電動汽車輔助系統(tǒng)

1、電動汽車輔助系統(tǒng)電動汽車輔助系統(tǒng) 1 1電控助力轉向系統(tǒng)電控助力轉向系統(tǒng) 2 2線控制動系統(tǒng)線控制動系統(tǒng) 3 3電控懸架系統(tǒng)電控懸架系統(tǒng) 4 4電動空調系統(tǒng)電動空調系統(tǒng)電動汽車技術與原理 第 1 頁 1. 1概述 1. 2 EPS系統(tǒng)的基本組成 1. 3 EPS系統(tǒng)的工作原理 1. 4 電子控制器ECU及其控制策略 1. 5 EPS系統(tǒng)的優(yōu)點電動汽車技術與原理 第 2 頁1電控助力轉向系統(tǒng)電控助力轉向系統(tǒng) 就輪式汽車，改變行駛方向的方法l駕駛員通過專設機構，使汽車轉向橋上車輪相對汽車縱軸線偏轉一定角度。l路面作用于轉向輪向后的反作用力就產(chǎn)生了垂直于車輪的分量，成為汽車轉彎運動的向心力。 汽車直

2、線行駛，轉向輪也會受到路面?zhèn)认蚋蓴_力作用，產(chǎn)生自動偏轉而干擾行駛方向。此時駕駛員也可以利用這一套機構使轉向輪向相反的方向偏轉，從而使汽車恢復原來的行駛方向。 改變或恢復汽車行駛方向的專設機構-汽車轉向系統(tǒng)。電動汽車技術與原理 第 3 頁1. 1 概述轉向盤轉向盤轉向軸轉向軸轉向萬向節(jié)轉向萬向節(jié)轉向器轉向器轉向搖臂轉向搖臂轉向直拉桿轉向直拉桿轉向節(jié)臂轉向節(jié)臂轉向節(jié)轉向節(jié)梯形臂梯形臂橫拉桿橫拉桿轉向梯形轉向梯形l兩轉向輪內轉角兩轉向輪內轉角與外轉與外轉角角之差之差-稱為稱為前展前展。l為了產(chǎn)生前展，將轉向機為了產(chǎn)生前展，將轉向機構設計成構設計成梯形梯形。轉向系相關術語轉向系相關術語轉向中心與轉彎半

3、徑轉向中心與轉彎半徑（1 1）轉向中心：）轉向中心：汽車轉向時，所有車輪軸線都應交汽車轉向時，所有車輪軸線都應交于一點，此交點于一點，此交點o o稱為轉向中心。稱為轉向中心。（2 2）轉彎半徑：）轉彎半徑：由轉向中心由轉向中心o o到外轉向輪與地面接到外轉向輪與地面接觸點距離觸點距離R R稱為汽車的轉彎半徑。稱為汽車的轉彎半徑。轉向梯形與前展轉向梯形與前展Cot=cot+B/L轉向系角傳動比轉向系角傳動比. .轉向器角傳動比轉向器角傳動比i iw1w1 ：轉向盤轉角增量與轉向搖臂轉角的相應增量之比。轉向盤轉角增量與轉向搖臂轉角的相應增量之比。 轉向搖臂轉角增量與轉向盤所在一側的轉向節(jié)的轉角轉向

4、搖臂轉角增量與轉向盤所在一側的轉向節(jié)的轉角相應增量之比。相應增量之比。. .轉向傳動機構傳動比轉向傳動機構傳動比i iw2w2 ：. .轉向系角傳動比轉向系角傳動比i i ：l 轉向系角傳動比越大，轉向越輕便轉向系角傳動比越大，轉向越輕便;l傳動比過大，將導致轉向操縱不夠靈敏。傳動比過大，將導致轉向操縱不夠靈敏。i=ii=iw1 w1 i iw2w2轉向盤自由行程轉向盤自由行程轉向盤在空轉階段中的角行程。轉向盤在空轉階段中的角行程。l自由行程過大，轉向不靈敏。自由行程過大，轉向不靈敏。l自由行程過小，路面沖擊大，駕駛員過度緊張。自由行程過小，路面沖擊大，駕駛員過度緊張。 汽車轉向系統(tǒng)發(fā)展要求l

