电控悬架系统 – 主动式/半主动式、电磁阀油压式/空气式

电控悬架系统能够根据车身高度、车速、转向角度及速率、制动等信号,由电子控制单元(ECU)控制悬架执行机构,使悬架系统的刚度、减振器的阻尼力及车身高度等参数得以改变,从而使汽车具有良好的乘坐舒适性、操纵稳定性以及通过性(不同信号条件及调节参数视具体情况)。电控悬架系统的最大优点就是它能使悬架随不同的路况和行驶状态做出不同的反应

电子控制悬架系统的基本目的是通过控制调节悬架的刚度和阻尼力,突破传统被动悬架的局限性,使汽车的悬架特性与道路状况和行驶状态相适应,从而保证汽车行驶的平顺性和操纵的稳定性要求都能得到满足。其基本功能有:

车高调整

无论车辆的负载多少,都可以保持汽车高度一定,车身保持水平,从而使前照灯光束方向保持不变;当汽车在坏路面上行驶时,可以使车高升高,防止车桥与路面相碰,提高通过性;当汽车高速行驶时,又可以使车高降低,以便减少空气阻力,提高操纵稳定性。

减振器阻尼力控制

通过对减振器阻尼系数的调整,防止汽车急速起步或急加速时“后蹲”;防止紧急制动时的“点头”;防止汽车急转弯时车身横向摇动;防止汽车换档时车身纵向摇动等,提高行驶平顺性和操纵稳定性。

弹簧刚度控制

与减振器一样在各种工况下,通过对弹簧弹性系数的调整,来改善汽车的乘坐舒适性与操纵稳定性。
有些车型只具有其中的一个或两个功能,而有些车型同时具有以上三个功能。

分类:

  • 传力介质的不同,电控悬架系统可分为气压式电控悬架和油压式电控悬架两种。
  • 根据驱动机构和介质的不同,可分为电磁阀驱动的油气主动式悬架和由步进电动机驱动的空气主动式悬架。
  • 按控制理论不同,电控悬架系统可分为主动式、半主动式两大类。

其中主动式悬架根据频带和能量消耗的不同,分为全主动式(频带宽大于15Hz)和慢全主动式(频带宽3~6Hz);

主动式悬架是一种能供给和控制动力源(油压、空气压)的装置。根据各种传感器检测到的汽车载荷、路面状况、行驶速度、起动、制动、转向等状况的变化,自动调整悬架的刚度、阻尼力以及车身高度等。它能显著提高汽车的操纵稳定性和乘坐舒适性,但是成本较高,能耗也较大。

半主动式又分为有级半主动式(阻尼力有级可调)和无级半主动式(阻尼力连续可调)两种;无级半主动悬架可以根据路面的行驶状态和车身的响应对悬架阻尼力进行控制,并在几毫秒内由最小变化到最大,使车身的振动响应始终被控制在某个范围内。但在转向、起步、制动等工况时不能对阻尼力实施有效的控制。它比全主动式悬架优越的地方是不需要外加动力源,消耗的能量很小,成本较低。

原理:

虽然汽车电控悬架系统的结构形式和控制方法多种多样,但它们的基本原理是相同的。电子控制悬架系统由传感器与开关、控制单元、执行元件等电子器件组成。
传感器和开关将路面输入的模拟信号转换为数字信号传送给控制单元ECU,控制单元ECU将传感器输入的电信号进行分析处理后输出控制信号给执行元件,执行元件的机械动作改变减振器的阻尼系数,调整弹簧的高度和刚度
传感器一般有车高传感器、车速传感器、加速度传感器、转向盘转角传感器、节气门位置传感器等。开关有模式选择开关、制动灯开关、停车开关和车门开关等。执行机构有可调阻尼力的减振器,可调节弹簧高度和弹性大小的弹性元件等。

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