第6章 电控悬架系统
电控悬架
电控悬架5.4.1 悬架基础汽车悬架系统包括弹性元件，减振器（有时不恰当地称为“振动吸收器”），以及各种将车轮与车架连接起来的连接件组成。
汽车悬架系统的作用是尽可能多的吸收由路面不平经车轮传给车身的振动。
同时车胎必须保持与路面接触，使汽车时时刻刻都能够被控制。
这样就使车身的振动最小化，提高了舒适性，稳定性和安全性。
对汽车性能两个基本的主观评价是舒适性和操作性。
舒适性是指由路面不平引起的车身振动。
操作性是指车身对发生紧急运动如拐弯和制动时的性能表现。
舒适性和操作性是由弹性元件和减振器的特性共同决定的。
不过，机械的基本规则指出单一弹簧刚度和阻尼器阻尼不能同时满足好的舒适性和好的操作性。
比如，好的舒适性要求能使车轮能在不平道路上有很多垂直运动的软弹簧。
另一方面，好的稳定性要求有硬弹簧和大的阻尼特性来抑制车身的振动，比如拐弯时侧倾，制动点头和加速后仰。
因此悬架设计不可避免地要采用“舒适性和操作性兼顾的折中方案”，舒适性和操作性针对个人要求相互取舍来获得最佳的折中方案。
5.4.2 电子悬架控制系统典型的电子控制悬架系统是在普通悬架上加了几个部件组成的。
典型的电子悬架控制系统如图5-26所示。
图5-26中控制系统的结构是一般结构并不代表任何已经生产的车的系统。
这套系统包括车速传感器，转向输入传感器，车轮总成与车身/底盘的相对运动，加速惯性力和横摆角速度。
在需要时给减振器和压缩机输出以电子信号对空气弹簧进行控制。
或许最重要的部件是计算机，这可以用计算机中输入了各种各样的传感器监测到的信号来解释，这些信号是汽车高度，俯仰，侧倾，车轮转速，汽车拐弯速度。
最简单的电子控制系统仅能维持单个的水平离地间隙，抑制由于行李而使尾部变低的趋势。
系统对四轮高度调整使车身降低离地间隙来减少在高速时的空气阻力以提高燃油经济性。
对于越野汽车，那些系统可以使车身变高以提高在坏路上的通过性。
控制器的典型形式是一个微处理器或基于微处理器的数字控制器。
电控悬架控制系统
可调阻尼减振器由具有不同节流孔的转阀得到 舒适（ ）、正常 正常（ ）、运动 运动（ 舒适（软）、正常（中）、运动（硬）三个等级 的阻尼。 的阻尼。
车速控制的可调阻尼悬架
不同等级的阻尼的车速范围： 不同等级的阻尼的车速范围：
起步、制动、急转弯和高速（100公里/小时以上）选择运动（ 起步、制动、急转弯和高速（100公里/小时以上）选择运动（硬）改善操纵稳定性 公里 低速（40公里/小时以下）选择舒适（ 低速（40公里/小时以下）选择舒适（软）得到好的平顺性 公里 中速（40-100公里/小时）选择正常（ 中速（40-100公里/小时）选择正常（中）兼顾平顺性与操纵稳定性. 公里 兼顾平顺性与操纵稳定性.
高度控制可以保持车的水平
减少转向时的侧倾， 减少转向时的侧倾，
高速时降低车高还可以减少风阻，提高稳定性。 高速时降低车高还可以减少风阻，提高稳定性。
车高控制
车高控制的空气悬架
车高控制的空气弹簧由高度控制阀进行控制
当判定“车高低了”则向气室充气； 当判定“车高低了”则向气室充气；
当判定“车高高了” 则放气； 当判定“车高高了”，则放气；
（2）防车尾下坐控制 ）
用于防止汽车启动或急加速时车辆后端下坐。 用于防止汽车启动或急加速时车辆后端下坐。
当车速在20km/h以下 以下 当车速在 ECU通过端子 通过端子SOL对执行器发出控制信号 通过端子 对执行器发出控制信号 且节气门开度较大或在突然打开时
不管选择器开关原先设置为何种方式， 不管选择器开关原先设置为何种方式，减振器减振力都将设置为硬
取消
3s后或车速超过 后或车速超过50km/h，防车尾下坐控制取消。 后或车速超过 ，防车尾下坐控制取消。
系统控制功能
汽车电子控制技术 第2版 教学课件 ppt 作者 周云山 第六章 电子控制悬架
电子空气悬架：用低 刚度的气囊式空气弹 簧代替大刚度机械弹 簧，根据车载质量的 变化，自动调节车身 高度。
电子空气悬架是基于汽车的行驶状态（如制动、加速、转 向等）和装载质量来调节阻尼力和刚度，是有级的非实时调节 过程，对执行机构的响应速度不高，消耗的能量极低。故从工 作方式来看，电子空气悬架实际上是车身高度可调、汽车运动 状态突变时可实现姿态调节的被动悬架。
H T1
1.0
H Xr ~ Xs
悬架平顺性和轮胎接地传递函数的理想幅频特性如图6-10 所示。对于悬架的动挠度，由于汽车结构的限制，悬架最大动 挠度非常有限，理想幅频特性是不可能实现的。
二、方均根值评价法
由路面冲击引起悬架的变形，用传递函数表示为
xs ( s) xt ( s) H d ( s) xr ( s)
当传递函数确定以后，可得到相应的幅频特性函数，如
x s ( j ) H x r ~ x s ( j ) x r ( j ) xt ( j ) H tl ( j ) x r ( j )
