汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與維修第2版8汽車電子控制懸架系統(tǒng)ppt課件

1、第八章第八章 汽車電子控制懸架系統(tǒng)汽車電子控制懸架系統(tǒng) 第一節(jié)第一節(jié) 電子控制懸架系統(tǒng)的組成電子控制懸架系統(tǒng)的組成第二節(jié)第二節(jié) 電子控制變高度懸架系統(tǒng)電子控制變高度懸架系統(tǒng) 第三節(jié)第三節(jié) 電子控制變剛度懸架系統(tǒng)電子控制變剛度懸架系統(tǒng)第四節(jié)第四節(jié) 電子控制變阻尼懸架系統(tǒng)電子控制變阻尼懸架系統(tǒng)第五節(jié)第五節(jié) 變高度變剛度變阻尼懸架系統(tǒng)變高度變剛度變阻尼懸架系統(tǒng) 第一節(jié)第一節(jié) 電子控制懸架系統(tǒng)的組成電子控制懸架系統(tǒng)的組成 一、一、 電子控制懸架系統(tǒng)的功用電子控制懸架系統(tǒng)的功用電子控制懸架系統(tǒng)的功用是：在汽車行駛電子控制懸架系統(tǒng)的功用是：在汽車行駛路面、行駛速度和載荷變化時，自動調(diào)節(jié)路面、行駛速度和載荷

2、變化時，自動調(diào)節(jié)車身高度、懸架剛度和減振器阻尼的大小，車身高度、懸架剛度和減振器阻尼的大小，從而改善汽車的行駛平順性從而改善汽車的行駛平順性(即乘坐舒適即乘坐舒適性性)。二、二、 電子控制懸架系統(tǒng)的組成電子控制懸架系統(tǒng)的組成電子控制懸架系統(tǒng)主要由前車身高度傳感電子控制懸架系統(tǒng)主要由前車身高度傳感器、后車身高度傳感器、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)器、后車身高度傳感器、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)角傳感器、節(jié)氣門位置傳感器和車速傳感角傳感器、節(jié)氣門位置傳感器和車速傳感器、控制開關(guān)、電子調(diào)節(jié)懸架電控單元器、控制開關(guān)、電子調(diào)節(jié)懸架電控單元(EMS ECU)和執(zhí)行器組成。和執(zhí)行器組成。 下一頁第一節(jié)第一節(jié) 電子控制懸架系統(tǒng)的組成電

3、子控制懸架系統(tǒng)的組成三、三、 電子控制懸架系統(tǒng)的分類電子控制懸架系統(tǒng)的分類根據(jù)電子控制懸架系統(tǒng)的功能不同，目前根據(jù)電子控制懸架系統(tǒng)的功能不同，目前采用的電子控制懸架系統(tǒng)主要有以下幾種采用的電子控制懸架系統(tǒng)主要有以下幾種類型：類型：(1) 電子控制變高度空氣彈簧懸架系統(tǒng)；電子控制變高度空氣彈簧懸架系統(tǒng)；(2) 電子控制變剛度空氣彈簧懸架系統(tǒng)；電子控制變剛度空氣彈簧懸架系統(tǒng)；(3) 電子控制變阻尼減振器懸架系統(tǒng)；電子控制變阻尼減振器懸架系統(tǒng)；(4) 電子控制變高度與變剛度空氣彈簧懸電子控制變高度與變剛度空氣彈簧懸架系統(tǒng)；架系統(tǒng)；(5) 電子控制變高度、變剛度空氣彈簧與電子控制變高度、變剛度空氣彈簧

