-电子悬架控制系统
悬架电子控制系统
电子控制悬架的作用
Car 情报局
电子控制悬架的作用
Car 情报局
汽车载荷变化时，电子控制悬架系统能自动维持车身高度，使其变化较小，从而可保 证汽车在各种不同路面行驶的车身平稳。
悬架刚度可以设计小些，使车身的固有振动频率在70次/min左右（在人感到乘坐非 常舒适的范围内）。由于各个悬架的刚度可自动独立的调整，可有效的防止和减缓汽车转 弯时出现的车身侧倾和起步、加速、制动时所引起车身的纵向摆动。
高状态
低
中
Car 情报局
部
图7-3三级式半主动减振器 1-阻尼调节杆(回转阀控制杆)；2-阻尼孔；3-活塞杆；4-回转阀
执行器的结构
Car 情报局
执行器的结构如图7-4所示，它装在减振器的上部，可以根据需要带动减振 器中回转阀转动，改变减振器阻尼力的大小，为适应汽车运行时工况频繁的变 化，保证准确快速控制，减小驱动电流和部件质量，执行器采用了直流步进电 动机和电磁制动开关
应用于主动悬架电子 控制系统的传感器
传感器名称
传感器用途
车身加速度传感器 检测车身的振动，间接反映汽车行驶的路而情况
车身位移传感器 车速传感器 转向盘转角传感器
检测车身相对车桥的位移，反映车身的平顺性和车身的高 度
通过检测车轮的转速获得车速信息，用于计算车身可能的 侧倾程度 检测转向盘的转角，用于计算车身可能的侧倾程度
图7-4执行器的结构 1-控制杆；2-止动块；3-直流步进电动机；
4-小齿轮；5-扇形齿轮；6-减振器
无级调整式半主动悬架系统 7- 5所示的是无级调整式半主动悬架减振器原理示意图。
Car 情报局
图7-5无级半主动减振器示意图 1-步进电动机；2-驱动杆；3-活塞杆4-全心活塞
电子控制悬架系统PPT课件
2.按照控制方式分
按照控制方式分不同，汽车悬架系统通常分为传统被动式悬 架（Passive Suspension）、半主动式悬架（semi-active suspension）、主动式悬架(Active Suspension)三类。
其中半主动式又分为有级半主动式（阻尼力有级可调）
和无级半主动式（阻尼力连续可调）两种；主动式悬架根据
图5-13 空气弹簧的刚度为“软”
.
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当空气阀转到如图5-14所示的位置时，主、副气室的气 体通道被关闭，主、副气室之间的气体不能相互流动，此时 的空气弹簧只有主气室的气体参加工作，空气弹簧的刚度为 “硬”。
图5-14 空气弹簧的刚度为“硬”
主气室是可变容积的，在它的下部有一个可伸展的隔膜，
压缩空气进入主气室可升高悬架高度，反之使悬架下降。车
雪铁龙C5液压式可调悬架结构示意图 1-纵向横梁；2-球体；
. 3-上三角叉臂；4-支杆；5-长纵臂 8
通过增减液压油的方式实现车身高度的升或降，也就是 根据车速和路况自动调整离地间隙，从而提高汽车的平顺性 和操纵稳定性。
雪铁龙C5液压式可调悬架在车上的布置
采用液压式可调悬架的代表车型有雪铁龙C5、雪铁龙
. 传统的汽车悬架（麦弗逊式前悬架） 5
5.2.1 电控悬架系统的组成和控制形式
电子控制汽车悬架系统主要由（车高、转向角、加速度、 路况预测）传感器、ECU、悬架控制执行器等组成。
1.空气式可调悬架
空气式可调悬架是指利用空气压缩机形成压缩空气，并 通过压缩空气来调节汽车底盘的离地间隙一种悬架。
一般装备空气式可调悬架的车型在前轮和后轮的附近都 设有离地距离传感器，按离地距离传感器的输出信号，行车 电脑判断出车身高度的变化，再控制空气压缩机和排气阀门， 使弹簧自动压缩或伸长，从而起到减振的效果。
汽车底盘电控技术-5-电控悬架系统
使弹簧刚度变成“硬”状态和使减振阻尼变 成“中”状态。该项控制能改善汽车高速行驶时 的稳定性和操纵性
弹簧刚度和减振阻尼控制
不平整道路 控制
颠动控制
使弹簧刚度和减振阻尼视需要变成“中”或“ 软”状态，以抑制汽车车身在悬架上下跳动， 改善汽车在不平坦道路上行驶时的乘坐舒适 性
光电耦合元件的状态与车高的对照表
车高
1
光电耦合元件的状态
2
3
车高范围
计算结果
4
OFF
OFF
ON
OFF
15
过高
高
OFF
OFF
ON
ON
14
ON
OFF
ON
ON
13
ON
OFF
ON
OFF
