電控懸架的案例
汽車懸架知識專題（4）：電控懸架
懸架主要影響汽車的垂直振動。傳統的汽車懸架是不可調整的，在行車中車身高度的變化取決于彈簧的變形。因此就自然存在了一種現象，當汽車空載和滿載的時候，車身的離地間隙是不一樣的。尤其是一些轎車采用比較柔軟的螺旋彈簧，滿載后彈簧的變形行程會比較大，導致汽車空載和滿載的時候離地間隙相差有幾十毫米，使汽車的通過性受到影響。
汽車不同的行駛狀態對懸架有不同的要求。一般行駛時需要柔軟一點的懸架以求舒適感，當急轉彎及制動時又需要硬一點的懸架以求穩定性，兩者之間有矛盾。另外，汽車行駛的不同環境對車身高度的要求也是不一樣的。一成不變的懸架無法滿足這種矛盾的需求，只能采取折中的方式去解決。在電子技術發展的帶動下，工程師設計出一種可以在一定范圍內調整的電子控制懸架來滿足這種需求，這種懸架稱為電控懸架，目前比較常見的是電控空氣懸架形式。
以前空氣懸架多用于大客車上，停車時懸架下降汽車離地間隙減少，便于乘客上下車，開車時懸架上升便于通行。這種空氣懸架系統由空氣壓縮機、閥門、彈簧、氣室（氣囊）、減振器所組成。車輛高度直接K閥門控制氣室的空氣流進流出來調整。
現在轎車用的電控懸架引入空氣懸架原理和電子控制技術，將兩者結合在一起。典型的電控懸架由電子控制元件（ECU）、空氣壓縮機、車高傳感器、轉向角度傳感器、速度傳感器、制動傳感器、空氣彈簧元件等組成。
圖示ECU、壓縮機(5)、閥門(3)(4)、空氣彈簧元件(1)(2)。電控懸架工作時，閥門的相互作用控制通向空氣彈簧元件的氣流量。傳感器檢測出汽車的行駛狀態并反饋至ECU，ECU綜合這些反饋信息計算并輸出指令控制空氣彈簧元件的電動機和閥門，從而使電控懸架隨行駛及路面狀態不同而變化：在一般行駛中，空氣彈簧變軟、阻尼變弱，獲得舒適的乘坐感；在急轉彎或者制動時，則迅速轉換成硬的空氣彈簧和較強的阻尼，以提高車身的穩定性。
展開 汽車底盤的電控懸架構造
汽車底盤的電控懸架的元器件和工作原理
懸架主要影響汽車的垂直振動。傳統的汽車懸架是不可調整的，在行車中車身高度的變化取決于彈簧的變形。因此就自然存在了一種現象，當汽車空載和滿載的時候，車身的離地間隙是不一樣的。尤其是一些轎車采用比較柔軟的螺旋彈簧，滿載后彈簧的變形行程會比較大，導致汽車空載和滿載的時候離地間隙相差有幾十毫米，使汽車的通過性受到影響。
汽車不同的行駛狀態對懸架有不同的要求。一般行駛時需要柔軟一點的懸架以求舒適感，當急轉彎及制動時又需要硬一點的懸架以求穩定性，兩者之間有矛盾。另外，汽車行駛的不同環境對車身高度的要求也是不一樣的。一成不變的懸架無法滿足這種矛盾的需求，只能采取折中的方式去解決。在電子技術發展的帶動下，工程師設計出一種可以在一定范圍內調整的電子控制懸架來滿足這種需求，這種懸架稱為電控懸架，目前比較常見的是電控空氣懸架形式。
以前空氣懸架多用于大客車上，停車時懸架下降汽車離地間隙減少，便于乘客上下車，開車時懸架上升便于通行。這種空氣懸架系統由空氣壓縮機、閥門、彈簧、氣室（氣囊）、減振器所組成。車輛高度直接靠閥門控制氣室的空氣流進流出來調整。
現在轎車用的電控懸架引入空氣懸架原理和電子控制技術，將兩者結合在一起。典型的電控懸架由電子控制元件（ECU）、空氣壓縮機、車高傳感器、轉向角度傳感器、速度傳感器、制動傳感器、空氣彈簧元件等組成。
空氣彈簧元件是由電控減振器、閥門、雙氣室所組成。電控減振器頂部有一個小型電動機，可通過它轉動一個調整量孔大小的控制桿將阻尼分成多級，從而實現控制阻尼的目的。閥門也充當了一個調節氣流的作用，通常雙氣室是連通的，合起來的總容積起著空氣彈簧的作用，比較柔軟；但當關閉雙氣室之間的閥門時，則以一個氣室的容量來承擔空氣彈簧的作用，就會變得硬，因此閥門起到控制“彈簧”變軟變硬的作用。
展開 汽車電控空氣懸架試驗與仿真研究
摘要：為了準確獲知電控空氣彈簧式麥弗遜懸架代替螺旋彈簧麥弗遜懸架的可行性，開展了臺架示功試驗，得出了空氣彈簧力學特性曲線和不同電流下阻尼特性曲線。應用MATLAB 與ADAMS/Car仿真軟件，建立了整車動力學模型和C級路面模型，進行了電控空氣彈簧式麥弗遜懸架和螺旋彈簧麥弗遜懸架的仿真計算，完成了整車行駛平順性仿真研究。研究結果表明：用電控空氣彈簧麥式懸架代替螺旋彈簧麥式懸架優勢明顯。此方法可為空氣彈簧和電控懸架的研究提供一定的基礎。
