电控变高度悬挂

1、现代汽车对悬架系统的要求现代汽车对悬架系统的要求l悬架是车架（或车身）与车桥（或车轮）悬架是车架（或车身）与车桥（或车轮）之间一切连接装置的总称。之间一切连接装置的总称。l在汽车行驶过程中，由于路面的不平整或在汽车行驶过程中，由于路面的不平整或者汽车自身运动状态的改变，会使汽车表者汽车自身运动状态的改变，会使汽车表现出各种运动形态，包括车身的垂直振动、现出各种运动形态，包括车身的垂直振动、俯仰运动和侧倾运动等俯仰运动和侧倾运动等。l垂直振动 + 前后俯仰 + 左右侧倾l（路面不平） （加速、制动） （转弯） l上述运动形态的出现既会使乘上述运动形态的出现既会使乘员感到不适，也影响到汽车的各员感

2、到不适，也影响到汽车的各种性能。种性能。汽车行驶时的运动形式汽车行驶时的运动形式l（2 2）承受和传递汽车行驶过程中产生的各）承受和传递汽车行驶过程中产生的各种作用力，维持车轮正确的空间位置关系，种作用力，维持车轮正确的空间位置关系，以保证汽车的操纵稳定性。以保证汽车的操纵稳定性。l（3 3）确保车轮与地面良好的接触，以提高）确保车轮与地面良好的接触，以提高汽车的驱动力，改善车辆的通过性能汽车的驱动力，改善车辆的通过性能。传统悬架系统的缺陷传统悬架系统的缺陷l传统的悬架系统主要由缓和车身振动的弹簧、衰减振动的减振器、增加侧倾刚度的横向稳定杆和起导向承力作用的连杆等组成。l传统悬架系统中所采用的

3、那些具有固传统悬架系统中所采用的那些具有固定刚度和确定阻尼的弹簧、减振器根定刚度和确定阻尼的弹簧、减振器根本无法满足现代汽车对舒适性和操纵本无法满足现代汽车对舒适性和操纵稳定性的要求稳定性的要求l例如：l从提高汽车舒适性的角度出发，一般希望悬架具有较软的弹簧，以充分发挥其缓冲作用；l但是这样势必导致车身在形式过程中的位移变大，需要响应地提高车身高度，从而导致叉车辆中心高度的增加，不利于改善车辆的行驶稳定性。l另一方面，为了提高汽车的操纵稳定性，一般要求悬架具有较大的弹簧刚度和减振器阻尼，这显然与改善车辆的舒适性的要求相矛盾。 l综合考虑上述因素，可以对悬架提出如下要求。l（1）具有适当的，且可

4、变的强度l（2）具有适当的弹簧刚度，且能对载荷的变化而变化。l（3）具有足够的侧倾刚度。l（4）具有良好的吸振能力。l（5）能够保证车轮正确的定位参数。l随着现代电子控制技术的飞速发展随着现代电子控制技术的飞速发展l以电脑作为控制核心，对汽车悬架以电脑作为控制核心，对汽车悬架系统参数，包括系统参数，包括弹簧刚度、悬架阻弹簧刚度、悬架阻尼、侧倾刚度和车身高度尼、侧倾刚度和车身高度等实行适等实行适时控制已经成为现实时控制已经成为现实l这种悬架被称为半主动和主动控制这种悬架被称为半主动和主动控制悬架。悬架。l这将成为今后汽车悬架的发展方向这将成为今后汽车悬架的发展方向电控悬挂系统电控悬挂系统分类l1

5、、根据悬架工作介质的不同，可根据悬架工作介质的不同，可以将悬架分为以将悬架分为油气悬架系统油气悬架系统和和空空气悬架系统气悬架系统两类两类l2 2、根据控制目的不同，将悬架控、根据控制目的不同，将悬架控制系统分为制系统分为车高控制系统车高控制系统、刚度刚度控制系统控制系统、阻尼控制系统阻尼控制系统、综综合控制系统合控制系统等型式等型式电控悬架控制系统的控制内容电控悬架控制系统的控制内容（1 1）以改善坏路行驶能力和高速操纵稳）以改善坏路行驶能力和高速操纵稳定性为目的的车高控制；定性为目的的车高控制；-变高度悬变高度悬挂挂l（2 2）以改善舒适性和操纵稳定性为目）以改善舒适性和操纵稳定性为目的的

6、减振器阻尼控制与弹簧刚度控制；的的减振器阻尼控制与弹簧刚度控制；-变刚度变阻尼悬挂变刚度变阻尼悬挂（5 5）综合以上各种考虑的综合性悬架）综合以上各种考虑的综合性悬架。变高度悬挂变高度悬挂l一、功能：一、功能：l1、车高自动调平控制、车高自动调平控制l不管车上人员或行李怎么变化，都不管车上人员或行李怎么变化，都能够将高度调到原来的位置能够将高度调到原来的位置l2、车身高度人工调节、车身高度人工调节l驾驶员可以通过车内的高度开关，驾驶员可以通过车内的高度开关，对车身高度进行调节对车身高度进行调节l3、高车速控制、高车速控制检测到车辆车速达到要求后会自将检测到车辆车速达到要求后会自将车高调到正常位

