电控悬架系统
电子控制悬架系统
3、主动悬架及其特点
、悬架初始刚度可以设计很小以保证正常行驶时的乘坐 舒适性。由于刚度可调，使车辆转弯出现的一些情况得到 解决。 、可将车辆抗侧倾、抗纵摆得刚度设计较大从而提高车 辆稳定性。 、车辆载荷变化时能自动维持车身高度不变，即使在凸 凹不平道路上行驶也可保持车身平稳。 、可以在制动时使车位下沉从而利用车轮与地面的附着 条件，加速制动过程，缩短制动距离。 、可以使车轮与地面保持良好接触，因而可提高车轮与 地面的附着力，从而提高车辆抵抗侧滑能力。
4、油气弹簧悬架系统的工作原理
通常在行驶状态，伺服阀 两侧A室的系统油压与B室的反 馈油压相互平衡，机械压力伺 服阀于主油路与液压缸相通的 位置，控制车体震动。当路面 不平车辆发生跳动时，悬架液 压力缸压力上升，机械压力伺 服阀B室反馈压力超过A室，推 动伺服阀芯左侧移动，液压缸 与回油通道接通，排出液压油， 维持压力不变，从而车轮振动 被吸收而衰减。在悬架伸张行 程，液压缸内的压力下降，伺 服阀A室压力大于B室，阀芯右 移，主油路与液压缸接通，来 自系统的压力油又进入液压缸， 以保持液压缸内的压力不变。
1、阻尼可控液压减震器
阻尼可控液压减震 器通过控制杆旋转一定 的角度来改变由旋转阀 和节流阀组成的控制阀 节流孔得流通面积，从 而实现阻尼得无极变化。 实际应用中该系统由电 子控制元、传感器和执 行器组成。
2、执行器
电子控制单元接受传感器 送入的车辆起步、加速等信号， 计算出相应得阻尼值，发出控 制信号到执行器，经控制杆调 节控制阀，使节流孔阻尼变化。
1、车身高度调节
空气弹簧模式开关选在在自动模式时，电子控制单元能够调节高位、 正常和低位3种车身高度状况。 Eg：前照灯接通时 车速达到90km/h时，前空气弹簧放气，车身前端降低。 车速在90~99km/h且保持10s以上，后空气弹簧放气，车身后端降低。 车速下降到70km/h以下时，车身上升到正常高度。
电子控制悬架系统PPT课件
2.按照控制方式分
按照控制方式分不同，汽车悬架系统通常分为传统被动式悬 架（Passive Suspension）、半主动式悬架（semi-active suspension）、主动式悬架(Active Suspension)三类。
其中半主动式又分为有级半主动式（阻尼力有级可调）
和无级半主动式（阻尼力连续可调）两种；主动式悬架根据
图5-13 空气弹簧的刚度为“软”
.
21
当空气阀转到如图5-14所示的位置时，主、副气室的气 体通道被关闭，主、副气室之间的气体不能相互流动，此时 的空气弹簧只有主气室的气体参加工作，空气弹簧的刚度为 “硬”。
图5-14 空气弹簧的刚度为“硬”
主气室是可变容积的，在它的下部有一个可伸展的隔膜，
压缩空气进入主气室可升高悬架高度，反之使悬架下降。车
雪铁龙C5液压式可调悬架结构示意图 1-纵向横梁；2-球体；
. 3-上三角叉臂；4-支杆；5-长纵臂 8
通过增减液压油的方式实现车身高度的升或降，也就是 根据车速和路况自动调整离地间隙，从而提高汽车的平顺性 和操纵稳定性。
雪铁龙C5液压式可调悬架在车上的布置
采用液压式可调悬架的代表车型有雪铁龙C5、雪铁龙
. 传统的汽车悬架（麦弗逊式前悬架） 5
5.2.1 电控悬架系统的组成和控制形式
电子控制汽车悬架系统主要由（车高、转向角、加速度、 路况预测）传感器、ECU、悬架控制执行器等组成。
1.空气式可调悬架
空气式可调悬架是指利用空气压缩机形成压缩空气，并 通过压缩空气来调节汽车底盘的离地间隙一种悬架。
一般装备空气式可调悬架的车型在前轮和后轮的附近都 设有离地距离传感器，按离地距离传感器的输出信号，行车 电脑判断出车身高度的变化，再控制空气压缩机和排气阀门， 使弹簧自动压缩或伸长，从而起到减振的效果。
汽车底盘电控技术-5-电控悬架系统
使弹簧刚度变成“硬”状态和使减振阻尼变 成“中”状态。该项控制能改善汽车高速行驶时 的稳定性和操纵性
弹簧刚度和减振阻尼控制
不平整道路 控制
颠动控制
使弹簧刚度和减振阻尼视需要变成“中”或“ 软”状态，以抑制汽车车身在悬架上下跳动， 改善汽车在不平坦道路上行驶时的乘坐舒适 性
光电耦合元件的状态与车高的对照表
车高
1
光电耦合元件的状态
2
3
车高范围
计算结果
4
OFF
OFF
ON
OFF
15
过高
高
OFF
OFF
ON
ON
14
ON
OFF
ON
ON
13
ON
OFF
ON
OFF
12
高
ON
OFF
OFF
OFF
