智能悬架系统集成开发关键技术与实践-2024-12-技术资料

智能悬架系统集成开发关键技术与实践国家客车质量检验检测中心国家摩托车质量检验检测中心(重庆)国家智能网联汽车质量检验检测中心(重庆)目录04结语招商局检测车辆技术研究院有限公司1智能底盘产业及政策背景在全球汽车产业发展背景下，智能化和电动化趋势愈发显著,同时在自动驾驶技术的驱动下，底盘结构也向着智能化、集成化的机械化分散式控制线控化分层式控制>强调纯电动汽车底盘一体化设计，线控底盘以及线控执行系统发展核心要素>明确提出要加快线控底盘等关键部件的研发速度和关键技术突破>明确提出研究线控底盘的智能协同控制技术>包含底盘信号集中域控，执行器冗余备份，主动悬架量产化，产业链生态完整2智能底盘定义高效的加垂向运动横摆运动俯仰运动纵向及侧倾动力学横向及俯仰动力学深度协同招商局检测车辆技术研究院有限公司3智能悬架定义前右空黄支柱右后减震器左后减震器前左空骨支柱加速度传感器高度传感器高度传感器高度传感器高度传感器高度传感器高度传感器右后气囊左后气囊高度传感器高度传感器右后气囊左后气囊加逢度传感器加逢度传感器图片来源：保隆官网智能悬架能够根据车身高度、车速、转向角度及速率、制动等信息，由电子控制单元控制悬架执行机构，使悬架系统的刚度、阻尼力及车身高度等参数得以改变，从而使汽车具备更好的乘坐舒适性和操纵稳定性。招商局检测车辆技术研究院有限公司4智能悬架发展趋势口车高可调口雷达全主动悬架招商局检测车辆技术研究院有限公司搭载智能悬架车型起售价(万元)搭载智能悬架车型起售价(万元)5020202021202220232024—空簧+半主动减振器——半主动减振器车型起售价(万元)岚图星纪元ES6智能悬架渗透率目前国内乘用车智能悬架系统市场仍然属于蓝海阶段，国产智能悬架刚刚起步。但随着国内自主品牌的迅速发展，各车企纷纷选择布置智能空气悬架。据保守估计，2025年，国内乘用车智能悬架(ECS)渗透率可超过12%,市场规模约240亿元。乘用车产量(万辆)ECS车型量产(万辆)市场空间(亿元)部件销售单价趋势(元/支)空簧减振器总成空气供给单元悬架控制器智能悬架系统特点解析智能悬架系统特点解析1智能悬架系统对比特点动力学被动感知+阻尼调整前馈识别+动力学被动感知+阻尼调整前馈识别+动力学被动感知+阻尼调整主要区别无法施加主动力路况识别+无法施加主动力路况识别+可施加主动力兼顾舒适性与操纵稳定性阻尼提前调整，兼顾舒适性与保证车身姿态更平稳，提升舒用户感知度高优化垂向运动控制，改善用户乘坐感知横纵垂全面提升，用户明显感知优缺点性能优良、可靠性高系统成熟，成本低性能优良、可靠性高系统复杂，成本高性能优异系统复杂，成本高应用情况国内新势力及传统OEM大范围使用前馈系统成熟度稍差，国内小范围应用，例如蔚来发展趋势2026年全面渗透2028年大规模渗透2030年中高端车型大规模渗透招商局检测车辆技术研究院有限公司2半主动悬架调整特性调整特性√根据路面和车辆行驶工况实时调节减振器阻尼力减振器类型采集车辆动态信息，传递电子控制单元电子控制单元招商局检测车辆技术研究院有限公司调整特性调整特性储气罐空气弹簧ECU招商局检测车辆技术研究院有限公司3前馈半主动悬架前馈感知调整特性√减振器阻尼力提前调节前馈感知调整特性√减振器阻尼力提前调节①摄像头/