汽車電器與電子技術(shù)第12章汽車舒適性系統(tǒng)-wenkub
2023-01-24 08:53:55 本頁面
【正文】 產(chǎn)生主動(dòng)控制力作用于振動(dòng)系統(tǒng)，構(gòu)成死循環(huán)控制。車輪再通過具有一定彈性和阻尼的輪胎支承在不平的路面上。下圖是一個(gè)把車身品質(zhì)看作剛體的三維模型。該系統(tǒng)必須與懸架中的液壓或空氣囊組件一起工作，所以系統(tǒng)通常有液壓和氣壓式兩種。 ? 主動(dòng)抗側(cè)傾控制系統(tǒng) 懸架系統(tǒng)還是以傳統(tǒng)的形式存在，不過，在此基礎(chǔ)上增加了由電子控制的主動(dòng)抗車身側(cè)傾控制系統(tǒng)。 ? 磁流體可控阻尼減振器 這種減振器應(yīng)用 MR流體 (磁流體 )作為阻尼器的介質(zhì)。這種減振器現(xiàn)在應(yīng)用于多功能 SUV車和高檔轎車。 ? 機(jī)械式可變阻尼減振器 傳統(tǒng)的可變阻尼減振器懸架系統(tǒng)應(yīng)用機(jī)械式的可控閥門來實(shí)現(xiàn)的，它是通過電子控制器控制減振器中的電磁閥來調(diào)節(jié)阻尼。 ? 在控制系統(tǒng)中，車身和車輪的振動(dòng)是通過裝在四個(gè)懸架上的位移傳感器測得的。 ? 2. 主動(dòng)懸架 ? 主動(dòng)懸架又稱全主動(dòng)懸架，它是一種有源控制，具有做功能力的懸架，它需要外加能量源。 ? 1. 半主動(dòng)懸架 ? 半主動(dòng)懸架是指懸架組件中的彈簧剛度和減振器的阻尼系數(shù)之一可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此，這種剛度和阻尼系數(shù)都不可調(diào)節(jié)的被動(dòng)懸架不可能在改善汽車的乘坐舒適性、行駛平順性和操縱穩(wěn)定性方面有大的作為，進(jìn)而無法達(dá)到懸架控制的理想目標(biāo)。 ? 由于汽車行駛的平順性和操縱穩(wěn)定性是衡量懸架性能好壞的主要指針，所以理想的懸架應(yīng)在不同的使用條件下具有不同的彈簧剛度和減震器阻尼，這樣既能滿足行駛平順性要求又能滿足操縱穩(wěn)定性要求。它的作用除了緩沖和吸收來自車輪的振動(dòng)之外，還把路面作用于車輪上的垂直反力（支承力）、縱向反力（牽引力和制動(dòng)力）和測向反力，以及這些反力所造成的力矩都傳遞到車架（或承載式車身）上，從而改變了汽車行駛的平順性和操縱穩(wěn)定性，以保證車輛正常行駛。 控制器 實(shí)時(shí)采集懸架速度信號(hào) 判斷電磁閥通斷 電磁閥工作狀態(tài) 動(dòng)畫演示 ? 傳統(tǒng)的懸架系統(tǒng)主要由彈簧（如鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧等）、減震器、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)及彈性輪胎等組成。實(shí)際的設(shè)計(jì)只能是根據(jù)某種路面附著情況和車速，兼顧各方面的要求，優(yōu)化選定一種剛度和阻尼系數(shù)。 ? 隨著高速公路網(wǎng)的發(fā)展，汽車車速有了很大程度的提高，而傳統(tǒng)的被動(dòng)懸架系統(tǒng)限制了汽車性能的進(jìn)一步提高，現(xiàn)代汽車對懸架系統(tǒng)的要求除了能保證其基本性能外，還致力于提高汽車的行駛安全性和乘坐舒適性，同時(shí)還向高附加值、高性能和高質(zhì)量的方向發(fā)展。因?yàn)檎{(diào)解阻尼僅消耗能量，不需要外加能量源，所以為減少執(zhí)行組件所需的功率，主要采用調(diào)節(jié)減振器的阻尼系數(shù)法，只需提供調(diào)節(jié)控制閥、控制器和回饋調(diào)節(jié)器所消耗的較小功率即可。通常包括產(chǎn)生力和轉(zhuǎn)矩的主動(dòng)作用器（液壓缸、氣缸、伺服電動(dòng)機(jī)、電磁鐵等）、測量組件（加速度、位移和力傳感器等）和反饋控制器等。有的系統(tǒng)也在每個(gè)車輪位置裝有加速度傳感器，測量非簧載質(zhì)量的垂直振動(dòng)。機(jī)械式可變阻尼減振器又有二級式可變阻尼減振器懸架系統(tǒng)和連續(xù)可變阻尼減振器懸架系統(tǒng)兩種。連續(xù)可變阻尼減振器懸架系統(tǒng)中的減振器的阻尼值是連續(xù)可變的。這種可控阻尼減振器是通過控制阻尼介質(zhì)中的磁場來達(dá)到調(diào)節(jié)阻尼介質(zhì)的流體特性，從而達(dá)到控制阻尼的目的。懸架系統(tǒng)的剛度和阻尼設(shè)計(jì)可以重新優(yōu)化，加強(qiáng)汽車的舒適性和其它動(dòng)態(tài)性能。它通過懸架中的液壓裝置或氣囊來調(diào)節(jié)汽車的靜態(tài)高度，使之不隨載荷變化，從而可以使優(yōu)化懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有更大的空間，達(dá)到保證舒適性、操縱穩(wěn)定性和其它動(dòng)態(tài)性能。汽車的簧載質(zhì)量即車身質(zhì)量為，它由車身、車架及其上的總成所組成。在討論汽車平順性時(shí)，這一三維模型的車身質(zhì)量主要考慮垂直、俯仰、側(cè)傾 3個(gè)自由度，4個(gè)車輪質(zhì)量主要考慮 4個(gè)垂直自由度，一共 7個(gè)自由度。半主動(dòng)懸架的核心部分是采用可調(diào)阻尼減振器，其控制邏輯有的和主動(dòng)懸架類似的死循環(huán)，也有根據(jù)車速等參數(shù)進(jìn)行開環(huán)控制的，它消耗的全部能量只用來驅(qū)動(dòng)控制閥，故耗能很低。半主動(dòng)懸架的控制模型如下圖所示。 ? （ 3）如果是 ，控制器輸出減小懸架阻尼控制信號(hào) 。 ? 3. 加速度傳感器 ? 在車輪打滑時(shí)，不能以轉(zhuǎn)向角和汽車車速正確判斷車身側(cè)向力的大小。 ? 輸入信號(hào)的計(jì)算 電子控制裝置根據(jù)預(yù)先寫入只讀存儲(chǔ)器 ROM中的程序?qū)Ω鬏斎胄盘?hào)進(jìn)行計(jì)算 ， 并將計(jì)算結(jié)果與內(nèi)存的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較后 ， 向執(zhí)行機(jī)構(gòu) （ 電機(jī) 、 電磁閥 、 繼電器等 ） 發(fā)出控制信號(hào) 。當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，將信號(hào)送入控制裝置，目的在于即使發(fā)生故障，也應(yīng)使懸架系統(tǒng)安全工作，另外，在修理故障時(shí)容易確定故障所在位置。阻尼力的變換通過轉(zhuǎn)子閥轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，轉(zhuǎn)子閥由裝在減振器內(nèi)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)子閥可按三個(gè)階段變換減振器內(nèi)節(jié)流口的面積，從而控制減振器阻尼力為三種不同狀
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