第17章电子控制悬架
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电控悬架
电控悬架5.4.1 悬架基础汽车悬架系统包括弹性元件，减振器（有时不恰当地称为“振动吸收器”），以及各种将车轮与车架连接起来的连接件组成。
汽车悬架系统的作用是尽可能多的吸收由路面不平经车轮传给车身的振动。
同时车胎必须保持与路面接触，使汽车时时刻刻都能够被控制。
这样就使车身的振动最小化，提高了舒适性，稳定性和安全性。
对汽车性能两个基本的主观评价是舒适性和操作性。
舒适性是指由路面不平引起的车身振动。
操作性是指车身对发生紧急运动如拐弯和制动时的性能表现。
舒适性和操作性是由弹性元件和减振器的特性共同决定的。
不过，机械的基本规则指出单一弹簧刚度和阻尼器阻尼不能同时满足好的舒适性和好的操作性。
比如，好的舒适性要求能使车轮能在不平道路上有很多垂直运动的软弹簧。
另一方面，好的稳定性要求有硬弹簧和大的阻尼特性来抑制车身的振动，比如拐弯时侧倾，制动点头和加速后仰。
因此悬架设计不可避免地要采用“舒适性和操作性兼顾的折中方案”，舒适性和操作性针对个人要求相互取舍来获得最佳的折中方案。
5.4.2 电子悬架控制系统典型的电子控制悬架系统是在普通悬架上加了几个部件组成的。
典型的电子悬架控制系统如图5-26所示。
图5-26中控制系统的结构是一般结构并不代表任何已经生产的车的系统。
这套系统包括车速传感器，转向输入传感器，车轮总成与车身/底盘的相对运动，加速惯性力和横摆角速度。
在需要时给减振器和压缩机输出以电子信号对空气弹簧进行控制。
或许最重要的部件是计算机，这可以用计算机中输入了各种各样的传感器监测到的信号来解释，这些信号是汽车高度，俯仰，侧倾，车轮转速，汽车拐弯速度。
最简单的电子控制系统仅能维持单个的水平离地间隙，抑制由于行李而使尾部变低的趋势。
系统对四轮高度调整使车身降低离地间隙来减少在高速时的空气阻力以提高燃油经济性。
对于越野汽车，那些系统可以使车身变高以提高在坏路上的通过性。
控制器的典型形式是一个微处理器或基于微处理器的数字控制器。
电控悬架控制系统
可调阻尼减振器由具有不同节流孔的转阀得到 舒适（ ）、正常 正常（ ）、运动 运动（ 舒适（软）、正常（中）、运动（硬）三个等级 的阻尼。 的阻尼。
车速控制的可调阻尼悬架
不同等级的阻尼的车速范围： 不同等级的阻尼的车速范围：
起步、制动、急转弯和高速（100公里/小时以上）选择运动（ 起步、制动、急转弯和高速（100公里/小时以上）选择运动（硬）改善操纵稳定性 公里 低速（40公里/小时以下）选择舒适（ 低速（40公里/小时以下）选择舒适（软）得到好的平顺性 公里 中速（40-100公里/小时）选择正常（ 中速（40-100公里/小时）选择正常（中）兼顾平顺性与操纵稳定性. 公里 兼顾平顺性与操纵稳定性.
