电控悬架

底盘技师悬架和转向悬架系统ECSSEMS张京凯宣化科技职业学院底盘技师悬架和转向悬架系统电控悬架的功用电子控制悬架系统(ECSS，ElectronicControlledSuspensionSystem)又称为电子调节悬架系统(ElectronicModulatedSuspensionSystem)，通常缩写为EMS减振器阻尼力的控制减振器刚度的控制车身高度的调节车身姿态控制：点头、后坐、侧倾、车高。底盘技师悬架和转向悬架系统传统汽车悬架底盘技师悬架和转向悬架系统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底盘技师悬架和转向悬架系统电子控制悬架的作用根据汽车载质量、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。底盘技师悬架和转向悬架系统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、电动机等底盘技师悬架和转向悬架系统2.1半主动悬架系统***以丰田电子调节悬架TEMS为例***仅悬架阻尼可调减振力有三种状态软、中、硬底盘技师悬架和转向悬架系统特性1、减振方式选择开关NORM减振力软开关SPORT减振力中底盘技师悬架和转向悬架系统特性2、防后坐控制减振力变为硬有TEMS（减振力硬）无TEMS底盘技师悬架和转向悬架系统3、防侧倾控制减振力变为硬特性有TEMS（减振力硬）底盘技师悬架和转向悬架系统5、高速控制（限NORM）减振力变为中有TEMS（减振力中）特性底盘技师悬架和转向悬架系统部件组成(图)***以丰田电子调节悬架TEMS为例***底盘技师悬架和转向悬架系统TEMS部件配置图EMS（电子调节悬架）和空气悬架概述(1/1)EMS的概述ECU悬架控制执行器减振器传感器选择开关启动和加速时防后坐正常驾驶时乘坐平顺性转弯时抗侧倾高速驾驶时稳定性制动时防俯冲EMS（电子调节悬架）和空气悬架特性(1/4)(1)减振类型选择(2)高度控制阻尼方式选择开关NORM低HIGH高开关位置:车身高度:CONFORT（正常）软硬开关位置:阻尼力:驾驶的平顺性驾驶稳定性高度控制开关1.方式变换SPORT（运动）EMS（电子调节悬架）和空气悬架特性(2/4)2.阻尼力和弹簧刚性控制(1)防后坐控制(2)防侧倾控制(3)防点头控制(4)高速控制(5)变速后坐控制NDEMS（电子调节悬架）和空气悬架特性(3/4)(6)半主动控制粗糙路面控制纵倾控制跳动控制EMS（电子调节悬架）和空气悬架特性(4/4)(1)自动水平控制(2)高速控制(3)点火断开控制取消车身高度控制的方法TDCLDLC3OPBTDEICG3.车高控制电子控制悬架系统在汽车行驶路面、行驶速度和载荷变化时，自动调节车身高度、悬架刚度和减振器阻尼的大小，从而改善汽车的行驶平顺性(即乘座舒适性)。阻尼指的是当振动的物体或振荡电路的能量逐渐减少时，振幅相应减小的现象。在装备电子控制悬架系统的汽车上，当汽车急转弯、急加速或紧急制动时，乘坐人员能够感到悬架较为坚硬，而在正常行驶时能够感到悬架比较柔软；电控悬架还能平衡地面反力，使其对车身的影响减小到最低程度。因此，随着汽车电子技术的发展与进步，许多中高档轿车、大客车以及越野汽车都装备了电子控制悬架系统。电子控制悬架系统主要由前车身高度传感器、后车身高度传感器、方向盘转向与转角传感器、节气门位置传感器和车速传感器、控制开关、电子调节悬架电控单元(EMSECU)和执行器组成。车身高度传感器采集前后车身的高度信号、方向盘转向与转角传感器采集汽车行驶方向信号、节气门位置传感器采集驾驶员加或减速信号、车速传感器采集汽车行驶速度信号。传感器和控制开关向EMSECU输入车身以及汽车行驶的状态信息，EMSECU接收传感器和控制开关输入的电信号，并向执行元件发出控制指令，执行元件产生一定的机械动作，从而改变车身高度、空气弹簧的刚度或减振器的阻尼。电子控制悬架系统的组成1-干燥器与排气阀总成；2-高度控制空气压缩机；3-No．1高度控制阀；4-主节气门位置传感器；5-门控开关；6-EMSECU；7-No．2高度控制继电器；8-后悬架控制执行器；9-高度控制连接器；10-高度控制自动切断开关；ll-No.2高度控制阀与溢流阀；12-后高度传感器；13-驾驶模式选择开关；14-高度控制开关；15-方向盘转向与转角传感器；16-制动灯开关；17-前悬架控制执行器；18-前高度传感器；19-N0.1高度控制继电器；20-储气筒与调节阀。