5、（1）良好的操縱性；操縱輕便靈活 l（2）較高的轉向靈敏度；響應的快慢程度 l（3）轉向車輪的運動規(guī)律正確穩(wěn)定；車輪滾動無滑動 l（4）具有良好的穩(wěn)定操控性；自動回正，直線行駛穩(wěn)定性 l（5）安全可靠性；減輕或避免對駕駛員的傷害 l（6）較小的轉彎半徑。 轉向性能電動汽車技術與原理 第 8 頁1. 1 概述電動汽車技術與原理 第 9 頁 機械轉向不足：機械轉向不足： 無法同時滿足轉向輕便和轉向靈敏無法同時滿足轉向輕便和轉向靈敏 動力轉向優(yōu)點：動力轉向優(yōu)點： 可使轉向即輕便又靈敏，且有緩沖減震作用可使轉向即輕便又靈敏，且有緩沖減震作用 動力轉向分類：動力轉向分類：1. 1 概述液壓動力轉向液壓動

6、力轉向氣壓動力轉向氣壓動力轉向電動動力轉向電動動力轉向機械式電控式傳力介質 動力轉向動力轉向控制方式 電子控制電動助力轉向系統(tǒng) （Electric Power Steering，EPS）l未來轉向系統(tǒng)的發(fā)展方向；l適于在電動汽車中應用的轉向系統(tǒng)；l隨著微機及電動機控制技術的發(fā)展而成熟。 EPS系統(tǒng)組成l傳感器（車速傳感器、轉矩傳感器、轉向角傳感器）l電子控制器ECUl執(zhí)行機構（電動機、電磁離合器、齒輪減速及其傳動件）電動汽車技術與原理 第 10 頁1. 2 EPS系統(tǒng)的基本組成電動汽車技術與原理 第 11 頁輸入信號輸入信號方向盤轉角方向盤轉角方向盤轉動速度方向盤轉動速度車速車速轉向力矩轉向力

7、矩電機轉動速度電機轉動速度主動回正功能主動回正功能助力助力力矩力矩控制單元控制單元EPS系統(tǒng)的功能功能轉向助力功能轉向助力功能直線行駛功能直線行駛功能1. 2 EPS系統(tǒng)的基本組成電子控制電動助力轉向系統(tǒng)的基本組成 用磁性材料構成的定子和轉子可以形成閉合的回來，線圈A、B、C、D分別繞在極靴上，構成一個橋式回路。 轉向軸扭轉變形的扭轉角和轉矩成正比，所以只要測定轉向軸的扭轉角，就可間接知道轉向力的大小。電動汽車技術與原理 第 13 頁轉向力矩傳感器電動助力轉向系統(tǒng)類型 電動助力轉向系統(tǒng)利用電動機作為動力源，根據(jù)車速和轉向參數(shù)，由電子控制單元完成助力控制。 根據(jù)電動機布置位置不同，分為三種類型

8、轉向柱助力式轉向柱助力式EPSEPS的電動機固定在轉向柱的一側，通過的電動機固定在轉向柱的一側，通過減速機構與轉向軸相連，直接驅動轉向軸助力轉向。減速機構與轉向軸相連，直接驅動轉向軸助力轉向。 齒輪助力式齒輪助力式EPSEPS的電動機和減速機構和小齒輪相連，直的電動機和減速機構和小齒輪相連，直接驅動轉向齒輪，實現(xiàn)助力轉向。接驅動轉向齒輪，實現(xiàn)助力轉向。 齒條助力式齒條助力式EPSEPS的電動機和減速機構直接驅動齒條提供的電動機和減速機構直接驅動齒條提供助力。助力。電動助力轉向系統(tǒng)類型電動汽車技術與原理 第 15 頁1. 3 1. 3 EPS系統(tǒng)的工作原理 當操縱方向盤時，轉矩傳感器產(chǎn)生與輸入轉