12
高
ON
OFF
OFF
OFF
11
ON
OFF
OFF
ON
10
ON
ON
OFF
ON
9
普通
ON
ON
OFF
OFF
8
ON
ON
ON
OFF
一般原理：
利用传感器（包括开关）检测汽车行驶时路面的状况和车 身的状态，输入ECU后进行处理，然后通过驱动电路控制 悬架系统的执行器动作，完成悬架特性参数的调整。
二、传感器的结构与工作原理
转向盘转角传感器
传感器位置
加速度传感器
车身高度传感器 加速度传感器
车身高度传感器
1、转向盘转角传感器
【作用】检测转向盘的中间位置、转动方向、转向角 度和转动角度。以判断转向时侧向力的大小和方向， 以控制车身的侧倾。
《电子控制悬架系统》课件
电子控制悬架系统广泛应用于高端汽车和飞机，为乘坐者带来更舒适、更安全的行驶体验。
系统组成
传感器
通过感知汽车或飞机 的行驶状态和路面情 况，将数据传输给控 制器，从而实现智能 调节。
控制器
根据传感器提供的数 据，计算出合适的悬 架调节方案，并向电 动调节阀发送指令。
电动调节阀
根据控制器的指令， 调节阀门打开程度， 控制液压系统的工作 状态，从而实现悬架 高度和硬度的调节。
执行器
执行器负责实际调节 悬架的高度和硬度， 根据电动调节阀的指 令对悬架进行精确控 制。
工作原理
1
系统工作流程
传感器感知车辆行驶状态和路面情况 -> 控制器分析数据并制定调节方案 -> 电动 调节阀调节阀门打开程度 -> 执行器实际操控悬架
2
悬架高度调节
根据车辆载荷和行驶情况，智能调节悬架高度，以保持车辆稳定性和乘坐舒适性。
《电子控制悬架系统》 PPT课件
探索电子控制悬架系统的奥秘，了解悬架系统的工作原理、应用实例以及未 来的发展趋势。
概述
什么是电子控制悬架系统
电子控制悬架系统（Electronic Control Suspension System）是一种能够实时调节汽车或飞机 悬架高度和硬度的先进技术。
系统优点
该系统可以提供精准的悬架调节，从而提高行驶舒适性、稳定性和操控性，同时还能适应不 同的行驶环境和路况。
应用前景
技术趋势
电子控制悬架系统的发展趋势包括更智能的系统、更高效的能量利用以及更精准的悬架调节。
发展前景
随着科技的进步和需求的增加，电子控制悬架系统在汽车产业和航空工业中将扮演越来越重 要的角色。
总结
电控悬架控制系统PPT课件
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❖（8）加速度传感器
❖只有凌志400ucF20车则才装有加速 度传感器，两个前加速度传感器分别 装在前左、前右高度传感器内；一个 后加速度传感器装在行李箱右侧的下 面，车身后左位置的垂直加速度则由 悬架ECU从这3个加速度传感器所获 得的数据推导出来。
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❖2、防后倾功能
❖悬架ECU根据节气门位置或加速度传 感器信号，对两个后悬架减振器进行 调节，使其阻尼系数增大。
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❖3、防侧倾功能
❖悬架ECU根据转向角度传感器信号； 对单侧悬架进行调节；使其阻尼系数 或弹性刚度增大
❖4、车门控制车身功能
❖悬架ECU根据门边开关传感器信号， 对所有悬架高度进行调节。当开启车 门、车身降低，关闭车门车身升高。
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❖3、空气弹簧：
❖空气弹簧安装于可调减振器上端，与可调 式减振器一起构成悬架支柱，上端与车架 相连接，下端装在悬架摆臂上。主副气室 之间由连通阀相连，连通阀由悬架控制执 行器通过连通阀控制杆来控制，以连通或 关闭主、副气室之间的空气通道，使空气 弹簧的有效工作容积改变，从而使空气弹 簧的刚度发生变化。
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三、悬架执行器
❖1、 悬架控制执行器
❖装在各空气弹簧和可调减振器的上方， UcF10的悬架控制执行器是一个有3步动 作的电磁阀；ucF20的则是一个有9步动 作的步进电机。执行器同时驱动减振器的 转阀和空气弹簧的连通阀，以改变减振器 的减振阻尼和空气弹簧的刚度； 对于ucF20车型，执行器只驱动减振器的 转阀。