關鍵詞：空氣彈簧；電控懸架；示功試驗；阻尼特性；行駛平順性
引言
汽車懸架系統的減振效果對整車的行駛平順性、操縱穩定性和通過性等多種使用性能有著很大的影響[1-2]。相比傳統的定剛度定阻尼的被動式懸架，空氣懸架有其獨特優點[3-4]：（1）空氣懸架剛度低，裝備空氣懸架的車輛可以獲得較低的固有頻率，行駛平順性好，乘坐舒適性好，能夠延長車輛的使用壽命，減輕車輛對路面的破壞；（2）空氣懸架剛度是非線性且可調節，剛度隨著車輛載荷的變化而變化，能夠有效限制振幅、避開共振、防止沖擊，空載和滿載的固有頻率基本保持不變。另外，車身姿態急劇變化時，可以使彈簧變硬，以抑制車身姿態的變化；（3）空氣懸架高度可調，不論是否載重，載重是否均勻，車身均可在一定高度保持水平。通過加裝升降控制裝置還可實現車身的升降功能，從而提高車輛的通過性，利于物流運輸的貨車上下貨物或方便乘客上下車；（4）空氣懸架質量輕，能吸收高頻振動，隔音性能好，壽命長。
展開 電控懸架系統組成
電控懸架系統組成
底盤電控系統-CDC半主動懸架
系統架構
系統由四個位移傳感器，三個加速度傳感器，電控單元(ECU)和四個CDC減振器組成。如圖1所示。位移傳感器測量每個車輪與車身的相對位移，前軸兩個加速度傳感器和后軸一個加速度傳感器測量車身垂直加速度。這些信號和CAN總線信號(比如車速、方向盤轉角、縱向加速度、側向加速度等)輸入給ECU，ECU控制軟件根據控制策略輸出控制電流給減振器以調節阻尼力。
圖1 系統架構
CDC減振器的阻尼力由基礎閥系和電磁閥產生的阻尼力疊加而成。如圖2所示。
圖2 CDC減振器阻尼力
控制策略
在實際駕駛工況中，CDC半主動系統需要處理多種情景。如圖3所示，包括車輛狀態，路面輸入和駕駛員輸入。本節主要介紹路面輸入的控制策略，如圖4所示。
圖3 車輛駕駛場景
圖4 車輛駕駛場景簡化
CDC控制策略的主要目標是保證車輛安全和舒適性，也就是保證輪胎接地、提升車身控制以及最大化舒適性。如圖5所示。而通常輪胎接地和舒適性對于阻尼力的需求是相互矛盾的，如圖6所示。
圖5 車輛性能目標
圖6 阻尼力平衡
為了達到車輛的性能目標，CDC軟件的控制策略由圖7所示的功能模塊組成。
圖7 控制策略功能模塊
為了保證輪胎接地從而保證安全性，需要基礎阻尼力?！癇ase Current”模塊的功能就是根據車輛的速度提供基礎阻尼力。
為了防止車輪跳動，“Anti Wheel Hop”的功能就是根據車輪跳動的情況，在一段時間內增加控制電流從而增加阻尼力來控制車輪。如圖8所示。
圖8 防止車輪跳動模塊
在保證車輛安全性之后，控制策略主要提升車身控制。
展開 汽車常用傳感器解析
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轉矩傳感器
轉矩傳感器不斷地測出轉向軸上的轉矩信號，電控單元根據這些輸入信號，確定助力轉矩的大小和方向，即選定電動機的電流和轉向，調整轉向輔助動力的大小。
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方向盤轉角傳感器
方向盤轉角傳感器集成在方向盤下的時鐘彈簧內，用來檢測方向盤的中間位置、轉動方向、轉動角度和速度信號。這些信號用于電控助力轉向、車輛穩定控制、電控懸架中。
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車身高度傳感器
用來檢測汽車垂直方向上高度的變化，其信號可使懸架控制單元感受到車輛高度變化，通過有關執行元件調整汽車車身高度。
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水平傳感器
主要檢測汽車是否處于水平狀態，為電控懸架和大燈自動調平系統提供輔助信號。