9、向力矩相對應的電壓信號，該信號與車速信號同時輸入ECU。 由ECU中的微機系統(tǒng)運算處理后，確定其助力轉矩的大小和方向，即選定電動機的驅動電流和方向，調整轉向的輔助動力。 電動機的轉矩通過電磁離合器輸出，再經(jīng)減速機構減速增扭后，加在汽車的轉向機構上，使之得到一個與工況相適應的轉向作用力。電動汽車技術與原理 第 16 頁轉向力矩傳感器轉向力矩傳感器電機電機控制單元控制單元驅動小齒輪轉向小齒輪轉向齒條轉向柱方向盤轉角傳感器大眾“雙齒輪”電動助力轉向系統(tǒng)示意圖司機旋轉方向盤方向盤轉角傳感器將方向盤轉動角度、轉速傳給控制單元轉向小齒輪旋轉轉向力矩傳感器將計算出的轉向力傳給控制單元?？刂茊卧ぷ鞲鶕?jù)轉向力

10、、車速、方向盤轉角、方向盤轉速以及存儲在控制單元中的特性曲線圖，計算出必要的助力力矩控制電機開始工作電機驅動的第二個小齒輪驅動轉向齒條產(chǎn)生助力大眾“雙齒輪”電動助力轉向系統(tǒng)電動汽車技術與原理 第 19 頁1. 4 電子控制器ECU及其控制策略電子控制器ECU的基本組成l包括RAM、ROM、單片機及與其相應的外圍接口電路。l外圍接口電路主要包括： 整形放大輸入接口電路 A/D轉換器、D/A轉換器 電流控制電路、驅動電路 故障診斷輸出、穩(wěn)壓電源 電動汽車技術與原理 第 20 頁1. 4 電子控制器ECU及其控制策略電子控制器ECU的工作原理l轉向時，轉向轉矩、轉向角和車速信號整形放大，通過A/D轉

11、換輸入到微處理器CPU。lCPU根據(jù)這些信號計算出助力轉矩、電流，把電流命令值通過D/A輸入電流控制電路。l電流控制電路把電流命令值同電流實際值比較，產(chǎn)生差值信號，該信號被送到電動機驅動電路。同時CPU控制電動機驅動電路輸出決定電動機轉動方向的信號。l電動機按其要求電流值和轉向提供轉向機構相應助力。電子控制器ECU的基本組成框圖 EPS電機正反轉控制電路la1a1和和a2a2端為觸發(fā)信號端，端為觸發(fā)信號端，用以觸發(fā)電動機產(chǎn)生正用以觸發(fā)電動機產(chǎn)生正反轉。反轉。l控制觸發(fā)信號端電流的大小，就可以控制電動機通過電流的大小。電動汽車技術與原理 第 22 頁電動汽車技術與原理 第 23 頁助力電動機電流

12、的控制邏輯GOLF2004轉向助力特性圖重車輕車1. 5 1. 5 EPS系統(tǒng)的優(yōu)點 調整簡單、控制靈活。 低速停車獲得較大轉向助力。高速時消減路面不平對轉向輪沖擊傳到方向盤造成的“打手”現(xiàn)象。 高速行駛時，要求助力系統(tǒng)能對轉向系統(tǒng)有一種“反向”助力，即適當增加轉向系統(tǒng)的阻尼。傳統(tǒng)的液壓或氣壓動力轉向系統(tǒng)很難做到，而EPS系統(tǒng)利用電動機特性即可實現(xiàn)。 電機只需在要求轉向時運行，節(jié)省能源消耗。結構緊湊，一般要比同規(guī)格的液壓式動力轉向系統(tǒng)輕25%。 EPS系統(tǒng)有助于四輪轉向的實現(xiàn)，促進車輛懸架系統(tǒng)發(fā)展。電動汽車技術與原理 第 25 頁返回 分類l電子液壓式制動系統(tǒng) （Electro Hydraul

13、ic Braking，EHB）l電子機械式制動系統(tǒng) （Electro Mechanical Braking，EMB） 電動汽車技術與原理 第 26 頁2 線控制動系統(tǒng)EHB EHB 將電子與液壓系統(tǒng)相結合所形成的制動系統(tǒng)。由電子系將電子與液壓系統(tǒng)相結合所形成的制動系統(tǒng)。由電子系統(tǒng)提供控制，液壓系統(tǒng)提供動力。統(tǒng)提供控制，液壓系統(tǒng)提供動力。EMB EMB 將傳統(tǒng)制動系統(tǒng)中的液壓油或空氣等傳力介質完全由電將傳統(tǒng)制動系統(tǒng)中的液壓油或空氣等傳力介質完全由電制動取代，是制動控制系統(tǒng)發(fā)展方向。制動取代，是制動控制系統(tǒng)發(fā)展方向。 電子液壓式制動系統(tǒng)l組成u 制動踏板u 電子控制器u 液壓控制單元HCU （電機

