汽車電器與電子控制技術(shù)總結(jié)---20160528(1)

1、汽車電器與電子控制技術(shù)課程內(nèi)容回顧汽車電器與電子控制技術(shù)課程內(nèi)容回顧2. 蓄電池蓄電池+發(fā)電機發(fā)電機 4. 點火系統(tǒng)點火系統(tǒng) 7. 汽車電器設(shè)備總線路汽車電器設(shè)備總線路 8. 發(fā)動機綜合控制系統(tǒng)發(fā)動機綜合控制系統(tǒng) 9. 汽車自動變速器汽車自動變速器 10. 汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(略略)11. 汽車行駛安全性控制系統(tǒng)汽車行駛安全性控制系統(tǒng) 12. 汽車舒適性控制系統(tǒng)汽車舒適性控制系統(tǒng) 蓄電池蓄電池汽油發(fā)動機汽油發(fā)動機:200600A （510s）柴油發(fā)動機柴油發(fā)動機:5001000A（510s）起動型鉛酸蓄電池起動型鉛酸蓄電池:內(nèi)阻小、起動性能好、電壓穩(wěn)定。內(nèi)阻小、起動性能好

2、、電壓穩(wěn)定。汽油車汽油車: 12= 2(單格電池單格電池) 6柴油車柴油車:24V=12V2鉛酸蓄電池構(gòu)造鉛酸蓄電池構(gòu)造:極板、隔板、電解液、外殼、極板、隔板、電解液、外殼、 聯(lián)條、接線柱聯(lián)條、接線柱發(fā)電機提供電壓基本恒定的直流電源交流發(fā)電機交流電整流電路直流電電壓調(diào)節(jié)器平均勵磁電流交流電壓直流電壓 晶體管電壓調(diào)節(jié)器晶體管電壓調(diào)節(jié)器 集成電路電壓調(diào)節(jié)器集成電路電壓調(diào)節(jié)器 車載計算機直接控制勵磁電流車載計算機直接控制勵磁電流控制電壓控制電壓二極管二極管六管六管(八管八管)九管九管(十一管十一管)交流發(fā)電機的工作特性交流發(fā)電機的工作特性1.輸出特性輸出特性 圖圖 交流發(fā)電機的輸出特性交流發(fā)電機的輸

3、出特性1n空載轉(zhuǎn)速空載轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速2n2.空載特性空載特性交流發(fā)電機的空載特性交流發(fā)電機的空載特性（I=0）3.外特性外特性 交流發(fā)電機的外特性交流發(fā)電機的外特性（n=const）第第3章章 起動機起動機(串勵串勵) 起動開關(guān)閉合齒輪進(jìn)入嚙合起動起動開關(guān)斷開齒輪退出嚙合/起動機斷電起動機的特性曲線起動機的特性曲線9550QQnMP 轉(zhuǎn)矩特性轉(zhuǎn)矩特性 機械特性機械特性4 點火系統(tǒng)點火系統(tǒng)電源電源:12-14V點火線圈點火線圈:15-20kV點火電壓與點火能量點火電壓與點火能量tLRBPe1RUInI IP PU2maxn低低觸點開啟速率觸點開啟速率觸點火花觸點火花能損能損U U2max2

4、maxn高高觸點開啟速率觸點開啟速率觸點顫動觸點顫動 實際閉合時間實際閉合時間 U U2max2max2pIL21E L、RIpE tb IpE 同時點火同時點火單獨點火單獨點火措施措施:硬件限流硬件限流/微機控制導(dǎo)通時間微機控制導(dǎo)通時間(tb)微機控制無分電器點火系統(tǒng)微機控制無分電器點火系統(tǒng)點火線圈產(chǎn)生的高壓電，直接送到火花塞點火線圈產(chǎn)生的高壓電，直接送到火花塞兩種方式：兩種方式：(1) 同時點火方式指兩個氣缸合用一個點火線圈，即一個點火線圈有兩個高壓輸出端，分別與一個火花塞相連，負(fù)責(zé)對兩個氣缸進(jìn)行點火。同時點火的兩個氣缸一缸在排氣行程末期，另一缸在壓縮行程末期。(2) 單獨點火方式指每個氣

5、缸的火花塞上配用一個點火線圈，單獨對本缸進(jìn)行點火。點火系統(tǒng)的分類點火系統(tǒng)的分類1.按照點火能量的儲存方式分類按照點火能量的儲存方式分類電感儲能式電感儲能式 電容儲能式電容儲能式2.按照點火信號發(fā)生原理分類按照點火信號發(fā)生原理分類電磁感應(yīng)式電磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)（如一汽解放車系、豐田車系）?；魻栃?yīng)式霍爾效應(yīng)式電子點火系統(tǒng)（如德國大眾車系）。光電式電子光電式電子點火系統(tǒng)（如日本日產(chǎn)車系）。3.按初級電路的控制方式分類按初級電路的控制方式分類傳統(tǒng)點火系統(tǒng)。傳統(tǒng)點火系統(tǒng)。 電子點火系統(tǒng)。電子點火系統(tǒng)。 電控電子點火系統(tǒng)。電控電子點火系統(tǒng)。4.按照高壓電的配電方式分類按照高壓電的配電方式分類機械配電式

6、點火系統(tǒng)機械配電式點火系統(tǒng)（有分電器點火系統(tǒng)）。計算機配電式點火系統(tǒng)計算機配電式點火系統(tǒng)（無分電器點火系統(tǒng)）。點火提前角控制方式開環(huán)控制：開環(huán)控制：ECU據(jù)發(fā)動機工況查ROM（基本點火提前角) 修正最佳點火提前角 實際點火提前角=初始點火提前角+基本點火提前角 +修正點火提前角閉環(huán)控制閉環(huán)控制: ECU據(jù)是否發(fā)生爆燃、怠速是否穩(wěn)定修正點火提前角 使處于爆燃邊緣/怠速穩(wěn)定大負(fù)荷、中低轉(zhuǎn)速(400,要加熱要加熱氧化鈦氧化鈦:300:300900900使用使用, ,須作溫度補償須作溫度補償, ,價廉價廉, ,耐用耐用2）三元催化轉(zhuǎn)換器的監(jiān)控）三元催化轉(zhuǎn)換器的監(jiān)控 雙氧傳感器的安裝示意圖雙氧傳感器的安

7、裝示意圖 前氧傳感器的作用是檢測發(fā)動機不同工況的空燃比，同時前氧傳感器的作用是檢測發(fā)動機不同工況的空燃比，同時電腦根據(jù)該信號調(diào)整噴油量和計算點火時間；后氧傳感器的作電腦根據(jù)該信號調(diào)整噴油量和計算點火時間；后氧傳感器的作用是檢測三元催化轉(zhuǎn)換器的工作好壞，即催化轉(zhuǎn)化器尾氣轉(zhuǎn)化用是檢測三元催化轉(zhuǎn)換器的工作好壞，即催化轉(zhuǎn)化器尾氣轉(zhuǎn)化率的高低。通過與前氧傳感器的數(shù)據(jù)作比較來監(jiān)控三元催化轉(zhuǎn)率的高低。通過與前氧傳感器的數(shù)據(jù)作比較來監(jiān)控三元催化轉(zhuǎn)換器的工作是否良好。換器的工作是否良好。 （a）三元催化轉(zhuǎn)換器工作良好）三元催化轉(zhuǎn)換器工作良好 （b）三元催化轉(zhuǎn)換器工作不良）三元催化轉(zhuǎn)換器工作不良 圖圖 后氧傳感器