半主动悬架：根据路面冲 击、车轮与车体的加速度、速 度及位移信号仅实时调节悬架 的阻尼系数。此方式消耗来自 不平路面的冲击能量，而不需 要提供能量。这种悬架在结构 上更接近传统的机械悬架。 主动悬架：根据路面冲击、车轮与车体的加速度、速度及位 移信号同时实时调节悬架的阻尼和刚度以及车身高度。此调节方 式由外部提供能量，结构相对复杂，工作原理如图6-7。
传递函数（幅频特性）评价法
方均根值评价法
常 用 的 几 种 车 体 简 化 模 型
一、传递函数（幅频特性）评价法
（1）平顺性传递函数
由路面冲击引起车体位移变化，用平顺性传递函数表示为
《电子控制悬架系统》课件
电子控制悬架系统广泛应用于高端汽车和飞机，为乘坐者带来更舒适、更安全的行驶体验。
系统组成
传感器
通过感知汽车或飞机 的行驶状态和路面情 况，将数据传输给控 制器，从而实现智能 调节。
控制器
根据传感器提供的数 据，计算出合适的悬 架调节方案，并向电 动调节阀发送指令。
电动调节阀
根据控制器的指令， 调节阀门打开程度， 控制液压系统的工作 状态，从而实现悬架 高度和硬度的调节。
执行器
执行器负责实际调节 悬架的高度和硬度， 根据电动调节阀的指 令对悬架进行精确控 制。
工作原理
1
系统工作流程
传感器感知车辆行驶状态和路面情况 -> 控制器分析数据并制定调节方案 -> 电动 调节阀调节阀门打开程度 -> 执行器实际操控悬架
2
悬架高度调节
根据车辆载荷和行驶情况，智能调节悬架高度，以保持车辆稳定性和乘坐舒适性。
《电子控制悬架系统》 PPT课件
探索电子控制悬架系统的奥秘，了解悬架系统的工作原理、应用实例以及未 来的发展趋势。
概述
什么是电子控制悬架系统
电子控制悬架系统（Electronic Control Suspension System）是一种能够实时调节汽车或飞机 悬架高度和硬度的先进技术。
系统优点
该系统可以提供精准的悬架调节，从而提高行驶舒适性、稳定性和操控性，同时还能适应不 同的行驶环境和路况。
应用前景
技术趋势
电子控制悬架系统的发展趋势包括更智能的系统、更高效的能量利用以及更精准的悬架调节。
发展前景
随着科技的进步和需求的增加，电子控制悬架系统在汽车产业和航空工业中将扮演越来越重 要的角色。
总结
电控悬架系统的结构与工作原理
本文档后面有精心整理的常用PPT编辑图标，以提高工作效率
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： ➢ 车高调整：不论负载多少，汽车高度均一定；在坏路面上
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。
控制杆
可变电阻
加速度传感器
上跳
回弹 高度传感器连杆
丰田线性高度传感器
4、信号开关
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
车门开关 停车灯开关
5、模式选择开关
• 【位置】变速器旁。 • 【作用】根据汽车的行
驶状况和路面情况选择 悬架的运行模式，从而 决定减震器的阻尼力大 小。
➢ 丰田加速度传感器
膜片
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，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
• 【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
丰田车垂向加速度传感器安装位置
• 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。
电路
压电陶瓷盘
膜片
压电陶瓷盘
加 速 度
低
电压
汽车电器与电子控制技术-电控悬架
第一节 绪论 电子控制悬架的基本思想
（2）当动载使悬架的负 荷减小时，由于悬架刚度按 指数规律降低，它将导致较
大的单边动挠度，由上述的
分析可见，因机械悬架的结 构特点，很难全面提高悬架 在所有工况的性能指标，一 种实用的非线性特性如图6-6
所示。
2015年9月7日
《汽车电器与电子控制技术》
第六章 电控悬架
态工作点将处在弹性元件的两端，结果使车体的高
度变化较大（参见图6-5 中的工作点A和B）。
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《汽车电器与电子控制技术》
第六章 电控悬架
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第一节 绪论 电子控制悬架的基本思想
图6-5 2015年9月7日
变刚度特性曲线（ωn=c 是常数） 第六章 电控悬架
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《汽车电器与电子控制技术》
y——悬架载质量;
ks0——悬架在参考点的刚度。
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第六章 电控悬架