14、、液壓泵、高壓蓄能器、方向控制閥等）u 傳感器 （輪速、壓力、溫度傳感器） 電動汽車技術與原理 第 27 頁2 線控制動系統(tǒng) 電子液壓式制動系統(tǒng)l原理u位移傳感器將駕駛員踩下制動踏板的運動速度和踏板的行程信號傳送到電子控制器；u電子控制器再將這些信號與輪速傳感器、壓力傳感器進行比較，判斷出駕駛員的意圖和汽車當前狀態(tài)，判斷制動屬常規(guī)制動還是控制制動。u若是常規(guī)制動，則電子控制器不給液壓控制單元控制信號。人力作用,制動主缸向制動輪缸傳遞壓力.u若是控制制動，電子控制器向液壓控制單元發(fā)出控制信號，制動輪缸的高壓制動液由液壓控制單元中的泵和高壓蓄能器直接提供，縮短制動系統(tǒng)的反應時間，減少緊急制動制動距

15、離。 電動汽車技術與原理 第 28 頁2 線控制動系統(tǒng) 電子機械式制動系統(tǒng)l組成u電子踏板模塊 （位移傳感器和力傳感器）u傳感器組 （車輪轉速傳感器、方向盤轉角傳感器、偏航角度傳感器、加速度傳感器等）u電子控制單元ECUu4個獨立的電機制動模塊EMBu電源模塊u通信網(wǎng)絡電動汽車技術與原理 第 29 頁2 線控制動系統(tǒng)電動汽車技術與原理 第 30 頁汽車線控制動系統(tǒng)結構簡圖一 1-車輪轉速傳感器 2-踏板傳感器 3-電子控制單元 4-電機制動模塊 5-電源 6-通信網(wǎng)絡汽車線控制動系統(tǒng)結構簡圖二 電動汽車技術與原理 第 32 頁車輪制動模塊 電子機械式制動系統(tǒng)l原理u當駕駛員踩下制動踏板后，傳感

16、器檢測出制動動作和踏板力，經(jīng)車載網(wǎng)絡傳給ECU；uECU結合其它傳感器信號計算出最佳制動力，輸出到4個車輪上的獨立制動模塊；u通過它提供適當?shù)目刂屏拷o電機執(zhí)行器，使其完成必要的轉矩響應，從而控制制動器實現(xiàn)制動。u線控制動系統(tǒng)還能根據(jù)路面狀況、車速和車載質量等信息有效控制制動距離，并能對駕駛員的動作意圖做出反應。電動汽車技術與原理 第 33 頁2 線控制動系統(tǒng)返回 3. 1概述 3. 2電控懸架系統(tǒng)的功能 3. 3電控懸架系統(tǒng)分類 3. 4全主動式電控懸架系統(tǒng)電動汽車技術與原理 第 34 頁3 電控懸架系統(tǒng) 汽車懸架是指車身（或車架）與車輪（或車橋）之間的一切傳動連接裝置的總稱。 其功用是把路面

17、作用于車輪上的垂直反力（支承力），縱向反力（牽引力和制動力）和側向反力以及這些反力所形成的轉矩傳遞到車身上，并緩和其沖擊，吸收來自車輪振動的能量，在汽車啟動與制動時，抑制車身的俯仰，在轉向時承受來自車身的側傾力。電動汽車技術與原理 第 35 頁3. 1 概述使車輛具有良好的乘坐舒適性、平順性和行駛穩(wěn)定性。使車輛具有良好的乘坐舒適性、平順性和行駛穩(wěn)定性。彈性元件彈性元件縱向推力桿縱向推力桿阻尼元件阻尼元件橫向穩(wěn)定桿橫向穩(wěn)定桿橫向推力桿橫向推力桿懸架的組成懸架的組成 彈性元件、阻尼元件（減振器）彈性元件、阻尼元件（減振器） 、導向桿系三部分組成、導向桿系三部分組成，在一些車輛上還要加裝橫向穩(wěn)定器。

