汽车底盘电控技术—电子悬架___课件

1、电子控制悬架系统电子控制悬架系统第三部分第三部分主要内容：主要内容：1、电子控制悬架的功能与种类2、电子控制悬架的结构与工作原理3、典型汽车电子控制悬架系统汽车悬架的作用：缓冲和吸收来自车轮的振动，传递驱动汽车悬架的作用：缓冲和吸收来自车轮的振动，传递驱动 力和制动力。力和制动力。悬架和车轮决定汽车的悬架和车轮决定汽车的舒适性舒适性和和操纵稳定性操纵稳定性。传统悬架的组成：弹簧、减振器和导向机构传统悬架的组成：弹簧、减振器和导向机构传统悬架的特点：定刚度弹簧和定阻尼系数减振器，只能传统悬架的特点：定刚度弹簧和定阻尼系数减振器，只能被动承受地面对车身的各种作用力被动承受地面对车身的各种作用力被称

2、为被称为被动悬架系统被动悬架系统电子控制悬架系统能根据路况和行驶条件主动调节弹簧刚电子控制悬架系统能根据路况和行驶条件主动调节弹簧刚度或减振器阻尼系数，提高乘坐舒适性和操纵稳定性。度或减振器阻尼系数，提高乘坐舒适性和操纵稳定性。被称为被称为主动悬架系统主动悬架系统或或半主动悬架系统半主动悬架系统。 一一 电子控制悬架的功能和种类电子控制悬架的功能和种类1 1）车高调节车高调节 保持车高一定和车身水平保持车高一定和车身水平前大灯光束方向不变；前大灯光束方向不变； 车身升高车身升高坏路面，防止车桥碰撞路面；坏路面，防止车桥碰撞路面； 车身降低车身降低高速，减少空气阻力，提高操纵稳定性。高速，减少空

3、气阻力，提高操纵稳定性。2 2）减振器阻尼力控制减振器阻尼力控制 防止急起步或急加速时车尾下蹲；防止急起步或急加速时车尾下蹲； 防止紧急制动时车头下沉；防止紧急制动时车头下沉； 防止急转弯时车身横向摇动；防止急转弯时车身横向摇动； 防止换挡时车身纵向摇动等。防止换挡时车身纵向摇动等。3 3）弹簧刚度控制弹簧刚度控制 与减振器控制一致与减振器控制一致注：有些车具有上述注：有些车具有上述1 1个或个或2 2个功能，有些具有个功能，有些具有3 3个功能。个功能。电子悬架系统的功能电子悬架系统的功能1 1）按传力介质不同分）按传力介质不同分 气压式气压式和和油压式油压式2 2）按控制理论不同分）按控制

4、理论不同分 半主动式半主动式有级半主动式（阻尼力有级可调）有级半主动式（阻尼力有级可调） 无级半主动式（阻尼力连续可调）无级半主动式（阻尼力连续可调） 主动式主动式全主动式（频带宽大于全主动式（频带宽大于15Hz15Hz） 慢全主动式（频带宽慢全主动式（频带宽36Hz36Hz）主动式悬架能供给和控制动力源（油压、空气压），能根主动式悬架能供给和控制动力源（油压、空气压），能根据传感器检测的汽车载荷、路况、车速、起步、制动、转据传感器检测的汽车载荷、路况、车速、起步、制动、转向等状况，自动调节悬架刚度、阻尼力和车身高度，显著向等状况，自动调节悬架刚度、阻尼力和车身高度，显著提高汽车的操纵稳定性和

5、乘坐舒适性。提高汽车的操纵稳定性和乘坐舒适性。电子悬架系统的种类电子悬架系统的种类基本组成：基本组成： ECUECU 传感器传感器 车高传感器、车速传感器、加速度传感器、车高传感器、车速传感器、加速度传感器、 转向盘转角传感器、节气门位置传感器转向盘转角传感器、节气门位置传感器 开关信号开关信号模式选择开关、制动灯开关、停车开关、模式选择开关、制动灯开关、停车开关、 车门开关等车门开关等 执行机构执行机构 可调阻尼力减振器、可调弹簧高度和弹性可调阻尼力减振器、可调弹簧高度和弹性 大小的弹性元件等大小的弹性元件等一般原理：一般原理：二二 电子控制悬架系统的结构与工作原理电子控制悬架系统的结构与工

6、作原理（一）基本组成与一般原理（一）基本组成与一般原理1 1、转向盘转角传感器、转向盘转角传感器 作用：检测转向盘中间位置、转动方向、转动角度和作用：检测转向盘中间位置、转动方向、转动角度和 转动速度。转动速度。 ECUECU根据车速传感器和转角传感器信号，判断转向时侧根据车速传感器和转角传感器信号，判断转向时侧 向力的大小和方向，以控制车身侧倾。向力的大小和方向，以控制车身侧倾。例：丰田例：丰田TEMSTEMS的光电式转角传感器的光电式转角传感器 （二）传感器的结构与工作原理（二）传感器的结构与工作原理根据遮光器的根据遮光器的ON/OFFON/OFF信号判断转向盘的转角和转速；信号判断转向盘

