电子控制悬架系统

1、2021/3/141 第第5章章 电子控制悬架系统电子控制悬架系统 教学提示教学提示:汽车悬架的性能直接影响车辆的操纵稳定汽车悬架的性能直接影响车辆的操纵稳定 性和乘坐舒适性。采用电子控制主动悬架是汽车悬性和乘坐舒适性。采用电子控制主动悬架是汽车悬 架系统的发展趋势。架系统的发展趋势。 教学要求教学要求:本章主要介绍电子控制悬架系统在汽车上本章主要介绍电子控制悬架系统在汽车上 的应用概况、基本组成及控制方法。要求学生了解的应用概况、基本组成及控制方法。要求学生了解 电子控制悬架系统的应用概况和发展趋势电子控制悬架系统的应用概况和发展趋势,熟悉汽车熟悉汽车 电子控制悬架系统的组成和功能。电子控制

2、悬架系统的组成和功能。 2021/3/142 5.1 汽车悬架概述汽车悬架概述 5.1.1 汽车悬架的作用汽车悬架的作用 汽车悬架是指连接车架（或承载式车身）与车桥（或车汽车悬架是指连接车架（或承载式车身）与车桥（或车 轮）的一系列传力装置。轮）的一系列传力装置。 汽车悬架的作用有汽车悬架的作用有: 承受载荷承受载荷; 传递动力传递动力; 缓和冲击。缓和冲击。 除此之外除此之外,汽车的悬架对汽车车轮的定位有较大的影响汽车的悬架对汽车车轮的定位有较大的影响,进进 而影响汽车行驶性能、操纵性能及乘坐的舒适性。而影响汽车行驶性能、操纵性能及乘坐的舒适性。 汽车悬架汽车悬架 2021/3/143 5.

3、1.2 汽车悬架的分类汽车悬架的分类 1.按照结构形式分按照结构形式分 1）非独立悬架）非独立悬架 2）独立悬架）独立悬架 2.按照控制方式分按照控制方式分 按照控制方式分不同按照控制方式分不同,汽车悬架系统通常分为传统被动式悬架汽车悬架系统通常分为传统被动式悬架 （Passive Suspension）、半主动式悬架（）、半主动式悬架（semi-active suspension）、主动式悬架）、主动式悬架(Active Suspension)三类。三类。 其中半主动式又分为有级半主动式（阻尼力有级可调）其中半主动式又分为有级半主动式（阻尼力有级可调） 和无级半主动式（阻尼力连续可调）两种和

4、无级半主动式（阻尼力连续可调）两种;主动式悬架根据频主动式悬架根据频 带和能量消耗的不同带和能量消耗的不同,分为全主动式（频带宽大于分为全主动式（频带宽大于15Hz）和慢）和慢 全主动式（频带宽全主动式（频带宽36Hz）;而根据驱动机构和介质的不同而根据驱动机构和介质的不同, 可分为由电磁阀驱动的油气主动式悬架和由步进电动机驱动可分为由电磁阀驱动的油气主动式悬架和由步进电动机驱动 的空气主动式悬架。的空气主动式悬架。 2021/3/144 无级半主动式悬架可以根据路面的行驶状态和车身的响无级半主动式悬架可以根据路面的行驶状态和车身的响 应对悬架阻尼力进行控制应对悬架阻尼力进行控制,并在几毫秒内

5、由最小变到最大并在几毫秒内由最小变到最大,使车使车 身上的振动响应始终被控制在某个范围内。但在转向、起步、身上的振动响应始终被控制在某个范围内。但在转向、起步、 制动等工况时不能对阻尼力实施有效的控制。制动等工况时不能对阻尼力实施有效的控制。 主动式悬架是一种带有动力源的悬架主动式悬架是一种带有动力源的悬架,在悬架系统中附加在悬架系统中附加 一个可控制作用力的装置。一个可控制作用力的装置。 通常把用于提高平顺性的控制称为路面感应控制通常把用于提高平顺性的控制称为路面感应控制,而把用而把用 于增加稳定性的控制称为车身姿势控制。于增加稳定性的控制称为车身姿势控制。 另外另外,车身高度控制是主动式悬