雷达①摄像头/雷达③减振器阻尼调节ECAS刚度/高度调节同时获取前方道路的色彩与深度信息同时获取前方道路的色彩与深度信息>满足车速0-120Km/h系统实时响应需求识别单一时间(孤立减速带、鼓励凹坑、井盖),并高程分级识别连续事件(连续减速带、碎石路、破损路等路面类型)》识别弯道信息(弯道曲率)招商局检测车辆技术研究院有限公司调整效果√垂向车身控制更平稳√侧向运动更稳定系统组成智能悬架系统开发关键技术智能悬架系统开发关键技术招商局检测车辆技术研究院有限公司1智能悬架系统开发关键技术MRC减振器ECAS系统电子液压泵/执行器减振器&弹簧性能优化驾驶模式车身&悬架动力学信号/前馈感知信号控制器CAN总线招商局检测车辆技术研究院有限公司控制原理控制原理压力控制(PressureControl)数量分类外部外部电磁万溢流控制压力控制招商局检测车辆技术研究院有限公司2智能悬架系统硬件开发关键技术■可调阻尼减振系统-被动阀1被动阀-活塞组件BockUpWosher被动阀-底阀组件√技术要点：满足大电流阻尼力建立能力，减少泄流，同时需兼顾次级及冲击舒适性招商局检测车辆技术研究院有限公司2智能悬架系统硬件开发关键技术>单腔空簧——高度可调，刚度随载荷变化>多腔空簧——高度可调，刚度通过电磁阀多档调节>单腔空簧——高度可调，刚度随载荷变化>多腔空簧——高度可调，刚度通过电磁阀多档调节注：图片来源网络√技术要点：囊皮、截型、内压及多腔空簧的偏频设计囊皮材质混合胶/氯丁胶囊皮厚度囊皮硬度囊皮帘线角度囊皮帘线密度100-140根/10cm囊皮帘线材质囊皮帘线直径截型定角度变角度中位直径内压招商局检测车辆技术研究院有限公司2智能悬架系统硬件开发关键技术-开发案例某智能悬架车型操稳与平顺性能优化>空簧：空簧帘线角度偏大，截型设计与整>空簧：空簧帘线角度偏大，截型设计与整车不匹配，导致冲击生硬，滚动舒适性差减振器：车辆优化前被动阀系整体偏弱，导致泄流严重，大电流阻尼力建立不足，操稳性能表现较差；电磁阀调校偏强，导致小电流阻尼力偏大，舒适性表现较差，整体阻尼力带宽不足减振器系统优化·被动阀系调校(预载、节流、·电磁阀调校(预载、弹簧刚度、流道阀芯等)210空簧系统优化空簧系统优化招商局检测车辆技术研究院有限公司2智能悬架系统硬件开发关键技术■全主动系统√全主动与半主动智能悬架系统最大差异点在于能够提供主动力，其力值带宽更大√例如：0.13m/s-1.6A压缩复原阻尼力可达6KN,半主动舒适性车型通常在2KN左右√某SUV实车测试：稳态回转工况最大侧向加速从常规0.85g提升至1.25g,横向稳定性性能提升47%半主动全主动半主动全主动1减振器RAPA电动泵。01000200030004√01000200030004某SUV稳态回转侧向加速度3智能悬架系统软件开发关键技术二阶振动控制◎通过路面状态识别，控制簧下抖动及滚动舒适性弯道行驶稳定性控制瞬态操纵稳定性控制画预瞄控制减振器阻尼力控制操纵稳定性信号仲裁√技术要点：控制策略及信号优先级招商局检测车辆技术研究院有限公司3智能悬架系统软件开发关键技术■空簧刚度及电磁阀驱动控制车速相关驾驶相关减速激活：车速大于120Km/h,且持续10s或车速大于130Km/h退出：车速小于120Km/h,且持续5s或车激活：油门开度大于试值(90%)或