4、與變阻尼減振器懸架系統(tǒng)。變阻尼減振器懸架系統(tǒng)。返回上一頁第二節(jié)第二節(jié) 電子控制變高度懸架系統(tǒng)電子控制變高度懸架系統(tǒng) 一、一、 變高度控制懸架系統(tǒng)的組成變高度控制懸架系統(tǒng)的組成車身高度控制系統(tǒng)的主要功用是當(dāng)車內(nèi)乘車身高度控制系統(tǒng)的主要功用是當(dāng)車內(nèi)乘員或載荷變化時，自動調(diào)節(jié)車身高度，使員或載荷變化時，自動調(diào)節(jié)車身高度，使汽車行駛姿態(tài)穩(wěn)定，從而提高乘坐舒適性。汽車行駛姿態(tài)穩(wěn)定，從而提高乘坐舒適性。車身高度控制系統(tǒng)分為兩大類型，一類是車身高度控制系統(tǒng)分為兩大類型，一類是僅對兩個后輪懸架進行控制；另一類是對僅對兩個后輪懸架進行控制；另一類是對全部四個車輪的懸架進行高度控制。兩種全部四個車輪的懸架進行高度

5、控制。兩種類型的控制原理基本相同。類型的控制原理基本相同。目前，汽車普遍采用的車身高度控制系統(tǒng)目前，汽車普遍采用的車身高度控制系統(tǒng)組成簡圖如圖組成簡圖如圖8-2所示，由所示，由4只高度傳感只高度傳感器器(每個減振器下面各設(shè)每個減振器下面各設(shè)1只只)、控制開關(guān)、控制開關(guān)、電控單元電控單元EMS ECU、高度調(diào)節(jié)執(zhí)行器等、高度調(diào)節(jié)執(zhí)行器等組成。組成。 下一頁圖圖8-2 車身高度控制系統(tǒng)組成簡圖車身高度控制系統(tǒng)組成簡圖返回第二節(jié)第二節(jié) 電子控制變高度懸架系統(tǒng)電子控制變高度懸架系統(tǒng)二、二、 變高度控制懸架系統(tǒng)的控制過程變高度控制懸架系統(tǒng)的控制過程變高度控制懸架系統(tǒng)在汽車乘員或載荷變變高度控制懸架系統(tǒng)在

6、汽車乘員或載荷變化時，能夠自動調(diào)節(jié)車身高度。當(dāng)乘員或化時，能夠自動調(diào)節(jié)車身高度。當(dāng)乘員或載荷增加時，系統(tǒng)將自動調(diào)高車身高度；載荷增加時，系統(tǒng)將自動調(diào)高車身高度；反之，當(dāng)乘員或載荷減小時，系統(tǒng)將自動反之，當(dāng)乘員或載荷減小時，系統(tǒng)將自動調(diào)低車身高度。變高度控制懸架系統(tǒng)的控調(diào)低車身高度。變高度控制懸架系統(tǒng)的控制過程如圖制過程如圖8-3所示。所示。1 車身高度不變時懸架系統(tǒng)的控制過程車身高度不變時懸架系統(tǒng)的控制過程 2 車身高度降低時懸架系統(tǒng)的控制過程車身高度降低時懸架系統(tǒng)的控制過程3 車身高度升高時懸架系統(tǒng)的控制過程車身高度升高時懸架系統(tǒng)的控制過程4 系統(tǒng)保護措施系統(tǒng)保護措施返回上一頁圖圖8-3 車

7、身高度控制原理車身高度控制原理返回第三節(jié)第三節(jié) 電子控制變剛度懸架系統(tǒng)電子控制變剛度懸架系統(tǒng) 一、一、 變剛度懸架系統(tǒng)的組成變剛度懸架系統(tǒng)的組成變剛度空氣彈簧懸架系統(tǒng)也是由高度傳感變剛度空氣彈簧懸架系統(tǒng)也是由高度傳感器、控制開關(guān)、電控單元器、控制開關(guān)、電控單元EMS ECU、剛、剛度調(diào)節(jié)執(zhí)行器度調(diào)節(jié)執(zhí)行器(氣壓缸、高度控制電磁閥、氣壓缸、高度控制電磁閥、空氣壓縮機、干燥器和空氣管路空氣壓縮機、干燥器和空氣管路)等組成。等組成。 二、二、 空氣彈簧懸架剛度的調(diào)節(jié)原理空氣彈簧懸架剛度的調(diào)節(jié)原理在汽車行駛過程中，為了防止或抑制車身在汽車行駛過程中，為了防止或抑制車身出現(xiàn)出現(xiàn)“點頭點頭”、“側(cè)傾側(cè)傾”

