现代汽车电控悬架系统.pptx
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
另一方面，为了提高汽车的操纵稳定性，一般要求 悬架具有较大的弹簧刚度和减振器阻尼，这显然与
改善车辆的舒适性的要求相矛盾。
被动悬架即传统悬架在设计时，不可能使乘坐舒适 性及操稳性都得到优化，只能是：在二者中间寻求 折中方案（在特定道路及速度下实现）；或偏重于 某一种方案（牺牲一个方面，达到另一个目的）。
车身位移传感器：检测车身与车桥的相对位移，反 映车身的平顺性和车身高度。
车速传感器：检测车轮转速，反映车速和计算车身 的侧倾量。
转向盘转角传感器：检测转向盘转角，计算车身侧
与其他控制系统一样，半主动悬架控制系统一般也 包含传感器、电脑和执行机构三个组成部分（能源 结构）。
传感器
悬架控制系统的传感器有多种型式，他们在系统总 承担着将汽车行驶路况（汽车的振动）和车速及启 动、加速、转向、制动等工况转变为电信号，并输 送到电脑。
车身加速度传感器：检测车身振动，间接地也可反 映行驶的路面状况和车身横向运动状况（高级轿车 会有垂直加速度传感器如梅赛德斯）。
综合考虑上述因素，现代汽车可以对悬架提出如下要 求。
（1）具有足够的强度。 （2）具有适当的弹簧刚度，且能根据载荷的变化而
变化。 （3）具有足够的侧倾刚度。 （4）具有良好的吸振能力（阻尼力可以调节）。 （5）能够保证车轮正确的定位参数。
wk.baidu.com
现代汽车悬架控制系统的控制内容
以电脑作为控制核心，对汽车悬架系统参数，包括弹簧放度、 悬架阻尼、侧倾刚度和车身高度等实行适时控制已经成为现 实
行驶平稳性、操作稳定性确定乘坐舒适性
●软：舒适性好、行驶稳定和操纵稳定性差 （车身位移过大、横摆纵摇） ●硬：舒适性差、行驶稳定和操纵稳定性好。 ●只减阻尼而不变刚度，振动到车身。 ●只减刚度而不变阻尼，稳定性和舒适性差。
传统悬架的缺点
参数不变 为了减少车体振动，隔离路面冲击，提高乘坐舒适
性要求悬架设计较“软”。但是这样势必导致车身 在行驶过程中的位移变大，需要相应地提高车身高 度，从而导致车辆中心高度的增加，不利于改善车 辆的行驶稳定性。 为了减小汽车在转弯、加速、制动时汽车产生的侧 倾及后倾，提高操稳性，又要求悬架设计较“硬”
电控悬架的结构及原理
现代汽车对悬架系统的要求
在汽车行驶过程中，由于路面的不平整或者汽车自身 运动状态的改变，会使汽车表现出各种运动形态，包 括车身的垂直振动、俯仰运动和侧倾运动等。 垂直振动 + 前后俯仰 + 左右侧倾 （路面不平） （加速、制动） （转弯） 综合进行控制
汽车行驶时的运动形式
悬架发展与分类
悬架发展与分类
1.被动悬架：为固定的悬架刚度和阻尼系数，只能保证在 特定道路状态下达到性能最优折衷。 2.全主动电控悬架：组成—执行机构、测量系统、反馈系 统、能源系统（液压缸及蓄能器）。其悬架刚度、减振器 的阻尼系数、车身高度都能随汽车载荷、行驶速度、路面 状况等行驶条件变化，而自动调节，使悬架性能总是处于 最佳状态。未解决问题：高频率下的行驶平顺性、能量消 耗、可靠性、价格、振动、噪声等。 3.全主动悬架分类：主动油气悬架（雪铁龙XM油气弹 簧）、主动空气悬架（日本三菱）、主动液力悬架（代表 车型为VOLVO740）。
悬架控制系统的基本组成
现代汽车悬架控制系统：是指利用有源或无源控制
元件构成的闭环控制系统对汽车悬架实行主动控制 的装置，它能根据车辆的运行状况和路面情况主动 作出反应，抑制车身的各种振动，使悬架始终处于 最佳减振状态。
目前，悬架控制系统可实现对车高、悬架弹簧刚度 和减振器阻尼、侧倾刚度等方面的主动调节。
现代汽车电子控制悬架系统简介
现代汽车电子控制悬架系统简介
悬架定义
定义：悬架是车架(或承载式车身)与 车桥(或车轮)之间的一切传力装置的总 称
悬架的功能（作用）： （1）缓冲振动、平稳行驶 （2）将车轮与路面之间的驱动力、制 动力、转向力传给车身。 （3）车身和车轮之间保持几何关系。
