汽车智能底盘原理及技术 课件 第5、6章 智能悬架系统、智能底盘运动控制技术.pptx

汽车智能底盘原理及技术

第五章智能悬架系统

第五章智能悬架系统3智能悬架系统基本结构与工作原理半主动悬架系统主动悬架系统

智能悬架系统基本结构与工作原理课前小讨论42023年4月10日，比亚迪汽车发布了“云辇”技术，共包含云辇-C、云辇-A、云辇-P以及云辇-X四套不同取向的车身控制系统。云辇-C类似于市场上基于CDC可变阻尼减振器的半主动悬架系统，利用电磁阀来调节减振器阻尼特性，实现阻尼无级自适应调节，在路况不好时，控制系统以微秒级的处理时间来调节阻尼强度，对来自路面的颠簸能起到有效缓冲作用，快速抑制车辆行驶时产生的垂向振动。云辇-P为电控液压式主动悬架系统，基于阻尼控制技术、高度控制技术、智能感知技术、刚度控制技术以及四轮联动技术，可以实现更优秀的车身控制性能。类似地，2023年12月23日，蔚来汽车发布了主动悬架系统SkyRide天行，该集成式液压主动悬架配有主动式悬架电驱单元，可实现车身“起伏路面不颠簸”，带来智能、安全、愉悦的驾乘体验。比亚迪云辇-P悬架结构汽车用户对体验感的需求趋势是什么？汽车悬架技术开发需要相应开展哪些工作？

智能悬架系统基本结构与工作原理1.1智能悬架系统基本结构5悬架的概念：汽车悬架系统在结构上连接簧载质量和非簧载质量，起到连接和减震的作用，一般由弹性元件、阻尼元件、导向机构等组成。弹性元件：储存振动能量的螺旋弹簧/空气弹簧/钢板弹簧/扭杆弹簧/油气弹簧等，阻尼元件：耗散振动能量的液压减振器，二者主要影响动力学特性。导向机构：通过控制车轮定位参数，保证车轮的正确定位，引导车轮在各方向上的运动，确保车轮与地面保持良好接触，主要影响运动学和动力学特性。

智能悬架系统基本结构与工作原理1.1智能悬架系统基本结构6悬架的分类：根据悬架的弹性元件或阻尼元件参数是否可调可以将悬架分为：被动悬架、半主动悬架、主动悬架。被动悬架半主动悬架主动悬架被动悬架的阻尼特性和刚度特性无法调节半主动悬架可以调节弹簧刚度或减振器阻尼力参数主动悬架可以调节阻尼特性和刚度特性

智能悬架系统基本结构与工作原理1.1智能悬架系统基本结构7智能悬架系统主要组成智能悬架：智能悬架能够根据路面状况、车辆运动状态及载荷等参数的变化，通过电控系统智能地控制悬架刚度/阻尼/导向机构，调节刚度、阻尼、高度、施加主动力，甚至KC（KinematicandCompliance）特性等，以改善车辆行驶平顺性和操纵稳定性等汽车主要性能的系统，主要包括半主动悬架、主动悬架两大类型。

智能悬架系统基本结构与工作原理1.2智能悬架系统工作原理—半主动悬架8半主动悬架的概念：半主动悬架系统能够根据汽车载荷状态、行驶路面条件和行驶状态（加速、减速或转弯等），通过对悬架的弹簧刚度或减振器的阻尼进行参数调节，使悬架总是处于最佳状态附近。半主动悬架系统分类:一种是自适应悬架，其阻尼系数可以缓慢地调整，通常用于调整开环结构体系。一种是通常意义下的半主动悬架，其阻尼系数可以在较大带宽的闭环系统内进行调整。

智能悬架系统基本结构与工作原理1.2智能悬架系统工作原理—半主动悬架9半主动悬架的优点：（1）能耗低。因为仅需要调节减振器阻尼系数，只需要几瓦的功耗用于调整液压阀孔或流体粘度。（2）安全。在半主动悬架中，其稳定性可以得到保证，因为不管阻尼系数是多少，整个系统始终是耗散性的。（3）低成本、质量轻。主要的阻尼调控技术器件（电磁阀、磁流变、电流变、空气阻尼）结构紧凑，轻量化水平高，可以低成本地进行规模生产。（4）性能优异。通过改变阻尼系数，车辆的乘坐舒适性和路面附着性等均有望得以显著改善。半主动悬架的缺点：半主动悬架系统对阻尼或刚度进行调节，本质上是产生等效的可控作用力。然而，由于无法产生负方向的等效作用力，通常无法完全得到期望的控制力，导致控制效果与预期存在偏差。

智能悬架系统基本结构与工作原理1.2智能悬架系统工作原理—半主动悬架10半主动悬架阻尼或刚度特性的调节的方式：（1）传统的电液技术。基于减振器缸体内部或外部的电磁阀，通过改变阀口的大小来调整减振器的阻尼系数，主要构型包括切换式减振器和阻尼连续可调式（ContinuousDampingControl，CDC）减振器等。（2）磁流变（Magneto-Rheological，MR）技术。依靠在磁场中可以改变粘度的液体来调整阻尼。（3）电流变（Electro-Rheological，ER）技术。依靠在电场中可以改变粘度的液体来调整阻尼。（4）空气弹簧技术。通过气泵改变气囊中的空气容量，实现对刚度的调节。半主动悬架系统对阻尼或刚度进行调节，本质上是产生等效的可控作用力。然而，由于无法产生负方向的等效作用力，通常无法完全得到期望的控制力，导致控制