2.5電控懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理

1、電控懸架系統(tǒng)概述,采用電控懸架的目的： 傳統(tǒng)懸架系統(tǒng)使用的是定剛度彈簧和定阻尼系數(shù)減震器，只能適應(yīng)特定的道路和行駛條件，無法滿足變化莫測的路面情況和汽車行駛狀況，只能被動地接受地面對車身的各種作用力，不能主動去進(jìn)行調(diào)節(jié)。故又稱為被動懸架系統(tǒng)。 電控懸架系統(tǒng)的最大優(yōu)點是懸架隨不同的路況和行駛狀態(tài)作出不同的反應(yīng)，即可使汽車的乘坐舒適性令人滿意，又能使操縱穩(wěn)定性達(dá)到最佳狀態(tài)。,電控懸架的功能,電控懸架系統(tǒng)的基本目的是控制調(diào)節(jié)懸架的剛度和阻尼力。 基本功能有： 車高調(diào)整：不論負(fù)載多少，汽車高度均一定；在壞路面上行駛時，使車高升高，高速行駛時，車高降低。 減震器阻尼力控制：調(diào)整減震器阻尼系數(shù)，防止汽車起

2、步或急加速時車尾后坐；防止緊急制動時車頭下沉；防止急轉(zhuǎn)彎時車身橫向搖動；防止汽車換檔時車身縱向搖動等。 彈簧剛度控制：調(diào)整彈簧彈性系數(shù)，改善乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性。 有些車型有其中一至二個功能，少數(shù)同時有三個功能。,減震器,懸架控制執(zhí)行器,選擇開關(guān),傳感器,制動時防前傾,高速行駛時操縱穩(wěn)定,轉(zhuǎn)彎時防側(cè)翻,正常行駛時乘坐舒適,起步和加速時防后坐,縱向搖動,橫向搖動,電控懸架的種類,按傳遞介質(zhì)不同，分氣壓式和油壓式。 按驅(qū)動機構(gòu)和介質(zhì)不同，分電磁閥驅(qū)動的油氣主動式懸架和步進(jìn)電機驅(qū)動的空氣主動懸架。 按控制理論不同，分半主動式和主動式。 主動懸架是一種能供給和控制動力源的裝置，它根據(jù)各傳感器檢測的信

3、號，自動調(diào)整懸架的剛度、阻尼力以及車身高度，從而顯著提高汽車的操縱穩(wěn)定性和乘坐舒適性。 半主動懸架不需要外加動力源，因而消耗的能量小，成本低。,電控懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理,一、組成 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)氣門位置傳感器等。 開關(guān)：模式選擇開關(guān)、制動燈開關(guān)、停車開關(guān)、車門開關(guān)等。 執(zhí)行器：可調(diào)阻尼力減震器、可調(diào)節(jié)彈簧高度和彈性大小的彈性元件等。 ECU 一般原理： 利用傳感器（包括開關(guān)）檢測汽車行駛時路面的狀況和車身的狀態(tài)，輸入ECU后進(jìn)行處理，然后通過驅(qū)動電路控制懸架系統(tǒng)的執(zhí)行器動作，完成懸架特性參數(shù)的調(diào)整。,EMSElectric Modulat

4、ed Suspension,03款豐田L(fēng)EXUS GX470電控懸架EMS系統(tǒng)圖,二、傳感器的結(jié)構(gòu)與工作原理,轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器,加速度傳感器,車身高度傳感器,車身高度傳感器加速度傳感器,傳感器位置,1、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器,【作用】檢測轉(zhuǎn)向盤的中間位置、轉(zhuǎn)動方向、轉(zhuǎn)向角度和轉(zhuǎn)動角度。以判斷轉(zhuǎn)向時側(cè)向力的大小和方向，以控制車身的側(cè)傾。 【類型】多采用光電式轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器。 【安裝位置】轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向軸上。 【結(jié)構(gòu)】在轉(zhuǎn)向軸的帶窄縫的圓盤上裝有兩組光電耦合器，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動時，可輸出兩組脈沖信號。根據(jù)此信號可判斷轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速；通過兩組信號的相位來判斷轉(zhuǎn)向的方向。,前,開槽的圓盤（信號盤）,轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角

