电控悬架系统组成

凌志LS400 电控悬架的结构原理及检修典型的电控悬架由电子控制元件(ECU)、空气压缩机、车高传感器、转向角度传感器、速度传感器、制动传感器、空气弹簧元件等组成。

半主动悬架的结构凌志LS400 型汽车的电子控制悬架系统是一种较典型的半主动悬架系统。

该系统采用了充有压缩空气的空气弹簧, 弹簧的弹性可在“软”与“硬”之间切换, 减振器则有三种不同的阻尼特性可供选择。

汽车行驶过程中, 电子控制单元能够根据各种传感器的输入信号, 选择一最佳的空气弹簧的弹性与减振器阻尼特性的组合, 从而获得良好的乘坐舒适性和操纵性能。

该系统具有车身高度自调功能, 能够根据汽车内乘员人数和车辆装载质量情况自动做出调整, 从而可保持汽车的高度及行驶姿态的稳定。

这样也可使汽车前大灯的光束角度变化最小。

此外, 由于减振弹簧的有效变形空间被限制在一定范围内, 从而可使弹簧能最大程度地吸收振动能量, 改善汽车的乘坐舒适性, 同时也避免了汽车底部与不平路面相碰。

当汽车高速行驶时,降低车身高度可减少空气阻力, 并提高轮胎与路面的附着力, 从而可提高高速行驶时的稳定性。

悬架的电子控制系统由传感器、电子控制单元和执行元件三部分组成。

1.1 传感器(1)转向盘转角传感器, 此传感器由一带窄缝并随转向盘一起转动的圆盘和一对遮光器组成。

每个遮光器又由相对安装的一发光二极管和一光敏晶体管组成,两元件间光的变化将被转变成通/断信号。

带窄缝的圆盘在发光二极管和光敏晶体管之间旋转。

当该盘随转向盘一起转动时,便控制着两元件间光的传导。

两对遮光器有相位差,悬架ECU 根据两遮光器输出信号的变化检测转向盘的转动方向和角度。

(2)高度控制传感器汽车的四个角各装有一高度控制传感器。

其通过不断地监测车身与悬架下臂间的距离,而测出车身高度的变化。

高度控制传感器的结构与原理和转向盘转角传感器相似。

每个传感器都由随连接臂一起转动带窄缝的圆盘和四对遮光器组成。

圆盘在各遮光器的发光二极管和光敏晶体管间转动。

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。

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。

摘要电子技术与汽车技术的结合形成了一门新技术——汽车电子技术，随着汽车电子技术的日趋完善，时至今日，汽车电子化已达到相当高的程度。

汽车电子技术已成为一个国家汽车工业开展的标志。

汽车中悬架的作用是连接车身与车轮, 以适当的刚性支撑车轮, 并吸收路面的冲击, 改善车辆的舒适性和平顺性; 还可以稳定汽车行驶, 改善操纵性。

悬架作用中的平顺性与操纵稳定性, 有着相互矛盾的联系。

电子控制悬架在其电子控制装置的控制下, 能根据外界承受的信息或车辆本身状态的变化, 进展动态的自适性调节, 即电控悬架没有固定的悬架刚度和阻尼系数。

这样可以随着道路条件的变化和行驶需要的不同要求而自动地调节, 从根本上解决平顺性和操纵稳定性之间的矛盾, 提高汽车的使用性能。

本篇论文不仅对应用广泛的电子控制悬架系统的结构组成、工作原理进展了系统阐述，而且对其故障类型与产生原因进展分析，同时也运用案例对其诊断流程也作了详细的介绍。

关键词：电子控制，悬架系统，传感器，故障，诊断AbstractElectronic technology and the technique of car formed a new technology, automobile electronic technology, with the improvement of automobile electronic technology, today, the automobile electronic has reached quite high degree. Automobile electronic technology has bee a symbol of the national auto industry development. Automobile suspension is the function of connection in the body and wheels, with proper rigidity supporting wheels, and absorb the impact of the pavement, improve the vehicle fort peace obey; Also can stable the car, improve handling. Suspension effect of ride fort and handling stability, have conflicting links. Electronic control suspension under the control of electronic control devices, can according to the outside world to accept the information