汽車底盤電控技術(shù)電控懸架系統(tǒng)概述(ppt 41頁).ppt

1、電子控制懸架系統(tǒng),電子控制懸架系統(tǒng)概述 電子控制懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理 典型車型電控懸架系統(tǒng),一、電控懸架系統(tǒng)概述,1、采用電控懸架的目的： 傳統(tǒng)懸架系統(tǒng)使用的是定剛度彈簧和定阻尼系數(shù)減震器，只能適應特定的道路和行駛條件，無法滿足變化莫測的路面情況和汽車行駛狀況，只能被動地接受地面對車身的各種作用力，不能主動去進行調(diào)節(jié)。故又稱為被動懸架系統(tǒng)。 電控懸架系統(tǒng)的最大優(yōu)點是懸架隨不同的路況和行駛狀態(tài)作出不同的反應，即可使汽車的乘坐舒適性令人滿意，又能使操縱穩(wěn)定性達到最佳狀態(tài),2、電控懸架系統(tǒng)的分類,按傳遞介質(zhì)不同，分氣壓式和油壓式。 按驅(qū)動機構(gòu)和介質(zhì)不同，分電磁閥驅(qū)動的油氣主動式懸架和步進電機驅(qū)動

2、的空氣主動懸架。 按控制理論不同，分半主動式和主動式。 主動懸架是一種能供給和控制動力源的裝置，它根據(jù)各傳感器檢測的信號，自動調(diào)整懸架的剛度、阻尼力以及車身高度，從而顯著提高汽車的操縱穩(wěn)定性和乘坐舒適性，懸架阻尼和剛度都可調(diào)。 半主動懸架不需要外加動力源，因而消耗的能量小，成本低，僅懸架剛度、阻尼之一可調(diào),3、電控懸架的功能,電控懸架系統(tǒng)的基本目的是控制調(diào)節(jié)懸架的剛度和阻尼力。 基本功能有： 車高調(diào)整：不論負載多少，汽車高度均一定；在壞路面上行駛時，使車高升高，高速行駛時，車高降低。 減震器阻尼力控制：調(diào)整減震器阻尼系數(shù)，防止汽車起步或急加速時車尾后坐；防止緊急制動時車頭下沉；防止急轉(zhuǎn)彎時車身

3、橫向搖動；防止汽車換檔時車身縱向搖動等。 彈簧剛度控制：調(diào)整彈簧彈性系數(shù)，改善乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性。 有些車型有其中一至二個功能，少數(shù)同時有三個功能,二、電控懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理,一、組成 傳感器：車高傳感器、車速傳感器、加速度傳感器、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器、節(jié)氣門位置傳感器等。 開關(guān)：模式選擇開關(guān)、制動燈開關(guān)、停車開關(guān)、車門開關(guān)等。 執(zhí)行器：可調(diào)阻尼力減震器、可調(diào)節(jié)彈簧高度和彈性大小的彈性元件等。 ECU 一般原理： 利用傳感器（包括開關(guān)）檢測汽車行駛時路面的狀況和車身的狀態(tài)，輸入ECU后進行處理，然后通過驅(qū)動電路控制懸架系統(tǒng)的執(zhí)行器動作，完成懸架特性參數(shù)的調(diào)整,二、傳感器的結(jié)構(gòu)與工作原理,

4、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器,加速度傳感器,車身高度傳感器,車身高度傳感器加速度傳感器,傳感器位置,1、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器,作用】檢測轉(zhuǎn)向盤的中間位置、轉(zhuǎn)動方向、轉(zhuǎn)向角度和轉(zhuǎn)動角度。以判斷轉(zhuǎn)向時側(cè)向力的大小和方向，以控制車身的側(cè)傾。 【類型】多采用光電式轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器。 【安裝位置】轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向軸上。 【結(jié)構(gòu)】在轉(zhuǎn)向軸的帶窄縫的圓盤上裝有兩組光電耦合器，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動時，可輸出兩組脈沖信號。根據(jù)此信號可判斷轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速；通過兩組信號的相位來判斷轉(zhuǎn)向的方向,光電式轉(zhuǎn)角傳感器的安裝位置和結(jié)構(gòu),光電式方向盤轉(zhuǎn)角傳感器,光電式轉(zhuǎn)角傳感器的工作原理和電路原理,轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器工作原理,當轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時，信號盤同時轉(zhuǎn)

