汽车悬架电子控制系统结构及工作原理
电控悬架系统的控制原理和控制方法
1、弹性元件空气弹簧在空气悬挂系统中，空气弹簧代替了普通悬挂系统的螺旋弹簧。
他有一个被卡紧在弹簧底部活塞上的合成橡胶和塑料膜片，一个端盖固定在膜片的上部，并且在端盖上有空气弹簧阀。
通过空气弹簧的充气或者放气，保证了恒定的车辆纵倾高度。
前空气弹簧安装在控制臂和横梁之间。
空气弹簧的下端用卡箍卡紧在控制臂上，而在上端安装在横梁的弹簧座上。
前减震器和弹簧是分开安装的。
空气弹簧电磁阀在每个空气弹簧的上部都安装了一个空气弹簧电磁阀，并且正常情况下电磁阀是关闭的。
当电磁阀线圈通电时，活塞移动就会使得到空气弹簧的气路打开。
上面这种情况下，空气就会进入空气弹簧，或者从空气弹簧排出。
在阀的末端安装了两个O形密封圈，用来密封空气弹簧罩。
而阀就安装在类似于散热器承压盖的两成转动作用的空气弹簧罩内。
空气压缩机空气压缩机的单活塞通过曲轴和连杆带动在缸体内上下运动。
电枢连接在曲轴上，因此，电枢的转动就会使得活塞上下运动，当压缩机的输入端接上12V电源时，电枢就开始转动了。
在缸体的顶部有进气阀和排气阀。
压缩机上安装的硅胶干燥器去除了进入系统空气中的水分。
2、传感器高度传感器在空气悬架系统中，位于下控制器臂和横梁之间有2个前高度传感器，而在悬架和车架之间有一个后高度传感器。
每个高度传感器都有一个安装传感器上端的磁性滑块。
当车辆行程高度发生变化时，磁性滑块就会在传感器下壳内上下运动。
传感器下壳上有2个通过电线束连接在控制模块上的电子继电器。
车辆动态悬挂（VDS）系统车辆动态悬挂（VDS）系统由以下部件组成：1，双位维护开关；2，2个前高度传感器；3，1个后高度传感器；4，有内部电磁排气阀和空气干燥器的压缩机；5，控制模块；6，空气管路；7，前后混合空气弹簧和减震器；8，4个空气弹簧电磁阀；9，压缩机继电器。
3、车辆动态悬挂（VDS）系统当空气弹簧需要增大空气压力时，控制模块就会使得压缩机继电器闭合，压缩机就开始工作，并且使得空气弹簧的电磁阀适度打开。
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
简述电控悬架的作用和工作原理
简述电控悬架的作用和工作原理电控悬架是一种利用电子技术控制弹簧刚度和减震器阻尼的悬挂系统,主要用于汽车、船舶等交通工具的制造和修理。
本文将简述电控悬架的作用和工作原理。
一、电控悬架的作用电控悬架的主要作用是可以根据车辆的不同状态和行驶条件,自动调整弹簧刚度和减震器阻尼,以达到最佳的悬挂效果。
具体来说,它可以通过传感器采集车辆的数据,分析车辆的状态,如车速、转向角度、车轮转速等,然后根据这些数据计算出所需的弹簧刚度和减震器阻尼,从而实现对悬挂系统的自动控制。
电控悬架的作用还包括提高车辆的舒适性和安全性。
由于它可以根据车辆的不同状态和行驶条件自动调整悬挂系统,使得车辆在行驶时感觉更加平稳舒适,同时也提高了车辆的安全性能。
二、电控悬架的工作原理电控悬架的工作原理主要涉及两个主要部分:传感器和控制系统。
1. 传感器传感器是电控悬架系统中的重要组成部分,它可以通过采集车辆的数据,将车辆的状态信息传递给控制系统。
传感器通常包括车速传感器、转向角度传感器、车轮转速传感器等。
2. 控制系统控制系统是电控悬架的核心部分,它根据传感器采集到的数据,分析车辆的状态,然后根据计算出的参数对悬挂系统进行自动控制。
控制系统通常由微控制器、计算机、传感器、执行器等组成。
控制系统根据传感器采集到的数据,分析车辆的状态,然后根据计算出的参数对悬挂系统进行自动控制。
