汽車底盤電控技術(shù)電控懸架系統(tǒng)

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(yīng)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(jìn)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(diǎn)是懸架隨不同的路況和行駛狀態(tài)作出不同的反應(yīng)，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(dá)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(jī)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(jìn)電機(jī)驅(qū)動的空氣主動懸架。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?；竟δ苡校很嚫哒{(diào)整：不論負(fù)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(jìn)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?！绢愋汀慷嗖捎霉怆娛睫D(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器?！景惭b位置】轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向軸上?！窘Y(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)角傳傳感器的工作作原理和電路路原理轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳傳感器工作原原理當(dāng)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤盤時，信號盤同時轉(zhuǎn)動，兩兩個光電耦合器的輸出端產(chǎn)生與轉(zhuǎn)向軸軸轉(zhuǎn)角成一定定比例的通(ON)、斷(OFF)的交變信號，懸架系統(tǒng)控控制裝置根據(jù)據(jù)此信號的變變化來判斷轉(zhuǎn)向盤的的轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速速。同時，根據(jù)據(jù)脈沖信號的的相位差來判判斷轉(zhuǎn)向盤的的偏轉(zhuǎn)方向。這是因?yàn)閮蓚€個耦合元件在在安裝位置上使它們的ON、OFF變換的相位錯錯開90°，可以通過判判斷哪個耦合合元件信號首先轉(zhuǎn)變狀態(tài)態(tài)，來檢測出轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向軸的偏轉(zhuǎn)方向。例如，向左轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時，左側(cè)耦耦合元件總是是先于右側(cè)耦耦合元件達(dá)到到ON狀態(tài)；而向右右轉(zhuǎn)時，右側(cè)側(cè)耦合元件總總是先于左側(cè)側(cè)耦合元件達(dá)達(dá)到ON狀態(tài)。2、車身高度傳傳感器【作用】檢測汽車行駛駛時車身高度的變化情況（（汽車懸架的的位移量）。?！绢愋汀科砷_關(guān)式、、霍爾式、光光電式。其中光電式式應(yīng)用較多。?！竟怆娛絺鞲衅髌髟怼坑幸桓窟B桿桿帶動轉(zhuǎn)動的的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上固定定一個開有許許多窄槽的圓盤，圓盤兩邊裝有四組光電耦合合器。