汽車電器與電子技術(shù)第12章汽車舒適性系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-01-23 08:53 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 度選定后 ， 又很難改變 ， 因此從改變減振器阻尼入手 ， 將阻尼分為兩級(jí)或三級(jí) ， 由駕駛員選擇或根據(jù)傳感器信號(hào)自動(dòng)選擇所需要的阻尼級(jí) 。 ? 半主動(dòng)懸架系統(tǒng)通常以車身振動(dòng)加速度的均方根值作為控制目標(biāo)參數(shù)，以懸架減振器的阻尼為控制對(duì)象。半主動(dòng)懸架的控制模型如下圖所示。 i?? ? ? 在懸架控制單元中 ， 事先設(shè)定了一個(gè)目標(biāo)控制參數(shù) σ ， 它是以汽車行駛平順性最優(yōu)控制為目的設(shè)計(jì)的 。 汽車行駛時(shí) ，安裝在車身上的加速度傳感器產(chǎn)生的車身振動(dòng)加速度信號(hào)經(jīng)整形放大后輸入計(jì)算機(jī) ， 計(jì)算機(jī)隨即計(jì)算出當(dāng)前車身振動(dòng)加速度的均方根值 σ i， 并與設(shè)定的目標(biāo)參數(shù)比較 ， 根據(jù)比較結(jié)果輸出控制信號(hào)： ? （ 1） 如果是 ， 控制器不輸出調(diào)整懸架阻尼控制信號(hào) 。 ? （ 2） 如果是 ， 控制器輸出增大懸架阻尼控制信號(hào) 。 ? （ 3）如果是 ，控制器輸出減小懸架阻尼控制信號(hào) 。 i?? ? i?? ? 電控懸架用傳感器 ? 1. 車速傳感器 ? 車速傳感器用來(lái)測(cè)定車速，一般常用的有舌簧開關(guān)式車速傳感器，磁阻組件式車速傳感器等。 ? 2. 轉(zhuǎn)角傳感器 ? 轉(zhuǎn)角傳感器用于檢測(cè)轉(zhuǎn)向盤的中間位置 、 轉(zhuǎn)動(dòng)方向 、 轉(zhuǎn)動(dòng)角度和轉(zhuǎn)動(dòng)速度 。 在電子控制懸架中 ，電子控制裝置根據(jù)車速傳感器信號(hào)和轉(zhuǎn)角傳感器信號(hào) ， 判斷汽車轉(zhuǎn)向時(shí)側(cè)向力的大小 ， 從而控制車身的側(cè)傾 。 ? 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。為直接測(cè)出車身橫向加速度和縱向加速度，必須在汽車懸架上裝置加速度傳感器。 ? 4. 車身高度傳感器 ? 高度傳感器的作用是感測(cè)車身高度 （ 汽車懸架裝置的位移量 ） ， 并將它轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)輸入系統(tǒng)控制裝置 。 控制器及其實(shí)現(xiàn)功能 ? 傳感器信號(hào)放大 用接口電路將輸入信號(hào) （ 如傳感器信號(hào) 、 開關(guān)信號(hào) ） 中的干擾信號(hào)除去 ， 然后放大 、 變換極值 、 比較極值 ， 變換為適合輸入控制裝置的信號(hào) 。 ? 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) 。輸入控制裝置的信號(hào)除了開 /關(guān)信號(hào)外還有電壓值時(shí) ， 還應(yīng)進(jìn)行 A/D變換 。 ? 驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 控制裝置用輸出驅(qū)動(dòng)電路將輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)放大 ， 然后輸送到各執(zhí)行機(jī)構(gòu) ， 以實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車懸架參數(shù)的控制 。 ? 故障檢測(cè) 電子控制裝置用故障檢測(cè)電路來(lái)檢測(cè)傳感器、執(zhí)行器、線路等的故障。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。 阻尼可調(diào)減振器 ? 減振器工作的基本原理是利用阻尼消耗振動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的能量．汽車減振器是利用小孔節(jié)流的流體阻尼技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)懸架系統(tǒng)的減振特性，稱為液力減振。阻尼可調(diào)減震器一般用于半主動(dòng)懸架中。下圖為一阻尼可調(diào)減震器結(jié)構(gòu)圖。阻尼力的變換通過(guò)轉(zhuǎn)子閥轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)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態(tài)：軟、中、硬。 電控懸架系統(tǒng)的控制方法 ? 1. 自適應(yīng)控制 ? 這種控制算法的原理是當(dāng)外界激勵(lì)條件和汽車自身參數(shù)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，被動(dòng)汽車的振動(dòng)輸出仍能跟蹤所選定的理想?yún)⒖寄Ｐ?，通過(guò)跟蹤一個(gè)預(yù)先定義的參考模型，獲得任何非線性時(shí)變懸架模型的最優(yōu)性能，這種性能依賴于包含前饋控制器和輔助控制器參數(shù)的自適應(yīng)控制規(guī)則實(shí)現(xiàn)。把非線性 “ 滑模 ” 控制規(guī)則應(yīng)用于電液懸架系統(tǒng)，控制器依賴精確的懸架系統(tǒng)模型，采用自適應(yīng)控制的車輛懸架阻尼減振系統(tǒng)改善汽車的行駛性能，這種控制方法在德國(guó)大眾汽車公司的底盤上已經(jīng)得到了應(yīng)用。 ? 2. 最優(yōu)控制方法 ? 應(yīng)用于汽車懸架控制系統(tǒng)的最優(yōu)控制方法可分為線性最優(yōu)控制、最優(yōu)控制和最優(yōu)預(yù)見控制三種。 ? 線性最優(yōu)控制是建立在系統(tǒng)模型較為理想的基礎(chǔ)上，采用受控對(duì)象的狀態(tài)響應(yīng)與控制輸入的加權(quán)二次型作為性能指針，同時(shí)保證受控系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性條件下實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制。 ? 控制是設(shè)計(jì)控制器在保證死循環(huán)系統(tǒng)各回路穩(wěn)定的條件下，使相對(duì)于噪聲干擾的輸出取極小的一種最優(yōu)控制方法。為了仿真由于車身質(zhì)量、輪胎剛度、減振器阻尼系數(shù)以及車輛結(jié)構(gòu)高頻柔度模態(tài)等變化不確定的誤差，應(yīng)用控制方法可實(shí)現(xiàn)汽車懸架振動(dòng)控制具有較強(qiáng)的魯棒性。 ? 最優(yōu)預(yù)見控制是利用汽車車輪的擾動(dòng)信息預(yù)估路面
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