8、與前氧傳感器輸出信號的比較后氧傳感器與前氧傳感器輸出信號的比較空燃比反饋控制過程空燃比反饋控制過程如下工況開環(huán)控制如下工況開環(huán)控制8.4.2 廢氣再循環(huán)（廢氣再循環(huán)（Exhaust Gas Recirculation，EGR）EGR率率燃燒速度燃燒速度，燃燒不穩(wěn)定，失火率，燃燒不穩(wěn)定，失火率，HC；EGR率率，NOx排放達(dá)不到法規(guī)要求排放達(dá)不到法規(guī)要求，易爆震，發(fā)動機過熱，易爆震，發(fā)動機過熱EGR率率NOx, HC,油耗油耗。試驗結(jié)果說明：試驗結(jié)果說明：EGR率率20%:燃燒不穩(wěn)定，工作粗暴， HC排放物將增加10%。EGR率較合適范圍率較合適范圍:10%20%內(nèi)。隨著負(fù)荷增加EGR率允許值也

9、增加（陰影部分）。怠速和低負(fù)荷時怠速和低負(fù)荷時:NOx，為穩(wěn)定燃燒，不EGR冷機時不冷機時不EGR發(fā)動機溫度低時，NOx大負(fù)荷、高速時大負(fù)荷、高速時:混合氣較濃，NOx排放 可不進(jìn)行EGR或減少EGR率。 廢氣再循環(huán)量對NOx排放和油耗的影響還受到空燃比、點火提前角等因素的影響。因此在EGR率進(jìn)行控制時，同時對點火等進(jìn)行綜合控制，就能得到較好的發(fā)動機性能。燃油揮發(fā)的控制燃油揮發(fā)的控制為了控制燃油箱逸出的燃油蒸汽，電控發(fā)動機普遍采用了碳罐，為了控制燃油箱逸出的燃油蒸汽，電控發(fā)動機普遍采用了碳罐，油箱中的燃油蒸汽在發(fā)動機不運轉(zhuǎn)時被碳罐中的活性碳所吸附，當(dāng)油箱中的燃油蒸汽在發(fā)動機不運轉(zhuǎn)時被碳罐中的活

10、性碳所吸附，當(dāng)發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，依靠進(jìn)氣管中的真空度將燃油蒸汽吸入發(fā)動機中。發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，依靠進(jìn)氣管中的真空度將燃油蒸汽吸入發(fā)動機中。電子控制單元根據(jù)發(fā)動機的工況通過電磁閥控制真空度的通或斷達(dá)電子控制單元根據(jù)發(fā)動機的工況通過電磁閥控制真空度的通或斷達(dá)到燃油蒸汽的控制。到燃油蒸汽的控制。采用燃油蒸汽的控制可減少大氣中的碳?xì)浠衔锖凸?jié)約燃料。采用燃油蒸汽的控制可減少大氣中的碳?xì)浠衔锖凸?jié)約燃料。 驅(qū)動方式驅(qū)動方式: 前輪驅(qū)動、后輪驅(qū)動前輪驅(qū)動、后輪驅(qū)動變矩器類型：變矩器類型：普通液力、綜合液力、帶閉鎖離合器普通液力、綜合液力、帶閉鎖離合器齒輪傳動機構(gòu)：齒輪傳動機構(gòu)：普通齒輪式、行星齒輪式普通齒輪式、行

11、星齒輪式控制方式：控制方式：全液壓、電子控制全液壓、電子控制工作原理：工作原理：AT、 AMT 、CVT9. 自動變速器自動變速器液控液控AT=液力變矩器液力變矩器+齒輪變速系統(tǒng)齒輪變速系統(tǒng)+液控系統(tǒng)液控系統(tǒng)電液控電液控AT=液力變矩器液力變矩器+齒輪變速系統(tǒng)齒輪變速系統(tǒng)+電控液壓系統(tǒng)電控液壓系統(tǒng)電控式自動變速器與液控式自動變速器的比較電控式自動變速器與液控式自動變速器的比較 自動換擋控制系統(tǒng)構(gòu)成圖自動換擋控制系統(tǒng)構(gòu)成圖1) 系統(tǒng)能源系統(tǒng)能源2) 控制參數(shù)信號發(fā)生器控制參數(shù)信號發(fā)生器3) 換擋控制器換擋控制器 4) 換擋執(zhí)行機構(gòu)換擋執(zhí)行機構(gòu)5) 換擋品質(zhì)控制機構(gòu)換擋品質(zhì)控制機構(gòu)9.2 自動變速

12、器自動變速器行星齒輪系統(tǒng)行星齒輪系統(tǒng)1）辛普森式行星齒輪機構(gòu)：）辛普森式行星齒輪機構(gòu)：RRCCS-S2）拉威那（）拉威那（Ravigneaux）式行星齒輪結(jié)構(gòu)式行星齒輪結(jié)構(gòu) 1輸入軸；輸入軸；2大太陽輪；大太陽輪；3小太陽輪；小太陽輪；4齒圈；齒圈；5輸出軸；輸出軸；6短行星齒輪；短行星齒輪；7長行星齒輪；長行星齒輪；C1前進(jìn)離合器；前進(jìn)離合器；C2倒擋離合器；倒擋離合器；C3前進(jìn)強制離合器；前進(jìn)強制離合器；C4高速擋離合器；高速擋離合器；B12擋、擋、4擋離合器；擋離合器；B2低擋、倒擋離合器；低擋、倒擋離合器；F1低擋單向離合器；低擋單向離合器；F2前進(jìn)單向離合器前進(jìn)單向離合器拉威那式行星

13、齒輪結(jié)構(gòu)拉威那式行星齒輪結(jié)構(gòu)2.電控自動變速器的換擋方法電控自動變速器的換擋方法1）換擋規(guī)律）換擋規(guī)律 自動變速器是根據(jù)汽車的行駛參數(shù)來控制換擋動作的，自動變速器是根據(jù)汽車的行駛參數(shù)來控制換擋動作的，這些參數(shù)主要有車速、發(fā)動機節(jié)氣門開度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、液這些參數(shù)主要有車速、發(fā)動機節(jié)氣門開度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、液力變矩器渦輪轉(zhuǎn)速和汽車加速度等，目前應(yīng)用最多的是車速力變矩器渦輪轉(zhuǎn)速和汽車加速度等，目前應(yīng)用最多的是車速和發(fā)動機節(jié)氣門開度這兩個參數(shù)信號。和發(fā)動機節(jié)氣門開度這兩個參數(shù)信號。自動換擋點隨控自動換擋點隨控制參數(shù)的變化而制參數(shù)的變化而變化的規(guī)律，稱變化的規(guī)律，稱為換擋規(guī)律，如為換擋規(guī)律，如圖圖3-47

14、所示（實所示（實線為升擋曲線，線為升擋曲線，虛線為降擋曲虛線為降擋曲線）。按照參與線）。按照參與換擋控制的參數(shù)換擋控制的參數(shù)劃分，目前主要劃分，目前主要有單參數(shù)和雙參有單參數(shù)和雙參數(shù)兩種類型。數(shù)兩種類型。換擋規(guī)律換擋規(guī)律雙參數(shù)雙參數(shù)（1）保證換擋控制的相對穩(wěn)定）保證換擋控制的相對穩(wěn)定性。性。（2）有利于減少循環(huán)換擋，避）有利于減少循環(huán)換擋，避免對汽車行駛性能的不利影響。免對汽車行駛性能的不利影響。（3）駕駛員可以干預(yù)換擋。）駕駛員可以干預(yù)換擋。（4）通過改變換擋延遲可以改）通過改變換擋延遲可以改變換擋點，以適應(yīng)動力性、經(jīng)變換擋點，以適應(yīng)動力性、經(jīng)濟性等方面的不同需要。濟性等方面的不同需要。 在

15、換擋規(guī)律中，自動變速的降擋點（圖中的虛線）比升擋點（圖中的實線）晚，稱為換擋延遲（也稱降擋速差），其主要作用如下。 3擋自動變速器的換檔規(guī)律曲線擋自動變速器的換檔規(guī)律曲線 11 汽車行駛安全性控制系統(tǒng)汽車行駛安全性控制系統(tǒng) 11.1 汽車防滑控制汽車防滑控制(ABS、ASR)11.4 安全氣囊和安全帶安全氣囊和安全帶ABS：在汽車制動過程中，不論道路情況如何，始終將在汽車制動過程中，不論道路情況如何，始終將車輪滑移率控制在車輪滑移率控制在20左右，從而保證車輛能獲左右，從而保證車輛能獲得最佳的制動性能和轉(zhuǎn)向操縱性能。使處于最佳得最佳的制動性能和轉(zhuǎn)向操縱性能。使處于最佳制動狀態(tài)制動狀態(tài)最佳制動效