6、架系统的重要控制项目之车身高度控制是主动式悬架系统的重要控制项目之 一。一。 主动式悬架可根据汽车载荷、路面状况、行驶速度、起主动式悬架可根据汽车载荷、路面状况、行驶速度、起 步、制动、转向等状况的变化步、制动、转向等状况的变化,自动调整悬架的刚度、阻尼力自动调整悬架的刚度、阻尼力 及车身高度。及车身高度。 2021/3/145 5.2 汽车电控悬架汽车电控悬架 传统的汽车悬架主要由弹簧、减振器、稳定杆和弹性轮传统的汽车悬架主要由弹簧、减振器、稳定杆和弹性轮 胎等组成胎等组成,悬架的高度和弹性是不可调整的悬架的高度和弹性是不可调整的,在行车中车身高度在行车中车身高度 的变化取决于弹簧的变形的变

7、化取决于弹簧的变形,结构简单、实用。但因其弹性和阻结构简单、实用。但因其弹性和阻 尼不能随外部工况变化尼不能随外部工况变化,驾驶及乘坐舒适性较差。驾驶及乘坐舒适性较差。 传统的汽车悬架（麦弗逊式前悬架）传统的汽车悬架（麦弗逊式前悬架） 电子控制悬架系统的优电子控制悬架系统的优 点是能使悬架随着不同的路点是能使悬架随着不同的路 况和行驶状态做出相应的调况和行驶状态做出相应的调 整整,既可以使汽车的乘坐舒既可以使汽车的乘坐舒 适性达到令人满意的水平适性达到令人满意的水平, 又能使汽车的稳定性要求得又能使汽车的稳定性要求得 到满足。到满足。 2021/3/146 5.2.1 电控悬架系统的组成和控制

8、形式电控悬架系统的组成和控制形式 电子控制汽车悬架系统主要由（车高、转向角、加速度、电子控制汽车悬架系统主要由（车高、转向角、加速度、 路况预测）传感器、路况预测）传感器、ECU、悬架控制执行器等组成。、悬架控制执行器等组成。 1.空气式可调悬架空气式可调悬架 空气式可调悬架是指利用空气压缩机形成压缩空气空气式可调悬架是指利用空气压缩机形成压缩空气,并通并通 过压缩空气来调节汽车底盘的离地间隙一种悬架。过压缩空气来调节汽车底盘的离地间隙一种悬架。 一般装备空气式可调悬架的车型在前轮和后轮的附近都一般装备空气式可调悬架的车型在前轮和后轮的附近都 设有离地距离传感器设有离地距离传感器,按离地距离传

9、感器的输出信号按离地距离传感器的输出信号,行车电脑行车电脑 判断出车身高度的变化判断出车身高度的变化,再控制空气压缩机和排气阀门再控制空气压缩机和排气阀门,使弹簧使弹簧 自动压缩或伸长自动压缩或伸长,从而起到减振的效果。从而起到减振的效果。 空气式可调悬架中的空气弹簧的软硬能根据需要自动调空气式可调悬架中的空气弹簧的软硬能根据需要自动调 节。当在高速行驶时节。当在高速行驶时,空气悬架可以自动变硬来提高车身的稳空气悬架可以自动变硬来提高车身的稳 定性定性,而长时间在低速不平的路面行驶时而长时间在低速不平的路面行驶时,行车电脑则会使悬架行车电脑则会使悬架 变软来提高车辆的舒适性。变软来提高车辆的舒

10、适性。 2021/3/147 保时捷帕那梅拉（保时捷帕那梅拉（Porsche Panamera）空气式可调悬架）空气式可调悬架 2021/3/148 2.液压式可调悬架液压式可调悬架 液压式可调悬架是指根据车速和路况液压式可调悬架是指根据车速和路况,通过增减液压油的通过增减液压油的 方式调整汽车底盘的离地间隙来实现车身高度升降变化的一方式调整汽车底盘的离地间隙来实现车身高度升降变化的一 种悬架。种悬架。 雪铁龙雪铁龙C5液压式可调悬架结构示意图液压式可调悬架结构示意图 1-纵向横梁纵向横梁;2-球体球体; 3-上三角叉臂上三角叉臂;4-支杆支杆;5-长纵臂长纵臂 内置式电子液压集成模块是液内置