當(dāng)車身高度度變化時，通通過連桿可使使轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，，因而四組光電耦合器可可感應(yīng)出四組脈沖信信號，通過這這四組脈沖信信號的不同組組合，可反映映車高的高度度范圍。光電耦合元件件的狀態(tài)與車車高的對照表表車高光電耦合元件的狀態(tài)車高范圍計(jì)算結(jié)果1234高低OFFOFFONOFF15過高OFFOFFONON14ONOFFONON13高ONOFFONOFF12ONOFFOFFOFF11ONOFFOFFON10普通ONONOFFON9ONONOFFOFF8ONONONOFF7ONONONON6低OFFONONON5OFFONONOFF4OFFONOFFOFF3OFFONOFFON2過低OFFOFFOFFON1OFFOFFOFFOFF03、加速度傳感感器【作用】檢測車身橫向向加速度和縱縱向加速度。。橫向加速度傳傳感器主要用于檢測測汽車轉(zhuǎn)向時時，汽車因離離心力的作用用而產(chǎn)生的橫橫向加速度，，以判斷懸架架系統(tǒng)阻尼力力改變的大小小及空氣彈簧簧中空氣壓力力的調(diào)節(jié)情況況，以維持車車身的最佳姿姿勢?！绢愋汀坎顒幼儔浩魇绞胶弯撉蛭灰埔剖??！緞e名】G傳感器差動變壓器式式加速度傳感感器彈簧封入硅油檢測線圈勵磁線圈心桿心桿二次繞組一次繞組電源二次繞組一次繞組汽車轉(zhuǎn)彎、加加減速時，心桿在橫向力或縱向力作用下移動，，使檢測線圈圈的輸出電壓壓發(fā)生變化。。鋼球位移式加加速度傳感器器汽車轉(zhuǎn)彎、加加減速時，鋼鋼球在橫向力力或縱向力作作用下移動，，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)阻尼模式指示示燈和車身高高度指示燈高度控制開關(guān)關(guān)阻尼模式選擇擇開關(guān)5、模式選擇開開關(guān)【位置】變速器旁?！咀饔谩扛鶕?jù)汽車的行行駛狀況和路路面情況選擇擇懸架的運(yùn)行行模式，從而而決定減震器器的阻尼力大大小?！具\(yùn)行模式】標(biāo)準(zhǔn)（Norm）、運(yùn)動（Sport）兩種。豐田凌志車稱稱此開關(guān)為LRC開關(guān)LRC＝LexusRidingControl凌志乘坐控制制阻尼模式選擇擇開關(guān)開關(guān)位置阻尼力軟硬乘坐舒適操縱穩(wěn)定6、高度控制開開關(guān)【作用】改變車身高度度設(shè)置?！具\(yùn)行模式】低（Low）、高（Hight）兩種。開關(guān)位置車身高度高車身高度控制開關(guān)低阻尼模式指示燈車身高度指示燈三、執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與工工作原理EMSECU懸架控制執(zhí)行行器高度控制閥壓縮機(jī)和干燥燥器組成帶減震器的氣氣動缸1、阻尼力控制制執(zhí)行機(jī)構(gòu)可調(diào)阻尼力減減振器1－阻尼調(diào)節(jié)桿桿2－阻尼孔3－活塞桿4－回轉(zhuǎn)閥可調(diào)阻尼力減減振器工作原原理當(dāng)回轉(zhuǎn)閥上的的A、B、C三個截面的阻阻尼孔全部被被回轉(zhuǎn)閥封住住，這時只有減減振器下面的的主阻尼孔在在工作，所以以此時阻尼為為最大，減振振器被調(diào)節(jié)到到“硬”狀態(tài)態(tài)。當(dāng)回轉(zhuǎn)閥從“硬”狀態(tài)位位置順時針轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動60°時，B截面的阻尼孔孔打開，A、C兩截面的阻尼尼孔仍關(guān)閉。。