编向加速度大于0.3g或油门开度大且快大于调值(150%/s&60%)激活：主压力大于阈值(20Bar)或减速度大于0.25g,或主缸压力和变化车大于法值(20bar,40bar/s)转哪/支道Ramp_Noise3智能悬架系统软件开发关键技术阻尼力调整刚度及高度调整路面类型路面形态单一事件阻尼力调整刚度及高度调整路面类型路面形态单一事件连续事件单一事件识别分析单一事件识别分析半主动X全主动√招商局检测车辆技术研究院有限公司3智能悬架系统软件开发关键技术信号输入传感器信号高度传感器前馈信号CAN信号车速加速度方向盘ESC状态油门开度·制动主缸压力…·故障信号信号处理均值延时转换目标阻尼+目标刚度+目标高度·用户触发·自动调节节·系统状态尼态阻尼力+刚度+高度控制·减振器电磁阀保持继电器·多腔空簧电磁阀信号处理及执行器控制模块(部分)招商局检测车辆技术研究院有限公司3智能悬架系统软件开发关键技术■智能悬架标定>硬件状态确认√减振器80%最大阻尼呈现Overdamping状态>软件标定信号检查信号检查滤波及延时设置各模块Map标定综合性能评价√技术要点：信号滤波及延迟处理、模块决策招商局检测车辆技术研究院有限公司■智能悬架系统硬件在环台架测试——HIL(Hardware-in-the-Loop)硬件在环仿真测试是智能悬架系统开发的必要环节，通过实时处理器运行仿真模型来模拟受控对象的运行状态，I/O接口与被测的ECU连接，对被测ECU进行全方面的测试，最终评估释放软件参数的可靠性。试首轮测试测试报告冒烟测试实时仿真模型实时仿真模型硬件平台系统融合空簧系统转向系统HIL招商局检测车辆技术研究院有限公司4智能悬架系统集成开发台架测试K&C性能K&C性能移梯度梯度阿克曼07惯章工况转动惯量转间关系积心位置坐标08扩展工况更动力加载转向系统刚度转向系统摩糠复合工况轮胎按地印证处居架垂直网度轮心处悬架垂直刚度轮胎垂直刚度轮心垂直位移与车轮转向角关系曲线轮心垂直位移与车轮外假角关系曲线轮心重直位移与主销后续角关系曲线轮心垂直位移与氮向位移变化关系册线轮心垂直位移与级向位移变化关系曲线轮心垂直位移与按地点侧向位移变化关系曲线轮心垂直位移与轮距变化关系曲线轮心垂直位移与轴距变化关系曲线01同向轮跳工况E心假向位杯与重向位移变化关系曲轮心侧向位移与弘向位移变化关系曲兹方间空转角与方车轮辆角曲线方向盘转角与方向盘力炬曲线E心恒问位移与以问位移变化关系曲轮的暖她南似向位移与则向位移变化方问电转角与轴传同角曲线左右车轮阿克经曲经河克量读二曲住河充叠调差曲线方向盈转角与主辆内倾角曲续方问鹿转角与主铜后做用曲线方向盘锈角与车轮外倾角曲糕方向鹿转角与轮口演向位移田线方向血针用与以向位杯曲续方间应钟角与的幢地点碱问位移曲运动学侧领中心高侧15刚度轮心处悬架重直刚实车身侧坝角与车轮垂向力关系曲线车身倒倾角与车轮转向角关系典找车身侧倾角与车轮外似角关系曲线车身侧倾角与轴转向角曲线轮心量直位移与级向位移变化关系曲线轮心重查位移与侧向位置变化关系曲线车身侧倾角与轮距变化关系曲线07反向轮跳工况车轮前来舟与衡间力的关系曲城每间力与向力的于系典间与轮距变化关系曲糕轮心向柔性用线04制动力工况车轮圳向院腔车轮前来与纵向力的关系曲线主辅后续角与纵向力的关系曲技车外领角与州向力的关系曲线辅转向角与以向力的关