汽车悬架结构协调控制技术研究

邢振东

合肥工业大学 汽车与交通工程学院 安徽 合肥 230000

引言

近年来随着我国经济的飞速发展，国民经济水平的不断提高，人们对于汽车的需求越来越多的同时，要求也越来越高。不论是从外观、配置、内饰，还是对于性能上来说车主都希望自己的爱车能够有一个优秀的品质。简单来说用户希望拥有个即时尚又舒适的座驾，而汽车的舒适程度受到很多因素影响，汽车的悬架系统结构就是其中影响汽车舒适程度的一个不可不提的重要技术。

1 汽车电子控制悬架系统的分类

1.1 半主动悬架

半主动悬架是由具备可变性的弹簧配合高强度的减震器构成的汽车电子控制悬架系统，区别于主动悬架的运作方式，它可以根据车辆在行驶过程中受到路面的反馈以及车身的相应存储记忆功能针对出厂前对于其优化参数产生的设置进行自身的应变调整，使车辆的晃动程度处于一个舒适的范围内。顾名思义，其实半主动悬架靠的就是外界对其的刺激做出一些设定好的反馈，从而使车辆的悬架保持一个相对稳定的状态。

1.2 主动悬架

主动悬架顾名思义就是汽车在行驶中具有自主能力来根据车辆的行驶速度、车辆受到的阻力、车辆行驶状态的不断变化，进行主动改变车身的高度、悬架的硬度以及车辆行驶中的阻尼指数的车辆悬架控制系统。其主要技术优势就是具备一个动力源（空气压缩机或者液化压力控制装置等），可以主观的改变自身的平稳系数影响因素，可以使得振动幅度降到一个很小的范围，所以其舒适程度自然也要比半自动悬架控制系统高出一大截。

2 汽车电子控制空气式主动悬架的结构与原理

汽车的电子控制空气式主动悬架系统的结构主要是由车辆的信号输入装置系统、车辆自身高度调节系统、车辆悬挂刚度调节器以及悬浮控制单元构成。

这其中车辆自身的高度调节系统是汽车的电子控制空气式主动悬架系统重中之重，不仅串联了整个汽车的电子控制空气式主动悬架系统，而且发挥出了整个系统的主要功能体现。其主要依靠安装位置的便利，将车身与车桥之间产生的高度差距通过仪器设备变成电信号，将这些电信号送到电控制单元。目前已知的最被广泛使用的传感器是光电式高度车身高度变化传感器，其主要依靠于起身体内部的一个依靠连接杆带动整传感器进行旋转的轴，配合轴身安置的一个具有多个槽的遮光盘，在其两侧安装对称的四组发光二极管以及光敏三极管，几组相互作用形成一整整体的光电耦合器。当车辆行驶过程中，遇到颠簸导致车身的高度发生变化时候，由于传感器的连接杆发生转动，所以导致传感器的轴承带动遮光板的转动。再往下传动，接下来发光二极管和光敏三极管受到光变化的刺激，所以产生作用，对应产生了16种高低不同的效果，耦合器将这些不同的现象进一步传导到高度检测装置中，然后针对这些不同的高度变化信号，悬架系统的电控单元得到信号，命令悬架控制系统的开关，进行车辆自身的高度、悬架的硬度以及车辆行驶中的阻尼指数变化，来应对车辆面对的颠簸。

3 汽车电控空气式悬架的控制原理

3.1 利用弹簧刚度和减振器阻尼力进行控制

汽车电控空气式悬架的控制的技术优势在于当车辆行使的速度达到时速110迈及其以上时，无需驾驶员做出任何操作，系统自身会进行一个悬架电控的自动悬架控制运作模式，车辆的悬架刚度以及车身高度会进入自动控制的状态，用以面对由于车速过高产生的空气流动速度加快、车身稳定性受到影响的问题，以此来保证车辆在行使过程中控制性及安全性。

3.2 车身高度控制

汽车电控空气式悬架的控制是根据车辆行驶过程中的速度以及车身所经历的变化，产生的自我调节车辆高度的控制，以此来确保车辆在行使过程中的稳定性以及可操作性。车身的高度控制则是根据车辆的行驶速度产生的影响分为“常规行使过程中的车辆高度自动控制模式”和“高速模式下的车辆高度自动控制模式”两种。这其中就像车辆的档位一样，低速档位、正常行驶档位、高速行驶档位均有不同的行使自动控制状态。其核心目的就是为了满足车辆在承受巨大的车身符合和冲击的时候，及时进行高度调整，以满足驾驶者对汽车安全性、动力性以及舒适性的最大程度的满足。

车身高度控制的主要工作原理就是当车辆在进行高速行驶时，车身的高度会进行自动降低，从而更好地贴地性能以此来确保良好的高速行驶稳定性，与此同时还可以起到降低风阻和减少油耗的作用。慢速行使且通过颠簸路面时，车辆的底盘会进行自动升高，以提高车辆的通过困难路段行使性能。

4 结语

舒适性和操控性一直是衡量汽车性能的两大核心标准，但在汽车最初百余年的发展历程当中，两者在众多汽车设计者看来一直是一对水火不容的冤家，很难做到彼此兼顾。这么多年来，这个问题也一直困扰着世界设计师，直到当代汽车的自控式悬挂系统问世，不仅解决了车辆的舒适性，同时还尽可能保证车轮拥有最完美的贴地性能。也正是归功于悬架系统的完善，给车主提供最完美的操控感受和无穷的驾驶乐趣。