5、傳感器,遮光器,中間位置,順時針,逆時針,【作用】檢測車身橫向加速度和縱向加速度。橫向加速度傳感器主要用于檢測汽車轉(zhuǎn)向時，汽車因離心力的作用而產(chǎn)生的橫向加速度，以判斷懸架系統(tǒng)阻尼力改變的大小及空氣彈簧中空氣壓力的調(diào)節(jié)情況，以維持車身的最佳姿勢。 【類型】差動變壓器式和鋼球位移式。 【別名】G傳感器 【差動變壓器式加速度傳感器原理】汽車轉(zhuǎn)彎、加減速時，心桿在橫向力或縱向力作用下移動，使檢測線圈的輸出電壓發(fā)生變化。 【鋼球位移式加速度傳感器原理】汽車轉(zhuǎn)彎、加減速時，鋼球在橫向力或縱向力作用下移動，使檢測線圈的輸出電壓發(fā)生變化。,2、加速度傳感器,豐田車垂向加速度傳感器：前加速度傳感器一般裝在前左及

6、前右高度傳感器內(nèi)；后加速度傳感器裝在行李箱右側(cè)的下面。,豐田車垂向加速度傳感器安裝位置,豐田加速度傳感器主要由壓電陶瓷盤和膜片組成。 兩個壓電陶瓷盤固定在膜片兩側(cè)，并支承在傳感器中心。當(dāng)加速度作用在整個傳感器時，壓電陶瓷盤在其自身重量作用下彎曲變形。根據(jù)壓電陶瓷的特性，它們將產(chǎn)生與其彎曲率成正比例變化的電荷。這些電荷由傳感器內(nèi)的電子電路轉(zhuǎn)換成與加速率成正比例變化的電壓，輸送到懸架ECU,膜片,壓電陶瓷盤,壓電陶瓷盤,膜片,電路,加速度,低 電壓 高,3、車身高度傳感器,【作用】檢測汽車行駛時車身高度的變化情況（汽車懸架的位移量）。 【類型】片簧開關(guān)式、霍爾式、光電式。其中光電式應(yīng)用較多。 【光

7、電式傳感器原理】有一根靠連桿帶動轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上固定一個開有許多窄槽的圓盤，圓盤兩邊裝有四組光電耦合器。當(dāng)車身高度變化時，通過連桿可使轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，因而四組光電耦合器可感應(yīng)出四組脈沖信號，通過這四組脈沖信號的不同組合，可反映車高的高度范圍。,豐田線性高度傳感器,4、信號開關(guān),車門開關(guān),停車燈開關(guān),阻尼模式指示燈和車身高度指示燈,高度控制開關(guān),阻尼模式選擇開關(guān),【位置】變速器旁。 【作用】根據(jù)汽車的行駛狀況和路面情況選擇懸架的運行模式，從而決定減震器的阻尼力大小。 【運行模式】標(biāo)準(zhǔn)（Norm）、運動（Sport）兩種。 豐田凌志車稱此開關(guān)為LRC開關(guān) LRCLexus Riding Control 凌志乘坐控制,阻尼模式選擇開關(guān),開關(guān)位置,阻尼力,軟,硬,乘坐舒適,操縱穩(wěn)定,5、模式選擇開關(guān),【作用】改變車身高度設(shè)置。 【運行模式】低（Low）、高（Hight）兩種。,6、高度控制開關(guān),三、執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)與工作原理,EMS ECU,懸架控制執(zhí)行器,高度控制閥,壓縮機和干燥器組成,帶減震器的氣動缸,線圈,轉(zhuǎn)子,軟,硬,輸出軸,直流電機,至