本课题是以大型客车为研究对象，主要研究其在不同的路况上行驶时，在不同的 形式状态下，通过加速度传感器、速度传感器和高度传感器传递汽车行驶的加速度、 速度以及底盘高度的电子信号到电控单元（ECU）中，并且 ECU 将收到的信号与设定 值进行对比进行反馈调节。本课题中主要对可车的高度进行调节，如客车行驶在低速 时可将车底盘升高，高速行驶时将车底盘降低等。

本课题中涉及空气动力学、牛顿力学、流体力学、气动原理、控制工程理论、 MATLAN/simulink 建模与仿真、车辆工程、空气悬架、空气弹簧的多个方面的知识。 这是对大学四年所学知识的一次综合实践运用，也是以一名合格大学生走向工作岗位 的证明。

1。4 研究的主要内容

本课题以空气悬架为研究对象，设计电子控制系统，使空气悬架能够自动调节车 身高度。为了达到此目的，必须对空气悬架的主要部件空气弹簧进行深入分析与研究， 建立其刚度特性的非线性数学模型。此外，还要建立汽车悬架的动力学数学模型，并 根据动力学方程建立 MATLAB/simulink 仿真模型，然后设计控制器对车底盘高度进行 调节。

高度调节是空气悬架的基本功能，也是其一大优点，目前常用的空气悬架对高度 的调节都是自动完成的，因此对电子控制系统以及气路系统的设计在空气悬架的设计 研究中起到相当重要的作用。本课题中采用三种传感器：加速度传感器、速度传感器 以及高度传感器对车辆的运行状态进行时时监控，并且将采集到的数据返回到 ECU 中进行比对处理，若有偏差 ECU 则会通过控制空气压缩机以及相应的电磁阀进行工 作，到达相应的高度后，空气压缩机与电磁阀相应的关闭。而在 ECU 分析处理的过程 中，会设置一个判断偏差，只有超出该偏差后才会进行相应的调节。

第二章 空气悬架基本参数

2。1 空气悬架总成图

图 2。1 为本客车电子控制空气悬架的控制原理图[11]。图中实线为气路，用于对空 气弹簧充放气；虚线为电子控制电子电路，用于对车速、车身高度等电子信号的采集， 并输入到 ECU 电控单元中。其控制模式和控制策略为：ECU 从车辆速度传感器和底盘 高度传感器采集到车辆的运行的速度和底盘的高度，并把获得的车辆状运行态信号与 预先储存在 ECU 中的设定值进行比较，判断此时车辆的运行状态，向电磁阀与步进 电动机驱动器发出动作信号，控制空气压缩机工作使得气囊的充放气，实现车身高度 的调整。论文网

图 2。1 ECAS 系统控制原理图

1。 液力减振器 2。 空气弹簧 3。 速度传感器 4。 步进电动机驱动器 5。 ECU 6。 储气罐

7。 组合式电磁阀 8。 高度传感器

2。2  空气悬架的主要功能

安装空气悬架的车辆能够获得更高的平顺性和操作的稳定性，而在一般悬架的 设计中车辆的平顺性和操作的稳定性是互相矛盾的，即获得好的平顺性，稳定性就会 变差。但空气悬架就不同，空气悬架具有自适应性，能够自动调节悬架的刚度和阻尼， 使得平顺性与稳定性达到相当。空气悬架具有以下特别的功能：

1）高度调节：空气悬架能够对不同的路况、不同的车速对悬架的刚度、阻尼以 及底盘的高度进行适当的调节；

2）增加车辆的横向稳定性：如当客车左右两边的乘客人数不同时，ECU 会分别 控制左右的空气的刚度来使车身达到左右平衡；

3）过载保护：当车辆超载超出空气弹簧的承载能力时，ECU 会对空气弹簧进行 放气，使载荷作用于缓冲块。