16、果：最佳制動效果：1)保持汽車制動時的方向穩(wěn)定性。2)保持汽車制動時的轉(zhuǎn)向能力。3)縮短制動距離。4)減少制動時輪胎的磨損。1)保持汽車制動時的方向穩(wěn)定性。保持汽車制動時的方向穩(wěn)定性。2)保持汽車制動時的轉(zhuǎn)向能力。保持汽車制動時的轉(zhuǎn)向能力。3)縮短制動距離?？s短制動距離。4)減少制動時輪胎的磨損。減少制動時輪胎的磨損。電磁閥控制油壓的過程電磁閥控制油壓的過程(Pressure modulation in ABS hydraulic modulator)返回控制過程返回控制過程c Pressure reductiona Pressure build-upb Pressure maintenanc

17、eIV-Inlet valveOV-Outlet valvePE-Return pumpM-Pump motorAC-Low-pressure reservoirVFront HRearRRight LLeft汽車汽車ABS的分類的分類(1)按系統(tǒng)構(gòu)造分類 分離式、整體式(也稱ATE式)(2) 按系統(tǒng)控制方案分類：軸控: SL、SH: 輪控(3）按控制通道與傳感器數(shù)量分類四通道控制方式三通道控制方式雙通道控制方式ABS控制過程控制過程目標(biāo)目標(biāo):思路思路: 跟蹤路況，跟蹤路況，輪缸油壓輪缸油壓p 制動力矩制動力矩%3010 vvVVV調(diào)整方法調(diào)整方法目標(biāo)目標(biāo):思路思路: 根據(jù)根據(jù)及及，輪缸油壓輪

18、缸油壓p 制動力矩制動力矩Tb%3010 vvVVVABS控制過程控制過程mgFvmTmgrTrFJbvbbb識別識別值等級值等級:大？一般？??？大？一般？?。縭efwrefrefrefvvvjtvv0算法：門限邏輯控制算法算法：門限邏輯控制算法車輪加速度門限值：車輪加速度門限值：-a、+a、+A 滑移率滑移率 門限值：門限值： 1、2用以識別高用以識別高、中、中，低，低路面路面及及由高由高低突變或低突變或由低由低高突變高突變圖圖11-27高附著系數(shù)路面的制動控制（含低高附著系數(shù)路面的制動控制（含低高突變高突變）VF汽車實汽車實際際速度速度Vref汽車參考速度汽車參考速度VR車輪速度車輪速度0

19、 , 0svrefrefwrefRrefrefvvvtavv01SS refwvSSv111 識別：識別：達(dá)不到達(dá)不到+a小小達(dá)到達(dá)到+A 大大+a+A間間 中中11.1. 3 汽車驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)汽車驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)(ASR)滑轉(zhuǎn)率滑轉(zhuǎn)率 一般在車速很低（小于一般在車速很低（小于8 kmh）時）時ABS不起作用，而不起作用，而TRC一般在車速很高一般在車速很高（大于（大于80 kmh）時不起作用。）時不起作用。1）發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩控制）發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩控制 (控制控制T) 節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)- 副節(jié)氣門副節(jié)氣門/直接安裝電子節(jié)氣門直接安裝電子節(jié)氣門 減少或切斷噴油量減少或切斷噴油量 減

20、小點火提前角。減小點火提前角。ASR(TRC)系統(tǒng)的控制方式系統(tǒng)的控制方式2）對驅(qū)動輪進(jìn)行制動控制）對驅(qū)動輪進(jìn)行制動控制 (控制控制T) 通過對單邊滑轉(zhuǎn)的驅(qū)動車輪施加適當(dāng)?shù)闹苿恿Γ箖蓚?cè)驅(qū)動輪通過對單邊滑轉(zhuǎn)的驅(qū)動車輪施加適當(dāng)?shù)闹苿恿?，使兩?cè)驅(qū)動輪同步轉(zhuǎn)動并限制其滑轉(zhuǎn)率。同步轉(zhuǎn)動并限制其滑轉(zhuǎn)率。3）差速器鎖止控制）差速器鎖止控制 (控制控制)對差速器進(jìn)行鎖止時，可以使左右驅(qū)動輪的輸入轉(zhuǎn)矩不同，差對差速器進(jìn)行鎖止時，可以使左右驅(qū)動輪的輸入轉(zhuǎn)矩不同，差速器鎖止控制就是基于這一原理，根據(jù)路面情況和鎖止比把滑速器鎖止控制就是基于這一原理，根據(jù)路面情況和鎖止比把滑移率控制在某一范圍內(nèi)。移率控制在某一范圍內(nèi)

21、。4）電子控制差速器鎖）電子控制差速器鎖(EDS) (控制控制)汽車懸架的分類汽車懸架的分類1.按照結(jié)構(gòu)形式分：按照結(jié)構(gòu)形式分：非獨立懸架、獨立懸架2.按照控制方式分按照控制方式分傳統(tǒng)被動懸架傳統(tǒng)被動懸架(Passive Suspension)半主動懸架半主動懸架(semi-active suspension)主動懸架主動懸架(Active Suspension)有級半主動式有級半主動式(阻尼有級可調(diào))無級半主動式無級半主動式(阻尼連續(xù)可調(diào))全主動式全主動式(頻帶寬15Hz)慢全主動式慢全主動式(頻帶寬36Hz)電磁閥驅(qū)動的油氣主動式懸架電磁閥驅(qū)動的油氣主動式懸架步進(jìn)電動機驅(qū)動的空氣主動式懸架

22、步進(jìn)電動機驅(qū)動的空氣主動式懸架行駛性能、操縱性能及乘坐的舒適性行駛性能、操縱性能及乘坐的舒適性傳統(tǒng)被動懸架傳統(tǒng)被動懸架(Passive Suspension)傳統(tǒng)被動懸架傳統(tǒng)被動懸架(Passive Suspension)良好的行駛性能和良好的操良好的行駛性能和良好的操縱性能在使用定剛度彈簧和縱性能在使用定剛度彈簧和定阻尼減振器的傳統(tǒng)懸架系定阻尼減振器的傳統(tǒng)懸架系統(tǒng)中不能同時滿足。統(tǒng)中不能同時滿足。平順性平順性剛度剛度車身位移車身位移 操縱穩(wěn)定性操縱穩(wěn)定性操縱穩(wěn)定性操縱穩(wěn)定性剛度剛度阻尼阻尼 限制車身側(cè)傾，點頭限制車身側(cè)傾，點頭平順性平順性 為兼顧平順性為兼顧平順性+操縱穩(wěn)定性操縱穩(wěn)定性要求要

23、求剛剛度阻尼隨路況和車速變化度阻尼隨路況和車速變化 但被動懸架無法實現(xiàn)但被動懸架無法實現(xiàn)半主動懸架半主動懸架(semi-active suspension)剛度剛度/阻尼可自適應(yīng)調(diào)節(jié)阻尼可自適應(yīng)調(diào)節(jié)半主動懸架半主動懸架(阻尼有級阻尼有級)(semi-active suspension)半主動懸架半主動懸架(semi-active suspension)Magnetorheological Fluid Electrorheological/ER Fluid半主動懸架半主動懸架(剛度有級剛度有級)(semi-active suspension)彈簧剛度控制彈簧剛度控制: 具有副氣室的空氣彈簧具有副

