电控悬架系统的结构与工作原理课件.ppt

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1、1 1 1 1 1目录退出下一页上一页最后一页电控悬架系统概述n采用电控悬架的目的：传统悬架系统使用的是定刚度弹簧和定阻尼系数减震器，只能适应特定的道路和行驶条件，无法满足变化莫测的路面情况和汽车行驶状况，只能被动地接受地面对车身的各种作用力，不能主动去进行调节。故又称为被动悬架系统。电控悬架系统的最大优点是悬架随不同的路况和行驶状态作出不同的反应，即可使汽车的乘坐舒适性令人满意，又能使操纵稳定性达到最佳状态。2 2 2 2 2目录退出下一页上一页最后一页电控悬架的功能电控悬架系统的基本目的是控制调节悬架的刚度和阻尼力。基本功能有：基本功能有：车高调整：不论负载多少，汽车高度均一定；在坏路面上

2、行驶时，使车高升高，高速行驶时，车高降低。减震器阻尼力控制：调整减震器阻尼系数，防止汽车起步或急加速时车尾后坐；防止紧急制动时车头下沉；防止急转弯时车身横向摇动；防止汽车换档时车身纵向摇动等。弹簧刚度控制：调整弹簧弹性系数，改善乘坐舒适性和操纵稳定性。有些车型有其中一至二个功能，少数同时有三有些车型有其中一至二个功能，少数同时有三个功能。个功能。3 3 3 3 3目录退出下一页上一页最后一页减震器悬架控制执行器选择开关传感器制动时防前倾高速行驶时操纵稳定转弯时防侧翻正常行驶时乘坐舒适起步和加速时防后坐4 4 4 4 4目录退出下一页上一页最后一页纵向摇动纵向摇动横向摇动横向摇动5 5 5 5

3、5目录退出下一页上一页最后一页电控悬架的种类n按传递介质不同，分气压式和油压式。n按驱动机构和介质不同，分电磁阀驱动的油气主动式悬架和步进电机驱动的空气主动悬架。n按控制理论不同，分半主动式和主动式。n主动悬架是一种能供给和控制动力源的装置，它根据各传感器检测的信号，自动调整悬架的刚度、阻尼力以及车身高度，从而显著提高汽车的操纵稳定性和乘坐舒适性。n半主动悬架不需要外加动力源，因而消耗的能量小，成本低。6 6 6 6 6目录退出下一页上一页最后一页电控悬架系统的结构与工作原理n一、组成传感器：车高传感器、车速传感器、加速度传感器、转向盘转角传感器、节气门位置传感器等。开关：模式选择开关、制动灯

4、开关、停车开关、车门开关等。执行器：可调阻尼力减震器、可调节弹簧高度和弹性大小的弹性元件等。ECUn一般原理：l利用传感器（包括开关）检测汽车行驶时路面的状况和车身的状态，输入ECU后进行处理，然后通过驱动电路控制悬架系统的执行器动作，完成悬架特性参数的调整。7 7 7 7 7目录退出下一页上一页最后一页悬架ECU后减震器和执行器后减震器和执行器转向盘转角传感器停车灯开关前右加速度传感器前左加速度传感器DLC3模式选择开关TRCECU节气门位置传感器车速传感器后加速度传感器ECMEMSElectric Modulated Suspension03款丰田LEXUS GX470电控悬架EMS系统图

5、8 8 8 8 8目录退出下一页上一页最后一页二、传感器的结构与工作原理转向盘转角传感器加速度传感器车身高度传感器车身高度传感器加速度传感器传感器位置传感器位置9 9 9 9 9目录退出下一页上一页最后一页1、转向盘转角传感器n【作用作用】检测转向盘的中间位置、转动方向、转向角度和转动角度。以判断转向时侧向力的大小和方向，以控制车身的侧倾。n【类型类型】多采用光电式转向盘转角传感器。n【安装位置安装位置】转向盘的转向轴上。n【结构结构】在转向轴的带窄缝的圆盘上装有两组光电耦合器，转向盘转动时，可输出两组脉冲信号。根据此信号可判断转向盘的转角与转速；通过两组信号的相位来判断转向的方向。10101

