1、电控悬架,车辆二班 3071103037施红杰,传统汽车悬架的不足, 悬架的刚度不可变 减振器阻尼不可变 无法兼顾车辆的行驶平顺性和操纵稳定性,根据汽车载质量、车速和路面情况的变化改变悬架特性，提高汽车的行驶平顺性和操纵稳定性。,电子控制悬架的作用, 半主动悬架：仅悬架刚度、阻尼之一可调 主动悬架：悬架阻尼和刚度都可调油气式主动悬架空气式主动悬架,电子控制悬架的类型,电控悬架系统的组成, 传感器车速、起动、加速度、转向、制动、路面状况、车身高度等 电控模块(悬架ECU) 执行元件电磁阀、步进电机、电动机等,图13.1 电控悬架系统的控制功能,电控悬架系统的组成与工作原理 组成：传感器、电子控制
2、单元（ECU）、执行机构等。工作原理：传感器将汽车行驶的路面情况（汽车的振动）和车速及起动、加速、转向、制动等工况转变为电信号，输送给电子控制单元，电子控制单元将传感器送入的电信号进行综合处理，输出对悬架的刚度和阻尼及车身高度进行调节的控制信号。,空气悬架刚度和阻尼的调节控制 1-执行器 2-副气室 3-减振器阻尼调节杆 4-主气室 5-减振器活塞杆 6-滚动膜 7-减振器,悬架控制执行器：,悬架控制执行器,传感器的结构与工作原理,车身高度传感器转向盘转角传感器车速传感器 节气门开度传感器 车门传感器 高度控制开关 模式选择开关 制动灯开关,（1）LRC开关选择减振器的阻尼力和空气弹簧的刚度：
3、 A. NORM正常工作自动控制，以“软模式为主”，提高行驶的舒适性。 B. SPORT高速运动自动控制，以“不软不硬的中间模式为主”，提高汽车的操纵稳定性。,光电式方向盘转角传感器,光电式转角传感器的结构和工作原理,车身高度的控制：,车身高度调节原理,工作原理：,(1) 汽车高度控制汽车高度控制系统由空气压缩机、干燥器、排气阀、1号高度控制阀、2号高度控制阀、1号高度控制继电器、2号高度控制继电器、前后左右4个气压缸、4个车身高度传感器及悬架ECU等组成。,主动悬架系统特性,2、减振力和弹簧刚度控制控制方式 减振力 弹簧刚度防后坐 硬 硬 防点头 硬 硬防侧倾 硬 硬 高速控制 中 硬坏路控
4、制 中/硬 硬,车辆高度控制,油气悬架是一种新型的底盘悬架技术，空气悬架的一种特例极大程度地减少对运载装置（或货物）与道路的破坏油气悬架技术是发展特种车辆、大型工程车辆及其他多轴车辆等专用底盘的必不可少的关键技术当车辆在平坦路面行驶时，悬挂动行程较小，弹性介质承受瞬时压力所产生的刚度也就小，能够满足平顺性的要求；当车辆在起伏地行驶时，弹性力呈非线性变化且幅值增加，可以吸收较多的冲击能量，发挥出气体单位质量储能比大的特点，有效起到缓冲作用，避免了能量直接传递到车身以及“悬挂击穿”现象的出现，从而提高车辆的越野速度，改善其机动性。,路况预测传感器通常为超声波传感器，该传感器安装在车身前面，以便对其
5、下方的路面状况进行检测。,带有路面预测传感器的主动悬架系统工作原理输入到ECU的信号有：各车轮上设置的检测车身纵向加速度的传感器信号，路面预测传感器测出的车辆前方是否有凸起物以及凸起大小的检测信号，在各车轮处检测车身高度的传感器信号及车速传感器检测到的车速信号等。悬架ECU根据上述信号做出判断，然后发出控制信号，对设置在各车轮上的控制阀和选择阀进行控制。控制阀的开度可以随着输人的控制电流的大小而改变，以便控制进入油管的油量，进而控制施加到液压执行器的油压，随着输入控制阀的电流的增加，液压执行器承载能力也增加。路况预测传感器的输出信号波形的幅值与路面凸起物的大小成正比。只有在路况预测信号介于某一
