淺談汽車電控主動懸架的組成與工作原理

摘 要：在豪華轎車上采用電控主動懸架無疑是為追求更平穩、更舒適的乘坐感，而在SUV上采用當然則是為了平衡野外越野與公路行駛的雙重需要。擁有主動懸架的汽車，在車行駛過程中能根據實際路況對懸架的性能（剛度、阻尼、車身角度和高度等）進行調整，在多種工況下都實現最佳的行駛平順性和操縱穩定性，由于汽車行駛的路面條件是復雜多變的，且具有非常大的隨機性，所以這種調節實際上是非常復雜的。

關鍵詞：汽車； 電子控制； 主動懸架

中圖分類號：U463.33 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2013）10-174-001

電控主動懸架由傳感器，電子控制單元（ECU），執行機構等組成。

在工作時，傳感器將汽車行駛的路面狀況（汽車振動）和車速及起動、加速、轉向、制動等工況轉變為電信號，輸送給電子控制單元，電子控制單元將傳感器送入的電信號進行綜合處理，輸出對懸架的剛度和阻尼及車身高度的調節的控制信號。

當車輛在平坦路面行駛時，懸掛動行程較小，彈性介質承受瞬時壓力所產生的剛度也就小，能夠滿足平順性的要求；當車輛在起伏路行駛時，彈性力呈現非線性變化且幅值增加，可以吸收較多的沖擊能量，有效起到緩沖作用，避免了能量直接傳遞到車身以及懸掛擊穿現象的出現，從而提高車輛的越野速度，改善其機動性。

一、主動懸架種類

1.主動式液壓懸架

電子控制的主動式液壓懸架能根據懸架的質量和加速度等，利用液壓部件主動地控制汽車的振動。在汽車重心附近安裝有縱向、橫向加速度和橫擺陀螺儀傳感器，用來采集車身振動、車輪跳動、車身高度和傾斜狀態等信號，這些信號被輸入到控制單元ECU，ECU根據輸入信號和預先設定的程序發出控制指令，控制伺服電機并操縱前后四個執行油缸工作。

主動液壓懸架的典型工作原理：執行器（液壓缸）中所采用的介質是不可壓縮的油液，故其響應的靈敏度較高。當執行器（液壓缸）發生作用時，液壓缸中的活塞從上、下兩側接受油壓，一側油壓上升，另一側油壓下降，從而使活塞產生往復伸縮運動，以主動適應路面的凸凹，保持車身的平穩。

2.主動式空氣懸架

在電子控制的主動式空氣懸架系統中，微機根據傳感器送來的信號和駕駛員給予的控制模式，經過運算分析后向懸架發出指令，懸架可以根據微機給出的指令，改變懸架的剛度和阻尼系數，使車身在行駛過程中保持良好的穩定性能，并且將車身的振動響應控制在允許的范圍內。一般說來，主動式空氣懸架的控制內容包括車身高度、減振器衰減力、彈簧彈性系數等三項。

空氣懸架電子控制系統的工作原理：用空氣壓縮機形成壓縮空氣，并將壓縮空氣送給彈簧和減震器的空氣室中，以此來改變車輛的高度。在前輪和后輪的附近設有車高傳感器，按車高傳感器的輸出信號，微機判斷出車輛高度，再控制壓縮機和排氣閥，使彈簧壓縮或伸長，從而控制車輛高度。在減震器內設有電動機，電動機受微機的信號控制。利用電動機可以改變通氣孔的大小，從而改變了衰減力的大小。

3.電機蓄能式主動懸架

一種采用電機作動器并具有電磁蓄能作用的電機蓄能式主動懸架。它采用電機傳動系統代替液壓傳動系統，改善了原有液力式主動懸架的諸多缺陷，使主動懸架的推廣應用成為可能。其工作原理是：將懸架動撓度傳感器所得編碼信號和電機轉子位置傳感器所得脈沖信號輸入微處理器，經無刷電機換相邏輯、電磁蓄能控制算法和主動懸架控制律處理后，通過驅動及蓄能電路和車載電源電路，實時控制電機作動器的電動、反接制動或再生制動狀態，以主動緩沖和衰減由路面不平引起的、并由車輪傳導至車身的沖擊和振動，同時還將再生制動電能回收再利用。

二、BOSE懸架——革命性汽車懸架系統

BOSE懸架作為現在一款革命性懸架，雖然他沒有普及在高檔車上面，但是從它的漂亮的實驗結果來說，無疑是我們夢寐以求的最舒適的懸架。BOSE懸架的先進性主要由四個關鍵技術來保證：線性電磁馬達、動力放大器、運算控制以及計算速度。

1.線型電磁馬達

試驗車的每一個車輪上都安裝有線性電磁馬達，馬達的內部包含了磁體和金屬線圈。將線圈通電后，馬達便會實施伸展和收縮，從而使車身與車輪之間產生位移。電磁系統最重要的特點就是速度，線性馬達的反應很快，足以記錄下每一次懸架的撞擊和路面的顛簸，并迅速做出調整，時刻保證提供良好的乘坐舒適性。

2.動力放大器

動力放大器向馬達傳送電力以響應來自于運算控制器的信號。這套可再生動力的放大器既可以實現向線性電磁馬達輸送電能，也可以實現從馬達回收電能。

3.運算控制

BOSE懸架系統由一套精確的運算器控制，運算控制器通過遍布于車上的探測傳感器測定行駛狀態，并向安裝在每個車輪上的動力放大器發出指令。運算控制器的作用就是確保車輛能夠在各種道路上平順的行駛，同時幫助改善操控性能。

三、總結

由于擁有了電子控制，主動懸架也變得智能化，我們開車和乘車都變得更加舒適。這都歸功于主動懸架的以下幾個優點：

1.乘坐舒適性的控制。

2.車身高度的控制。

3.側傾及縱擺的控制。

4.車輪接地性。

5.能有效克服多軸車的軸荷轉移問題。

但是全主動懸架結構及控制策略復雜，其硬件要求高、耗能大、成本高，并且會增加整車重量，也給整車空間布置帶來了一定的困難。目前全主動懸架主要用于高級車輛，半主動懸架主要用于中高級車輛。我相信在以后，普通私家車也能配備全主動懸架。

參考文獻：

[1]http：//wenku.baidu.com/view/9427cec1aa00b52acfc7caea.html《主動懸架種類及特點介紹》

[2]http：//www.docin.com/p-391118447.html《汽車主動懸架的發展及其最新技術》

[3]http：//www.chinaauto.com.cn/opinion/analytics/94929.html《全球知名十大主流懸架盤點分析評論》