1、電子控制懸架系統電子控制懸架系統 第三部分第三部分 主要內容：主要內容： 1、電子控制懸架的功能與種類 2、電子控制懸架的結構與工作原理 3、典型汽車電子控制懸架系統 汽車懸架的作用：緩沖和吸收來自車輪的振動，傳遞驅動汽車懸架的作用：緩沖和吸收來自車輪的振動，傳遞驅動 力和制動力。力和制動力。 懸架和車輪決定汽車的懸架和車輪決定汽車的舒適性舒適性和和操縱穩定性操縱穩定性。 傳統懸架的組成：彈簧、減振器和導向機構傳統懸架的組成：彈簧、減振器和導向機構 傳統懸架的特點：定剛度彈簧和定阻尼系數減振器，只能傳統懸架的特點：定剛度彈簧和定阻尼系數減振器，只能 被動承受地面對車身的各種作用力被動承受地面對

2、車身的各種作用力被稱為被稱為被動懸架系統被動懸架系統 電子控制懸架系統能根據路況和行駛條件主動調節彈簧剛電子控制懸架系統能根據路況和行駛條件主動調節彈簧剛 度或減振器阻尼系數，提高乘坐舒適性和操縱穩定性。度或減振器阻尼系數，提高乘坐舒適性和操縱穩定性。 被稱為被稱為主動懸架系統主動懸架系統或或半主動懸架系統半主動懸架系統。 一一 電子控制懸架的功能和種類電子控制懸架的功能和種類 1 1）車高調節車高調節 保持車高一定和車身水平保持車高一定和車身水平前大燈光束方向不變；前大燈光束方向不變； 車身升高車身升高壞路面，防止車橋碰撞路面；壞路面，防止車橋碰撞路面； 車身降低車身降低高速，減少空氣阻力，

3、提高操縱穩定性。高速，減少空氣阻力，提高操縱穩定性。 2 2）減振器阻尼力控制減振器阻尼力控制 防止急起步或急加速時車尾下蹲；防止急起步或急加速時車尾下蹲； 防止緊急制動時車頭下沉；防止緊急制動時車頭下沉； 防止急轉彎時車身橫向搖動；防止急轉彎時車身橫向搖動； 防止換擋時車身縱向搖動等。防止換擋時車身縱向搖動等。 3 3）彈簧剛度控制彈簧剛度控制 與減振器控制一致與減振器控制一致 注：有些車具有上述注：有些車具有上述1 1個或個或2 2個功能，有些具有個功能，有些具有3 3個功能。個功能。 電子懸架系統的功能電子懸架系統的功能 1 1）按傳力介質不同分）按傳力介質不同分 氣壓式氣壓式和和油壓式

4、油壓式 2 2）按控制理論不同分按控制理論不同分 半主動式半主動式有級半主動式（阻尼力有級可調）有級半主動式（阻尼力有級可調） 無級半主動式（阻尼力連續可調）無級半主動式（阻尼力連續可調） 主動式主動式全主動式（頻帶寬大于全主動式（頻帶寬大于15Hz15Hz） 慢全主動式（頻帶寬慢全主動式（頻帶寬36Hz36Hz） 主動式懸架能供給和控制動力源（油壓、空氣壓），能根主動式懸架能供給和控制動力源（油壓、空氣壓），能根 據傳感器檢測的汽車載荷、路況、車速、起步、制動、轉據傳感器檢測的汽車載荷、路況、車速、起步、制動、轉 向等狀況，自動調節懸架剛度、阻尼力和車身高度，顯著向等狀況，自動調節懸架剛度、

5、阻尼力和車身高度，顯著 提高汽車的操縱穩定性和乘坐舒適性。提高汽車的操縱穩定性和乘坐舒適性。 電子懸架系統的種類電子懸架系統的種類 基本組成：基本組成： ECUECU 傳感器傳感器 車高傳感器、車速傳感器、加速度傳感器、車高傳感器、車速傳感器、加速度傳感器、 轉向盤轉角傳感器、節氣門位置傳感器轉向盤轉角傳感器、節氣門位置傳感器 開關信號開關信號模式選擇開關、制動燈開關、停車開關、模式選擇開關、制動燈開關、停車開關、 車門開關等車門開關等 執行機構執行機構 可調阻尼力減振器、可調彈簧高度和彈性可調阻尼力減振器、可調彈簧高度和彈性 大小的彈性元件等大小的彈性元件等 一般原理：一般原理： 二二 電子

6、控制懸架系統的結構與工作原理電子控制懸架系統的結構與工作原理 （一）基本組成與一般原理（一）基本組成與一般原理 1 1、轉向盤轉角傳感器、轉向盤轉角傳感器 作用：檢測轉向盤中間位置、轉動方向、轉動角度和作用：檢測轉向盤中間位置、轉動方向、轉動角度和 轉動速度。轉動速度。 ECUECU根據車速傳感器和轉角傳感器信號，判斷轉向時側根據車速傳感器和轉角傳感器信號，判斷轉向時側 向力的大小和方向，以控制車身側傾。向力的大小和方向，以控制車身側傾。 例：豐田例：豐田TEMSTEMS的光電式轉角傳感器的光電式轉角傳感器 （二）傳感器的結構與工作原理（二）傳感器的結構與工作原理 根據遮光器的根據遮光器的ON