6、区段之间时，ECU才输出一个打开选择阀的控制信号。悬架ECU在检测路况传感器输出信号的同时，也不断地检测车速。ECU能够根据车速估算出测得的凸起物和实际车速通过凸起物之间的滞后时间，并使选择阀恰好在车轮通过凸起物时打开，这样，在车轮通过凸起物时，悬架的阻尼系数只作短暂变化，当车轮通过凸起物时，选择阀便再关闭。带有路况预测传感器的主动悬架系统可以使汽车提前对路面情况进行处理，因而大大改善了悬架的工作性能。,汽车悬挂系统与操纵性能之间有着密切的关系。理想的悬挂不仅能使车随路面起伏而上下运动，并能借此使整个车身在前进过程中尽量保持水平，而且还能随车速、路况、运动方式的变化做出适当、灵敏的反应；同时，
7、它还能使轮胎与路面随时贴合，并使车轮保持适当的角度，从而使汽车的动力性能、制动性能以及转向性能得以充分体现。汽车的车速越快，对操纵性能要求也就越高。因此，现代汽车的悬挂系统越来越受到业内人士的重视。 悬挂系统的功能 悬挂系统作用是将车轮所受的各种力和力矩传递给车架和车身，并能吸收、缓和路面传来的振动和冲击，减少驾驶室内噪声，增加乘员的舒适性，以及保持汽车良好的操作性和平稳和行驶性。另外，悬挂系统能配合汽车的运动产生适当的反应，当汽车在不同路况作加速、制动、转向等运动时，能提供足够的安全性，保证操纵不失控。 车轮定位是悬挂系统中重要的一环。正确的车轮定位，不仅能减少轮胎的磨损，延长零部件使用寿命
8、，还能确保汽车直线行驶的稳定性。因此，悬挂系统除使车轮与地面完全贴合外，还必须保证车轮的定位，从而使汽车操纵性能得以完全发挥。,舒适性和操控性一直是衡量汽车性能的两大核心标准，但在汽车最初百多年的发展历程当中，两者在设计者看来一直是一对水火不容的冤家，很难彼此兼顾。对此，众多汽车设计大师们研究出各种技术来解决这一问题，但其中最具里程碑意义的还数空气悬挂技术的问世。,车型一：大众途锐,售价：78138万元（2010款）,大众途锐的空气悬挂系统名为“CDC空气悬架系统”，能够提供四种高度选择与三种减震模式。途锐眼下能成为公路与越野性能兼顾的代表车型之一，这套系统可谓立下了汗马功劳。而新途锐在这方面
9、又有了新进化。除了调整车身高度之外，新途锐的空气悬挂系统还包括自动的平衡控制以及电子阻尼控制等功能。途锐虽然传承着“大众”化的简洁内饰，但丝毫掩盖不了其豪华感。 由于能根据速度自动调节底盘高度，这套系统无论在铺装公路还是在越野路况下，都能提供额外的舒适性。在自动的“正常”模式之外，驾驶者还能选择“舒适”或者“运动”两种减震模式。,大众途锐的空气悬挂系统名为“CDC空气悬架系统”，能够提供四种高度选择与三种减震模式。 这套空气悬架和减振器通过一个包括位于中央控制台内的旋转开关进行调节，在变速箱手柄的位置附近。左边的是控制分动器和差速锁的旋钮，右边是控制离地间隙的空气悬架旋钮，中间则是减震调节的滚
10、动式开关。通过这些旋钮可以手动选择并调节4种高度和3种减震模式。在公路行驶过程中，途锐通过“自动水平”模式，根据行驶速度自动调节悬架高低。为保持行驶的最佳状态，在车速达到125公里/小时，车身离地间隙可以从215毫米降到190毫米。而速度达到180公里/小时，车身自动降到180毫米。除此之外，其他高度也可以手动调节。CDC空气悬架系统是将空气弹簧和电子控制减振器结合在了一起。减震器能自动适应各种速度和各种路况，还能将侧滑和侧倾的影响降到最低程度。特别是在急加速或急刹车时最能显现优势，因为它在这时能大大降低一般情况下会出现的车身急剧震动。,车型二：路虎,售价：79.80118.80万元,可调的空