7、的转角和转速；根据两个光电耦合器接收到的根据两个光电耦合器接收到的ONON信号先后判断转向。信号先后判断转向。丰田丰田TEMS的光电式转角传感器工作原理的光电式转角传感器工作原理 作用：直接检测车身横向加速度（转向时）和纵向加作用：直接检测车身横向加速度（转向时）和纵向加速度（加速、制动时），以控制车身姿势。速度（加速、制动时），以控制车身姿势。1 1）差动变压器式加速度传感器）差动变压器式加速度传感器一次线圈（励磁线圈）通交流电，汽车加、减速或转向时，一次线圈（励磁线圈）通交流电，汽车加、减速或转向时，心杆产生位移，二次线圈（检测线圈）输出电压发生变化，心杆产生位移，二次线圈（检测线圈）输出

8、电压发生变化，电压与汽车纵向力或横向力一一对应。电压与汽车纵向力或横向力一一对应。2、加速度传感器、加速度传感器2 2）球位移式加速度传感器）球位移式加速度传感器钢球在纵向力或横向力作钢球在纵向力或横向力作用下产生位移，造成线圈用下产生位移，造成线圈输出电压变化。输出电压变化。注：注：根据检测力（横向、根据检测力（横向、纵向、垂直）的不同，加纵向、垂直）的不同，加速度传感器安装方向不同。速度传感器安装方向不同。 作用：检测车身高度变化（悬架位移量），以控制车作用：检测车身高度变化（悬架位移量），以控制车 身高度。身高度。1 1）片簧开关式高度传感器）片簧开关式高度传感器四组触点开关，两个三极管

9、，构成四个检测区域：四组触点开关，两个三极管，构成四个检测区域：低、正常、高、超高低、正常、高、超高3、车身高度传感器、车身高度传感器汽车载荷变化时，汽车载荷变化时，ECUECU根据四个触点开根据四个触点开关的通断，对车高进关的通断，对车高进行判断。行判断。传感器中有两个光电耦合器，每个光电耦合器有四个发光传感器中有两个光电耦合器，每个光电耦合器有四个发光二极管和光敏三极管组成。二极管和光敏三极管组成。传感器的转轴一端连接导杆，另一端连接遮光圆盘。传感器的转轴一端连接导杆，另一端连接遮光圆盘。当车高发生变化时，导杆上下摆动，从而通过转轴驱动圆当车高发生变化时，导杆上下摆动，从而通过转轴驱动圆盘

10、转动，光电耦合器输出盘转动，光电耦合器输出ON/OFFON/OFF信号。信号。 2）光电式高度传感器）光电式高度传感器作用：判断汽车是否进行急加速。作用：判断汽车是否进行急加速。4、节气门位置传感器、节气门位置传感器5 5、车速传感器、车速传感器 汽车车身的侧倾程度取决于车身和转向半径。汽车车身的侧倾程度取决于车身和转向半径。常用的车身传感器有：舌簧开关式、磁阻元件式、磁脉冲常用的车身传感器有：舌簧开关式、磁阻元件式、磁脉冲 式、光电式。式、光电式。6 6、模式选择开关、模式选择开关 作用：决定减振器阻尼力大小作用：决定减振器阻尼力大小四种运行模式：自动四种运行模式：自动 标准；自动标准；自动

11、 运动；运动； 手动手动 标准；手动标准；手动 运动运动（三）悬架（三）悬架ECU1 1、阻尼控制执行机构、阻尼控制执行机构 1 1）可调阻尼减振器）可调阻尼减振器 组成：缸筒、活塞、活塞控制杆、回转阀等组成：缸筒、活塞、活塞控制杆、回转阀等ECUECU通过控制杆控制回转阀相对活塞杆转动，使油孔通断，改变流通过控制杆控制回转阀相对活塞杆转动，使油孔通断，改变流通面积，调节减振器阻尼力。通面积，调节减振器阻尼力。（四）执行机构的结构与工作原理（四）执行机构的结构与工作原理A、C孔相通孔相通为为软软；B孔与活塞杆孔与活塞杆上油孔相通为上油孔相通为中中；A、B、C孔均孔均不通为不通为硬硬。作用：由作

12、用：由ECUECU控制控制杆的控制控制杆的旋转，改变减旋转，改变减振器的阻尼力。振器的阻尼力。2）直流电动机式执行器）直流电动机式执行器ECUECU通过控制横向稳定杆液压缸内的油压，调节横向稳定通过控制横向稳定杆液压缸内的油压，调节横向稳定杆的扭转刚度，从而调节侧倾刚度。杆的扭转刚度，从而调节侧倾刚度。1 1）横向稳定杆执行器）横向稳定杆执行器2、侧倾刚度控制执行机构、侧倾刚度控制执行机构2 2）液压缸）液压缸 位于横向稳定杆与悬架下控制臂之间，改变缸内油压位于横向稳定杆与悬架下控制臂之间，改变缸内油压来改变横向稳定杆扭转刚度。来改变横向稳定杆扭转刚度。空气悬架气动缸空气悬架气动缸组成：组成：惰性气体（氮气）、减惰性气体（氮气）、减振器、主副气室、悬架振器、主副气室、悬架执行元件等。执行元件等。原理：原理：压缩空气进入主气室，压