悬架的未来——汽车电子控制式主动悬架
- 格式:pdf
- 大小:493.30 KB
- 文档页数:2
摘要一辆车的舒适性很大程度上取决于悬架系统,因此汽车厂商们才会不厌其繁地推出了麦拂逊、多连杆、双叉臂等悬架概念。
目前在中高档汽车上应用较多的是半主动的电子控制悬架。
本文以丰田凌志LS400型的汽车的悬架为例,详细介绍了半主动电控悬架的结构和工作原理,以及对该系统的检修。
引言传统的被动式汽车悬架系统由性能参数不变的弹簧和减振器构成。
为了有效地隔离由于路面不平而产生的冲击, 减缓车体的振动, 提高汽车乘坐舒适性, 悬架需设计得较“软”; 而欲减小汽车转弯、加速及制动时车体的侧倾和前后倾, 提高汽车的操纵安全性(稳定性) , 则又要求悬架较“硬”。
因此, 被动悬架的设计, 即弹簧和减震器参数的选择, 不可能使乘坐舒适性和操纵安全性同时达最优,而只能在这二者之间寻找一最优的折中方案, 并且这种最优的折中也只能在特定的道路和车速下实现。
随着现代汽车车速的不断提高, 人们对汽车悬架系统的性能也提出了越来越高的要求。
现在汽车用的电控悬架引入空气悬架原理和电子控制技术,将两者结合在一起。
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。
1 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。
EMS(电子调节悬架)和空气悬架概述悬架改善乘坐的舒适性和车辆的行驶性能。
ESM(电子调节悬架)和空气悬架用电子控制减振器和气体弹簧的阻尼力以便进一步改善乘坐的舒适和行驶性能。
ESM(电子调节悬架)空气悬架空气悬架使用一个电子控制模块(ECU)来电子控制悬架,该悬架采用应用压缩空气弹性的空气弹簧。
还有空气悬架和电子调节悬架(EMS)组合类型。
空气悬架具有下面的特性:●可以改变阻尼力。
●可以通过调节空气容量来改变弹簧刚度和车高。
●还提供诊断功能和故障自动防护的功能。
特性电子调节悬架(EMS)和空气悬架具有如下特性:1. 方式变换2. 阻尼力和弹簧钢性控制天钩电子调节悬架(EMS)将车辆恒定设置于天钩状态,就获得相应于路况变化的稳定车辆姿态。
在使用这种理论的天钩电子调节悬架(EMS)时,车身的上下运动就被感觉出来,计算机就精细地控制并调节减振器运动。
这种系统就大大地改善了乘坐的舒适性和行驶的稳定性。
在最新车型中,诸如,LS430型,已经把阻尼力控制的半主动控制从天钩控制换成非线性H控制,以便达到更细的控制。
结果是达到极佳的乘坐舒适性。
3. 车高控制提示:取消车身高度控制的方法:●在用千斤顶顶起车辆或用升降机升起车辆之前,确信点火开关处于断开状态。
●如果车辆必须在其发动机运行时升起时,应跨接TDCL的TD和EL端子或者跨接DLC3的OPB和CG端子(数据链路连接器3)以停止空气悬架电子控制模块对车高控制的操纵。
●对于装有高度控制接通/断开开关的车辆,其开关应断开。
结构位置和功能1. 开关2. 传感器3. 电子控制单元(ECU)/执行器诊断和失效保护1. 诊断如果电子调节悬架/空气悬架电子控制模块检测到该系统中有故障时,它就闪烁阻尼方式或车高指示灯,向故障车的驾驶员发出警告。
电子控制模块还储存故障的代码。
●读出DTC可以通过把手提式试验器连接到直接与电子控制模块互通的DLC3上或者通过使DLC3的TC和CG 端子之间短路并观察闪烁的模式来读出DTC。
国内外悬架的发展趋势和技术水平一、国内外悬架的发展趋势随着汽车工业的迅速发展,国内外悬架技术也在不断升级和改进。
未来国内外悬架的发展趋势主要体现在以下几个方面:1. 对悬架轻量化的追求。
随着汽车对燃油经济性和环保性能要求的不断提高,悬架轻量化成为发展的主要趋势。
轻量化的悬架系统不仅可以降低汽车的整体重量,提高车辆的燃油经济性,还可以减少对环境的影响。
