第六章 电子控制悬架系统

5）主动悬架可使车轮与地面保持良好接触，即车 轮跳离地面的倾向减小，因而可提高车轮与地面的 附着力，从而提高了汽车抵抗侧滑的能力。 目前，主动控制悬架系统有以高压液体作为能量的 油气悬架，也有以高压气体作为能量的空气悬架。 主动悬架系统根据车速、转向、制动、位移等传感 信号，经ECU处理后，控制电磁式或步进电机式 执行器，通过改变悬架的刚度，以适应复杂的行驶 工况对悬架的要求。主动控制悬架控制的参数可以 是车身高度、弹簧刚度、减振器的阻尼力等。
Βιβλιοθήκη 3）汽车载荷变化时，主动悬架系统能自动 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。 4）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。主动悬架系统 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。
汽车底盘电控技术(6-1)
第一节

概述



传统的悬架主要由弹簧、减震器、导向机构 三部分组成. 电子控制悬架系统的功能: A.车高调整 B.减震器阻尼力控制 C.弹簧刚度控制
一

电子控制悬架系统介绍
主动悬架系统 主动悬架是一种具有作功能力的悬架，不同 于单纯地吸收能量、缓和冲击的传统悬架系 统。当汽车载荷、行驶速度、路面状况等行 驶条件发生变化时，主动悬架系统能自动调 整悬架的刚度，从而同时满足汽车的行驶平 顺性、操纵稳定性等各方面的要求。它在下 述几方面使汽车性能得到改善：

二. 电子悬架系统可以根据悬架位移(车身高度)、 车速、转向、制动器信号等，由电子控制器 控制电磁式或步进电机式执行元件，调整空 气悬架中的压缩空气，改变其刚度和汽车车 身的高度，以抑制车辆倾斜、制动时前部"点 头"和高速行驶时后部"下坐"而使车身姿态 发生的变化。因此，它能够较好保持汽车的 乘坐舒适性和操纵稳定性。

