智能懸架系統(tǒng)集成開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)與實踐-2024-12-技術(shù)資料

智能懸架系統(tǒng)集成開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)與實踐國家客車質(zhì)量檢驗檢測中心國家摩托車質(zhì)量檢驗檢測中心(重慶)國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車質(zhì)量檢驗檢測中心(重慶)目錄04結(jié)語招商局檢測車輛技術(shù)研究院有限公司1智能底盤產(chǎn)業(yè)及政策背景在全球汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展背景下，智能化和電動化趨勢愈發(fā)顯著,同時在自動駕駛技術(shù)的驅(qū)動下，底盤結(jié)構(gòu)也向著智能化、集成化的機械化分散式控制線控化分層式控制>強調(diào)純電動汽車底盤一體化設(shè)計，線控底盤以及線控執(zhí)行系統(tǒng)發(fā)展核心要素>明確提出要加快線控底盤等關(guān)鍵部件的研發(fā)速度和關(guān)鍵技術(shù)突破>明確提出研究線控底盤的智能協(xié)同控制技術(shù)>包含底盤信號集中域控，執(zhí)行器冗余備份，主動懸架量產(chǎn)化，產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)完整2智能底盤定義高效的加垂向運動橫擺運動俯仰運動縱向及側(cè)傾動力學(xué)橫向及俯仰動力學(xué)深度協(xié)同招商局檢測車輛技術(shù)研究院有限公司3智能懸架定義前右空黃支柱右后減震器左后減震器前左空骨支柱加速度傳感器高度傳感器高度傳感器高度傳感器高度傳感器高度傳感器高度傳感器右后氣囊左后氣囊高度傳感器高度傳感器右后氣囊左后氣囊加逢度傳感器加逢度傳感器圖片來源：保隆官網(wǎng)智能懸架能夠根據(jù)車身高度、車速、轉(zhuǎn)向角度及速率、制動等信息，由電子控制單元控制懸架執(zhí)行機構(gòu)，使懸架系統(tǒng)的剛度、阻尼力及車身高度等參數(shù)得以改變，從而使汽車具備更好的乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性。招商局檢測車輛技術(shù)研究院有限公司4智能懸架發(fā)展趨勢口車高可調(diào)口雷達全主動懸架招商局檢測車輛技術(shù)研究院有限公司搭載智能懸架車型起售價(萬元)搭載智能懸架車型起售價(萬元)5020202021202220232024—空簧+半主動減振器——半主動減振器車型起售價(萬元)嵐圖星紀元ES6智能懸架滲透率目前國內(nèi)乘用車智能懸架系統(tǒng)市場仍然屬于藍海階段，國產(chǎn)智能懸架剛剛起步。但隨著國內(nèi)自主品牌的迅速發(fā)展，各車企紛紛選擇布置智能空氣懸架。據(jù)保守估計，2025年，國內(nèi)乘用車智能懸架(ECS)滲透率可超過12%,市場規(guī)模約240億元。乘用車產(chǎn)量(萬輛)ECS車型量產(chǎn)(萬輛)市場空間(億元)部件銷售單價趨勢(元/支)空簧減振器總成空氣供給單元懸架控制器智能懸架系統(tǒng)特點解析智能懸架系統(tǒng)特點解析1智能懸架系統(tǒng)對比特點動力學(xué)被動感知+阻尼調(diào)整前饋識別+動力學(xué)被動感知+阻尼調(diào)整前饋識別+動力學(xué)被動感知+阻尼調(diào)整主要區(qū)別無法施加主動力路況識別+無法施加主動力路況識別+可施加主動力兼顧舒適性與操縱穩(wěn)定性阻尼提前調(diào)整，兼顧舒適性與保證車身姿態(tài)更平穩(wěn)，提升舒用戶感知度高優(yōu)化垂向運動控制，改善用戶乘坐