汽车底盘电控技术电控悬架系统

电子控制悬架系统

电子控制悬架系统概述

电子控制悬架系统的结构与工作原理

典型车型电控悬架系统一、电控悬架系统概述1、采用电控悬架的目的：传统悬架系统使用的是定刚度弹簧和定阻尼系数减震器，只能适应特定的道路和行驶条件，无法满足变化莫测的路面情况和汽车行驶状况，只能被动地接受地面对车身的各种作用力，不能主动去进行调节。故又称为被动悬架系统。电控悬架系统的最大优点是悬架随不同的路况和行驶状态作出不同的反应，即可使汽车的乘坐舒适性令人满意，又能使操纵稳定性达到最佳状态。2、电控悬架系统的分类按传递介质不同，分气压式和油压式。按驱动机构和介质不同，分电磁阀驱动的油气主动式悬架和步进电机驱动的空气主动悬架。按控制理论不同，分半主动式和主动式。主动悬架是一种能供给和控制动力源的装置，它根据各传感器检测的信号，自动调整悬架的刚度、阻尼力以及车身高度，从而显著提高汽车的操纵稳定性和乘坐舒适性，悬架阻尼和刚度都可调。半主动悬架不需要外加动力源，因而消耗的能量小，成本低，仅悬架刚度、阻尼之一可调。3、电控悬架的功能电控悬架系统的基本目的是控制调节悬架的刚度和阻尼力。基本功能有：车高调整：不论负载多少，汽车高度均一定；在坏路面上行驶时，使车高升高，高速行驶时，车高降低。减震器阻尼力控制：调整减震器阻尼系数，防止汽车起步或急加速时车尾后坐；防止紧急制动时车头下沉；防止急转弯时车身横向摇动；防止汽车换档时车身纵向摇动等。弹簧刚度控制：调整弹簧弹性系数，改善乘坐舒适性和操纵稳定性。有些车型有其中一至二个功能，少数同时有三个功能。二、电控悬架系统的结构与工作原理一、组成传感器：车高传感器、车速传感器、加速度传感器、转向盘转角传感器、节气门位置传感器等。开关：模式选择开关、制动灯开关、停车开关、车门开关等。执行器：可调阻尼力减震器、可调节弹簧高度和弹性大小的弹性元件等。ECU一般原理：利用传感器（包括开关）检测汽车行驶时路面的状况和车身的状态，输入ECU后进行处理，然后通过驱动电路控制悬架系统的执行器动作，完成悬架特性参数的调整。二、传感器的结构与工作原理转向盘转角传感器加速度传感器车身高度传感器车身高度传感器加速度传感器传感器位置1、转向盘转角传感器【作用】检测转向盘的中间位置、转动方向、转向角度和转动角度。以判断转向时侧向力的大小和方向，以控制车身的侧倾。【类型】多采用光电式转向盘转角传感器。【安装位置】转向盘的转向轴上。【结构】在转向轴的带窄缝的圆盘上装有两组光电耦合器，转向盘转动时，可输出两组脉冲信号。根据此信号可判断转向盘的转角与转速；通过两组信号的相位来判断转向的方向。光电式转角传感器的安装位置和结构光电式方向盘转角传感器光电式转角传传感器的工作作原理和电路路原理转向盘转角传传感器工作原原理当转动转向盘盘时，信号盘同时转动，两两个光电耦合器的输出端产生与转向轴轴转角成一定定比例的通(ON)、断(OFF)的交变信号，悬架系统控控制装置根据据此信号的变变化来判断转向盘的的转角与转速速。同时，根据据脉冲信号的的相位差来判判断转向盘的的偏转方向。这是因为两个个耦合元件在在安装位置上使它们的ON、OFF变换的相位错错开90°，可以通过判判断哪个耦合合元件信号首先转变状态态，来检测出转转向轴的偏转方向。例如，向左转转时，左侧耦耦合元件总是是先于右侧耦耦合元件达到到ON状态；而向右右转时，右侧侧耦合元件总总是先于左侧侧耦合元件达达到ON状态。2、车身高度传传感器【作用】检测汽车行驶驶时车身高度的变化情况（（汽车悬架的的位移量）。。【类型】片簧开关式、、霍尔式、光光电式。其中光电式式应用较多。。【光电式传感器器原理】有一根靠连杆杆带动转动的的转轴，转轴上固定定一个开有许许多窄槽的圆盘，圆盘两边装有四组光电耦合合器。当车身高度度变化时，通通过连杆可使使转轴转动，，因而四组光电耦合器可可感应出四组脉冲信信号，通过这这四组脉冲信信号的不同组组合，可反映映车高的高度度范围。光电耦合元件件的状态与车车高的对照表表车高光电耦合元件的状态车高范围计算结果1234高低OFFOFFONOFF15过高OFFOFFONON14ONOFFONON13高ONOFFONOFF12ONOFFOFFOFF11ONOFFOFFON10普通ONONOFFON9ONONOFFOFF8ONONONOFF7ONONONON6低OFFONONON5OFFONONOFF4OFFONOFFOFF3OFFONOFFON2过低OFFOFFOFFON1OFFOFFOFFOFF03、加速度传感感器【作用】检测车身横向向加速度和纵纵向加速度。。