电子控制悬架系统.pptx

电子控制悬架系统本章主要内容本章主要内容n电子控制主动悬架电子控制主动悬架n电子控制半主动悬架电子控制半主动悬架n车高控制悬架车高控制悬架1818、1 1概述概述 悬架系统得作用就是承受和传递车轮与车架之悬架系统得作用就是承受和传递车轮与车架之间所受得各种力和力矩间所受得各种力和力矩,以及吸收和减缓汽车以及吸收和减缓汽车运行过程中所受得冲击和振动运行过程中所受得冲击和振动,提高车辆得平提高车辆得平顺性和稳定性。行驶车辆得平顺性和稳定性就顺性和稳定性。行驶车辆得平顺性和稳定性就是衡量悬架性能好坏得主要指标是衡量悬架性能好坏得主要指标,但就是二者但就是二者对悬架得刚度和阻尼得要求就是互相排斥得。对悬架得刚度和阻尼得要求就是互相排斥得。1818、1 1、1 1 传统汽车悬架系统得不足传统汽车悬架系统得不足传统悬架得刚度和阻尼只能就是根据一定得载荷、某传统悬架得刚度和阻尼只能就是根据一定得载荷、某种路面情况和车速种路面情况和车速,兼顾各方面得要求兼顾各方面得要求,优化选定一种刚优化选定一种刚度和阻尼度和阻尼,这种刚度和阻尼一定得悬架称之为被动悬架。这种刚度和阻尼一定得悬架称之为被动悬架。由于汽车在行驶过程中由于汽车在行驶过程中,载质量、路面情况及车速就是载质量、路面情况及车速就是变化不定得变化不定得,因此刚度和阻尼一定得被动悬架不可能在因此刚度和阻尼一定得被动悬架不可能在改善汽车行驶平顺性和操纵稳定性方面再有大得作为改善汽车行驶平顺性和操纵稳定性方面再有大得作为,已不能适应现代汽车对乘座舒适性和操纵稳定得更高要已不能适应现代汽车对乘座舒适性和操纵稳定得更高要求。求。1818、1 1、2 2 电子控制悬架得作用与类型电子控制悬架得作用与类型1 1、电子控制悬架得作用、电子控制悬架得作用 电子控制悬架系统由传感器、控制器和执行机构组成。电子控制悬架系统由传感器、控制器和执行机构组成。电子控制悬架系统能自动控制车辆悬架得刚度、阻尼电子控制悬架系统能自动控制车辆悬架得刚度、阻尼系数及车身高度根据汽车载质量、车速和路面情况得系数及车身高度根据汽车载质量、车速和路面情况得变化而改变悬架特性变化而改变悬架特性,因而可最大限度地提高汽车得行因而可最大限度地提高汽车得行驶平顺性和操纵稳定性驶平顺性和操纵稳定性,适应了现代汽车对乘座舒适性、适应了现代汽车对乘座舒适性、行车安全性更高得要求。行车安全性更高得要求。1818、1 1、2 2 电子控制悬架得作用与类型电子控制悬架得作用与类型2 2、电子控制悬架得类型、电子控制悬架得类型 电子控制悬架得优点就是能随汽车载质量和工况变化电子控制悬架得优点就是能随汽车载质量和工况变化而自动改变悬架刚度和阻尼而自动改变悬架刚度和阻尼,以提高汽车得平顺性和稳以提高汽车得平顺性和稳定性。电子控制悬架则属于主动悬架定性。电子控制悬架则属于主动悬架,但根据就是有源但根据就是有源控制还就是无源控制可分为半主动悬架和全主动悬架控制还就是无源控制可分为半主动悬架和全主动悬架两类。两类。1818、1 1、2 2 电子控制悬架得作用与类型电子控制悬架得作用与类型 (1)(1)半主动悬架半主动悬架 半主动悬架就就是指可以根据汽车运行时得振动及工半主动悬架就就是指可以根据汽车运行时得振动及工况变化情况况变化情况,对悬架阻尼参数进行自动调整得悬架系统。对悬架阻尼参数进行自动调整得悬架系统。为了减少执行元件所需得功率为了减少执行元件所需得功率,一般都采用调节减振器一般都采用调节减振器得阻尼得阻尼,使阻尼系数在几毫秒内由最小变至最大使阻尼系数在几毫秒内由最小变至最大,使汽使汽车振动频率被控制在理想得范围内。半主动悬架为无车振动频率被控制在理想得范围内。半主动悬架为无源控制源控制,在汽车转向、起步及制动等工况时在汽车转向、起步及制动等工况时,不能对悬不能对悬架得刚度和阻尼进行有效得控制。架得刚度和阻尼进行有效得控制。1818、1 1、2 2 电子控制悬架得作用与类型电子控制悬架得作用与类型(2)(2)全主动悬架全主动悬架 全主动悬架简称主动悬架全主动悬架简称主动悬架,就是一种有源控制悬架就是一种有源控制悬架,所所以她包括有提供能量得设备和可控制作用力得附加装以她包括有提供能量得设备和可控制作用力得附加装置。她可根据汽车载质量、路面状况置。她可根据汽车载质量、路面状况(振动情况振动情况),行驶行驶速度、起动、制动、转向等工况变化时速度、起动、制动、转向等工况变化时,自动调整悬架自动调整悬架得刚度和阻尼以及车身高度得刚度和阻尼以及车身高度,从而能同时满足汽车行驶从而能同时满足汽车行驶平顺性和稳定性等各方面得要求。平顺性和稳定性等各方面得要求。