感知橫縱垂全面提升，用戶明顯感知優(yōu)缺點性能優(yōu)良、可靠性高系統(tǒng)成熟，成本低性能優(yōu)良、可靠性高系統(tǒng)復(fù)雜，成本高性能優(yōu)異系統(tǒng)復(fù)雜，成本高應(yīng)用情況國內(nèi)新勢力及傳統(tǒng)OEM大范圍使用前饋系統(tǒng)成熟度稍差，國內(nèi)小范圍應(yīng)用，例如蔚來發(fā)展趨勢2026年全面滲透2028年大規(guī)模滲透2030年中高端車型大規(guī)模滲透招商局檢測車輛技術(shù)研究院有限公司2半主動懸架調(diào)整特性調(diào)整特性√根據(jù)路面和車輛行駛工況實時調(diào)節(jié)減振器阻尼力減振器類型采集車輛動態(tài)信息，傳遞電子控制單元電子控制單元招商局檢測車輛技術(shù)研究院有限公司調(diào)整特性調(diào)整特性儲氣罐空氣彈簧ECU招商局檢測車輛技術(shù)研究院有限公司3前饋半主動懸架前饋感知調(diào)整特性√減振器阻尼力提前調(diào)節(jié)前饋感知調(diào)整特性√減振器阻尼力提前調(diào)節(jié)①攝像頭/雷達①攝像頭/雷達③減振器阻尼調(diào)節(jié)ECAS剛度/高度調(diào)節(jié)同時獲取前方道路的色彩與深度信息同時獲取前方道路的色彩與深度信息>滿足車速0-120Km/h系統(tǒng)實時響應(yīng)需求識別單一時間(孤立減速帶、鼓勵凹坑、井蓋),并高程分級識別連續(xù)事件(連續(xù)減速帶、碎石路、破損路等路面類型)》識別彎道信息(彎道曲率)招商局檢測車輛技術(shù)研究院有限公司調(diào)整效果√垂向車身控制更平穩(wěn)√側(cè)向運動更穩(wěn)定系統(tǒng)組成智能懸架系統(tǒng)開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)智能懸架系統(tǒng)開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)招商局檢測車輛技術(shù)研究院有限公司1智能懸架系統(tǒng)開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)MRC減振器ECAS系統(tǒng)電子液壓泵/執(zhí)行器減振器&彈簧性能優(yōu)化駕駛模式車身&懸架動力學(xué)信號/前饋感知信號控制器CAN總線招商局檢測車輛技術(shù)研究院有限公司控制原理控制原理壓力控制(PressureControl)數(shù)量分類外部外部電磁萬溢流控制壓力控制招商局檢測車輛技術(shù)研究院有限公司2智能懸架系統(tǒng)硬件開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)■可調(diào)阻尼減振系統(tǒng)-被動閥1被動閥-活塞組件BockUpWosher被動閥-底閥組件√技術(shù)要點：滿足大電流阻尼力建立能力，減少泄流，同時需兼顧次級及沖擊舒適性招商局檢測車輛技術(shù)研究院有限公司2智能懸架系統(tǒng)硬件開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)>單腔空簧——高度可調(diào)，剛度隨載荷變化>多腔空簧——高度可調(diào)，剛度通過電磁閥多檔調(diào)節(jié)>單腔空簧——高度可調(diào)，剛度隨載荷變化>多腔空簧——高度可調(diào)，剛度通過電磁閥多檔調(diào)節(jié)注：圖片來源網(wǎng)絡(luò)√技術(shù)要點：囊皮、截型、內(nèi)壓及多腔空簧的偏頻設(shè)計囊皮材質(zhì)混合膠/氯丁膠囊皮厚度囊皮硬度囊皮簾線角度囊皮簾線密度100-140根/10cm囊皮簾線材質(zhì)囊皮簾線直徑截型定角度變角度中位直徑內(nèi)壓招商局檢測車輛技術(shù)研究