-电子悬架控制系统
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第五章电子控制悬架系统一、教学目的和基本要求通过此章内容的教学,让学生了解电子控制悬架系统的功用、结构与工作原理。
二、教学内容及课时安排电子控制悬架系统的功用、结构与工作原理理论教学:2学时。
三、教学重点及难点重点:电子控制悬架系统的结构与工作原理。
难点:电子控制悬架系统的结构与工作原理。
四、教学基本方法和教学过程此内容采用理论教学方法。
五、作业1.电子控制悬架系统的功用2.油气悬架的结构与工作原理3.空气悬架的结构与工作原理第五章电子控制悬架系统第一节概述一、电子控制悬架系统的功能1.车高调整2.减振器阻尼力控制3.弹簧刚度控制二、电子控制悬架系统的种类1.按传力介质的不同分:气压式、油压式2.按控制理论的不同分有级半主动式(阻尼力有级可调)半主动式无级半主动式(阻尼力连续可调)全主动式(频带宽大于15Hz)按频带和能量消耗不同慢全主动式(频带宽3~6Hz)主动式电磁阀驱动的油气主动式按驱动机构和介质不同步近电动机驱动的空气主动式第二节电子控制悬架系统的结构与工作原理一、电子控制悬架系统的组成与工作原理传感器:车高传感器、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1.基本组成开关:模式选择开关、制动灯开关、停车开关、车门开关电子控制单元:ECU执行机构:可调阻尼力的减振器、可调节弹簧高度和弹性大小的弹性元件等2.工作原理车身状态二、传感器的结构与工作原理用于检测转向盘的中间位置、转动方向、转动角度和转动速安装位置及结构工作原理3.电路原理(三)加速度传感器1.差动变压器式加速度传感器2.球位移式加速度传感器(三)车身高度传感器1.片簧开关式高度传感器2.霍尔集成电路式高度传感器3.光电式高度传感器(四)节气门位置传感器(五)车速传感器(六)模式选择开关三、悬架电子控制单元ECUECU的功能:接收传感器信号,控制执行器动作,完成控制功能。
四、执行机构的结构与工作原理(一)阻尼力控制执行机构1.可调阻尼力减振器2.直流电动机式执行器(二)侧倾刚度控制的执行机构1.横向稳定杆执行器2.液压缸(三)弹簧刚度控制的执行机构(四)车高控制的执行机构第三节典型汽车电子控制悬架系统一、半主动悬架系统——丰田凌志LS400轿车电控悬架系统丰田LEXUS LS400轿车电控悬架系统主要元件分布。
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。
电控悬架工作原理
电控悬架是一种利用电子控制系统来调节车辆悬架的工作原理。
它通过感应车辆的运动状态和外部环境,并根据预设的参数和算法进行实时计算和控制,以实现对悬架的主动调节和控制。
电控悬架的工作原理可以分为以下几个步骤:
1. 感应:电控悬架通过车身加速度传感器、倾斜传感器、液压传感器、路面感应器等,感知车辆的运动状态和外部环境,包括车身姿态、车速、路面状况等参数。
2. 计算:电控悬架通过电子控制单元(ECU)进行实时计算和控制。
ECU根据预设的参数和算法,结合感知到的车辆运动
状态和外部环境信息,对悬架系统进行调节和控制。
3. 调节:根据计算结果,电控悬架通过电动伺服执行器控制液压系统或气压系统,调节悬架的工作状态,包括悬挂高度、硬度和阻尼等参数。
通过改变悬架的工作状态,电控悬架可以实现对车身姿态的调整,提高车辆的平顺性、稳定性和操控性。
4. 反馈:电控悬架系统将调节后的工作状态,利用传感器对调节效果进行实时监测和反馈。
如果调节效果不理想,系统会进行自动调整,直到达到预设的目标。
总的来说,电控悬架通过感应车辆运动状态和外部环境,通过电子控制系统进行实时计算和控制,调节悬架的工作状态,以提升车辆的悬挂系统性能,提高驾乘舒适性和行驶稳定性。
电控悬架系统常见故障原因电控悬架系统是一种通过电子控制器控制悬架系统工作的汽车悬挂系统。
它通过感知车辆的行驶状况、操纵车辆悬挂系统的工作来实现对车辆悬挂高低调节、硬度调节、悬挂角度调节等功能。