高度控制可以保持车的水平
减少转向时的侧倾， 减少转向时的侧倾，
高速时降低车高还可以减少风阻，提高稳定性。 高速时降低车高还可以减少风阻，提高稳定性。
车高控制
车高控制的空气悬架
车高控制的空气弹簧由高度控制阀进行控制
当判定“车高低了”则向气室充气； 当判定“车高低了”则向气室充气；
当判定“车高高了” 则放气； 当判定“车高高了”，则放气；
（2）防车尾下坐控制 ）
用于防止汽车启动或急加速时车辆后端下坐。 用于防止汽车启动或急加速时车辆后端下坐。
当车速在20km/h以下 以下 当车速在 ECU通过端子 通过端子SOL对执行器发出控制信号 通过端子 对执行器发出控制信号 且节气门开度较大或在突然打开时
不管选择器开关原先设置为何种方式， 不管选择器开关原先设置为何种方式，减振器减振力都将设置为硬
取消
3s后或车速超过 后或车速超过50km/h，防车尾下坐控制取消。 后或车速超过 ，防车尾下坐控制取消。
系统控制功能
电控悬架系统
高车 速控 制
驻 车 控 制
汽 车 底 盘 电 控 技 术
（2）减振力（阻尼力）与弹簧刚度控制功能。
控制项目 防侧倾控制 功 能
使弹簧刚度和减振力变成“坚 硬”状态。该项控制能抑制侧 倾而使汽车的姿势变化减至最 小，以改善操纵性能
使弹簧刚度和减振力变成 “坚硬”状态。该项控制能抑 制汽车制动时栽头而使汽车的 姿势变化减至最小 使弹簧刚度和减振力变成 “坚硬”状态。该项控制能抑 制汽车加速时后部下坐，而使 汽车的姿势变化减至最小
汽 车 底 盘 电 控 技 术
变阻尼减振器的阻尼力调节特性
汽 车 底 盘 电 控 技 术
阻尼力较弱时
汽 车 底 盘 电 控 技 术
阻尼力中等时
汽 车 底 盘 电 控 技 术
阻尼力较强时
汽 车 底 盘 电 控 技 术
4.丰田电控悬架系统主要部件
（1） 空气压缩机
空气压缩机由活塞 和曲柄连杆机构组 成，直流永磁电动 机驱动，具有大扭 矩和快速起动等特 点，
• 加速度传感器用于测量车身的垂直加速度。加速度传感器共有3个， 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。这3个加速度传感器分别检 测车身的前左、前右和后右位置的垂直加速度。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。
不平整 道路控制
颠动控制
跳振控制
汽 车 底 盘 电 控 技 术
2．LS400电控悬架系统的构成
• LS400电控悬架系统主要是由压缩空气系统和电子控制系统 两部分组成。主要部件有：车辆高度控制阀，悬架高度传感 器，汽车转向角传感器，压缩空气排气阀，悬架控制电脑、 执行器、各种手动控制开关和汽车仪表板上的各种显示仪表、 指示灯等。
讲义07--电控悬架的结构、原理概要
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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轿车电控悬架系统是 一种典型的半主动悬架系统。
二、主动悬架系统 三菱 GALANT 轿车装有电控空气主 动悬架（A-ECS）
主动式
按驱动机构 和介质不同
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电磁阀驱动的油气主动式
步近电动机驱动的空气主动式
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油气悬架： 油气弹簧以气体作为弹性介质，而用油液 作为传力介质，一般由气体弹簧和相当于液力 减振器的液压缸组成。通过油液压缩空气室中 的空气实现刚度特性，通过电磁阀控制油液管 路中的小孔实现变阻尼特性。
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21.1 电控悬架概述
二、分类 1. 主动悬架 根据载荷、车速、路面等条件的变化，自动调节弹簧 刚度、减振器阻尼、车身高度。 按弹簧的种类又可分为空气弹簧主动悬架和油气弹簧 主动悬架。 2. 半主动悬架 悬架系统中只有弹簧刚度或减振器阻尼之一可以调节。