院有限公司2智能懸架系統(tǒng)硬件開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)-開發(fā)案例某智能懸架車型操穩(wěn)與平順性能優(yōu)化>空簧：空簧簾線角度偏大，截型設(shè)計與整>空簧：空簧簾線角度偏大，截型設(shè)計與整車不匹配，導(dǎo)致沖擊生硬，滾動舒適性差減振器：車輛優(yōu)化前被動閥系整體偏弱，導(dǎo)致泄流嚴重，大電流阻尼力建立不足，操穩(wěn)性能表現(xiàn)較差；電磁閥調(diào)校偏強，導(dǎo)致小電流阻尼力偏大，舒適性表現(xiàn)較差，整體阻尼力帶寬不足減振器系統(tǒng)優(yōu)化·被動閥系調(diào)校(預(yù)載、節(jié)流、·電磁閥調(diào)校(預(yù)載、彈簧剛度、流道閥芯等)210空簧系統(tǒng)優(yōu)化空簧系統(tǒng)優(yōu)化招商局檢測車輛技術(shù)研究院有限公司2智能懸架系統(tǒng)硬件開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)■全主動系統(tǒng)√全主動與半主動智能懸架系統(tǒng)最大差異點在于能夠提供主動力，其力值帶寬更大√例如：0.13m/s-1.6A壓縮復(fù)原阻尼力可達6KN,半主動舒適性車型通常在2KN左右√某SUV實車測試：穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)工況最大側(cè)向加速從常規(guī)0.85g提升至1.25g,橫向穩(wěn)定性性能提升47%半主動全主動半主動全主動1減振器RAPA電動泵。01000200030004√01000200030004某SUV穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)側(cè)向加速度3智能懸架系統(tǒng)軟件開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)二階振動控制◎通過路面狀態(tài)識別，控制簧下抖動及滾動舒適性彎道行駛穩(wěn)定性控制瞬態(tài)操縱穩(wěn)定性控制畫預(yù)瞄控制減振器阻尼力控制操縱穩(wěn)定性信號仲裁√技術(shù)要點：控制策略及信號優(yōu)先級招商局檢測車輛技術(shù)研究院有限公司3智能懸架系統(tǒng)軟件開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)■空簧剛度及電磁閥驅(qū)動控制車速相關(guān)駕駛相關(guān)減速激活：車速大于120Km/h,且持續(xù)10s或車速大于130Km/h退出：車速小于120Km/h,且持續(xù)5s或車激活：油門開度大于試值(90%)或編向加速度大于0.3g或油門開度大且快大于調(diào)值(150%/s&60%)激活：主壓力大于閾值(20Bar)或減速度大于0.25g,或主缸壓力和變化車大于法值(20bar,40bar/s)轉(zhuǎn)哪/支道Ramp_Noise3智能懸架系統(tǒng)軟件開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)阻尼力調(diào)整剛度及高度調(diào)整路面類型路面形態(tài)單一事件阻尼力調(diào)整剛度及高度調(diào)整路面類型路面形態(tài)單一事件連續(xù)事件單一事件識別分析單一事件識別分析半主動X全主動√招商局檢測車輛技術(shù)研究院有限公司3智能懸架系統(tǒng)軟件開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)信號輸入傳感器信號高度傳感器前饋信號CAN信號車速加速度方向盤ESC狀態(tài)油門開度·制動主缸壓力…·故障信號信號處理均值延時轉(zhuǎn)換目標