稳定杆执行器的工作原理图。,图13-21“Sport”档位时的电路状态,(2)液压缸液压缸安装在横向稳定杆与悬架下控制臂之间，通过改变液压缸内的油压来改变横向稳定杆的扭转刚度，图13-22为其工作示意图。,图13-22液压缸工作示意图a)“Touring”档位b)“Sport”档位,(2)液压缸液压缸安装在横向稳定杆与悬架下控制臂之间，通过改变液压缸内的油压来改变横向稳定杆的扭转刚度，图13-22为其工作示意图。,图13-23液压缸的结构1单向阀2推杆3膜片4储油室5、7挡块6、9卡簧8活塞10缸体,(2)液压缸液压缸安装在横向稳定杆与悬架下控制臂之间，通过改变液压缸内的油压来改变横向稳定杆的扭转刚度，图13-22为其工作示意图。,图13-24“Touring”档位时的油路1单向阀2推杆3储油室4活塞5卡簧6、8挡块7活塞杆,(2)液压缸液压缸安装在横向稳定杆与悬架下控制臂之间，通过改变液压缸内的油压来改变横向稳定杆的扭转刚度，图13-22为其工作示意图。,图13-25“Sport”档位时的油路1单向阀2推杆3储油室4活塞5卡簧6活塞