11
ON
OFF
OFF
ON
10
ON
ON
OFF
ON
9
普通
ON
ON
OFF
OFF
8
ON
ON
ON
OFF
一般原理：
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。
二、传感器的结构与工作原理
转向盘转角传感器
传感器位置
加速度传感器
车身高度传感器 加速度传感器
车身高度传感器
1、转向盘转角传感器
【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。
电控悬架控制系统
装在各空气弹簧和可调减振器的上方， UcF10的悬架控制执行器是一个有3步动 作的电磁阀；ucF20的则是一个有9步动 作的步进电机。执行器同时驱动减振器的 转阀和空气弹簧的连通阀，以改变减振器 的减振阻尼和空气弹簧的刚度； 对于ucF20车型，执行器只驱动减振器的 转阀。
（1）电磁式悬架执行器
（3）主动悬架 根据车载负荷、道路状况、可以 对悬架的车身高度、阻尼系数、 弹性刚度进行调节
空气悬架系统 主动悬架系统
电控悬架 半主动悬架系统
油气弹簧系统
二、悬架的功能
1、防点头功能（或防前倾） 悬架ECU根据制动灯开关信号，将两 个前悬架减振器进行调节，使前悬架 的阻尼增大。 2、防后倾功能 悬架ECU根据节气门位置或加速度传 感器信号，对两个后悬架减振器进行 调节，使其阻尼系数增大。
（2）制动灯开关 悬架ECU利用这一信号判断汽车 是否在制动。使弹簧刚度和减振 阻尼变成 “硬”状态。防止汽车 制动“点”头，使汽车的姿势变 化减至最小。
（3） 门控灯开关
用于降低车身高度，便于乘客上下车。
（4） 车速传感器
车速传感器位于变速器输出轴上，用来检 测变速器输出轴的转速。当车速超过 90km/h，自动降低车身高度，以减少空 气阻力，当车速下降40~90km/h，又 提高车身高度，以提高汽车的通过性提高 汽车行驶的稳定性。
第四章：电控悬架控制系统
一、概述 1、悬架的分类（按功能分） （1）被动悬架 由螺旋弹簧和减振器组成，不能 根据道路状况、车载负荷、车速 等因素，自身改变弹性刚度和减 震系数。
（2）半主动悬架 由螺旋弹簧和可调式减振器组成， 只能根据道路状况车速等因素，调 节减振器的阻尼系数，弹性高度不 可调。
第六节_电控悬架系统
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第三 典型汽车电控悬架系统介绍
2 弹簧刚度和减振器阻尼力控制 电控空气悬架系统气压缸的结构如图6-21所示。悬架系统 弹簧刚度和减振器阻尼力控制执行器安装在气压缸的上部。 悬架控制执行器电路如图6-22所示，ECU将信号送至悬架 控制执行器以同时驱动减振器的阻尼调节杆和气压缸的气阀 控制杆，从而改变减振器的阻尼力和悬架弹簧刚度。
四、 系统线路及连接
图6-23为LS400轿车电控空气悬架系统的线路连接图。图 6-24为悬架系统ECU连接器。
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图6-21 气压缸的结构
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图6-2223 LS400轿车电控空气悬架系统的 线路连接图
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图6-24 悬架系统ECU连接器
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第四 电控悬架系统的检修
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第四 电控悬架系统的检修
二、 丰田凌志LS400汽车电控悬架系统 的故障自诊断
1 2 3 4 指示灯的检查 故障代码的读取 故障代码的清除 故障代码表
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第四 电控悬架系统的检修
三、 丰田凌志LS400汽车电控悬架系统 的故障分析及诊断
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图6-2 半主动悬架控制模型图
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第二 电控悬架系统的结构与 工作原理
