电控空气悬挂系统的组成
柴油国四ECAS空气悬挂控制系统介绍
研发部│电气电控室
三、ECAS电控空气悬挂系统的构成元件
1、ECAS-ECU
功能： 系统核心 接收高度传感器输入信号； 实现不同高度值的管理和
存储； 比较输入值和指标值,判断
控制过程； 激发电磁阀； 检测并存储系统故障,并与
诊断工具进行数据交换。
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三、ECAS电控空气悬挂系统的构成元件
一、ECAS定义及发展史 二、ECAS电控空气悬架系统的工作原理
三、ECAS电控空气悬架系统的构成元件 四、ECAS电控空气悬架系统的电控原理
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二、ECAS电控空气悬挂系统的工作原理
典型全空气悬挂系统结构形式
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二、ECAS电控空气悬挂系统的工作原理
常见全空气悬挂系统结构形式
三、ECAS电控空气悬挂系统的构成元件
4、空气弹簧
空气弹簧与钢板弹簧平顺性 对比
空气弹簧是利用空气的可压缩性实现弹性作用的一 种非金属弹簧，具有优良的弹性特性，从而提高车辆 的运行舒适度。
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三、ECAS电控空气悬挂系统的构成元件
5、压力传感器
功 能 : 检 测 气 囊 压力的大小，并 将其转换为电信 号 传 递 给 ECASECU 。
三、ECAS电控空气悬挂系统的构成元件
2、高度传感器
功能:连续不断的检测实际高 度的变化,并将其转化为电信 号传递给ECAS-ECU。 注意： 正常情况下,传感器两极角间 的电阻为120欧姆左右。（传 感器只接两根线） 因高度传感器，靠电感工作, 所以在ECAS工作时不能用欧 姆表直接测电阻。
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四、ECAS电控空气悬挂系统的电控原理
电控空气悬架系统(ASC)的原理
7、前后悬架高度控制器—它是四组电磁阀（进气和排 气），根据ASC/ECU的指令，通过进气阀，分别控制流 入各车轮空气弹簧气缸的压缩空气量，使车身升高；又可 通过排气阀放气，使车身降低，实现车身高度在纵向或横 向方面的分别自调。 8、空气弹簧控制器—它安装在空气弹簧的上部，为两个 分别控制减振器油、和压缩空气量的转阀，用步进电机控 制，它能持续不断的改变减振器的阻尼力和空气弹簧的刚 度。 9、可充气空气弹簧气缸—为四柱式气缸，上下端分别连 接车身和车桥。弹簧刚度的变化，是通过调节气缸内主、 副气室的容积来实现；减振器阻尼力是通过改变减振器内 阻尼孔的数量来实现；高度变化是通过改变气缸压缩空气 量多少来实现。
当以上工况消失后，又自动恢复原设定工作模式。从 而，实现空气悬架“软、中、硬”三档次自动转换。 （2）高度控制开关—HI（高）或NORM（正常）工作 模式，车身高度，即自动变高、变低控制。同上述原 理，实现“高、中、低”三档次的自动转换。 2、手动高度控制开关—在后背廂中，是个电控开关， 其作用是允许或禁止车身高度变化。多在维修中使用， 如在地沟上、举升器上、拖车时使用。用来手动改变 整车的车身高度。 3、转向角度传感器—多为光电式，安装在转向组合 开关上，检测方向盘转动方向和转角大小。和车速传 感器、轮速传感器配合，判定和改变减振器阻尼力及 空气弹簧的刚度，保持车身横向水平。
电控空气悬架系统（ASC）的原理