8、、“后坐等現(xiàn)后坐等現(xiàn)象，需要調(diào)節(jié)相應(yīng)懸架的高度和減振器的象，需要調(diào)節(jié)相應(yīng)懸架的高度和減振器的阻尼。阻尼。 空氣彈簧懸架剛度的調(diào)節(jié)原理如圖空氣彈簧懸架剛度的調(diào)節(jié)原理如圖8-5所所示，在主氣壓腔與輔氣壓腔之間的氣閥閥示，在主氣壓腔與輔氣壓腔之間的氣閥閥體上設(shè)有大小兩個通道。氣閥控制桿由步體上設(shè)有大小兩個通道。氣閥控制桿由步進電機驅(qū)動，控制桿轉(zhuǎn)動時，閥芯隨之轉(zhuǎn)進電機驅(qū)動，控制桿轉(zhuǎn)動時，閥芯隨之轉(zhuǎn)動。動。 返回圖圖8-5 空氣彈簧懸架剛度調(diào)節(jié)原理空氣彈簧懸架剛度調(diào)節(jié)原理 返回第四節(jié)第四節(jié) 電子控制變阻尼懸架系統(tǒng)電子控制變阻尼懸架系統(tǒng) 一、一、 變阻尼懸架系統(tǒng)的組成變阻尼懸架系統(tǒng)的組成 豐田公司采用的變

9、阻尼電子控制懸架系統(tǒng)如豐田公司采用的變阻尼電子控制懸架系統(tǒng)如圖圖8-6所示，由車速傳感器、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角所示，由車速傳感器、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)動方向傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、與轉(zhuǎn)動方向傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、減振器工作模式選擇開關(guān)、制動燈開關(guān)、減振器工作模式選擇開關(guān)、制動燈開關(guān)、空擋啟動開關(guān)、電控單元和阻尼調(diào)節(jié)執(zhí)行空擋啟動開關(guān)、電控單元和阻尼調(diào)節(jié)執(zhí)行器等組成。器等組成。變阻尼懸架系統(tǒng)采用的控制方式分為以下三變阻尼懸架系統(tǒng)采用的控制方式分為以下三種：種：(1) 根據(jù)汽車行駛狀況進行控制；根據(jù)汽車行駛狀況進行控制；(2) 根據(jù)駕駛員選擇的運行模式進行控制；根據(jù)駕駛員選擇的運行模式進行控制；(3) 根據(jù)汽

10、車行駛狀況和駕駛員選擇的運行根據(jù)汽車行駛狀況和駕駛員選擇的運行模式進行控制。模式進行控制。 下一頁圖圖8-6 豐田汽車變阻尼懸架系統(tǒng)豐田汽車變阻尼懸架系統(tǒng) 返回第四節(jié)第四節(jié) 電子控制變阻尼懸架系統(tǒng)電子控制變阻尼懸架系統(tǒng)二、二、 減振器阻尼控制機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點減振器阻尼控制機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點1 運行模式選擇開關(guān)運行模式選擇開關(guān)電子控制懸架系統(tǒng)減振器阻尼的工作模式電子控制懸架系統(tǒng)減振器阻尼的工作模式選擇開關(guān)又稱為運行模式選擇開關(guān)，用于選擇開關(guān)又稱為運行模式選擇開關(guān)，用于選擇減振器阻尼的工作模式。駕駛員選擇選擇減振器阻尼的工作模式。駕駛員選擇的工作模式不同，減振器阻尼的狀態(tài)也不的工作模式不同，減振器阻尼的