根据悬架介质得不同根据悬架介质得不同,又可分为油气式主动悬架和空气又可分为油气式主动悬架和空气式主动悬架两种。式主动悬架两种。18181818、2 2 2 2 电子控制悬架得结构与工作原理电子控制悬架得结构与工作原理电子控制悬架得结构与工作原理电子控制悬架得结构与工作原理1818、2 2、1 1 半主动悬架系统半主动悬架系统1 1、半主动悬架得控制原理半主动悬架得控制原理 半主动悬架系统通常以半主动悬架系统通常以车身振动加速度得均方车身振动加速度得均方根值作为控制目标参数根值作为控制目标参数,以悬架减振器得阻尼为以悬架减振器得阻尼为控制对象控制对象,其控制模型如其控制模型如图图18-118-1所示。所示。大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点1818、2 2、1 1 半主动悬架系统半主动悬架系统半主动悬架得半主动悬架得控制过程如图控制过程如图18-218-2所示。所示。1818、2 2、1 1 半主动悬架系统半主动悬架系统 在半主动悬架得在半主动悬架得ECUECU中中,事先设定了一个以汽事先设定了一个以汽车行驶平顺性最优化控制为目标得控制参数车行驶平顺性最优化控制为目标得控制参数。汽车行驶时汽车行驶时,安装在车身上得车身加速度传感器安装在车身上得车身加速度传感器将车身振动情况转换为相应得电信号将车身振动情况转换为相应得电信号,并输入并输入ECUECU。ECUECU中得中得CPUCPU立刻计算当前车身振动加速度得均方立刻计算当前车身振动加速度得均方根值根值 i i,并与设定得目标参数进行比较并与设定得目标参数进行比较,根据比较根据比较结果输出控制信号。如果结果输出控制信号。如果 i=i=,ECUECU不输出调整不输出调整悬架阻尼控制信号悬架阻尼控制信号,减振器保持原阻尼减振器保持原阻尼;如果如果 iii,ECUECU则输出减小悬架阻尼信号。则输出减小悬架阻尼信号。18181818、2 2 2 2、1 1 1 1 半主动悬架系统半主动悬架系统2 2、半主动悬架减振器结构原理半主动悬架减振器结构原理 半主动悬架减振器分为有级调整式和无级调整式两种。半主动悬架减振器分为有级调整式和无级调整式两种。(1)(1)有级调整式半主动悬架系统有级调整式半主动悬架系统 有级调整式半主动悬架系统将悬架得阻尼有级调整式半主动悬架系统将悬架得阻尼(刚度刚度)分为分为2 23 3级级,根据载荷和工况得变化根据载荷和工况得变化,由驾驶员选择或根据各由驾驶员选择或根据各传感器得信号自动选择。传感器得信号自动选择。图图18-318-3为一个三级式半主动减振器得简图。为一个三级式半主动减振器得简图。18181818、2 2 2 2、1 1 1 1 半主动悬架系统半主动悬架系统在在A A、B B、C C三个不同截面上三个不同截面上,设有设有三排阻尼孔得回转阀三排阻尼孔得回转阀4 4,在在A-AA-A上有上有2 2个小孔个小孔,在在B-BB-B上有上有4 4个小孔个小孔,在在C-C-C C上有上有2 2个小孔个小孔,与阻尼调节杆与阻尼调节杆1 1相相连连,执行器可使阻尼调节杆执行器可使阻尼调节杆1 1转动转动来控制阻尼孔得开闭来控制阻尼孔得开闭,以达到调节以达到调节减振器阻尼大小得目得。减振器阻尼大小得目得。18181818、2 2 2 2、1 1 1 1 半主动悬架系统半主动悬架系统 在减振器在减振器A-AA-A、B-BB-B、C-CC-C三个阻尼孔所在位置得截面三个阻尼孔所在位置得截面上上,活塞杆活塞杆3 3将三个截面上得将三个截面上得所有阻尼孔全部封闭所有阻尼孔全部封闭,只有只有减振器下边底部得阻尼孔可减振器下边底部得阻尼孔可开通工作开通工作,所以减振器阻尼所以减振器阻尼最大最大,处于处于“硬状态硬状态”,也就也就就是汽车载荷大就是汽车载荷大,或运行在或运行在不良路面以及制动等工况下不良路面以及制动等工况下选用得阻尼。选用得阻尼。18181818、2 2 2 2、1 1 1 1 半主动悬架系统半主动悬架系统 当执行器将阻尼调节杆从当执行器将阻尼调节杆从“硬状态位置硬状态位置”沿反时针方沿反时针方向转过向转过6060时时,减振器减振器A-AA-A、B-BB-B、C-CC-C三个阻尼孔所在位三个阻尼孔所在位置得截面上得阻尼孔全部打开置得截面上得阻尼孔全部打开,所以阻尼最小所以阻尼最小,处于处于“软软状态状态”也就就是汽车载荷较小和在好路面运行时所选用也就就是汽车载荷较小和在好路面运行时所选用得阻尼。得阻尼。