一、 优点： 利用压缩空气作为悬架弹簧，其弹簧的刚度和减振能力及 车身高度能自动控制。有三个功能： 1、在水平路面上高速行驶时—使车身变低、弹簧变软， 以提高行驶的舒服性。 2、在凸凹不平的路面上行驶时—使车身变高、弹簧变硬， 以消除颠波，提高通过性和操纵稳定性。 3、防止加、减速度及转向时，纵向仰头和栽头及横向倾 斜，保持前照灯光的光轴不变，以提高行驶的安全性。 二、 组成： 电控空气弹簧悬架系统，由电脑 ASC/ECU、各种传感器、各种执行元件组成，与电喷电 脑ECU联网工作。 1、悬架控制开关—在变速器手柄附近，为两个跷板式开 关。司机根据路面和交通情况，选择控制工作模式，其仪 表盘上工作模式指示灯同步显示
电控空气悬架组成结构
电控空气悬架组成结构电控空气悬架是一种通过电控技术来调节车辆悬架系统的一种创新技术。
它采用空气弹簧来替代传统的钢板弹簧，通过电控系统来实现对悬架高度和硬度的精确调节。
电控空气悬架在汽车行业中越来越受到关注和应用。
电控空气悬架由哪些组成结构呢？主要由以下几个部分组成：气压传感器、控制器、电磁阀、压缩机和空气弹簧。
气压传感器用于感知车身的高度，将感知到的信息传输给控制器。
控制器接收到传感器的数据后，根据需求来控制电磁阀的开关，进而控制空气弹簧的气压。
压缩机则负责将空气压缩后供给空气弹簧使用。
那么，电控空气悬架的工作原理是什么呢？当车辆行驶在不同的路况下，感知器会实时感知到车身的高度变化。
控制器通过分析传感器数据，判断车身的高度是否符合设定值。
如果车身高度过高，控制器会通过打开电磁阀，将部分气体释放出来，降低车身高度；如果车身高度过低，控制器会通过打开电磁阀，将压缩机压缩的空气送入空气弹簧，提高车身高度。
通过不断地调节，使车身保持在一个合理的高度。
电控空气悬架相比传统的钢板弹簧悬架具有很多优势。
首先，电控空气悬架具有可调节性能。
根据路况和驾驶需求，可以通过控制器来调节悬架的高度和硬度，从而提升驾驶的舒适性和稳定性。
其次，电控空气悬架可以根据车辆载重情况来自动调节悬架高度，保持车身的平稳。
再次，电控空气悬架可以降低车身的重心，提高车辆的操控性能。
最后，电控空气悬架可以根据车速自动调节悬架的硬度，提升车辆的操控性和行驶稳定性。
在实际应用中，电控空气悬架被广泛应用于高端豪华车型和越野车型。
对于豪华车型来说，电控空气悬架可以提供更高的驾驶舒适性和稳定性，使乘客感受到更好的乘坐体验。
对于越野车型来说，电控空气悬架可以根据不同的路况来调节悬架高度，保证车辆在复杂的地形中行驶的稳定性和通过性。
然而，电控空气悬架也存在一些挑战和限制。
首先，由于电控空气悬架的复杂性，其成本相对较高。
其次，电控空气悬架需要较为复杂的维护和保养，对车主的要求也较高。
电控悬架架构及原理
防点头控制
使弹簧刚度和减振力变成“坚硬”状态，能抑制汽车制动时点头而使汽车的姿势变化减至最小
防下坐控制
使弹簧刚度和减振力变成“坚硬”状态，能抑制汽车加速时后部下坐而使汽车的姿势变化减至最小
高车速控制
不平整路面 控制
点火开关OFF 当点火开关关闭后因乘客和行李质量变化而使汽车高度变为高于目标高度时，能使汽车高度降低至目
控制
标高度，从而改善汽车驻车时的姿势
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2.雷克萨斯LS400轿车电控空气悬架系统操作 操作选择开关：位置；作用 ➢ 平顺性开关 ➢ 高度控制开关 ➢ 高度控制ON/OFF开关
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3.雷克萨斯LS400轿车电控空气悬架系统组成及工作原理
跳振控制
自动高度控 制
使弹簧刚度和减振力视需要变成“中等”或“坚硬”状态，能抑制汽车在不平坦路面上行驶时的上下 跳振
不管乘客和行李质量情况如何，使汽车高度保持某一恒定的高度位置，操作高度控制开关使汽车的目 标高度变为“正常”或“高”的状态
高车速控制
当高度控制开关在“HIGH”位置时，汽车高度会降低至”正常”状态，从而改善高速行驶时的稳定性
2
电控悬架架构及原理