电子控制悬架系统
电子控制单元的基本工作原理：各 传感器和控制开关产生的电信号，经输 入接口电路整形放大后，送入计算机 CPU中，经过计算机处理和判断后分 别输出各控制信号，驱动相关的执行器 和显示器工作。
ECU系统原理图
这些控制信号有：促使执行器改变 悬架减振器阻尼力的阻尼控制信号；促 使发光二极管显示悬架系统当前阻尼力 状态的显示控制信号。
电子控制悬架系统
一，概述
1、汽车悬架的作用
汽车悬架是指连接车架(或承 载式车身)与车桥(或车轮)的一系 列传力装置。
（1） 承载即承受汽车各方向的载荷， 这些载荷包括垂直方向、纵向和 侧向的各种力。
（2） 传递动力即将车轮与路面间产生 的驱动力和制动力传递给车身， 使汽车向前行驶、减速或停车。
（3） 缓冲即缓和汽车和路面状况等引 起的各种振动和冲击，以提高乘 员乘坐的舒适性。
在现代中、高档汽车上很少采用普 通的减振器，转而采用电控半主动悬 架或电控主动悬架，以提高汽车的综 合性能。
1. 电控半主动悬架的结构和工作原理
大部分半主动悬架采用了手动控 制方式，由驾驶员根据路面状况和汽 车的行驶条件，手动控制相关的动作， 对减振器的阻尼力进行变换。
如果当减振器的阻尼力被调整为 “硬” 时，还可增强汽车在转弯或在 不平道路上行驶时抗侧倾的能力，提 高汽车操纵的稳定性。
1）横向稳定驱动器
驱动器的外形及驱动杆的位置
驱动器的结构 1—直流电动机；2—蜗轮；3—小行星轮；4—齿圈；5—托架； 6—限位开关；7—太阳轮；8—变速传动轴；9—蜗杆
直流电动机 1—驱动杆；2—从动杆；3—变速传感器；4—蜗杆；5—小行 星轮；6—齿圈；7—太阳轮；8—托架；9—限位开关(SW2)； 10—限位开关(SW1)；11—直流电动机；12—蜗杆；13—弹簧
电控悬架系统实验报告
一、实验目的1. 了解电控悬架系统的基本组成与工作原理。
2. 熟悉电控悬架系统各部件的功能与相互关系。
3. 掌握电控悬架系统的实验操作步骤与注意事项。
4. 通过实验验证电控悬架系统在不同工况下的性能表现。
二、实验原理电控悬架系统是一种集传感器、控制器、执行器于一体的智能控制系统，通过实时检测车身高度、车速、转向角度等信号，对悬架系统进行动态调整，以实现车身稳定、乘坐舒适、操纵稳定等目标。
三、实验仪器与设备1. 电控悬架系统实验台架2. 车身高度传感器3. 车速传感器4. 转向角度传感器5. 控制器6. 执行器7. 电脑8. 数据采集与分析软件四、实验步骤1. 系统搭建：按照实验台架说明，连接车身高度传感器、车速传感器、转向角度传感器、控制器和执行器等设备，确保各部件连接正确、可靠。
2. 系统调试：启动电脑，打开数据采集与分析软件，设置实验参数，如车身高度、车速、转向角度等。
3. 实验操作：a. 在平直路面进行车身高度调整实验，观察电控悬架系统是否能够根据设定的高度值进行精确调整。
b. 在弯道进行车身稳定性实验，观察电控悬架系统是否能够抑制车身侧倾，提高操纵稳定性。
c. 在颠簸路面进行乘坐舒适性实验，观察电控悬架系统是否能够有效过滤路面振动，提高乘坐舒适性。
4. 数据采集与分析：记录实验过程中车身高度、车速、转向角度等数据，利用数据采集与分析软件对数据进行处理，分析电控悬架系统在不同工况下的性能表现。
五、实验结果与分析1. 车身高度调整实验：实验结果表明，电控悬架系统能够根据设定的高度值进行精确调整，调整误差在±5mm以内，满足实验要求。
2. 车身稳定性实验：在弯道实验中，电控悬架系统能够有效抑制车身侧倾，提高操纵稳定性。
实验结果显示，侧倾角度小于2°，满足实验要求。
3. 乘坐舒适性实验：在颠簸路面实验中，电控悬架系统能够有效过滤路面振动，提高乘坐舒适性。
实验结果显示，车身垂直加速度小于0.2g，满足实验要求。
电子控制悬架系统
一般原理：
.
（二）传感器的结构与工作原理 1、转向盘转角传感器
作用：检测转向盘中间位置、转动方向、转动角度和 转动速度。
ECU根据车速传感器和转角传感器信号，判断转向时侧 向力的大小和方向，以控制车身侧倾。 例：丰田TEMS的光电式转角传感器
.
.
4、节气门位置传感器 作用：判断汽车是否进行急加速。 5、车速传感器
汽车车身的侧倾程度取决于车身和转向半径。 常用的车身传感器有：舌簧开关式、磁阻元件式、磁脉冲
式、光电式。 6、模式选择开关
作用：决定减振器阻尼力大小 四种运行模式：自动 标准；自动 运动；
手动 标准；手动 运动
.