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第一节 绪论 电子控制悬架的基本思想
只要悬架的弹性元件具有式（6-6）的特性，它
可使悬架的固有频率不会因车体质量的变化而变化。
但在悬架上实现如此特性曲线有一定的困难，在实 际应用中也存在以下问题： （1）由于车体质量变化，将导致悬架的静态工 作点变化很大， 如当汽车空载或满载时，悬架的静
《汽车电器与电子控制技术》
第六章 电控悬架
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第一节 绪论 电子控制悬架的基本思想
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第六章 电控悬架
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第一节 绪论 电子控制悬架的基本思想
k 由n s 可以得出： ms
2
ks n ms cms
第六章 电控悬架系统
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第二节 电控悬架系统的结构与 工作原理
2 车身姿态控制 车身姿态控制 车身姿态控制是指在汽车车速突然改变及转向等情况下， 车身姿态控制是指在汽车车速突然改变及转向等情况下，控 制器对悬架的刚度和阻尼实施控制，以抑制车身的过度摆动， 制器对悬架的刚度和阻尼实施控制，以抑制车身的过度摆动， 从而确保车辆乘坐舒适性和操纵稳定性。 从而确保车辆乘坐舒适性和操纵稳定性。它包括转向车身侧 倾控制、制动车身点头控制和起步车身俯仰控制。 倾控制、制动车身点头控制和起步车身俯仰控制。 3 车身高度控制 车身高度控制 车身高度控制是控制器在汽车行驶车速和路面变化时， 车身高度控制是控制器在汽车行驶车速和路面变化时，控制 器对悬架输出控制信号，调整车身的高度， 器对悬架输出控制信号，调整车身的高度，以确保汽车行驶 的稳定性和通过性。车身高度控制也分“标准”模式和“ 的稳定性和通过性。车身高度控制也分“标准”模式和“高” 模式两种情况，在每种模式中又分“ 模式两种情况，在每种模式中又分“低”、“中”、“高” 三种状态。 三种状态。控制方式包括高速感应控制和连续坏路面行驶控 制。
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图6-2 半主动悬架控制模型图
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第二节 电控悬架系统的结构与 工作原理
所示为一个由外部电磁铁控制的减振器简图。 图6-4所示为一个由外部电磁铁控制的减振器简图。满足舒 所示为一个由外部电磁铁控制的减振器简图 适性要求时，可选择较低阻尼级；车辆高速行驶时， 适性要求时，可选择较低阻尼级；车辆高速行驶时，可选择 较高阻尼级。高阻尼可提高车辆行驶安全性，但舒适性下降； 较高阻尼级。高阻尼可提高车辆行驶安全性，但舒适性下降； 低阻尼可降低系统自振频率，减少对车身的冲击， 低阻尼可降低系统自振频率，减少对车身的冲击，利于提高 舒适性，但安全性下降。 舒适性，但安全性下降。 悬架阻尼的改变一般是通过控制步进电动机驱动可调阻尼减 振器中的有关部件，改变阻尼孔的大小实现的， 振器中的有关部件，改变阻尼孔的大小实现的，可调阻尼减 振器的原理见图6-5。 振器的原理见图 。 所示的悬架阻尼调节装置为三级可调式减振器。 图6-6所示的悬架阻尼调节装置为三级可调式减振器。三级 所示的悬架阻尼调节装置为三级可调式减振器 可调式减振器旁路控制阀调节电动机带动控制杆使回转阀转 便可通、断油孔和控制油路截面积的变化， 动，便可通、断油孔和控制油路截面积的变化，使控制阀具 有小、 个位置， 个阻尼值， 有小、中、大 3个位置，产生 3个阻尼值，以适应不同的行 个位置 个阻尼值 驶条件。 驶条件。
电控悬架系统
电控悬架系统简介随着汽车制造研发水平的不断提高，人们对于汽车的操控性和舒适性有了更高的要求。
这其中，车辆减震系统起着至关重要的作用。
而采用普通螺旋弹簧很难做到两全其美。
于是，适应能力更强，感受更完美的可变悬挂系统就诞生了。
组成：1.悬架阻尼调节装置（可调式减振器）。
2.空气悬架刚度调节装置（悬架控制执行器）。
3.车身高度控制装置（空气压缩机、排气阀、干燥器、进气阀、储气罐、调压阀、电磁阀、高度传感器、气室及控制单元）。
工作原理：电控悬架系统能够根据车身高度、车速、转向角度及速率、制动等信号，由电子控制单元（ECU）控制悬架执行机构，使悬架系统的刚度、减振器的阻尼力及车身高度等参数得以改变，从而使汽车具有良好的乘坐舒适性和操纵稳定性。
而在日常调节中，空气悬挂会有几个状态。
1、保持状态。