具体来说,它可以通过调整弹簧刚度、减震器阻尼等参数,使得车辆在行驶时感觉更加平稳舒适,同时也提高了车辆的安全性能。
三、总结综上所述,电控悬架是一种利用电子技术控制弹簧刚度和减震器阻尼的悬挂系统,主要用于汽车、船舶等交通工具的制造和修理。
它可以通过传感器采集车辆的数据,分析车辆的状态,然后根据计算出的参数对悬挂系统进行自动控制,从而实现最佳的悬挂效果。
《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
电控悬架系统的结构与工作原理
本文档后面有精心整理的常用PPT编辑图标，以提高工作效率
电控悬架的功能
➢ 电控悬架系统的基本目的是控制调节悬架的刚度和阻尼力。
➢ 基本功能有： ➢ 车高调整：不论负载多少，汽车高度均一定；在坏路面上
行驶时，使车高升高，高速行驶时，车高降低。
➢ 减震器阻尼力控制：调整减震器阻尼系数，防止汽车起步 或急加速时车尾后坐；防止紧急制动时车头下沉；防止急 转弯时车身横向摇动；防止汽车换档时车身纵向摇动等。
控制杆
可变电阻
加速度传感器
上跳
回弹 高度传感器连杆
丰田线性高度传感器
4、信号开关
阻尼模式指示灯和车身高度指示灯 高度控制开关 阻尼模式选择开关
车门开关 停车灯开关
5、模式选择开关
• 【位置】变速器旁。 • 【作用】根据汽车的行
驶状况和路面情况选择 悬架的运行模式，从而 决定减震器的阻尼力大 小。
➢ 丰田加速度传感器
膜片
主要由压电陶瓷盘
和膜片组成。
➢ 两个压电陶瓷盘固 定在膜片两侧，并 支承在传感器中心。 当加速度作用在整 个传感器时，压电 陶瓷盘在其自身重 量作用下弯曲变形。 根据压电陶瓷的特 性，它们将产生与 其弯曲率成正比例 变化的电荷。这些 电荷由传感器内的 电子电路转换成与 加速率成正比例变
• 【钢球位移式加速度传感器原理】汽车转弯、加减速时， 钢球在横向力或纵向力作用下移动，使检测线圈的输出电
丰田车垂向加速度传感器安装位置
• 丰田车垂向加速度传感器：前加速度传感器一般装 在前左及前右高度传感器内；后加速度传感器装在 行李箱右侧的下面。
电路
压电陶瓷盘
膜片
压电陶瓷盘
加 速 度
低
电压
简述电控悬架的作用和工作原理
简述电控悬架的作用和工作原理电控悬架作为汽车悬架系统的重要组成部分，其作用是通过电子控制单元（ECU）控制悬架系统的工作，以实现对车辆悬架系统的调节和控制。
电控悬架的工作原理是通过传感器感知车辆的运动状态和路面情况，并将这些信息传输给ECU，然后ECU根据预设的控制策略，通过控制执行器调节悬架系统的工作状态，以提高车辆的悬挂稳定性、操控性和乘坐舒适性。
电控悬架的作用主要有以下几个方面：1. 提高悬挂稳定性：电控悬架可以根据车辆的运动状态和路面情况实时调节悬架系统的刚度和阻尼，以提高车辆的悬挂稳定性。
当车辆在高速行驶或急转弯时，悬架系统可以自动增加刚度和阻尼，减小车身的侧倾和俯仰，提高车辆的稳定性和操控性。
2. 提高悬挂舒适性：电控悬架可以根据路面情况调节悬架系统的刚度和阻尼，以提高乘坐舒适性。
当车辆行驶在崎岖不平的路面上时，悬架系统可以自动降低刚度和阻尼，减小车身对路面的冲击和震动，提供更舒适的乘坐体验。
3. 优化悬挂性能：电控悬架可以根据不同的驾驶模式和需求，调节悬架系统的工作状态，以优化悬挂性能。
例如，在运动模式下，悬架系统可以提供更高的刚度和阻尼，以提供更好的操控性和车辆响应；在舒适模式下，悬架系统可以提供较低的刚度和阻尼，以提供更好的乘坐舒适性。
电控悬架的工作原理是基于车辆动力学原理和控制理论。