24、氣室的空氣彈簧,由剛度控制閥改變主、由剛度控制閥改變主、副氣室的通道面積，得到（軟）、（中）、（硬）不同副氣室的通道面積，得到（軟）、（中）、（硬）不同的剛度，其控制與由車速控制的有級可調(diào)阻尼半主動懸的剛度，其控制與由車速控制的有級可調(diào)阻尼半主動懸架有類似之處。架有類似之處。 半主動懸架半主動懸架(阻尼無級阻尼無級)(semi-active suspension) 無級半主動式懸架可以根據(jù)路面的行駛狀態(tài)和車身的響無級半主動式懸架可以根據(jù)路面的行駛狀態(tài)和車身的響應(yīng)對懸架阻尼力進(jìn)行控制，并在幾毫秒內(nèi)由最小變到最大，應(yīng)對懸架阻尼力進(jìn)行控制，并在幾毫秒內(nèi)由最小變到最大，使車身上的振動響應(yīng)始終被控制在某

25、個范圍內(nèi)。但在轉(zhuǎn)向、使車身上的振動響應(yīng)始終被控制在某個范圍內(nèi)。但在轉(zhuǎn)向、起步、制動等工況時不能對阻尼力實施有效的控制。起步、制動等工況時不能對阻尼力實施有效的控制。主動懸架主動懸架(Active Suspension)電磁閥驅(qū)動的油氣主動式懸架電磁閥驅(qū)動的油氣主動式懸架步進(jìn)電動機驅(qū)動的空氣主動式懸架步進(jìn)電動機驅(qū)動的空氣主動式懸架液壓缸、氣缸、伺服液壓缸、氣缸、伺服電動機、電磁鐵電動機、電磁鐵 1)平順性平順性舒適性舒適性2) 輪胎路面間接觸輪胎路面間接觸3) 操縱穩(wěn)定性操縱穩(wěn)定性4) 改進(jìn)汽車的安全性改進(jìn)汽車的安全性5) 解決操縱穩(wěn)定性與平順解決操縱穩(wěn)定性與平順 舒適性之間的矛盾舒適性之間的矛

26、盾主動式懸架可根據(jù)汽車載荷、路面狀主動式懸架可根據(jù)汽車載荷、路面狀況、行駛速度、起步、制動、轉(zhuǎn)向等況、行駛速度、起步、制動、轉(zhuǎn)向等狀況的變化，自動調(diào)整懸架的剛度、狀況的變化，自動調(diào)整懸架的剛度、阻尼力及車身高度。阻尼力及車身高度。12.1.2 汽車懸架振動的基本模型汽車懸架振動的基本模型評價平順性的三個參數(shù)評價平順性的三個參數(shù):車身振動加速度均方根值車身振動加速度均方根值 、懸架、懸架彈簧的動撓度、車輪與地面間的相對動載荷彈簧的動撓度、車輪與地面間的相對動載荷2z 12.1.2 汽車懸架振動的基本模型汽車懸架振動的基本模型12.1.2 汽車懸架振動的基本模型汽車懸架振動的基本模型車身加速度、懸

27、架動撓度、相對動載荷對車身加速度、懸架動撓度、相對動載荷對道路不平度變化率之比道路不平度變化率之比gmmGzzKFzzfdd211211212.1.2 汽車懸架振動的基本模型汽車懸架振動的基本模型教材教材p342 傳遞特性、幅頻特性傳遞特性、幅頻特性可見反饋系數(shù)選擇合適，才有滿意的控可見反饋系數(shù)選擇合適，才有滿意的控制效果。制效果。12.1.3 電控懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理 12.1.3 電控懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理 1. 傳感器傳感器12.1.3 電控懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理 1. 傳感器傳感器12.1.3 電控懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理 1. 傳感器傳感器12.1.3 電控懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理 1. 傳感器

28、傳感器12.1.3 電控懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理 1. 傳感器傳感器12.1.3 電控懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理 懸架系統(tǒng)控制器的功能懸架系統(tǒng)控制器的功能(1)傳感器信號放大傳感器信號放大用接口電路將輸入信號(如傳感器信號、開關(guān)信號)中的干擾信號除去，然后放大、變換極性、比較極值，變換為適合輸入控制裝置的信號。(2)輸入信號的計算輸入信號的計算電子控制裝置根據(jù)預(yù)先寫入只讀存儲器ROM中的程序?qū)Ω鬏斎胄盘栠M(jìn)行計算，并將計算結(jié)果與內(nèi)存的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較后，向執(zhí)行機構(gòu)(電動機、電磁閥、繼電器等)發(fā)出控制信號。(3)驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)控制裝置用輸出驅(qū)動電路將輸出驅(qū)動信號放大，然后輸送到各執(zhí)行機構(gòu)，以實現(xiàn)對汽車

29、懸架參數(shù)的控制。(4)故障檢測故障檢測電子控制裝置用故障檢測電路來檢測傳感器、執(zhí)行器、線路等的故障。表12-1控制器自診顯示3.阻尼可調(diào)減振器阻尼可調(diào)減振器阻尼力控制項目阻尼力控制項目1.自適應(yīng)控制自適應(yīng)控制2.最優(yōu)控制最優(yōu)控制3.模糊控制模糊控制(1)車速路面感應(yīng)控制這種控制方式主要是隨著車速和路面的變化改變懸架的剛車速路面感應(yīng)控制這種控制方式主要是隨著車速和路面的變化改變懸架的剛度和阻尼，使之處于度和阻尼，使之處于“軟軟”或或“硬硬”狀態(tài)。狀態(tài)。 表表12-3車身路面感應(yīng)控制邏輯車身路面感應(yīng)控制邏輯四、電控懸架系統(tǒng)的控制方法四、電控懸架系統(tǒng)的控制方法功能功能工況工況懸架的剛度和阻尼懸架的剛

30、度和阻尼軟模式軟模式硬模式硬模式低中高低中高低中高低中高高速感應(yīng)高速感應(yīng)車速車速110km/h前后車輪關(guān)聯(lián)感前后車輪關(guān)聯(lián)感應(yīng)應(yīng)30km/h車速車速80km/h，車高在車高在003s內(nèi)突然變化內(nèi)突然變化壞路面感應(yīng)壞路面感應(yīng)40km/h車速車速100km/h，車高在車高在05s內(nèi)大幅度變內(nèi)大幅度變化化車速車速100km/h，車高在，車高在05s內(nèi)多次大幅度變化內(nèi)多次大幅度變化1)高速感應(yīng)控制當(dāng)車速超過110km/h時，控制裝置根據(jù)車速傳感器的信號，經(jīng)過分析計算后發(fā)出控制信號，以改變懸架參數(shù)。2)前后車輪關(guān)聯(lián)感應(yīng)控制車輪遇到單個障礙時，相應(yīng)降低懸架的剛度和阻尼，可以降低車身受到的沖擊和振動。3)壞路

31、面感應(yīng)控制當(dāng)汽車突然進(jìn)入壞路面行駛時，為了抑制突然產(chǎn)生的車身縱向角振動，應(yīng)該加大懸架剛度和阻尼。(2)車身姿勢控制在車速和轉(zhuǎn)向急劇變化時，會造成車身姿勢的急劇變化，既破壞了汽車的乘坐舒適性，又容易使汽車失去穩(wěn)定性。表12-4車身姿勢控制邏輯功能功能工況工況懸架的剛度和阻尼懸架的剛度和阻尼軟模式軟模式硬模式硬模式低中高低中高低中高低中高抑制側(cè)傾抑制側(cè)傾急轉(zhuǎn)向急轉(zhuǎn)向抑制點頭抑制點頭車速車速60km/h制動制動抑制俯仰抑制俯仰車速車速20km/h急加速急加速 車身姿勢控制邏輯車身姿勢控制邏輯1)抑制轉(zhuǎn)向時的車身側(cè)傾抑制轉(zhuǎn)向時的車身側(cè)傾在急速轉(zhuǎn)向的情況下，應(yīng)加大懸架的剛度和阻尼，以減小車身的側(cè)傾。2)