展開 集度汽車：高精度駕駛模擬技術加速電控底盤性能開發 | 蓋世汽車2021中國汽車智能底盤大會
嘉賓信息
舒進 博士
集度汽車整車集成總監
舒進女士畢業于北京理工大學車輛工程專業，工學博士
從業17年，主要從事車輛性能開發，底盤及整車架構開發，電控懸架及轉向系統開發，智能底盤相關產品研發等；
負責過上汽通用多個自主車型及整車架構的整車動力學性能及底盤架構開發；獲得多項上汽集團及中國汽車工業科學技術獎等重要獎項，并有多個專利及論文發表。
威馬將境外上市；蘋果或自己造車；富士康與拜騰項目擱置；小米投資孔輝；小鵬欲推飛行汽車；新能源增速放緩
其經營范圍包括：汽車電控懸架系統開發、集成、匹配、銷售等。誠然，為了加快造車進度，小米汽車正在積極“買買買”，通過資本手段，整合產業鏈資源。此前，小米先后完成了智慧停車方案提供商愛泊車、ADAS技術供應商縱目科技、激光雷達提供商禾賽科技、智能車供應鏈公司上海幾何伙伴、自動駕駛技術公司DeepMotion、動力電池材料企業贛鋒鋰業、能源公司蜂巢能源的投資和交割。
06
8月全國工業生產同比增長5.3%，新能源汽車增速放緩
時代財經 8月份，全國規模以上工業增加值同比增長5.3%，兩年平均增長5.4%。分三大門類看，采礦業增加值同比增長2.5%，制造業同比增長5.5%，電力、熱力、燃氣及水生產和供應業同比增長6.3%。高技術制造業增加值同比增長18.3%，比7月份加快2.7個百分點；兩年平均增長12.8%，加快0.1個百分點。分產品看，新能源汽車、工業機器人、集成電路、微型計算機設備產量同比分別增長151.9%、57.4%、39.4%、12.4%，兩年平均增速均超過12%。
07
不再研發PHEV車型 奔馳將專注于電動汽車開發?????????
EV世紀 近日，根據外媒報道，梅賽德斯-奔馳未來將僅推出純電動汽車平臺，在未來時間加速向零排放汽車制造商轉變。
展開 江淮汽車：域控制器與主干網技術路線探討
底盤控制領域已經足夠成熟，高端車采用電控懸架提高舒適性，采用可變轉向比提高操控性。隨著混合動力開發， P4電機逐漸取代了傳統的分動器+傳動軸+驅動橋的四驅系統。在被動安全領域，獨立的安全氣囊控制器被幾個核心供應商所掌控。
汽車"新四化"影響較大的是自動駕駛領域、車身控制領域和智能座艙領域，是行業主要的發展方向。自動駕駛起步晚，但技術起點較高且在快速升級應用各種新技術，大量的攝像頭、雷達、地圖對通信系統要求較高，研究引進以太網。而EPS、ESC、EMS、TCU傳統動力底盤系統僅做軟件開發以適應自動駕駛對轉向、制動、加速、停車的要求。
車身控制領域和智能座艙領域是客戶價值體現最多的領域，功能越來越復雜，所用的新技術大部分來自于消費電子，如車聯網、語音控制、AI等，由于更新升級較快，迭代周期更接近于手機，需要OEM自主開發實現快速應用和迭代，要求OEM必須具備在控制器軟硬件方面的開發能力。
3. 向域控制與主干網方向迭代的技術路線
域控制器是對領域內算力的整合，按照功能域或區域整合，對軟硬件開發能力要求更高，將相關或不相關的功能整合在一起，域控制器具備主干網的接口。主干網采用高速通信，目前主流仍然是CAN，動力底盤部分有采用Flexray，成本高"。高端OEM在研究以太網作為主干網，但國內傳統主機廠難以承受研發投入和零部件成本，且整車層面沒有必然的功能需求，目前僅在自動駕駛領域和OBD診斷方面采用。各主機廠基礎技術架構不同，研發組織架構不同，無法全盤推倒，所以根據自身的實際情況去迭代開發才是最符合自身需求、降低開發成本和控制開發周期的路線。下文以傳統分布式電子電氣架構為例，研究往域控制與主干網方向演進的技術路線。
3.1 第一階段∶形成2個域控制器
動力底盤單元不變。
展開 LMS Virtual.Lab Motion_方法介紹7--改善乘坐舒適度
John Deere公司的工程師們運用LMS多體仿真工具開發新型電控油氣駕駛室懸架，大大改善了其乘坐舒適性。到目前為止，駕駛室懸架系統已經采用了螺旋彈簧或具有高固有頻率的氣墊，因此對豎直方向的振動起到的阻尼很小的作用。當實物樣機制造出來并進行測試時，所得結果與仿真結果非常接近，從而肯定了乘坐舒適性確實得到了大大地改善。
