汽車底盤電控技術電控懸架系統(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)的結構與工作原理

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)的分類按傳遞介質不同，分氣壓式和油壓式。按驅動機構和介質不同，分電磁閥驅動的油氣主動式懸架和步進電機驅動的空氣主動懸架。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。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。3、電控懸架的功能電控懸架系統(tǒng)的基本目的是控制調節(jié)懸架的剛度和阻尼力?；竟δ苡校很嚫哒{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)的結構與工作原理一、組成傳感器：車高傳感器、車速傳感器、加速度傳感器、轉向盤轉角傳感器、節(jié)氣門位置傳感器等。開關：模式選擇開關、制動燈開關、停車開關、車門開關等。執(zhí)行器：可調阻尼力減震器、可調節(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）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)的調整。二、傳感器的結構與工作原理轉向盤轉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、轉向盤轉角傳感器【作用】檢測轉向盤的中間位置、轉動方向、轉向角度和轉動角度。以判斷轉向時側向力的大小和方向，以控制車身的側傾。【類型】多采用光電式轉向盤轉角傳感器。【安裝位置】轉向盤的轉向軸上。【結構】在轉向軸的帶窄縫的圓盤上裝有兩組光電耦合器，轉向盤轉動時，可輸出兩組脈沖信號。根據(jù)此信號可判斷轉向盤的轉角與轉速；通過兩組信號的相位來判斷轉向的方向。光電式轉角傳感器的安裝位置和結構光電式方向盤轉角傳感器光電式轉角傳傳感器的工作作原理和電路路原理轉向盤轉角傳傳感器工作原原理當轉動轉向盤盤時，信號盤同時轉動，兩兩個光電耦合器的輸出端產生與轉向軸軸轉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向盤的的轉角與轉速速。同時，根據(jù)據(jù)脈沖信號的的相位差來判判斷轉向盤的的偏轉方向。這是因為兩個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變狀態(tài)態(tài)，來檢測出轉轉向軸的偏轉方向。例如，向左轉轉時，左側耦耦合元件總是是先于右側耦耦合元件達到到ON狀態(tài)；而向右右轉時，右側側耦合元件總總是先于左側側耦合元件達達到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_關式、、霍爾式、光光電式。其中光電式式應用較多。。【光電式傳感器器原理】有一根靠連桿桿帶動轉動的的轉軸，轉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。當車身高度度變化時，通通過連桿可使使轉軸轉動，，因而四組光電耦合器可可感應出四組脈沖信信號，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)車高范圍計算結果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向時時，汽車因離離心力的作用用而產生的橫橫向加速度，，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節(jié)情況況，以維持車車身的最佳姿姿勢。【類型】差動變壓器式式和鋼球位移移式?！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、信號開關車門開關停車燈開關阻尼模式指示示燈和車身高高度指示燈高度控制開關關阻尼模式選擇擇開關5、模式選擇開開關【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行行模式，從而而決定減震器器的阻尼力大大小。【運行模式】標準（Norm）、運動（Sport）兩種。豐田凌志車稱稱此開關為LRC開關LRC＝LexusRidingControl凌志乘坐控制制阻尼模式選擇擇開關開關位置阻尼力軟硬乘坐舒適操縱穩(wěn)定6、高度控制開開關【作用】改變車身高度度設置?！具\行模式】低（Low）、高（Hight）兩種。開關位置車身高度高車身高度控制開關低阻尼模式指示燈車身高度指示燈三、執(zhí)行機構構的結構與工工作原理EMSECU懸架控制執(zhí)行行器高度控制閥壓縮機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)行機構可調阻尼力減減振器1－阻尼調節(jié)桿桿2－阻尼孔3－活塞桿4－回轉閥可調阻尼力減減振器工作原原理當回轉閥上的的A、B、C三個截面的阻阻尼孔全部被被回轉閥封住住，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，減振振器被調節(jié)到到“硬”狀態(tài)態(tài)。當回轉閥從“硬”狀態(tài)位位置順時針轉轉動60°時，B截面的阻尼孔孔打開，A、C兩截面的阻尼尼孔仍關閉。。因為多了一一個阻尼孔參參加工作，減減振器處于““運動”狀態(tài)態(tài)，也稱為中中間狀態(tài)。當回轉閥從“硬”狀態(tài)位位置逆時針轉轉動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型可調減振器器2、彈簧剛度控控制的執(zhí)行機機構空氣懸架氣動動缸空氣懸架氣動動缸主、副氣氣室設計為一一體。主氣室室容積可變，，壓縮空氣進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)行器帶動調調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)。利用彈簧實現(xiàn)現(xiàn)車高調整1－阻尼調節(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調節(jié)原理懸架剛度可以以在低、中、、高三種狀態(tài)態(tài)間變化。當閥芯的開口口轉到對準圖示的低位置置時，氣體通道的的大口被打開開。主氣室的的氣體經過閥閥芯的中間孔孔、閥體側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)。當閥芯開口轉轉到對準圖示的中間位位置時，氣體通道道的大口被關關閉、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)。當閥芯開口轉轉到對準圖示的高位置置時，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承承擔緩緩沖工工作，，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)行機機構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，，以抑抑制車車輛側側傾，，制動動時前前部點點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傾控制

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

使彈簧剛度和減振阻尼變成“硬”狀態(tài)。該項控制能抑制汽車制動“點”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半主動控制

對應于不同的道路，提供四輪獨立的減振阻尼最佳控制。相應地，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。操作高度控制開關能使汽車的目標高度變?yōu)椤罢！被颉案摺钡臓顟B(tài)高車速控制

當高度控制開關在“hight（高）”位置時，汽車高度會降低到“正常”狀態(tài)。這就改善高速行駛時的空氣動力學和穩(wěn)定性點火開關關斷控制

當點火開頭關斷后因乘員重量和行李重量變化而使汽車高度變?yōu)楦哂谀繕烁叨葧r，能使汽車高度降低到目標高度。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。。由LRC開關和和高度度控制制開關關組成成。LRC開關有有“SPORT(運動)”和“NORM(標準)”兩種模模式。。高高度控控制開開關用用于選選擇控控制車車身高高度，，有““High(高)”和“NORM(標準)”兩種模模式。。高度控控制ON/OFF開關。。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)可可進行行車身身高度度自動動控制制；當當處于于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行行調節(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應端子子，能能不通通過ECU而直接接控制制空氣氣壓縮縮機電電動機機、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。轉向盤盤轉角角傳感感器。。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，，它們們不是是單獨獨控制制，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