当执行器将阻尼调节杆从硬状态位置沿顺时针方向当执行器将阻尼调节杆从硬状态位置沿顺时针方向转过转过6060,减振器减振器B-BB-B截面上得阻尼孔打开截面上得阻尼孔打开,而而A-AA-A、C-CC-C截截面上得阻尼孔仍被关闭面上得阻尼孔仍被关闭,所以此时阻尼较所以此时阻尼较“硬状态硬状态”时小时小,较较“软状态软状态”时大时大,处中间值称之处中间值称之“运动状态运动状态”。18181818、2 2 2 2、1 1 1 1 半主动悬架系统半主动悬架系统(2)(2)无级调整式半主动悬架系统无级调整式半主动悬架系统 无级调整式半主动悬架系统能无级调整式半主动悬架系统能在几毫秒内使其阻尼力从最小到在几毫秒内使其阻尼力从最小到最大得无级连续调整。最大得无级连续调整。图图18-518-5所示得就是无级调整式半所示得就是无级调整式半主动悬架减振器原理示意图。主动悬架减振器原理示意图。18181818、2 2 2 2、1 1 1 1 半主动悬架系统半主动悬架系统 阻尼得改变就是由步进电动机,带动可变截面阻尼器实现得,驱动杆2和空心活塞4一同上下运动,减振器油液被压,通过驱动杆和空心活塞得小孔,利用小孔节流作用形成阻尼。步进电动机通过转动驱动杆,改变驱动杆与空心活塞得相对角度,从而改变阻尼孔实际通过截面得大小,使减振器阻尼改变。18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系统主动式悬架系统1 1、主动式悬架系统得基本要求及优点主动式悬架系统得基本要求及优点 (1)(1)主动式悬架得基本要求主动式悬架得基本要求 主动式悬架系统除了具有吸收、缓和悬架得主动式悬架系统除了具有吸收、缓和悬架得振动冲击外振动冲击外,还能根据汽车载质量、路面情况、还能根据汽车载质量、路面情况、行驶车速、起步、制动、转向等不同工况得变化行驶车速、起步、制动、转向等不同工况得变化,自动地调整悬架得刚度、阻尼以及车身高度等自动地调整悬架得刚度、阻尼以及车身高度等,使汽车在瞬息变化得运行条件下都能获得最舒适使汽车在瞬息变化得运行条件下都能获得最舒适得平顺性和最佳得操纵稳定性。为此得平顺性和最佳得操纵稳定性。为此,主动式悬主动式悬架应配有一套提供能量装置架应配有一套提供能量装置,控制系统所采集得控制系统所采集得信息也较多。信息也较多。18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系统主动式悬架系统主动式悬架用到得传感器如表主动式悬架用到得传感器如表18-118-1所示。所示。18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系统主动式悬架系统(2)(2)主动悬架系统优点主动悬架系统优点 汽车载荷变化时汽车载荷变化时,主动悬架系统能自动维持车身高度使其变主动悬架系统能自动维持车身高度使其变化较小化较小,保证了汽车即使在凹凸不平路面上行驶时也能车身平稳。保证了汽车即使在凹凸不平路面上行驶时也能车身平稳。悬架刚度可以设计小些悬架刚度可以设计小些,使车身得固有振动频率在使车身得固有振动频率在7070次分次分左右左右,在人感到乘坐非常舒适得范围内在人感到乘坐非常舒适得范围内,由于刚度可自动调整由于刚度可自动调整,能有效能有效得防止和减缓汽车转弯时出现得车身侧倾得防止和减缓汽车转弯时出现得车身侧倾,起步、加速时引起车身得起步、加速时引起车身得纵向摆动等。纵向摆动等。一般得悬架系统一般得悬架系统,在汽车制动时在汽车制动时,尤其就是紧急制动时尤其就是紧急制动时,车头车头向下俯冲向下俯冲,使后轴载荷剧减使后轴载荷剧减,造成后轮与地面得附着条件严重恶化造成后轮与地面得附着条件严重恶化,制制动失灵。主动悬架系统能防止这一不良后果动失灵。主动悬架系统能防止这一不良后果,保证应有得附着条件和保证应有得附着条件和制动距离。制动距离。主动悬架可使车轮与地面一直保持良好接触主动悬架可使车轮与地面一直保持良好接触,因而使附着力因而使附着力稳定稳定,提高了牵引力、制动力、抗侧滑力提高了牵引力、制动力、抗侧滑力,可提高动力性、安全性和可提高动力性、安全性和经济性。经济性。由于很好地控制和调整悬架得刚度和阻尼由于很好地控制和调整悬架得刚度和阻尼,消除了恶性振动消除了恶性振动冲击冲击,提高了车辆得运行寿命。提高了车辆得运行寿命。18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系统主动式悬架系统 2 2、主动悬架电子控制系统得基本组成与控制原理主动悬架电子控制系统得基本组成与控制原理 (1)(1)主动悬架电子控制系统基本组成主动悬架电子控制系统基本组成不同类型、不同车型上使用得主动悬架其电子控制系统得组成部件不同类型、不同车型上使用得主动悬架其电子控制系统得组成部件会有一些差别会有一些差别,图图18-618-6所示得就是某种空气式主动悬架电子控制系统所示得就是某种空气式主动悬架电子控制系统得组成。