7、置车高调到正常位置l4、坏路控制、坏路控制检测到车辆行驶在坏路后会自将车检测到车辆行驶在坏路后会自将车身高度调到高的位置身高度调到高的位置l5、驻车控制、驻车控制l如果车身高度在高的位置，车辆驻如果车身高度在高的位置，车辆驻车后，会自动调回正常位置车后，会自动调回正常位置空气悬挂空气悬挂（以凌志以凌志LS400电控空气悬挂为例电控空气悬挂为例）l组成：组成：l空气压缩机空气压缩机l空气干燥器空气干燥器l空气弹簧空气弹簧 l高度传感器等高度传感器等空气弹簧空气弹簧高度控制高度控制电磁阀电磁阀空气干燥器空气干燥器空气压缩机空气压缩机空气滤清器空气滤清器ECU高度传感器排气阀排气阀高度开关高度开关高

8、度指示灯高度指示灯l过滤灰尘砂过滤灰尘砂粒粒给悬挂系给悬挂系统打气加统打气加压压过滤压缩空过滤压缩空气中的水份气中的水份通过加气和通过加气和排气排气,执行升执行升高、降低高、降低单独控制各个单独控制各个空气弹簧的充、空气弹簧的充、放气放气给给ECU提提供车身高供车身高度信息度信息控制系控制系统排气、统排气、使车身使车身降低降低指示车指示车身高度，身高度，亮时高、亮时高、熄灭时熄灭时低低提供人工调节，提供人工调节，ON时高、时高、OFF时低时低读取各传感器信号，读取各传感器信号，分析判断车况，并控分析判断车况，并控制各部件工作，使车制各部件工作，使车身升高或降低身升高或降低l可调空气弹簧减振器总

9、成是系统的执行机构，它是一个带有充气室的液压减振器 若想抬高车身，空气压缩机会通过空气干燥器向空气弹簧内充气，使得空气弹簧伸张，车身高度变大； 反之，则可将空气弹簧上的排气阀打开，空气弹簧内的压缩空气经过排气阀和空气干燥器被排向大气，空气弹簧缩短，车身高度随之降低。 升高控制过程升高控制过程lECU检测高度开关和高度传感器检测高度开关和高度传感器的信号的信号,如果计算出需要升高如果计算出需要升高,则控则控制空气压缩机打气制空气压缩机打气,同时依次控制同时依次控制相应的高度控制电磁阀打开相应的高度控制电磁阀打开,压缩压缩空气进入空气弹簧空气进入空气弹簧,使车身升高使车身升高降低控制过程降低控制过

10、程lECU检测高度开关和高度传感器检测高度开关和高度传感器的信号的信号,如果计算出需要降低如果计算出需要降低,则控则控制排气阀打开制排气阀打开,同时依次控制相应同时依次控制相应的高度控制电磁阀打开的高度控制电磁阀打开,使空气弹使空气弹簧里面的压缩空气排出簧里面的压缩空气排出,车身高度车身高度降低降低l在汽车行驶时，为了最大限度地降低车身在汽车行驶时，为了最大限度地降低车身振动对判断车身高度带来的影响，读数时振动对判断车身高度带来的影响，读数时间间隔会适当延长。间间隔会适当延长。l若在该段时间内所测得车高信号处于若在该段时间内所测得车高信号处于“过过高区高区”比例达比例达75%80%75%80%

11、以上，则电脑将以上，则电脑将根据高度传感器的输入信号，进行降低的根据高度传感器的输入信号，进行降低的操作。操作。l此后，通过检测当发现车高信号处于此后，通过检测当发现车高信号处于“过过低区低区”或或“低车身区低车身区”所占比例达到所占比例达到10%10%以上时，终止放气，完成一次车高调节以上时，终止放气，完成一次车高调节l行驶中的升高控制，与此相反行驶中的升高控制，与此相反部件结构部件结构l1、空气压缩机、空气压缩机l A、定子永磁直流电机、定子永磁直流电机l B、空气压缩机构、空气压缩机构2、空气干燥器、空气干燥器l由硅胶作为吸湿剂由硅胶作为吸湿剂l 排气阀安装在其下面，作用排气阀安装在其下

12、面，作用是为在排气时，能让干燥器排出水是为在排气时，能让干燥器排出水份，实现自洁份，实现自洁硅胶硅胶排气阀排气阀压缩机前高度控制电磁阀大气大气升高过程降低过程降低过程l3 3、高度控制电磁阀与排气阀、高度控制电磁阀与排气阀l a.a.由一组线圈和一个铁心组成由一组线圈和一个铁心组成l b.b.是一个常闭的电磁阀通电时，是一个常闭的电磁阀通电时，就打开阀门就打开阀门l c.c.在后高度电磁阀上面还安装有在后高度电磁阀上面还安装有安全阀，当空气管路气压高出标准安全阀，当空气管路气压高出标准（1010公斤左右）时，安全阀打开，公斤左右）时，安全阀打开，保护空气系统不会进一步损坏保护空气系统不会进一步