11、式电子液压集成模块是液 压式可调悬架的核心压式可调悬架的核心,可根据车可根据车 速、减振器伸缩频率和伸缩程速、减振器伸缩频率和伸缩程 度的数据信息度的数据信息,在汽车重心附近在汽车重心附近 安装有纵向、横向加速度和横安装有纵向、横向加速度和横 摆陀螺仪传感器摆陀螺仪传感器,用来采集车身用来采集车身 振动、车轮跳动、车身高度和振动、车轮跳动、车身高度和 倾斜状态等信号倾斜状态等信号,这些信号被传这些信号被传 送给行车电脑送给行车电脑,行车电脑再根据行车电脑再根据 输入信号和预先设定的程序操输入信号和预先设定的程序操 纵前后四个执行油缸工作。纵前后四个执行油缸工作。 2021/3/149 通过增减

12、液压油的方式实现车身高度的升或降通过增减液压油的方式实现车身高度的升或降,也就是根也就是根 据车速和路况自动调整离地间隙据车速和路况自动调整离地间隙,从而提高汽车的平顺性和操从而提高汽车的平顺性和操 纵稳定性。纵稳定性。 采用液压式可调悬架的代表车型有雪铁龙采用液压式可调悬架的代表车型有雪铁龙C5、雪铁龙、雪铁龙 C6、宝马、宝马7系轿车等。系轿车等。 雪铁龙雪铁龙C5液压式可调悬架在车上的布置液压式可调悬架在车上的布置 2021/3/1410 3.电磁式可调悬架电磁式可调悬架 电磁式可调悬架是利用电磁反应来实现汽车底盘的高度电磁式可调悬架是利用电磁反应来实现汽车底盘的高度 升降变化的的一种悬

13、架。升降变化的的一种悬架。 它可以针对路面情它可以针对路面情 况况,在在1ms时间内作出反时间内作出反 应应,抑制振动抑制振动,保持车身稳保持车身稳 定定,特别是在车速很高又特别是在车速很高又 突遇障碍时更能显出它突遇障碍时更能显出它 的优势。电磁式可调悬的优势。电磁式可调悬 架的反应速度比传统的架的反应速度比传统的 悬架快悬架快5倍倍,即使是在最即使是在最 颠簸的路面颠簸的路面,也能保证车也能保证车 辆平稳行驶。辆平稳行驶。 电磁悬架系统是由行车电脑、车轮位移传感器、电磁液电磁悬架系统是由行车电脑、车轮位移传感器、电磁液 压杆和直筒减振器组成。在每个车轮和车身连接处都有一个压杆和直筒减振器组

14、成。在每个车轮和车身连接处都有一个 车轮位移传感器车轮位移传感器,传感器与行车电脑相连传感器与行车电脑相连,行车电脑又与电磁液行车电脑又与电磁液 压杆和直筒减振器相连。压杆和直筒减振器相连。 凯迪拉克凯迪拉克SLS赛威的电磁悬架赛威的电磁悬架 2021/3/1411 5.2.2 电控悬架系统的功能电控悬架系统的功能 1.车身高度调整车身高度调整 当汽车在起伏不平的路面行驶时当汽车在起伏不平的路面行驶时,可以使车身抬高可以使车身抬高,以便于以便于 通过通过;在良好路面高速行驶时在良好路面高速行驶时,可以降低车身可以降低车身,以减少空气阻力以减少空气阻力, 提高操纵稳定性。提高操纵稳定性。 2.阻