6、01010目录退出下一页上一页最后一页1111111111目录退出下一页上一页最后一页1212121212目录退出下一页上一页最后一页前开槽的圆盘（信号盘）转向盘转角传感器遮光器中间位置顺时针逆时针1313131313目录退出下一页上一页最后一页n【作用作用】检测车身横向加速度和纵向加速度。横向加速度传感器主要用于检测汽车转向时，汽车因离心力的作用而产生的横向加速度，以判断悬架系统阻尼力改变的大小及空气弹簧中空气压力的调节情况，以维持车身的最佳姿势。n【类型类型】差动变压器式和钢球位移式。n【别名别名】G传感器n【差动变压器式加速度传感器原理差动变压器式加速度传感器原理】汽车转弯、加减速时，心

7、杆在横向力或纵向力作用下移动，使检测线圈的输出电压发生变化。n【钢球位移式加速度传感器原理钢球位移式加速度传感器原理】汽车转弯、加减速时，钢球在横向力或纵向力作用下移动，使检测线圈的输出电压发生变化。2、加速度传感器1414141414目录退出下一页上一页最后一页n丰田车垂向加速度传感器：前加速度传感器一般装在前左及前右高度传感器内；后加速度传感器装在行李箱右侧的下面。丰田车垂向加速度传感器安装丰田车垂向加速度传感器安装位置位置1515151515目录退出下一页上一页最后一页丰田加速度传感器主要由压电陶瓷盘和膜片组成。两个压电陶瓷盘固定在膜片两侧，并支承在传感器中心。当加速度作用在整个传感器时

8、，压电陶瓷盘在其自身重量作用下弯曲变形。根据压电陶瓷的特性，它们将产生与其弯曲率成正比例变化的电荷。这些电荷由传感器内的电子电路转换成与加速率成正比例变化的电压，输送到悬架ECU 膜片压电陶瓷盘压电陶瓷盘膜片电路加速度低 电压 高1616161616目录退出下一页上一页最后一页1717171717目录退出下一页上一页最后一页3、车身高度传感器n【作用作用】检测汽车行驶时车身高度的变化情况（汽车悬架的位移量）。n【类型类型】片簧开关式、霍尔式、光电式。其中光电式应用较多。n【光电式传感器原理光电式传感器原理】有一根靠连杆带动转动的转轴，转轴上固定一个开有许多窄槽的圆盘，圆盘两边装有四组光电耦合器

9、。当车身高度变化时，通过连杆可使转轴转动，因而四组光电耦合器可感应出四组脉冲信号，通过这四组脉冲信号的不同组合，可反映车高的高度范围。1818181818目录退出下一页上一页最后一页1919191919目录退出下一页上一页最后一页加速度传感器上跳回弹高度传感器连杆控制杆可变电阻丰田线性高度传感器丰田线性高度传感器2020202020目录退出下一页上一页最后一页2121212121目录退出下一页上一页最后一页4、信号开关车门开关停车灯开关阻尼模式指示灯和车身高度指示灯高度控制开关阻尼模式选择开关2222222222目录退出下一页上一页最后一页n【位置位置】变速器旁。n【作用作用】根据汽车的行驶状

10、况和路面情况选择悬架的运行模式，从而决定减震器的阻尼力大小。n【运行模式运行模式】标准（Norm）、运动（Sport）两种。n丰田凌志车称此开关为LRC开关nLRCLexus Riding Control 凌志乘坐控制阻尼模式选择开关开关位置阻尼力软硬乘坐舒适操纵稳定5、模式选择开关2323232323目录退出下一页上一页最后一页n【作用作用】改变车身高度设置。n【运行模式运行模式】低（Low）、高（Hight）两种。6、高度控制开关开关位置车身高度高车身高度控制开关低阻尼模式指示灯车身高度指示灯2424242424目录退出下一页上一页最后一页三、执行器的结构与工作原理EMS ECU悬架控制执行器高度控制阀压缩机和干燥器组成带减震器的气动缸2525252525目录退出下一页上一页最后一页线圈转子软硬输出轴直流电机至转阀1、悬架控制执行器2626262626目录退出下一页上一页最后一页减震器气动缸悬架控制执行器空气室上跳止动器卷动膜片弹簧回弹衬垫低压氮气软阻尼阀转阀硬阻尼阀2727272727目录退出下一页上一页最后一页电机干燥器压缩机2、压缩机和干燥器总成2828282828目录退出下一页上一页最后一页电磁阀电磁阀来自压缩机至气动缸3、高度控制阀