汽車底盤電控技術(shù)-電子懸架

汽車底盤電控技術(shù)—電子懸架第一頁，共24頁。主要內(nèi)容：1、電子控制懸架的功能與種類2、電子控制懸架的結(jié)構(gòu)與工作原理3、典型汽車電子控制懸架系統(tǒng)第二頁，共24頁。汽車懸架的作用：緩沖和吸收來自車輪的振動(dòng)，傳遞驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力。懸架和車輪決定汽車的舒適性和操縱穩(wěn)定性。傳統(tǒng)懸架的組成：彈簧、減振器和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)傳統(tǒng)懸架的特點(diǎn)：定剛度彈簧和定阻尼系數(shù)減振器，只能被動(dòng)承受地面對(duì)車身的各種作用力—被稱為被動(dòng)懸架系統(tǒng)電子控制懸架系統(tǒng)能根據(jù)路況和行駛條件主動(dòng)調(diào)節(jié)彈簧剛度或減振器阻尼系數(shù)，提高乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性?！环Q為主動(dòng)懸架系統(tǒng)或半主動(dòng)懸架系統(tǒng)。一電子控制懸架的功能和種類第三頁，共24頁。1）車高調(diào)節(jié)保持車高一定和車身水平—前大燈光束方向不變；車身升高—壞路面，防止車橋碰撞路面；車身降低—高速，減少空氣阻力，提高操縱穩(wěn)定性。2）減振器阻尼力控制防止急起步或急加速時(shí)車尾下蹲；防止緊急制動(dòng)時(shí)車頭下沉；防止急轉(zhuǎn)彎時(shí)車身橫向搖動(dòng)；防止換擋時(shí)車身縱向搖動(dòng)等。3）彈簧剛度控制與減振器控制一致注：有些車具有上述1個(gè)或2個(gè)功能，有些具有3個(gè)功能。電子懸架系統(tǒng)的功能第四頁，共24頁。1）按傳力介質(zhì)不同分

氣壓式和油壓式2）按控制理論不同分

半主動(dòng)式—有級(jí)半主動(dòng)式（阻尼力有級(jí)可調(diào)）無級(jí)半主動(dòng)式（阻尼力連續(xù)可調(diào)）

主動(dòng)式—全主動(dòng)式（頻帶寬大于15Hz）慢全主動(dòng)式（頻帶寬3~6Hz）主動(dòng)式懸架能供給和控制動(dòng)力源（油壓、空氣壓），能根據(jù)傳感器檢測的汽車載荷、路況、車速、起步、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向等狀況，自動(dòng)調(diào)節(jié)懸架剛度、阻尼力和車身高度，顯著提高汽車的操縱穩(wěn)定性和乘坐舒適性。電子懸架系統(tǒng)的種類第五頁，共24頁。基本組成：ECU傳感器—車高傳感器、車速傳感器、加速度傳感器、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器、節(jié)氣門位置傳感器開關(guān)信號(hào)—模式選擇開關(guān)、制動(dòng)燈開關(guān)、停車開關(guān)、車門開關(guān)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)—可調(diào)阻尼力減振器、可調(diào)彈簧高度和彈性大小的彈性元件等一般原理：二電子控制懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理（一）基本組成與一般原理第六頁，共24頁。1、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器作用：檢測轉(zhuǎn)向盤中間位置、轉(zhuǎn)動(dòng)方向、轉(zhuǎn)動(dòng)角度和轉(zhuǎn)動(dòng)速度。

ECU根據(jù)車速傳感器和轉(zhuǎn)角傳感器信號(hào)，判斷轉(zhuǎn)向時(shí)側(cè)向力的大小和方向，以控制車身側(cè)傾。例：豐田TEMS的光電式轉(zhuǎn)角傳感器