横向加速度传传感器主要用于检测测汽车转向时时，汽车因离离心力的作用用而产生的横横向加速度，，以判断悬架架系统阻尼力力改变的大小小及空气弹簧簧中空气压力力的调节情况况，以维持车车身的最佳姿姿势。【类型】差动变压器式式和钢球位移移式。【别名】G传感器差动变压器式式加速度传感感器弹簧封入硅油检测线圈励磁线圈心杆心杆二次绕组一次绕组电源二次绕组一次绕组汽车转弯、加加减速时，心杆在横向力或纵向力作用下移动，，使检测线圈圈的输出电压压发生变化。。钢球位移式加加速度传感器器汽车转弯、加加减速时，钢钢球在横向力力或纵向力作作用下移动，，使检测线圈的输出电压发生变化。4、信号开关车门开关停车灯开关阻尼模式指示示灯和车身高高度指示灯高度控制开关关阻尼模式选择择开关5、模式选择开开关【位置】变速器旁。【作用】根据汽车的行行驶状况和路路面情况选择择悬架的运行行模式，从而而决定减震器器的阻尼力大大小。【运行模式】标准（Norm）、运动（Sport）两种。丰田凌志车称称此开关为LRC开关LRC＝LexusRidingControl凌志乘坐控制制阻尼模式选择择开关开关位置阻尼力软硬乘坐舒适操纵稳定6、高度控制开开关【作用】改变车身高度度设置。【运行模式】低（Low）、高（Hight）两种。开关位置车身高度高车身高度控制开关低阻尼模式指示灯车身高度指示灯三、执行机构构的结构与工工作原理EMSECU悬架控制执行行器高度控制阀压缩机和干燥燥器组成带减震器的气气动缸1、阻尼力控制制执行机构可调阻尼力减减振器1－阻尼调节杆杆2－阻尼孔3－活塞杆4－回转阀可调阻尼力减减振器工作原原理当回转阀上的的A、B、C三个截面的阻阻尼孔全部被被回转阀封住住，这时只有减减振器下面的的主阻尼孔在在工作，所以以此时阻尼为为最大，减振振器被调节到到“硬”状态态。当回转阀从“硬”状态位位置顺时针转转动60°时，B截面的阻尼孔孔打开，A、C两截面的阻尼尼孔仍关闭。。因为多了一一个阻尼孔参参加工作，减减振器处于““运动”状态态，也称为中中间状态。当回转阀从“硬”状态位位置逆时针转转动60°时，A、B、C三个截面的阻阻尼孔全部打打开，此时减减振器的阻尼尼最小，减振振器处于“软软”状态。凌志LS400ucF20型可调减振器器2、弹簧刚度控控制的执行机机构空气悬架气动动缸空气悬架气动动缸主、副气气室设计为一一体。主气室室容积可变，，压缩空气进入入主气室可升升高悬架的高高度。主气室与副气气室之间有一一个通道，气气体可以相互互流通。改变主、副气气室的气体通通道的大小，，就可以改变变空气悬架的的刚度。悬架的上方与与车身相连，，下方与车轮轮相连，随着着车身与车轮轮的相对运动动，主气室的的容积在不断断变化。减振器的活塞塞通过中心杆杆（阻尼调整整杆）和悬架架控制执行器器相连接。执执行器带动调调整杆可以改改变活塞阻尼尼孔的大小，，从而改变减减振器的阻尼尼系数。利用弹簧实现现车高调整1－阻尼调节杆杆2－空气阀控制制杆3－主副气室通通路4－副气室5－主气室6－气阀体7－小气体通路路8－阀体9－大气体通路路悬架刚度的调调节原理悬架刚度可以以在低、中、、高三种状态态间变化。当阀芯的开口口转到对准图示的低位置置时，气体通道的的大口被打开开。主气室的的气体经过阀阀芯的中间孔孔、阀体侧面面通道与副气气室的气体相相通，两气室室之间的空气气流量越大，，相当于参与与工作的气体体容积增大，，悬架刚度处于于低状态。当阀芯开口转转到对准图示的中间位位置时，气体通道道的大口被关关闭、小口被被打开。两气气室之间的流流量小，悬架刚度处于于中间状态。当阀芯开口转转到对准图示的高位置置时，两两气室室之间间的气气体通通道全全部被被封闭闭，两两气室室之间间的气气体相相互不不能流流动。。压缩缩空气气只能能进入入主气气室，，悬架架在振振动过过程中中，只只有主主气室室的气气体单单独承承担缓缓冲工工作，，悬架刚刚度处处于高高状态态。悬架综综合控控制3、车高高控制制的执执行机机构丰田车车自动动高度度控制制气路路车身高高度控控制停车水水平控控制特殊行行驶工工况高高度控控制自动水水平控控制气压式式油压式式车高控控制系系统的的控制制流程程LEXUSLS400电子控控制悬悬架系系统是是采用用空气气弹簧簧的半半主动动式电电控悬悬架，，弹簧簧刚度度和汽汽车车车身高高度控控制可可根据据驾驶驶条件件自动动控制制。减减振器器的阻阻尼大大小也也由电电子控控制，，以抑抑制车车辆侧侧倾，，制动动时前前部点点头和和高速速行驶驶时后后部下下沉等等汽车车姿态态变化化，因因此能能明显显保持持乘坐坐的舒舒适性性和操操纵的的稳定定性。。三LEXUSLS400电子控控制悬悬架系系统LEXUSLS400电控悬悬架系系统控控制功功能弹簧刚刚度和和减振振阻尼尼控制制防侧倾控制