因?yàn)槎嗔艘灰粋€阻尼孔參參加工作，減減振器處于““運(yùn)動”狀態(tài)態(tài)，也稱為中中間狀態(tài)。當(dāng)回轉(zhuǎn)閥從“硬”狀態(tài)位位置逆時針轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動60°時，A、B、C三個截面的阻阻尼孔全部打打開，此時減減振器的阻尼尼最小，減振振器處于“軟軟”狀態(tài)。凌志LS400ucF20型可調(diào)減振器器2、彈簧剛度控控制的執(zhí)行機(jī)機(jī)構(gòu)空氣懸架氣動動缸空氣懸架氣動動缸主、副氣氣室設(shè)計(jì)為一一體。主氣室室容積可變，，壓縮空氣進(jìn)入入主氣室可升升高懸架的高高度。主氣室與副氣氣室之間有一一個通道，氣氣體可以相互互流通。改變主、副氣氣室的氣體通通道的大小，，就可以改變變空氣懸架的的剛度。懸架的上方與與車身相連，，下方與車輪輪相連，隨著著車身與車輪輪的相對運(yùn)動動，主氣室的的容積在不斷斷變化。減振器的活塞塞通過中心桿桿（阻尼調(diào)整整桿）和懸架架控制執(zhí)行器器相連接。執(zhí)執(zhí)行器帶動調(diào)調(diào)整桿可以改改變活塞阻尼尼孔的大小，，從而改變減減振器的阻尼尼系數(shù)。利用彈簧實(shí)現(xiàn)現(xiàn)車高調(diào)整1－阻尼調(diào)節(jié)桿桿2－空氣閥控制制桿3－主副氣室通通路4－副氣室5－主氣室6－氣閥體7－小氣體通路路8－閥體9－大氣體通路路懸架剛度的調(diào)調(diào)節(jié)原理懸架剛度可以以在低、中、、高三種狀態(tài)態(tài)間變化。當(dāng)閥芯的開口口轉(zhuǎn)到對準(zhǔn)圖示的低位置置時，氣體通道的的大口被打開開。主氣室的的氣體經(jīng)過閥閥芯的中間孔孔、閥體側(cè)面面通道與副氣氣室的氣體相相通，兩氣室室之間的空氣氣流量越大，，相當(dāng)于參與與工作的氣體體容積增大，，懸架剛度處于于低狀態(tài)。當(dāng)閥芯開口轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)到對準(zhǔn)圖示的中間位位置時，氣體通道道的大口被關(guān)關(guān)閉、小口被被打開。兩氣氣室之間的流流量小，懸架剛度處于于中間狀態(tài)。當(dāng)閥芯開口轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)到對準(zhǔn)圖示的高位置置時，兩兩氣室室之間間的氣氣體通通道全全部被被封閉閉，兩兩氣室室之間間的氣氣體相相互不不能流流動。。壓縮縮空氣氣只能能進(jìn)入入主氣氣室，，懸架架在振振動過過程中中，只只有主主氣室室的氣氣體單單獨(dú)承承擔(dān)緩緩沖工工作，，懸架剛剛度處處于高高狀態(tài)態(tài)。懸架綜綜合控控制3、車高高控制制的執(zhí)執(zhí)行機(jī)機(jī)構(gòu)豐田車車自動動高度度控制制氣路路車身高高度控控制停車水水平控控制特殊行行駛工工況高高度控控制自動水水平控控制氣壓式式油壓式式車高控控制系系統(tǒng)的的控制制流程程LEXUSLS400電子控控制懸懸架系系統(tǒng)是是采用用空氣氣彈簧簧的半半主動動式電電控懸懸架，，彈簧簧剛度度和汽汽車車車身高高度控控制可可根據(jù)據(jù)駕駛駛條件件自動動控制制。減減振器器的阻阻尼大大小也也由電電子控控制，，以抑抑制車車輛側(cè)側(cè)傾，，制動動時前前部點(diǎn)點(diǎn)頭和和高速速行駛駛時后后部下下沉等等汽車車姿態(tài)態(tài)變化化，因因此能能明顯顯保持持乘坐坐的舒舒適性性和操操縱的的穩(wěn)定定性。。三LEXUSLS400電子控控制懸懸架系系統(tǒng)LEXUSLS400電控懸懸架系系統(tǒng)控控制功功能彈簧剛剛度和和減振振阻尼尼控制制防側(cè)傾控制