结构位置和功能(2/3)转向角传感器光电断续器前开槽盘光电断续器信号中间位置逆时针顺时针1.5开关开关开关SS1SS2SS3逆时针顺时针中间位置底盘技师悬架和转向悬架系统转向传感器组成：1、转向传感器组件（两个LED和两个光电晶体管）2、开缝盘（20条缝）光电车高传感器轴式车高传感器车身高度传感器车身高度传感器信号组合底盘技师悬架和转向悬架系统停车开关停车灯开关安装在制动踏板支架上，踩下制动踏板时，停车灯开关接通，12V电压就施加在ECU的STP端子上。ECU利用这一信号判断是否使用了制动器。(3/3)执行器(2)悬架控制执行器(1)电子调节悬架/空气悬架电子控制模块（ECU）(4)压气机和干燥器组件(3)装有减振器的气动缸/减振器(5)高度控制阀(3/3)EMS/空气悬架ECU悬架控制执行器带减振器的气动缸/减振器传感器选择开关变高度控制结构位置和功能(3/3)气动缸减振器悬架控制执行器空气室冲击限位块滚动膜回跳垫低压氮气软减振阀转阀硬减振阀在主气压腔与辅气压腔之间的气阀阀体上设有大小两个通道。气阀控制杆由步进电机驱动，控制杆转动时，阀芯随之转动。阀芯转过一定角度时，气体通道的大小就会改变，主、辅气压腔之间气体的流量就会改变，从而使空气弹簧悬架的刚度发生变化。空气弹簧悬架的刚度分为“低”、“中”、“高”3种状态。l-阻尼调节杆；2-空气阀控制杆；3-主辅气压腔通道；4-辅气压腔；5-主气压腔；6-气阀阀体；7-小通道；8-阀芯；9-大通道。气阀控制杆带动阀芯旋转到图中所示“高”位置时，阀芯的开口被封闭，主、辅气压腔之间的气体通道切断，两气压腔之间的气体不能流动。与此同时，高度控制电磁阀和压缩机继电器接通，空气充入主气压腔使空气压力升高、密度增大。因为在悬架振动过程中，缓冲任务主要由主气压腔的气体承担，所以悬架刚度处于“高”状态。气阀控制杆带动阀芯在如图所示位置的基础上沿顺时针方向旋转60°，使阀芯开口转到对准图中“低”位置时，气体大通道构成通路，主气压腔的气体经阀芯中央的气孔、阀体侧面的气孔通道与辅气压腔气体相通，两气压腔之间的气体流量大。与此同时，高度控制电磁阀和排气阀接通，部分空气从排气阀排出，因此主气压腔的空气减少、压力降低、密度减小使悬架刚度处于“低”状态。气阀控制杆带动阀芯在如图所示位置的基础上沿逆时针方向旋转60°，使阀芯开口对准图中“中”位置时，气体小通道构成通路，主、辅气压腔之间的气体流量很小。与此同时，高度控制电磁阀和压缩机继电器断电，因此主气压腔空气量变化很小，从而使悬架刚度处于“中”状态。底盘技师悬架和转向悬架系统变阻尼控制底盘技师悬架和转向悬架系统普通减震器工作过程结构位置和功能(3/3)线圈输出轴至转阀磁转子定子120（9步）软硬底盘技师悬架和转向悬架系统执行器的工作原理(1)阻尼力变为“中”：当阻尼力从“硬”或“软”变为“中”时，电流从ECU的S+端子流至S-端子再流至电磁线圈，使永久磁铁沿顺时针方向转至“中”位置。(2)阻尼力变为“软”：当阻尼力从“硬”或“中”变为“软”时，电流从ECU的S-端子流至S+端子再流至电磁线圈，使永久磁铁沿逆时针方向转至“软’’位置。(3)阻尼力变为“硬”：当阻尼力从“软”或“中”变为“硬”时，电流从ECU的SOL端子流至电磁线圈，使永久磁铁沿任一方向转至“硬”位置。底盘技师悬架和转向悬架系统减振器：变阻尼活塞杆和旋转滑阀(与控制杆作为一整体转动)在A—A，、B—B，、C—C，三个位置有量孔。当旋转滑阀转动时，量孔的开合，阻尼力则分三级变化。底盘技师悬架和转向悬架系统底盘技师悬架和转向悬架系统车速超过设定值时，ECU控制减震器阻尼和空气弹簧刚度为：中、硬，以提高行驶稳定性和操纵性底盘技师悬架和转向悬架系统1.主动悬架系统特性1、方式变换LRC开关减振力弹簧刚度NORM软软SPORT中硬高度开关车辆高度NORM标准HIGH高底盘技师悬架和转向悬架系统1.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制中/硬硬底盘技师悬架和转向悬架系统1.主动悬架系统特性3、车辆高度控制控制方式功能自动高度保持车辆预定高度高速控制高速时降低车身高度点火开关关断控制断火后改善车辆姿态底盘技师悬架和转向悬架系统2.主动悬架系统部件***以LS400空气悬架EMAS为例***EMAS部件配置图EMAS控制原理底盘技师悬架和转向悬架系统EMAS部件配置图底盘技师悬架和转向悬架系统EMAS控制原理底盘技师悬架和转向悬架系统LRC开关和车高控制开关底盘技师悬架和转向悬架系统空气弹簧底盘技师悬架和转向悬架系统执行器