18、，在一些車輛上還要加裝橫向穩(wěn)定器。使車架與車橋的連接具有彈性，吸收、緩和路面沖擊和振動。使車架與車橋的連接具有彈性，吸收、緩和路面沖擊和振動。導向桿系：導向桿系：約束車輪按一定的軌跡運動，承受并傳遞各方向的力和力矩。約束車輪按一定的軌跡運動，承受并傳遞各方向的力和力矩。衰減彈性元件的振動，吸收并散發(fā)振動能量。衰減彈性元件的振動，吸收并散發(fā)振動能量。在汽車轉向時，減小車身的傾斜和橫向角振動。在汽車轉向時，減小車身的傾斜和橫向角振動。懸架系統(tǒng)的自然振動頻率懸架系統(tǒng)的自然振動頻率懸架的垂直變形。懸架的簧載質量；懸架剛度；其中：fMKfgMKn2121 由懸架剛度和簧載質量所決定的汽車自然振動頻率（振

19、動由懸架剛度和簧載質量所決定的汽車自然振動頻率（振動系統(tǒng)的固有頻率），一般稱之為車輛的偏頻（車身上下運動的系統(tǒng)的固有頻率），一般稱之為車輛的偏頻（車身上下運動的頻率）。其取值范圍一般在頻率）。其取值范圍一般在11.6Hz之間（步行時人體上下運之間（步行時人體上下運動的頻率）。動的頻率）。 簧載質量一定，懸架剛度越小，偏頻越小?；奢d質量一定，懸架剛度越小，偏頻越小。懸架剛度一定，簧載質量越大，偏頻越小。懸架剛度一定，簧載質量越大，偏頻越小。 因為車輛的載荷一直是變化的，因此需要懸架的彈簧因為車輛的載荷一直是變化的，因此需要懸架的彈簧具有變剛度特性，以保證車輛在不同的載荷情況下具有相具有變剛度特性

20、，以保證車輛在不同的載荷情況下具有相當?shù)男旭偲巾樞?。當?shù)男旭偲巾樞浴ｋ妱悠嚰夹g與原理 第 38 頁2.4 2.4 氣體彈簧氣體彈簧由夾有簾線的橡膠氣囊和密閉在其由夾有簾線的橡膠氣囊和密閉在其中的壓縮空氣做成。中的壓縮空氣做成。由橡膠膜片和金屬壓制件組成由橡膠膜片和金屬壓制件組成質量比其他彈簧小，壽命相對較長，但高度尺寸大，適合于在質量比其他彈簧小，壽命相對較長，但高度尺寸大，適合于在大型車上布置。大型車上布置?？諝鈴椈煽諝鈴椈呻妱悠嚰夹g與原理 第 39 頁空氣彈簧，剛度可變，調整車身高度。空氣彈簧，剛度可變，調整車身高度。空氣彈簧空氣彈簧 傳統(tǒng)的懸架系統(tǒng)彈簧剛度、減振器阻尼不能隨路面狀況和

21、車速的傳統(tǒng)的懸架系統(tǒng)彈簧剛度、減振器阻尼不能隨路面狀況和車速的變化而調整，舒適性較差，變化而調整，舒適性較差， 無法滿足行駛平順性操縱穩(wěn)定性的要求，只能根據(jù)車輛的功用選無法滿足行駛平順性操縱穩(wěn)定性的要求，只能根據(jù)車輛的功用選擇一種最優(yōu)折衷。擇一種最優(yōu)折衷。l轎車的懸架相對偏軟，在平坦路面行駛時，比較舒適，但轎車的懸架相對偏軟，在平坦路面行駛時，比較舒適，但高速行駛或在起伏路面行駛時，操縱穩(wěn)定性較差，懸架變高速行駛或在起伏路面行駛時，操縱穩(wěn)定性較差，懸架變形量也較大；形量也較大；l載貨車懸架較硬，滿載時行駛，車身振動較小，但空載或載貨車懸架較硬，滿載時行駛，車身振動較小，但空載或輕載時，高速行駛

