空气悬架系统汽车电子论文
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空气式主动悬架主要由信号输入装置、悬架刚度及减振器阻尼力调节装置、车身高度调节装置及悬架电控单元ECU组。
1信号输入装置
该装置主要出前、后车身高度传感器、转向盘转角传感器、车速传感器、节气门开度传感器、悬架控制开关和制动开关门等组成。
1.1车身高度传感器
它安装在车身与车桥之间，把车身与车桥之间的相对高度变化转换为电信号，并输送给电控单元。目前广泛使用的是光电式车身高度传感器，传感器内部有一个靠连接杆带动旋转的轴，轴上装有—个带有许多槽的遮光盘，遮光盘两侧对称安装着4组发光二极管和光敏三极管，组成四对光电耦合器。当车身高度变化时，使车身高度传感器的连接杆转动，通过传感器轴带动遮光盘转动。当遮光盘上的槽对准光电耦合器时，发光二极管发出的光线通过该槽使光敏三极管受光，输出导通信号；反之当遮光盘的槽不对准耦合器时，输出截止信号。遮光盘上的槽适当分布，利用这四对光电耦合器导通与截止的组合，把车身高度的变化分为16个区域进行检测。
1.2转向盘转角传感器
该传感器安装在转向轴上，用来检测转向盘的转角信号，间接地得到汽车转向程度(快慢、大小)信号，传给悬架电控单元。在压入转向器轴的圆盘中，压入带有缺口的遮光盘，遮光盘两面分别有两个发光二极管和两个光敏三极管，组成两对光电耦合器，当遮光盘随转向轴转动时，两个光电耦合器的输出端即可进行ON／OFF变换.
1.3车速传感器
它安装在车轮上，输出与车轮转速成正比的脉冲信号，景架电控单元利用该信号与转向盘转角信号计算出车身的侧倾程度。
1.4节气门位置传感器
它安装在节气门体上，把节气门开度信号传给悬架电控单元、间接测得汽车加速信号。
2空气悬架刚度及阻尼力调节系统
2.1空气悬架刚度的调节
悬架上端与车身相连，下端与车轮相连。主、副气室设计为一体，主、副气室之间有一通路供气体相互流动。改变主、副气室之间气体通路的大小，使主气室被压缩的空气层发生变化，就可改变空气悬架的刚度。主、副气室之间的通路靠气阀控制，开关气阀的控制杆由悬架控制执行器驱动，当气阀处于不同的位置时，即大开、小开、关闭时，可实现空气弹簧低、中、高三种状态的刚度调节。
2.2悬架控制执行器
它除了控制减振器的转阀进行阻尼调节外，还同时驱动主辅气室的气阀进行刚度调节。
3车身高度的调节
其作用是使车身高度根据汽车内乘座人员或车辆载重情况自动做出调整，以保证汽车行驶所需要的高度及汽车行驶姿态的稳定。当需要增高车身高度时，直流电动机带动空气压缩机工作，压缩空气通过空气干燥器后，由高度控制电磁阀进入主气悬梁，使车身高度增加，达到规定高度时，高度控制电磁阀断电关闭，车身便维持在一定的高度。当车高需要降低时，高度控制电磁阀和排气阀同时通电打开，空气悬架主空气室气体排出，车身高度下降。
二电控空气式悬架的控制原理
1利用弹簧刚度和减振器阻尼力进行控制
1.1高速感应控制
当车速大予110km／h时，不管驾驶员选择何种工作模式，悬架电控单元都会通过执行器自动使悬架系统进入常规的自动控制工作模式，即将悬架的刚度和阻尼调到“中间”状态，以提高汽车高速行驶时的稳定性。
1.2坏路面感应控制
当汽车以40—100km／h的速度驶入坏路面时，若前轮车速传感器检测出路面有凸起，则在后轮越过该凸起之前，悬架电控单元自动使悬架系统进入自动控制工作模式，使悬架刚度和阻尼力在“中间”状态，以抑制车体的前后颠额与跳动，提高汽车的乘坐舒适性和通过性；当汽车以100km／h驶入坏路面时，悬架E-CU将弹簧刚度和减振器阻尼力调到“高”状态，以保证汽车的操纵稳定性和通过性。
1.3前后轮相关控制
即当汽车前轮在遇到路面接缝等单个的凸起时，电控单元相应减小后轮悬架的刚度和阻尼，以减小车身的振动和冲击。当汽车以30—80km／h速度行驶遇到障碍时，前轮车高传感器的脉冲信号传给悬架电控单元，电控单元将后轮悬架的刚度与阻尼调至“低”状态，提高汽车乘坐舒适性；此时，既使驾驶员选择高速行驶状态(刚度和阻尼力为中间值)，系统仍将刚度和阻尼力调至低值。为了不影响高速行驶的稳定性，这种动作在车速为80km／h以下才发生。
1.4抗“仰俯”
当车速低于20km／h且加速度大时，悬架将弹簧刚度和减振器阻尼力调到“高”状态，以抑制汽车急起步时的车身“后仰”。当车速高于60km／h紧急制动时，电控单元也将高度与阻尼力调到“高”状态，以抵抗汽车紧急制动时车身“前仰”。
1.5抗“侧倾”
在急转弯时，装于转向轴上的光电式转角传感器监测方向盘的操作信号传给悬架电控单元，电控单元根据方向盘的转角和转速信号将刚度与阻尼力调到“高”状态。
1.6抗“点头”
当车速高于60km／h紧急制动时，车速传感器以及制动灯开关将信号输入悬架电控单元，电控单元自动将悬架的高度与阻尼调至“高”状态，以增大悬架刚度和阻尼，抑制“板头”。在良好的路面正常行驶时，弹簧刚度和减振器阻尼内驾驶员选择“：常规值自动控制”状态，悬架刚度与阻尼处于“低”状态。“高速行驶自动控制”状态，悬架刚度与阻尼处于“中”状态。
2车身高度控制
悬架电控单元根据汽车行驶速度和路面的变化，自动调整车身高度，确保汽车行驶稳定性和通过性，车身高度控制有“常规值自动控制”模式和“高值自动控制“模式，每种模式又分为“低”“、中”“、高”三种状态。
作者：薛培道单位：建三江管理局创业农场交通科
