电控变阻尼悬挂.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,汽,车电控悬架控制技术,-,黄建文,电控变阻尼变刚度悬挂控制,从汽车行驶平顺性和操纵安全性考虑，悬架弹簧刚度和减振器阻尼应能随汽车行驶状况的改变而变化,即可以在车辆行驶过程中，根据路面状态和车身的响应，对悬架参数进行控制，使车身的振动响应始终被限制在期望的范围内。,这种系统通常以车身运动的位移、加速度等参数作为控制依据，由电脑控制电磁阀、步进电动机等执行机构，实现对弹簧刚度和减振器阻尼的调节。,在汽车行驶过程中，由于车轮受到地面冲击，悬架弹簧以其吸收和释放能量的方式将这种冲击转变成车轮（车身）的往复运动，在此过程中，减振器通过吸收振动能量来大幅度衰减振动。,一、功能,1,、模式控制,2,、防“点头”控制,3,、防“后座”控制,4,、防侧倾控制,5,、高车速（,120KM/H140KM/H,）控制,6,、坏路控制,7,、系统保护控制,驾驶可能通过,LRC,开关选择模式,注：现在有些车已经取消了模式开关，而由,ECU,自动控制。,LRC,开关位置,阻尼,刚度,NORM,软,软,SPORT,中,硬,防“点头”控制,可在急刹车时抑制车辆头部下沉，会将刚度和阻尼调到最大工作时间约为一秒钟,工作条件：车速超过,60KM/H,，此时踩下刹车踏板，就会立刻进行,防“后座”控制,可在急加速时抑制车辆尾部下沉，会将刚度和阻尼调到最大,工作时间：车速达,8km/h,后,2,秒钟车速一到,20km/h,则会立刻停止,工作条件：车速低于,20KM/H,，此时节气门开度较大或突然加大，就会立刻进行,防“侧倾”控制,可在车辆转弯时抑制车身摇摆，会将刚度和阻尼调到最大，,工作时间：在方向盘回正后，,2,秒钟立刻停止,工作条件：,ECU,根据车速和转弯角度决定,坏路控制：,ECU,检测出坏路工况时，会将刚度调到最大、阻尼调到中，抑制车身的上下振动,车速低于,8km/h,时，这个控制被禁止,高车速控制：,车速达到,140km/h,时，,ECU,会将刚度调到最大、阻尼调到中，抑制车身的摆动，提高车辆操纵性。（仅欧、美车型）,车速降到,120km/h,后，这个控制结束,减振器阻尼调节原理,汽车减振器是一个密闭的、充满油液的缸筒内置的活塞将缸筒分为两个工作腔体，活塞上开有的轴向节流孔成为沟通两工作腔的通道。,车身的上下振动带动活塞在缸筒中往复运动，迫使筒内的油液在两工作腔之间往复流动,节流孔对油液的摩擦阻力构成了减振器阻尼，汽车振动的能量在此间转化为油液中生成的热能散失在大气中。,在变阻尼中,，,ECU,通过电机转动，改变油液流孔的大小，就能改变减振器的阻尼力,电脑根据汽车行驶状况给直流电动机施加电流，电动机依靠下部的小齿轮带动扇形齿轮转动，控制杆驱动的减振器转阀可在减振器上获得不同的阻尼。,活塞杆,控制杆,回转阀,油孔,活塞,活塞杆为中空结构，控制杆置于其中，,杆的上端和下端分别与执行机构和转阀相连,执行机构可通过控制杆带动转阀旋转，使转阀上的小孔与活塞杆上的小孔接通或切断，从而增加或减少减振器上下油室之间的过流面积，达到调节减振器阻尼的目的，这种减振器可提供软、中等和硬三种阻尼力,。,当转阀上的,A,、,C,油孔导通时，减振器为小阻尼；,当转阀,B,油孔导通时，减振器为中等阻尼,而当转阀上,3,个油孔全部关闭时，仅有止回阀产生节流作用，此时，减振器为大阻尼状态,弹簧刚度调节原理,在具有空气弹簧的悬架系统中，弹簧气囊中空气的压缩构成了弹簧刚度，改变弹簧刚度可依靠增大气囊容积，即增加气体的有效压缩容量来实现,若将,弹簧气室分为主、副气室，以电脑控制沟通主、副气室的开关阀，实现弹簧气室容积的改变，即可改变弹簧的刚度。,电控油气弹簧系统变刚度调节,油室,氮气室,膜片,中间气体弹簧,节流孔,液压缸,控制柱塞阀,电磁阀,不通电时，电磁阀因回位弹簧的作用而保持在关闭位置，使中间气体弹簧与前、后轴上的其他两个弹簧隔绝，悬架处于“硬”状态；,该系统的执行器实际上是一个电磁阀，它置于前、后轴的中间气体弹簧上,当,电脑向电磁阀通电，压缩回位弹簧，接通电磁阀后，中间气体弹簧参与左右弹簧的工作，悬架变软。,当,电脑检测到电磁阀线圈电阻值有误会时，停止对电磁阀加电，悬架系统自动恢复到“硬”的状态,系统以油为介质压缩气室中的氮气，实现刚度调节，以管路中的小孔节流形成阻尼特性。,当汽车正常行驶时，电脑打开前、后电磁阀，将中间气体弹簧接入前、后轴液压回路，于是可将弹簧中可压缩气体的容积增加,50%,，刚度下降；,与此同时，由于各电磁阀还打开了一个节流孔，使油液在各轴上所有三个氮气弹簧之间流动，降低了悬架阻尼。