第 五 章 电子控制悬架系统
第五章电子控制悬架系统一、教学目的和基本要求通过此章内容的教学，让学生了解电子控制悬架系统的功用、结构与工作原理。
二、教学内容及课时安排电子控制悬架系统的功用、结构与工作原理理论教学：2学时。
三、教学重点及难点重点：电子控制悬架系统的结构与工作原理。
难点：电子控制悬架系统的结构与工作原理。
四、教学基本方法和教学过程此内容采用理论教学方法。
五、作业1．电子控制悬架系统的功用2．油气悬架的结构与工作原理3．空气悬架的结构与工作原理第五章电子控制悬架系统第一节概述一、电子控制悬架系统的功能1.车高调整2.减振器阻尼力控制3.弹簧刚度控制二、电子控制悬架系统的种类1．按传力介质的不同分：气压式、油压式2．按控制理论的不同分有级半主动式（阻尼力有级可调）半主动式无级半主动式（阻尼力连续可调）全主动式（频带宽大于15Hz）按频带和能量消耗不同慢全主动式（频带宽3~6Hz）主动式电磁阀驱动的油气主动式按驱动机构和介质不同步近电动机驱动的空气主动式第二节电子控制悬架系统的结构与工作原理一、电子控制悬架系统的组成与工作原理传感器：车高传感器、车速传感器、加速度传感器、转向盘转角传感器、节气门位置传感器1．基本组成开关：模式选择开关、制动灯开关、停车开关、车门开关电子控制单元：ECU执行机构：可调阻尼力的减振器、可调节弹簧高度和弹性大小的弹性元件等2．工作原理车身状态二、传感器的结构与工作原理用于检测转向盘的中间位置、转动方向、转动角度和转动速安装位置及结构工作原理3.电路原理（三）加速度传感器1.差动变压器式加速度传感器2.球位移式加速度传感器（三）车身高度传感器1.片簧开关式高度传感器2.霍尔集成电路式高度传感器3.光电式高度传感器（四）节气门位置传感器（五）车速传感器（六）模式选择开关三、悬架电子控制单元ECUECU的功能：接收传感器信号，控制执行器动作，完成控制功能。
四、执行机构的结构与工作原理（一）阻尼力控制执行机构1．可调阻尼力减振器2．直流电动机式执行器（二）侧倾刚度控制的执行机构1．横向稳定杆执行器2．液压缸（三）弹簧刚度控制的执行机构（四）车高控制的执行机构第三节典型汽车电子控制悬架系统一、半主动悬架系统——丰田凌志LS400轿车电控悬架系统丰田LEXUS LS400轿车电控悬架系统主要元件分布。
电子控制悬架系统
电子控制单元的基本工作原理：各 传感器和控制开关产生的电信号，经输 入接口电路整形放大后，送入计算机 CPU中，经过计算机处理和判断后分 别输出各控制信号，驱动相关的执行器 和显示器工作。
ECU系统原理图
这些控制信号有：促使执行器改变 悬架减振器阻尼力的阻尼控制信号；促 使发光二极管显示悬架系统当前阻尼力 状态的显示控制信号。
电子控制悬架系统
一，概述
1、汽车悬架的作用
汽车悬架是指连接车架(或承 载式车身)与车桥(或车轮)的一系 列传力装置。
（1） 承载即承受汽车各方向的载荷， 这些载荷包括垂直方向、纵向和 侧向的各种力。
（2） 传递动力即将车轮与路面间产生 的驱动力和制动力传递给车身， 使汽车向前行驶、减速或停车。
（3） 缓冲即缓和汽车和路面状况等引 起的各种振动和冲击，以提高乘 员乘坐的舒适性。
在现代中、高档汽车上很少采用普 通的减振器，转而采用电控半主动悬 架或电控主动悬架，以提高汽车的综 合性能。
1. 电控半主动悬架的结构和工作原理
大部分半主动悬架采用了手动控 制方式，由驾驶员根据路面状况和汽 车的行驶条件，手动控制相关的动作， 对减振器的阻尼力进行变换。
如果当减振器的阻尼力被调整为 “硬” 时，还可增强汽车在转弯或在 不平道路上行驶时抗侧倾的能力，提 高汽车操纵的稳定性。
1）横向稳定驱动器
驱动器的外形及驱动杆的位置
驱动器的结构 1—直流电动机；2—蜗轮；3—小行星轮；4—齿圈；5—托架； 6—限位开关；7—太阳轮；8—变速传动轴；9—蜗杆
直流电动机 1—驱动杆；2—从动杆；3—变速传感器；4—蜗杆；5—小行 星轮；6—齿圈；7—太阳轮；8—托架；9—限位开关(SW2)； 10—限位开关(SW1)；11—直流电动机；12—蜗杆；13—弹簧
电控悬架系统实验报告
一、实验目的1. 了解电控悬架系统的基本组成与工作原理。
