电子悬架控制系统.docx
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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)
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