13、损坏前高度控制电磁阀后高度控制阀l4 4、高度指示灯、高度指示灯l 有两个作用：有两个作用：l一、为系统指示高度，熄灭时、指一、为系统指示高度，熄灭时、指示正常（低）位置。常亮时，指示示正常（低）位置。常亮时，指示高的位置。高的位置。l二、又作为系统故障灯，当闪亮时，二、又作为系统故障灯，当闪亮时，说明有故障说明有故障l5、高度传感器、高度传感器l车身高度传感器的类型：光电式、车身高度传感器的类型：光电式、霍尔式和线性式等霍尔式和线性式等lA A、光电式光电式在早期车辆当中使用较在早期车辆当中使用较多，结构比较复杂、造价较高多，结构比较复杂、造价较高lB B、线性式线性式在近几年来说使用较多，

14、在近几年来说使用较多，结构简单，造价便宜结构简单，造价便宜lC C、霍尔式霍尔式，使用较少，使用较少l在控制系统中，高度传感器是检测在控制系统中，高度传感器是检测部分，装在车身与悬架之间用来检部分，装在车身与悬架之间用来检测车身高度的变化，向电脑提供车测车身高度的变化，向电脑提供车身高度信息身高度信息A A、光电式、光电式遮光板 光电藕合器遮光板 光电藕合器摆臂传感器轴在传感器内部有一根由连杆带动的传感器轴， 轴上固定一个开有许多窄槽的圆盘 它两端的发光二极管和光敏三极管一道构成遮光器 圆盘的转动可在遮光器输出电路中出现开关电量转换 这种不断转换的电量作为电信号输入电脑，用来识别悬架高度的变化

15、，采用数个这样一来的遮光器，传感器就可以将车身高度划分为若干个区域，如果采用4个光电藕合器，则可以根据其通断状态，组合成16个车高区域。 ECUECU传感器传感器IG供电供电12V基准信号基准信号正时信号正时信号高度信号高度信号搭铁信号搭铁信号l信号特征：信号特征：l是属于数字信号是属于数字信号l用万用表不能准确测量其信号用万用表不能准确测量其信号l要用示波器进行测量要用示波器进行测量B、线性式、线性式l 5VECU信号线搭铁线l信号特点：信号特点：lA A、车身高度正常时、车身高度正常时-2.5V-2.5V左右左右lB B、车身高度高位时、车身高度高位时-3V-3V左右左右lC C、信号范围

16、、信号范围-0.5V4.5V0.5V4.5VC、霍尔式高度传感器、霍尔式高度传感器l霍尔式高度传感器由两个霍尔集成霍尔式高度传感器由两个霍尔集成电路、磁体构成，由于二者的相对电路、磁体构成，由于二者的相对位置不同，车身高度分为三个区域位置不同，车身高度分为三个区域检测检测6、高度控制总开关、高度控制总开关7、门控灯开关、门控灯开关l当全部门都关好时，输出一个当全部门都关好时，输出一个12V的电位给电脑。当其中有一个门打的电位给电脑。当其中有一个门打开时会输出一个开时会输出一个0V电位给电脑。电位给电脑。l当进行驻车控制时，只要打开了门当进行驻车控制时，只要打开了门就会停止下降，关好门后又会继续

17、就会停止下降，关好门后又会继续刚才的动作刚才的动作液压悬挂l与空气悬挂相比，控制原理上是相与空气悬挂相比，控制原理上是相通的，只是部件不一样。通的，只是部件不一样。l组成：组成：l液压泵液压泵l控制阀控制阀l油气弹簧等油气弹簧等油气弹簧高度控制电磁阀液压泵油壶ECU高度传感器泄压阀高度开关高度指示灯故障现象分析故障现象分析l1、车辆放一晚上后，发现有一边、车辆放一晚上后，发现有一边低了下去，是什么原因造成的？怎低了下去，是什么原因造成的？怎么排除？么排除？l2、车辆升高时，压缩机工作时间、车辆升高时，压缩机工作时间过长，是什么原因造成的？怎么排过长，是什么原因造成的？怎么排除？除？ l3、不能

18、进行升高、降低工作。是、不能进行升高、降低工作。是什么原因造成的？怎么排除？什么原因造成的？怎么排除？系统的故障诊断系统的故障诊断l对于具有调节车身高度的空气悬架系统对于具有调节车身高度的空气悬架系统来说，它只在发动机工作一段时间（如来说，它只在发动机工作一段时间（如15s15s）以后，且所有车门和行李箱均已关）以后，且所有车门和行李箱均已关闭的条件下，空气弹簧会自动修正因负闭的条件下，空气弹簧会自动修正因负荷改变造成的车身高度变化。荷改变造成的车身高度变化。l即使发动机熄火，系统仍能在所有车门即使发动机熄火，系统仍能在所有车门和行李箱均关闭一段时间（如和行李箱均关闭一段时间（如15s15s）后，）后，对车身高度进行调节，以保持汽车良好对车身高度进行调节，