15、尼力控制阻尼力控制 用来提高汽车的操纵稳定性用来提高汽车的操纵稳定性,在急转弯、急加速和紧急制在急转弯、急加速和紧急制 动情况下动情况下,可以抑制车身姿态的变化。可以抑制车身姿态的变化。 3.弹簧刚度控制弹簧刚度控制 动态改变弹簧刚度动态改变弹簧刚度,使悬架满足运动或舒适的要求。采用使悬架满足运动或舒适的要求。采用 主动式悬架后主动式悬架后,汽车对侧倾、俯仰、横摆跳动和车身的控制都汽车对侧倾、俯仰、横摆跳动和车身的控制都 能更加迅速、精确能更加迅速、精确,汽车高速行驶和转弯的稳定性提高汽车高速行驶和转弯的稳定性提高,车身侧车身侧 倾减小。制动时车身前俯小倾减小。制动时车身前俯小,起动和急加速可

16、减少后仰。即使起动和急加速可减少后仰。即使 在坏路面在坏路面,车身的跳动也较小车身的跳动也较小,轮胎对地面的附着力提高。轮胎对地面的附着力提高。 2021/3/1412 5.3 丰田丰田LS400轿车电控空气悬架系统轿车电控空气悬架系统 5.3.1丰田车系电控空气悬架丰田车系电控空气悬架 丰田轿车的空气悬架系统在车上的总体布置丰田轿车的空气悬架系统在车上的总体布置 2021/3/1413 5.3.2 丰田丰田LS400轿车电控空气悬架系统的组成和基本原理轿车电控空气悬架系统的组成和基本原理 电控空气悬架系统根据行车条件自动调整车辆高度电控空气悬架系统根据行车条件自动调整车辆高度,通过控制阻尼力

17、通过控制阻尼力 的强弱来消除车辆行驶中的不平衡的强弱来消除车辆行驶中的不平衡,可以使车辆在颠簸路面上保持平稳姿可以使车辆在颠簸路面上保持平稳姿 态态,并自动调整车辆在紧急制动时的前倾和急加速时的后仰并自动调整车辆在紧急制动时的前倾和急加速时的后仰,以保证乘坐的以保证乘坐的 舒适性。舒适性。 1.压缩空气系统的组成压缩空气系统的组成 丰田丰田LS400轿车空气悬架压缩空气系统示意图轿车空气悬架压缩空气系统示意图 2021/3/1414 2.电子控制系统的组成电子控制系统的组成 丰田丰田LS400轿车空气悬架电子控制系统轿车空气悬架电子控制系统 2021/3/1415 3.电控空气悬架系统的基本原

18、理电控空气悬架系统的基本原理 车高调整。车高调整。 空气悬架空气悬架ECU利用空气压缩机形成压缩空气利用空气压缩机形成压缩空气,并将压缩空并将压缩空 气送入弹簧和减振器的空气室中气送入弹簧和减振器的空气室中,以此来改变车辆的高度。以此来改变车辆的高度。 车高的控制车高的控制:分标准、升高和只升高后轮三种工作状态。分标准、升高和只升高后轮三种工作状态。 阻尼力控制。阻尼力控制。 在减振器上设有电动机在减振器上设有电动机,电动机受电动机受ECU的信号控制。利用的信号控制。利用 电动机可以改变通油孔的大小电动机可以改变通油孔的大小,从而改变了阻尼力的大小。减从而改变了阻尼力的大小。减 振器的阻尼力控

19、制分低、中、高三挡。振器的阻尼力控制分低、中、高三挡。 弹性系数的控制（弹簧刚度控制）。弹性系数的控制（弹簧刚度控制）。 在悬架空气弹簧上设有电动机在悬架空气弹簧上设有电动机,利用电动机可以改变通气利用电动机可以改变通气 孔的大小孔的大小,从而改变了弹性系数的大小。空气弹簧的弹性系数从而改变了弹性系数的大小。空气弹簧的弹性系数 分软、硬两挡。分软、硬两挡。 2021/3/1416 5.3.3 丰田丰田LS400电控悬架压缩空气系统的组成部件电控悬架压缩空气系统的组成部件 1.空气压缩机空气压缩机 作用。作用。 组成。组成。 工作原理。工作原理。 2.空气干燥器空气干燥器 作用。作用。 结构。结