电控悬架系统概要PPT课件
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当空气阀转到如图所示的位置时，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”。
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2）变减振力（变阻尼力）工作原理
• 一般变阻尼减振器的结构是：外壳为一个长圆柱缸筒，带有 活塞的活塞杆插入缸筒内，缸筒内充满液压油，活塞上有节 流孔。
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加速度传感器 位置
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加速度传感器结构及工作原理
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（10） 转角传感器
• 转角传感器外形结构如图，
该传感器位于转向盘下面，
装在组合开关总成内，用
于检测汽车转弯的方向和
转弯的角度。转向传感器
由一个信号盘(有缝圆盘)
和两个遮光器组成。每个
遮光器有一个发光二极管
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电控调节减振力（阻尼力）及弹簧刚度的 控制过程为：
通过电脑(自动)及手动开关可改变悬架弹簧的 弹性系数和减振器的缓冲力。电脑根据行车条件自动调 整车辆减震力和阻尼力，通过控制缓冲力的强弱来消除 车辆行驶中的不平衡，可以使车辆在颠簸路面上保持平 稳姿态，并自动调整车辆在紧急制动时的前倾和急加速 时的后仰，以保证乘座的舒适性。
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（2）悬架减 振力（阻尼 力）、弹簧 刚度工作原 理
LS400悬架 结构
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1) 空气弹簧的变刚度工作原理。
当空气阀转到如图的位置时，主、副气室的气体通道被打 开，主气室的气体经空气阀的中间孔与副气室的气体相通， 相当于空气弹簧的工作容积增大，空气弹簧的刚度为“软”。
驻
当点火开关关断后因乘客重量和行
车
当空气阀转到如图所示的位置时，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”。
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2）变减振力（变阻尼力）工作原理
• 一般变阻尼减振器的结构是：外壳为一个长圆柱缸筒，带有 活塞的活塞杆插入缸筒内，缸筒内充满液压油，活塞上有节 流孔。
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加速度传感器 位置
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加速度传感器结构及工作原理
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（10） 转角传感器
• 转角传感器外形结构如图，
该传感器位于转向盘下面，
装在组合开关总成内，用
于检测汽车转弯的方向和
转弯的角度。转向传感器
由一个信号盘(有缝圆盘)
和两个遮光器组成。每个
遮光器有一个发光二极管
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电控调节减振力（阻尼力）及弹簧刚度的 控制过程为：
通过电脑(自动)及手动开关可改变悬架弹簧的 弹性系数和减振器的缓冲力。电脑根据行车条件自动调 整车辆减震力和阻尼力，通过控制缓冲力的强弱来消除 车辆行驶中的不平衡，可以使车辆在颠簸路面上保持平 稳姿态，并自动调整车辆在紧急制动时的前倾和急加速 时的后仰，以保证乘座的舒适性。
