汽车电控悬架论文[1]

[摘 要] 随着汽车电子技术的日趋完善，时至今日，汽车电子化已达到相当高的程度。汽车电子技术已成为一个国家汽车工业发展的标志。本篇论文不仅对应用广泛的电子控制悬架系统的原理进行了系统阐述，而且对其诊断与检测也作了介绍。

汽车电控悬架

第一章 概述

汽车悬架的作用是缓冲和吸收来自车轮的振动，在汽车行驶过程程还要传递车轮与路面间产生的驱动力和制动力。汽车在转向时，悬架还要承受来自车身的侧向力，并在汽车起步和制动时能够抑制车身的俯仰振动，提高汽车的行驶稳定性和乘坐的舒适性。

传统的悬架系统主要由弹簧、减振器和导向机构三部分组成。其中弹簧、减振器和轮胎的综合特性，决定了汽车的行驶性、操纵性和乘坐的舒适性。尽管多年来汽车悬架系统作了许多改进，但由于传统悬架系统使用的是定刚度弹簧和定阻尼系数减振器，只能适应特定的道路与行驶条件，无法满足变化莫测的路面状况和汽车行驶状况，而且这种悬架只能被动地承受地面对车身的各种作用力，无法对各种情况进行主动地调节，使操纵性和乘坐舒适性达到和谐。所以，一般称传统悬架系统为被动悬架系统。

随着人们对汽车操纵性和舒适性要求的不断提高，以及电子技术的飞速发展，电子控制技术被有效应用于现代汽车悬架系统。电子控制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作出不同的反应。既能使汽车的乘坐舒适性达到令人满意的状态，又能使汽车的操纵稳定性达到最佳状态。

1.1 汽车电控悬架的功用

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态相适应，从而使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：

1.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，可以使车身升高，防止车桥与路面相碰；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。

2.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车尾下蹲；防止紧急制动时的车头下沉；防止汽车急转弯时车身横向摇动；防止汽车换挡时车身纵向摇动等，提高行驶的平顺性和操纵稳定性。

3.弹簧刚度控制

与减振器一样在各种工况下，通过对弹簧系数的调整，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。

1.2 汽车电控悬架的类型

现代汽车装用的电子控制悬架系统种类很多。

按传力介质的不同可分为气压式和油压式两种。

按控制理论不同电子控制悬架系统可分为半主动式、主动式两大类。其中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；主动式悬架根据频带和能量消耗不同，可分全主动式和慢全主动式；而根据驱动机构和介质不同，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。

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，消耗的能量很少，成本较低。

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得汽车载荷﹑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。

1.3电控悬架的发展方向

在主动式悬架还没有诞生前，平衡运动性与舒适性这对不可调和的矛盾成为了困扰汽车厂商最大的难题。现在好了，主动控制式悬架发展至今，已形成液压和空气支撑两大派系，运动与舒适性这对不可调和的矛盾自然也得到了很好的解决。

随着人们对汽车乘坐舒适性的不断追求，近年来已有不少豪华轿车和豪华SUV纷纷换装上了性能更优越的电子控制式主动悬架(简称：电控主动悬架)。在豪华轿车上采用电控主动悬架无疑是为追求更平稳、更舒适的乘坐感，而在SUV上采用当然则是为了平衡野外越野与公路行驶的双重需要。通常一套控制堪称精密的电控式主动悬架不论制造成本还是维护保养费用都不菲，所以更多时候我们只能在豪华车型上发现它的身影，也难怪这类车型的乘坐感受与众不同。

主动式悬架在其结构中

植入了可人工或自动控制发

力的调节机构，并能根据路

面情况自动调节减震器刚度

和阻尼，以获得更好的行驶

图1.3—1 车内控制按钮，可调节车身高度和

运行模式 舒适性。从这种悬架的组成种类来看，大致又可以分为两大类。一类是电子控制式主动液压悬架，它能通过车载电脑计算出悬架受力大小和加速度，利用液压减震器的伸缩来保持车身平衡;另一类则是电子控制式空气悬架，它也是通过车载电脑计算悬架的受力及感应路面情况，适时调整空气减震器的刚度和阻尼系数，令车身的震动始终保持在一定范围内。这两类电控主动悬架的共同点是：都能实现车身高度调节，能通过改变减震器阻尼来抑制车身姿态变化。不过在性能表现上，电控主动液压悬架和空气悬架却是各有千秋。

虽然两种形式的主动控制悬架能带来很好的舒适性，不过较高的价格令它们难以普及。

如果把电控主动液压悬架和电控主动空气悬架放在一起来比较一下，或许更能突出它们各自具备的鲜明特点。对于电控主动液压悬架而言，在舒适性上稍逊于电控主动空气悬架，因为它还是建立在传统的悬架基础之上，只是对车身高度和减震器的阻尼进行调整。它的高频吸震能力比空气悬架要差，因此它的运用车型也仅在PSA

集团内

的中高级轿车雪铁龙C5、标致407和行政级轿车雪铁龙C6上得到大力推广，其他车型采用的就比较少了。但407所装备的是不具备高度调节的电控主动液压悬架。此外，电控主动液压悬架对于复杂路况的反应也比较吃力，甚至还会导致油压过高影响寿命。

电控主动空气悬架就不会有这样的问题，它采用气压结构来控制车身平衡，并且空气弹簧和减震器能抵消大部份路面传递的短波和长波震动，这也是电控主动液压悬架所不具备的。不过两者的共同性则是能为高速行驶的车辆提供足够的稳定性，当车辆在不平路面行驶时，又能提高车身增加通过能力。但电控主动空气悬架的缺点也很明显，成本高昂、维护保养成本高。

第二章 电控悬架的构成和工作原理

2.1 电控悬架的构成

汽车不同的行驶状态对悬架有不同的要求。一般行驶时需要柔软一点的悬架以求舒适感，当急转弯及制动时又需要硬一点的悬架以求稳定性，两者之间有矛盾。另外，汽车行驶的不同环境对车身高度的要求也是不一样的。一成不变的悬架无法满足这种矛盾的需求，只能采取折中的方式去解决。在电子技术发展的带动下，工程师设计出一

种

可

以在一定范围内调整的电子控制悬架来满足这种需求，这种悬架称为电控悬架，目前比较常见的是电控空气悬架形式。以前空气悬架多用

于大客车上，停车时

悬架下降汽车离地间

隙减少，便于乘客上

下车，开车时悬架上升便于通行。这种空气悬架系统由空气压缩机、阀门、弹簧、

图2.1-2 雷克萨斯LS400轿车电控 …… 此处隐藏：3060字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……