图5.3  模式选择开关的位置和操作方法           图5.4  减振器的结构示意图       1—阻尼调节杆(回转阀控制杆)；2—阻尼孔； 3—活塞杆；4—回转阀  中等 中等 高速行驶 硬 硬 汽车急加速、急转弯或紧急制动 中等 软 一般情况下 自动、运动 自动、标准 减振器阻尼力 表5-1减振器的阻尼力与汽车的行驶状态和路面状况的配置情况         其基本工作原理是利用转子和定子间的齿形磁极的相互吸引或排斥，实现转子的转动与停止。        一般情况下，每一次脉冲使转子所转过的角度取决于转子或定子上均匀分布的齿形磁极的数量。         假设转子上齿形磁极的数量是N，电动机转子可作360°范围的旋转。         那么，定子线圈每接收一个脉冲信号波，转子所转过的圆心角是    ，则                ＝360°/磁极对数N                 (5.1)     或       ＝2π /磁极对数N(rad)             (5.2)         步进电动机的转子旋转方向取决于脉冲信号输入方式。         如果输入正脉冲信号使转子正转，那么负脉冲将使步进电动机转子反转。         步进电动机的工作方式是：      有脉冲波输入时，转子转动，而且一个脉冲波只能使转子转动一步(即一个圆心角的大小，又称齿距)；         没有脉冲波输入，转子处于暂停状态，所以转子的转速只取决于脉冲频率。         近年来步进电动机发展很快，品种规格与结构形式多种多样，但常用的类型多为3相、4 相、5相和6相等。        一般励磁相数越多，产生的转矩越大，动作稳定性越好，步距角越小。         另外，励磁方式的不同，步距角的大小差别较大。        步进电动机常用于开环控制系统，受数字脉冲信号控制，输出角位与输入的脉冲数成正比，其转速与输入脉冲频率成正比，具有自锁能力，不需要角度传感器和制动机构，控制较简单。        对于低速、小转角的控制采用步进电动机较为有利。        在机电一体化系统中，步进电动机一般用于精确的角度和位置的控制。        通常对于步进电动机的要求为：      响应速度快、响应特性好、步距角精度高、阻尼特性好。         但响应特性和阻尼特性之间又是相互矛盾的，因此应根据实际使用场合而有所侧重。 3) 空气悬架系统弹性元件刚度的       基本结构和工作原理        图5.24所示为空气悬架气动缸的基本结构断面图。        气动缸由封入低压惰性气体和阻尼力可调的减振器、旋转式膜片、主气室、副气室和悬架执行元件组成。        主气室是可变容积的，在它的下部有一个可伸展的隔膜，压缩空气进入主气室可升高悬架的高度，反之使悬架高度下降。        主、副气室设计为一体既省空间，又减轻了质量。      悬架的上方与车身相连，下方与车轮相连，如图5.25所示。        随着车身与车轮的相对运动，主气室的容积在不断变化。        主气室与副气室之间通过一个通道，气体可相互流通。        改变主、副气室间的气体通道的大小，就可以改变空气悬架的刚度。      减振器的活塞通过中心杆(阻尼调整杆)和齿轮系与直流步进电动机相连接。      步进电动机转动可改变活塞阻尼孔的大小，从而改变减振器的阻尼系数。        悬架刚度的自动调节原理如图5.26所示。      主、副气室间的气阀体上有大小两个通道。       步进电动机带动空气阀控制杆转动，使空气阀阀芯转过一个角度，改变气体通道的大 小，就可以改变主、副气室之间的气体流量，使悬架的刚度发生变化。        悬架刚度可以在低、中、高三种状态下改变。         当阀芯的开口转到对准图示的低位置时，气体通道的大孔被打开。        主气室的气体经过阀芯的中间孔、阀体侧面通道与副气室的气体相通，两气室之间空气流量越大，相当于参与工作的气体容积增大，悬架刚度处于低状态。      当阀芯的开口转到对准图示的中间位置时，气体通道的小孔被打开。        两气室之间的流量小，悬架刚度处于中间状态。        当阀芯开口转到对准图示的高位置时，两气室之间的气体通道全部被封住，两气室之间的气体相互不能流动。         压缩空气只能进入主气室，悬架在振动过程中，只有主气室的气体单独承担缓冲工作，悬架高度处于高状态。 4. 传感器 1) 转向盘转角传感器     三菱GALANT轿车采用光电式转角传感器，其包括三个固定的遮光器和一个带窄槽的圆 盘，带窄槽的圆盘固定在转向轴上，并随转向盘一起转动。        当转动转向盘时，带窄槽的圆盘移过遮光器，各遮光器向ECU输出脉冲信号，ECU利用这些信号来判定转向盘的转角和转动速率，并确定转向盘的转动方向。     两边的遮光器用于确定转向盘的转动方向；中间的遮光器用于确定转向盘的中间位置(汽车直线行驶位置)。 2) 横向加速度传感器         横向加速度传感器主要用于检测汽车转向时，汽车因离心力的作用而产生的横向加速 度，并将产生的电信号输送给ECU，使ECU能判定悬架系统的阻尼力改变的大小及空气弹簧中空气压力的调节情况，以维持车身的最佳姿势。         三菱GALANT汽车采用的G传感器是一小型半导体加速度计，它安装于汽车前端，用于确定汽车转向时的横向加速度。        根据储气筒中空气压力的大小，通过低压开关和高压开关打开或关闭空气压缩机。        后压力传感器中有一弹性膜片，当空气压力变化时，弹性膜片移动，弹性膜片的移动通过一电位计转化为电压信号输入ECU。        除上述半导体加速度传感器外，横向加速度传感器还有差动变压器式加速度传感器和钢球位移式加速度传感器。 (1) 差动变压器式加速度传感器         图5.27所示是差动变压器式加速度传感器的结构图，图5.28为其工作原理。        给励磁线圈(一次绕组)通以交流电，当汽车转弯(或加、减速)行驶时，芯杆在汽车横向力(或纵向力)的作用下产生位移，随着芯杆位置的变化，检测线圈(二次绕组)的输出电压发生变化。        所以，检测线圈(二次绕组)的输出电压与汽车横向力(或纵向力)一一对应，反映了汽车横向力(或纵向力)的大小。       悬架系统电子控制装置根据此输入信号即可正确判断汽车横向力(或纵向力)的大小，对车身姿势进行控制。 (2) 钢球位移式加速度传感器        钢球位移式加速度传感器的结构如图5.29所示。      根据所检测的力(横向力、纵向力或垂直力)不同，加速度传感器的安装方向也不一样。        如汽车转弯行驶时，钢球在汽车横向力的作用下产生位移，随着钢球位置的变化，磁场也发生变化，造成线圈的输出电压发生变化。        所以，悬架系统电子控制装置根据加速度传感器输入的信号即可正确判断汽车横向力的大小，从而实现对汽车车身姿势的控制。  3) 车身高度传感器       车身高度传感器的作用是检测汽车行驶时车身高度的变化情况(汽车悬架的位移量)，并转换成电信号输入悬架系统的ECU。      车身高度传感器一般有
第5章电子控制悬架系统.ppt