11、狀態(tài)也不相同。減振器阻尼的狀態(tài)一般設(shè)有相同。減振器阻尼的狀態(tài)一般設(shè)有“規(guī)規(guī)范范”、“中等硬度和中等硬度和“堅硬三種。堅硬三種。在以下條件時，控制單元將自動使減振器在以下條件時，控制單元將自動使減振器從從“柔軟或柔軟或“中等硬度變?yōu)橹械扔捕茸優(yōu)椤皥杂矆杂矤顟B(tài)工作：狀態(tài)工作：(1) 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)向傳感器顯示汽車急轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)向傳感器顯示汽車急轉(zhuǎn)彎時；彎時；(2) 車速傳感器和節(jié)氣門位置傳感器顯示車速傳感器和節(jié)氣門位置傳感器顯示汽車在低于汽車在低于20 km/h的速度下急加速時；的速度下急加速時；下一頁上一頁第四節(jié)第四節(jié) 電子控制變阻尼懸架系統(tǒng)電子控制變阻尼懸架系統(tǒng)(3) 車速傳感器和制動燈開關(guān)顯

12、示汽車在高于車速傳感器和制動燈開關(guān)顯示汽車在高于60 km/h的的速度下制動時；速度下制動時；(4) 車速傳感器和空擋啟動開關(guān)顯示汽車在低于車速傳感器和空擋啟動開關(guān)顯示汽車在低于10 km/h的速度下，自動變速器從空擋或停車擋換入任何其他擋位時。的速度下，自動變速器從空擋或停車擋換入任何其他擋位時。在下列條件下，控制單元將自動控制減振器從在下列條件下，控制單元將自動控制減振器從“堅硬變?yōu)閳杂沧優(yōu)椤爸械扔捕然蛑械扔捕然颉叭彳洜顟B(tài)工作：柔軟狀態(tài)工作：(1) 根據(jù)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動程度，轉(zhuǎn)彎行駛根據(jù)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動程度，轉(zhuǎn)彎行駛2 s或或2 s以上時間時；以上時間時；(2) 加速時間達到加速時間達到3 s或汽車速

13、度達到或汽車速度達到50 km/h時；時；(3) 制動燈開關(guān)斷開制動燈開關(guān)斷開2 s時間之后時；時間之后時；(4) 自動變速器從空擋或停車擋位置換入其他擋位達到自動變速器從空擋或停車擋位置換入其他擋位達到3 s或汽車速度達到或汽車速度達到15 km/h時。時。 下一頁上一頁第四節(jié)第四節(jié) 電子控制變阻尼懸架系統(tǒng)電子控制變阻尼懸架系統(tǒng)2 變阻尼執(zhí)行元件變阻尼執(zhí)行元件豐田汽車電子調(diào)節(jié)懸架系統(tǒng)的執(zhí)行元件安裝在減振器支柱頂豐田汽車電子調(diào)節(jié)懸架系統(tǒng)的執(zhí)行元件安裝在減振器支柱頂部，結(jié)構(gòu)如圖部，結(jié)構(gòu)如圖8-7所示。所示。 三、三、 減振器阻尼的控制過程減振器阻尼的控制過程1 阻尼阻尼“柔軟的控制過程柔軟的控制

14、過程當(dāng)電控單元當(dāng)電控單元EMS ECU根據(jù)傳感器和控制開關(guān)信號確定阻尼根據(jù)傳感器和控制開關(guān)信號確定阻尼為為“柔軟狀態(tài)時，控制單元向步進電機發(fā)出控制指令使其柔軟狀態(tài)時，控制單元向步進電機發(fā)出控制指令使其沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，因此小齒輪驅(qū)動扇形齒輪沿逆時針方向沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，因此小齒輪驅(qū)動扇形齒輪沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，直到扇形齒輪凹槽的一邊靠在擋塊上為止。轉(zhuǎn)動，直到扇形齒輪凹槽的一邊靠在擋塊上為止。下一頁上一頁圖圖8-7 變阻尼減振器執(zhí)行元件變阻尼減振器執(zhí)行元件 返回第四節(jié)第四節(jié) 電子控制變阻尼懸架系統(tǒng)電子控制變阻尼懸架系統(tǒng)2 阻尼阻尼“中等的控制過程中等的控制過程當(dāng)電控單元當(dāng)電控單元EMS ECU根據(jù)