32、抑制制動時車身點頭抑制制動時車身點頭在緊急制動時，應(yīng)該增加懸架的剛度和阻尼，以減小車身的點頭現(xiàn)象。3)抑制起步時車身俯仰抑制起步時車身俯仰猛然起步或在低速情況下猛然加速時，應(yīng)該增加懸架的剛度和阻尼，以減小車身的俯仰現(xiàn)象。(3)車身高度控制車身高度控制分為正常車身高度控制分為正常(NORMAL)和高和高(HIGH)兩種控制模式，按車身兩種控制模式，按車身的高度從低到高的順序，每種控制中又分為低、中、高三種狀態(tài)。的高度從低到高的順序，每種控制中又分為低、中、高三種狀態(tài)。表表12-5車身高度控制邏輯車身高度控制邏輯功能功能工況工況懸架的剛度和阻尼懸架的剛度和阻尼正常模式正常模式高模式高模式低中高低中

33、高低中高低中高高速感應(yīng)高速感應(yīng)車速車速90km/h 連續(xù)壞路連續(xù)壞路面行駛面行駛車速車速4090km/h,車高車高持續(xù)持續(xù)25s以上大幅度以上大幅度變化變化 車速車速90km/h,車高持車高持續(xù)續(xù)25s以上大幅度變以上大幅度變化化 1)高速感應(yīng)控制高速感應(yīng)控制當(dāng)車速超過90km/h時，為了提高汽車行駛穩(wěn)定性，應(yīng)該降低車身的高度。2)連續(xù)壞路面行駛控制連續(xù)壞路面行駛控制汽車進(jìn)入長距離的壞路面行駛后，應(yīng)該提高車身高度，避免懸架被擊穿(彈簧被壓死，車身直接承受來自車輪的沖擊)。五、車身高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)五、車身高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)(1)自動水平調(diào)節(jié)自動水平調(diào)節(jié)就是無論汽車乘員人數(shù)或裝載質(zhì)量如何增減，車身高度自動維

34、持在一恒定值，并使車身盡可能地保持水平。第一節(jié)汽車電控懸架系統(tǒng)(2)汽車高速行駛和通過不平路面時的高度調(diào)節(jié)當(dāng)汽車高速行駛時，降低車身高度將有助于減小空氣阻力，不僅改善了汽車的動力性和經(jīng)濟性，而且抑制了使車身浮起的氣體抬升力，增加汽車直線行駛的操縱穩(wěn)定性。(3)汽車停車時的水平調(diào)節(jié)圖12-23車高調(diào)節(jié)系統(tǒng)分類第一節(jié)汽車電控懸架系統(tǒng)圖12-24光電式高度傳感器的結(jié)構(gòu)1遮光器2圓盤3，6傳感器蓋4信號線5金屬油封環(huán)7傳感器軸第一節(jié)汽車電控懸架系統(tǒng)圖12-25光電式高度傳感器的工作原理1遮光器2傳感器軸3導(dǎo)桿4圓盤5發(fā)光組件6光敏組件第一節(jié)汽車電控懸架系統(tǒng)圖12-26高度傳感器的安裝a)高車身b)低車

35、身表12-6遮光器狀態(tài)與車高的對照5.2 汽車電控懸架汽車電控懸架 傳統(tǒng)的汽車懸架主要由彈簧、減振器、穩(wěn)定桿和彈性輪傳統(tǒng)的汽車懸架主要由彈簧、減振器、穩(wěn)定桿和彈性輪胎等組成，懸架的高度和彈性是不可調(diào)整的，在行車中車身胎等組成，懸架的高度和彈性是不可調(diào)整的，在行車中車身高度的變化取決于彈簧的變形，結(jié)構(gòu)簡單、實用。但因其彈高度的變化取決于彈簧的變形，結(jié)構(gòu)簡單、實用。但因其彈性和阻尼不能隨外部工況變化，駕駛及乘坐舒適性較差。性和阻尼不能隨外部工況變化，駕駛及乘坐舒適性較差。 傳統(tǒng)的汽車懸架（麥弗遜式前懸架）傳統(tǒng)的汽車懸架（麥弗遜式前懸架） 電子控制懸架系統(tǒng)的優(yōu)電子控制懸架系統(tǒng)的優(yōu)點是能使懸架隨著不同

36、的路點是能使懸架隨著不同的路況和行駛狀態(tài)做出相應(yīng)的調(diào)況和行駛狀態(tài)做出相應(yīng)的調(diào)整，既可以使汽車的乘坐舒整，既可以使汽車的乘坐舒適性達(dá)到令人滿意的水平，適性達(dá)到令人滿意的水平，又能使汽車的穩(wěn)定性要求得又能使汽車的穩(wěn)定性要求得到滿足。到滿足。5.2.1 電控懸架系統(tǒng)的組成和控制形式電控懸架系統(tǒng)的組成和控制形式 電子控制汽車懸架系統(tǒng)主要由（車高、轉(zhuǎn)向角、加速度、電子控制汽車懸架系統(tǒng)主要由（車高、轉(zhuǎn)向角、加速度、路況預(yù)測）傳感器、路況預(yù)測）傳感器、ECU、懸架控制執(zhí)行器等組成。、懸架控制執(zhí)行器等組成。1.空氣式可調(diào)懸架空氣式可調(diào)懸架 空氣式可調(diào)懸架是指利用空氣壓縮機形成壓縮空氣，并空氣式可調(diào)懸架是指利用

37、空氣壓縮機形成壓縮空氣，并通過壓縮空氣來調(diào)節(jié)汽車底盤的離地間隙一種懸架。通過壓縮空氣來調(diào)節(jié)汽車底盤的離地間隙一種懸架。 一般裝備空氣式可調(diào)懸架的車型在前輪和后輪的附近都一般裝備空氣式可調(diào)懸架的車型在前輪和后輪的附近都設(shè)有離地距離傳感器，按離地距離傳感器的輸出信號，行車設(shè)有離地距離傳感器，按離地距離傳感器的輸出信號，行車電腦判斷出車身高度的變化，再控制空氣壓縮機和排氣閥門，電腦判斷出車身高度的變化，再控制空氣壓縮機和排氣閥門，使彈簧自動壓縮或伸長，從而起到減振的效果。使彈簧自動壓縮或伸長，從而起到減振的效果。 空氣式可調(diào)懸架中的空氣彈簧的軟硬能根據(jù)需要自動調(diào)空氣式可調(diào)懸架中的空氣彈簧的軟硬能根據(jù)

38、需要自動調(diào)節(jié)。當(dāng)在高速行駛時，空氣懸架可以自動變硬來提高車身的節(jié)。當(dāng)在高速行駛時，空氣懸架可以自動變硬來提高車身的穩(wěn)定性，而長時間在低速不平的路面行駛時，行車電腦則會穩(wěn)定性，而長時間在低速不平的路面行駛時，行車電腦則會使懸架變軟來提高車輛的舒適性。使懸架變軟來提高車輛的舒適性。保時捷帕那梅拉（保時捷帕那梅拉（Porsche Panamera）空氣式可調(diào)懸架）空氣式可調(diào)懸架 2.液壓式可調(diào)懸架液壓式可調(diào)懸架 液壓式可調(diào)懸架是指根據(jù)車速和路況，通過增減液壓油液壓式可調(diào)懸架是指根據(jù)車速和路況，通過增減液壓油的方式調(diào)整汽車底盤的離地間隙來實現(xiàn)車身高度升降變化的的方式調(diào)整汽車底盤的離地間隙來實現(xiàn)車身高度

39、升降變化的一種懸架。一種懸架。 雪鐵龍雪鐵龍C5液壓式可調(diào)懸架結(jié)構(gòu)示意圖液壓式可調(diào)懸架結(jié)構(gòu)示意圖1-縱向橫梁；縱向橫梁；2-球體；球體；3-上三角叉臂；上三角叉臂；4-支桿；支桿；5-長縱臂長縱臂內(nèi)置式電子液壓集成模塊是液內(nèi)置式電子液壓集成模塊是液壓式可調(diào)懸架的核心，可根據(jù)壓式可調(diào)懸架的核心，可根據(jù)車速、減振器伸縮頻率和伸縮車速、減振器伸縮頻率和伸縮程度的數(shù)據(jù)信息，在汽車重心程度的數(shù)據(jù)信息，在汽車重心附近安裝有縱向、橫向加速度附近安裝有縱向、橫向加速度和橫擺陀螺儀傳感器，用來采和橫擺陀螺儀傳感器，用來采集車身振動、車輪跳動、車身集車身振動、車輪跳動、車身高度和傾斜狀態(tài)等信號，這些高度和傾斜狀態(tài)

