模块七 现代汽车悬架控制技术

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1、现代汽车新技术概论现代汽车新技术概论现代汽车悬架控制技术复习提问1 1、驱动防滑系统的基本组成，工作原理、驱动防滑系统的基本组成，工作原理2 2、什么是电控驱动防滑系统以及作用、什么是电控驱动防滑系统以及作用导入新课悬架是车架（或车身）与车桥（或车轮）之间一切连接装置的总称。在汽车行驶过程中，由于路面的不平整或者汽车自身运动状态的改变，会使汽车表现出各种运动形态，包括车身的垂直振动、俯仰运动和侧倾运动等。教学目标知识目标知识目标掌握传统悬架的组成、结构及工作原理掌握现代汽车悬架控制系统的控制内容和类型、悬架控制系统的基本组成 能力目标能力目标懂悬架系统的控制方式 懂悬架弹簧刚度调节系统的组成素

2、质目标素质目标养成良好的自学能力，文件资料收集能力现代汽车对悬架系统的要求悬架是车架（或车身）与车桥（或车轮）之间一切连接装置的总称。在汽车行驶过程中，由于路面的不平整或者汽车自身运动状态的改变，会使汽车表现出各种运动形态，包括车身的垂直振动、俯仰运动和侧倾运动等。垂直振动 + 前后俯仰 + 左右侧倾（路面不平） （加速、制动） （转弯） 汽车行驶时的运动形式传统悬架系统的缺陷传统的悬架系统主要由缓和车身振动的弹簧、衰减振动的减振器、增加侧倾刚度的横向稳定杆和起导向承力作用的连杆等组成。传统悬架系统中所采用的那些具有固定刚度和确定阻尼的弹簧、减振器根本无法满足现代汽车对舒适性和操纵稳定性的要求

3、。 例如：但是这样势必导致车身在形式过程中的位移变大，需要响应地提高车身高度，从而导致叉车辆中心高度的增加，不利于改善车辆的行驶稳定性。另一方面，为了提高汽车的操纵稳定性，一般要求悬架具有较大的弹簧刚度和减振器阻尼，这显然与改善车辆的舒适性的要求相矛盾。 综合考虑上述因素，可以对悬架提出如下要求。（1）具有足够的强度（2）具有适当的弹簧刚度，且能对载荷的变化而变化。（3）具有足够的侧倾刚度。（4）具有良好的吸振能力。（5）能够保证车轮正确的定位参数。随着现代电子控制技术的飞速发展以电脑作为控制核心，对汽车悬架系统参数，包括弹簧放度、悬架阻尼、侧倾刚度和车身高度等实行适时控制已经成为现实这种悬架

4、被称为半主动和主动控制悬架。这将成为今后汽车悬架的发展方向。 分类现代汽车悬架控制系统有多种型式根据悬架工作介质的不同，可以将悬架分为油气悬架系统和空气悬架系统两类；根据控制目的不同，将悬架控制系统分为车高控制系统、刚度控制系统、阻尼控制系统、综合控制系统等型式根据控制系统有源和无源，悬架控制系统分为半主动悬架和和主动悬架等。 悬架控制系统的控制内容当前，对汽车悬架的控制主要有以下几种：（1）以改善坏路行驶能力和高速操纵稳定性为目的的车高控制；（2）以改善舒适性和操纵稳定性为目的的减振器阻尼控制；（3）以改善舒适性和操纵稳定性为目的的弹簧刚度控制。（4）以改善操纵稳定性为目的的侧倾刚度控制。（

5、5）综合以上各种考虑的综合性悬架。 悬架控制系统的基本组成 现代汽车悬架控制系统：是指利用有源或无源控制元件构成的闭环控制系统对汽车悬架实行主动控制的装置，它能根据车辆的运行状况和路面情况主动作出反应，抑制车身的各种振动，使悬架始终处于最佳减振状态。目前，悬架控制系统可实现对车高、悬架弹簧刚度和减振器阻尼、侧倾刚度等方面的主动调节。与其他控制系统一样，悬架控制系统一般也包含传感器、电脑和执行机构三个组成部分。 悬架控制系统的传感器有多种型式，他们在系统总承担着将汽车行驶路况（汽车的振动）和车速及启动、加速、转向、制动等工况转变为电信号，并输送到电脑。检测车身振动，见解地也可反映行驶的路面状况和