20、构。 工作原理。工作原理。 3.排气电磁阀排气电磁阀 作用。作用。 工作原理。工作原理。 2021/3/1417 4.高度控制电磁阀高度控制电磁阀 作用。作用。 组成及结构。组成及结构。 高度控制电磁阀内部结构图高度控制电磁阀内部结构图 2021/3/1418 5.空气管空气管 空气管结构及在车上的分布空气管结构及在车上的分布 6.气动减振器气动减振器 空气悬架系统有四个气动减振器空气悬架系统有四个气动减振器,每个气动减振器都包括每个气动减振器都包括 一个可变阻尼力的减振器和可变弹性系数的空气弹簧一个可变阻尼力的减振器和可变弹性系数的空气弹簧,气动减气动减 振器的总体结构如图振器的总体结构如图

21、5-12所示。所示。 2021/3/1419 图图5-12 气动减振器的总体结构气动减振器的总体结构 2021/3/1420 1）空气弹簧）空气弹簧 空气弹簧的安装位置。空气弹簧的安装位置。 空气弹簧安装于气动减振空气弹簧安装于气动减振 器的上端器的上端,与可变阻尼力的与可变阻尼力的 减振器一起构成悬架支柱减振器一起构成悬架支柱, 上端与车架相连上端与车架相连,下端安装下端安装 在悬架摆臂上。空气悬架在悬架摆臂上。空气悬架 的空气弹簧由空气室和空的空气弹簧由空气室和空 气阀两部分组成气阀两部分组成,空气室分空气室分 为主气室和副气室。为主气室和副气室。 空气弹簧的变刚度原理。空气弹簧的变刚度原

22、理。 悬架空气弹簧刚度的改变是根据压缩空气通过空气阀由主气悬架空气弹簧刚度的改变是根据压缩空气通过空气阀由主气 室进入副气室空气量的改变来调节的室进入副气室空气量的改变来调节的,空气弹簧的弹性系数空气弹簧的弹性系数 （刚度）可分为两个阶段来调节。（刚度）可分为两个阶段来调节。 2021/3/1421 当空气阀转到如图当空气阀转到如图5-13所示的位置时所示的位置时,主、副气室的气体主、副气室的气体 通道被打开通道被打开,主气室的气体经空气阀的中间孔与副气室的气体主气室的气体经空气阀的中间孔与副气室的气体 相通相通,相当于空气弹簧的工作容积增大相当于空气弹簧的工作容积增大,空气弹簧的刚度为空气弹

23、簧的刚度为 “软软”。 图图5-13 空气弹簧的刚度为空气弹簧的刚度为“软软” 2021/3/1422 当空气阀转到如图当空气阀转到如图5-14所示的位置时所示的位置时,主、副气室的气体主、副气室的气体 通道被关闭通道被关闭,主、副气室之间的气体不能相互流动主、副气室之间的气体不能相互流动,此时的空此时的空 气弹簧只有主气室的气体参加工作气弹簧只有主气室的气体参加工作,空气弹簧的刚度为空气弹簧的刚度为“硬硬”。 主气室是可变容积的主气室是可变容积的,在它的下部有一个可伸展的隔膜在它的下部有一个可伸展的隔膜,压压 缩空气进入主气室可升高悬架高度缩空气进入主气室可升高悬架高度,反之使悬架下降。车辆

24、高反之使悬架下降。车辆高 度则是由度则是由l号和号和2号高度控制阀及排气阀通过增减主气室内的号高度控制阀及排气阀通过增减主气室内的 压缩空气量来调节。压缩空气量来调节。 图图5-14 空气弹簧的刚度为空气弹簧的刚度为“硬硬” 2021/3/1423 空气弹簧对车身高度的控制原理。空气弹簧对车身高度的控制原理。 空气弹簧还可以控制车身高度。当需要升高车身时空气弹簧还可以控制车身高度。当需要升高车身时,由空气压缩机来由空气压缩机来 的空气经高度控制电磁阀向空气弹簧的主气室充气的空气经高度控制电磁阀向空气弹簧的主气室充气,使空气弹簧伸张使空气弹簧伸张,从而从而 使车身高度增加使车身高度增加;当需要降