2. 悬架智能化水平的提升。
随着智能化技术的不断进步,未来的悬架系统将更加智能化,具有更强的自适应能力和智能控制功能。
智能悬架系统可以根据车辆的行驶状况和路况实时调整悬架的硬度和高度,提高车辆的稳定性和行驶舒适性。
3. 对悬架安全性能的关注。
悬架是汽车重要的安全零部件之一,未来的悬架系统将更加关注安全性能的提升。
通过采用先进的材料和制造工艺,悬架系统可以提高抗疲劳性能和抗冲击性能,减少意外事故的发生。
4. 对悬架动态性能的改进。
未来的悬架系统将更加注重在高速、急转弯、坎坷路面等复杂路况下的动态性能,以提高车辆的操控稳定性和通过性能。
二、国内外悬架技术水平1. 国外悬架技术水平目前,欧美等发达国家在汽车悬架技术方面处于领先地位。
其主要体现在以下几个方面:a. 高性能的主动悬架系统。
欧美等发达国家的汽车厂商在主动悬架系统方面具有较强的研发和生产能力,通过先进的电子控制技术和液压系统,可以实现对悬架的实时调节,提高车辆的操控性和行驶舒适性。
b. 先进的材料和制造工艺。
欧美等发达国家的汽车悬架系统在材料和制造工艺方面具有较强的优势,通过采用先进的合金材料和精密加工工艺,可以提高悬架系统的强度和耐久性。
c. 悬架系统集成化水平高。
欧美等发达国家的汽车悬架系统在集成化水平方面具有较强的优势,可以实现与车辆动力系统、操控系统等其他系统的无缝连接和协同工作,从而提高整车的性能表现。
2. 国内悬架技术水平在国内,汽车悬架技术水平虽然与国外发达国家存在一定差距,但也在不断追赶和提高。
主动悬架电机泵工作原理摘要:主动悬架系统是一种通过电子控制来调节汽车悬架系统的硬度和高度的技术。
主动悬架电机泵是主动悬架系统中的重要组成部分,负责提供液压动力,并通过电机驱动实现悬架系统的调节。
本文将介绍主动悬架电机泵的工作原理,包括其系统构成、工作过程和技术特点。
一、系统构成主动悬架电机泵由电机、泵体、压力控制阀、油箱和管路组成。
电机是驱动泵体的动力来源,泵体通过旋转产生液压压力,并通过压力控制阀控制液压系统的工作压力。
油箱内贮存液压油,管路则连接各个悬架部件,使液压能够传递到各个执行部件。
二、工作过程1. 启动过程当汽车启动时,主动悬架电机泵开始工作。
电机接通电源,驱动泵体旋转,液压油从油箱中被泵体抽取,并由泵体产生高压,以满足悬架系统的工作需要。
2. 系统调节主动悬架系统通过传感器监测车辆的运行状态和路况,将这些信息传递至控制单元。
控制单元根据传感器的反馈信号,通过调节压力控制阀来改变液压系统的工作压力。
当车辆行驶在不同的路况下,控制单元可根据需要调节悬架的硬度和高度,提高行驶的稳定性和舒适性。
3. 关闭过程当车辆熄火时,主动悬架电机泵停止工作,压力控制阀释放系统内的残余液压,保证悬架系统在关机状态下不会积压过高的液压力,确保系统的安全可靠。
三、技术特点1. 精密控制主动悬架电机泵采用电子控制技术,能够实现对悬架系统的精密控制,通过细微的液压调节,改善车辆的悬挂性能,提高驾驶舒适性和操控性。
2. 自适应性主动悬架电机泵采用先进的传感器技术,能够实时监测车辆的运行状态和路况变化,并根据实时数据调节悬架系统,自适应不同的驾驶环境,提高行车安全性和稳定性。
3. 能耗低相比传统悬架系统,采用主动悬架电机泵在调节悬架系统时,能够实现精准的电能控制,减少能量的浪费,从而降低能耗。
结论主动悬架电机泵作为主动悬架系统的核心组成部分,通过电子技术和液压技术的结合,实现了对悬架系统的精密调节和自适应控制,从而提高了汽车的行驶稳定性、舒适性和安全性。
车辆工程技术17车辆技术汽车悬挂系统的主动控制研究李庆利1,2,王 宾1,2(1.长城汽车股份有限公司;2.河北省汽车工程技术研究中心,河北 保定 071000)摘 要:主动悬挂系统对车辆的乘坐舒适度和操作稳定性是非常重要的,也是汽车工业的核心技术之一。
