9．6电控悬架系统
传统的汽车悬架一般具有固定的弹簧刚度和减振阻尼力，它只能保证在一种特定
的道路状态和速度下达到性能最优，因而不能同时满足汽车行驶平顺性和操纵稳定性
的要求。

例如降低弹簧刚度，平顺性会更好，乘坐更舒适，但会使操纵稳定性变差；相反，增加弹簧刚度虽可提高操纵稳定性，但会使车辆对路面不平度更敏感，平顺性降低。

因此，理想的悬架系统应在不同的行驶条件下具有不同的弹簧刚度和减振器阻尼力，以同
时满足平顺性与操纵稳定性的要求。

电控悬架系统就是这种理想的悬架系统，它通过对
悬架系统参数进行实时控制，使悬架的刚度、减振器的阻尼系数、车身高度能随汽车的
载荷、行驶速度、路面状况等行驶条件变化而变化，使悬架性能总是处于最佳状态(或其
附近)，同时满足汽车的行驶平顺性、操纵稳定性等方面的要求。

现代汽车电控悬架系统有多种形式。

根据控制目的不同，可分为车高控制系统、刚
度控制系统、阻尼控制系统、综合控制系统等形式。

按悬架系统结构形式，可分为电控空气悬架系统和电控液压悬架系统。

根据控制系统有源或无源，可分为半主动悬架和全主
动悬架。

半主动悬架是指悬架元件中的弹簧刚度和减振力之一可以根据需要进行调节，
全主动悬架则能根据需要自动调节弹簧刚度和减振力。

可见，全主动悬架的各种性能都
明显优予半主动悬架和被动悬架。

而主动悬架按弹簧的类型，可分为空气弹簧主动悬架
和油气弹簧主动悬架。

本章以丰田凌志LS400的电控悬架系统为例进行介绍。

9．6．1 概述
丰田凌志lS400的电控悬架系统为空气弹簧主动悬架，可根据行驶条件自动控制
弹簧刚度、减振器阻尼力及车身高度，以抑制加速时后坐、制动时点头、转向时侧倾等汽车行驶状态的变化，明显改善乘坐的舒适性和操纵的稳定性。

1．系统控制功能
丰田凌志LS400的电控悬架系统主要对车速及路面感应、车身姿态、车身高度三
个方面进行控制。

(1)车速与路面感应控制
1)当车速高时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以改善汽车调整行驶的平顺性和操
纵稳定性。

2)当前轮遇到突起时，减小后轮悬架弹簧刚度和减振器阻尼力，以减小车身的振动
和冲击。

’
3)当路面差时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以抑制车身的振动。

(2)车身姿态控制
1)转向时侧倾控制。

急转向时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以抑制车身的侧倾。

2)制动时点头控制。

紧急制动时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以抑制车身的点头。

3)加速时后坐控制。

急加速时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以抑制车身的后坐。

(3)车身高度控制
1)高速感应控制。

车速超过90km／h时，降低车身高度，以减少空气阻力，提高汽车行驶的稳定性。

2)连续差路面行驶控制。

车速在40～90km／h时，提高车身高度，以提高汽车的通
过性。

3)点火开关0FF控制。

驻车时，当点火开关关闭后，降低车身高度，便于乘客的乘坐。

4)自动高度控制。

当乘客和载质量变化时，保持车身高度恒定。

2．系统操作
丰田凌志LS400的电控悬架系统有三个操作选择开关：高度控制ON／OFF、高度
控制开关和LRC(模式控制)开关。

高度控制ON／OFF开关安装在汽车尾部后备箱的左边。

高度控制ON／OFF开关
处于0N位置时，系统可按选择方式进行车身高度自动控制；处于OFF位置时，系统不
执行车身高度控制。

高度控制开关和LRC(凌志乘坐控制，亦称模式控制)开关安装在驾驶室内变速操
纵杆的旁边。

高度控制开关用于选择控制车身高度，当高度控制开关处于HIGH位置时，系统
对车身高度进行“高值自动控制”，HIGH位置在不平道路上行驶时选用；处于NORM
时，车身高度则进入“常规值自动控制”状态，NORM位置在一般道路上行驶时选用。