1.1 半主动悬架的基本结构和工作原理
控制模型
图2-2 半主动悬架控制模型图
1-控制器； 2-整形放大电路； 3-加速度传感器； 4-悬架质量； 5-阻 尼可调减振器； 6-悬架弹簧； 7-非悬架质量 ； ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ-轮胎的当量质量
3
基本原理：改变阻尼孔的大小 连续可调式：ECU接收速度、位移、加速度等传感器信号，计算出相应的阻尼值，向步进电
越野车空气悬架控制系统设计说明书1.2
越野车空气悬架控制系统设计说明图3.1空气悬架电子控制系统空气悬架电子控制系统如图3.1所示，系统由空气弹簧、蓄能器、空气压缩机、充放气分配阀、控制器、车高传感器等构成。
能够实现车高的不同档位的调节，越野路况下，可以将车高升至最高，从而提高车辆的越野通过能力，在良好路况下，可以将车高降至最低，从而利于高速行驶的安全性。
目前空气悬架系统只考虑了车姿的升降功能，还未有行驶中防侧翻的功能。
控制器设计时考虑到了功能拓展，在传感器采样通道兼容电压与电流采样功能，在频率量采样通道兼容频率量与开关量采样功能。
3.1控制系统的设计采用MC9S12XEP100单片机，负责采集传感信号，实现CAN总线通讯，输出信号控制输出电路。
由频率量采样电路、模拟量采样电路、驱动电路、CAN总线通讯电路组成，通讯速率250kps。
图3.2硬件系统原理频率量采样电路实现对转速、空气流量传感器等具有脉冲输出的功能信号的采集，同时也能实现对开关信号的采集。
模拟量采样电路可以实现对开关信号的采集，也能实现对方向盘转角、车高角位移、气压、气温等传感器信号的采集。
驱动电路实现对气泵电机继电器的通断控制、悬架充放气阀件的控制。
CAN总线接口电路实现与整车总线的连接，采集车姿指令信息、当前车速信息、行驶操纵信息等信号；实现数据的上传；实现软件升级下载。
1.供电电路设计图3.3供电电路设计设定车载供电为24V，电压波动范围是16V至32V。
如果车载供电电压为12V，则将LM2937－12的输入与输出短接即可。
在此电路设计中增加输入电压钳位保护，利用SMCJ36A将输入电压保护在36V以下，实现对LM2575的保护；利用SMAJ6.0A将单片机工作电压保护在6V以下，防止在调试时操作不当，由于电压过高损坏单片机。
车载传感器可由VCC或+12VDC供电。
2.CAN总线电路设计图3.4CAN总线电路设计相对而言，PCA82C251相对其它芯片TJA1050、TJA1040、具有更广范围的供电电压，因此选用82C51。
电控空气悬挂系统的组成
执行器的作用是接受的指令，完成相应的驱动动作，改变 减振器阻尼孔的截面积以改变悬架阻尼力大小，或改变空气弹 簧内部介质的流通情况进而改变悬架刚度和车身高度等特性。 悬架电控系统主要执行器有两大类，即电动机和电磁阀 ⑴直流电动机式执行器 这种执行器安装在悬架系统中每个悬架减振器的顶部并 通其上的控制杆与减振器的回转阀相连。主要由直流电动机、 小齿轮、扇形齿轮、电磁线圈、挡块、控制杆组成。
（下客或卸货时），车高自动控制必须加速结束，以免造成危险。
（
）
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参考答案 一、填空题
1.减振器阻尼力调节、弹性元件刚度调节、汽车车身高 度调节。 2. 半主动悬架、 主动悬架。
3. 传感器、电子控制单元、执行机构、车身高度传感器
、加速度传感器、转向盘转角传感器。 二、判断题 1、√2、√ 3、√
任务实施
3.执行器
三、电控空气悬挂系统的组成
⑸故障指示灯 根据ECU的指令点亮，在悬架系统自检时亮起，自检完毕后熄灭； 悬架系统出现故障时亮起，进行故障警告；维修人员可以通过其闪 烁规律读取故障码。 上述就是电控悬架系统中采用的执行器常见类型，随着电子技术 不断进步，执行机构的形式也在不断发生演化，越来越多的新型机 构被应用在该系统中。