电控悬架5.4.1 悬架基础汽车悬架系统包括弹性元件，减振器（有时不恰当地称为“振动吸收器”），以及各种将车轮与车架连接起来的连接件组成。

汽车悬架系统的作用是尽可能多的吸收由路面不平经车轮传给车身的振动。

同时车胎必须保持与路面接触，使汽车时时刻刻都能够被控制。

这样就使车身的振动最小化，提高了舒适性，稳定性和安全性。

对汽车性能两个基本的主观评价是舒适性和操作性。

舒适性是指由路面不平引起的车身振动。

操作性是指车身对发生紧急运动如拐弯和制动时的性能表现。

舒适性和操作性是由弹性元件和减振器的特性共同决定的。

不过，机械的基本规则指出单一弹簧刚度和阻尼器阻尼不能同时满足好的舒适性和好的操作性。

比如，好的舒适性要求能使车轮能在不平道路上有很多垂直运动的软弹簧。

另一方面，好的稳定性要求有硬弹簧和大的阻尼特性来抑制车身的振动，比如拐弯时侧倾，制动点头和加速后仰。

因此悬架设计不可避免地要采用“舒适性和操作性兼顾的折中方案”，舒适性和操作性针对个人要求相互取舍来获得最佳的折中方案。

5.4.2 电子悬架控制系统典型的电子控制悬架系统是在普通悬架上加了几个部件组成的。

典型的电子悬架控制系统如图5-26所示。

图5-26中控制系统的结构是一般结构并不代表任何已经生产的车的系统。

这套系统包括车速传感器，转向输入传感器，车轮总成与车身/底盘的相对运动，加速惯性力和横摆角速度。

在需要时给减振器和压缩机输出以电子信号对空气弹簧进行控制。

或许最重要的部件是计算机，这可以用计算机中输入了各种各样的传感器监测到的信号来解释，这些信号是汽车高度，俯仰，侧倾，车轮转速，汽车拐弯速度。

最简单的电子控制系统仅能维持单个的水平离地间隙，抑制由于行李而使尾部变低的趋势。

系统对四轮高度调整使车身降低离地间隙来减少在高速时的空气阻力以提高燃油经济性。

对于越野汽车，那些系统可以使车身变高以提高在坏路上的通过性。

控制器的典型形式是一个微处理器或基于微处理器的数字控制器。

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发展的标志。

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, 能根据外界接受的信息或车辆本身状态的变化, 进行动态的自适性调节, 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、工作原理进行了系统阐述，而且对其故障类型与产生原因进行分析，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 become 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 comfort peace obey; Also can stable the car, improve handling. Suspension effect of ride comfort 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 comfort 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 (I)Abstract (II)1 电子控制悬架系统概述 (5)1.1 电子控制悬架系统的背景和意义 (5)1.2 电子控制悬架系统国内外的研究方向 (5)1.3 电子控制悬架系统的种类 (6)1.4 电子控制悬架系统的结构和工作原理 (6)1.5 电子控制悬架系统的主要功能 (7)2 电子控制悬架系统传感器 (8)2.1 车身高度传感器 (8)2.2 方向盘转角传感器 (8)2.3 车速传感器 (9)2.4 加速信号 (10)2.5 车门信号 (10)2.6 制动信号 (10)2.7 悬架控制开关 (11)3 电子控制悬架系统的电子控制模块 (12)3.1 电控空气悬架系统电子控制模块（悬架ECU）功能 (12)3.2 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 (12)3.3 电控空气悬架系统执行器的工作原理及其功用 (13)3.4 电控空气悬架系统执行器的分类 (14)4 电子控制悬架系统故障诊断与排除 (15)4.1 电子控制悬架系统故障诊断 (15)4.3 故障诊断方法 (16)4.4 电控悬架系统故障诊断的案例分析 (18)总结与展望 (21)致谢 (22)参考文献 (23)1 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。

悬架系统可根据路面起伏、车速高低、载荷大小自 动控制车身高度变化
车身姿态控制
悬架系统能根据汽车行驶状况，自动调整弹簧刚度 和减振器阻尼、前后悬架的匹配、抑制车身姿态的 变化，防止转弯、制动、加速等状况造成的车身姿 态的改变
二、电控悬架系统的工作原理
半主动悬架的工作原理
从行驶的平顺性和舒适性出发，人们希望 弹簧刚度和减振器的阻尼系数能够随汽车 运行状态而变化，使悬架系统的性能总是 处于最优状态附近。但是，弹簧刚度选定 后，通常很难改变，因此，从改变减振器 阻尼入手，将阻尼分为两级或三级，可由 驾驶员选择或根据传感器信号自动选择所 需要的阻尼级，这就是有级半主动悬架的 基本思路
另一方面，执行器驱动减振器的阻力调节杆， 使减振器的阻尼力也得到改变
主动式油气弹簧悬 架系统工作原理
油气弹簧以气体（一 般是氮气）作为弹性 介质，用油液作为传 力介质。它一般由： 气体弹簧和相当于液 力减振器的液压缸组 成。通过油液压缩气 室中的空气，实现刚 度特性，通过电磁阀 控制油液管路中的小 孔节流实现改变阻尼 特性，如图
主动悬架
是一种具有作功能力的悬架，在悬架系统中 附加一个可控制作用力的装置，因此，需要 一套提供能量的设备。主动式悬架可根据汽 车载荷、路面状况及行驶速度、转向、起动、 制动等行驶条件的变化，自动调整悬架的刚 度、阻尼及车身高度等控制参数，同时满足 汽车行驶平顺性和操纵稳定性的要求。主动 式悬架的主要缺点是能量消耗较大、成本较 高、液压装置嗓声较大
电子控制悬架
一 、电控悬架系统的分类与功用 汽车悬架的作用是缓和冲击、衰减振动、并将路面 作用于车轮的各种力和力矩传递给车身 传统的悬架主要弹簧、减振器和导向装置三部分组 成
由于传统的悬架系统弹簧刚度、减振器阻尼不能 随路面状况和车速的变化而调整，舒适性较差， 同时无法满足行驶平顺性操纵稳定性的要求，只 能根据车辆的功用选择一种最优折衷。