15、傳感器和控制開關(guān)信號確定阻尼根據(jù)傳感器和控制開關(guān)信號確定阻尼為為“中等狀態(tài)時，控制單元向步進電機發(fā)出控制指令使其中等狀態(tài)時，控制單元向步進電機發(fā)出控制指令使其沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，因此小齒輪便驅(qū)動扇形齒輪沿順時針方沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，因此小齒輪便驅(qū)動扇形齒輪沿順時針方向轉(zhuǎn)動，直到扇形齒輪凹槽的另一邊靠在擋塊上為止，如圖向轉(zhuǎn)動，直到扇形齒輪凹槽的另一邊靠在擋塊上為止，如圖8-9(c)所示。所示。 下一頁上一頁圖圖8-9 扇形齒輪旋轉(zhuǎn)方向與位置扇形齒輪旋轉(zhuǎn)方向與位置 返回第四節(jié)第四節(jié) 電子控制變阻尼懸架系統(tǒng)電子控制變阻尼懸架系統(tǒng)3 阻尼阻尼“堅硬的控制過程堅硬的控制過程當(dāng)電控單元當(dāng)電控單元EMS ECU

16、根據(jù)傳感器和控制開關(guān)信號確定阻尼根據(jù)傳感器和控制開關(guān)信號確定阻尼為為“堅硬狀態(tài)時，控制單元將同時向步進電機和電磁線圈堅硬狀態(tài)時，控制單元將同時向步進電機和電磁線圈發(fā)出控制指令，使步進電機和扇形齒輪從阻尼發(fā)出控制指令，使步進電機和扇形齒輪從阻尼“柔軟或柔軟或“中等的極限位置旋轉(zhuǎn)約中等的極限位置旋轉(zhuǎn)約60，接通電磁線圈電流，其電，接通電磁線圈電流，其電磁吸力將擋塊吸出，使擋塊進入扇形齒輪凹槽中間部位的一磁吸力將擋塊吸出，使擋塊進入扇形齒輪凹槽中間部位的一個凹坑內(nèi)，如圖個凹坑內(nèi)，如圖8-9(b)所示。所示。下一頁上一頁圖圖8-9 扇形齒輪旋轉(zhuǎn)方向與位置扇形齒輪旋轉(zhuǎn)方向與位置 返回第四節(jié)第四節(jié) 電子控

17、制變阻尼懸架系統(tǒng)電子控制變阻尼懸架系統(tǒng)4 變阻尼懸架系統(tǒng)指示燈的控制變阻尼懸架系統(tǒng)指示燈的控制電控單元除了向執(zhí)行元件發(fā)出控制信號外，同時還向汽車儀電控單元除了向執(zhí)行元件發(fā)出控制信號外，同時還向汽車儀表盤上的三只懸架系統(tǒng)指示燈發(fā)出控制指令。表盤上的三只懸架系統(tǒng)指示燈發(fā)出控制指令。當(dāng)減振器處于當(dāng)減振器處于“柔軟阻尼狀態(tài)時，控制左邊一只指示燈發(fā)柔軟阻尼狀態(tài)時，控制左邊一只指示燈發(fā)亮；當(dāng)減振器處于亮；當(dāng)減振器處于“中等阻尼位置時，控制左邊和中間共中等阻尼位置時，控制左邊和中間共兩只指示燈發(fā)亮；當(dāng)減振器處于兩只指示燈發(fā)亮；當(dāng)減振器處于“堅硬阻尼位置時，控制堅硬阻尼位置時，控制三只指示燈全部發(fā)亮。三只指示

