电子悬架控制系统.docx

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电子悬架控制系统

5.1电子悬架控制系统

5.1.1系统介绍

（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Class2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。

1.7警告信息

如果ESC系统出现故障，DIC会显示两种信息：

●SERVICESUSPENSIONSYS

●SPEEDLIMITEDTOXXX

这会在DIC上一直显示，直到故障被修复。

5.1.2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。

（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）

（7）MR油液的状态

乘坐和操控评估

OverallRide全面的乘坐特性

SafeFeeling安全性感觉

OverallHanding全面的操控

HeadToss头部的晃动

RoadNoise道路的噪音

WheelControl车轮控制（8-80Hz）

BaseCar基础车辆

WheelControl车轮控制（4-8Hz）

BodyControl车轮控制（1-4Hz）

（8）控制系统的结构

控制系统的构成

PARTOFESPSYSTEM部分ESP系统

STEERINGANGLESENSOR转向角度传感器

YAWRATESENSOR跑偏率传感器

LATERALACCELEROMETER横向加速计量计

RELATIVEPOSITIONSENSOR相对位置传感器

FAULTLAMP故障灯

VEHICLESPEED车速

LEVELINGEXAUSTVALVE水平稳定排放阀

LEVELINGCOMPRESSOR水平稳定压缩机

LEFTFRONTMRSTRUT左前MR支柱

RIGTHFRONTMRSTRUT右前MR支柱

LEFTREARMRSTRUT左后MR支柱

RIGTHFRONTMRSTRUT右后MR支柱

VEHICLEBATTERY车辆电瓶

（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℃

（10）技术说明

参数

要求

车轮对车体位置传感器

由系统控制器驱动

按比率计量的模拟信号

支持乘坐和水平稳定系统

车辆底部和车轮罩安装的能力

控制器

要求将控制器内置在车辆上

独立设置的控制器

单管减震器

标准组件：

-减震器：

46毫米的管50毫米的储液罐，由系统控制器驱动，并且内置在现有的悬架系统中

-支柱：

36毫米的管54毫米的储液罐，由系统控制器驱动，并且内置在现有的悬架系统中

可选件水平稳定压缩机模块

设置在车辆底部和发动机舱的能力

耐高压的能力

与现有的传感器和控制器组装在一起

要求车辆提供电源和继电器/保险丝

系统减震反应

大约15兆秒

（11）系统电路图

电磁悬挂电路图1/2（SRX）

电磁悬挂电路图2/2（SRX）

（12）系统部件位置

SRX

标示：

（1）自动水平控制总成

（2）左后减震器

（3）左后轮速传感器

（4）右后高度传感器

标示：

（3）ESC模块

（4）自动水平控制压缩机

（5）减震器---LR

（6）减震器---RR

（13）Tech2检测

ESC主要数据说明：

LF减震器执行的命令：

显示0-100%，ESC控制减震器ON时，数值会增加；ESC控制减震器OFF时，数值减少。

LF正常力：

显示20-80%，由ESC发送给EBCM的信号，表示的是路面的情况。

EBCM用这一信号在路面颠波时，提高制动效果。

LF位置传感器：

0-5V，ESC用来确定于不同的路面及驾驶条件。

ESC通过四个这样的传感器来调节减震器。

LR减震器执行的命令：

显示0-100%，ESC控制减震器ON时，数值会增加；ESC控制减震器OFF时，数值减少。

LR位置传感器：

0-5V，ESC用来确定于不同的路面及驾驶条件。

ESC通过四个这样的传感器来调节减震器。

俯/仰信号变化：

显示变化/未变化，ESC从PCM接收底盘的倾斜信号。

俯/仰状态：

显示激活/未激活，ESC从PCM接收此信号。

RF减震器执行的命令：

显示0-100%，ESC控制减震器ON时，数值会增加；ESC控制减震器OFF时，数值减少。

RF正常力：

显示20-80%，由ESC发送给EBCM的信号，表示的是路面的情况。

EBCM用这一信号在路面颠波时，提高制动效果。

RF位置传感器：

0-5V，ESC用来确定不同的路面及驾驶条件。

ESC通过四个这样的传感器来调节减震器。

RR位置传感器：

显示0-100%，ESC控制减震器ON时，数值会增加；ESC控制减震器OFF时，数值减少。

转向位置PWM：

显示0-10MS，当方向盘转动时，PWM信号就由ABS系统发送出来，ESC接收后来控制减震器的控制级别。

如果正在转变，ESC会改变减震器的硬度。

车速：

显示0-255km/h

5.1.3自动水平控制系统

（1）系统说明

ALC系统在车辆负载发生变化时会自动地调节车辆后部的悬挂高度。

ALC系统由ESC模块，2个位置传感器，1个空气压缩机总成，1个ALC压缩机继电器，1个进气管和滤清器，1个空气管和2个后减震器组成。

空气压缩机总成由一个空压机及干燥器组成。

2个传感器测量车辆的后部高度。

ESC模块通过传感器信号确定是进行排气还是压缩。

在进行压缩时，ESC将ELC继电器接地，压缩机在KEY-ON事工作。

排气阀直接与B+相接，车辆的负载被去除后，排气阀会工作。

（2）升高车辆

当车辆负载增加后，车身会下降。

传感器的执行臂也会随着发生变动。

经过一个初始的时间间隔后，ESC模块会控制压缩机继电器工作。

减震器内会充起，车辆将升高，当达到预定高度时，停止工作。

（3）空气压缩机起动前的泄压程序

为了减少空压机在起动时对电流的影响，ESC模块会执行一个压缩机起动前的泄压程序。

●排气阀打开

●排气阀打开后，空压机工作1.3秒

●压缩机工作后，排气阀关闭0.5秒

（4）降低车辆高度

当车辆负载被移除后，车辆高度将升高。

传感器会将这一信息传给ESC。

ESC控制排气阀工作，直到车辆降低到正常高度。

（5）空气补充

每次点火开关打开后，都将进行空气补充。

目的是使系统的气压保持在一个正常的范围内。

●排气阀在KEN-ON后工作20秒。

●空压机在排气阀工作后，激活1.3秒。

●空压机激活后，排气阀关闭0.5秒。

●排气阀关闭后，空压机关闭3.2秒。

（6）空气压缩机

空压机是一个12直流永磁马达。

（7）空气干燥器

空气干燥器在压缩机出口位置，主要起2个作用：

●吸收潮气

●可以将系统的残余压力报纸在48到97KPA之间

（8）排气阀

排气阀是不能被维修的，是与压缩机一体的部件。

（9）ALC传感器说明

2个后位置传感器与后悬挂的上控制臂相连。

ESC提供5V电压，传感器发出0.35-4.75V的模拟信号电压。

（10）后充气减震器

内部压力保持在48-97KPA（7-14PSI）之间。

（11）电路图（SRX）