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（2）悬架减 振力（阻尼 力）、弹簧 刚度工作原 理
LS400悬架 结构
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1) 空气弹簧的变刚度工作原理。
当空气阀转到如图的位置时，主、副气室的气体通道被打 开，主气室的气体经空气阀的中间孔与副气室的气体相通， 相当于空气弹簧的工作容积增大，空气弹簧的刚度为“软”。
驻
当点火开关关断后因乘客重量和行
车
电控悬架系统讲解
汽车底盘电控技术
汽车底盘电控技术
转角传感器原理
汽车底盘电控技术
7.2 知识学习
7.2.4挂车电子控控制空气悬架电子高度控制模块(ELM)
1．ELM的功能
• (1)集成常规的旋转滑阀和高度阀功能，安装简单、调节容易。 • (2)可实现高度升降的电子调节，而且可以通过遥控器远离危
险区域，进行安全操作。 • (3)通过降低气源消耗而更加节约燃料。 • (4)提供更多舒适性的同时，具备如下附加功能： • 1）记忆不同的设定货台高度。 • 2）加载时仍保持车辆设定高度。 • 3）达到设定车速时，自动恢复行车高度。
• (3) 保持车辆行驶方向的可操作性，在各种道路条件下保证驾 驶员能有效控制转向。
• (4) 与轮胎共同作用，缓冲来自车轮的振动，使车辆舒适、平 稳行驶。
汽车底盘电控技术
汽车传统悬架的缺点：
传统的悬架系统的刚度和阻尼参数，是按经验设计或 优化设计方法选择的，一经选定后，在汽车行驶过程中就 无法进行调节，使得传统的悬架只能保证汽车在一种特定 的道路和速度条件下达到性能最优的匹配，并且只能被动 地承受地面对车身的作用力，而不能根据道路、车速的不 同而改变悬架参数，更不能主动地控制地面对车身的作用 力。
汽车底盘电控技术
（7） 电磁式悬架调节执行器
• 电磁式悬架调节执行器由步进电机驱动。步进电机装在悬架调节执行 器内，由定子和线圈以及永磁转子组成。定子有两个12极的铁芯，相 互错开半齿而对置，两个线圈绕在两个铁芯上，但绕线方向相反。转 子则控技术
（8） 线性式高度传感器。
LS400电控空气悬架元件位置
汽车底盘电控技术
LS400空气悬架电子控制系统示意图
汽车底盘电控技术
3.丰田LS400电控悬架工作原理
电子控制悬架系统(“悬架”相关文档)共6张
第五节 电子控制悬架系统 一、电控悬架系统基本组成
算后给执行器信号来调节悬架的高度、刚 可以根据路面和车辆的运动情况，主动的调节悬架系统的刚度、减震器阻尼系数、车身高度和姿态。
第五节 电子控制悬架系统 第五节 电子控制悬架系统
度等参数 一、电控悬架系统基本组成
第五节 电子控制悬架系统 可以根据路面和车辆的运动情况，主动的调节悬架系统的刚度、减震器阻尼系数、车身高度和姿态。 可以根据路面和车辆的运动情况，主动的调节悬架系统的刚度、减震器阻尼系数、车身高度和姿态。 第五节 电子控制悬架系统 由传感器、电子控制器、调节悬架的执行器组成 第五节 电子控制悬架系统 由传感器、电子控制器、调节悬架的执行器、电子控制器、调节悬架的执行器组成 一、电控悬架系统基本组成 第五节 电子控制悬架系统 由传感器、电子控制器、调节悬架的执行器组成 一、电控悬架系统基本组成 可以根据路面和车辆的运动情况，主动的调节悬架系统的刚度、减震器阻尼系数、车身高度和姿态。 一、电控悬架系统基本组成 第五节 电子控制悬架系统 可以根据路面和车辆的运动情况，主动的调节悬架系统的刚度、减震器阻尼系数、车身高度和姿态。 一、电控悬架系统基本组成 第五节 电子控制悬架系统 一、电控悬架系统基本组成 一、电控悬架系统基本组成 可以根据路面和车辆的运动情况，主动的调节悬架系统的刚度、减震器阻尼系数、车身高度和姿态。 由传感器、电子控制器、调节悬架的执行器组成
第五节 电子控制悬架系统
一、电控悬架系统基本组成
可以根据路面和车辆的运动情况，主动的调 节悬架系统的刚度、减震器阻尼系数、车 身高度和姿态。
由传感器、电子控制器、调节悬架的执行器 组成
二、工作原理
可以根据路面和车辆的运动情况，主动的调节悬架系统的刚度、减震器阻尼系数、车身高度和姿态。