25、低车身高度时当需要降低车身高度时,空气弹簧主气室的空气经排气电空气弹簧主气室的空气经排气电 磁阀排出到大气磁阀排出到大气,使空气弹簧收缩使空气弹簧收缩,降低车身高度降低车身高度,如图如图5-15所示。所示。 （a）车身低）车身低 （b）车身高）车身高 图图5-15 车身高度控制车身高度控制 2021/3/1424 2）变阻尼减振器）变阻尼减振器 变阻尼减振器的安装位置。变阻尼减振器安装于空气弹簧变阻尼减振器的安装位置。变阻尼减振器安装于空气弹簧 的下端的下端,与空气弹簧一起构成悬架支柱与空气弹簧一起构成悬架支柱,上端与车架相连上端与车架相连,下端下端 安装在悬架摆臂上。安装在悬架摆臂上。 变阻

26、尼减振器的结构。变阻尼减振器主要由缸筒、活塞及变阻尼减振器的结构。变阻尼减振器主要由缸筒、活塞及 阻尼调节杆、回转阀等构成阻尼调节杆、回转阀等构成,其结构如图其结构如图5-16所示。所示。 图图5-16 变阻尼减振器的结构变阻尼减振器的结构 2021/3/1425 变阻尼减振器的工作原理。执行器通过调节杆带动回转阀变阻尼减振器的工作原理。执行器通过调节杆带动回转阀 相对于活塞杆转动相对于活塞杆转动,使得回转阀与活塞杆上的阻尼孔连通或切使得回转阀与活塞杆上的阻尼孔连通或切 断断,于是增加或减少了油液的流通面积于是增加或减少了油液的流通面积,使油液的流动阻力改变使油液的流动阻力改变, 从而改变悬架

27、阻尼的大小从而改变悬架阻尼的大小,达到调节减振器阻尼力的目的。达到调节减振器阻尼力的目的。 图图5-16 变阻尼减振器的结构变阻尼减振器的结构 2021/3/1426 当回转阀上的当回转阀上的A、B、C 三个截面的阻尼孔全部被回转阀三个截面的阻尼孔全部被回转阀 封住时封住时,这时只有减振器下面的主阻尼孔在工作这时只有减振器下面的主阻尼孔在工作,此时阻尼为最此时阻尼为最 大大,减振器被调节到减振器被调节到“硬硬”状态。状态。 图图5-16 变阻尼减振器的结构变阻尼减振器的结构 2021/3/1427 当回转阀从当回转阀从“硬硬”状态位置顺时针转动状态位置顺时针转动60时时,B截面的截面的 阻尼孔

28、打开阻尼孔打开,A、C两截面的阻尼孔仍关闭两截面的阻尼孔仍关闭,减振器处于减振器处于“运动运动” 状态状态,也称为中间状态。也称为中间状态。 图图5-16 变阻尼减振器的结构变阻尼减振器的结构 2021/3/1428 当回转阀从当回转阀从“硬硬”状态位置逆时针转动状态位置逆时针转动60时时,A、B、C 三三 个截面的阻尼孔全部打开个截面的阻尼孔全部打开,此时减振器的阻尼最小此时减振器的阻尼最小,减振器处减振器处 于于“软软”状态。状态。 图图5-16 变阻尼减振器的结构变阻尼减振器的结构 2021/3/1429 5.3.4 电子控制系统的组成电子控制系统的组成 空气悬架电子控制系统示意图空气悬

29、架电子控制系统示意图 2021/3/1430 丰田丰田LS400轿车空气悬架电子控制系统电路图轿车空气悬架电子控制系统电路图 2021/3/1431 5.3.5 电控悬架系统的输入信号电控悬架系统的输入信号 1.悬架控制开关信号悬架控制开关信号 悬架控制开关由水平调节控制（悬架控制开关由水平调节控制（Level Regulation Control,LRC）开关和高度控制开关组成。）开关和高度控制开关组成。 LRC开关用于选择减振器和空气弹簧的工作模式（开关用于选择减振器和空气弹簧的工作模式（NORM 或或SPORT）;高度控制开关用于选择所希望的车身高度高度控制开关用于选择所希望的车身高度