使弹簧刚度和减振阻尼变成“硬”状态。该项控制能抑制侧倾，使汽车的姿势变化减至最小，以改善操纵性防“点”头控制

使弹簧刚度和减振阻尼变成“硬”状态。该项控制能抑制汽车制动“点”头，使汽车的姿势变化减至最小防后仰控制

使弹簧刚度和减振阻尼变成“硬”状态。该项控制能抑制汽车加速时后仰，使汽车的姿势变化减至最小高车速控制

使弹簧刚度变成“硬”状态和使减振阻尼变成“中”状态。该项控制能改善汽车高速行驶时的稳定性和操纵性弹簧刚刚度和和减振振阻尼尼控制制不平整道路控制

使弹簧刚度和减振阻尼视需要变成“中”或“软”状态，以抑制汽车车身在悬架上下跳动，改善汽车在不平坦道路上行驶时的乘坐舒适性颠动控制

使弹簧刚度和减振阻尼变成“中”或“软”状态。它能抑制汽车在不平坦道路上行驶时的颠动跳振控制

使弹簧刚度和减振阻尼变成“中”或“软”状态。该项控制能抑制汽车在不平坦道路上行驶时的上下跳振路面感应半主动控制

对应于不同的道路，提供四轮独立的减振阻尼最佳控制。相应地，汽车可在各种不同的道路和行驶状况下保持恒定姿态车身高高度控控制自动高度控制

不管乘员和行李重量情况如何，使汽车高度保持在某一个恒定的高度位置。操作高度控制开关能使汽车的目标高度变为“正常”或“高”的状态高车速控制

当高度控制开关在“hight（高）”位置时，汽车高度会降低到“正常”状态。这就改善高速行驶时的空气动力学和稳定性点火开关关断控制

当点火开头关断后因乘员重量和行李重量变化而使汽车高度变为高于目标高度时，能使汽车高度降低到目标高度。这就能改善汽车驻车时的姿势LEXUSLS400电控悬悬架系系统的组成成悬架控控制开开关。。由LRC开关和和高度度控制制开关关组成成。LRC开关有有“SPORT(运动)”和“NORM(标准)”两种模模式。。高高度控控制开开关用用于选选择控控制车车身高高度，，有““High(高)”和“NORM(标准)”两种模模式。。高度控控制ON/OFF开关。。安装在在汽车车尾部部后备备箱的的左边边。处处于ON位置时时，系系统可可进行行车身身高度度自动动控制制；当当处于于OFF位置时时，系系统不不执行行车身身高度度控制制。如如当车车辆被被举升升或停停在不不平的的路面面时不不能对对车身身高度度进行行调节节。车身高高度指指示灯灯。指示灯灯位于于组合合仪表表上，，用于于指示示所选选择的的车身身高度度。LRC指示灯灯。此灯也也位于于组合合仪表表上，，用于于指示示当前前减振振器和和空气气弹簧簧的工工作模模式(“NORMALAUTO”或“SPORTAUTO””)。选择择“SPORTAUTO””模式时时灯亮亮，否否则灯灯熄灭灭。高度控控制插插座。。连接该该插座座上的的相应应端子子，能能不通通过ECU而直接接控制制空气气压缩缩机电电动机机、高高度控控制电电磁阀阀及排排气电电磁阀阀，从从而使使检修修方便便。此此插座座上还还提供供了用用于清清除存存储器器中故故障代代码的的端子子。转向盘盘转角角传感感器。。光电式式高度传传感器器。光电式式l号和2号高度度控制制阀。。分别装装在前前、后后悬架架上，，1号高度度控制制阀用用于前前悬架架，此此阀中中有两两个电电磁阀阀，分分别控控制左左右空空气弹弹簧。。2号高度度控制制阀用用于后后悬架架，它它也是是由两两个电电磁阀阀组成成，它它与1号高度度控制制阀不不同的的是，，它们们不是是单独独控制制，而而是同同时动动作。。在2号高度度控制制阀中中还装装有一一个