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任务实施
1.传感器
三、电控空气悬挂系统的组成
⑵ 加速度传感器
⑵ 加速度传感器 加速度传感器可以准确地测量出汽车 的纵向加速度及横向加速度，并将信号输 送给ECU，使ECU能够调节悬挂系统的阻 尼力大小及空气弹簧的压力大小，以维持 车身的最佳姿势。
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任务实施
1.传感器
三、电控空气悬挂系统的组成
2 主 动 电 控 悬 架 系 统
7
任务实施
汽车电控空气悬架系统结构与诊断思路把脉
汽车电控空气悬架系统结构与诊断思路把脉摘要：电控空气悬架是增加汽车舒适性的系统之一，本文对电控空气悬架系统的车身水平传感器、加速度传感器、空气供给总成等元件结构简要介绍，并对电控空气悬架系统的诊断思路进行简单分析。
0.前言汽车行驶过程中对车辆的动力性、通过性、安全性、舒适性、操纵稳定性、经济性等各方面使用性能，都有要求，尤其是舒适性与安全性的矛盾，是无法避免的。
这也是汽车底盘调教中的核心工作内容，如何匹配悬架中的各项性能指标，选用哪种形式的弹簧、减震器、控制臂，才能体现出本车的各方面性能，往往是设计人员费劲心血考虑的事情。
电控空气悬架的出现，在一定程度上解决了这方面的困扰。
电控空气悬架在所有负载情况下，车身固有频率都基本保持恒定（=行驶舒适性）；静止压缩与负载无关，总是一样的（=水平高度调节），与车辆高度变化的车相比，车轮室所需要的空间就会小一些；在所有负载状态下，完全压缩和伸长时的行程都是不变的（=提高了行驶稳定性）；前束和前轮外倾角的变化不取决于负载状况；由于弯曲角较小，所以球头部位磨损小；由于系统设计原因，理论上可以承受较大的负荷；通过改变空气弹簧内的空气压力，可以实现车辆的不同高度（最小离地间隙）。
1.电控空气悬架结构与工作原理电控空气悬架由车身水平传感器、加速度传感器、电控空气悬架控制单元、空气悬架支柱、分配阀体、电动空气泵总成、空气管路、组合仪表、显示与控制单元等组成。
车身水平传感器结构：连接杆、传感器模块、连接装置等。
车身水平位置传感器工作过程：这些传感器将接收叉形臂和车身之间的距离（也就是车身水平信息）。
车身水平高度的变化是以轴来进行的，调节的是车左侧、右侧之间的的水平高度差（例如由单面加载引起的）。
当车速低于35 km/h 时，优先使用蓄压器来作为能源来使用，但前提条件是：蓄压器和空气弹簧之间至少存在3 bar的压力差。
车身水平高度的变化过程：提升过程中先是后桥升高，然后前桥再升高。
电控空气悬架组成结构
电控空气悬架组成结构
电控空气悬架主要由空气弹簧、电控单元、传感器和控制系统等
部分组成。
空气弹簧是电控空气悬架的关键部件，用来支撑车辆的重量。
它
由柔性的橡胶或气囊制成，能够通过电气或机械方式增减气压，从而
调节车身的高度和硬度。
电控单元作为悬架系统的中枢，负责接收来自传感器的车身姿态
和动态信息，并根据预设的参数进行计算和控制。
它通常由微处理器、电路板和软件等组成，能够实现对空气弹簧的气压调节和车身高度调整。
传感器则用于感知车辆的姿态和动作，常见的传感器包括车身加
速度传感器、转向角度传感器和激光测距传感器等。
通过传感器的实
时监测，电控单元可以准确判断车辆的状态，从而做出相应的控制策略。
控制系统是电控空气悬架的核心，它由软件算法和控制逻辑组成，能够根据车辆的悬挂需求做出调整。
控制系统可以根据路况、车速和
驾驶模式等因素，对空气弹簧进行精确的调节，提供舒适的悬挂效果
和稳定的操控性能。
以上是电控空气悬架的主要结构组成，通过空气弹簧、电控单元、传感器和控制系统的协同工作，实现了对车身高度和硬度的精确调节，提供更加稳定和舒适的驾驶体验。