30、（NORM或或HIGH）。）。 当当LRC开关设在开关设在SPORT位置时位置时,组合仪表内的组合仪表内的LRC指示灯指示灯 亮亮;当高度控制开关设在当高度控制开关设在HIGH位置时位置时,组合仪表内的高度控制指组合仪表内的高度控制指 示灯亮。示灯亮。 2.高度控制通断开关信号高度控制通断开关信号 高度控制通断开关位于行李箱的工具储藏室内。将开关高度控制通断开关位于行李箱的工具储藏室内。将开关 拨至拨至OFF位置位置,悬架控制系统中止车辆高度控制。当车辆被举悬架控制系统中止车辆高度控制。当车辆被举 升、停在不平的路面或车辆被拖曳时升、停在不平的路面或车辆被拖曳时,可避免空气弹簧中压缩可避免空气

31、弹簧中压缩 空气排出空气排出,从而可防止车身高度的下降。从而可防止车身高度的下降。 2021/3/1432 3.制动灯开关信号制动灯开关信号 制动灯开关位于制动踏制动灯开关位于制动踏 板支架上板支架上,当踩下制动踏板当踩下制动踏板 时时,开关接通。悬架开关接通。悬架ECU利利 用这一信号判断汽车是否用这一信号判断汽车是否 处于制动状态。处于制动状态。 4.门控灯开关信号门控灯开关信号 四个车门各有一个门四个车门各有一个门 控灯开关控灯开关,这些开关都这些开关都 位于门柱上。悬架位于门柱上。悬架 ECU据此判断车门是据此判断车门是 打开还是关上。打开还是关上。 2021/3/1433 5.高度传

32、感器信号高度传感器信号 高度传感器的作用是检测车身高度及因路面不平引起的高度传感器的作用是检测车身高度及因路面不平引起的 每个悬架的位移量每个悬架的位移量,并将之转换成电信号输入到悬架并将之转换成电信号输入到悬架ECU。 （a）前高度传感器）前高度传感器 （b）后高度传感器）后高度传感器 图图5-21 光电式高度传感器的安装位置光电式高度传感器的安装位置 2021/3/1434 图图5-22 光电式高度传感器的结构光电式高度传感器的结构 这些通断信号送到悬架这些通断信号送到悬架ECU,悬架悬架ECU检测出车身高度的检测出车身高度的 变化变化,LS400 轿车使用了四个遮光器轿车使用了四个遮光器

33、,通过各遮光器通断信号通过各遮光器通断信号 的组合的组合,可把车身高度从低至高分为可把车身高度从低至高分为16级级,以便对车身高度进行以便对车身高度进行 精确的控制。精确的控制。 2021/3/1435 6.加速度传感器信号加速度传感器信号 加速度传感器用于测量车身的垂直加速度。加速度传感加速度传感器用于测量车身的垂直加速度。加速度传感 器共有三个器共有三个,两个前加速度传感器分别装在前左、前右高度传两个前加速度传感器分别装在前左、前右高度传 感器内感器内,一个后加速度传感器装在行李箱右侧的下面。一个后加速度传感器装在行李箱右侧的下面。 图图5-23 加速度传感器的安装位置加速度传感器的安装位

34、置 这三个加速度传感器分别检测车身的前左、前右和后右位这三个加速度传感器分别检测车身的前左、前右和后右位 置的垂直加速度。车身后左位置的垂直加速度则由悬架置的垂直加速度。车身后左位置的垂直加速度则由悬架ECU 从这三个加速度传感器所获得的数据推导出来。从这三个加速度传感器所获得的数据推导出来。 2021/3/1436 图图5-24 加速度传感器的结构及工作原理加速度传感器的结构及工作原理 两个压电陶瓷盘固定在膜片两侧两个压电陶瓷盘固定在膜片两侧,并支承在传感器中心。并支承在传感器中心。 当加速度作用在整个传感器时当加速度作用在整个传感器时,压电陶瓷盘在其自身重量作用压电陶瓷盘在其自身重量作用