文檔下載：
John Deere采用LMS VL仿真技術改善拖拉機乘坐舒適性.pdf
更多下載資料請關注百度網盤LMS_VL_Motion，Moiton交流群：324201728
汽車主動懸架技術的研究現狀
則基于單一的模糊規則對帶有動力吸振器的主動懸架系統進行了研究．表明所提出的控制方法能有效地抑制不平路面所造成的車輛振動。
汽車主動懸架用作動器的研究現狀
汽車主動懸架系統另外一個關鍵要素是作動器或執行器(即力發生器)，其性能的好壞對控制算法和懸架系統甚至整車性能都有著至關重要的影響，因此對作動器的研究越來越得到研究者們的關注。迄今為止．研究者們開發了多種不同類型的主動懸架作動器．歸納起來大致可分為空氣／液壓主動懸架、電磁鐵主動懸架、滾珠絲桿主動懸架和電磁直線式主動懸架等幾大類。
2．1空氣／液壓主動懸架
早期的主動懸架主要包括空氣主動懸架和液壓主動懸架。電控空氣懸架采用傳感器檢測車速、油門開度、方向盤轉角及車身高度等。通過控制彈簧的剛度、阻尼力和高度等來改變作動器的控制力。將液壓主動懸架系統安裝在Infiniti Q45豪華轎車上。采用天棚阻尼和頻率阻尼裝置進行控制系統的設計。主動懸架系統在汽車工業
和軍事上的應用作了相應的介紹，指出商用車旨在提高舒適性和操穩性．而軍用車輛著重于提高越野性能。
展開 
智能網聯汽車底盤線控技術
由于采用電控系統控制變速器的換擋操作，由各個部件協同工作實現換擋，可以有效的防止人為誤操作。
若ECU檢測到不正確的操作時，會將擋位控制在安全的范圍內，并且向駕駛員發出警告。
5、線控懸架系統認知
一、線控懸架系統簡介
線控懸架系統（Suspension By Wire），也稱為主動懸架系統，是智能網聯車輛的重要組成部分，可實現緩沖振動、保持平穩行駛的功能，直接影響車輛操控性能以及駕乘感受。
1980年，BOSE公司成功研發了一款電磁主動懸架系統。
1984年，電控空氣懸架開始出現，林肯汽車成為第一個采用可調整線控空氣懸架系統的汽車。
目前，寶馬汽車安裝的“魔毯”懸架系統，凱迪拉克汽車安裝的MRC主動電磁懸架系統，以及自適應空氣懸架系統，均屬于線控懸架系統的不同形式。
奔馳新一代S級采用的MAGIC BODY CONTROL線控懸架系統，可以根據前方路面狀況，自動調節減震器的阻尼系數、車身高度等車輛參數，懸架剛度、阻尼等關鍵參數跟隨汽車載荷、行駛速度而變化。如圖5-1所示。
圖5-1 MAGIC BODY CONTROL線控懸架系統
線控懸架系統，主要由模式選擇開關、傳感器、ECU和執行機構等部分組成，如圖5-2所示。
圖5-2典型線控懸架系統工作原理示意圖
傳感器負責采集汽車的行駛路況（主要是顛簸情況）、車速以及起動、加速、轉向、制動等工況轉變為電信號，經簡單處理后傳輸給線控懸架ECU。
其中，主要涉及車輛的加速度傳感器、高度傳感器、速度傳感器和轉角傳感器等關鍵傳感器。
空氣彈簧根據ECU的控制信號，準確、快速、及時地作出反應動作，包括氣缸內氣體質量、氣體壓力及電磁閥設定氣壓等關鍵參量的改變，實現對車身彈簧剛度、減振器阻尼以及車身高度的調節。
展開 智能網聯汽車底盤線控技術解析
1984年，電控空氣懸架開始出現，林肯汽車成為第一個采用可調整線控空氣懸架系統的汽車。目前，寶馬汽車安裝的“魔毯”懸架系統，凱迪拉克汽車安裝的MRC主動電磁懸架系統，以及自適應空氣懸架系統，均屬于線控懸架系統的不同形式。奔馳新一代S級采用的MAGIC BODY CONTROL線控懸架系統，可以根據前方路面狀況，自動調節減震器的阻尼系數、車身高度等車輛參數，懸架剛度、阻尼等關鍵參數跟隨汽車載荷、行駛速度而變化。如圖5-1所示。
圖5-1 MAGIC BODY CONTROL線控懸架系統
線控懸架系統，主要由模式選擇開關、傳感器、ECU和執行機構等部分組成，如圖5-2所示。
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