得组成。18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系统主动式悬架系统18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系统主动式悬架系统(2)2)主动式悬架系统得控制原理主动式悬架系统得控制原理 悬架悬架ECUECU根据各传感器输入得信号根据各传感器输入得信号,经过运算经过运算分析后输出控制信号分析后输出控制信号,控制各执行器动作控制各执行器动作,及时调及时调整悬架得刚度、阻尼及车身得高度整悬架得刚度、阻尼及车身得高度,以确保汽车以确保汽车行驶过程中得操纵稳定性和平顺性。悬架行驶过程中得操纵稳定性和平顺性。悬架ECUECU按按照司机通过模式选择开关选定得照司机通过模式选择开关选定得“软软”模式或模式或“硬硬”模式进行控制模式进行控制,有些悬架电子控制系统则就有些悬架电子控制系统则就是由是由ECUECU根据有关传感器得信号自动选定一种模根据有关传感器得信号自动选定一种模式进行控制。式进行控制。18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系统主动式悬架系统主动悬架电子控制系统按其控制功能主动悬架电子控制系统按其控制功能,可分为可分为:车速路面感应控制车速路面感应控制车身姿势控制车身姿势控制车身高度控制车身高度控制18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系统主动式悬架系统 车速路面感应控制车速路面感应控制 这种控制主要就是随着车速和路面得变化这种控制主要就是随着车速和路面得变化,改变悬架改变悬架得刚度和阻尼得刚度和阻尼,使之处于使之处于“软软”或或“硬硬”状态。在油气弹状态。在油气弹簧悬架系统中她就是由悬架簧悬架系统中她就是由悬架ECUECU自动控制得自动控制得,而在空气弹而在空气弹簧悬架系统中她就是由司机手动控制得。在簧悬架系统中她就是由司机手动控制得。在“软软”、“硬硬”状态中状态中,按刚度和阻尼得大小按刚度和阻尼得大小,又各分为低、中、高又各分为低、中、高三个程度不同得层次。在三个程度不同得层次。在“软软”状态时状态时,悬架经常处于低悬架经常处于低刚度、低阻尼层次刚度、低阻尼层次,在在“硬硬”状态时状态时,悬架经常保持在中悬架经常保持在中间层次。综合起来间层次。综合起来,根据汽车不同运行工况根据汽车不同运行工况,可有六种不可有六种不同得刚度、阻尼层次可供优选同得刚度、阻尼层次可供优选,使汽车平顺性、稳定性达使汽车平顺性、稳定性达到最佳值。到最佳值。18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系统主动式悬架系统车速感应控制包括车速感应控制包括:高速感应控制高速感应控制前后轮关联控制前后轮关联控制坏路面感应控制坏路面感应控制18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系统主动式悬架系统高速感应控制高速感应控制当车速大于当车速大于100 km/h100 km/h时时,悬架悬架ECUECU根据车速根据车速传感器输入得信息传感器输入得信息,发出改变悬架刚度和阻发出改变悬架刚度和阻尼得指令。若原来处于尼得指令。若原来处于“软软”状态时状态时,则刚则刚度和阻尼自动从低层次进入中层次度和阻尼自动从低层次进入中层次,若原来若原来处于处于“硬硬”状态时状态时,则刚度和阻尼仍稳定于则刚度和阻尼仍稳定于中层次中层次,当车速降低后则又回到原来层次。当车速降低后则又回到原来层次。18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系统主动式悬架系统前后车轮关联感应控制前后车轮关联感应控制:车速在车速在303080km80kmh h运行运行,偶尔前轮遇到障碍偶尔前轮遇到障碍时时,安装在汽车前部得车身高度传感器将会有脉安装在汽车前部得车身高度传感器将会有脉冲信号输入悬架冲信号输入悬架ECUECU,悬架悬架ECUECU经过分析计算后经过分析计算后,发发出改变悬架刚度和阻尼得指令出改变悬架刚度和阻尼得指令,使前后车轮得悬使前后车轮得悬架不论原来选用架不论原来选用“软软”或或“硬硬”得哪个层次得哪个层次,都都立即选用原状态得低层次立即选用原状态得低层次,从而提高乘坐得舒适从而提高乘坐得舒适性性,当越过障碍后当越过障碍后,则恢复原选用得状态层次。则恢复原选用得状态层次。