《汽车底盘电控技术》第7章电控悬架结构原理
2.5电控悬架系统的结构与工作原理
– 半主动悬架不需要外加动力源，因而消耗的能量小，成本低。
电控悬架系统的结构与工作原理
• 一、组成
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、节气门位置传感器等。 开关：模式选择开关、制动灯开关、停车开关、车门开关 等。 执行器：可调阻尼力减震器、可调节弹簧高度和弹性大小 的弹性元件等。 ECU • 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
电路
压电陶瓷盘
膜片
膜片
压电陶瓷盘
加 速 度
低
电压
高
丰田加速度传感器 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
悬架控制执行器
减震器 传感器
选择开关
高速行驶时操纵稳定 转弯时防侧翻 正常行驶时乘坐舒适
制动时防前倾
起步和加速时防后坐
纵向摇动
横向摇动
电控悬架的种类
• 按传递介质不同，分气压式和油压式。 • 按驱动机构和介质不同，分电磁阀驱动的油气主动式悬架 和步进电机驱动的空气主动悬架。 • 按控制理论不同，分半主动式和主动式。 – 主动悬架是一种能供给和控制动力源的装置，它根据各传感器
带减震器的 气动缸
1、悬架控制执行器Biblioteka 转子线圈软
输出轴 直流电机
汽车电控悬架
➢ 电控悬架系统，在车身电脑的控制下，弹簧刚度、 减振器阻尼可随车速、载荷、路面状况及汽车行 驶条件而自动变化，提高了行驶的平顺性和操纵 稳定性
四、丰田电控悬架（TEMS）的组成
▪ 选择器开关 ▪ 转向传感器 ▪ 停车开关 ▪ 车速传感器 ▪ 节气门位置传感器 ▪ 空档起动开关(仅限A／T车辆) ▪ TEMSECU ▪ 执行器 ▪ 减振器 ▪ TEMS指示灯 ▪ 检查连接器
丰田电控悬架各组成的功用
丰田电控悬架（TEMS）的电路图
选择器开关
此装置的阻尼力能在几 毫秒内由最小变到最大， 电控单元从传感器接收 速度、移位、加速度等 信号，计算出所需相应 的阻尼值，向步进电机 发出控制信号，经阀杆 调节阀门，使节流阀阻 尼连续变化
主动悬架系统工作原理 主动悬架系统能够根据车身高度、车速、 转向角度及速率、制动等信号，由电控单 元控制悬架执行机构，使悬架系统的刚度、 减振器的阻尼及车身高度等参数得到改变， 使汽车具有良好的乘座舒适性和操纵稳定 性
图为可调减振器阻尼调节原理
调节电动机带动控制杆使回转阀转动，来 控制通、断油孔和油路截面积的变化，使 控制阀具有大、中、小三个位置，产生三 个阻尼值，适应不同的行驶条件。高阻尼 利于安全性的提高，但舒适性下降；低阻 尼可降低系统的自振频率，减少对车身的 冲击，有利于舒适性的提高
图为一种阻尼力可连续 调节的半主动悬架系统 简图
电子控制悬架
一 、电控悬架系统的分类与功用 汽车悬架的作用是缓和冲击、衰减振动、并将路面 作用于车轮的各种力和力矩传递给车身 传统的悬架主要弹簧、减振器和导向装置三部分组 成
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。
汽车悬架电子控制系统结构及工作原理
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。
电控空气悬架工作原理
电控空气悬架工作原理电控空气悬架是一种先进的汽车悬架系统，具有智能、自适应和自动调节的特点。
它通过电子控制单元及其周边传感器，实现了对车身高度的控制和调节，从而提升了汽车的行驶稳定性、安全性和乘坐舒适性。
下面将介绍电控空气悬架的工作原理，主要分为以下几个方面：一、空气弹簧电控空气悬架采用的是空气弹簧，其工作原理是在车身和车轴之间装置充气囊，通过充气和放气来调节车身高度。