当车辆被举升器举起，离开地面时，空气悬挂系统将关闭相关的电磁阀，同时电脑记忆车身高度，使车辆落地后保持原来高度：2、正常状态，即发动机运转状态。
行车过程中，若车身高度变化超过一定范围，空气悬挂系统将每隔一段时间调整车身高度：3、唤醒状态。
当空气悬挂系统被遥控钥匙、车门开关或行李厢盖开关唤醒后，系统将通过车身水平传感器检查车身高度。
如果车身高度低于正常高度一定程度，储气罐将提供压力使车身升至正常高度。
同时，空气悬挂可以调节减震器软硬度，包括软态、正常及硬态3个状态（也有标注成舒适、普通、运动三个模式等），驾驶者可以通过车内的控制钮进行控制目前电控悬架主要有电控磁流变式、油-气式、变节流面积式等多种型式。
电控磁流变式悬架主要是用可调阻尼的磁流变减振器代替传统的筒式减振器。
磁流变减振器是减振器中加入磁流变液和通电线圈，线圈中电流的变化会导致线圈周围磁场的变化，从而达到改变减振器阻尼的目的。
技术特点：主要功能：1.降低路面不平引起的加速度和车身急剧跳动对乘员的影响。
由于路面的输入是随机的，一般无专用设备的汽车无法探测路面的平整度，但可以通过加速度传感器在汽车行驶过程中所产生的电压信号波动大小来判断路面的好坏。
电控悬架的工作原理
电控悬架的工作原理
电控悬架系统是一种应用于汽车底盘的先进技术，其工作原理主要通过电子控制单元（ECU）、传感器和执行器之间的协同工作实现。
首先，ECU负责监测传感器提供的车辆状态信息，例如车速、车身姿态、悬架行程等。
传感器通常包括加速度计、角度传感器、压力传感器等多种类型，用于实时检测车辆运动状态。
ECU通过分析传感器数据，根据预设的悬架调节策略来决定
如何调整每个悬架的行程和刚度。
这些策略可以根据驾驶模式、路况、车速等因素进行自动调整，以提供最佳的悬架调节效果。
接下来，ECU将调整命令传送给执行器，执行器通常采用液
压驱动或电动控制。
液压驱动系统通过控制阀门和液压缸来实现对悬架行程的调节。
电动控制系统则通过电机和齿轮机构来执行相应的调整。
最后，执行器根据ECU发送的调整命令，实时调节悬架行程
和刚度。
这一过程是连续的，以使得悬架能够根据实时道路状况和车辆状态进行精确控制，以提供更好的悬架动力学性能和乘坐舒适性。
总的来说，电控悬架系统通过电子控制单元、传感器和执行器的协同工作，实现对悬架行程和刚度的实时调整，以提供更好的悬架调节效果和乘坐舒适性。
电控悬架工作原理
电控悬架工作原理
电控悬架工作原理是基于电控系统对车辆悬架的控制进行调节，从而实现对车身高度和硬度的调控，以提供更好的行车舒适性和操控性能。
它主要由以下几个方面的工作组成。
首先，电控悬架利用传感器检测车辆的姿态状态和路况信息。
传感器可以感知车身的加速度、倾斜角度、轮胎与地面之间的接触力等参数，并将这些数据传输给控制单元。
其次，控制单元根据传感器的数据分析车辆的实际情况，并结合预先设定的控制算法，确定最佳的悬架工作状态。
控制算法包括车辆的悬挂高度控制、悬挂刚度控制和悬挂阻尼控制等内容，通过对电控系统的输出信号进行调控，实现车身高度和硬度的精确调节。
然后，电控系统通过电磁阀或伺服电机控制悬架的工作。
基于控制单元的指令，电磁阀或伺服电机会调节悬架的气压、液压或弹簧的硬度，从而改变车身的高度和硬度。
这种调节能够适应不同的路况和驾驶需求，提供更好的行车体验。
最后，电控悬架还提供了一些额外的功能，如主动减振、主动悬挂和主动安全控制等。
主动减振功能可以根据路况和车速调节悬架的阻尼，减少车身的颠簸感。
主动悬挂功能可以根据驾驶员的需求自动调节悬挂高度，提高车辆的通过性。
主动安全控制功能可以通过调节悬架的工作状态，改变车身的姿态，提高车辆的稳定性和操控性能。
综上所述，电控悬架通过传感器的监测、控制单元的分析和控制、悬架的调节等步骤，实现对车身高度和硬度的精确调节，提供更好的行车舒适性和操控性能。
电控悬架系统组成课件
被动控制策略
被动控制策略主要基于预先设定的规则或模式进行控制，通 常根据车速、路面条件等因素调整悬架参数。常见的被动控 制策略包括阻尼可调减震器和高度可调空气弹簧等。
案例分析
01
某品牌轿车采用电控悬挂系统， 实现了在不同路况下的自适应调 节，显著提升了驾驶稳定性和乘 坐舒适性。
02
某型号拖拉机采用电控悬挂系统 ，有效提高了耕作精度和作业效 率，减少了农机具对土壤的破坏 。
未来发展与挑战
技术创新
随着传感器、控制算法等技术的 不断发展，电控悬挂系统的性能
将得到进一步提升。
ECU（电子控制单元）
作为电控悬架系统的核心，接收来自 传感器的信号，根据预设算法计算出 所需的悬架刚度和阻尼，并发出控制 指令。
控制软件
通讯模块
负责与其他车辆系统（如发动机、制 动系统等）进行信息交互，实现协同 控制。
用于实现电控悬架的各种功能，如调 节车身高度、调节悬架刚度和阻尼等 。
电控元件
实时监测车身高度，将信号传 递给控制器，用于调节悬架刚
度和阻尼。
速度传感器
检测车速，为控制器提供车速 信息，以便根据车速调整悬架
性能。
转向角度传感器
