汽车电子悬架控制系统

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在汽车电子中,有这样一种控制系统,它可以检测汽车参数,以及汽车硬件,类似弹簧刚度,和减震器的相关数值,或当车身不均衡,发生倾斜时,也可以被系统检测,并通过系统进行控制调整。

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悬架示意

电子悬架控制系统

(1) 电子悬架控制系统(ESC) 由以下部件组成:

ESC 模块

四只减震器

四只位置传感器

ALC 空气压缩机模块

ELC 继电器

带有 ALC 功能的 ESC 系统, 可以在不同的路面及驾驶条件下控制减震器的硬度。 ALC 只

用来调整车辆后部处于一个正确的水平高度。

(2) ESC 模块

ESC 模块接受以下信息:

车轮与车身的相对位置

车速信号

俯/仰角度信号

通过这些信息, ESC 来控制每一个减震器的软硬程度, 以达到最佳的悬挂效果。 ESC 模块

也控制车辆后部的高度, 模块安装在右后座后部。

(3) 位置传感器

四个位置传感器测量车轮与车身之间的相对位置, 输出 0-5V 的输出信号。

(4) 减震器

四个减震器内各有一个执行器, 分别的受 ESC 控制, 可以在一个广泛的范围内控制减震

器的软硬度。 通过 PWM 信号可以控制流经减震器的电流大小。 减震器是单管型的, ESC 通

过控制磁通量来磁化内部的粒子。 在压缩及恢复的两个方向上, 这种控制是多模式的, 而且

是多级的。

(5) 车速信号

ESC 从 Class 2 数据总线上获取车速信号, 来控制减震器的应用模式。

1.6 俯/仰角度信号

ESC 从 PCM 接收到一个实际的俯/仰信号后, 会控制四个减震器的减震硬度。 PCM 根据

节气门、 变速器档位、 车速和刹车开关信号计算仰角信号, 根据车速的变化率计算俯角信号。

警告信息

如果 ESC 系统出现故障, DIC 会显示两种信息:

SERVICE SUSPENSION SYS

SPEED LIMITED TO XXX

这会在 DIC 上一直显示, 直到故障被修复。

底盘系统

电子悬架控制系统原理

在不采用机电阀和小型移动部件的情况下, MagneRide 首次在行业内推出了半活动悬架技

术。 半活动悬架系统的基础为 MagneRide 磁性液流(Magneto-Rheological)(MR)油液, 该系统由充加 MR 油液的单管支柱、 单管减震器、 传感器组件及车载控制器等构成。

在 MagneRide 系统中, 对于在乘坐和操纵方面表现出的良好性能来说, MR 油液起着重要的作用。 通过控制减震器活塞中电磁线圈的电流, MR 油液的切变强度将发生变化, 也就是改变了油液流的阻抗力。

底盘系统

(1) MagneRide 是什么

MagneRide 系统由磁性液流(MR) 油液为基本介质的单管支柱或减震器、 传感器和车载控制器等部件组成。

(2) 磁性液流(MR) 油液是什么

磁性液流(MR) 油液是流变学中的名称, 该学科研究的是物质的变形和流动。 磁性液流(MR) 油液就是在碳氢化合物合成油液中悬浮有微小铁粒子的液体。 当施加磁场后, 它可以在 1 毫秒内从矿物质油液的粘稠度改变为果冻状的粘稠度。

在没有磁场的情况下, 该油液不会得到磁化, 微小铁颗粒的排列就无规则。 在施加磁场后,金属颗粒就会排列成纤维状的结构, 也就改变了该油液的流变特性或流动特性。 这种瞬间的油液薄、厚变化将会改变减震器和支柱的减震特性。

(3) 操作

每个减震器活塞中均安装有电磁线圈, 当减震器进行活塞运动时, 在通路中间的油液将会流动。 控制模块将在每秒钟之内, 向电磁线圈发出 1000 次电子指令, 以改变油液的流动特性。

对磁场进行微细的调整, 就可以在减震器获得“关闭”状态的低阻力, 以及“接通”状态的高阻力之间的任何状态。 其结果是达到了持续地可变实时减震(CVRTD) 效果。

(4) 部件

车体对车轮位置传感器(4)

手轮位置传感器

控制器

减震器(4)

压缩机总成

(5)该性能的优势

MagneRide 可以将单个车轮的运动与其他的隔离, 并且可以使其的运动更平滑。 上述两项的作用是将会减少弹抖、 颤动和噪音等。 在沙砾和光滑的路面, MagneRide 将与牵引力控制功能一同工作, 以获得最大程度的稳定性。 在实施确切的制动过程中, MagneRide 将与 ABS制动器一共工作, 以实现车辆的稳定和平衡。

若 MagneRide 成为了乘坐和操纵系统的一部分, 无疑地将会提供更高的性能、 安全性、 舒适及可靠性等。

(6) 特性

简洁的单管设计, 没有机电阀和小型的活动部件

相比较竞争对手以阀装置为基础的系统,改善了性能

全面地软件调节减震特性提供了出色的低频率车体控制, 并且避免在高速时产生过度

地生硬动作

在进行急转弯和躲避行驶时, 具有出色的防滚翻控制

大范围的力量控制,以及能够进行迅速反应的大带宽低功率需要(每个减震器最大 20W)

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底盘系统

(7) MR 油液的状态

乘坐和操控评估

Over all Ride 全面的乘坐特性 Safe Feeling 安全性感觉 Overall Handing 全面的操控

Head Toss 头部的晃动 Road Noise 道路的噪音

Wheel Control 车轮控制(8-80Hz) Base Car 基础车辆 WheelControl 车轮控制(4-8Hz)

Body Control 车轮控制(1-4Hz)

(9) 工作条件

减震器: -40º 至 70℃

传感器和可选件压缩机模块: -40º 至 105℃ 控制器: -40º 至 85℃。

不管是什么样的控制系统,最终目的都是要改善汽车运行结构,附加电子控制来提高汽车的整体性能,更新迭代,满足人们的迫切需求。

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汽车电子悬架控制系统

在汽车电子中,有这样一种控制系统,它可以检测汽车参数,以及汽车硬件,类似弹簧刚度,和减震器的相关数值,或当车身不均衡,发生倾斜时,也可以被系统检测,并通过系统进行控制调整。