算后给执行器信号来调节悬架的高度、刚 可以根据路面和车辆的运动情况，主动的调节悬架系统的刚度、减震器阻尼系数、车身高度和姿态。
第五节 电子控制悬架系统 第五节 电子控制悬架系统
度等参数 一、电控悬架系统基本组成
第五节 电子控制悬架系统 可以根据路面和车辆的运动情况，主动的调节悬架系统的刚度、减震器阻尼系数、车身高度和姿态。 可以根据路面和车辆的运动情况，主动的调节悬架系统的刚度、减震器阻尼系数、车身高度和姿态。 第五节 电子控制悬架系统 由传感器、电子控制器、调节悬架的执行器组成 第五节 电子控制悬架系统 由传感器、电子控制器、调节悬架的执行器、电子控制器、调节悬架的执行器组成 一、电控悬架系统基本组成 第五节 电子控制悬架系统 由传感器、电子控制器、调节悬架的执行器组成 一、电控悬架系统基本组成 可以根据路面和车辆的运动情况，主动的调节悬架系统的刚度、减震器阻尼系数、车身高度和姿态。 一、电控悬架系统基本组成 第五节 电子控制悬架系统 可以根据路面和车辆的运动情况，主动的调节悬架系统的刚度、减震器阻尼系数、车身高度和姿态。 一、电控悬架系统基本组成 第五节 电子控制悬架系统 一、电控悬架系统基本组成 一、电控悬架系统基本组成 可以根据路面和车辆的运动情况，主动的调节悬架系统的刚度、减震器阻尼系数、车身高度和姿态。 由传感器、电子控制器、调节悬架的执行器组成
第五节 电子控制悬架系统
一、电控悬架系统基本组成
可以根据路面和车辆的运动情况，主动的调 节悬架系统的刚度、减震器阻尼系数、车 身高度和姿态。
由传感器、电子控制器、调节悬架的执行器 组成
二、工作原理
可以根据路面和车辆的运动情况，主动的调节悬架系统的刚度、减震器阻尼系数、车身高度和姿态。
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第三章
本章介绍了电子控制主动、半主动悬架和车高控制悬架， 重点是掌握电子控制主动悬架系统和它的控制。半主动悬架 以由车速控制的可调阻尼悬架的结构、原理和控制规律为学 习实例。 在此基础上对车高控制悬架的原理和控制进行了解。
一、
一般由传感器检测系统运动的状态信号,反馈到电控单元ECU,然后由 ECU发出指令给执行机构主动力发生器，构成闭环控制。通常采用电液 伺服液压缸作为主动力发生器，它由外部油源提供能量. 力发生器产 生主动控制力作用于振动系统，自动改变弹簧刚度和减振器阻尼特性 参数。主动悬架除了控制振动还可以控制汽车的姿态和高度。
一、
被动悬架介绍 :
一、
主动悬架： 主动悬架：将检测系统运动的状态信号反馈到电控单元，电控单元发出 指令给主动力发生器，构成闭环控制。由外部提供能量产生的主动控制 力作用于系统进行控制。主动悬架除了控制振动还可以控制汽车的姿态 和高度。
1、主动悬架、半主动悬架和被动悬架它们之间主要差别是什么？ 2、主动悬架电控单元的输入主要参数是什么？可以对汽车进行那些 控制？ 3、主动悬架、半主动悬架是如何实现对平顺性和操纵稳定性控制的？
可调阻尼半主动悬架阻尼大小是如何根据车速控制的？
三、
1、车高控制的空气悬架
车高控制的空气弹簧由高度控制阀进行控制，当判定 “车高低了”则向气室充气，当判定“车高高了”，则放 气，高度控制还可以保持车的水平，减少转向时的侧倾， 高速时降低车高还可以减少风阻，提高稳定性。
三、
2、车高控制的油气悬架 车高控制的油气弹簧由高度控制阀进行控制，当某一个车轴或车 轮的载荷增大时，判定“车高低了”，则向油缸充油；当判定了 “车高高了”则放油。高度控制还可以保持车的水平，减少转向时 的侧倾，高速时降低车高还可以减少风阻，提高稳定性。
二、
1、实时闭环控制的半主动悬架 目前采用的半主动悬架主要是通过电磁阀控制可调阻尼减振器， 其控制方法有的和主动悬架类似是实时闭环控制的。
二、
2、车速控制的可调阻尼悬架 可调阻尼减振器由具有不同节流孔的转阀得到舒适（软）、正常 （中）、运动（硬）三个等级的阻尼。
二、
2、车速控制的可调阻尼悬架 不同等级的阻尼的车速范围： A、起步、制动、急转弯和高速（100公里/小时以上）选择运动 （硬）改善操纵稳定性。 B、低速（40公里/小时以下）选择舒适（软）得到好的平顺性。 C、中速（40-100公里/小时）选择正常（中）兼顾平顺性与操纵 稳定性。 Nhomakorabea三、