35、下弯曲变形。根据压电陶瓷的特性下弯曲变形。根据压电陶瓷的特性,它们将产生与其弯曲率成它们将产生与其弯曲率成 正比例变化的电荷。这些电荷由传感器内的电子电路转换成与正比例变化的电荷。这些电荷由传感器内的电子电路转换成与 加速率成正比例变化的电压加速率成正比例变化的电压,输送到悬架输送到悬架ECU。 2021/3/1437 7.车速传感器信号车速传感器信号 图图5-26 车速传感器电路车速传感器电路 2021/3/1438 8.节气门位置传感器信号节气门位置传感器信号 9.转角传感器信号转角传感器信号 节气门位置传感器的结构节气门位置传感器的结构 （a）安装位置）安装位置 （b）结构图）结构图 图

36、图5-28 转角传感器外形结构转角传感器外形结构 2021/3/1439 图图5-29 转角传感器的工作原理图转角传感器的工作原理图 转角传感器的工作原理图如图转角传感器的工作原理图如图5-29所示。当汽车转弯时所示。当汽车转弯时, 方向盘转动方向盘转动,遮光盘也随之转动。从遮光盘也随之转动。从ECUIG熔断器供给的电熔断器供给的电 流使两只发光二极管发光。流使两只发光二极管发光。 当遮光盘在两只发光二极管和光电三极管之间通过时当遮光盘在两只发光二极管和光电三极管之间通过时,从从 发光二极管发出的光线被交替切断和通过发光二极管发出的光线被交替切断和通过,光电三极管也就被光电三极管也就被 这光线

37、交替接通和切断。这样这光线交替接通和切断。这样,三极管三极管VT1和和VT2（图中未示（图中未示 出）就按照来自光电三极管的信号而发出通断信号。出）就按照来自光电三极管的信号而发出通断信号。 2021/3/1440 10.发电机发电机IC调节器信号调节器信号 IC调节器的调节器的L端子直接与悬架端子直接与悬架ECU连接连接,悬架悬架ECU据此判据此判 断发动机是否运转。悬架断发动机是否运转。悬架ECU利用这一信号利用这一信号,进行如转角、高进行如转角、高 度等传感器的检查和失效保护。度等传感器的检查和失效保护。 5.3.6 电控悬架系统的执行器电控悬架系统的执行器 1.悬架控制执行器悬架控制执

38、行器 悬架控制执行器驱动气动减振器的旋转空气阀悬架控制执行器驱动气动减振器的旋转空气阀,以改变减以改变减 振器的阻尼力和空气弹簧刚度振器的阻尼力和空气弹簧刚度,每个气动减振器顶部均有一个每个气动减振器顶部均有一个 悬架控制执行器。悬架控制执行器。 悬架控制执行器的工作原理图如图悬架控制执行器的工作原理图如图5-30所示所示,在收到悬在收到悬 架架ECU的信号后的信号后,电动机得到电流电动机得到电流,从而产生磁场使电动机转从而产生磁场使电动机转 动动,电动机带动控制杆来改变减振器内转阀的位置电动机带动控制杆来改变减振器内转阀的位置,从而改变从而改变 减振器的阻尼力和空气弹簧的刚度。减振器的阻尼力

39、和空气弹簧的刚度。 2021/3/1441 图图5-30 悬架控制执行器的工作原理图悬架控制执行器的工作原理图 2.空气压缩机空气压缩机 3.干燥器和排气电磁阀干燥器和排气电磁阀 4.高度控制电磁阀高度控制电磁阀 2021/3/1442 5.LRC指示灯指示灯 LRC指示灯位于指示灯位于 组合仪表上。当选择组合仪表上。当选择 SPORT（运动）模（运动）模 式时式时,指示灯亮指示灯亮;当选当选 择择NORM（常规）模（常规）模 式时式时,指示灯灭。指示灯灭。 6.车身高度指示灯车身高度指示灯 车身高度指示灯位于组车身高度指示灯位于组 合仪表上合仪表上,用来指示所选用来指示所选 择的车身高度。当车身择的车身高度。当车身 高度控制开关的位置改高度控制开关的位置改 变时变时,指示灯马上指示出指示灯马上指示出 切换后的位置。切换后的位置。 2021/3/1443