40、等信號，這些信號被傳送給行車電腦，行車信號被傳送給行車電腦，行車電腦再根據(jù)輸入信號和預(yù)先設(shè)電腦再根據(jù)輸入信號和預(yù)先設(shè)定的程序操縱前后四個執(zhí)行油定的程序操縱前后四個執(zhí)行油缸工作。缸工作。 通過增減液壓油的方式實現(xiàn)車身高度的升或降，也就是通過增減液壓油的方式實現(xiàn)車身高度的升或降，也就是根據(jù)車速和路況自動調(diào)整離地間隙，從而提高汽車的平順性根據(jù)車速和路況自動調(diào)整離地間隙，從而提高汽車的平順性和操縱穩(wěn)定性。和操縱穩(wěn)定性。 采用液壓式可調(diào)懸架的代表車型有雪鐵龍采用液壓式可調(diào)懸架的代表車型有雪鐵龍C5、雪鐵龍、雪鐵龍C6、寶馬、寶馬7系轎車等。系轎車等。 雪鐵龍雪鐵龍C5液壓式可調(diào)懸架在車上的布置液壓式可調(diào)

41、懸架在車上的布置3.電磁式可調(diào)懸架電磁式可調(diào)懸架 電磁式可調(diào)懸架是利用電磁反應(yīng)來實現(xiàn)汽車底盤的高度電磁式可調(diào)懸架是利用電磁反應(yīng)來實現(xiàn)汽車底盤的高度升降變化的的一種懸架。升降變化的的一種懸架。 它可以針對路面情它可以針對路面情況，在況，在1ms時間內(nèi)作出時間內(nèi)作出反應(yīng)，抑制振動，保持反應(yīng)，抑制振動，保持車身穩(wěn)定，特別是在車車身穩(wěn)定，特別是在車速很高又突遇障礙時更速很高又突遇障礙時更能顯出它的優(yōu)勢。電磁能顯出它的優(yōu)勢。電磁式可調(diào)懸架的反應(yīng)速度式可調(diào)懸架的反應(yīng)速度比傳統(tǒng)的懸架快比傳統(tǒng)的懸架快5倍，即倍，即使是在最顛簸的路面，使是在最顛簸的路面，也能保證車輛平穩(wěn)行駛。也能保證車輛平穩(wěn)行駛。 電磁懸架系

42、統(tǒng)是由行車電腦、車輪位移傳感器、電磁液電磁懸架系統(tǒng)是由行車電腦、車輪位移傳感器、電磁液壓桿和直筒減振器組成。在每個車輪和車身連接處都有一個壓桿和直筒減振器組成。在每個車輪和車身連接處都有一個車輪位移傳感器，傳感器與行車電腦相連，行車電腦又與電車輪位移傳感器，傳感器與行車電腦相連，行車電腦又與電磁液壓桿和直筒減振器相連。磁液壓桿和直筒減振器相連。 凱迪拉克凱迪拉克SLS賽威的電磁懸架賽威的電磁懸架 5.2.2 電控懸架系統(tǒng)的功能電控懸架系統(tǒng)的功能1.車身高度調(diào)整車身高度調(diào)整 當(dāng)汽車在起伏不平的路面行駛時，可以使車身抬高，以當(dāng)汽車在起伏不平的路面行駛時，可以使車身抬高，以便于通過；在良好路面高速行

43、駛時，可以降低車身，以減少便于通過；在良好路面高速行駛時，可以降低車身，以減少空氣阻力，提高操縱穩(wěn)定性?？諝庾枇?，提高操縱穩(wěn)定性。2.阻尼力控制阻尼力控制 用來提高汽車的操縱穩(wěn)定性，在急轉(zhuǎn)彎、急加速和緊急用來提高汽車的操縱穩(wěn)定性，在急轉(zhuǎn)彎、急加速和緊急制動情況下，可以抑制車身姿態(tài)的變化。制動情況下，可以抑制車身姿態(tài)的變化。3.彈簧剛度控制彈簧剛度控制 動態(tài)改變彈簧剛度，使懸架滿足運動或舒適的要求。采動態(tài)改變彈簧剛度，使懸架滿足運動或舒適的要求。采用主動式懸架后，汽車對側(cè)傾、俯仰、橫擺跳動和車身的控用主動式懸架后，汽車對側(cè)傾、俯仰、橫擺跳動和車身的控制都能更加迅速、精確，汽車高速行駛和轉(zhuǎn)彎的穩(wěn)定

44、性提高，制都能更加迅速、精確，汽車高速行駛和轉(zhuǎn)彎的穩(wěn)定性提高，車身側(cè)傾減小。制動時車身前俯小，起動和急加速可減少后車身側(cè)傾減小。制動時車身前俯小，起動和急加速可減少后仰。即使在壞路面，車身的跳動也較小，輪胎對地面的附著仰。即使在壞路面，車身的跳動也較小，輪胎對地面的附著力提高。力提高。5.3 豐田豐田L(fēng)S400轎車電控空氣懸架系統(tǒng)轎車電控空氣懸架系統(tǒng)5.3.1豐田車系電控空氣懸架豐田車系電控空氣懸架豐田轎車的空氣懸架系統(tǒng)在車上的總體布置豐田轎車的空氣懸架系統(tǒng)在車上的總體布置5.3.2 豐田豐田L(fēng)S400轎車電控空氣懸架系統(tǒng)的組成和基本原理轎車電控空氣懸架系統(tǒng)的組成和基本原理 電控空氣懸架系統(tǒng)根

45、據(jù)行車條件自動調(diào)整車輛高度，通過控制阻尼電控空氣懸架系統(tǒng)根據(jù)行車條件自動調(diào)整車輛高度，通過控制阻尼力的強弱來消除車輛行駛中的不平衡，可以使車輛在顛簸路面上保持平力的強弱來消除車輛行駛中的不平衡，可以使車輛在顛簸路面上保持平穩(wěn)姿態(tài)，并自動調(diào)整車輛在緊急制動時的前傾和急加速時的后仰，以保穩(wěn)姿態(tài)，并自動調(diào)整車輛在緊急制動時的前傾和急加速時的后仰，以保證乘坐的舒適性。證乘坐的舒適性。1.壓縮空氣系統(tǒng)的組成壓縮空氣系統(tǒng)的組成豐田豐田L(fēng)S400轎車空氣懸架壓縮空氣系統(tǒng)示意圖轎車空氣懸架壓縮空氣系統(tǒng)示意圖 2.電子控制系統(tǒng)的組成電子控制系統(tǒng)的組成豐田豐田L(fēng)S400轎車空氣懸架電子控制系統(tǒng)轎車空氣懸架電子控制

46、系統(tǒng) 3.電控空氣懸架系統(tǒng)的基本原理電控空氣懸架系統(tǒng)的基本原理車高調(diào)整。車高調(diào)整。 空氣懸架空氣懸架ECU利用空氣壓縮機形成壓縮空氣，并將壓縮空利用空氣壓縮機形成壓縮空氣，并將壓縮空氣送入彈簧和減振器的空氣室中，以此來改變車輛的高度。氣送入彈簧和減振器的空氣室中，以此來改變車輛的高度。 車高的控制：分標(biāo)準(zhǔn)、升高和只升高后輪三種工作狀態(tài)。車高的控制：分標(biāo)準(zhǔn)、升高和只升高后輪三種工作狀態(tài)。阻尼力控制。阻尼力控制。 在減振器上設(shè)有電動機，電動機受在減振器上設(shè)有電動機，電動機受ECU的信號控制。利的信號控制。利用電動機可以改變通油孔的大小，從而改變了阻尼力的大小。用電動機可以改變通油孔的大小，從而改變