车高控制: 车高控制:由高度控制阀进行控制,当“车高比设置的高度低了” 则向气室或油缸充气或油,当判定“车高高了”则放气或泻油. 高 度控制还可以保持车的水平,减少转向时的侧倾,在汽车高速行驶时 自动降低车高以减少风阻,提高稳定性。
车高控制为什么在空气悬架大客车上得到广泛采用,它对悬架性 能有那些主要改进？
二、
3、刚度可调的空气弹簧 弹簧刚度控制: 具有副气室的空气弹簧,由刚度控制阀改变主、副气室的通道面积， 得到（软）、（中）、（硬）不同的刚度，其控制与由车速控制的 有级可调阻尼半主动悬架有类似之处。
二、
由车速控制的可调阻尼半主动悬架系统：由具有不同节流孔的转阀得 到舒适（软）、正常（中）、运动（硬）三个等级的阻尼。用来改善平 顺性、兼顾平顺性与操纵稳定性或操纵稳定性。
本章介绍了电子控制主动、半主动悬架和车高控制悬架， 重点是掌握电子控制主动悬架系统和它的控制。半主动悬架 以由车速控制的可调阻尼悬架的结构、原理和控制规律为学 习实例。 在此基础上对车高控制悬架的原理和控制进行了解。
一、
一般由传感器检测系统运动的状态信号,反馈到电控单元ECU,然后由 ECU发出指令给执行机构主动力发生器，构成闭环控制。通常采用电液 伺服液压缸作为主动力发生器，它由外部油源提供能量. 力发生器产 生主动控制力作用于振动系统，自动改变弹簧刚度和减振器阻尼特性 参数。主动悬架除了控制振动还可以控制汽车的姿态和高度。
一、
被动悬架介绍 :
一、
主动悬架： 主动悬架：将检测系统运动的状态信号反馈到电控单元，电控单元发出 指令给主动力发生器，构成闭环控制。由外部提供能量产生的主动控制 力作用于系统进行控制。主动悬架除了控制振动还可以控制汽车的姿态 和高度。
1、主动悬架、半主动悬架和被动悬架它们之间主要差别是什么？ 2、主动悬架电控单元的输入主要参数是什么？可以对汽车进行那些 控制？ 3、主动悬架、半主动悬架是如何实现对平顺性和操纵稳定性控制的？
可调阻尼半主动悬架阻尼大小是如何根据车速控制的？
三、
1、车高控制的空气悬架
车高控制的空气弹簧由高度控制阀进行控制，当判定 “车高低了”则向气室充气，当判定“车高高了”，则放 气，高度控制还可以保持车的水平，减少转向时的侧倾， 高速时降低车高还可以减少风阻，提高稳定性。
三、
2、车高控制的油气悬架 车高控制的油气弹簧由高度控制阀进行控制，当某一个车轴或车 轮的载荷增大时，判定“车高低了”，则向油缸充油；当判定了 “车高高了”则放油。高度控制还可以保持车的水平，减少转向时 的侧倾，高速时降低车高还可以减少风阻，提高稳定性。
二、
1、实时闭环控制的半主动悬架 目前采用的半主动悬架主要是通过电磁阀控制可调阻尼减振器， 其控制方法有的和主动悬架类似是实时闭环控制的。
二、
2、车速控制的可调阻尼悬架 可调阻尼减振器由具有不同节流孔的转阀得到舒适（软）、正常 （中）、运动（硬）三个等级的阻尼。
二、
2、车速控制的可调阻尼悬架 不同等级的阻尼的车速范围： A、起步、制动、急转弯和高速（100公里/小时以上）选择运动 （硬）改善操纵稳定性。 B、低速（40公里/小时以下）选择舒适（软）得到好的平顺性。 C、中速（40-100公里/小时）选择正常（中）兼顾平顺性与操纵 稳定性。 Nhomakorabea三、
车高控制: 车高控制:由高度控制阀进行控制,当“车高比设置的高度低了” 则向气室或油缸充气或油,当判定“车高高了”则放气或泻油. 高 度控制还可以保持车的水平,减少转向时的侧倾,在汽车高速行驶时 自动降低车高以减少风阻,提高稳定性。
车高控制为什么在空气悬架大客车上得到广泛采用,它对悬架性 能有那些主要改进？
二、
3、刚度可调的空气弹簧 弹簧刚度控制: 具有副气室的空气弹簧,由刚度控制阀改变主、副气室的通道面积， 得到（软）、（中）、（硬）不同的刚度，其控制与由车速控制的 有级可调阻尼半主动悬架有类似之处。
二、
由车速控制的可调阻尼半主动悬架系统：由具有不同节流孔的转阀得 到舒适（软）、正常（中）、运动（硬）三个等级的阻尼。用来改善平 顺性、兼顾平顺性与操纵稳定性或操纵稳定性。