然而,由于其复杂的结构和工作原理,电控悬架系统也会面临一些常见故障。
下面将介绍几种常见的电控悬架系统故障原因。
首先,电子控制单元(ECU)故障是导致电控悬架系统故障的常见原因之一。
ECU 是电控悬架系统的核心部件,负责接收传感器信号、控制执行器工作,同时也接收和解析司机的悬挂调节命令。
如果ECU出现故障,将会导致悬挂系统工作不正常,表现为悬挂高度调节异常、悬挂硬度调节失效等问题。
其次,传感器异常也是导致电控悬架系统故障的原因之一。
电控悬架系统中的传感器主要用于感知车辆的行驶状况和悬挂系统的工作状态。
这些传感器包括高度传感器、加速度传感器、角度传感器等。
如果传感器出现故障,将无法准确感知车辆的行驶状态,进而导致悬挂系统工作不正常。
第三,执行器故障也是导致电控悬架系统故障的重要原因。
执行器是悬挂系统的执行部件,负责根据ECU的控制信号实现悬挂高度、硬度和角度的调节。
如果执行器出现故障,将无法正常工作,导致悬挂系统无法正确调节,从而影响到车辆的悬挂性能和驾驶舒适性。
此外,电控悬架系统还可能因为驱动电源供电异常、电气连接不良、悬挂系统的机械结构故障等原因导致故障。
这些因素可能会影响到电控悬架系统的工作稳定性和可靠性,导致系统不能正常工作。
针对电控悬架系统故障这些原因,可以采取以下解决措施。
首先,定期检查和维护电控悬架系统,保持传感器的灵敏度和执行器的工作状态良好。
其次,及时更换和修复出现故障的电子控制单元、传感器和执行器。
同时,加强对驱动电源的监测和维护,确保电控悬架系统的正常供电。
此外,要保证悬挂系统的机械结构完好,及时修复和更换出现故障的部件。
综上所述,电控悬架系统的常见故障原因包括电子控制单元故障、传感器异常、执行器故障、驱动电源供电异常、电气连接不良以及悬挂系统的机械结构故障等。
底盘系统
5.1 电子悬架控制系统
5.1.1 系统介绍
(1)电子悬架控制系统(ESC)由以下部件组成:
●ESC模块
●四只减震器
●四只位置传感器
●ALC空气压缩机模块
●ELC继电器
带有ALC功能的ESC系统,可以在不同的路面及驾驶条件下控制减震器的硬度。
ALC只用来调整车辆后部处于一个正确的水平高度。
(2)ESC模块
ESC模块接受以下信息:
●车轮与车身的相对位置
●车速信号
●俯/仰角度信号
通过这些信息,ESC来控制每一个减震器的软硬程度,以达到最佳的悬挂效果。
ESC模块也控制车辆后部的高度,模块安装在右后座后部。
(3)位置传感器
四个位置传感器测量车轮与车身之间的相对位置,输出0-5V的输出信号。
(4)减震器
底盘系统四个减震器内各有一个执行器,分别的受ESC控制,可以在一个广泛的范围内控制减震器的软硬度。
通过PWM信号可以控制流经减震器的电流大小。
减震器是单管型的,ESC通过控制磁通量来磁化内部的粒子。
在压缩及恢复的两个方向上,这种控制是多模式的,而且是多级的。
(5)车速信号
ESC从Class 2数据总线上获取车速信号,来控制减震器的应用模式。
1.6 俯/仰角度信号
ESC 从PCM接收到一个实际的俯/仰信号后,会控制四个减震器的减震硬度。
PCM根据节气门、变速器档位、车速和刹车开关信号计算仰角信号,根据车速的变化率计算俯角信号。
1.7 警告信息
如果ESC系统出现故障,DIC会显示两种信息:
●SERVICE SUSPENSION SYS
●SPEED LIMITED TO XXX
这会在DIC上一直显示,直到故障被修复。
5.1.2 电子悬架控制系统原理
在不采用机电阀和小型移动部件的情况下,MagneRide首次在行业内推出了半活动悬架技术。
半活动悬架系统的基础为MagneRide磁性液流(Magneto-Rheological)(MR)油液,该系统由充加MR油液的单管支柱、单管减震器、传感器组件及车载控制器等构成。
底盘系统
在MagneRide系统中,对于在乘坐和操纵方面表现出的良好性能来说,MR油液起着重要的作用。
通过控制减震器活塞中电磁线圈的电流,MR油液的切变强度将发生变化,也就是改变了油液流的阻抗力。
(1)MagneRide是什么。