47、了阻尼力的大小。減振器的阻尼力控制分低、中、高三擋。減振器的阻尼力控制分低、中、高三擋。彈性系數(shù)的控制（彈簧剛度控制）。彈性系數(shù)的控制（彈簧剛度控制）。 在懸架空氣彈簧上設(shè)有電動機，利用電動機可以改變通在懸架空氣彈簧上設(shè)有電動機，利用電動機可以改變通氣孔的大小，從而改變了彈性系數(shù)的大小。空氣彈簧的彈性氣孔的大小，從而改變了彈性系數(shù)的大小?？諝鈴椈傻膹椥韵禂?shù)分軟、硬兩擋。系數(shù)分軟、硬兩擋。5.3.3 豐田豐田L(fēng)S400電控懸架壓縮空氣系統(tǒng)的組成部件電控懸架壓縮空氣系統(tǒng)的組成部件1.空氣壓縮機空氣壓縮機作用。作用。組成。組成。工作原理。工作原理。 2.空氣干燥器空氣干燥器作用。作用。結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。工

48、作原理。工作原理。 3.排氣電磁閥排氣電磁閥作用。作用。工作原理。工作原理。 4.高度控制電磁閥高度控制電磁閥作用。作用。組成及結(jié)構(gòu)。組成及結(jié)構(gòu)。 高度控制電磁閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖高度控制電磁閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 5.空氣管空氣管空氣管結(jié)構(gòu)及在車上的分布空氣管結(jié)構(gòu)及在車上的分布 6.氣動減振器氣動減振器 空氣懸架系統(tǒng)有四個氣動減振器，每個氣動減振器都包空氣懸架系統(tǒng)有四個氣動減振器，每個氣動減振器都包括一個可變阻尼力的減振器和可變彈性系數(shù)的空氣彈簧，氣括一個可變阻尼力的減振器和可變彈性系數(shù)的空氣彈簧，氣動減振器的總體結(jié)構(gòu)如圖動減振器的總體結(jié)構(gòu)如圖5-12所示。所示。圖圖5-12 氣動減振器的總體結(jié)構(gòu)氣動減振器的

49、總體結(jié)構(gòu)1）空氣彈簧）空氣彈簧空氣彈簧的安裝位置?？諝鈴椈傻陌惭b位置?？諝鈴椈砂惭b于氣動減振空氣彈簧安裝于氣動減振器的上端，與可變阻尼力器的上端，與可變阻尼力的減振器一起構(gòu)成懸架支的減振器一起構(gòu)成懸架支柱，上端與車架相連，下柱，上端與車架相連，下端安裝在懸架擺臂上。空端安裝在懸架擺臂上?？諝鈶壹艿目諝鈴椈捎煽諝鈿鈶壹艿目諝鈴椈捎煽諝馐液涂諝忾y兩部分組成，室和空氣閥兩部分組成，空氣室分為主氣室和副氣空氣室分為主氣室和副氣室。室?？諝鈴椈傻淖儎偠仍??？諝鈴椈傻淖儎偠仍怼壹芸諝鈴椈蓜偠鹊母淖兪歉鶕?jù)壓縮空氣通過空氣閥由主氣懸架空氣彈簧剛度的改變是根據(jù)壓縮空氣通過空氣閥由主氣室進(jìn)入副氣室空氣量的改

50、變來調(diào)節(jié)的，空氣彈簧的彈性系數(shù)室進(jìn)入副氣室空氣量的改變來調(diào)節(jié)的，空氣彈簧的彈性系數(shù)（剛度）可分為兩個階段來調(diào)節(jié)。（剛度）可分為兩個階段來調(diào)節(jié)。 當(dāng)空氣閥轉(zhuǎn)到如圖當(dāng)空氣閥轉(zhuǎn)到如圖5-13所示的位置時，主、副氣室的氣所示的位置時，主、副氣室的氣體通道被打開，主氣室的氣體經(jīng)空氣閥的中間孔與副氣室的體通道被打開，主氣室的氣體經(jīng)空氣閥的中間孔與副氣室的氣體相通，相當(dāng)于空氣彈簧的工作容積增大，空氣彈簧的剛氣體相通，相當(dāng)于空氣彈簧的工作容積增大，空氣彈簧的剛度為度為“軟軟”。圖圖5-13 空氣彈簧的剛度為空氣彈簧的剛度為“軟軟” 當(dāng)空氣閥轉(zhuǎn)到如圖當(dāng)空氣閥轉(zhuǎn)到如圖5-14所示的位置時，主、副氣室的氣所示的位置

51、時，主、副氣室的氣體通道被關(guān)閉，主、副氣室之間的氣體不能相互流動，此時體通道被關(guān)閉，主、副氣室之間的氣體不能相互流動，此時的空氣彈簧只有主氣室的氣體參加工作，空氣彈簧的剛度為的空氣彈簧只有主氣室的氣體參加工作，空氣彈簧的剛度為“硬硬”。 主氣室是可變?nèi)莘e的，在它的下部有一個可伸展的隔膜，主氣室是可變?nèi)莘e的，在它的下部有一個可伸展的隔膜，壓縮空氣進(jìn)入主氣室可升高懸架高度，反之使懸架下降。車壓縮空氣進(jìn)入主氣室可升高懸架高度，反之使懸架下降。車輛高度則是由輛高度則是由l號和號和2號高度控制閥及排氣閥通過增減主氣室號高度控制閥及排氣閥通過增減主氣室內(nèi)的壓縮空氣量來調(diào)節(jié)。內(nèi)的壓縮空氣量來調(diào)節(jié)。圖圖5-1

52、4 空氣彈簧的剛度為空氣彈簧的剛度為“硬硬” 空氣彈簧對車身高度的控制原理?？諝鈴椈蓪嚿砀叨鹊目刂圃?。 空氣彈簧還可以控制車身高度。當(dāng)需要升高車身時，由空氣壓縮機空氣彈簧還可以控制車身高度。當(dāng)需要升高車身時，由空氣壓縮機來的空氣經(jīng)高度控制電磁閥向空氣彈簧的主氣室充氣，使空氣彈簧伸張，來的空氣經(jīng)高度控制電磁閥向空氣彈簧的主氣室充氣，使空氣彈簧伸張，從而使車身高度增加；當(dāng)需要降低車身高度時，空氣彈簧主氣室的空氣從而使車身高度增加；當(dāng)需要降低車身高度時，空氣彈簧主氣室的空氣經(jīng)排氣電磁閥排出到大氣，使空氣彈簧收縮，降低車身高度，如圖經(jīng)排氣電磁閥排出到大氣，使空氣彈簧收縮，降低車身高度，如圖5-15

53、所示。所示。 （a）車身低）車身低 （b）車身高）車身高 圖圖5-15 車身高度控制車身高度控制2）變阻尼減振器）變阻尼減振器變阻尼減振器的安裝位置。變阻尼減振器安裝于空氣彈簧變阻尼減振器的安裝位置。變阻尼減振器安裝于空氣彈簧的下端，與空氣彈簧一起構(gòu)成懸架支柱，上端與車架相連，的下端，與空氣彈簧一起構(gòu)成懸架支柱，上端與車架相連，下端安裝在懸架擺臂上。下端安裝在懸架擺臂上。變阻尼減振器的結(jié)構(gòu)。變阻尼減振器主要由缸筒、活塞及變阻尼減振器的結(jié)構(gòu)。變阻尼減振器主要由缸筒、活塞及阻尼調(diào)節(jié)桿、回轉(zhuǎn)閥等構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)如圖阻尼調(diào)節(jié)桿、回轉(zhuǎn)閥等構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)如圖5-16所示。所示。圖圖5-16 變阻尼減振器的結(jié)構(gòu)變

