汽車電子電氣第12章汽車舒適性系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-02-23 16:45 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 q 1 2 = g Fd Gq 1 2 2 1 ? = ? ? fd q 主動與半主動懸架的車身車輪二自由度模型 ? 主動懸架一般用液壓缸作為主動力發(fā)生器，代替 懸架的彈簧和減振器，由外部高壓液體提供能 源，用傳感器測量系統(tǒng)運動的狀態(tài)信號，回饋到 電控單元，然后由電控單元發(fā)出指令控制力發(fā)生 器，產(chǎn)生主動控制力作用于振動系統(tǒng)，構(gòu)成死循 環(huán)控制。半主動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懸架類似的死循 環(huán)，也有根據(jù)車速等參數(shù)進行開環(huán)控制的，它消 耗的全部能量只用來驅(qū)動控制閥，故耗能很低。 電控懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理 ? 從行駛平順性和舒適性出發(fā)，彈簧剛度及減振器 的阻尼系數(shù)應(yīng)能隨汽車運行狀態(tài)而變化，使懸架 系統(tǒng)性能總是處于最優(yōu)狀態(tài)附近。但是，彈簧剛 度選定后，又很難改變，因此從改變減振器阻尼 入手，將阻尼分為兩級或三級，由駕駛員選擇或 根據(jù)傳感器信號自動選擇所需要的阻尼級。 ? 半主動懸架系統(tǒng)通常以車身振動加速度的均方根 值作為控制目標(biāo)參數(shù)，以懸架減振器的阻尼為控 制對象。半主動懸架的控制模型如下圖所示。 ? ? i ，控制器輸出增大懸架阻尼控制信 ，控制器輸出減小懸架阻尼控制信 ? 在懸架控制單元中，事先設(shè)定了一個目標(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)計的。汽車行駛 時，安裝在車身上的加速度傳感器產(chǎn)生的車身振動加速度 信號經(jīng)整形放大后輸入計算機，計算機隨即計算出當(dāng)前車 身振動加速度的均方根值 σi，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： ? （ 1）如果是 ? =? i ，控制器不輸出調(diào)整懸架阻尼控制信 號。 ? （ 2）如果是 ? ? i 號。 ? （ 3）如果是 號 。 電控懸架用傳感器 ? 1. 車速傳感器 ? 車速傳感器用來測定車速，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)角傳感器用于檢測轉(zhuǎn)向盤的中間位置、轉(zhuǎn)動方 向、轉(zhuǎn)動角度和轉(zhuǎn)動速度。在電子控制懸架中， 電子控制裝置根據(jù)車速傳感器信號和轉(zhuǎn)角傳感器 信號，判斷汽車轉(zhuǎn)向時側(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，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)換成電子信號輸入系統(tǒng) 控制裝置。 控制器及其實現(xiàn)功能 ? 傳感器信號放大 用接口電路將輸入信號（如傳 感器信號、開關(guān)信號）中的干擾信號除去，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。 ? 輸入信號的計算 電子控制裝置根據(jù)預(yù)先寫入只 讀存儲器 ROM中的程序?qū)Ω鬏斎胄盘栠M行計算，并 將計算結(jié)果與內(nèi)存的數(shù)據(jù)進行比較后，向執(zhí)行機 構(gòu)（電機、電磁閥、繼電器等）發(fā)出控制信號。 輸入控制裝置的信號除了開 /關(guān)信號外還有電壓值 時，還應(yīng)進行 A/D變換。 ? 驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu) 控制裝置用輸出驅(qū)動電路將輸出 驅(qū)動信號放大，然后輸送到各執(zhí)行機構(gòu)，以實現(xiàn) 對汽車懸架參數(shù)的控制。 ? 故障檢測 電子控制裝置用故障檢測電路來檢測 傳感器、執(zhí)行器、線路等的故障。當(dāng)發(fā)生故障 時，將信號送入控制裝置，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過程 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)來實現(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 變換通過轉(zhuǎn)子閥轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)，轉(zhuǎn)子閥由裝在減振 器內(nèi)的電機驅(qū)動，轉(zhuǎn)子閥可按三個階段變換減振 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)外界激勵條件和汽車自身參數(shù)狀 態(tài)發(fā)生變化時，被動汽車的振動輸出仍能跟蹤所選定的理 想?yún)⒖寄Ｐ?，通過跟蹤一個預(yù)先定義的參考模型，獲得任 何非線性時變懸架模型的最優(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
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