使彈簧剛度和減振阻尼變成“硬”狀態(tài)。該項(xiàng)控制能抑制側(cè)傾，使汽車的姿勢變化減至最小，以改善操縱性防“點(diǎn)”頭控制

使彈簧剛度和減振阻尼變成“硬”狀態(tài)。該項(xiàng)控制能抑制汽車制動“點(diǎn)”頭，使汽車的姿勢變化減至最小防后仰控制

使彈簧剛度和減振阻尼變成“硬”狀態(tài)。該項(xiàng)控制能抑制汽車加速時后仰，使汽車的姿勢變化減至最小高車速控制

使彈簧剛度變成“硬”狀態(tài)和使減振阻尼變成“中”狀態(tài)。該項(xiàng)控制能改善汽車高速行駛時的穩(wěn)定性和操縱性彈簧剛剛度和和減振振阻尼尼控制制不平整道路控制

使彈簧剛度和減振阻尼視需要變成“中”或“軟”狀態(tài)，以抑制汽車車身在懸架上下跳動，改善汽車在不平坦道路上行駛時的乘坐舒適性顛動控制

使彈簧剛度和減振阻尼變成“中”或“軟”狀態(tài)。它能抑制汽車在不平坦道路上行駛時的顛動跳振控制

使彈簧剛度和減振阻尼變成“中”或“軟”狀態(tài)。該項(xiàng)控制能抑制汽車在不平坦道路上行駛時的上下跳振路面感應(yīng)半主動控制

對應(yīng)于不同的道路，提供四輪獨(dú)立的減振阻尼最佳控制。相應(yīng)地，汽車可在各種不同的道路和行駛狀況下保持恒定姿態(tài)車身高高度控控制自動高度控制

不管乘員和行李重量情況如何，使汽車高度保持在某一個恒定的高度位置。操作高度控制開關(guān)能使汽車的目標(biāo)高度變?yōu)椤罢！被颉案摺钡臓顟B(tài)高車速控制

當(dāng)高度控制開關(guān)在“hight（高）”位置時，汽車高度會降低到“正?！睜顟B(tài)。這就改善高速行駛時的空氣動力學(xué)和穩(wěn)定性點(diǎn)火開關(guān)關(guān)斷控制

當(dāng)點(diǎn)火開頭關(guān)斷后因乘員重量和行李重量變化而使汽車高度變?yōu)楦哂谀繕?biāo)高度時，能使汽車高度降低到目標(biāo)高度。這就能改善汽車駐車時的姿勢LEXUSLS400電控懸懸架系系統(tǒng)的組成成懸架控控制開開關(guān)。。由LRC開關(guān)和和高度度控制制開關(guān)關(guān)組成成。LRC開關(guān)有有“SPORT(運(yùn)動)”和“NORM(標(biāo)準(zhǔn))”兩種模模式。。高高度控控制開開關(guān)用用于選選擇控控制車車身高高度，，有““High(高)”和“NORM(標(biāo)準(zhǔn))”兩種模模式。。高度控控制ON/OFF開關(guān)。。安裝在在汽車車尾部部后備備箱的的左邊邊。處處于ON位置時時，系系統(tǒng)可可進(jìn)行行車身身高度度自動動控制制；當(dāng)當(dāng)處于于OFF位置時時，系系統(tǒng)不不執(zhí)行行車身身高度度控制制。如如當(dāng)車車輛被被舉升升或停停在不不平的的路面面時不不能對對車身身高度度進(jìn)行行調(diào)節(jié)節(jié)。車身高高度指指示燈燈。指示燈燈位于于組合合儀表表上，，用于于指示示所選選擇的的車身身高度度。LRC指示燈燈。此燈也也位于于組合合儀表表上，，用于于指示示當(dāng)前前減振振器和和空氣氣彈簧簧的工工作模模式(“NORMALAUTO”或“SPORTAUTO””)。選擇擇“SPORTAUTO””模式時時燈亮亮，否否則燈燈熄滅滅。高度控控制插插座。。連接該該插座座上的的相應(yīng)應(yīng)端子子，能能不通通過ECU而直接接控制制空氣氣壓縮縮機(jī)電電動機(jī)機(jī)、高高度控控制電電磁閥閥及排排氣電電磁閥閥，從從而使使檢修修方便便。此此插座座上還還提供供了用用于清清除存存儲器器中故故障代代碼的的端子子。轉(zhuǎn)向盤盤轉(zhuǎn)角角傳感感器。。光電式式高度傳傳感器器。光電式式l號和2號高度度控制制閥。。分別裝裝在前前、后后懸架架上，，1號高度度控制制閥用用于前前懸架架，此此閥中中有兩兩個電電磁閥閥，分分別控控制左左右空空氣彈彈簧。。2號高度度控制制閥用用于后后懸架架，它它也是是由兩兩個電電磁閥閥組成成，它它與1號高度度控制制閥不不同的的是，，它們們不是是單獨(dú)獨(dú)控制制，而而是同同時動動作。。在2號高度度控制制閥中中還裝裝有一一個