6、车身横向运动状况。检测车身与车桥的相对位移，反映车身的平顺性和车身高度。检测车轮转速，反映车速和计算车身的侧倾量。 检测转向盘转角，计算车身侧倾。检测制动管路压力，判断汽车制动情况。检测制动灯电路通断，判断汽车制动状况。检测节气门开度，反映汽车加速状况。检测门控灯电路通断，判断乘员状况悬架控制系统的执行机构可以是电磁阀、步进电动机或泵气电动机等他们根据电脑的控制信号，准确、快速和及时地作出动作反应，实现对弹簧刚度、减振器阻尼或车身高度的调节。 悬架系统的控制方式 可根据车内乘员人数或汽车装载情况自动调节车身高度，以保持车身具有稳定的行驶姿态。典型的车高控制有以下几种： 车高控制 1、停车水平控

7、制 停车后，当车上载荷减少而车身上抬时，控制系统能自动地降低车身高度，以减少悬架系统的负荷，改善汽车外观形象。 2、特殊行驶工况高度控制 汽车高速行驶时，主动降低车身高度，以改善行车的操纵稳定性和气动特性。当汽车行驶于起伏不平度较大的路面时，主动升高车身，避免与地面或悬架的磕碰。 3、自动水平控制 车身高度不受载荷影响，保持基本恒定，姿态水平，使乘坐更加平稳，前大灯光束方向保持不变，提高行车安全性。 现代汽车车高控制系统有油压式和气压式之分 前者用于油气弹簧悬架，后者用于空气弹簧悬架。 常见的控制方式 ：方式1空气压缩机电动机空气压缩机继电器高度传感器排气电磁阀空气干燥器空气弹簧在该控制系统中

8、，高度传感器的信号用于控制空气压缩机向空气弹簧输送压缩空气，抬高车身。 同时该信号也被用来控制空气弹簧上的排气电磁阀，释放空气弹簧中已有的气体，从而达到维持弹簧内的压力和降低车身高度的目的。 干燥器内的干燥剂吸收进气过程中压缩空气的水分，这些水分可以通过竟干燥器排出的气体带走，以使干燥剂能得以重复使用。 常见的控制方式 ：方式2空气压缩机电动机空气压缩机继电器高度传感器排气电磁阀空气干燥器空气弹簧电脑压力开关储液筒在空气压缩机与空气弹簧之间设置了高压的储气筒，空气压缩机输出的高压气体储存在该储气筒中，压力开关感受储气筒内的压力，最终通过电脑控制空气压缩机的运转。 在控制系统中，高度传感器是检测

9、部分，装在车身与悬架之间用来检测某一车轮或车轴上方车身高度的变化，向电脑提供车身高度信息 高度传感器有簧片式、霍尔式和光电式等多种型式。其中光电式最为常见，其结构如下图。 遮光板 光电藕合器遮光板 光电藕合器摆臂传感器轴在传感器内部有一根由连杆带动的传感器轴， 轴上固定一个开有许多窄槽的圆盘 它两端的发光二极管和光敏三极管一道构成遮光器 圆盘的转动可在遮光器输出电路中出现开关电量转换 这种不断转换的电量作为电信号输入电脑，用来识别悬架高度的变化，采用数个这样一来的遮光器，传感器就可以将车身高度划分为若干个区域，如果采用4个光电藕合器，则可以根据其通断状态，组合成16个车高区域。 可调空气弹簧减

10、振器总成是系统的执行机构，它是一个带有充气室的液压减振器 若想抬高车身，空气压缩机会通过空气干燥器想空气弹簧内充气，使得空气弹簧伸张，车身高度变大； 反之，则可将空气弹簧上的排气阀打开，空气弹簧内的压缩空气经过排气阀和空气干燥器被排向大气，空气弹簧缩短，车身高度随之降低。 在汽车行驶时，为了最大限度地降低车身振动对判断车身高度带来的影响，读数时间间隔会适当延长。若在该段时间内所测得车高信号处于“过高区”比例达75%80%以上，则电脑将根据高度传感器的输入信号，想排气电磁阀发出控制信号，打开排气电磁阀，空气弹簧气室中的空气通过空气干燥器排向大气，从而达到降低车身高度的目的。此后，通过检测当发现车

11、高信号处于“过低区”或“低车身区”所占比例达到10%以上时，终止放气，完成一次车高调节。 与此相反当电脑根据传感器信号判定车身高度低于规定的标准值时即刻向空气压缩机继电器发出控制信号，接通该继电器启动空气压缩机产生的压缩空气经空气干燥器想空气弹簧气室充气，使车身高度增加。一旦车身高度达到标准值后，电脑通过空气压缩机继电器让空气压缩机停止工作，以维持车身高度。 蓄电池电脑提供12V电压，通过一个20s延时关闭继电器，电脑在点火开关关闭后执行一个关闭程序。发动机转速通过位于交流发电机上的相位开关测得。当发动机转速低于500r/min时，电脑不允许空气压缩机工作。车速信号通过缓冲电路由仪表上获得，当