传统悬架组成及功用
当前，人们对舒适性及操纵稳定性的需求越来越高， 所以开始研究及应用主动悬架。
悬架发展与分类
1981年开始车身高度控制，同年开发出可变减 震器阻尼力的新技术
1987年日本田公司率先推出空气弹簧主动悬架
90年代随电子技术发展，已具有在10-20秒内 做出反应的电控悬架系统
悬架发展与分类
悬架的分类: 1. 结构分：非独立悬架、独立悬架 2. 作用原理分：被动悬架（传统悬架）、 主动悬架（按照其是否包含动力源分为：全 主动悬架-有源主动悬架；办主动悬架-无源 主动悬架） 现代轿车大都是采用独立式悬架，按其结构 形式的不同，独立悬架又可分为横臂式（双 叉式）、纵臂式、烛式以及麦弗逊式悬架等
组成：弹簧、减振器、导向机构。
弹簧的功用：缓冲振动、摆动、提 高轮胎抓地力。
减振器的功用：衰减振动、方向稳 定。
导向机构：传递动力
典型独立悬架(前)
双横臂式 （双叉式） 独立悬架
典型独立悬架（后）
典型独立悬架
双横臂式 （双叉式） 独立悬架
典型独立悬架
麦弗逊悬挂
传统悬架对汽车性能的影响
悬架发展与分类
1.电子控制半主动悬架：无源（无油泵、蓄能器、油管、 油罐、滤油器等），工作时不消耗车辆动力，性能与全主 动悬架相近，应用价值较高。不考虑改变悬架刚度，只考 虑改变悬架阻尼。分为有级半主动（阻尼力有级可调如 OPEL）、无级半主动（阻尼力连续可调如BENZ)
2.丰田皇冠、日产公爵应用的是一种具有多种作用的电子 控制复合型空气悬架。具有车身高度、阻尼力控制、刚度 控制调节功能。使用了车速传感器、加速踏板开启速度传 感器等多种传感器。其性能和结构介于主动悬架和半主动 悬架之间。特点：成本低于主动悬架，应用价值较高。
当前，对汽车悬架的控制主要有以下几种： （1）以改善坏路行驶能力和高速操纵稳定性为目的的车高控
制； （2）以改善舒适性和操纵稳定性为目的的减振器阻尼控制； （3）以改善舒适性和操纵稳定性为目的的弹簧刚度控制。 （4）以改善操纵稳定性为目的的侧倾刚度控制。 （5）综合以上各种考虑的综合性悬架。
改善车辆的舒适性的要求相矛盾。
被动悬架即传统悬架在设计时，不可能使乘坐舒适 性及操稳性都得到优化，只能是：在二者中间寻求 折中方案（在特定道路及速度下实现）；或偏重于 某一种方案（牺牲一个方面，达到另一个目的）。
车身位移传感器：检测车身与车桥的相对位移，反 映车身的平顺性和车身高度。
车速传感器：检测车轮转速，反映车速和计算车身 的侧倾量。
转向盘转角传感器：检测转向盘转角，计算车身侧
与其他控制系统一样，半主动悬架控制系统一般也 包含传感器、电脑和执行机构三个组成部分（能源 结构）。
传感器
悬架控制系统的传感器有多种型式，他们在系统总 承担着将汽车行驶路况（汽车的振动）和车速及启 动、加速、转向、制动等工况转变为电信号，并输 送到电脑。
车身加速度传感器：检测车身振动，间接地也可反 映行驶的路面状况和车身横向运动状况（高级轿车 会有垂直加速度传感器如梅赛德斯）。
综合考虑上述因素，现代汽车可以对悬架提出如下要 求。
（1）具有足够的强度。 （2）具有适当的弹簧刚度，且能根据载荷的变化而
变化。 （3）具有足够的侧倾刚度。 （4）具有良好的吸振能力（阻尼力可以调节）。 （5）能够保证车轮正确的定位参数。
wk.baidu.com
现代汽车悬架控制系统的控制内容
以电脑作为控制核心，对汽车悬架系统参数，包括弹簧放度、 悬架阻尼、侧倾刚度和车身高度等实行适时控制已经成为现 实
行驶平稳性、操作稳定性确定乘坐舒适性
●软：舒适性好、行驶稳定和操纵稳定性差 （车身位移过大、横摆纵摇） ●硬：舒适性差、行驶稳定和操纵稳定性好。 ●只减阻尼而不变刚度，振动到车身。 ●只减刚度而不变阻尼，稳定性和舒适性差。
传统悬架的缺点
参数不变 为了减少车体振动，隔离路面冲击，提高乘坐舒适