22、振動較大，平順性較差。輕載時，高速行駛振動較大，平順性較差。電動汽車技術與原理 第 40 頁傳統(tǒng)的懸架的不足傳統(tǒng)的懸架的不足3. 23. 2 電控懸架系統(tǒng)的功能 （1）剛度調節(jié)功能。 懸架剛度主要根據(jù)車速、路況、車身姿態(tài)來控制。 （2）阻尼調節(jié)功能。 通過調節(jié)減振器阻尼改變懸架較“柔軟”或更“堅硬”的狀態(tài)。 （3）車體高度調節(jié)功能。 通過對懸架高度的控制，使車輛負載在規(guī)定范圍內變 化時保證車高一定，以減小汽車在轉彎時產(chǎn)生側傾。電動汽車技術與原理 第 41 頁 按控制方式l 機械控制式l 電子控制式 按功能l 半主動懸架l 慢主動懸架l 全主動懸架電動汽車技術與原理 第 42 頁3. 3 電控懸

23、架系統(tǒng)分類)()()()()(0btbbtbbbbtbbtbttttxxCxxKxMxxCxxKxxKxM 電動汽車技術與原理 第 43 頁被動懸架電動汽車技術與原理 第 44 頁主動懸架全主動慢主動電動汽車技術與原理 第 45 頁半主動懸架 電控懸架主要形式l電控變高度空氣懸架系統(tǒng)l電控變剛度空氣懸架系統(tǒng)l電控變阻尼減振器懸架系統(tǒng)l電控變高度-變剛度空氣彈簧懸架系統(tǒng)l電控變高度-變剛度空氣彈簧-變阻尼減振器懸架系統(tǒng)電動汽車技術與原理 第 46 頁3. 3 電控懸架系統(tǒng)分類1. 主動懸架系統(tǒng)優(yōu)點l（1）載荷變化時，自動維持車身高度，保證車身平穩(wěn)；l（2）懸架剛度可設計小些，車身固有頻率70次/

24、分左右；l（3）避免緊急制動時，后輪制動失靈；l（4）使車輪與地面一直保持良好接觸，因而附著力穩(wěn)定；l（5）調整懸架剛度和阻尼，消除惡性振動沖擊，提高壽命。電動汽車技術與原理 第 47 頁3. 4 全主動式電控懸架系統(tǒng)2. 全主動式電控懸架系統(tǒng)控制原理l方向盤轉角信號間接地把汽車轉向程度信息送給ECU；l加速度傳感器的作用就是把加速踏板的加速動作信號送給ECU；l制動壓力傳感器也就是制動踏板上的制動力信號送給ECUl車速傳感器將車速信號送給ECU，ECU利用該信號與方向盤轉角信號，計算車身傾斜程度；電動汽車技術與原理 第 48 頁3. 4 全主動式電控懸架系統(tǒng)信息檢測 2. 全主動式電控懸架系

25、統(tǒng)控制原理l車身高度傳感器有前左、前右、后左、后右四個p分別位于相應懸架上，用來測量車身與車輪相對高度，p其變化頻率和幅度反映車身平順性信息，用于車高調節(jié)；l車門傳感器是為防止行車過程中車門未關閉而設置的；l模式選擇開關位于駕駛室儀表盤上，由駕駛員選擇p按需要可有“軟”和“硬”兩種控制模式p每種模式下按剛度和阻尼的大小依次有低、中、高三種狀態(tài)，由ECU來決定。電動汽車技術與原理 第 49 頁3. 4 全主動式電控懸架系統(tǒng)信息檢測電動汽車技術與原理 第 50 頁傳感器名稱傳感器名稱傳感器用途傳感器用途加速度傳感器加速度傳感器 檢測車身振動，反映汽車行駛的路面狀況車身高度傳感器車身高度傳感器 檢測

26、車身相對車橋位移，反映車身平順性和車身高度車速傳感器車速傳感器 檢測車輪轉速，反映車速和用于計算車身側傾程度轉向盤轉角轉向盤轉角傳感器傳感器 檢測轉向盤轉角，用于計算車身側傾程度車門傳感器車門傳感器 檢測車門的開關狀態(tài)制動燈開關制動燈開關 檢測制動燈電路的通斷，提供汽車制動信號模式選擇開關模式選擇開關 可供駕駛員手動選擇“軟”或“硬”兩種模式電控懸架傳感器類型及用途2. 全主動式電控懸架系統(tǒng)控制原理l剛度與阻尼調節(jié)p懸架ECU根據(jù)模式選擇開關、各傳感器信息，計算并與設定值進行比較后發(fā)出控制信號使執(zhí)行器工作，p帶動減振器的阻尼調節(jié)桿和回轉閥轉動來調節(jié)減振器阻尼力的大小p帶動空氣彈簧氣壓缸的氣閥控