11、气悬挂不仅让通过性和公路性更自如的切换，同时针对舒适性，作为高端SUV，陆虎肯定也少不了这个功能。通过调节底盘高度，第四代发现可以在100mm左右的幅度进行升降。,路虎所带来的豪华及硬派越野气息是无需置疑的了。 第四代发现具备了先天的通过性素质，最小离地间隙185mm，通过底盘调节系统，最大离地间隙可达310mm，再加上37.2的接近角、27.9的纵向通过角和29.6离去角以及700mm的涉水深度。,路虎发现4所装备的是一套全独立的电子四轮空气悬挂系统，驾驶者可以自由选择三种不同高度。一贯保有强悍越野能力的发现4，通常模式下的离地间隙已有185mm，越野模式下更增加至240mm。第三种模式则被
12、称为“通过模式”，车身会进一步降低，但与其他车型不同，这个最低车身高度并非为了高速通行设置，而是在汽车可能碰顶的情况下增加车辆的通过性。相比前代车型，发现4配备了全新的可变齿比转向系统和刹车系统，公路操控性和驾乘舒适性都得到了优化。另外，加置的前防滚杆也使得车辆的道路行驶动态性得到了进一步改善。,车型三：奥迪Q7,售价：94.80256.80万元,Q7装备的是奥迪专门为它开发的电控避震系统和“四轮独立”式空气悬架系统，这就使得Q7除了具有传统SUV的自动、舒适、越野三种模式外，还额外拥有“动态”（用于高速行驶状态）和“举升”（用于剧烈越野状态）模式。,全皮包裹的内饰让奥迪Q7的豪华感更上一层楼
13、。 越野模式可使车身离地间隙提高至205mm，帮助奥迪Q7在一般颠簸的山路上保持100公里/小时的安全通过速度；而举升模式可使车辆离地间隙体高至240mm，升到最高时Q7的接近角可达24，离去角达到25，最大涉水深度为535mm。,Q7装备了电控避震系统和“四轮独立”式空气悬架系统。 而在一般铺装路面行驶时，奥迪Q7的常设离地间隙为180mm；但当车辆行驶速度达到120公里/小时并保持超过30秒后，悬架会自动将车身的离地间隙降低15mm，以便获得更好的高速稳定性。如果车速连续20秒保持在160公里/小时，车身会再降低15mm，离地间隙调整为仅仅只有150mm。,车型四：奔驰ML级,售价：89.
14、80195.80万元,梅赛德斯奔驰旗下ML350和ML500、450配备了Airmatic可调式空气悬挂，它共拥有四种工作模式：第一模式是柔软舒适的设定，用于普通路面的行驶；第二模式和第三模式减震器分别采取硬压缩、软回弹和软压缩、硬回弹，以保证车辆在不同路面情况下，始终具备最佳的舒适性和操控性；第四种模式则是忽略舒适性的极端运动模式。系统将根据不同的道路情形在一、二、三模式间自动调整弹簧的软硬度，而最硬的第四种模式则需要驾驶者自己通过挡把后面的按扭进行选择。,即使是作为SUV的ML，同样保持了奔驰的庄重感。 相对上一代而言，AirmaticDC不仅在电子控制方面有了更为明显的进步，更把主动控制
15、空气悬挂系统和自适应阻尼悬挂系统(ADSII)整合到一起，实现了双重控制。所谓双重控制，是指AirmaticDC可以同时实现对弹簧软硬度及其内部空气压力强度的控制。一方面根据当前路面情况，驾驶风格以及车辆的负载情况来控制避震器力度，然后往橡胶伸缩管里填充压缩空气，以确保车辆所必须的舒适程度；同时还根据当前的驾驶情况来控制橡胶弹簧管里的空气容量，以及空气的活动状态，来控制弹簧的软硬度，进而在增强舒适度的同时提升操控性能。 奔驰ML把主动控制空气悬挂系统和自适应阻尼悬挂系统(ADSII)整合到一起，实现了双重控制。,此外，AirmaticDC空气悬挂系统还可以根据车轮受到地面冲击产生的加速度进行自