当车辆行驶在不同的路况上时，通过传感器采集到车身高度的数据，电子控制单元根据这些数据来控制空气压缩机和电磁阀，从而实现对充气囊的充气和放气控制。
二、电磁阀电磁阀是电控空气悬架的核心部件，它在车身高度发生变化时，通过电子控制单元的信号控制固定时间内开启和关闭，使气囊内的气体进出达到最佳高度，从而调节车身高度的目的。
电磁阀的开启和关闭的快慢也会影响高度的调整效果。
通常情况下，当车速较慢时，开启和关闭时间会更长，而当车速较快时，电磁阀的开启和关闭时间会缩短，以确保高度调节的准确性和稳定性。
三、传感器传感器是电控空气悬架的另一个关键部件，它能够实时感知车身的高度和状态，并将这些信息传递给电子控制单元进行处理和控制。
传感器的种类较多，例如悬架传感器、车身角度传感器、加速度传感器、转向角度传感器等。
这些传感器的精度、灵敏度、抗干扰能力都非常重要，它们的设计和制作必须考虑到电磁干扰、温度变化、振动等诸多因素的影响。
四、电子控制单元电子控制单元是电控空气悬架的大脑，它能够实时地吸收传感器的数据，并根据这些数据来实现高度调节、防倾力控制、防抱死制动等功能。
在实际应用过程中，电子控制单元还可以通过网络连接和其他控制单元进行通信交互，从而实现更加智能和自动化的控制。
总的来说，电控空气悬架可以通过空气弹簧、电磁阀、传感器和电子控制单元等多个部件的协作，实现对车身高度的智能控制和调节，从而提升汽车的整体性能和驾乘体验。
随着汽车科技的不断进步，电控空气悬架将会有更广泛的应用，成为汽车悬架系统的主流。
汽车电控技术：汽车电子控制悬架系统
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第五节变高度、变刚度、 变阻尼悬架系统
一、变高度、变刚度、变阻尼悬架系统的组成
在现代汽车采用的电子控制悬架系统中，通常同时使用了空气 弹簧和变阻尼减振器。同前述悬架系统一样，减振器的螺旋弹簧用于 支撑汽车的质量，减振器控制系统用于调节减振器的阻尼，空气弹簧 用于调节车身高度和刚度。如图11所示为三菱公司采用的电子控制悬 架系统。
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第二节电子控制变高度悬架系统
4.系统保护措施 从减振器中放出的空气经过干燥器时，带走了干燥剂中的湿气。
这样，干燥剂经过一段时间使用后不会被湿气浸透。这种保护干燥剂 的再生干燥系统为许多空气悬架系统所采用。干燥器中空气的最小压 力保持在不低于55~165 kPa，从而保证系统中有一定量的空气。这样 在乘员或载荷减少使减振器伸长时，空气弹簧的气压腔不致凹瘪。
在装备电子控制悬架系统的汽车上，当汽车急转弯、急加速或紧 急制动时，乘坐人员能够感到悬架较为坚硬，而在正常行驶时能够感 到悬架比较柔软;电控悬架还能平衡地面反力，使其对车身的影响减 小到最低程度。因此，随着汽车电子技术的发展与进步，许多中高档 轿车、大客车以及越野汽车都装备了电子控制悬架系统。
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第二节电子控制变高度悬架系统
2.车身高度降低时悬架系统的控制过程 当汽车乘员或载荷增加使车身高度“偏低”或“过低”时，高度
传感器将向悬架控制电控单元EMS ECU输入车身“偏低”或“过低” 的信号。EMS ECU接收到车身高度降低的信号时，立即向压缩机继 电器和高度控制电磁阀发出电路接通指令，在接通高度控制空气压缩 机继电器电路使压缩机运转的同时，接通高度控制电磁阀线圈电路使 电磁阀打开，压缩空气进入空气弹簧的气压腔(气室)，气压腔充气量 增加便使车身高度上升。