检测方向盘转向角度，将信号 传递给控制器，用于调整车辆
的操控性能。
加速/制动传感器
检测车辆的加速和制动情况， 将信号传递给控制器，用于调
节悬架的响应。
控制器
01
02
03
电控减震器
根据控制器的指令调节减 震油的流量和压力，改变 阻尼力，以实现调节悬架 刚度和阻尼的功能。
电控悬架系统的工作原理
电控悬架系统的工作原理电控悬架系统（Electronically Controlled Suspension System，简称ECSS）是一种通过电子控制系统来调节车辆悬架硬度和高度的技术。
通过ECSS，车辆可以根据驾驶条件和路面状况进行实时调节，从而提高悬架对车辆控制和乘坐舒适性的影响。
本文将详细介绍电控悬架系统的工作原理及其特点。
### 1. 电控悬架系统的组成电控悬架系统主要由以下几个部件组成：悬架传感器、电控单元、操控开关、执行器和悬架气囊（部分车型）。
悬架传感器用于监测车辆运动状态、路面情况以及车辆载荷，将这些数据传输给电控单元。
电控单元根据传感器输入的数据，通过操控开关来执行对悬架的控制指令，并通过执行器调节悬架系统的工作状态。
悬架气囊是电控悬架系统中一个重要的组成部分，它可以根据电控单元的指令进行充气和放气，从而改变车辆的高度和悬架刚度。
通过这些部件的协同工作，电控悬架系统实现了对车辆悬架硬度和高度的精确调控。
### 2. 电控悬架系统的工作原理电控悬架系统的工作原理可以概括为：感知路况、分析数据、调节悬架硬度和高度。
具体来说，系统通过悬架传感器对车辆运动状态、路面情况和载荷进行实时监测，将这些数据传输给电控单元。
电控单元根据传感器数据和预设的悬架控制算法，决定是否对悬架系统进行调节。
当电控单元判断需要调节悬架状态时，它会向执行器发送控制信号，执行器将根据指令调节悬架气囊的充气压力，从而改变悬架的刚度和高度。
举例来说，当车辆通过坎坷路面时，电控单元会增加悬架的硬度，以提高车辆的稳定性；而当车辆行驶在崎岖路面上时，电控单元会降低悬架的硬度，以提高乘坐舒适性。
### 3. 电控悬架系统的特点电控悬架系统相比传统的悬架系统具有以下显著特点：#### 3.1 实时调节性能优越电控悬架系统能够实时感知并响应车辆的运动状态和路面情况，通过迅速调节悬架硬度和高度，提供了更好的悬架控制性能。
这使得车辆在不同路况下能够保持更好的操控性和乘坐舒适性。
电控悬架系统常见故障原因
电控悬架系统常见故障原因电控悬架系统是一种通过电子控制器控制悬架系统工作的汽车悬挂系统。
它通过感知车辆的行驶状况、操纵车辆悬挂系统的工作来实现对车辆悬挂高低调节、硬度调节、悬挂角度调节等功能。
然而，由于其复杂的结构和工作原理，电控悬架系统也会面临一些常见故障。
下面将介绍几种常见的电控悬架系统故障原因。
首先，电子控制单元(ECU)故障是导致电控悬架系统故障的常见原因之一。
ECU 是电控悬架系统的核心部件，负责接收传感器信号、控制执行器工作，同时也接收和解析司机的悬挂调节命令。
如果ECU出现故障，将会导致悬挂系统工作不正常，表现为悬挂高度调节异常、悬挂硬度调节失效等问题。
其次，传感器异常也是导致电控悬架系统故障的原因之一。
电控悬架系统中的传感器主要用于感知车辆的行驶状况和悬挂系统的工作状态。
这些传感器包括高度传感器、加速度传感器、角度传感器等。
如果传感器出现故障，将无法准确感知车辆的行驶状态，进而导致悬挂系统工作不正常。
第三，执行器故障也是导致电控悬架系统故障的重要原因。
执行器是悬挂系统的执行部件，负责根据ECU的控制信号实现悬挂高度、硬度和角度的调节。
如果执行器出现故障，将无法正常工作，导致悬挂系统无法正确调节，从而影响到车辆的悬挂性能和驾驶舒适性。
此外，电控悬架系统还可能因为驱动电源供电异常、电气连接不良、悬挂系统的机械结构故障等原因导致故障。
这些因素可能会影响到电控悬架系统的工作稳定性和可靠性，导致系统不能正常工作。
针对电控悬架系统故障这些原因，可以采取以下解决措施。
首先，定期检查和维护电控悬架系统，保持传感器的灵敏度和执行器的工作状态良好。
其次，及时更换和修复出现故障的电子控制单元、传感器和执行器。
同时，加强对驱动电源的监测和维护，确保电控悬架系统的正常供电。
此外，要保证悬挂系统的机械结构完好，及时修复和更换出现故障的部件。
综上所述，电控悬架系统的常见故障原因包括电子控制单元故障、传感器异常、执行器故障、驱动电源供电异常、电气连接不良以及悬挂系统的机械结构故障等。
电控悬架的工作原理
电控悬架的工作原理
电控悬架是一种采用电子控制系统来调节和控制车辆悬挂系统的技术，其工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 传感器检测：电控悬架系统通过搭载在车辆上的传感器，如悬挂位移传感器、加速度传感器等，实时感知车辆的悬挂状态、路面状况和车辆加速度等参数。
2. 数据处理：传感器将采集到的数据传输给电控单元，电控单元通过算法对数据进行处理和分析，确立车辆当前的悬挂情况和所需的调节策略。
