汽车电控技术详细教案

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架的特点

由电控悬架的要求导入本讲内容引题:电控悬架系统能实现哪些功能。通过实例介绍与传统悬架比较讲解重点介绍二、电子控制悬架系统的功能

装备电子控制主动悬架系统的汽车能够根据本身的负载情况、行驶状态和路面情况等,主动地调节包括悬架系统的阻尼力、汽车车身高度﹑行驶姿势、弹性元件的刚度在内的多项参数。这类悬架系统大多采用空气弹簧或油气弹簧作为弹性元件,通过改变弹簧的空气压力或油液压力的方式来调节弹簧的刚度,使汽车的相关性能始终处于最佳状态。

以凌志LS400为例。

1.模式变化。

凌志LS400的电子控制空气悬架系统提供了悬架控制开关,给驾驶员进行选择。悬架开关由LRC(凌志乘坐控制)开关和高度控制开关组成,如图1所示。

图1凌志LS400模式开关

LRC开关有两个位置:NORM(常规)和SPORT(运动)。NORM模式着重于乘坐舒适性,通常用于一般的行驶。SPORT模式着重于提高急转弯等情况下的车辆稳定性。高度控制开关也有两个位置:NORM(常规)和HIGH(高位)。NORM位置在一般道路上行驶时选用,HIGH位置则在不平道路上行驶时选用。

2.弹簧刚度和减振阻尼控制。

弹簧刚度和减振器减振阻尼力均由电子装置控制。弹簧刚度有“软”和“硬”两种模式,减振器减振阻尼则有“软”、“中”和“硬”三种模式。电子装置根据车速和路面的变化自动地调节悬架刚度和减振阻尼,这种控制方式共有四种:高车速控

要举例说明加以讲解制、不平道路控制、颠动控制和跳振控制。此外,在车速或转向急剧变化时,会造成车身姿态的急剧变化,既破坏汽车乘坐的舒适性,又容易使汽车失去方向稳定性。所以,必须对车身姿态实施控制。这种控制方式共有三种:转向时的车身侧倾控制、制动时的车身“点”头控制和起步或突然加速时的车身后仰控制。

(1)防止车尾下蹲控制

汽车在急速起步或加速时,在惯性力和驱动力的作用下,汽车尾部的下蹲控制到最小程度,以保持车身的稳定。

(2)防止汽车点头控制

汽车在高速行驶采取紧急制动时,由于惯性力和车轮与地面之间的附着力的作用,促使车头下沉。防止汽车点头控制就是要使这种点头现象减小到最小程度。

(3)防止汽车侧倾控制

汽车在转弯时,由于离心力的作用,使汽车与车身的外侧下沉,转弯结束时,会产生车身外侧的恢复,造成汽车横向摆动。防止汽车侧倾控制就是使这种现象控制到最佳状态。

(4)防止汽车纵向摇动控制

汽车的纵向摇动一方面是由于汽车在换挡过程中,驱动车轮上的驱动力在短时间内发生较大变化使汽车纵向摇动;另一方面是由于汽车在不平整的道路上行驶时,汽车的车速与路面的波动产生共振,或受路面的影响,造成车身纵向摇动。防止汽车纵向摇动控制就是使车身的这种状态得到最佳的控制。具体见表1.

表1 电子控制空气悬架系统的功能

控制项目功能

防侧倾控

使弹簧刚度和减振阻尼变成“硬”状态。该项控制

能抑制侧倾,使汽车的姿势变化减至最小,以改善

操纵性

防“点”

头控制

使弹簧刚度和减振阻尼变成“硬”状态。该项控制

能抑制汽车制动“点”头,使汽车的姿势变化减至

最小

防后仰控制使弹簧刚度和减振阻尼变成“硬”状态。该项控制能抑制汽车加速时后仰,使汽车的姿势变化减至最小

高车速控制使弹簧刚度变成“硬”状态和使减振阻尼变成“中”状态。该项控制能改善汽车高速行驶时的稳定性和操纵性

不平整道路控制使弹簧刚度和减振阻尼视需要变成“中”或“软”状态,以抑制汽车车身在悬架上下跳动,改善汽车在不平坦道路上行驶时的乘坐舒适性

颠动控制使弹簧刚度和减振阻尼变成“中”或“软”状态。它能抑制汽车在不平坦道路上行驶时的颠动

跳振控制使弹簧刚度和减振阻尼变成“中”或“软”状态。该项控制能抑制汽车在不平坦道路上行驶时的上下跳振

路面感应*

半主动控制对应于不同的道路,提供四轮独立的减振阻尼最佳控制。相应地,汽车可在各种不同的道路和行驶状况下保持恒定姿态

问题:关于电控空气悬架,甲认为:在急转弯时,由转向传感器检测转向盘操作,电脑通过执行器使悬架刚度和阻尼力变换到高(硬)值;乙认为紧急制动时,如果车速高于60km/h,电脑通过执行器使悬架刚度和阻尼力变换到高(硬)值。你认为谁对?

3.车身高度和姿势的调节

(1)自动水平控制。控制车高不随乘员数量和载荷大小的变化而变化,由此抑制空气阻力和升力(迫使汽车漂浮)的增加,减小颠簸并保证平稳行驶。

(2)高速行驶时的车高控制。汽车高速行驶时操纵稳定性一般要受到破坏,此时降低车高有助于抑制空气阻力和升力的增加,提高汽车直线行驶的稳定性。

(3)驻车时车高控制,乘员下车后自动降低车高有利于改善汽车的外观,另外通过调整车高也利于在车库中的存放。

具体见表2.

表2 车身高度控制的功能

控制项目功能

自动高度控制不管乘员和行李重量情况如何,使汽车高度保持在某一个恒定的高度位置。操作高度控制开关能使汽车的目标高度变为“正常”或“高”的状态

高车速控制当高度控制开关在“hight(高)”位置时,汽车高度会降低到“正常”状态。这就改善高速行驶时的空气动力学和稳定性

点火开关关断* 控制当点火开头关断后因乘员重量和行李重量变化而使汽车高度变为高于目标高度时,能使汽车高度降低到目标高度。这就能改善汽车驻车时的姿势

重点讲

解电

控悬

架系

统结

构和三、汽车悬架电子控制系统组成与工作原理(以凌志LS400为例)

目前,电控空气悬架在高级轿车、客车上应用较为广泛,主要由传感器、电控

悬架ECU 和执行器等组成,如图2所示。系统根据悬架车身高度、车速、转向和制动等传感信号,由ECU控制电磁式或步进电机执行器,改变悬架的特性,以适应各种复杂的行驶工况对悬架特性的不同要求。