,当电脑关闭前、后电磁阀，使中间气体弹簧与系统隔绝，禁止左右弹簧之间的油液流动，悬架刚度和阻尼均得以增加,着车信号,车速信号,刹车信号,垂直加速度信号,节气门信号,高度信号,边门信号,转向角度信号,ECU,执行器,电控,空气悬架系统在车上的布置,1-,空气干燥器和排气电磁阀,2-,空气压缩机,3,、,16-,前、后高度控制阀,4,、,15-,前、后高度传感器,5-,前悬架执行器,6-,节气门位置传感器,7-,门控灯开关,8-,转角传感器,9-,高度控制开关,10-,后悬架执行器,11-,电脑,12,、,18-,后、前高度控制继电器,13-,高度控制连接器,14-,高度控制开关,17-,制动灯开关,19-IC,调节器,高度民主控制开关位于行李箱中，若将其置于关闭（,OFF,）,位置，则汽车被举升或停在不平路面上时，不能对车身高度进行调节。,1,、发电机,L,端子信号,功能：提供发动机着车信号，着车后有,12V,电压,ECU,发电机调节器,IG,L,端子,充电指示灯,2,、车速传感器,功能：提供车速信号，在防点头、防后座、防侧倾控制中都要起作用,ECU,仪表,车速传感器,3,、,节气门位置传感器,功能：在防后座控制中，需要用到。由发动机送过来。,类型有：线性式和开关式,1,、,开关式节气门位置传感器,右图上为节气门位置传感器,右图下为节气门位置传感器输出信号,常见故障主要是怠速触点接触不良和全负荷触点接触不良,检查怠速触点节气门处于关闭位置时，用万用表电阻档测量节气门位置传感 器的怠速触点端子，电阻值应为,0,。节气门一打开，电阻值应为无穷大,检查全负荷触点 节气门关闭或开度小时，全负荷触点电阻应为无穷大。节气门开度达到一定值时，全负荷触点电阻应为,0,线性节气门位置传感器,线性节气门位置传感器的结构 如图,另一种型式，取消了怠速触点,悬挂,ECU,发动机,ECU,5V,信号,搭铁,常见故障,怠速触点接触不良无怠速信号,滑片与电阻接触不良使节气门开度信号不正确或时有时无,4,、转向盘转角传感器,有两个安装位置：,1,、组合开关上面，,2,、方向柱中间,转向盘转角传感器用于检测汽车转向轮偏转角度和方向，电脑根据其发出的信号，判断出汽车转向时产生侧向力的大小，控制车身的侧倾。,光电式转向盘转角传感器是最常见的一种结构型式。,光电式转向盘转角传感器是最常见的一种结构型式。,转向盘转角传感器,转向盘转角传感器,遮光圆盘,光电藕合器,窄缝,转向轴,ECU,转角传感器,IG,SS1,SS2,搭铁线,SS1,SS2,5,、垂直加速度传感器,功能：为,ECU,提供车辆垂直方向的振动信号，判断坏路及目前悬挂刚度、阻尼是否适合路况,分类：常用的有电阻应变计,RSG,式和压电效应式碰撞传感器,电阻应变计,RSG,式,利用压敏电阻的特性,-,当其受压时，电阻会发生变化。,将,4,个压敏电阻紧贴在一个弹性膜片上面。,车辆前方发生碰撞时，膜片变形。,当汽车发生振动时，振动块振动，缓冲介质随之振动，使电阻应变计的应变电阻发生变形，使电阻值也发生变化，经信号处理放大后送到电脑，这样就可以判断车辆振动情况,压电效应式碰撞传感器,用石英或陶瓷制成的，利用（压电效应）的原理制成传感器,当汽车发生振动时，传感器内的压电晶体在振动产生的压力作用下，输出电压发生变化，经放大后送给,ECU,加速度的作用使一个极薄的压电陶瓷片发生变形，产生电荷，并形成电流。集成电路负责处理放大信号，输出与碰撞强度成正比例的电压,执行器,（步进电机）,功能：将,ECU,的电信号转变成机械动作，安成刚度和阻尼的调节,当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（步进角）。您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的,；,电控悬挂常用下面两种电机：,一是,4,线型步进电机，（一圈,4,步、一步,90,度）,二是五线或六线步进电机，（实现一圈多步，每一步的角度很小、使控制更精确）,4,线步进电机,由两组线圈构成,ECU,5,线或,6,线式步进电机,由两组线圈组成，只是在每组的线圈中间抽出一个中心线出来。,线路分析,（以凌志,LS400,为例）,悬架,控制系统的故障诊断,对于具有调节车身高度的空气悬架系统来说，它只在发动机工作一段时间（如,15s,）,以后，且所有车门和行李箱均已关闭的条件下，空气弹簧会自动修正因负荷改变造成的车身高度变化。,即使发动机熄火，系统仍能在所有车门和行李箱均关闭一段时间（如,15s,）,后，对车身高度进行调节，以保持汽车良好的停车姿态。,同时还应注意，空气悬架调节系统一般在下列情形之下不工作：,1,）当行李箱盖或任意一扇车门开启时；,（,2,）当制动踏板被踩下时；,（,3,）当节气门全开时；,（,4,）当充电系统出现故障时,检测诊断悬架系统故障过程中应特别注意：,（,1,）在检查悬架系统之前，必须确认汽车各轮胎的充气压力是否正常，车轮定位参数是否准确；,（,2,）在顶起或移动汽车之前，应至少打开一个车门或行李箱盖。如果受条件限制无法打开上述盖门，则需要断开蓄电池，以避免悬架系统出现异常的充放气，产生车身的运动；,自诊断方法,丰田读故障码：短接,TCE1,，开,IG,，看高度指示灯闪码,丰田消除在故障码：短接,TCE1,，开,IG,，在,8S,内开关车门,3,次,