18、燈全部發(fā)亮。懸架系統(tǒng)指示燈在接通點火開時，大約發(fā)亮懸架系統(tǒng)指示燈在接通點火開時，大約發(fā)亮2 s后熄滅，以后熄滅，以便駕駛員檢查指示燈及其線路是否完好。如果控制單元發(fā)現(xiàn)便駕駛員檢查指示燈及其線路是否完好。如果控制單元發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)有故障，將使這些指示燈閃爍，提示駕駛員系統(tǒng)有故障。系統(tǒng)有故障，將使這些指示燈閃爍，提示駕駛員系統(tǒng)有故障。返回上一頁第五節(jié)第五節(jié) 變高度變剛度變阻尼懸架系統(tǒng)變高度變剛度變阻尼懸架系統(tǒng) 一、一、 變高度變剛度變阻尼懸架系統(tǒng)的組變高度變剛度變阻尼懸架系統(tǒng)的組成成電子控制懸架系統(tǒng)的控制單元從各種傳感電子控制懸架系統(tǒng)的控制單元從各種傳感器和控制開關(guān)接受信息，包括控制模式選器和控制開關(guān)接

19、受信息，包括控制模式選擇開關(guān)、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)動方向傳感器、擇開關(guān)、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)動方向傳感器、橫向加速度傳感器橫向加速度傳感器(側(cè)向慣性力傳感器側(cè)向慣性力傳感器)、節(jié)氣門位置傳感器、車速傳感器、制動燈節(jié)氣門位置傳感器、車速傳感器、制動燈開關(guān)、車身高度傳感器、車高選擇開關(guān)、開關(guān)、車身高度傳感器、車高選擇開關(guān)、門控?zé)糸_關(guān)、倒車燈開關(guān)、前照燈開關(guān)、門控?zé)糸_關(guān)、倒車燈開關(guān)、前照燈開關(guān)、空氣供給系統(tǒng)的壓力傳感器和壓力開關(guān)等空氣供給系統(tǒng)的壓力傳感器和壓力開關(guān)等等。等。 下一頁第五節(jié)第五節(jié) 變高度變剛度變阻尼懸架系統(tǒng)變高度變剛度變阻尼懸架系統(tǒng)二、二、 變高度變剛度變阻尼懸架系統(tǒng)的控變高度變剛度變阻尼懸架系統(tǒng)

20、的控制過程制過程在三菱公司電子控制變高度、變剛度和變在三菱公司電子控制變高度、變剛度和變阻尼懸架系統(tǒng)汽車上，駕駛員能夠選擇的阻尼懸架系統(tǒng)汽車上，駕駛員能夠選擇的車身高度工作模式有車身高度工作模式有“高位和高位和“自動自動兩種狀態(tài)、能夠選擇的減振器阻尼工作模兩種狀態(tài)、能夠選擇的減振器阻尼工作模式有式有“運動運動”、“自動和自動和“柔軟三種柔軟三種模式。模式。下面結(jié)合三菱汽車電子控制懸架系統(tǒng)，具下面結(jié)合三菱汽車電子控制懸架系統(tǒng)，具體分析車身側(cè)傾、前俯、后仰、前后顛簸體分析車身側(cè)傾、前俯、后仰、前后顛簸及上下跳動幾種運動狀態(tài)時，懸架控制系及上下跳動幾種運動狀態(tài)時，懸架控制系統(tǒng)的控制過程。統(tǒng)的控制過程。下一頁上一頁第五節(jié)第五節(jié) 變高度變剛度變阻尼懸架系變高度變剛度變阻尼懸架系統(tǒng)統(tǒng)1 抗側(cè)傾控制抗側(cè)傾控制2 抗點頭控制抗點頭控