.
（三）悬架ECU
3）弹簧刚度控制 与减振器控制一致
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）
.
三 电典型汽车电子控制悬架系统
.
丰田电子悬架系统原理
.
丰田电子悬架系统控制功能
.
.
（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 作用：由ECU 控制控制杆的 旋转，改变减 振器的阻尼力。
第09章 电控悬架系统
第9章电控悬架系统9.1 概述车辆行驶在复杂的环境里，即路况(路面不平度等级)、车速以及工况(加速、制动、转向、直线行驶)经常要发生变化。
例如汽车在急速起步或急速加速时会产生“加速后仰”现象，汽车高速行驶紧急制动时会产生“制动点头”现象；汽车在急转弯行驶时会产生“转向侧倾”现象。
上述情况会对汽车的行驶平顺性和操纵稳定性产生不利的影响。
被动悬架由于其结构特点，很难保证汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性同时达到最佳。
因此，为解决这一问题产生了根据工况要求保证汽车的性能达到最佳的电控悬架。
电控悬架采用传感器技术、控制技术和机电液一体化技术对汽车的行驶工况进行监测。
由控制计算机根据一定的控制逻辑产生控制指令控制执行元件产生动作，保证汽车具有良好的行驶性能.9.1.1 电控悬架的功能1 调节车身高度。
汽车载荷变化时，电控悬架系统能自动维持车身高度不变，汽车即使在凸凹不平道路上行驶也可保持车身平稳。
2 提高车辆的行驶平顺性和操纵稳定性，抑制车辆姿态的变化(后仰、点头、侧倾) 。
当汽车急速起步或加速行驶时，由于惯性力及驱动力的作用，会使车尾下蹲产生"后仰"现象。
电控悬架能够及时地改变悬架的俯仰角刚度，抑制后仰的发生。
当汽车在高速行驶中紧急制动时，由于惯性力和轮胎与地面摩擦力的作用，会使车头下沉产生制动点头现象。
电控悬架能使汽车在这种工况下车头的下沉量得到抑制。
当汽车急转弯时，由于离心力的作用汽车车身向一侧倾斜，转弯结束后离心力消失。
汽车在这样的工况下会产生汽车车身的横向晃动.电控悬架在这种工况下能够减少车身倾斜的程度、抑制车身横向摇动的产生。
因此，电控悬架在一定程度上能使悬架适应负荷状况、路面不平度和操纵情况的变化.3 提高车轮与地面的附着力，改善汽车制动性能和提高汽车抵抗侧滑能力。
普通汽车在制动时车头向下俯冲，由于前、后轴载荷发生变化，使后轮与地面的附着条件恶化，延长了制动过程。
电控悬架系统可以在制动时使车尾下沉，充分利用车轮与地面的附着条件，加速制动过程，缩短制动距离。
电子控制悬架系统
LS400制动灯开关位置及电路
（2）门控灯信号 门控灯开关位于汽车各门的门柱上或行 李箱内，当所有的车门（和行李箱盖）都关闭时，门控灯 开关断开，车门关闭信号送至ECU。
悬架ECU根据两组光电耦合元件输出信号导通与截止变换 的频率，即可计算出转向盘的转动角度和速度。同时，由于 两个光电耦合元件ON、OFF变换的相位差为90°，因此通过 判断哪个耦合元件首先转变为ON状态，即可检测出转向轴 的转动方向。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90°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90°达到“ON”状态。 4. 车速传感器
提示：电子控制悬架系统是通过控制悬架的刚度和减振器阻 尼，克服传统的被动悬架系统对其性能改善的限制，使悬架特 性与路面条件、装载质量、行驶车速等相适应，从而使汽车的 平顺性和操纵稳定性在各种行驶条件下都能达到最佳组合。
电子控制悬架系统的基本功能包括：减振器阻尼控制、 弹簧刚度控制和车身高度调整。
①减振器阻尼调节功能。该功能的作用是在急转弯、急加速 和紧急制动等情况下，通过改变减振器阻尼，抑制车辆姿势的 变化，防止车辆侧倾、前倾、后仰等，提高车辆的操纵稳定性 和乘坐舒适性。
主动悬架能根据不同工况主动调节悬架的减振器阻尼、弹 簧刚度以及车身高度，从而能够同时满足汽车行驶平顺性和操 纵稳定性的要求。主动悬架是有源控制，在悬架系统中附加一 个可控制作用力的装置（压缩空气源或者液压源），根据各传 感器检测到汽车载荷、行驶速度、路面状况变化和汽车起动、 制动、转向等工况，自动调节悬架的弹簧刚度和减振器阻尼力， 此外，还可以根据行驶情况的变化自动调节车身高度，显著提 高汽车的操纵稳定性和乘坐舒适性。