5、動，兩個光電耦合器的輸出端產(chǎn)生與轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)角成一定比例的通(ON)、斷(OFF)的交變信號，懸架系統(tǒng)控制裝置根據(jù)此信號的變化來判斷轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速。同時，根據(jù)脈沖信號的相位差來判斷轉(zhuǎn)向盤的偏轉(zhuǎn)方向。 這是因為兩個耦合元件在安裝位置上使它們的ON、OFF變換的相位錯開90，可以通過判斷哪個耦合元件信號首先轉(zhuǎn)變狀態(tài)，來檢測出轉(zhuǎn)向軸的偏轉(zhuǎn)方向。 例如，向左轉(zhuǎn)時，左側(cè)耦合元件總是先于右側(cè)耦合元件達到ON狀態(tài)；而向右轉(zhuǎn)時，右側(cè)耦合元件總是先于左側(cè)耦合元件達到ON狀態(tài),2、車身高度傳感器,作用】檢測汽車行駛時車身高度的變化情況（汽車懸架的位移量）。 【類型】片簧開關(guān)式、霍爾式、光電式。其中光電式應用較多。

6、 【光電式傳感器原理】有一根靠連桿帶動轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上固定一個開有許多窄槽的圓盤，圓盤兩邊裝有四組光電耦合器。當車身高度變化時，通過連桿可使轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，因而四組光電耦合器可感應出四組脈沖信號，通過這四組脈沖信號的不同組合，可反映車高的高度范圍,光電耦合元件的狀態(tài)與車高的對照表,3、加速度傳感器,作用】檢測車身橫向加速度和縱向加速度。橫向加速度傳感器主要用于檢測汽車轉(zhuǎn)向時，汽車因離心力的作用而產(chǎn)生的橫向加速度，以判斷懸架系統(tǒng)阻尼力改變的大小及空氣彈簧中空氣壓力的調(diào)節(jié)情況，以維持車身的最佳姿勢。 【類型】差動變壓器式和鋼球位移式。 【別名】G傳感器,差動變壓器式加速度傳感器,汽車轉(zhuǎn)彎、加減速時，心

7、桿在橫向力或縱向力作用下移動，使檢測線圈的輸出電壓發(fā)生變化,鋼球位移式加速度傳感器,汽車轉(zhuǎn)彎、加減速時，鋼球在橫向力或縱向力作用下移動，使檢測線圈的輸出電壓發(fā)生變化,4、信號開關(guān),車門開關(guān),停車燈開關(guān),阻尼模式指示燈和車身高度指示燈,高度控制開關(guān),阻尼模式選擇開關(guān),5、模式選擇開關(guān),位置】變速器旁。 【作用】根據(jù)汽車的行駛狀況和路面情況選擇懸架的運行模式，從而決定減震器的阻尼力大小。 【運行模式】標準（Norm）、運動（Sport）兩種。 豐田凌志車稱此開關(guān)為LRC開關(guān) LRCLexus Riding Control 凌志乘坐控制,阻尼模式選擇開關(guān),開關(guān)位置,阻尼力,軟,硬,乘坐舒適,操縱穩(wěn)定

8、,6、高度控制開關(guān),作用】改變車身高度設(shè)置。 【運行模式】低（Low）、高（Hight）兩種,三、執(zhí)行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)與工作原理,EMS ECU,懸架控制執(zhí)行器,高度控制閥,壓縮機和干燥器組成,帶減震器的氣動缸,1、阻尼力控制執(zhí)行機構(gòu),可調(diào)阻尼力減振器,1阻尼調(diào)節(jié)桿 2阻尼孔 3活塞桿 4回轉(zhuǎn)閥,可調(diào)阻尼力減振器工作原理 當回轉(zhuǎn)閥上的A、B、C三個截面的阻尼孔全部被回轉(zhuǎn)閥封住，這時只有減振器下面的主阻尼孔在工作，所以此時阻尼為最大，減振器被調(diào)節(jié)到“硬”狀態(tài)。 當回轉(zhuǎn)閥從“硬”狀態(tài)位置順時針轉(zhuǎn)動60時， B截面的阻尼孔打開，A、C兩截面的阻尼孔仍關(guān)閉。因為多了一個阻尼孔參加工作，減振器處于“運動”狀態(tài)

9、，也稱為中間狀態(tài)。 當回轉(zhuǎn)閥從“硬”狀態(tài)位置逆時針轉(zhuǎn)動60時，A、B、C三個截面的阻尼孔全部打開，此時減振器的阻尼最小，減振器處于“軟”狀態(tài),凌志LS400 ucF20型可調(diào)減振器,2、彈簧剛度控制的執(zhí)行機構(gòu),空氣懸架氣動缸 空氣懸架氣動缸主、副氣室設(shè)計為一體。主氣室容積可變，壓縮空氣進入主氣室可升高懸架的高度。 主氣室與副氣室之間有一個通道，氣體可以相互流通。改變主、副氣室的氣體通道的大小，就可以改變空氣懸架的剛度。 懸架的上方與車身相連，下方與車輪相連，隨著車身與車輪的相對運動，主氣室的容積在不斷變化。 減振器的活塞通過中心桿（阻尼調(diào)整桿）和懸架控制執(zhí)行器相連接。執(zhí)行器帶動調(diào)整桿可以改變活