汽车悬挂系统这一技术主要被国外掌握和垄断,我们国家的相关部门应该加紧研究来共同推动主动悬挂的研发。
本文主要是对汽车悬挂系统的主动控制的作原理、组成和分类、优缺点和发展趋势为方向进行研究。
关键词:汽车悬挂;主动悬挂;技术现状;发展趋势 悬挂系统就是指由车身与轮胎间的弹簧和避震器组成整个支持系统。
悬挂系统应有的功能是支持车身,改善乘坐的感觉,不同的悬挂设置会使驾驶者有不同的驾驶感受。
外表看似简单的悬挂系统综合多种作用力,决定着轿车的稳定性、舒适性和安全性,是现代轿车十分关键的部件之一。
根据控制形式不同分为被动式悬架、主动式悬架。
根据汽车导向机构不同可分为独立悬架、非独立悬架悬挂系统存在的意义有二:隔离路面的不平使行驶更舒适;行经不平路面时保持轮胎与路面接触。
1 主动悬挂系统简介 主动悬架是近十几年发展起来的、由电脑控制的一种新型悬架。
它汇集了力学和电子学的技术知识,是一种比较复杂的高技术装置。
例如装置了主动悬架的法国雪铁龙桑蒂雅,该车悬架系统的中枢是一个微电脑,悬架上的5种传感器分别向微电脑传送车速、前轮制动压力、踏动油门踏板的速度、车身垂直方向的振幅及频率、转向盘角度及转向速度等数据。
电脑不断接收这些数据并与预先设定的临界值进行比较,选择相应的悬架状态。
2 主动悬挂系统的组成和分类 主动悬挂系统的组成:以液压泵,空气压缩机等为代表的动力源;以油缸、步进电机、电磁铁等为代表的产生力及力矩的作动器;此外还有各种传感器和控制单元;有些车型还包括普通弹簧和被动阻尼器等。
主动悬挂的分类:根据不同分类方法可将主动悬挂分为不同的类型。
(1)按控制方式分类:分为机械控制悬挂系统和电子控制悬挂系统。
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。
主动悬架是根据汽车的运动状态和路面状态,适时地调节悬架的刚度和阻尼,使其处于最正确减振状态。
它是在被动悬架〔弹性元件、减振器、导向装置〕中附加一个可控作用力的装置。
通常由执行机构、测量系统、反应控制系统和能源系统4局部组成。
执行机构的作用是执行控制系统的指令,一般为发生器或转矩发生器〔液压缸、气缸、伺服电动机、电磁铁等〕。
测量系统的作用是测量系统各种状态,为控制系统提供依据,包括各种传感器。
控制系统的作用是处理数据和发出各种控制指令,其核心部件是电子计算机。
能源系统的作用是为以上各局部提供能量。
主动悬挂系统能够根据车身高度、车速、转向角度及速率、制动等信号,由电子控制单元〔ECU〕控制悬挂执行机构,使悬挂系统的刚度、减振器的阻尼力及车身高度等参数得以改变,从而使汽车具有良好的乘坐舒适性和操纵稳定性。
主动悬挂系统是近十几年开展起来的、由电脑控制的一种新型悬挂系统,它聚集力学和电子学的技术知识,是一种比拟复杂的高技术装置,例如装置主动悬挂系统的法国雪铁龙桑蒂雅,该车悬挂系统系统的中枢是一个微电脑,悬挂系统上的5种传感器分别向微电脑传送车速、前轮制动压力、踏动油门踏板的速度、车身垂直方向的振幅及频率、转向盘角度及转向速度等数据,电脑不断接收这些数据并与预先设定的临界值进展比拟,选择相应的悬挂系统状态,同时,微电脑独立控制每一只车轮上的执行元件,通过控制减振器内油压的变化产生抽动,从而能在任何时候、任何车轮上产生符合要求的悬挂系统运动,因此,桑蒂雅轿车备有多种驾驶模式选择,驾车者只要扳动位于副仪表板上的“正常〞或“运动〞按钮,轿车就会自动设置在最正确的悬挂系统状态,以求最好的舒适性能,主动悬挂系统具有控制车身运动的功能,当汽车制动或拐弯时的惯性引起弹簧变形时,主动悬挂系统会产生一个与惯力相对抗的力,减少车身位置的变化,例如德国 benz 2000款cl型跑车,当车辆拐弯时悬挂系统传感器会立即检测出车身的倾斜和横向加速度,电脑根据传感器的信息,与预先设定的临界值进展比拟计算,立即确定在什么位置上将多大的负载加到悬挂系统上,使车身的倾斜减到最小。