认识电控悬架
光电式车身高度传感器的工作原理
当车身高度变化时（如不平路面或汽车载荷 发生变化），车身与车轮的相对运动使车身 高度传感器的连接杆转动，通过传感器轴带 动圆盘转动，使光电耦合器组相对应的发光 二极管和光敏三极管上的光线发生ON／OFF 的转换，如图2 所示。光敏三极管把接收到 的光线ON／OFF 转换成电信号，并通过导 线输送给悬架ECU。ECU 根据光电耦合器ON ／OFF 转换的不同组合变化，检测出不同的 车身高度。
普通悬架的结构
悬架系统主要由弹 性元件、减振器、导 向机构（或传力机构） 组成，大多数轿车的 悬架系统中设计有横 向稳定杆，以防止车 身发生过大侧倾。
弹性元件
汽车悬架系统中的弹性元件使车身与车轮之间实现弹性连接，并支撑汽车的绝大 部分质量，保持正确的车身高度，缓和汽车行驶中来自路面的冲击。
结构形式 • 螺旋弹簧 • 钢板弹簧 • 扭杆弹簧 • 空气弹簧
第四种情况：自动高度控制。不管乘客和行李重量如何变化，操作高度控制开关能使汽车的目 标高度变为“正常”或“高”的状态，保持车身高度恒定，使乘坐更加平稳，使汽车行驶平稳， 前大灯光束方向保持不变，提高行车安全性。
2.减振器的阻尼系数自动调节功能 通过减振器阻尼系数自动调节，防止汽车在急速起步或急
加速时汽车“后坐”；防止紧急制动时汽车“点头”；防止汽 车急转弯时车身“横向摆动”，从而提高车辆的操纵稳定性。 3.弹性元件的弹性或刚性系数自动调节功能
车身高度控制是指可根据车内乘员人数或汽 车装载情况自动调节车身高度，以保持车身 具有稳定的行驶姿态。车身高度控制执行装 置主要由电动机、空气压缩机、空气干燥器、 空气弹簧、空气压缩机继电器、排气电磁阀 等部件组成。车身高度控制主要是利用空气 弹簧中主气室空气量的多少来进行调节。当 ECU 接收到车身高度传感器、车速传感器、 车门开关等信号，经过处理判断，若是增加 车高，则控制车身高度控制阀向空气弹簧主 气室充气，增加空气量使汽车高度增加；若 是降低车高，则控制排气电磁阀打开排气装 置向外排气，使空气弹簧主气室的空气量减 少而降低汽车高度。
汽车悬架电控技术
拓展知识
（一）汽车网络技术的发展历程
拓展知识
（一）汽车网络技术的发展历程
拓展知识
（一）汽车网络技术的发展历程
拓展知识
（二）汽车网络技术的发展趋势-Telematics
拓展知识
（二）汽车网络技术的发展趋势-Telematics
拓展知识
（二）汽车网络技术的发展趋势-Telematics
小结
2、电子控制悬架系统的组成与工作原理 （5）车速传感器
（二）汽车电子控制悬架系统的结构与工作原理
2、电子控制悬架系统的组成与工作原理 （6）加速度传感器
（二）汽车电子控制悬架系统的结构与工作原理
2、电子控制悬架系统的组成与工作原理 （6）加速度传感器
（二）汽车电子控制悬架系统的结构与工作原理
2、电子控制悬架系统的组成与工作原理 （7）其它输入信号 ①制动信号
（二）汽车电子控制悬架系统的结构与工作原理
2、电子控制悬架系统的组成与工作原理 （3）车身高度传感器
（二）汽车电子控制悬架系统的结构与工作原理
2、电子控制悬架系统的组成与工作原理 （4）转向传感器
（二）汽车电子控制悬架系统的结构与工作原理
2、电子控制悬架系统的组成与工作原理 （4）转向传感器
（二）汽车电子控制悬架系统的结构与工作原理
（二）汽车电子控制悬架系统的结构与工作原理
1、电控悬架的功能 （1）调整车高。 （2）减振器阻尼力控制。子控制悬架系统的结构与工作原理
2、电子控制悬架系统的组成与工作原理
（二）汽车电子控制悬架系统的结构与工作原理
2、电子控制悬架系统的组成与工作原理
（二）汽车电子控制悬架系统的结构与工作原理
（一）悬架概述
2、悬架的组成结构