性要求悬架设计较“软”。但是这样势必导致车身 在行驶过程中的位移变大，需要相应地提高车身高 度，从而导致车辆中心高度的增加，不利于改善车 辆的行驶稳定性。 为了减小汽车在转弯、加速、制动时汽车产生的侧 倾及后倾，提高操稳性，又要求悬架设计较“硬”
电控悬架的结构及原理
现代汽车对悬架系统的要求
在汽车行驶过程中，由于路面的不平整或者汽车自身 运动状态的改变，会使汽车表现出各种运动形态，包 括车身的垂直振动、俯仰运动和侧倾运动等。 垂直振动 + 前后俯仰 + 左右侧倾 （路面不平） （加速、制动） （转弯） 综合进行控制
汽车行驶时的运动形式
悬架发展与分类
悬架发展与分类
1.被动悬架：为固定的悬架刚度和阻尼系数，只能保证在 特定道路状态下达到性能最优折衷。 2.全主动电控悬架：组成—执行机构、测量系统、反馈系 统、能源系统（液压缸及蓄能器）。其悬架刚度、减振器 的阻尼系数、车身高度都能随汽车载荷、行驶速度、路面 状况等行驶条件变化，而自动调节，使悬架性能总是处于 最佳状态。未解决问题：高频率下的行驶平顺性、能量消 耗、可靠性、价格、振动、噪声等。 3.全主动悬架分类：主动油气悬架（雪铁龙XM油气弹 簧）、主动空气悬架（日本三菱）、主动液力悬架（代表 车型为VOLVO740）。
悬架控制系统的基本组成
现代汽车悬架控制系统：是指利用有源或无源控制
元件构成的闭环控制系统对汽车悬架实行主动控制 的装置，它能根据车辆的运行状况和路面情况主动 作出反应，抑制车身的各种振动，使悬架始终处于 最佳减振状态。
目前，悬架控制系统可实现对车高、悬架弹簧刚度 和减振器阻尼、侧倾刚度等方面的主动调节。
现代汽车电子控制悬架系统简介
现代汽车电子控制悬架系统简介
悬架定义
定义：悬架是车架(或承载式车身)与 车桥(或车轮)之间的一切传力装置的总 称
悬架的功能（作用）： （1）缓冲振动、平稳行驶 （2）将车轮与路面之间的驱动力、制 动力、转向力传给车身。 （3）车身和车轮之间保持几何关系。
传统悬架组成及功用
当前，人们对舒适性及操纵稳定性的需求越来越高， 所以开始研究及应用主动悬架。
悬架发展与分类
1981年开始车身高度控制，同年开发出可变减 震器阻尼力的新技术
1987年日本田公司率先推出空气弹簧主动悬架
90年代随电子技术发展，已具有在10-20秒内 做出反应的电控悬架系统
悬架发展与分类
悬架的分类: 1. 结构分：非独立悬架、独立悬架 2. 作用原理分：被动悬架（传统悬架）、 主动悬架（按照其是否包含动力源分为：全 主动悬架-有源主动悬架；办主动悬架-无源 主动悬架） 现代轿车大都是采用独立式悬架，按其结构 形式的不同，独立悬架又可分为横臂式（双 叉式）、纵臂式、烛式以及麦弗逊式悬架等
组成：弹簧、减振器、导向机构。
弹簧的功用：缓冲振动、摆动、提 高轮胎抓地力。
减振器的功用：衰减振动、方向稳 定。
导向机构：传递动力
典型独立悬架(前)
双横臂式 （双叉式） 独立悬架
典型独立悬架（后）
典型独立悬架
双横臂式 （双叉式） 独立悬架
典型独立悬架
麦弗逊悬挂
传统悬架对汽车性能的影响
悬架发展与分类
1.电子控制半主动悬架：无源（无油泵、蓄能器、油管、 油罐、滤油器等），工作时不消耗车辆动力，性能与全主 动悬架相近，应用价值较高。不考虑改变悬架刚度，只考 虑改变悬架阻尼。分为有级半主动（阻尼力有级可调如 OPEL）、无级半主动（阻尼力连续可调如BENZ)
2.丰田皇冠、日产公爵应用的是一种具有多种作用的电子 控制复合型空气悬架。具有车身高度、阻尼力控制、刚度 控制调节功能。使用了车速传感器、加速踏板开启速度传 感器等多种传感器。其性能和结构介于主动悬架和半主动 悬架之间。特点：成本低于主动悬架，应用价值较高。
当前，对汽车悬架的控制主要有以下几种： （1）以改善坏路行驶能力和高速操纵稳定性为目的的车高控
制； （2）以改善舒适性和操纵稳定性为目的的减振器阻尼控制； （3）以改善舒适性和操纵稳定性为目的的弹簧刚度控制。 （4）以改善操纵稳定性为目的的侧倾刚度控制。 （5）综合以上各种考虑的综合性悬架。