2. 熟悉电控悬架系统各部件的功能与相互关系。
3. 掌握电控悬架系统的实验操作步骤与注意事项。
4. 通过实验验证电控悬架系统在不同工况下的性能表现。
二、实验原理电控悬架系统是一种集传感器、控制器、执行器于一体的智能控制系统，通过实时检测车身高度、车速、转向角度等信号，对悬架系统进行动态调整，以实现车身稳定、乘坐舒适、操纵稳定等目标。
三、实验仪器与设备1. 电控悬架系统实验台架2. 车身高度传感器3. 车速传感器4. 转向角度传感器5. 控制器6. 执行器7. 电脑8. 数据采集与分析软件四、实验步骤1. 系统搭建：按照实验台架说明，连接车身高度传感器、车速传感器、转向角度传感器、控制器和执行器等设备，确保各部件连接正确、可靠。
2. 系统调试：启动电脑，打开数据采集与分析软件，设置实验参数，如车身高度、车速、转向角度等。
3. 实验操作：a. 在平直路面进行车身高度调整实验，观察电控悬架系统是否能够根据设定的高度值进行精确调整。
b. 在弯道进行车身稳定性实验，观察电控悬架系统是否能够抑制车身侧倾，提高操纵稳定性。
c. 在颠簸路面进行乘坐舒适性实验，观察电控悬架系统是否能够有效过滤路面振动，提高乘坐舒适性。
4. 数据采集与分析：记录实验过程中车身高度、车速、转向角度等数据，利用数据采集与分析软件对数据进行处理，分析电控悬架系统在不同工况下的性能表现。
五、实验结果与分析1. 车身高度调整实验：实验结果表明，电控悬架系统能够根据设定的高度值进行精确调整，调整误差在±5mm以内，满足实验要求。
2. 车身稳定性实验：在弯道实验中，电控悬架系统能够有效抑制车身侧倾，提高操纵稳定性。
实验结果显示，侧倾角度小于2°，满足实验要求。
3. 乘坐舒适性实验：在颠簸路面实验中，电控悬架系统能够有效过滤路面振动，提高乘坐舒适性。
实验结果显示，车身垂直加速度小于0.2g，满足实验要求。
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底盘系统
5.1 电子悬架控制系统
5.1.1 系统介绍
（1）电子悬架控制系统（ESC）由以下部件组成：
●ESC模块
●四只减震器
●四只位置传感器
●ALC空气压缩机模块
●ELC继电器
带有ALC功能的ESC系统，可以在不同的路面及驾驶条件下控制减震器的硬度。
ALC只用来调整车辆后部处于一个正确的水平高度。
（2）ESC模块
ESC模块接受以下信息：
●车轮与车身的相对位置
●车速信号
●俯/仰角度信号
通过这些信息，ESC来控制每一个减震器的软硬程度，以达到最佳的悬挂效果。
ESC模块也控制车辆后部的高度，模块安装在右后座后部。
（3）位置传感器
四个位置传感器测量车轮与车身之间的相对位置，输出0-5V的输出信号。
（4）减震器
底盘系统四个减震器内各有一个执行器，分别的受ESC控制，可以在一个广泛的范围内控制减震器的软硬度。
通过PWM信号可以控制流经减震器的电流大小。
减震器是单管型的，ESC通过控制磁通量来磁化内部的粒子。
在压缩及恢复的两个方向上，这种控制是多模式的，而且是多级的。
（5）车速信号
ESC从Class 2数据总线上获取车速信号，来控制减震器的应用模式。
1.6 俯/仰角度信号
ESC 从PCM接收到一个实际的俯/仰信号后，会控制四个减震器的减震硬度。
PCM根据节气门、变速器档位、车速和刹车开关信号计算仰角信号，根据车速的变化率计算俯角信号。
1.7 警告信息
如果ESC系统出现故障，DIC会显示两种信息：
●SERVICE SUSPENSION SYS
●SPEED LIMITED TO XXX
这会在DIC上一直显示，直到故障被修复。
5.1.2 电子悬架控制系统原理
在不采用机电阀和小型移动部件的情况下，MagneRide首次在行业内推出了半活动悬架技术。
半活动悬架系统的基础为MagneRide磁性液流(Magneto-Rheological)(MR)油液，该系统由充加MR油液的单管支柱、单管减震器、传感器组件及车载控制器等构成。
底盘系统
在MagneRide系统中，对于在乘坐和操纵方面表现出的良好性能来说，MR油液起着重要的作用。
通过控制减震器活塞中电磁线圈的电流，MR油液的切变强度将发生变化，也就是改变了油液流的阻抗力。
（1）MagneRide是什么。