（二）傳感器的結(jié)構(gòu)與工作原理第七頁，共24頁。根據(jù)遮光器的ON/OFF信號(hào)判斷轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速；根據(jù)兩個(gè)光電耦合器接收到的ON信號(hào)先后判斷轉(zhuǎn)向。豐田TEMS的光電式轉(zhuǎn)角傳感器工作原理第八頁，共24頁。作用：直接檢測車身橫向加速度（轉(zhuǎn)向時(shí)）和縱向加速度（加速、制動(dòng)時(shí)），以控制車身姿勢。1）差動(dòng)變壓器式加速度傳感器一次線圈（勵(lì)磁線圈）通交流電，汽車加、減速或轉(zhuǎn)向時(shí)，心桿產(chǎn)生位移，二次線圈（檢測線圈）輸出電壓發(fā)生變化，電壓與汽車縱向力或橫向力一一對(duì)應(yīng)。2、加速度傳感器第九頁，共24頁。2）球位移式加速度傳感器鋼球在縱向力或橫向力作用下產(chǎn)生位移，造成線圈輸出電壓變化。注：根據(jù)檢測力（橫向、縱向、垂直）的不同，加速度傳感器安裝方向不同。第十頁，共24頁。作用：檢測車身高度變化（懸架位移量），以控制車身高度。1）片簧開關(guān)式高度傳感器四組觸點(diǎn)開關(guān)，兩個(gè)三極管，構(gòu)成四個(gè)檢測區(qū)域：低、正常、高、超高3、車身高度傳感器汽車載荷變化時(shí)，ECU根據(jù)四個(gè)觸點(diǎn)開關(guān)的通斷，對(duì)車高進(jìn)行判斷。第十一頁，共24頁。傳感器中有兩個(gè)光電耦合器，每個(gè)光電耦合器有四個(gè)發(fā)光二極管和光敏三極管組成。傳感器的轉(zhuǎn)軸一端連接導(dǎo)桿，另一端連接遮光圓盤。當(dāng)車高發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)桿上下擺動(dòng)，從而通過轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，光電耦合器輸出ON/OFF信號(hào)。2）光電式高度傳感器第十二頁，共24頁。第十三頁，共24頁。作用：判斷汽車是否進(jìn)行急加速。4、節(jié)氣門位置傳感器5、車速傳感器汽車車身的側(cè)傾程度取決于車身和轉(zhuǎn)向半徑。常用的車身傳感器有：舌簧開關(guān)式、磁阻元件式、磁脈沖式、光電式。6、模式選擇開關(guān)作用：決定減振器阻尼力大小四種運(yùn)行模式：自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)；自動(dòng)運(yùn)動(dòng)；手動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)；手動(dòng)運(yùn)動(dòng)第十四頁，共24頁。第十五頁，共24頁。（三）懸架ECU第十六頁，共24頁。1、阻尼控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)1）可調(diào)阻尼減振器組成：缸筒、活塞、活塞控制桿、回轉(zhuǎn)閥等ECU通過控制桿控制回轉(zhuǎn)閥相對(duì)活塞桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使油孔通斷，改變流通面積，調(diào)節(jié)減振器阻尼力。（四）執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與工作原理A、C孔相通為軟；B孔與活塞桿上油孔相通為中；A、B、C孔均不通為硬。第十七頁，共24頁。作用：由ECU控制控制桿的旋轉(zhuǎn)，改變減振器的阻尼力。2）直流電動(dòng)機(jī)式執(zhí)行器第十八頁，共24頁。ECU通過控制橫向穩(wěn)定桿液壓缸內(nèi)的油壓，調(diào)節(jié)橫向穩(wěn)定桿的扭轉(zhuǎn)剛度，從而調(diào)節(jié)側(cè)傾剛度。1）橫向穩(wěn)定桿執(zhí)行器2、側(cè)傾剛度控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)第十九頁，共24頁。2）液壓缸位于橫向穩(wěn)定桿與懸架下控制臂之間，改變缸內(nèi)油壓來改變橫向穩(wěn)定桿扭轉(zhuǎn)剛度。第二十頁，共24頁?？諝鈶壹軞鈩?dòng)缸組成：惰性氣體（氮?dú)猓?、減振器、主副氣室、懸架執(zhí)行元件等。原理：壓縮空氣進(jìn)入主氣室，可提高懸架高度；改