27、制桿旋轉，從而改變懸架彈簧的剛度。電動汽車技術與原理 第 51 頁3. 4 全主動式電控懸架系統(tǒng)控制目標2. 全主動式電控懸架系統(tǒng)控制原理l高度調節(jié)p由ECU根據(jù)高度控制開關開關，車身高度傳感器信息，經(jīng)過計算并與設定值進行比較后發(fā)出控制信號；p使空氣壓縮機工作，給空氣彈簧充氣來提高車身高度；p或使排氣電磁閥通電，打開電磁閥使空氣彈簧排氣來降低車身高度。電動汽車技術與原理 第 52 頁3. 4 全主動式電控懸架系統(tǒng)控制目標電動汽車技術與原理 第 53 頁3. 4 全主動式電控懸架系統(tǒng)2. 全主動式電控懸架系統(tǒng)控制原理主動式空氣懸架電子控制系統(tǒng)結構原理圖 凌志LS400乘用車懸架控制開關 控制開關

28、由LRC開關和高度控制開關組成； 裝在中央控制板的靠近駕駛座換檔桿指示燈處； LRC開關用于選擇減振器和空氣彈簧的工作模式； NORMAL 或 SPORT HEIGHT高度控制開關用于選擇車身高度； NORMAL 或 HIGH電動汽車技術與原理 第 55 頁LRCLexus Riding Control阻尼模式選擇開關開關位置阻尼力軟硬乘坐舒適操縱穩(wěn)定LRC開關HEIGHT控制開關開關位置車身高度高車身高度控制開關低車身高度傳感器 安裝在車身與車橋之間，用來檢測車身高度的變化和因道路不平而引起的懸架位移量，并將其轉化電信號傳送給懸架ECU。 ECU根據(jù)輸入的信號，控制空氣壓縮機工作或排氣閥的開

29、啟，以增加或減少空氣懸架主氣室中的空氣量，保持車身高度為需求值。 車身高度傳感器有光電式和霍爾式兩種。電動汽車技術與原理 第 58 頁 由4對遮光器和圓盤組成。每對遮光器又由發(fā)光二極管和光敏晶體管組成。 開有槽的圓盤與轉軸一起旋轉，轉軸通過連桿與懸架的擺臂相連。圓盤裝在遮光器的發(fā)光二極管和光敏晶體管之間。電動汽車技術與原理 第 59 頁光電式車身高度傳感器產(chǎn)生“通”信號產(chǎn)生“斷”信號高度傳感器的安裝 電動汽車技術與原理 第 60 頁懸架控制執(zhí)行器 調節(jié)減振器阻尼力和彈簧剛度 安裝在空氣彈簧與減振器總成的上部 由驅動電機、傳動齒輪、小齒輪和兩根輸出軸組成電動汽車技術與原理 第 61 頁懸架控制執(zhí)

30、行器 兩根輸出軸分別驅動減振器回轉閥控制桿和空氣彈簧空氣閥控制桿。 減振器回轉閥在控制桿的帶動下旋轉，當回轉閥轉角發(fā)生變化時，減振器的阻尼力隨之發(fā)生變化。 空氣彈簧空氣閥在控制桿的驅動下，打開或關閉空氣彈簧氣室與高度控制閥的通道，使壓縮空氣進入或排出，從而改變空氣彈簧的剛度及車身高度。電動汽車技術與原理 第 62 頁電控懸架的氣源裝置 氣源裝置由直流電動機、單缸空氣壓縮機、干燥器和排氣閥等組成。 直流電動機由懸架ECU控制,驅動空氣壓縮機產(chǎn)生壓縮空氣。壓縮空氣在進入空氣管路之前 要經(jīng)過干燥器去除水分。 排氣閥可將空氣彈簧中的壓縮空氣排至大氣中?？諝鈴椈膳艢鈺r也通過干燥器，以保持化學干燥劑的干燥