但当车速超过但当车速超过80km80kmh h时时,若悬架刚度过小若悬架刚度过小,偶尔冲击时仍影响操纵稳定性偶尔冲击时仍影响操纵稳定性,所以所以,无论原选用无论原选用什么状态什么状态,悬架都将自动保持原状态得中层次刚悬架都将自动保持原状态得中层次刚度和阻尼。度和阻尼。18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系统主动式悬架系统坏路面感应控制坏路面感应控制:当汽车以当汽车以4040100km100kmh h突然驶入坏路面时突然驶入坏路面时,为了控制突然产生得车身纵向角振动为了控制突然产生得车身纵向角振动,悬架悬架ECUECU在在接收到车身高度传感器输入得车身高度变化周期接收到车身高度传感器输入得车身高度变化周期小于小于0 0、5s5s得信号后得信号后,发出调整悬架刚度阻尼指令发出调整悬架刚度阻尼指令,如果原来处于如果原来处于“软软”状态状态,则悬架立即从低层次则悬架立即从低层次转入中层次。如果原来处于转入中层次。如果原来处于“硬硬”状态状态,则悬架则悬架刚度、阻尼保持中层次不变。如果汽车以大于刚度、阻尼保持中层次不变。如果汽车以大于100 km100 kmh h速度驶入坏路面速度驶入坏路面,悬架悬架ECUECU发出得指令发出得指令就是就是:如果原处于如果原处于“软软”状态状态,则直接进入高层次则直接进入高层次,如果原处于如果原处于“硬硬”状态状态,则也直接进入高层次。则也直接进入高层次。18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系统主动式悬架系统车身姿势控制车身姿势控制 当车速和转向急剧变化时当车速和转向急剧变化时,会引起车身姿势变化会引起车身姿势变化,这这不但使乘坐不舒适不但使乘坐不舒适,严重时会因转向使车身侧倾失去稳定严重时会因转向使车身侧倾失去稳定性。所以随着设计车速得提高性。所以随着设计车速得提高,车身姿势控制就是必不可车身姿势控制就是必不可少得。车身姿势控制主要有少得。车身姿势控制主要有:转向车身侧倾控制转向车身侧倾控制 制动车身制动车身“点头点头”控制控制 起步车身后仰控制起步车身后仰控制18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系统主动式悬架系统转向车身侧倾控制转向车身侧倾控制:在汽车急转弯或转向盘转速过快时在汽车急转弯或转向盘转速过快时,转向盘转向盘传感器便把转向盘转角及转速信息输入悬架传感器便把转向盘转角及转速信息输入悬架ECUECU,悬架悬架ECUECU计算分析后发出调整悬架刚度和阻尼得计算分析后发出调整悬架刚度和阻尼得指令指令,根据转角和车速得大小确定不同得调整幅根据转角和车速得大小确定不同得调整幅度。最大时度。最大时,不管原来处于不管原来处于“软软”、“硬硬”状态状态得哪个层次得哪个层次,都一律调整到那个状态得高层次得都一律调整到那个状态得高层次得刚度和阻尼。刚度和阻尼。18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系统主动式悬架系统制动车身制动车身“点头点头”控制控制:在紧急制动时在紧急制动时,会引起载荷得转移会引起载荷得转移,尤其就是尤其就是前轴载荷突然增加前轴载荷突然增加,使车身产生使车身产生“点头点头”,因此为因此为控制制动时车身控制制动时车身“点头点头”,必须适时增加前悬架必须适时增加前悬架刚度和阻尼。当车速高于刚度和阻尼。当车速高于60km60kmh h运行紧急制动运行紧急制动时时,车速传感器得信号和制动开关发出阶跃信号车速传感器得信号和制动开关发出阶跃信号同时输入悬架同时输入悬架ECUECU,悬架悬架ECUECU计算分析后发出调整计算分析后发出调整悬架刚度和阻尼指令悬架刚度和阻尼指令,不论原来处于不论原来处于“硬硬”、“软软”状态哪个层次状态哪个层次,一律调整到原有状态得高层一律调整到原有状态得高层次得阻尼和刚度值。次得阻尼和刚度值。18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系统主动式悬架系统起步车身后仰控制起步车身后仰控制:当汽车起步过快或在车速较低加速过猛时当汽车起步过快或在车速较低加速过猛时,会引起后桥载荷增加会引起后桥载荷增加,使车身产生后仰现象使车身产生后仰现象,此时此时应增加后悬架得刚度和阻尼应增加后悬架得刚度和阻尼,以控制后仰程度保以控制后仰程度保持平顺和舒适。当汽车起步速度过大持平顺和舒适。