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学习小结
1 . 电控空气悬挂系统的功用 调节减振器阻尼力; 调节弹性元件刚度; 调节汽车车身高度
2. 电控空气悬挂系统的及类型。 半主动电控悬架系统和主动电控悬架系统
⑵步进电动机式执行器 这种执行器安装在悬架减振器的顶部。通过其上的控制
杆与减振器的回转阀相连。步进电机由定子、线圈和永磁转子 组成。
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任务实施 三、电控空气悬挂系统的组成
3.执行器
⑶电磁阀 电磁阀是接受ECU的指令打开或关闭，从而控制某一液压或气
压管路使之相通或不通的元件。电控悬架系统中常用的电磁阀主要 有以下几种：
车身高度开始上升时，继电器接受ECU控制信号，开关闭合，压缩
机就能通电产生压缩空气，否则压缩机不工作。
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任务实施
三、电控空气悬挂系统的组成
3.执行器
⑸故障指示灯 根据ECU的指令点亮，在悬架系统自检时亮起，自检完毕后熄灭；
悬架系统出现故障时亮起，进行故障警告；维修人员可以通过其闪 烁规律读取故障码。
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任务实施 三、电控空气悬挂系统的组成
2.电子控制单元 悬架电子控制单元是一台小型专用计算机，一般由输入 电路、微处理器、输出电路和电源电路等组成。ECU是悬 架控制系统的中枢，具有多种功能：
⑴提供稳压电源 ⑵传感器信号放大 ⑶输入信号的计算 ⑷驱动执行机构 ⑸故障检测
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任务实施 三、电控空气悬挂系统的组成
2 主 动 电 控 悬 架 系 统
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任务实施
各种传感器 电子控制单元 执行机构
三、电控空气悬挂系统的组成
8
任务实施
三、电控空气悬挂系统的组成
1.传感器 ⑴车身高度传感器
车身高度传感器的作用是检测汽车行驶时车身高度的变化情况， 并转换为电信号输入悬挂系统的电子控制单元，可反映汽车的平顺 和车身高度信息。
3.执行器
执行器的作用是接受的指令，完成相应的驱动动作，改变 减振器阻尼孔的截面积以改变悬架阻尼力大小，或改变空气弹 簧内部介质的流通情况进而改变悬架刚度和车身高度等特性。
悬架电控系统主要执行器有两大类，即电动机和电磁阀 ⑴直流电动机式执行器
这种执行器安装在悬架系统中每个悬架减振器的顶部并 通其上的控制杆与减振器的回转阀相连。主要由直流电动机、 小齿轮、扇形齿轮、电磁线圈、挡块、控制杆组成。
①高度控制阀 ECU使高度控制阀线圈通电后，高度控制阀打 开，并将空气压缩机来的压缩空气引向气压缸，从而使汽车高度上 升。
②排气阀 ECU使排气阀线圈通电后，排气阀打开，并将气缸 中的压缩空气排放到大气中，从而使汽车高度下降。
⑷继电器
继电器在电路中的作用是接受ECU的指令开、闭，从而控制该条
电路的通、断。电控空气悬架控制电路中设有高度控制继电器，当
常用的车身高度传感器有片簧开关式、霍尔式、光电式和电位 计式四种。
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任务实施
三、电控空气悬挂系统的组成
1.传感器 ⑵ 加速度传感器
⑵ 加速度传感器 加速度传感器可以准确地测量出汽车
的纵向加速度及横向加速度，并将信号输 送给ECU，使ECU能够调节悬挂系统的阻 尼力大小及空气弹簧的压力大小，以维持 车身的最佳姿势。
汽车底盘维修（行驶、转向、制动系统）
电控悬架系统的组成
建议学时：1 学时
任务描述