7、/OFFON/OFF信號判斷轉向盤的轉角和轉速；信號判斷轉向盤的轉角和轉速； 根據兩個光電耦合器接收到的根據兩個光電耦合器接收到的ONON信號先后判斷轉向。信號先后判斷轉向。 豐田豐田TEMS的光電式轉角傳感器工作原理的光電式轉角傳感器工作原理 作用：直接檢測車身橫向加速度（轉向時）和縱向加作用：直接檢測車身橫向加速度（轉向時）和縱向加 速度（加速、制動時），以控制車身姿勢。速度（加速、制動時），以控制車身姿勢。 1 1）差動變壓器式加速度傳感器）差動變壓器式加速度傳感器 一次線圈（勵磁線圈）通交流電，汽車加、減速或轉向時，一次線圈（勵磁線圈）通交流電，汽車加、減速或轉向時， 心桿產生位移，二

8、次線圈（檢測線圈）輸出電壓發生變化，心桿產生位移，二次線圈（檢測線圈）輸出電壓發生變化， 電壓與汽車縱向力或橫向力一一對應。電壓與汽車縱向力或橫向力一一對應。 2、加速度傳感器、加速度傳感器 2 2）球位移式加速度傳感器）球位移式加速度傳感器 鋼球在縱向力或橫向力作鋼球在縱向力或橫向力作 用下產生位移，造成線圈用下產生位移，造成線圈 輸出電壓變化。輸出電壓變化。 注：注：根據檢測力（橫向、根據檢測力（橫向、 縱向、垂直）的不同，加縱向、垂直）的不同，加 速度傳感器安裝方向不同。速度傳感器安裝方向不同。 作用：檢測車身高度變化（懸架位移量），以控制車作用：檢測車身高度變化（懸架位移量），以控制車

9、 身高度。身高度。 1 1）片簧開關式高度傳感器）片簧開關式高度傳感器 四組觸點開關，兩個三極管，構成四個檢測區域：四組觸點開關，兩個三極管，構成四個檢測區域： 低、正常、高、超高低、正常、高、超高 3、車身高度傳感器、車身高度傳感器 汽車載荷變化時，汽車載荷變化時， ECUECU根據四個觸點開根據四個觸點開 關的通斷，對車高進關的通斷，對車高進 行判斷。行判斷。 傳感器中有兩個光電耦合器，每個光電耦合器有四個發光傳感器中有兩個光電耦合器，每個光電耦合器有四個發光 二極管和光敏三極管組成。二極管和光敏三極管組成。 傳感器的轉軸一端連接導桿，另一端連接遮光圓盤。傳感器的轉軸一端連接導桿，另一端連

10、接遮光圓盤。 當車高發生變化時，導桿上下擺動，從而通過轉軸驅動圓當車高發生變化時，導桿上下擺動，從而通過轉軸驅動圓 盤轉動，光電耦合器輸出盤轉動，光電耦合器輸出ON/OFFON/OFF信號。信號。 2）光電式高度傳感器）光電式高度傳感器 作用：判斷汽車是否進行急加速。作用：判斷汽車是否進行急加速。 4、節氣門位置傳感器、節氣門位置傳感器 5 5、車速傳感器、車速傳感器 汽車車身的側傾程度取決于車身和轉向半徑。汽車車身的側傾程度取決于車身和轉向半徑。 常用的車身傳感器有：舌簧開關式、磁阻元件式、磁脈沖常用的車身傳感器有：舌簧開關式、磁阻元件式、磁脈沖 式、光電式。式、光電式。 6 6、模式選擇開

11、關、模式選擇開關 作用：決定減振器阻尼力大小作用：決定減振器阻尼力大小 四種運行模式：自動四種運行模式：自動 標準；自動標準；自動 運動；運動； 手動手動 標準；手動標準；手動 運動運動 （三）懸架（三）懸架ECU 1 1、阻尼控制執行機構、阻尼控制執行機構 1 1）可調阻尼減振器）可調阻尼減振器 組成：缸筒、活塞、活塞控制桿、回轉閥等組成：缸筒、活塞、活塞控制桿、回轉閥等 ECUECU通過控制桿控制回轉閥相對活塞桿轉動，使油孔通斷，改變流通過控制桿控制回轉閥相對活塞桿轉動，使油孔通斷，改變流 通面積，調節減振器阻尼力。通面積，調節減振器阻尼力。 （四）執行機構的結構與工作原理（四）執行機構的

12、結構與工作原理 A、C孔相通孔相通 為為軟軟； B孔與活塞桿孔與活塞桿 上油孔相通為上油孔相通為 中中； A、B、C孔均孔均 不通為不通為硬硬。 作用：由作用：由ECUECU 控制控制桿的控制控制桿的 旋轉，改變減旋轉，改變減 振器的阻尼力。振器的阻尼力。 2）直流電動機式執行器）直流電動機式執行器 ECUECU通過控制橫向穩定桿液壓缸內的油壓，調節橫向穩定通過控制橫向穩定桿液壓缸內的油壓，調節橫向穩定 桿的扭轉剛度，從而調節側傾剛度。桿的扭轉剛度，從而調節側傾剛度。 1 1）橫向穩定桿執行器）橫向穩定桿執行器 2、側傾剛度控制執行機構、側傾剛度控制執行機構 2 2）液壓缸）液壓缸 位于橫向穩定桿與懸架下控制臂之間，改變缸內油壓位于橫向穩定桿與懸架下控制臂之間，改變缸內油壓 來改變橫向穩定桿扭轉剛度。來改變橫向穩定桿扭轉剛度。 空氣懸架氣動缸空氣懸架氣動缸 組成：組成： 惰性氣體（氮氣）、減惰性氣體（氮氣）、減 振器、主副氣室、懸架振器、主副氣室、懸架 執行元件等。執行元件等。 原理：原理： 壓縮空氣進入主氣室，壓縮空氣進入