汽车电子控制悬挂系统概要

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车身状态传感器(加速 度、位移或其他目标 参数)
计算控制单元 放大驱 动 调节悬架参 数的执 行器 ( 电磁阀、步进 电机等)
图:半主动及主动悬架系统的基本工作原理图
组成: 传感器: 车身加速度传感器、车身位移传感器、车速传感
器、方向盘转角传感器、制动压力开关、制动灯开关、节气门 位置传感器、加速踏板传感器; 电子控制器:对传感器输入的电信号进行综合处理,输出 对悬架的刚度和阻尼以及车身高度进行调节的控制信号。 执行机构:按照电子控制器的控制信号,准确地动作,及 时调节悬架的刚度和阻尼系数以及车身高度。包括电磁阀、步 进电机、气泵电动机 。
(4)刚度调节器: (5)电磁阀(执行器):不通电时,电磁阀保持在关
闭位置,悬架处于硬模式(硬阻尼),通电情况下,电磁阀 处于打开位置,悬架处于软模式(软阻尼)。
油气悬架系统通过油液压缩气室中的空气实现刚度特性, 通过电磁阀控制油液管路中的小孔节流实现变阻尼特性。
图8:油气主动悬架系统工作原理 1—ECU;2—转向盘转角传感器;3—加速度传感器;4—制动压力传感器;5— 车速传感器;6— 车身位移传感器;7—电磁阀;8—辅助液压阀;9—刚度调节 器;10—前油气室;11—后油气室
图 非独立悬架与独立悬架示意图
按控制力分
被动悬架:弹簧刚度和减振器阻尼系数不可调;
半主动悬架(无源):无需外加动力源,弹簧刚度或 减振器阻尼系数可根据需要进行调节; 主动悬架(有源):需外加动力源,自动调整悬架刚 度和阻尼力以及车身高度。
图 (a)被动悬架 (b)半主动悬架 (c)主动悬架示意图
10.2 电子控制悬架系统的工作原理
• 半主动悬架的控制原理 控制目标量:车身振动加速度的均方根值; 控制量:悬架减振器阻尼。
图4:无级半主动悬架系统的控制原理
微处理机进行数据处理及控制过程
设置一个满足汽车平顺性 要求的最优控制目标σ , 设当前车身振动加速度均 方根值为σ i。
根据Δ =σ i-σ 的符号和绝对值 大小来判断是否增加或减少悬 架系统阻尼。
当Δ= 0时,不调整悬架阻尼;
当Δ= σ i-σ >0时,增加阻尼;
当Δ= σ i-σ <0时, 减少阻尼。
图:采样及控制过程
主动悬架系统的基本组成与控制原理 类型:由电磁阀驱动的油气悬架和由步进电机驱 动的空气悬架。
模式选择开关
制动灯开关
车身位移传感器 节气门位置传感器 车速传感器
执行器
悬架ECU
例:主动式油气悬架系统的工作原理 (1)ECU:接收来自各传感器的输入信号,经过计算后
确定汽车在现行行驶条件下的最佳悬架工作模式 。 (2)传感器:反映行车状态。包括转向盘转角传感器, 加速度传感器,制动压力传感器,车速传感器,车身位移传 感器。 ( 3 )油气弹簧: 以气体作为弹性介质,用油液作为传 力介质,一般由气体弹簧和液压缸组成。
第10讲 汽车电子控制悬挂系统
10.1 概述
图:行驶系组成及其各部分受力情况 1.车架;2.后悬架;3.驱动桥;4.后轮; 5.前轮;6.从动桥;7.前悬架
悬架:连接车身和车轮(车桥)之间一切传力装置 的总称。 作用:承受和传递桥(轮)架(身)之间一切力和 力矩,且要求缓冲减振、导向功能
悬架组成及各部分作用: 弹簧—缓和路面传给车身的冲击载荷; 减振器—起衰减振动的阻尼作用; 导向机构—传递除垂直力外的各向力和力矩。
系统指示灯
车门传感器
转向盘转角传感器
图 动悬架系统的控制原理
例:主动式油气悬架系统的工作原理
图7:雪铁龙XM轿车的主动式油气弹簧悬架系统 1—ECU ;2—转向盘转角传感器; 3—加速度传感器; 4—制动压 力传感器; 5— 车速传感器; 6— 车身位移传感器; 7— 电磁阀; 8—辅助液压阀;9—刚度调节器;10—前油气室;11—后油气室
图8:油气主动悬架系统工作原理 1—ECU ; 2— 转向盘转角传感器; 3— 加速度传感器; 4— 制动压力传 感器; 5— 车速传感器; 6— 车身位移传感器; 7— 电磁阀; 8— 辅助液 压阀;9—刚度调节器;10—前油气室;11—后油气室
思考题
• 普通悬架系统的组成哪几部分?按导向机构和控制力可以对 悬架进行怎样的分类? • 普通悬架有什么问题?理想的汽车悬架应具有什么样的特征? • 通常在好路面行驶时,希望悬架系统是硬一些还是软一些? 而在高速、制动、加速时希望悬架系统是硬一些还是软一些? 在高速时,希望车身高一些还是低一些? • 主动悬架和被动悬架的区别是什么?电子控制悬架是通过调 节什么参数来提高汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性的? • 雪铁龙XM主动油气悬架系统是怎样实现变刚度特性和变阻 尼特性的? • 电子控制悬架系统采用的控制方式主要有哪几种?
图 汽车悬架组成示意图 纵向推力杆;2.减振器;3.横向推力杆;4.弹性元件
电子控制悬架的作用:根据不同的路面、动载质量、 行驶速度控制悬架的刚度,调节减振器阻尼力的 大小,甚至调整车身高度,使车辆的平顺性和操 纵稳定性在各种行驶条件下达到最佳组合。
• 悬架分类
按导向机构分
非独立悬架:两侧 的车轮由一根整体式 车桥相连; 独立悬架:每一侧 的车轮单独地通过弹 性悬架悬挂在车架下 面。
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