10、塞阻尼孔的大小，從而改變減振器的阻尼系數(shù),利用彈簧實現(xiàn)車高調(diào)整,1阻尼調(diào)節(jié)桿 2空氣閥控制桿 3主副氣室通路 4副氣室 5主氣室 6氣閥體 7小氣體通路 8閥體 9大氣體通路,懸架剛度的調(diào)節(jié)原理,懸架剛度可以在低、中、高三種狀態(tài)間變化。 當閥芯的開口轉(zhuǎn)到對準圖示的低位置時，氣體通道的大口被打開。主氣室的氣體經(jīng)過閥芯的中間孔、閥體側(cè)面通道與副氣室的氣體相通，兩氣室之間的空氣流量越大，相當于參與工作的氣體容積增大，懸架剛度處于低狀態(tài)。 當閥芯開口轉(zhuǎn)到對準圖示的中間位置時，氣體通道的大口被關(guān)閉、小口被打開。兩氣室之間的流量小，懸架剛度處于中間狀態(tài)。 當閥芯開口轉(zhuǎn)到對準圖示的高位置時，兩氣室之間的氣體

11、通道全部被封閉，兩氣室之間的氣體相互不能流動。壓縮空氣只能進入主氣室，懸架在振動過程中，只有主氣室的氣體單獨承擔緩沖工作，懸架剛度處于高狀態(tài),懸架綜合控制,3、車高控制的執(zhí)行機構(gòu),豐田車自動高度控制氣路,車身高度控制,停車水平控制 特殊行駛工況高度控制 自動水平控制 氣壓式 油壓式,車高控制系統(tǒng)的控制流程,LEXUS LS400電子控制懸架系統(tǒng)是采用空氣彈簧的半主動式電控懸架，彈簧剛度和汽車車身高度控制可根據(jù)駕駛條件自動控制。減振器的阻尼大小也由電子控制，以抑制車輛側(cè)傾，制動時前部點頭和高速行駛時后部下沉等汽車姿態(tài)變化，因此能明顯保持乘坐的舒適性和操縱的穩(wěn)定性,三 LEXUS LS400電子控

12、制懸架系統(tǒng),LEXUS LS400電控懸架系統(tǒng)控制功能,彈簧剛度和減振阻尼控制,彈簧剛度和減振阻尼控制,車身高度控制,LEXUS LS400電控懸架系統(tǒng)的組成,懸架控制開關(guān)。由LRC開關(guān)和高度控制開關(guān)組成。LRC開關(guān)有“SPORT(運動)”和“NORM(標準)”兩種模式。 高度控制開關(guān)用于選擇控制車身高度，有“High(高)”和“NORM(標準)”兩種模式。 高度控制ON/OFF開關(guān)。安裝在汽車尾部后備箱的左邊。處于ON位置時，系統(tǒng)可進行車身高度自動控制；當處于OFF位置時，系統(tǒng)不執(zhí)行車身高度控制。如當車輛被舉升或停在不平的路面時不能對車身高度進行調(diào)節(jié)。 車身高度指示燈。指示燈位于組合儀表上，

13、用于指示所選擇的車身高度。 LRC指示燈。此燈也位于組合儀表上，用于指示當前減振器和空氣彈簧的工作模式(“NORMAL AUTO”或“SPORT AUTO”)。選擇“SPORT AUTO”模式時燈亮，否則燈熄滅。 高度控制插座。連接該插座上的相應端子，能不通過ECU而直接控制空氣壓縮機電動機、高度控制電磁閥及排氣電磁閥，從而使檢修方便。此插座上還提供了用于清除存儲器中故障代碼的端子。 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器。光電式 高度傳感器。光電式,l號和2號高度控制閥。分別裝在前、后懸架上，1號高度控制閥用于前懸架，此閥中有兩個電磁閥，分別控制左右空氣彈簧。2號高度控制閥用于后懸架，它也是由兩個電磁閥組成，它與1號高度控制閥不同的是，它們不是單獨控制，而是同時動作。在2號高度控制閥中還裝有一個安全閥，用于防止管路中壓力過高。 懸架電控單元ECU。用于控制減振器的阻尼力、懸架的剛度及車身高度。 懸架控制執(zhí)行器。懸架控制執(zhí)行器（直流電動機式）裝在各空氣彈簧和減振器的上方，用于同時驅(qū)動減振器的轉(zhuǎn)閥和空氣彈簧的連通閥，以改