首先，通过传感器感知车辆的运动状态和路面情况，比如车身加速度、车轮位置和车轮加速度等。
然后，将这些信息传输给ECU，ECU根据预设的控制策略，通过控制执行器调节悬架系统的工作状态。
在控制执行器方面，电控悬架通常采用液压执行器或电动执行器。
对于液压执行器，通过控制液体的流动和压力来调节悬架系统的刚度和阻尼。
而对于电动执行器，通过控制电机的转动和位置来调节悬架系统的刚度和阻尼。
在控制策略方面，电控悬架通常采用PID控制器或模糊控制器等。
PID控制器通过比较当前状态和预设状态的偏差，计算出控制信号，使悬架系统逐渐趋近于预设状态。
电控悬架的工作原理
电控悬架的工作原理一、概述电控悬架是一种通过电子控制系统来调节车辆悬架的硬度和高度的技术。
它可以根据路面情况和驾驶者的需求来自动调节车辆的悬架，提高行驶平稳性和舒适性，并且可以在不同的行驶模式下提供不同的悬架设置。
二、电控悬架的组成1. 悬架结构电控悬架由减震器、弹簧、气囊等组成，与传统悬架相似。
但是，它还包括了一个可调节阀门和一个电动泵。
2. 传感器为了实现自动调节功能，电控悬架需要安装传感器来检测车身姿态、路面情况以及其他相关参数。
这些传感器通常包括加速度计、角速度计、压力传感器等。
3. 控制单元所有传感器采集到的数据都会被发送到一个中央控制单元，这个单元可以根据车辆状态和驾驶者需求来调整阀门和泵。
4. 人机交互界面为了方便驾驶者操作，大多数电控悬架都配备了人机交互界面，例如触摸屏或者旋钮。
通过这些界面，驾驶者可以选择不同的悬架设置。
三、电控悬架的工作原理1. 自动调节功能当车辆行驶在不同的路面上时，传感器会检测到车身姿态和路面情况，并将这些信息发送给控制单元。
控制单元会根据这些信息来调整阀门和泵，以达到最佳的减震效果。
2. 不同模式下的设置除了自动调节功能外，电控悬架还可以根据驾驶者选择的行驶模式来自动切换不同的悬架设置。
例如，在运动模式下，悬架会变得更加硬朗，以提供更好的操控性能。
而在舒适模式下，悬架则会变得更加柔软，以提供更好的乘坐舒适性。
3. 高度调节功能一些电控悬架还可以通过电动泵来实现高度调节功能。
当驾驶者需要通过特殊路况时（例如过沟坎），他可以通过人机交互界面将车身高度调整到更高的位置，从而避免刮底或其他损坏。
四、优点和缺点1. 优点电控悬架可以根据路面情况和驾驶者需求来自动调节车辆的悬架，提高行驶平稳性和舒适性。
此外，它还可以在不同的行驶模式下提供不同的悬架设置，从而提供更好的操控性能或乘坐舒适性。
2. 缺点电控悬架相对于传统悬架来说成本更高，并且需要更多的维护。
此外，它还有可能出现故障，导致车辆无法正常行驶。
电子控制悬架系统
一般原理：
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（二）传感器的结构与工作原理 1、转向盘转角传感器
作用：检测转向盘中间位置、转动方向、转动角度和 转动速度。
ECU根据车速传感器和转角传感器信号，判断转向时侧 向力的大小和方向，以控制车身侧倾。 例：丰田TEMS的光电式转角传感器
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4、节气门位置传感器 作用：判断汽车是否进行急加速。 5、车速传感器
汽车车身的侧倾程度取决于车身和转向半径。 常用的车身传感器有：舌簧开关式、磁阻元件式、磁脉冲
式、光电式。 6、模式选择开关
作用：决定减振器阻尼力大小 四种运行模式：自动 标准；自动 运动；
手动 标准；手动 运动
.