3. 调节执行：根据数据处理的结果，电控单元控制执行器（如电机、液压马达等）对悬挂系统进行调节。
具体方式包括改变悬挂系统的刚度、调节阻尼力、控制悬挂高度等。
4. 反馈控制：电控悬架系统通过传感器获取调节后悬挂系统的状态信息，并将这些信息反馈到电控单元进行监控和控制，从而实现对悬挂系统工作状态的闭环控制。
5. 动态调节：电控悬架系统根据实时的路面和行驶状态，对悬挂系统进行动态调节，以提供更适合的悬挂性能和车辆稳定性，提高行驶舒适性和操控性能。
通过以上步骤的循环和反馈控制，电控悬架系统能够根据不同的路况和驾驶要求，主动调节悬挂系统的工作模式，提供更优越的悬挂性能和驾驶体验。
汽车底盘电控技术电子悬架系统
2）光电式高度传感器
传感器中有两个光电耦合器，每个光电耦合器有四个发光 二极管和光敏三极管组成。 传感器的转轴一端连接导杆，另一端连接遮光圆盘。 当车高发生变化时，导杆上下摆动，从而通过转轴驱动圆 盘转动，光电耦合器输出ON/OFF信号。
二 电子控制悬架系统的结构与工作原理
（一）基本组成与一般原理
基本组成： ECU 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 开关信号—模式选择开关、制动灯开关、停车开关、 车门开关等
执行机构— 可调阻尼力减振器、可调弹簧高度和弹性 大小的弹性元件等
一般原理：
注：有些车具有上述1个或2个功能，有些具有3个功能。
电子悬架系统的种类
1）按传力介质不同分 气压式和油压式
2）按控制理论不同分 半主动式—有级半主动式（阻尼力有级可调） 无级半主动式（阻尼力连续可调） 主动式—全主动式（频带宽大于15Hz） 慢全主动式（频带宽3~6Hz）
主动式悬架能供给和控制动力源（油压、空气压），能根 据传感器检测的汽车载荷、路况、车速、起步、制动、转 向等状况，自动调节悬架刚度、阻尼力和车身高度，显著 提高汽车的操纵稳定性和乘坐舒适性。
（四）执行机构的结构与工作原理
1、阻尼控制执行机构 1）可调阻尼减振器
组成：缸筒、活塞、活塞控制杆、回转阀等
ECU通过控制杆控制回转阀相对活塞杆转动，使油孔通断，改变流 通面积，调节减振器阻尼力。
A、C孔相通 为软； B孔与活塞杆 上油孔相通为 中； A、B、C孔均 不通为硬。
2）直流电动机式执行器
主要内容：
1、电子控制悬架的功能与种类 2、电子控制悬架的结构与工作原理 3、典型汽车电子控制悬架系统
第六节：电控悬架
汽车底盘构造与维修
电控空气悬架工作原理：
汽车底盘构造与维修
2.原理：电控空气悬架的控制系统根据汽车行驶状况， 由模式选择（LRC）开关、车速传感器、转向传感器、制动灯 开关等部件获得的信息传递给悬架ECU，ECU经过计算并与设 定值进行比较后发出控制信号使执行器工作，带动减振器的 阻尼调节杆和回转阀转动来调节减振器阻尼力的大小，同时 也带动空气弹簧气压缸的气阀控制杆旋转，从而改变悬架弹 簧的刚度。 对车身高度的控制是由ECU通过模式选择开关，车身高度 传感器、车速传感器和门控灯开关等部件获得有关信息，经 过计算并与设定值进行比较后发出控制信号使空气压缩机工 作，给空气弹簧充气来提高车身高度或使排气电磁阀通电， 打开电磁盘构造与维修
2.进行自诊断的方法 在进行电控悬架故障自诊断测试时 ，根据汽车制造厂家 及车型的不同，可采用以下不同的方法： （1）专用诊断开关法 有些汽车装有按钮式诊断开关，按下或旋转专用开关， 即可进入故障自诊断测试状态，进行故障代码的读取。 （2）加速踏板法 有的汽车在规定的时间内，将加速踏板连续踩下5次，即 可使电控悬架进入故障自诊断状态。 （3）点火开关法 有的汽车在将点火开关进行“ON-OFF-ON-OFF-ON”一次， 即可使电控悬架进入故障自诊断状态。如美国克莱斯勒公司生 产的电控悬架就采用这种方法。
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5.高度控制阀和排气阀
高度控制阀和排气阀的结构完全 相同,都是由电磁线圈、柱塞、活动铁 心等组成,如图2-85所示。两者的功 用都是用来调节车身高度和空气弹簧 的刚度,区别在于安装位置不同。高度 控制阀有4个,安装在空气管和空气弹 簧气室之间,控制压缩空气的通断。排 气阀只有1个,安装在空气管与大气之 间,控制压缩空气与大气的通断。
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（2）弹性元件刚度调节 在各种工况下，通过对悬架 弹性元件刚度的调整，改变车身的振动强度和对路况 及车速的感应程度，来改善汽车的乘坐舒适性与操纵 稳定性。 （3）汽车车身高度调节 可以使得车辆根据负载变化 自动调节悬架高度以保持车身的正常高度和姿态。当 汽车在坏路面行驶时可以使车身升高，增强其通过性； 当汽车在高速行驶时，又可以使车身降低，减少空气 阻力并提高行驶稳定性。 目前，中级轿车上采用的电控悬架（半主动悬架） 一般只能实现减振器阻尼力的调节功能和横向稳定器 侧倾刚度的调节，而一些高级轿车上的电控悬架（主 动悬架）则能实现上述全部功能。
