第7章 悬架控制

1、第7章 悬架控制系统 7.1 悬架控制系统概述 1 悬架概述 悬架是车身与车桥（或车轮）之间一切传力连接装置的总称，主要由弹性元件（如螺旋弹簧、空气弹簧）、减振器和导向机构组成。 悬架的主要作用是把路面作用于车轮上的垂直反力、纵向力（牵引力和制动力）、侧向力及这些反力所造成的力矩传递到车架（或车身），以保证汽车正常行驶。 汽车悬架的设计必须适合行驶平顺性和操纵稳定性的要求。 对于传统的悬架系统而言，只能满足特定的道路状态和速度要求，于是各种悬架控制技术和方法得到了发展，使悬架系统适应在不同道路条件下行驶，保证乘坐的舒适性和安全性。,二、悬架控制系统的种类 可以分句悬架系统有无作功能力，把悬架系

2、统可为从动悬架和主动悬架。一般地: 从动悬架可分为从动悬架和半从动悬架； 主动悬架可以分为半主动悬架和主动悬架。 1半从动悬架 传统悬架系统的各参数不能调节，被称为从动悬架， 在悬架系统中，弹簧刚度选定后，一般很难改变。 从改变减振器阻尼入手，将阻尼分为可变的二级或三级，其阻尼力大小的调整，是通过改变油液流通孔的截面积实现的，以适应不同的行驶条件，这种悬架系统称为半从动悬架。,2半主动悬架系统 半主动悬架系统是在半从动悬架的基础上，通过ECU进行控制，使减振器阻尼按照行驶状态的动力学要求进行调节，使其在短时间内由最小变到最大，对阻尼变化响应快，它可根据道路条件和行驶速度自动地调整阻尼值，以提高

3、汽车的安全性、操纵稳定性和舒适性。,3主动悬架系统 主动悬架是一种具有作功能力的悬架，当汽车载荷、行驶速度、路面状况等行驶条件发生变化时，主动悬架系统能自动调整悬架的刚度、阻尼和车身高度，从而同时满足汽车的行驶平顺性、操纵稳定性等各方面的要求。 （1）悬架刚度可以设计得很小，使车身具有较低的固有频率，以保证正常行驶时的乘坐舒适性。由于刚度可调，使汽车转弯出现的车身侧倾、制动、加速等引起车身的纵向摆动等问题得到解决。（2）汽车载荷变化时，主动悬架系统能自动维持车身高度不变，汽车即使在凸凹不平道路上行驶也可保持车身平稳。 （3）普通汽车在制动时车头向下俯冲，由于前后轴载荷发生变化，使后轮与地面的附

4、着条件恶化，延长了制动过程。主动悬架系统可以在制动时使车尾下沉，充分利用车轮与地面的附着条件，加速制动过程，缩短制动距离。 （4）主动悬架可使车轮与地面保持良好接触，即车轮跳离地面的倾向减小，因而可提高车轮与地面的附着力，从而提高了汽车抵抗侧滑的能力。,7.2 电控悬架系统的结构和工作原理 电子控制半主动悬架系统和电子控制主动悬架的控制原理基本相同，这里一起介绍。 电子控制悬架系统有传感器、电子控制单元（ECU）及执行器组成 1.传感器 电控悬架系统根据车速、转向、制动、位移、车身高度等传感信号，控制执行器的工作，这些信号由传感器和控制开关测的，直接或间接输入电子控制单元ECU。 （1）车高传

5、感器 车高传感器的作用是把车身高度的变化（悬架变形量的变化）转变为电信号，并输入ECU。,（2）光电式转角传感器 转角传感器装于转向轴管上，可向ECU提供汽车转向速率、转角大小及转动方向信息，由ECU确定需调节哪些车轮的悬架以及调节量。,二、ECU及其控制功能 电子控制单元ECU是电控系统的核心，电子控制主动悬架ECU的典型的控制功能可以归纳为： （1）车身姿态控制 车身姿态控制是从驾驶员的操作中来预测车身姿态的变化，使悬架的刚度、阻尼暂时处于刚性较大的状态，以减少车辆姿态变化 控制内容包括：抑制转向时的车身侧倾和起步、制动时车身的俯、仰。 （2）车速、路面感应控制 在这种控制中，悬架的刚度与

6、阻尼有两种控制模式，即刚性较小模式与“标准”模式，每种模式中又按刚度与阻尼的大小依次有低、中、高三种状态。 使用何种模式一般是根据路面情况通过选择开关由手动决定。模式一经确定，就由ECU对悬架的刚度和阻尼进行控制，在三种状态间自动进行调节，使车身维持在可能的最佳状态。,（3）车身高度控制 车身高度控制也有两种模式，即“标准”与“高”模式，在每种模式中又分为低、中、高三种状态。 车身模式一旦选定，通常状态下，车身的高度不受乘员和装载质量变化的影响，在ECU控制下保持在所选模式的经常状态高度。当汽车在高速行驶或在颠簸路面行驶时，车身高度则由ECU在低、中、高三种状态之间调节，使汽车经常稳定在最佳行驶状态。,3.执行器 悬架电控系统的执行器的具体型式与悬架刚度、阻尼、车身高度的调节方式相关，现针对各种调节方式说明执行器的结构和调节原理。 （1）悬架刚度调节装置空气悬架刚度调节装置,1电磁线圈；2制动杆；3步进电动机；4小齿轮；5阻尼调节杆；6气阀控制杆；7扇形齿轮,（2）悬架阻尼调节装置三级可调式减振器,1