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（三）悬架ECU
3）弹簧刚度控制 与减振器控制一致
注：有些车具有上述1个或2个. 功能，有些具有3个功能。
电子悬架系统的种类
1）按传力介质不同分 气压式和油压式
2）按控制理论不同分 半主动式—有级半主动式（阻尼力有级可调） 无级半主动式（阻尼力连续可调） 主动式—全主动式（频带宽大于15Hz） 慢全主动式（频带宽3~6Hz）
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三 电典型汽车电子控制悬架系统
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丰田电子悬架系统原理
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丰田电子悬架系统控制功能
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（四）执行机构的结构与工作原理
1、阻尼控制执行机构 1）可调阻尼减振器
组成：缸筒、活塞、活塞控制杆、回转阀等
ECU通过控制杆控制回转阀相对活塞杆转动，使油孔通断，改变流 通面积，调节减振器阻尼力。
A、C孔相通 为软； B孔与活塞杆 上油孔相通为 中； A、B、C孔均 不通为硬。
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2）直流电动机式执行器 作用：由ECU 控制控制杆的 旋转，改变减 振器的阻尼力。
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汽车悬架电子控制系统结构及工作原理
作者：刘小龙
来源：《大众汽车·学术版》2018年第12期
摘要悬架是汽车底盘的重要组成之一，传统悬架系统主要由弹簧、减震器及导向机构三部分组成。
这种悬架只能适应特定道路和行驶条件，不能满足多变得道路状况，并且只能被动承受来自车身的作用力而无法主动调节，存在一定的缺陷。
随着汽车电子技术的发展，电子控制悬架克服了传统悬架存在的不足，实现了汽车技术的突破。
本文重点讲述了电子控制悬架系统的结构及工作原理，从而使读者能对现代汽车悬架技术有更好的认识。
关键词悬架；电子控制系统；工作原理
1 汽车电子控制悬架发展背景
汽车的悬架是连接车身和车轮之间全部零件和部件的总称，主要由弹簧、减震器和导向机构三部分组成。
通过悬架的弹性支撑，有效地抑制、降低了车身的振动，以保证汽车行驶的平顺性和操作稳定性。
传统悬架，由于只能被动受力，因此存在着很多的不足。
随着汽车技术的不断发展，电子控制悬架渐渐取代了传统悬架。
电子控制悬架系统可以根据悬架位移、车速、转向、制动器信号等，由电子控制单元控制相关执行元件，可以根据行驶状况的变化主动改变刚度和汽车车身的高度，以抑制汽车倾斜，使车身姿态发生变化，因此，它能较好保持汽车的驾驶舒适性和操作稳定性。
2 汽车悬架电子控制系统的概述
2.1 汽车悬架电子控制系统的基本组成
電子控制悬架又称电子调节悬架系统，由传感器、控制开关、电控单元和执行器组成。
传感器和控制开关向电控单元输入信号，电控单元接到信号后，向执行元件发出控制指令，执行元件产生一定的机械动作，从而改变车身高度、空气弹簧的刚度和减震器的阻尼。
车身高度控制系统的主要功用是当车内乘员或载荷变化时，自动调节车身高度，使汽车行驶稳定。
2.2 汽车悬架电子控制系统的基本功能
电子控制悬架系统的基本目的是通过控制调节悬架的刚度和阻尼力，突破传统被动悬架的局限性，使汽车的悬架特性与道路状况和行驶状态相适应。
其主要的作用有：①调节车身高度。
无论车辆负重多少，都需要维持车身在一定高度，电子控制悬架可根据不同的道路情况改变车身高度，提高操作稳定性。
②控制减震器阻尼力。
通过对减震器阻尼系数的调整，防止汽
