汽车电子与电气设备--电子悬架

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1、第四节，电子控制悬架系统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。一，概述（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。2.汽车悬架的分类目前，汽车的悬架系统通常分为传统被动式、半主动式、主动式三类。主动式悬架是一种带有动力源的悬架，在悬架系统中附加一个可控制作用力的装置。主动式悬架可根据汽车载荷、路面状况、行驶速度、启动、制

2、动、转向等状况的变化，自动调整悬架的刚度、阻尼力及车身高度等。二，电控悬架的结构及工作原理汽车上装用的普通减振器的伸张型减振器，缸筒为全密封式结构，伸缩杆上有一个活塞，阻尼孔位于活塞上，活塞将缸筒分为上下两腔。可形容为“一筒二杆三阀四室”。工作特性机械。汽车行驶过程中不可调节，因为汽车减震器的主要特性参数是阻尼理力，而阻尼力只受流通截面积影响。而对于在复杂的路况条件下行驶的汽车，就不可能满足汽车在所有行驶车速和行驶条件下的有效减振，也就很难满足现代汽车的舒适性和操纵稳定性、安全性的要求。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，

3、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.电控半主动悬架的结构和工作原理如果当减振器的阻尼力被调整为“软”时，使汽车行驶时的上下颠簸幅度减少，提高汽车乘坐的舒适性。这种悬架系统，可以通过驾驶员根据汽车行驶的路面状况，借助挡位转换开关来控制悬架的特性参数变化。悬架系统性能控制的特性参数包括：减振器的阻尼力、横向稳定杆的刚度

4、。其控制方式有机械式和电子控制式两种。电控半主动悬架的一般工作原理是：利用传感器把汽车行驶时路面的状况和车身的状态进行检测，检测到的信号经输入接口电路处理后，传输给计算机进行处理，再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。其工作原理如图5.1所示。图5.1半主动悬架系统的工作原理1.阻尼力的调节所谓阻尼力的调节就是根据汽车负荷、行驶路面的条件和汽车行驶状态(加速、减速、制动或转弯等)来控制减振器的阻尼力，使汽车在整个行驶状态下，减振阻尼力在二段(软、硬)或三段(软、中等、硬)之间变换。图5.2所示为丰田汽车所装用的电子控制半主动悬架系统(TEM

5、S)。它主要由模式选择开关、电子控制单元(ECU)、可调节阻尼力的减振器、转换阻尼力的执行器、车速传感器、转向盘转角传感器、节气门位置传感器、制动灯开关、空挡启动开关等部件组成。图5.2丰田汽车装用的电子控制半主动悬架系统1—执行部件；2—动力转向传感器；3—停车灯开关；4—TEMS指示灯；5—速度传感器；6—执行部件；7—ECU；8—模式选择开关；9—空挡启动开关；10—节气门位置传感器该系统的基本工作原理是：根据汽车的行驶状态和路面情况，模式选择开关的工作模式，通过相关的传感器对汽车的行驶状态、路面反应及车速等进行检测。ECU对这些信号进行比较和处理后，控制相关

6、的执行机构来改变减振器的阻尼力，抑制汽车急加速时车尾的下蹲、汽车转弯时的侧倾和紧急制动时的点头，以及高速行驶时车身的振动等，以此来提高汽车乘坐的舒适性和操纵的稳定性。模式选择开关模式选择开关位于变速器操纵手柄旁，如图5.3所示。驾驶员根据汽车的行驶状况和路面情况选择模式选择开关的组合方式，从而确定选择模式来决定减振器的阻尼力大小。图5.3模式选择开关的位置和操作方法模式选择开关的不同组合，可使悬架系统有四种工作方式：即自动、标准(Auto、Normal)；自动、运动(Auto、Sport)；手动、标准(Manu、Normal)；手动、运动(Manu、Sport)。如

7、选择自动模式，悬架系统可以根据汽车行驶状态和车速等自动地调节减振器的阻尼力，以保证让汽车乘坐的舒适性和操纵的稳定性。在手动模式下，悬架系统的阻尼力只有标准(中等)和运动(硬)两种状态的转换。2)减振器可调阻尼力的减振器主要由缸筒、活塞及活塞控制杆和回转阀等组成，如图5.4所示。活塞杆为一空心杆，在活塞杆的中心装有控制杆，控制杆的上端与执行器相连。图5.4减振器的结构示意图1—阻尼调节杆(回转阀控制杆)；2—阻尼孔；3—活塞杆；4—回转阀根据回转阀与活塞杆上的小孔不同的连通情况，减振器的阻尼力有硬(hard)、软(soft)、中等(normal)三种。这种阻尼力的