电控悬架系统的结构原理与检修

来源：用户分享时间：2025/5/21 4:59:20 本文由

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图2.2 光电式转角传感器的安装位置和结构

1.转角传感器 2.信号发生器 3.遮光盘 4.转向轴 5.传感器圆盘

开有20个孔的遮光盘随转向轴一起转动，遮光盘的两侧为由发光二极管和光敏晶体管组成的信号发生器，它们两者之间的光线变化随着遮光盘遮挡或通过转换成“通”或“断”信号。当操纵方向盘时，遮光盘随着一起转动而引起发光二极管发出的光线“通”或“断”信号，这种信号是与方向盘转动成正比的数字信号。传感器信号发生器以两个为一组，相位错开半齿套装在遮光盘上。ECU通过判断两个光电传感器信号的相位差可以判断转弯方向，如图2.3所示。汽车直线行驶时，信号S1处于通断的中间位置(高电平，断状态)，转向时，根据信号S1和下降沿处信号S2的状态，即可判断出转动的方向。当信号S1由断状态变为通状态(低电平)时，如果信号S2为通状态，则为左转向；如果信号S2为断状态，则为右转向。根据两信号发生都输出端通、断变换的速率，即可检测出转向轴的转动速率。通过计数器统计通、断变换的次数，即可检测出转向轴的转角。

图2.3 光电式转角传感器电路及输出信号

2.车身高度传感器

车身高度传感器通过监测车身与悬架摆臂之间的距离变化，可以检测汽车高度和因道路不平坦而引起的悬架位移量，如图2.4所示。车身高度传感器有磁性滑阀式、霍尔式和光电式三种形式，其中光电式车身高度传感器应用较多，通常安装于车身上，并通过转轴、连杆与悬架臂相连接，而连杆随着汽车高度的变化而上下摆动。不同车高时，由于开口圆盘位置的变化而使光电传感器发出的光线通或断。

2.4 轴式车高传感器结构

l.信号发生器 2.遮光盘 3.盖 4.电缆 5.金属封油环 6.壳体 7.轴图

与光电式转角传感器类似，光电式车身高度传感器在随轴转动的开口圆盘上刻有一定数量的窄缝，信号发生器由发光二极管和光敏三极管组成，以4个为一组，覆盖了开口圆盘，如图2.5所示。开口圆盘位于发光二极管与光敏管之间，转动开口圆盘，发光二极管发出的光不断被开口圆盘挡住，信号发生器的光敏管输出端出现电平高低的变化。

图2.5 车高传感器的工作原理

1.信号发生器 2.遮光盘 3.导杆 4.转轴

ECU接受到电平信号的变化，可检测出开口圆盘的转动角度。当车身高度发生变化时(汽车载荷发生变化)，导杆随摆管上下摆动，从而通过轴驱动遮光盘转动，信号发生器的输出信号随之进行通(ON)、断(OFF)变换。电控悬架系统的ECU是根据各个信号发生器通断状态的不同组合来判断车高状态的。

3.车速传感器

车速传感器安装在变速器上，由变速器齿轮通过转出轴驱动，车速传感器信号经仪表转换后送至悬架ECU，该信号与转向传感器信号一起用来计算车身侧倾程度。

4.节气门位置传感器

节气门位置传感器安装在发动机的节气门体上，检测节气门的开启角度和开启速度，间接获取汽车加速度信号，ECU利用此信号作为汽车车身后仰控制的一个工作状态参数。

5.加速度传感器

在车轮打滑时，不能以转向角和汽车车速正确判断车身侧向力的大小。为直接测出车身横向加速度和纵向加速度，有时在汽车的四角安装加速度传感器。常用的加速度传感器

主要有差动变压器式和滚球式两种。

差动变压器式加速度传感器工作原理如图2.6所示。激磁气圈(1次线圈)通以交流电，当汽车转弯(或加、减速)行驶时，芯杆在汽车横向力(或纵向力)的作用下产生位移，随着芯杆位置的变化，检测线圈(2次线圈)的输出电压发生变化。所以，检测线圈(2次线圈)的输出电压与汽车横向力(或纵向力)一一对应，反应了汽车横向力(或纵向力)的大小，悬架系统电子控制装置根据此输入信号即可正确判断汽车横向力(或纵向力)的大小，对汽车车身姿势进行控制。

输出电压25位移34

图2.6 差动变压器式加速度传感器工作原理 1、2.2次线圈 3、6.1次线圈 4.电源 5.芯杆

钢球位移式加速度传感器的结构如图2.7所示。根据所检测的力(横向力、纵向力或垂直力)不同，加速度传感器的安装方向也不一样。如汽车转弯行驶时，钢球在汽车横向力的作用下产生位移，随着钢球位置的变化，磁场发生变化，造成线圈的输出电压发生变化，所以，悬架系统电子控制装置根据线圈的输出信号即可正确判断汽车横向力的大小，对汽车车身姿势进行控制。

图2.7 钢球位移式加速度传感器 1.轭铁 2.信号处理回路 3.磁铁 4.钢球

6.制动开关

用于向悬架电子控制器提供制动信息，控制器根据制动开关所提供的阶跃信号，并参考车速信号对相关悬架的刚度进行调整，以抑制车身“点头”。制动开关有制动灯开关和

制动液压开关两种形式。

7.车门开关

车门开关是为了防止行驶过程中车门未关而设置的。 8.模式选择开关

模式选择开关用于选择悬架的“软”、“中”、“硬”状态。ECU检测到该开关的状态后，操纵悬架执行机构，从而改变悬架的弹簧刚度和阻尼系数。

2.4 执行器

不同类型的电控悬架系统具有不同的执行机构，空气悬架的执行器为空气弹簧控制阀；油气悬架的执行器为油气弹簧压力控制阀；变阻尼半主动悬架可采用电动式、电磁式或磁流变式可调阻尼减振器作为执行器。

如图2.8为一种空气弹簧用控制车身高度的控制阀，它由芯杆、电磁线圈和柱塞等组成。当对电磁线圈通电，在电磁力的作用下芯杆推动柱塞移动。关闭空气通路，形成ON/OFF动作。

图2.8 空气弹簧控制阀 1.芯杆 2.线圈 3.柱塞

如图2.9为一种油气弹簧用压力控制阀。当对电磁线圈通以电流时，电磁线圈产生正比于此电流的电磁力，电磁力推动阀杆移动。当阀杆的推力输出压力相等时，阀杆停止移动，这样，可以产生与电流大小成正比的油压力。