16、动调节。例如高速过弯时，外侧车轮的空气弹簧和减震器就会自动变硬，以减小车身的侧倾，在紧急制动时电子模块也会对前轮的弹簧和减震器硬度进行加强以减小车身的惯性前倾。这不仅使车子拥有更高的操控极限和舒适度，还进一步提升了安全性能。需要关注的是，AirmaticDC空气悬挂还将传统的底盘升降技术融入其中。车子高速行驶时，车身高度会自动降低，从而提高贴地性能，以确保良好的高速行驶稳定性并降低风阻和油耗。慢速通过颠簸路面时，底盘会自动升高，以提高通过性能。根据应用该技术的E级轿车的行驶数据显示，当车速高于140公里时，车身会自动降低15mm，以保证行驶稳定性，而当车速降回到70公里时，车身则回复正常。,车
17、型五：保时捷卡宴,售价：86.60203.50万元,全新一代卡宴依旧采用了途锐和Q7的平台，正是凭借着这个优秀的平台，卡宴才能够有着出众的实力。保时捷卡宴的悬挂系统名为PASM（保时捷主动悬挂管理系统），同样可以自动调节离地高度。,保时捷卡宴的内饰融合了跑车既SUV的设计元素。,PASMPorsche主动悬挂管理系统实则是一套主动式空气悬挂系统，不仅装备在卡宴，也装备在传统保时捷跑车911中。PASM可以根据需要按照路面情况和驾驶员的驾驶风格对减震力进行可变的调节，比其它车厂的主动悬挂系统更偏重于运动性能。,例如驾驶者动作比较激烈，经常全油门起步和剧烈刹车，PASM就会自动控制起步和刹车时的抬
18、头和点头现象；而在野外道路高速行驶时，PASM也会主动降低车身的摇摆程度，提高稳定性。Cayenne天生重心高，为此保时捷开发了PDCC液压主动横向稳定杆(也称防倾杆)。PDCC由引擎带动油泵工作，在前后桥各装备一套，通过液压旋转马达的作用，在车身过弯将要倾侧前提供反作用力，帮助车身保持稳定。 无论载重多少，卡宴都可以保持恒定的离地间隙。车身高度可以在157-271mm的范围内，分comfort、normal、sport三档中进行调节。但卡宴毕竟不是主打越野能力的车型，尽管车身高度不低，其涉水深度则只有555mm。行车高度会实时显示在中控台的一个特殊LED显示器上，车主只需轻旋中控台上的按钮就
19、可改变离地间隙。PASM还可以配合气压避震，按照实际的形式环境自动改变吸震率，提供了舒适的驾乘体验。,车型六：2011款Jeep大切诺基,新款大切与老款相比少了不少粗犷的越野气质，或许觉得它已经不够纯粹，但是呈现出来的是美国都市化硬朗大汉的形象，明显精致许多，第一眼看上去更像是一台未量产的概念车，整体感很强，对霸气的影响不大。 2011款大切诺基内饰的设计及做工相比老款精细了很多。,2011款Jeep大切诺基的可调空气悬挂预设了5个高度模式，在最大高度时可获得34.3接近角，27.3离去角和23.1的通过角，以保证越野时的通过性。在停车时按动“PARK”键，悬挂即降至低点165mm，方便人员下车。陡坡缓降也为驾驶者在越野时提供了不小的帮助。,2011款Jeep大切诺基的可调空气悬挂预设了5个高度模式。 普通状态下，新大切的离地间隙为205mm。在高速公路上，系统将自动根据车速调节至高速状态，车身降低15mm，提供最佳的动力和燃油经济性。越野路况下则有两种高度可选，普通越野状态的离地间隙达到237mm，极限越野状态则进一步达到270mm，Jeep传奇的越野能力一览无余。其实在105mm的范围内，2011款大切可以车身高度在五档内进行自由调节。,