电子控制悬架系统(“悬架”相关文档)共6张
算后给执行器信号来调节悬架的高度、刚 可以根据路面和车辆的运动情况，主动的调节悬架系统的刚度、减震器阻尼系数、车身高度和姿态。
第五节 电子控制悬架系统 第五节 电子控制悬架系统
度等参数 一、电控悬架系统基本组成
第五节 电子控制悬架系统 可以根据路面和车辆的运动情况，主动的调节悬架系统的刚度、减震器阻尼系数、车身高度和姿态。 可以根据路面和车辆的运动情况，主动的调节悬架系统的刚度、减震器阻尼系数、车身高度和姿态。 第五节 电子控制悬架系统 由传感器、电子控制器、调节悬架的执行器组成 第五节 电子控制悬架系统 由传感器、电子控制器、调节悬架的执行器、电子控制器、调节悬架的执行器组成 一、电控悬架系统基本组成 第五节 电子控制悬架系统 由传感器、电子控制器、调节悬架的执行器组成 一、电控悬架系统基本组成 可以根据路面和车辆的运动情况，主动的调节悬架系统的刚度、减震器阻尼系数、车身高度和姿态。 一、电控悬架系统基本组成 第五节 电子控制悬架系统 可以根据路面和车辆的运动情况，主动的调节悬架系统的刚度、减震器阻尼系数、车身高度和姿态。 一、电控悬架系统基本组成 第五节 电子控制悬架系统 一、电控悬架系统基本组成 一、电控悬架系统基本组成 可以根据路面和车辆的运动情况，主动的调节悬架系统的刚度、减震器阻尼系数、车身高度和姿态。 由传感器、电子控制器、调节悬架的执行器组成
第五节 电子控制悬架系统
一、电控悬架系统基本组成
可以根据路面和车辆的运动情况，主动的调 节悬架系统的刚度、减震器阻尼系数、车 身高度和姿态。
由传感器、电子控制器、调节悬架的执行器 组成
二、工作原理
可以根据路面和车辆的运动情况，主动的调节悬架系统的刚度、减震器阻尼系数、车身高度和姿态。
电控悬架的功能、类型、原理
精选课件
2
其基本功能有： 1、车高调整 2、减振器阻尼力控制 3、弹簧刚度控制
精选课件
3
二、电子控制悬架系统的类型
按传力介质的不同可分为：
气压式和油压式两种。
按控制理论的不同可分为：
主式和半主动式两种。
1. 主动悬架 根据载荷、车速、路面等条件的变化，自动调节弹 簧刚度、减振器阻尼、车身高度。按弹簧的种类又 可分为空气弹簧主动悬架和油气弹簧主动悬架。
3-前悬架控制执行器 4-制动灯开关 5-转向传感器 6-高度控制开关 7-LRC开关
8-后车身位移传感器 9-2号离度控制阀和溢
流阀
10-高度控制ON/OFF开 关
11-高度控制连接器 12-后悬架控制执行器 13-2号高度控制继电器
14-悬架电脑 15-门控灯开关 16-主节气门位置传感器 17-1号高度控制阀 18-高度控制压缩机 19-干燥器和排气阀
21-IC调节器
精选课件
6
四、 传感器的结构与工作原理
1、车速传感器 汽车车身的侧倾程度取决与汽车的车速和
转向半径的大小。通过对车速的检测来调 节电控悬架的阻尼力，从而改善汽车行驶 的安全。
类型：舌簧开关式车速传感器、阻尼元件 式车速传感器、磁脉冲式车速传感器和光 电式车速传感器。
精选课件
7
2. 半主动悬架 悬架系统中只有弹簧刚度或减振器阻尼之一可以调 节。
精选课件
4
21.1 电控悬架概述
三、组成 电控悬架由传感器、开关、电子控制单元和执行器三 部分组成。
车身加速度传感器 车身高度传感器 车速传感器
方向盘转角传感器 节气门位置传感器
车门传感器
E
电磁阀
C
汽车电控技术：汽车电子控制悬架系统
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第五节变高度、变刚度、 变阻尼悬架系统
一、变高度、变刚度、变阻尼悬架系统的组成
在现代汽车采用的电子控制悬架系统中，通常同时使用了空气 弹簧和变阻尼减振器。同前述悬架系统一样，减振器的螺旋弹簧用于 支撑汽车的质量，减振器控制系统用于调节减振器的阻尼，空气弹簧 用于调节车身高度和刚度。如图11所示为三菱公司采用的电子控制悬 架系统。
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第二节电子控制变高度悬架系统
4.系统保护措施 从减振器中放出的空气经过干燥器时，带走了干燥剂中的湿气。
这样，干燥剂经过一段时间使用后不会被湿气浸透。这种保护干燥剂 的再生干燥系统为许多空气悬架系统所采用。干燥器中空气的最小压 力保持在不低于55~165 kPa，从而保证系统中有一定量的空气。这样 在乘员或载荷减少使减振器伸长时，空气弹簧的气压腔不致凹瘪。