车急速起步和急加速时车尾下蹲；防止紧急制动时车头下沉；防止汽车急转时车身横向摇动。
③控制弹簧刚度。
通过对弹簧弹性系数的调整，来改善汽车的行驶平顺性和操作稳定性。
2.3 汽车悬架电子控制系统的分类
按有源和无源分，分为半主动式悬架和全主动式悬架。
半主动悬架是无源悬架。
不能控制悬架的刚度和阻尼，但可以根据行驶状况调节悬架参数。
主动悬架是有源悬架，可以对悬架的刚度和阻尼和车身高度等进行调节。
按悬架介质的不同，分为油气式电子控制主动悬架和空气式主动悬架。
油气式电子控制悬架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。
空气式电子控制悬架采用空气弹簧，实现悬架刚度控制。
3 汽车悬架电子控制系统主要结构及工作原理
装备电子控制主动悬架系统的汽车能根据本身的负载情况、行驶状态和路面情况等，主动地调节包括悬架系统的阻尼力、汽车车身高度和行驶状态、弹性元件的刚度的多项参数。
使汽车的相关性能始终处于最佳状态。
3.1 汽车悬架电子控制系统传感器的组成
车身传感器，检测车身与车桥的相对位移，反映车身的平顺性和车身高度，并可通过调节元件对其参数进行调节；光电式传感器，其连杆的顶端与后悬架臂相连，检测车身高度；转向角传感器，检测转向转角，计算车身倾斜，并且可以对汽车悬架系统的倾斜刚度进行调节；加速度传感器，检测车身振动，同时可以反映行驶路面状况和车身横向运动状况；车速传感器，检测车轮转速，反映车速和计算车身的侧倾量。
根据检测到的车速，通过调节元件调节车身高度；节气门位置传感器，检测节气门开度，反映汽车加速状况，适时调节悬架的刚度；加速度踏板传感器，检测踏板力。
3.2 汽车悬架电子控制系统执行元件的结构及工作原理
（1）可调阻尼力控制执行机构
可调阻尼力减震器，主要由缸筒、活塞及活塞控制杆、回转阀等构成。
活塞杆是一空心杆，其中装有控制杆，控制杆与执行器相连。
控制杆的下端装有回转阀，回转阀上有三个油孔，活塞杆上有两个通孔。
当电子控制单元ECU促使执行器工作时，通过控制杆带动回转阀相对活塞杆转动，回转阀与活塞杆上的油孔连通或切断，从而增加或减少油液的流通面积，使油液的流动阻力改变，达到调节减震器阻尼力的目的。
直流电动机式执行器，主要由：直流电动机、小齿轮、扇形齿轮、电磁线圈、挡位、控制杆组成。
每个执行器安装于悬架系统中减震器的顶部，并通过其上的控制杆与回转阀相连接，直流电动机和电磁线圈直接接受电子控制单元的控制。
（2）侧倾刚度控制的执行机构
汽车的侧倾刚度与汽车的转向特性密切相关。
为改变汽车的侧倾刚度，可以通过改变横向稳定杆的扭转刚度来实现。
侧倾刚度控制系统根据电子控制单元ECU得信号，通过一执行器来控制横向稳定杆液压气缸内的油压，达到调节横向稳定扭转刚度的目的。
（3）弹簧刚度控制的执行机构
气动缸由封入低压惰性气体和阻尼力可调的减震器、旋转式膜片、主气室和悬架执行元件组成。
主气室是可变容积的，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的高度，反之使悬架高度下降。
主副气室设计为一体即省空间，之间有一个通道，气体可以相互流通。
改变主、副气室的气体通道的大小，就可以改变空气悬架的刚度。
减震器的活塞通过中心杆和齿轮系与直流步进电动机相连接。
步进电动机转动转动可改变活塞阻尼孔的大小，从而改变减震器的阻尼系数。
4 结束语
汽车电子控制悬架因可根据不同的路况和行驶状态做出不同的反应，既能使汽车的乘坐舒适性大大提高，又能使汽车的操作稳定性达到最高的状态，使汽车悬架技术相比传统悬架得到了很大的提高。
尽管现代悬架技术已经克服了诸多传统缺陷，但其技术层面仍然有很大的进步空间。
参考文献
[1] 李春明.《汽车底盘电控技术》[M].北京：北京理工大学出版社，2002.
[2] 王盛良.《汽车底盘及车身电控技术与检修》[M].北京：机械工业出版社，2009.6.
[3] 冯渊.《汽车电器与电子控制技术》[M].北京：高等教育出版社，2009.11.。