阻尼+目標剛度+目標高度·用戶觸發(fā)·自動調(diào)節(jié)節(jié)·系統(tǒng)狀態(tài)尼態(tài)阻尼力+剛度+高度控制·減振器電磁閥保持繼電器·多腔空簧電磁閥信號處理及執(zhí)行器控制模塊(部分)招商局檢測車輛技術(shù)研究院有限公司3智能懸架系統(tǒng)軟件開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)■智能懸架標定>硬件狀態(tài)確認√減振器80%最大阻尼呈現(xiàn)Overdamping狀態(tài)>軟件標定信號檢查信號檢查濾波及延時設(shè)置各模塊Map標定綜合性能評價√技術(shù)要點：信號濾波及延遲處理、模塊決策招商局檢測車輛技術(shù)研究院有限公司■智能懸架系統(tǒng)硬件在環(huán)臺架測試——HIL(Hardware-in-the-Loop)硬件在環(huán)仿真測試是智能懸架系統(tǒng)開發(fā)的必要環(huán)節(jié)，通過實時處理器運行仿真模型來模擬受控對象的運行狀態(tài)，I/O接口與被測的ECU連接，對被測ECU進行全方面的測試，最終評估釋放軟件參數(shù)的可靠性。試首輪測試測試報告冒煙測試實時仿真模型實時仿真模型硬件平臺系統(tǒng)融合空簧系統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)HIL招商局檢測車輛技術(shù)研究院有限公司4智能懸架系統(tǒng)集成開發(fā)臺架測試K&C性能K&C性能移梯度梯度阿克曼07慣章工況轉(zhuǎn)動慣量轉(zhuǎn)間關(guān)系積心位置坐標08擴展工況更動力加載轉(zhuǎn)向系統(tǒng)剛度轉(zhuǎn)向系統(tǒng)摩糠復(fù)合工況輪胎按地印證處居架垂直網(wǎng)度輪心處懸架垂直剛度輪胎垂直剛度輪心垂直位移與車輪轉(zhuǎn)向角關(guān)系曲線輪心垂直位移與車輪外假角關(guān)系曲線輪心重直位移與主銷后續(xù)角關(guān)系曲線輪心垂直位移與氮向位移變化關(guān)系冊線輪心垂直位移與級向位移變化關(guān)系曲線輪心垂直位移與按地點側(cè)向位移變化關(guān)系曲線輪心垂直位移與輪距變化關(guān)系曲線輪心垂直位移與軸距變化關(guān)系曲線01同向輪跳工況E心假向位杯與重向位移變化關(guān)系曲輪心側(cè)向位移與弘向位移變化關(guān)系曲茲方間空轉(zhuǎn)角與方車輪輛角曲線方向盤轉(zhuǎn)角與方向盤力炬曲線E心恒問位移與以問位移變化關(guān)系曲輪的暖她南似向位移與則向位移變化方問電轉(zhuǎn)角與軸傳同角曲線左右車輪阿克經(jīng)曲經(jīng)河克量讀二曲住河充疊調(diào)差曲線方向盈轉(zhuǎn)角與主輛內(nèi)傾角曲續(xù)方問鹿轉(zhuǎn)角與主銅后做用曲線方向盤銹角與車輪外傾角曲糕方向鹿轉(zhuǎn)角與輪口演向位移田線方向血針用與以向位杯曲續(xù)方間應(yīng)鐘角與的幢地點堿問位移曲運動學(xué)側(cè)領(lǐng)中心高側(cè)15剛度輪心處懸架重直剛實車身側(cè)壩角與車輪垂向力關(guān)系曲線車身倒傾角與車輪轉(zhuǎn)向角關(guān)系典找車身側(cè)傾角與車輪外似角關(guān)系曲線車身側(cè)傾角與軸轉(zhuǎn)向角曲線輪心量直位移與級向位移變化關(guān)系曲線輪心重查位移與側(cè)向位置變化關(guān)系曲線車身側(cè)傾角與輪距變化關(guān)系曲線07反向輪跳工況車輪前來舟與衡間力的關(guān)系曲城每間力與向力的于系典間與輪距變化關(guān)系曲糕輪心向柔性用線04制動力工況車輪圳向院腔車輪前來與縱向力的關(guān)系曲線主輔后續(xù)角與縱向力的關(guān)系曲技車外領(lǐng)角與州向力的關(guān)系曲線輔轉(zhuǎn)向角與以向力的關(guān)