图6-14 光电式转角位置传感器的安装位置及结构 1、3-转角位置传感器 2-光电耦合器 4-传感器圆盘 转向轴 6-光电元件
5-
•
其工作原理是：当转向盘转动时，转轴带动信号盘旋转， 光电耦合器中的发光二极管和光敏二极管之间的光束将产生 通/断交替的变化，光敏二极管进而进行ON/OFF转换，形成 与转向轴的转角相对应的数字脉冲信号，ECU根据此信号的 变化来判断转向盘的转角与转速。同时，传感器上采用了两 组光电耦合器，可根据它们检测到的脉冲信号的相位差（判 断哪个光电耦合器首先转变为“ON”状态）来判断转向盘的 偏转方向。因为两个遮光器在安装上使它们的ON/OFF变换的 相位错开90°，通过判断哪个遮光器首先变为“ON”状态， 即可检测出转向轴的偏转方向。例如，转向盘向左转时，左 侧光电耦合器总是先于右侧光电耦合器达到“ON”状态，向 右转时，右侧光电耦合器总是先于左侧光电耦合器达到“ON” 状态。
（2）球位移式加速度传感器
其工作原理是：当汽车转弯（或加、减速）行驶时，钢 球在汽车横向力（或纵向力）的作用下产生位移，随着钢球 位臵的变化，线圈内部的磁场强度也发生变化，线圈的输出 电压即发生变化。ECU根据电压信号的变化情况即可正确判断 汽车横向力（或纵向力）的大小，进而对车身姿势进行控制。
3.转向盘转角传感器 转向盘转角传感器位于转向盘下面，主要用来检测转 向盘的中间位臵、转动方向、转动角度和转动速度等，并 把信号输送给悬架ECU，ECU根据该信号和车速信号判断汽 车转向时侧向力的大小和方向，从而控制车身的侧倾。
（3）光电式车身高度传感器
光电式车身高度传感器固定在车架上，传感器轴的外 端装有导杆，导杆的另一端通过一个连杆与独立悬架的下 摆臂连接，其结构如图6-7所示。
如图6-8所示为光电式高度传感器的工作原理图，当车身高度发生 变化时，导杆将随悬架摆臂的上下移动而摆动，从而通过传感器转轴 驱动圆盘转动，如图6-8 a）所示，光电耦合器相对应的发光二极管 和光敏晶体管之间即产生照／遮的转换，如图6-8 b）所示，光敏晶 体管把相应的ON／OFF转换成电信号，并通过导线输送给悬架ECU。 ECU根据不同的脉冲信号，即可判断圆盘转过的角度，从而计算出悬 架高度的变化情况。
（1）差动变压器式加速度传感器
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其工作原理是：传感器的励磁线圈（一次绕组）上通 有交流电，当汽车转弯（或加、减速）行驶时，铁芯在汽 车横向力（或纵向力）的作用下产生位移，随着铁芯位臵 的变化，检测线圈（二次绕组）的输出电压发生变化，线 圈的输出电压随着汽车加速度大小的变化而变化，该电压 信号输入给ECU后，ECU根据此输入信号即可正确判断汽车 横向力（或纵向力）的大小，对车身姿势进行控制。
（2）霍尔式车身高度传感器
其工作原理是：当两个磁 体因车身高度的改变而产生相 对位移时，将在两个霍尔集成 电路上产生不同的霍尔效应， 形成相应的电信号，悬架的电 控装臵根据这些电信号作出车 身高度偏离调定高度的情况判 别，从而驱动执行器作出有关 调整。 由于两个霍尔集成电路和 两个磁体安装时，它们的位臵 进行了不同的组合，可以将车 身高度状态分为三个区域进行 检测，分别是低、正常、高。
6.1.2 电控悬架系统的分类
6.2 电控悬架系统的结构与工作原理
6.2.1 电控悬架系统的基本组成和原理
虽然现代汽车电控悬架系统 结构形式多种多样，但它们的基 本组成却是相同的。即由感应汽 车运行状况的各种传感器、开关， 电子控制单元及执行机构等组成。 传感器一般有车身高度传感器、 车速传感器、加速度传感器、转 向盘转角传感器、节气门位臵传 感器等；开关主要有模式选择开 关、制动灯开关、停车开关和车 门开关等；执行机构有可调节减 振器阻尼力的电动机，可调节弹 簧刚度的步进电动机和可调节车 身高度的电磁阀等。
OFF
OFF ON ON ON ON ON ON O OFF OFF ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF
OFF
ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF
11
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 过低 普通
2.电控主动悬架的基本原理