动画..\动画\ZYKC201303_B06_12_1_２ 动画1电控空气悬挂系统工作原理一期.swf
本次任务需要你掌握电控悬架系统的组成
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学习目标
通过本任务学习，应能：
➢知道电控悬架系统的功用和分类； ➢描述电控悬架系统的组成（重点）。
\ZYKC201303_B06_12_6_３动画1光电式转角 传感.swf
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任务实施 三、电控空气悬挂系统的组成
1.传感器
⑷车速传感器
⑷车速传感器 车速传感器用来检测汽车速度，并将信号传递
给ECU,用来调节悬架的阻尼力。
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任务实施 三、电控空气悬挂系统的组成
1.传感器
⑸节气门位置传感器 节气门位置传感器安装在节气门体上，用来检
3. 电控空气悬挂系统的组成。 由各种传感器（或开关）、电子控制单元、 执行机构组成
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课堂练习
一、填空题
1.电控悬架系统的基本功能是
、
和
。
2.根据悬架所控制的特性参数不同，电控悬架可分为
和 两大类。
3.现代汽车电控悬架系统主要由
、
和
三部分组成，其中
常用的传感器有
、车速传感器、
、
、节气
门位置传感器。
测节气门的开度及开度变化，为悬架ECU提供相应 的信号，如下图所示。
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任务实施 三、电控空气悬挂系统的组成
1.传感器
⑹悬挂控制开关 在电控悬挂中，常用的开关主要有模式选择开关、阻尼力调
节开关、车身高度控制开关及车身高度控制通、断开关等，一般 位于变速杆旁或仪表板上，个别开关位于行李箱内。 ⑺其它信号
①制动灯开关信号 悬挂ECU利用这一信号判断汽车是否处 于制动状态，以便进行制动时的“点头”控制
②门控灯信号 悬挂ECU根据该信号判断车门是否打开。因 为在车辆停止后，悬架系统会自动使车身降到较低的高度，而若 此时ECU检测到车门打开时，车身高度自动控制功能必须停止， 以免造成危险。
③发电机IC调节信号 悬挂ECU利用该信号判断发动机是否 运转，从而进行如转角、高度等传感器的检查和失效保护功能。
10
任务实施
三、电控空气悬挂系统的组成
1.传感器
⑶转向盘转角传感器 转向盘转角传感器用来检测转向盘的中间位置、
转动方向、转动角度和转动速度，并把信号输送给 悬挂ECU，ECU根据该信号和车速信号判断汽车转 向时侧向力的大小和方向，从而控制车身的侧倾。
现代汽车多采用光电式转向盘转角传感器，如下 图所示光电。式转角传感器..\动画
3
任务实施
一、电控悬架系统的基本功能
1.调节减振器阻尼力 ; 2.调节弹性元件刚度; 3.调节汽车车身高度
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任务实施
一、电控悬架系统的基本功能
1.调节减振器阻尼力 ; 2.调节弹性元件刚度; 3.调节汽车车身高度
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任务实施
1 半 主 动 电 控 悬 架 系 统
二、电控悬架系统类型
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任务实施
二、电控悬架系统类型
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课堂练习
二、判断题
1、电控悬架就是在普通悬架的基础上加装了一套电控系统，使车辆的平顺性