or the change of the state of the vehicle itself, which can adjust the dynamic adaptive sex, namely electronic control suspension has no fixed suspension stiffness and damping coefficient. As the change of road conditions and driving with the requirement of the need to automatically adjust, fundamentally solve the contradiction between ride fort and handling stability, improve the use performance of the car. This paper not only to the wide application of electronic control suspension system structure, working principle of the system is expounded, and the fault type and the causes were analyzed, and also use case also has made the detailed introduction of the diagnosis processKeywords: electronic control, suspension system, sensor, fault, diagnosis目录摘要IAbstractII1 电子控制悬架系统概述61.1 电子控制悬架系统的背景和意义61.2 电子控制悬架系统国内外的研究方向61.3 电子控制悬架系统的种类71.4 电子控制悬架系统的结构和工作原理71.5 电子控制悬架系统的主要功能82 电子控制悬架系统传感器92.1 车身高度传感器92.2 方向盘转角传感器92.3 车速传感器102.4 加速信号112.5 车门信号112.6 制动信号112.7 悬架控制开关123 电子控制悬架系统的电子控制模块133.1 电控空气悬架系统电子控制模块〔悬架ECU〕功能133.2 电控空气悬架系统电子控制模块〔悬架ECU〕的结构和工作原理133.3 电控空气悬架系统执行器的工作原理与其功用143.4 电控空气悬架系统执行器的分类154 电子控制悬架系统故障诊断与排除164.1 电子控制悬架系统故障诊断164.2 故障类型与原因164.3 故障诊断方法174.4 电控悬架系统故障诊断的案例分析19 总结与展望21致谢22参考文献241 电子控制悬架系统概述汽车悬架的作用是缓冲和吸收来自车轮的振动，在汽车行驶过程中还要传递车轮与路面间产生的驱动力和制动力。

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。

简述电控悬架的作用和工作原理电控悬架是一种通过电子控制系统来调节车辆悬架系统的特性和性能的技术，其作用是提高车辆的悬挂性能，提供更舒适、更稳定的悬挂效果，并根据驾驶条件和需求调整悬挂系统的硬度和高度。

电控悬架的工作原理是通过电子控制单元（ECU）监控和控制车辆的悬挂系统。

悬挂系统通常由减震器、弹簧、悬挂臂和传感器等组成。

传感器负责感知车辆的运动状态，如车速、加速度、车身倾斜角度等，并将这些数据传输给ECU。

ECU根据传感器提供的数据，实时分析车辆的运动状态，并根据预先设定的悬挂系统特性和驾驶模式，控制电磁阀或伺服马达来调整悬挂系统的特性和性能。

具体来说，电控悬架的工作原理主要包括以下几个方面：1.悬挂系统特性调节：根据传感器获取的车辆运动状态数据，ECU可以根据预设的悬挂系统特性曲线，并结合当前驾驶的模式，通过调节电磁阀或马达的工作状态，实时改变悬挂系统的硬度。

当车辆行驶在柔软的悬挂特性下时，可以提供更好的舒适性；而当车辆行驶在硬挺的悬挂特性下时，可以提供更好的车身控制性能，增强悬挂系统的稳定性。

2.自适应悬挂：电控悬架可以根据不同的驾驶条件和路况自动调整悬挂系统的参数。

例如，当车辆行驶在颠簸的路面上时，ECU可以根据传感器感知到的车辆振动频率和振幅，调整悬挂系统的阻尼力大小，以减少车辆的颠簸感和抖动。

当车辆行驶在高速公路上时，ECU可以将悬挂系统调整为硬挺的状态，以提供更好的车辆稳定性和操控性能。

3.高度调节：电控悬架可以实现车辆的高度调整。

通常情况下，车辆在高速行驶时会降低离地高度以减少风阻，而在过速带或崎岖路面上行驶时会提高离地高度以保护底盘。

ECU可以根据传感器获取的数据，在保证安全的前提下，通过调节悬挂系统的高度管理模块，实时控制车辆的高度。

4.悬挂系统协调：电控悬架还可根据车辆的驾驶模式和动力系统的工作状态来协调悬挂系统和其他车辆控制系统之间的工作。

例如，在车辆紧急制动时，ECU可以通过传感器感知到的车辆的加速度和倾斜角度，及时调整悬挂系统的特性，提高制动的稳定性和安全性。