主动悬架采用了与传统结构 完全不同的弹性元件（空气弹簧、 油气弹簧等），使其突破了一般弹 性元件（钢板弹簧、螺旋弹簧、扭 杆弹簧等）在刚度变化方面的局限 性。因此，主动悬架能够根据车身 高度、车速、转向角度及角速度、 制动等信号，由电控单元控制悬架 执行机构，进而改变悬架弹性元件 的刚度、减振器阻尼力及车身高度 等参数，从而使车辆的操纵性和平 顺性都达到最佳。 这类悬架大多采用空气弹簧或油气弹簧作为弹性元件，通过 改变弹性元件内部工作介质（空气或油液）的流通特性或压力大 小来调节悬架的刚度；通过工作介质的充、放来改变悬架的高度， 即可以进行车身高度的控制。
（1）片簧开关式车身高度传感器
片簧开关式车身高度传感 器在福特车型上应用较多。如图 6-5 a）所示为片簧开关式车身高 度传感器结构，它由4组触点式开 关和一个磁体组成，4个开关分别 与两个晶体管相连，构成4个检测 回路。用两个端子作为输出信号 与悬架ECU连接，两个晶体管均受 ECU“输出”端子的控制。
《汽车底盘及车身电控系统维修》
机械工业出版社 主编:于京诺
配套教材信息
教材名称：汽车底盘及车身 电控系统维修
教材主编：于京诺
出版社：机械工业出版社 出版时间/版次：2011年2月 第1版 国际标准书号（ISBN ）： 978-7-111-32432-4 教材所属系列： 高职高专汽车类专业技能型 教育规划教材
低
低
表6-2 2组光电耦合元件的状态与车身高度的对照表
光电耦合器组件的状态
车高变化
1 OFF 2 ON OFF OFF ON
评价结果
过高 偏高 偏低 过低
高 ↓ 低
OFF ON ON
(4)电位计式车身高度传感器 如图6-9所示为电位计式车身高度传感器的安装位 臵，其安装位臵与光电式车身高度传感器相同。
4.车速传感器
车速信号是汽车悬架系统的常用控制信号，汽车车身的 侧倾程度取决于车速的高低和汽车转向半径的大小。车速 传感器的作用是检测汽车速度，并将信号传递给ECU，用来 调节悬架的阻尼力。 常用的车速传感器主要有舌簧开关式，电磁感应式，光 电式等。一般情况下舌簧开关式和光电式车速传感器安装 在仪表板上，与车速表装在一起，并用软轴与变速器的输 出轴相连；而电磁感应式车速传感器装在变速器上，通过 蜗轮蜗杆机构与变速器的输出轴相连。
图6-5 b）所示为片簧开关式车身 高度传感器连接电路，其工作原理 是：当车身高度调定为正常高度后， 如果因货物、乘员数量变化等会导 致车辆载荷的增加，使车身高度偏 低，此时片簧开关式高度传感器的 另一对触点闭合，产生电信号输送 给ECU，ECU随即作出车身高度偏低 的判断，从而输出电信号到车身高 度控制执行器，促使悬架系统车身 高度控制执行器工作，使车身高度 恢复为正常高度状态。该传感器将 车身高度状态组合为4个检测区域， 分别是低、正常、高、超高。
其工作原理是：当由于车身高度的变化使与转板和传感器 轴一体的电刷在电阻器上滑动时，A和B之间的电阻值就发生变 化，电阻值的变化与转板的转动角度成正比，也即与车身高度 的变化成正比。当悬架ECU把一个恒定电压加到整个电阻器上 时，A和B之间产生的电压变化取决于转板的转动角度。这一电 压信号送到悬架ECU，悬架ECU即可从电压的变化中检测出车身 高度的变化。
5.节气门位置传感器
节气门位臵传感器安装在节气门体上，用来检测节气门 的开度及开度变化，为悬架ECU提供相应的信号。 汽车在急加速时，由于惯性力和驱动力的作用，汽车尾 部容易产生“下蹲”现象，为了防止这一现象，ECU根据节 气门位臵信号检测汽车的加速工况（判断汽车是否在进行 急加速），并根据该信号控制悬架的弹簧刚度，阻尼力等 参数，防止车尾“下蹲”。 常用的节气门位臵传感器有触点开关式、线性可变电阻 式、触点与可变电阻组合式。
6.1.1 电控悬架系统的功能
采用电控悬架的目的是可以根据车辆行驶状况及驾驶 员的意愿等因素由电子控制系统自动调节悬架的相关特性 参数，从而打破传统被动悬架的局限性，使汽车悬架的特 性与道路状况及行驶状态相适应，保证汽车的平顺性和操 纵稳定性都得到最大的满足。电控悬架系统的基本功能如 下： （1）减振器阻尼力调节 根据汽车的负载、行驶路面条 件、汽车行驶状态等来控制悬架减振器的阻尼力，防止汽 车急速起步或急加速时的车尾下蹲、紧急制动时的车头下 沉，以及急转弯时车身横向摇动和换档时车身纵向摇动等， 提高行驶平顺性和操纵稳定性。
图6-2 悬架电控系统的基本组成及工作原理
1.电控半主动悬架的基本原理
• 半主动悬架系统的设计思路 是：在行驶的过程中，可以 通过改变减振器的阻尼力， 从而适应车辆的行驶平顺性 和稳定性的要求。选择较低 的阻尼力，可以降低系统自 振频率，减少对车身的冲击， 满足舒适性的要求但安全性 下降，适合于车辆的低速行 驶；选择较高阻尼力则可提 高车辆行驶安全性，但是舒 适性下降，适合于车辆的高 速行驶。 减振器工作时活塞杆上、下伸缩运动，具有黏性的液压油通 过活塞孔产生阻力，当活塞上下运动较慢时，阻尼力小；当快速 运动时，就会产生很大的阻尼力。从机械原理上讲，节流孔越大， 阻尼力越小；油的黏度越大，阻尼力越大。油液的黏度不容易改 变，因此阻尼力控制的最佳方法就是控制节流孔的大小，根据其 控制的方式不同，目前减振器阻尼力的调节可分为有级可调式和 连续可调式两种。