在装备电子控制悬架系统的汽车上，当汽车急转弯、急加速或紧 急制动时，乘坐人员能够感到悬架较为坚硬，而在正常行驶时能够感 到悬架比较柔软;电控悬架还能平衡地面反力，使其对车身的影响减 小到最低程度。因此，随着汽车电子技术的发展与进步，许多中高档 轿车、大客车以及越野汽车都装备了电子控制悬架系统。
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第二节电子控制变高度悬架系统
2.车身高度降低时悬架系统的控制过程 当汽车乘员或载荷增加使车身高度“偏低”或“过低”时，高度
传感器将向悬架控制电控单元EMS ECU输入车身“偏低”或“过低” 的信号。EMS ECU接收到车身高度降低的信号时，立即向压缩机继 电器和高度控制电磁阀发出电路接通指令，在接通高度控制空气压缩 机继电器电路使压缩机运转的同时，接通高度控制电磁阀线圈电路使 电磁阀打开，压缩空气进入空气弹簧的气压腔(气室)，气压腔充气量 增加便使车身高度上升。
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。
第31讲 汽车电控悬架系统
汽车的悬架装置是连接车架（或承载式 车身）和车桥（或车轮）之间全部传力装 置的总称，主要由弹性元件，减振器，导 向机构组成，其作用主要有三方面：
（1）承载 承受汽车各个方向（包括 垂直、纵向、侧向）的载荷；
（2）缓冲 缓和由于汽车载荷和路面 状况等引起的各种振动冲击；
（3）传力Байду номын сангаас将车轮与路面之间的力传 递给车身，使之正常前进或减速停车。
电位计式车身高度传感器
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。
2. 加速度传感器
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。
电控悬架系统的分类
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 门位置传感器等；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。
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。 （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
第三章 电控悬架系统(TEMS)
1.减振阻尼力和弹簧刚度控制 转向时变“硬”
（1）防侧倾控制
或“中”
第三章 电控悬架系统
回正2s后恢复“软”
2013-8-16
制作：庞惠文
第三章 电控悬架系统
制动时变“硬” 松开制动1s后恢复
（2）防点头控制
“软”或“中”
2013-8-16
制作：庞惠文
第三章 电控悬架系统
（3）防后坐控制 起步或突然加速时变“硬” 2s后或转速达到预定值时恢复
第三章 电控悬架系统
光电式
一个信号盘、两组光缝、四组光电光敏管。 四个信号为：SHRL、SHRR、SHFL、SHFR
ECU送出两个基准信号SHLOAD、SHCLK做基准
2013-8-16
制作：庞惠文
第三章 电控悬架系统
高度传感器
2013-8-16
制作：庞惠文
第三章 电控悬架系统
2013-8-16
制作：庞惠文
第三章 电控悬架系统
3、执行器结构与原理
（1）悬架控制执行器 ucF10车型 3步动作的电磁阀 驱动减振器的转阀 驱动空气弹簧连通阀 2前轮及2后轮均同时动作 ucF20车型 9步动作的步进电机 仅驱动减振器转阀 每步转动15° 每个悬架可独立动作，实 现半主动控制
2013-8-16
制作：庞惠文
第三章 电控悬架系统
三、传统悬架组成及功用 1、组成：弹簧、减振器、导向机构。
2、弹簧的功用：缓冲振动、摆动、提高轮胎抓 地力。
3、减振器的功用：衰减振动、方向稳定。 4、导向机构：传递动力
2013-8-16
制作：庞惠文
第三章 电控悬架系统
四、悬架会引起行车的那些问题？
2013-8-16
7讲 电控悬架系统
制动时变“硬”“硬”
（2）防点头控制
松开制动1s后恢复
“软”“软”或 “中”“硬”
（3）防下坐控制
起步或突然加速时变
“硬”“硬” 2s后或转速达到预定值时恢复 “软”“软”或“中”“硬”
2.车身高度控制 （1）自动高度控制
自动控制车
