电子控制主动式空气悬架系统组成和工作原理

下面以丰田索阿拉高级汽车采用的电子控制主动式空气悬架系统为例进行介绍电子控制主动式空气悬架系统 。

电子控制主动式空气悬架系统基本组成
电子控制主动式空气悬架系统主要由空气压缩机、干燥器、空气电磁阀、车身高度传 感器、带有减振器的空气弹簧、悬架控制执行器、悬架控制选择开关及电控单元等组成 。空气压缩机由直流电动机驱动,形成压缩空气,压缩空气经干燥器干燥后由空气管道经空气电磁阀送至空气弹簧的主气室 。
下面介绍几个主要传感器和执行器 。

1)车身高度传感器
车身高度传感器是把汽车悬架装置的位移量转换成电信号,输送给控制单元 。车身 高度传感器为光电式,其结构如图1 0.27所示 。在传感器内部,有一个靠连杆带动旋转 的轴,在轴上装有一个开有许多槽的遮光板,遮光板的两侧装有4组光电耦合元件 。当 连杆带动轴旋转时,光电耦合元件之间或者被遮光板遮上,或者两者元件之间透光,因 此光电耦合元件把这种变化转换成电信号,并输人到控制单元中,如图1 0.28所示 。利 用这4组光电耦合元件导通与截止的组合,就可以把车身高度的变化分为1 6个区域进 行检测 。
控制单元根据车身高度传感器输人的信号,控制压缩机及s卩气阀,以此增加或减少 悬架主气室内的空气量,从而保持车身高度 。因为减振器在行车过程中总是振动的,很 难判定当时车身所处的区域,所以计算机每隔数十毫秒就检测一次车身高度传感器输出 的信号,并对一定时间各信号所占区域的百分比作出计算,以此来判断车身实际所处的区域 。
拉紧螺栓的上端与传感器的连杆铰连,下端与后悬架臂相连 。当车身上下振动时,拉 紧螺栓带动连杆使传感器的轴左右旋转,光电耦合元件则把旋转信号转换成车高信号输 出 。拆下拉紧螺栓,拧松拉紧螺栓的锁紧螺母,旋转拉紧螺栓的螺旋接头可以改变拉紧螺 栓的长度,从而调整车身高度的设定值 。
【电子控制主动式空气悬架系统组成和工作原理】
2) 转角传感器
该转角传感器为光电式,安装在转向轴上,用来检测转向轴的回转方向、回转速 度 。如图10.29所示为转角传感器的安装位置和构造 。电控单元根据两遮光器输出端 通、断变换的速度,即可检测出转向轴的回转速度 。同时由于两遮光器通、断变换的 相位错开90°,因此可通过判断哪个遮光器首先变为on状态检测出转向轴的回转方向。

3) 空气弹簧
该空气弹簧的基本构造如图1 0.30所示!空气弹簧 主、辅助气室设计为一体,这样既节省空间!又减轻了 质量 。悬架的上端与车身相连,下端与车轮相连,随着 车身与车轮的相对运动,主气室的容积在不断地变化 。主气室与辅助气室之间通过一个通路有气体相互流动, 改变主、辅助气室之间气体通路的大小,使主气室被压 缩的空气量发生变化,就可改变空气悬架的刚度 。减振 器的活塞通过中心杆和悬架控制执行器连接,执行器带 动阻尼调节杆转动可以改变活塞上阻尼?l的大小,从而 改变减振器的阻尼系数 。
主、辅助气室之间的气阀体上有大小两个通路 。悬 架控制执行器带动气阀体控制杆转动,使阀芯转过一个 角度,改变通路的大小,就可以改变主、辅助气室之间 的气体流量,使悬架刚度发生变化 。
悬架的刚度可以在低、中、高3种状态下变化 。阀 芯的开口转到使气体流量大的通路被打开的位置,主气 室的气体经阀芯的中间?l、阀体的侧面孔通道与辅助气 室的气体相通,两气室之间的流量大,相当于参与工作 的气体容积增大,悬架刚度处于低状态 。

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