LRC开关用于选择控制悬架的刚度、阻尼力参数。

当LRC开关处于SPORT位置
时，系统进入“高速行驶自动控制”状态，着重于提高急转弯等情况下的车辆稳定性；处于NORM位置时，系统对悬架刚度、阻尼力进行“常规值自动控制”，着重于乘坐舒适性，通常用于一般的行驶。

此时，悬架的电子控制单元(ECU)根据车速传感器等信号，
使悬架的刚度、阻尼力自动地调整到软、中或硬的状态。

9．6．2 电控悬架系统的构造与工"99原理
1．系统组成
任何电控悬架系统都由传感器、电子控制单元(ECU)、执行器等三部分组成。

传感
器将汽车行驶的路面情况(汽车的振动)和车速及起动、加速、转向、制动等工况转变为电信号，输送给ECU，ECU将传感器送人的电信号进行综合处理，输．出对悬架的刚度、阻尼、车身高度进行调节的控制信号。

执行器按照ECU的控制信号，准确地动作，及时地调节悬架的刚度、阻尼系数及车身的高度。

丰田凌志LS400的电控悬架系统也是如此。

具体来说，传感器包括车身高度传感器、转向传感器、车速传感器、节气门位置传感器等；电子控制单元一般由微机和信号放大电路组成。

执行器包括高度控制阀、排气阀、悬架控制执行器等。

系统各元件在车上的位置如图9—27所示。

2．控制原理
(1)车身高度控制
车身高度控制系统由压缩机、干燥器、排气阀、1号与2号高度控制继电器、1号与2号高度控制阀、前后4个空气弹簧、4个车身高度传感器以及悬架ECU等组成。

图9—28所示为车身高度控制系统示意图，图9—29所示为1号和2号高度控制阀控制电路，图9-30所示为空气压缩机控制电路。

·
当点火开关接通时，ECU使2号高度控制继电器线圈通电，2号高度控制继电器
触点闭合，便使前、后、左、右四个高度传感器接通蓄电池电源。

当车身高度需要上升时，从ECU的RCMP端子送出一个信号，使l号高度控制继电器接通，1号高度控制继电
器触点闭合，压缩机控制电路接通产生压缩空气。

ECU使高度控制电磁阀线圈通电后，
电磁阀线圈将高度控制阀打开，并将压缩空气引向空气弹簧，从而使车身高度上升。

悬架系统的车身高度传感器采用光电式传感器，为了检测汽车高度和因道路不平
而引起的悬架位移量，在每个悬架上都有一只车身高度传感器，用于连续监测车身与悬
架下臂之间的距离。

图9—31所示为车身高度传感器与ECU之间的连接电路。

当车身高度需要下降时，ECU不仅使高度控制阀电磁线圈通电，而且还使排气阀
电磁线圈通电，排气阀电磁线圈使排气阀打开，将空气弹簧中的压缩空气排到大气中。

1号高度控制阀用于前悬架控制，它有两个电磁阀分别控制左右两个空气弹簧。

2号高度控制阀用于后悬架控制，它与l号高度控制阀一样，也采用两个电磁阀。

为了防止空气管路中产生不正常的压力，2号高度控制阀
中采用了一个溢流阀。

(2)弹簧刚度和减振阻尼力控制
电子控制空气悬架系统空气弹簧的结构如图9—32所示。

悬架系统弹簧刚度和减振器阻尼力控制执行器安装在空气弹簧的上部，悬架控制执行器电路如图9—33所示，
ECU将信号送至悬架控制器，同时驱动减振器的阻尼调节杆和空气弹簧的气阀控制
杆，从而改变减振器的阻尼力和悬架弹簧刚度。

(3)系统电路图
图9—34所示为LS400电子控制空气悬架系统的线路连接图。

图9-35所示为悬架系统ECU连接器。

表9—1所示为连接器各接线端子与ECU连接对象的对应关系。