身高度恒定 避免底盘碰 刮地面 改善乘坐舒 适性 汽车前大灯 光束保持恒车身高度调整
自动高度控制 高车速控制 关闭点火开关控制（仅ucF10） 弹簧刚度和减振器阻尼调整 急加速时车身“后仰”控制（车尾下蹲） 制动时的车身“点头”控制（车头下沉） 转向时的车身“侧倾”控制
高车速控制
坏路面控制 路面感应半主动控制（仅ucF20）
3. 电控悬架系统的种类
控制理论 控制介质
半主动悬架
主动悬架 油气式主动悬架 空气式主动悬架
驱动机构
电磁阀驱动
步进电机驱动
二、电控空气悬架组成和结构（TEMS）
1. 凌志LS400 ucF10电控空气悬架系统布置
2. 开关结构与原理
（1）悬架控制开关
ucF20车型： 取消了LRC开关
（2）高度控制通断开关
现半主动控制
ucF10车型
1）电磁阀式悬架控制执行器的结构
2）电磁阀式悬架控制执行器的电路
左前、右前同时
动作 左后、右后同时 动作
（2）可调式减振器
（3）空气弹簧
1）空气弹簧“软”、“硬”
2）空气弹簧车身高度控制
（4）空气压缩机
（5）排气电磁阀
（6）前后高度控制电磁阀
前高度控制电磁阀分别控制左前、右前空气弹簧 后高度控制电磁阀同时控制左后、右后空气弹簧
ucF10车型：行李箱的工具存储室内，举升、 停不平路面、拖曳时，必须OFF ucF20车型：取消该开关，当点火开关关闭 时，车身高度控制被终止
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9．6电控悬架系统
传统的汽车悬架一般具有固定的弹簧刚度和减振阻尼力，它只能保证在一种特定
的道路状态和速度下达到性能最优，因而不能同时满足汽车行驶平顺性和操纵稳定性
的要求。
例如降低弹簧刚度，平顺性会更好，乘坐更舒适，但会使操纵稳定性变差；相反，增加弹簧刚度虽可提高操纵稳定性，但会使车辆对路面不平度更敏感，平顺性降低。
因此，理想的悬架系统应在不同的行驶条件下具有不同的弹簧刚度和减振器阻尼力，以同
时满足平顺性与操纵稳定性的要求。
电控悬架系统就是这种理想的悬架系统，它通过对
悬架系统参数进行实时控制，使悬架的刚度、减振器的阻尼系数、车身高度能随汽车的
载荷、行驶速度、路面状况等行驶条件变化而变化，使悬架性能总是处于最佳状态(或其
附近)，同时满足汽车的行驶平顺性、操纵稳定性等方面的要求。
现代汽车电控悬架系统有多种形式。
根据控制目的不同，可分为车高控制系统、刚
度控制系统、阻尼控制系统、综合控制系统等形式。
按悬架系统结构形式，可分为电控空气悬架系统和电控液压悬架系统。
根据控制系统有源或无源，可分为半主动悬架和全主
动悬架。
半主动悬架是指悬架元件中的弹簧刚度和减振力之一可以根据需要进行调节，
全主动悬架则能根据需要自动调节弹簧刚度和减振力。
可见，全主动悬架的各种性能都
明显优予半主动悬架和被动悬架。
而主动悬架按弹簧的类型，可分为空气弹簧主动悬架
和油气弹簧主动悬架。
本章以丰田凌志LS400的电控悬架系统为例进行介绍。
9．6．1 概述
丰田凌志lS400的电控悬架系统为空气弹簧主动悬架，可根据行驶条件自动控制
弹簧刚度、减振器阻尼力及车身高度，以抑制加速时后坐、制动时点头、转向时侧倾等汽车行驶状态的变化，明显改善乘坐的舒适性和操纵的稳定性。
1．系统控制功能
丰田凌志LS400的电控悬架系统主要对车速及路面感应、车身姿态、车身高度三
个方面进行控制。
(1)车速与路面感应控制
1)当车速高时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以改善汽车调整行驶的平顺性和操
纵稳定性。
2)当前轮遇到突起时，减小后轮悬架弹簧刚度和减振器阻尼力，以减小车身的振动
和冲击。
’
3)当路面差时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以抑制车身的振动。
(2)车身姿态控制
1)转向时侧倾控制。
急转向时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以抑制车身的侧倾。
2)制动时点头控制。
紧急制动时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以抑制车身的点头。
3)加速时后坐控制。
急加速时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以抑制车身的后坐。
(3)车身高度控制