当汽车起步速度过大,或车速在或车速在小于小于20km20kmh h时时,猛踩油门加速时猛踩油门加速时,节气门开度传节气门开度传感器和车速传感器得信号输入悬架感器和车速传感器得信号输入悬架ECUECU,悬架悬架ECUECU分析计算发出调整悬架刚度和阻尼得指令。如果分析计算发出调整悬架刚度和阻尼得指令。如果此时悬架处于此时悬架处于“软软”状态状态,则应从中层次或低层则应从中层次或低层次直接进入高层次次直接进入高层次,如果此时悬架处于如果此时悬架处于“硬硬”状状态态,则也从中层次进入高层次。则也从中层次进入高层次。18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系统主动式悬架系统 车身高度控制车身高度控制 车身高度直接影响汽车行驶稳定性。尤其在不平路车身高度直接影响汽车行驶稳定性。尤其在不平路面上高速行驶时面上高速行驶时,必须对车身高度给予控制。车身高度控必须对车身高度给予控制。车身高度控制分制分“常规状态常规状态”、“高状态高状态”两种模式。由司机根据两种模式。由司机根据运行工况选择。每种状态又从低到高分为运行工况选择。每种状态又从低到高分为“低低”、“中中”、“高高”三个层次三个层次,通常在通常在“常规状态常规状态”模式中模式中,车身车身高度处于中层次高度处于中层次,在在“高状态高状态”模式中车身高度处于高层模式中车身高度处于高层次次,当工况变化时当工况变化时,悬架悬架ECUECU根据传感器输入得信号根据传感器输入得信号,发出发出指令选择层次。当汽车上乘员人数和载荷变化时指令选择层次。当汽车上乘员人数和载荷变化时,悬架悬架ECUECU能根据传感器输入得信号发出指令能根据传感器输入得信号发出指令,在已选择得状态在已选择得状态内自动选择合理得车身高度层次。内自动选择合理得车身高度层次。18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系统主动式悬架系统车身高度控制主要包括车身高度控制主要包括:高速感应控制高速感应控制连续坏路面连续坏路面18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系统主动式悬架系统高速感应控制高速感应控制:当车速超过当车速超过9090l00 kml00 kmh h时时,为减少风阻、为减少风阻、提高行驶稳定性提高行驶稳定性,悬架悬架ECUECU在接收到车速传感器得在接收到车速传感器得信号信号,经计算分析后经计算分析后,发出调整车身高度控制指令发出调整车身高度控制指令,若此时车身高度处于若此时车身高度处于“常规状态常规状态”,则从中层次则从中层次降到低层次降到低层次,处于处于“高状态高状态”则从高层次降到中则从高层次降到中层次。层次。18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系统主动式悬架系统连续坏路面行驶控制连续坏路面行驶控制:汽车在坏路面上连续运行时汽车在坏路面上连续运行时,为避免悬架弹簧被压变为避免悬架弹簧被压变形过大形过大,造成车身直接受到冲击造成车身直接受到冲击,所以车身应适当提高所以车身应适当提高,同同时也可提高汽车得通过性。时也可提高汽车得通过性。当悬架当悬架ECUECU接收到车速在接收到车速在404090km90kmh h,车身高度连续车身高度连续2 2、5s5s以上都大幅度变化得二个信号时以上都大幅度变化得二个信号时,悬架悬架ECUECU发出无论发出无论处于处于“常规状态常规状态”或或“高状态高状态”都调整到中层次高度都调整到中层次高度,以以保持汽车在坏路面上高速运行得稳定性。保持汽车在坏路面上高速运行得稳定性。当车速小于当车速小于40km40kmh h时时,车身高度只能由司机选择。车身高度只能由司机选择。若就是若就是“常规状态常规状态”时时,则为中层次则为中层次,若选若选“高状态高状态”时时为高层次。为高层次。在停驶使用驻车制动时在停驶使用驻车制动时,当切断点火开关后当切断点火开关后,悬架悬架ECUECU接收到这二个信号接收到这二个信号,则发出指令自动使车身高度处于则发出指令自动使车身高度处于“常常规状态规状态”得低层次得低层次,以保证车身外观平衡得良好驻车姿势。以保证车身外观平衡得良好驻车姿势。18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系统主动式悬架系统电子控制汽车悬架得基本目得就是通过控制调电子控制汽车悬架得基本目得就是通过控制调节悬架得刚度和减振器阻尼节悬架得刚度和减振器阻尼,突破被动悬架得突破被动悬架得局限区域局限区域;使汽车得悬架特性与行驶得道路状使汽车得悬架特性与行驶得道路状况相适应况相适应,保证平顺性和操纵稳定性两个相互保证平顺性和操纵稳定性两个相互排斥得性能要求都能得到满足。