31、。電動汽車技術與原理 第 63 頁高度控制閥和排氣閥 由電磁線圈、柱塞、活動鐵芯等組成 兩者的功用都是用來調節(jié)車身高度和空氣彈簧的剛度,區(qū)別在于安 裝位置不同。 高度控制閥有4個,安裝在空氣管和空氣彈簧氣室之間,控制壓縮空氣的通斷。 排氣閥只有1個,安裝在空氣管與大氣之間,控制壓縮空氣與大氣的通斷。電動汽車技術與原理 第 64 頁電磁閥來自壓縮機至氣動缸電動汽車技術與原理 第 65 頁 2. 全主動式電控懸架系統(tǒng)控制原理l電控懸架系統(tǒng)按其控制功能u（1）車速路面感應控制u（2）車身姿勢控制u（3）車身高度控制電動汽車技術與原理 第 66 頁3. 4 全主動式電控懸架系統(tǒng)l（1 1）車速與路面感

32、應控制）車速與路面感應控制p根據(jù)車速與路面的變化來改變懸架的剛度和阻尼。根據(jù)車速與路面的變化來改變懸架的剛度和阻尼。p通過模式選擇開關來選擇通過模式選擇開關來選擇“軟軟” ” 或或“硬硬” ” 這兩種模式。這兩種模式。p在這兩種模式中，又按剛度和阻尼的大小分為低（軟）、在這兩種模式中，又按剛度和阻尼的大小分為低（軟）、 中中（標準）、（標準）、 高（硬）三種狀態(tài)。高（硬）三種狀態(tài)。電動汽車技術與原理 第 67 頁3. 4 全主動式電控懸架系統(tǒng) 當車速高時，提高彈簧剛度和減振器阻尼力，以提高汽車高速行駛時的操縱穩(wěn)定性。 當前輪遇到突起時，減小后輪懸架彈簧剛度和減振器阻尼力，以減小車身的振動和沖擊

33、。 當路面差時，提高彈簧剛度和減振器阻尼力，以抑制車身的振動。電動汽車技術與原理 第 68 頁車速與路面感應控制車速與路面感應控制l（2 2） 車身姿態(tài)控制車身姿態(tài)控制p在汽車車速突然改變及轉向等情況下，控制器對懸架的剛度和在汽車車速突然改變及轉向等情況下，控制器對懸架的剛度和阻尼實施控制；阻尼實施控制；p抑制車身的過度擺動，從而確保車輛乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性。抑制車身的過度擺動，從而確保車輛乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性。p包括轉向車身側傾控制、制動車身點頭控制和起步車身俯仰控包括轉向車身側傾控制、制動車身點頭控制和起步車身俯仰控制。制。電動汽車技術與原理 第 69 頁3. 4 全主動式電控懸架系統(tǒng)

34、車身姿態(tài)控制車身姿態(tài)控制 轉向車身側傾控制轉向車身側傾控制電動汽車技術與原理 第 70 頁緊急轉向，將內側車輪處懸架阻尼和剛度調高緊急轉向，將內側車輪處懸架阻尼和剛度調高車身姿態(tài)控制車身姿態(tài)控制 制動點頭控制制動點頭控制 車速高于車速高于60km/h 60km/h ，緊急制動，將前懸架阻尼和剛度調，緊急制動，將前懸架阻尼和剛度調高高電動汽車技術與原理 第 71 頁車身姿態(tài)控制車身姿態(tài)控制起步車身后仰起步車身后仰 車速較低車速較低(20km/h)(20km/h)，急加速，將后懸架阻尼和剛度，急加速，將后懸架阻尼和剛度調高調高電動汽車技術與原理 第 72 頁l（3 3） 車身高度控制車身高度控制p在汽車行駛車速和路面變化時，控制器對懸架輸出控制信號，調整車在汽車行駛車速和路面變化時，控制器對懸架輸出控制信號，調整車身的高度，確保汽車行駛的穩(wěn)定性和通過性；身的高度，確保汽車行駛的穩(wěn)定性和通過性；p分分“標準標準”模式和模式和“高高”模式兩種情況，在每種模式中又分模式兩種情況，在每種模式中又分“低低”、“中中”、“高高” ” 三種狀態(tài)。三種狀態(tài)。p包括高速感應控制和連續(xù)壞路面行駛控制等。包括高速感應控制和連續(xù)壞路面行駛控制等。電動汽車技術與原理 第 73 頁3. 4 全主動式電控懸架系統(tǒng)空氣懸架高度調節(jié)空氣懸架高度調節(jié)高速感