1)高速感应控制。
车速超过90km／h时，降低车身高度，以减少空气阻力，提高汽车行驶的稳定性。
2)连续差路面行驶控制。
车速在40～90km／h时，提高车身高度，以提高汽车的通
过性。
3)点火开关0FF控制。
驻车时，当点火开关关闭后，降低车身高度，便于乘客的乘坐。
4)自动高度控制。
当乘客和载质量变化时，保持车身高度恒定。
2．系统操作
丰田凌志LS400的电控悬架系统有三个操作选择开关：高度控制ON／OFF、高度
控制开关和LRC(模式控制)开关。
高度控制ON／OFF开关安装在汽车尾部后备箱的左边。
高度控制ON／OFF开关
处于0N位置时，系统可按选择方式进行车身高度自动控制；处于OFF位置时，系统不
执行车身高度控制。
高度控制开关和LRC(凌志乘坐控制，亦称模式控制)开关安装在驾驶室内变速操
纵杆的旁边。
高度控制开关用于选择控制车身高度，当高度控制开关处于HIGH位置时，系统
对车身高度进行“高值自动控制”，HIGH位置在不平道路上行驶时选用；处于NORM
时，车身高度则进入“常规值自动控制”状态，NORM位置在一般道路上行驶时选用。
LRC开关用于选择控制悬架的刚度、阻尼力参数。
当LRC开关处于SPORT位置
时，系统进入“高速行驶自动控制”状态，着重于提高急转弯等情况下的车辆稳定性；处于NORM位置时，系统对悬架刚度、阻尼力进行“常规值自动控制”，着重于乘坐舒适性，通常用于一般的行驶。
此时，悬架的电子控制单元(ECU)根据车速传感器等信号，
使悬架的刚度、阻尼力自动地调整到软、中或硬的状态。
9．6．2 电控悬架系统的构造与工"99原理
1．系统组成
任何电控悬架系统都由传感器、电子控制单元(ECU)、执行器等三部分组成。
传感
器将汽车行驶的路面情况(汽车的振动)和车速及起动、加速、转向、制动等工况转变为电信号，输送给ECU，ECU将传感器送人的电信号进行综合处理，输．出对悬架的刚度、阻尼、车身高度进行调节的控制信号。
执行器按照ECU的控制信号，准确地动作，及时地调节悬架的刚度、阻尼系数及车身的高度。
丰田凌志LS400的电控悬架系统也是如此。
具体来说，传感器包括车身高度传感器、转向传感器、车速传感器、节气门位置传感器等；电子控制单元一般由微机和信号放大电路组成。
执行器包括高度控制阀、排气阀、悬架控制执行器等。
系统各元件在车上的位置如图9—27所示。
2．控制原理
(1)车身高度控制
车身高度控制系统由压缩机、干燥器、排气阀、1号与2号高度控制继电器、1号与2号高度控制阀、前后4个空气弹簧、4个车身高度传感器以及悬架ECU等组成。
图9—28所示为车身高度控制系统示意图，图9—29所示为1号和2号高度控制阀控制电路，图9-30所示为空气压缩机控制电路。
·
当点火开关接通时，ECU使2号高度控制继电器线圈通电，2号高度控制继电器
触点闭合，便使前、后、左、右四个高度传感器接通蓄电池电源。
当车身高度需要上升时，从ECU的RCMP端子送出一个信号，使l号高度控制继电器接通，1号高度控制继电
器触点闭合，压缩机控制电路接通产生压缩空气。
ECU使高度控制电磁阀线圈通电后，
电磁阀线圈将高度控制阀打开，并将压缩空气引向空气弹簧，从而使车身高度上升。
悬架系统的车身高度传感器采用光电式传感器，为了检测汽车高度和因道路不平
而引起的悬架位移量，在每个悬架上都有一只车身高度传感器，用于连续监测车身与悬
架下臂之间的距离。
图9—31所示为车身高度传感器与ECU之间的连接电路。
当车身高度需要下降时，ECU不仅使高度控制阀电磁线圈通电，而且还使排气阀
电磁线圈通电，排气阀电磁线圈使排气阀打开，将空气弹簧中的压缩空气排到大气中。
1号高度控制阀用于前悬架控制，它有两个电磁阀分别控制左右两个空气弹簧。
2号高度控制阀用于后悬架控制，它与l号高度控制阀一样，也采用两个电磁阀。
为了防止空气管路中产生不正常的压力，2号高度控制阀
中采用了一个溢流阀。
(2)弹簧刚度和减振阻尼力控制
电子控制空气悬架系统空气弹簧的结构如图9—32所示。
悬架系统弹簧刚度和减振器阻尼力控制执行器安装在空气弹簧的上部，悬架控制执行器电路如图9—33所示，
ECU将信号送至悬架控制器，同时驱动减振器的阻尼调节杆和空气弹簧的气阀控制
杆，从而改变减振器的阻尼力和悬架弹簧刚度。
(3)系统电路图
图9—34所示为LS400电子控制空气悬架系统的线路连接图。
图9-35所示为悬架系统ECU连接器。
表9—1所示为连接器各接线端子与ECU连接对象的对应关系。