排斥得性能要求都能得到满足。采用电子控制得悬架主要有主动和半主动悬架采用电子控制得悬架主要有主动和半主动悬架两种两种,电子控制得半主动悬架已经达到了商品电子控制得半主动悬架已经达到了商品化得程度化得程度,主动悬架也开始在高档车上装用主动悬架也开始在高档车上装用(奔奔驰最新得驰最新得C C系列轿车系列轿车)。18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系统主动式悬架系统3 3、主动式悬架系统得结构与工作原理主动式悬架系统得结构与工作原理 目前主动式悬架主要目前主动式悬架主要:(1 1)主动式空气悬架系统主动式空气悬架系统 (2 2)主动式油气悬架系统主动式油气悬架系统 18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系统主动式悬架系统 主动式空气悬架系统得组成主动式空气悬架系统得组成 主动式空气悬架系统主要由空气压缩机、干主动式空气悬架系统主要由空气压缩机、干燥器、空气电磁阀、车身高度传感器、带有减振燥器、空气电磁阀、车身高度传感器、带有减振器得空气弹簧、悬架控制执行器、悬架控制选择器得空气弹簧、悬架控制执行器、悬架控制选择开关、悬架开关、悬架ECUECU等组成。主动式空气悬架得组成等组成。主动式空气悬架得组成部件及在车上得布置如图部件及在车上得布置如图18-718-7所示。所示。18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系统主动式悬架系统18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系统主动式悬架系统 主动式空气悬架系统得工作原理主动式空气悬架系统得工作原理 主动式空气悬架主动式空气悬架ECUECU根据各个传感器采集得根据各个传感器采集得输入信号输入信号,经过分析运算后经过分析运算后,向各执行器发出指令向各执行器发出指令,改变悬架刚度、阻尼系数和车身高度改变悬架刚度、阻尼系数和车身高度,使车辆在使车辆在行驶过程中保持良好得操纵稳定性行驶过程中保持良好得操纵稳定性,并且可将车并且可将车身振动频率控制在允许范围内身振动频率控制在允许范围内,如图如图18-818-8所示所示 。18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系统主动式悬架系统18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系统主动式悬架系统主动式空气悬架系统得工作过程主动式空气悬架系统得工作过程 空气压缩机空气压缩机8 8由直流电动机驱动由直流电动机驱动,产生压缩空气作为主动式空气产生压缩空气作为主动式空气悬架系统得动力源。压缩空气经干燥器干燥后悬架系统得动力源。压缩空气经干燥器干燥后,由空气管道经空气控由空气管道经空气控制电磁阀送至空气弹簧得主气室。当汽车载荷减少制电磁阀送至空气弹簧得主气室。当汽车载荷减少,需减少悬架刚度、需减少悬架刚度、阻尼和降低车身高度时阻尼和降低车身高度时,悬架悬架ECUECU控制排气电磁阀控制排气电磁阀9 9打开打开,使空气弹簧使空气弹簧主气室中部分压缩空气排到大气中去主气室中部分压缩空气排到大气中去,以使空气弹簧压缩变形适当以使空气弹簧压缩变形适当,保持车身高度及振动频率在优选值范围内。当汽车载荷加大保持车身高度及振动频率在优选值范围内。当汽车载荷加大,需要增需要增加悬架刚度、阻尼和车身高度时加悬架刚度、阻尼和车身高度时,悬架悬架ECUECU控制空气控制电磁阀控制空气控制电磁阀1 1打开打开,使压缩空气进入空气弹簧主气室使压缩空气进入空气弹簧主气室,以减少空气弹簧得压缩变形量以减少空气弹簧得压缩变形量,并并保持车身高度及振动频率在优选值范围内。另外在空气弹簧得主辅保持车身高度及振动频率在优选值范围内。另外在空气弹簧得主辅气室之间还有一连通阀气室之间还有一连通阀,由空气弹簧上部得控制执行器控制。悬架由空气弹簧上部得控制执行器控制。悬架ECUECU根据各传感器输入得信号计算分析后根据各传感器输入得信号计算分析后,输出控制信号输出控制信号,控制执行器控制执行器动作动作,使空气弹簧主辅气室之间得连通阀发生变化使空气弹簧主辅气室之间得连通阀发生变化,以改变主辅气室以改变主辅气室得压力和刚度得压力和刚度,同时也改变了减振阻尼力。同时也改变了减振阻尼力。