54、阻尼減振器的結(jié)構(gòu)變阻尼減振器的工作原理。執(zhí)行器通過調(diào)節(jié)桿帶動回轉(zhuǎn)閥變阻尼減振器的工作原理。執(zhí)行器通過調(diào)節(jié)桿帶動回轉(zhuǎn)閥相對于活塞桿轉(zhuǎn)動，使得回轉(zhuǎn)閥與活塞桿上的阻尼孔連通或相對于活塞桿轉(zhuǎn)動，使得回轉(zhuǎn)閥與活塞桿上的阻尼孔連通或切斷，于是增加或減少了油液的流通面積，使油液的流動阻切斷，于是增加或減少了油液的流通面積，使油液的流動阻力改變，從而改變懸架阻尼的大小，達(dá)到調(diào)節(jié)減振器阻尼力力改變，從而改變懸架阻尼的大小，達(dá)到調(diào)節(jié)減振器阻尼力的目的。的目的。圖圖5-16 變阻尼減振器的結(jié)構(gòu)變阻尼減振器的結(jié)構(gòu) 當(dāng)回轉(zhuǎn)閥上的當(dāng)回轉(zhuǎn)閥上的A、B、C 三個截面的阻尼孔全部被回轉(zhuǎn)閥三個截面的阻尼孔全部被回轉(zhuǎn)閥封住時，這時

55、只有減振器下面的主阻尼孔在工作，此時阻尼封住時，這時只有減振器下面的主阻尼孔在工作，此時阻尼為最大，減振器被調(diào)節(jié)到為最大，減振器被調(diào)節(jié)到“硬硬”狀態(tài)。狀態(tài)。圖圖5-16 變阻尼減振器的結(jié)構(gòu)變阻尼減振器的結(jié)構(gòu) 當(dāng)回轉(zhuǎn)閥從當(dāng)回轉(zhuǎn)閥從“硬硬”狀態(tài)位置順時針轉(zhuǎn)動狀態(tài)位置順時針轉(zhuǎn)動60時，時，B截面的截面的阻尼孔打開，阻尼孔打開，A、C兩截面的阻尼孔仍關(guān)閉，減振器處于兩截面的阻尼孔仍關(guān)閉，減振器處于“運運動動”狀態(tài)，也稱為中間狀態(tài)。狀態(tài)，也稱為中間狀態(tài)。圖圖5-16 變阻尼減振器的結(jié)構(gòu)變阻尼減振器的結(jié)構(gòu)當(dāng)回轉(zhuǎn)閥從當(dāng)回轉(zhuǎn)閥從“硬硬”狀態(tài)位置逆時針轉(zhuǎn)動狀態(tài)位置逆時針轉(zhuǎn)動60時，時，A、B、C 三個截面的阻尼

56、孔全部打開，此時減振器的阻尼最小，減振三個截面的阻尼孔全部打開，此時減振器的阻尼最小，減振器處于器處于“軟軟”狀態(tài)。狀態(tài)。圖圖5-16 變阻尼減振器的結(jié)構(gòu)變阻尼減振器的結(jié)構(gòu)5.3.4 電子控制系統(tǒng)的組成電子控制系統(tǒng)的組成空氣懸架電子控制系統(tǒng)示意圖空氣懸架電子控制系統(tǒng)示意圖 豐田豐田L(fēng)S400轎車空氣懸架電子控制系統(tǒng)電路圖轎車空氣懸架電子控制系統(tǒng)電路圖 5.3.5 電控懸架系統(tǒng)的輸入信號電控懸架系統(tǒng)的輸入信號1.懸架控制開關(guān)信號懸架控制開關(guān)信號 懸架控制開關(guān)由水平調(diào)節(jié)控制（懸架控制開關(guān)由水平調(diào)節(jié)控制（Level Regulation Control，LRC）開關(guān)和高度控制開關(guān)組成。）開關(guān)和高度控

57、制開關(guān)組成。 LRC開關(guān)用于選擇減振器和空氣彈簧的工作模式（開關(guān)用于選擇減振器和空氣彈簧的工作模式（NORM或或SPORT）；高度控制開關(guān)用于選擇所希望的車身高度）；高度控制開關(guān)用于選擇所希望的車身高度（NORM或或HIGH）。）。 當(dāng)當(dāng)LRC開關(guān)設(shè)在開關(guān)設(shè)在SPORT位置時，組合儀表內(nèi)的位置時，組合儀表內(nèi)的LRC指示指示燈亮；當(dāng)高度控制開關(guān)設(shè)在燈亮；當(dāng)高度控制開關(guān)設(shè)在HIGH位置時，組合儀表內(nèi)的高度位置時，組合儀表內(nèi)的高度控制指示燈亮?？刂浦甘緹袅?。2.高度控制通斷開關(guān)信號高度控制通斷開關(guān)信號 高度控制通斷開關(guān)位于行李箱的工具儲藏室內(nèi)。將開關(guān)高度控制通斷開關(guān)位于行李箱的工具儲藏室內(nèi)。將開關(guān)撥

58、至撥至OFF位置，懸架控制系統(tǒng)中止車輛高度控制。當(dāng)車輛被位置，懸架控制系統(tǒng)中止車輛高度控制。當(dāng)車輛被舉升、停在不平的路面或車輛被拖曳時，可避免空氣彈簧中舉升、停在不平的路面或車輛被拖曳時，可避免空氣彈簧中壓縮空氣排出，從而可防止車身高度的下降。壓縮空氣排出，從而可防止車身高度的下降。3.制動燈開關(guān)信號制動燈開關(guān)信號 制動燈開關(guān)位于制動踏制動燈開關(guān)位于制動踏板支架上，當(dāng)踩下制動踏板支架上，當(dāng)踩下制動踏板時，開關(guān)接通。懸架板時，開關(guān)接通。懸架ECU利用這一信號判斷汽利用這一信號判斷汽車是否處于制動狀態(tài)。車是否處于制動狀態(tài)。4.門控?zé)糸_關(guān)信號門控?zé)糸_關(guān)信號四個車門各有一個門四個車門各有一個門控?zé)糸_關(guān)

59、，這些開關(guān)控?zé)糸_關(guān)，這些開關(guān)都位于門柱上。懸架都位于門柱上。懸架ECU據(jù)此判斷車門是據(jù)此判斷車門是打開還是關(guān)上。打開還是關(guān)上。 5.高度傳感器信號高度傳感器信號 高度傳感器的作用是檢測車身高度及因路面不平引起的高度傳感器的作用是檢測車身高度及因路面不平引起的每個懸架的位移量，并將之轉(zhuǎn)換成電信號輸入到懸架每個懸架的位移量，并將之轉(zhuǎn)換成電信號輸入到懸架ECU。（a）前高度傳感器）前高度傳感器 （b）后高度傳感器）后高度傳感器 圖圖5-21 光電式高度傳感器的安裝位置光電式高度傳感器的安裝位置圖圖5-22 光電式高度傳感器的結(jié)構(gòu)光電式高度傳感器的結(jié)構(gòu) 這些通斷信號送到懸架這些通斷信號送到懸架ECU，

60、懸架，懸架ECU檢測出車身高度檢測出車身高度的變化，的變化，LS400 轎車使用了四個遮光器，通過各遮光器通轎車使用了四個遮光器，通過各遮光器通斷信號的組合，可把車身高度從低至高分為斷信號的組合，可把車身高度從低至高分為16級，以便對車級，以便對車身高度進(jìn)行精確的控制。身高度進(jìn)行精確的控制。6.加速度傳感器信號加速度傳感器信號 加速度傳感器用于測量車身的垂直加速度。加速度傳感加速度傳感器用于測量車身的垂直加速度。加速度傳感器共有三個，兩個前加速度傳感器分別裝在前左、前右高度器共有三個，兩個前加速度傳感器分別裝在前左、前右高度傳感器內(nèi)，一個后加速度傳感器裝在行李箱右側(cè)的下面。傳感器內(nèi)，一個后加速