电子控制悬架系统(汽车电子控制技术).ppt

汽车电子控制技术 第7章 电子控制悬架系统 学习目标 ·了解电控悬架系统的功用和组成。 ·了解电控悬架系统分类。 ·掌握电控悬架系统传感器和执行机构的结构和工作原理。 ·掌握电控悬架系统控制原理。 7.1.1功用 电子控制悬架系统的基本功能包括：减振器阻尼控制、弹簧刚度控制和车身高度调整。 ①减振器阻尼调节功能。该功能的作用是在急转弯、急加速和紧急制动等情况下，通过改变减振器阻尼，抑制车辆姿势的变化，防止车辆侧倾、前倾、后仰等，提高车辆的操纵稳定性和乘坐舒适性。 ②弹簧刚度调节功能。该功能是利用控制弹簧刚度(弹性系数)的方法控制车辆在各种不同状况时的姿势，提高车辆的操纵稳定性。 ③车身高度调整功能。可以使得车辆根据载荷变化自动调节悬架高度以保持车身的正常高度和姿态。当汽车在坏路面行驶时可以使车身升高，增强其通过性；当汽车在高速行驶时，又可以使车身降低，减少空气阻力并提高行驶稳定性。 7.1.2 分类 根据悬架的控制方式不同，电子控制悬架可分为半主动悬架和主动悬架两大类。 1. 半主动悬架 半主动悬架通常是指只能对悬架的减振器阻尼进行调节的悬架。根据减振器阻尼力调节方式不同，半主动式电控悬架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。半主动悬架是无源控制，因此，消耗的能量很小，成本较低，但汽车在转向、起动、制动等工况时难以对弹簧刚度和减振器阻尼力进行有效的控制。 2. 主动悬架 主动悬架能根据不同工况主动调节悬架的减振器阻尼、弹簧刚度以及车身高度，从而能够同时满足汽车行驶平顺性和操纵稳定性的要求。主动悬架是有源控制，在悬架系统中附加一个可控制作用力的装置（压缩空气源或者液压源），根据各传感器检测到汽车载荷、行驶速度、路面状况变化和汽车起动、制动、转向等工况，自动调节悬架的弹簧刚度和减振器阻尼力，此外，还可以根据行驶情况的变化自动调节车身高度，显著提高汽车的操纵稳定性和乘坐舒适性。 7.2电控悬架系统的结构和工作原理 7.2.1 系统组成 悬架系统因生产企业不同，其功能及零部件组成略有不同，但其电子控制系统总体上都是由各种传感器和控制开关、电子控制单元、执行机构等部分组成。 电子控制悬架系统的传感器将汽车路面行驶的情况（包括：振动、车速、起步、加速、转向、制动等信息）转变为电信号，传送给电子控制单元（ECU）。悬架ECU将传感器传回的电信号进行综合处理，然后发出对悬架的刚度、阻尼系数及车身高度进行调节的控制信号。悬架系统的执行机构，根据悬架ECU的控制信号执行动作，及时调整悬架的刚度、阻尼系数及车身高度。悬架系统的执行机构一般由电磁阀、步进电机、气泵电动机等组成。 l-高度控制压缩机 2-1号高度控制阀 3-主节气门位置传感器 4-门控灯开关 5-悬架ECU 6-2号高度控制继电器 7-后悬架控制执行器 8-高度控制连接器 9-高度控制开关 10-2号高度控制阀和溢流阀 11-后高度控制传感器 12-LRC开关 13-高度控制开关 14-转向传感器 15-制动灯开关 16-前悬架控制执行器 17-前高度控制传感器 18-1号高度控制继电器 19-IC调节器 20-干燥器和排气阀 7.2.2 传感器和控制开关 电控悬架系统传感器的作用是对汽车行驶状态进行检测，为ECU提供相应的电信号，以便ECU对悬架的阻尼、弹簧刚度和车身高度进行控制。 1. 车身高度传感器 光电式车身高度传感器主要由光电耦合元件、遮光盘、壳体和防护盖等组成，结构如图7-2所示。 光电耦合元件由发光二极管和光电三极管组成，遮光盘固定在传感器轴上，遮光盘圆周上制有弧度不等的透光槽，如图7-3所示。车身高度传感器轴通过连杆和拉紧螺栓与悬架臂连接。 光电耦合元件固定在传感器壳体上，传感器壳体固定在车架上。因此，当车身高度变化时，光电耦合元件仅随车身上下移动，遮光盘将随悬架臂的摆动而转动。 图7-5 光电耦合元件（4组）控制电路图 当车身升高时，悬架臂右端离地间隙增大，并通过拉紧螺栓和连杆带动传感器轴沿顺时针方向转动一定角度。反之，当车身高度降低时，悬架臂右端离地间隙减小，因为拉紧螺栓的长度不变，所以悬架臂将通过拉紧螺栓和连杆带动传感器轴沿逆时针方向转动一定角度。 当传感器轴转动时，就会带动固定在轴上的遮光盘一同转动。当遮光盘上的透光槽处于发光二极管与光电三极管之间时，光电三极管受到光线照射而导通（如图7-3b），耦