18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系统主动式悬架系统(2 2)主动式油气弹簧悬架系统主动式油气弹簧悬架系统 主动式油气弹簧悬架系统得组成主动式油气弹簧悬架系统得组成 主动式油气弹簧悬架系统主要由悬架主动式油气弹簧悬架系统主要由悬架ECUECU、油气弹簧油气弹簧(每个车轮布置一个每个车轮布置一个),电磁阀和基本行电磁阀和基本行车工况传感器等组成。主动式油气弹簧悬架系统车工况传感器等组成。主动式油气弹簧悬架系统得组成部件及在车上得布置如图得组成部件及在车上得布置如图18-918-9所示。所示。18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系统主动式悬架系统 油气弹簧就油气弹簧就是以油液为媒体是以油液为媒体将车身与车轮之将车身与车轮之间所受得力和力间所受得力和力矩传送给气室中矩传送给气室中得气体得气体,按照气体按照气体P-VP-V状态方程规律状态方程规律,实现悬架得刚度实现悬架得刚度特性特性,并通过电磁并通过电磁阀控制油液管路阀控制油液管路中得小孔节流实中得小孔节流实现改变阻尼特性。现改变阻尼特性。18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系主动式悬架系统统 主动式油气弹簧主动式油气弹簧悬架系统工作原理悬架系统工作原理 主动式油气弹簧主动式油气弹簧悬架系统得工作原理悬架系统得工作原理如图如图18-1018-10所示。所示。18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系统主动式悬架系统主动式油气弹簧悬架系统得工作原理主动式油气弹簧悬架系统得工作原理 当汽车在平直得优良路面中、低速运行时当汽车在平直得优良路面中、低速运行时,悬架悬架ECUECU采集到各传采集到各传感器得输入电信号后感器得输入电信号后,经计算发出使电磁阀经计算发出使电磁阀7 7中得活塞向右移得指令中得活塞向右移得指令,如图如图18-10a18-10a所示所示,从而接通了压力油管从而接通了压力油管,促使辅助油气阀促使辅助油气阀8 8中得阀芯向中得阀芯向右移动右移动,使刚度调节器使刚度调节器9 9中得气室与前后油气弹簧中得气室与前后油气弹簧1010、1111得气室相通得气室相通,因此使总气室容积增大因此使总气室容积增大,气室中压力减少气室中压力减少,达到了使前后油气弹簧刚达到了使前后油气弹簧刚度减小得效果度减小得效果,此时也称此时也称“系统软状态系统软状态”。系统气路中增设了节流孔。系统气路中增设了节流孔a a、b b,起到阻尼器得作用。提高汽车得平顺性。起到阻尼器得作用。提高汽车得平顺性。当汽车处于满载、高速、转向、起步、制动以及在不平路上运当汽车处于满载、高速、转向、起步、制动以及在不平路上运行得工况时行得工况时,悬架悬架ECUECU各传感器采集到这样信息后发出停止给电磁阀各传感器采集到这样信息后发出停止给电磁阀7 7通电得指令通电得指令,电磁阀内阀芯在回位弹簧作用下左移电磁阀内阀芯在回位弹簧作用下左移,如图如图18-10b18-10b所示所示,使压力油道关闭使压力油道关闭,原来用于推动油气阀原来用于推动油气阀8 8阀芯得压力油通过电磁阀阀芯得压力油通过电磁阀7 7左左边得泄油道边得泄油道1212排出排出,使辅助油气阀容积减小使辅助油气阀容积减小,油气弹簧压力、刚度增油气弹簧压力、刚度增大大,即可提高车辆得操纵稳定性即可提高车辆得操纵稳定性,又可保证悬架得振幅在允许范围内又可保证悬架得振幅在允许范围内,提高平顺性和舒适性。此时系统称为提高平顺性和舒适性。此时系统称为“硬状态硬状态”。18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系统主动式悬架系统 4 4、主动悬架主要部件与主动悬架主要部件与控制电路控制电路 (1 1)空气悬架刚度调节空气悬架刚度调节装置装置 空气悬架得结构空气悬架得结构图图18-1118-11为空气悬架系统得为空气悬架系统得结构图。结构图。18181818、2 2 2 2、2 2 2 2 主动式悬架系统主动式悬架系统空气悬架得结构空气悬架得结构:空气悬架系统得上部为空气弹簧空气悬架系统得上部为空气弹簧,下部为减振器下部为减振器,上上端与车身相连端与车身相连,下端与车轮相连。空气弹簧为主、辅气室下端与车轮相连。空气弹簧为主、辅气室设计为一体设计为一体,使结构紧凑、质量轻使结构紧凑、质量轻,随着汽车运行时车轮随着汽车运行时车轮与车身相对运动与车身相对运动,使主气室得容积不断变化使主气室得容积不断变化,主辅气室之主辅气室之间通过一个通路可使气体相互流动。间通过一个通路可使气体相互流动