Организация бортовой информационно-управляющей системы

Для оценки состояния и поведения транспортного средства используется информация, получаемая со следующих датчиков, расположенных на машине:

- датчики давления измеряют давление масла в КПП, ДВС, гидросистеме, пневмосистеме;

- датчики температуры для измерения температуры охлаждающей жидкости ДВС, масла в ДВС, охлаждающей жидкости в компрессоре, масла в гидросистеме.

Перечисленные датчики являются аналоговыми и имеют различные диапазоны измерения. Многие датчики имеют нелинейную характеристику. Используются дискретные датчики, работающие в качестве сигнализаторов, например, сигнализатор критической температуры охлаждающей жидкости, аварийного давления масла и другие, концевые выключатели главного фрикциона, горного тормоза, вентилятора. Еще один тип датчиков - импульсные датчики, формирующие последовательность импульсов, например для контроля пройденного пути.

В качестве БИУС используется бортовой компьютер (вычислитель), выполняющий сбор и обработку информации с датчиков, а также формирующий информационные сообщения и управляющие воздействия на исполнительные механизмы. Для подключения датчиков к вычислителю необходимо выполнить обработку сигналов. К обработке сигналов относятся нормирование сигнала (усиление), т.е. приведение его к определенному значению, фильтрация, линеаризация, аналого-цифровое преобразование и другие виды обработки.

Структурная схема БИУС приведена на рисунке 1.3.1.

Рисунок 1.3.1

Приведенная система обладает недостатком - вычислитель слишком перегружен, так как очень много времени тратиться на формирование информационных сообщений, что может привести к потере информации с датчиков в критических ситуациях. Поэтому предлагается разделить функции сбора и обработки информации с датчиков и формирования информационных сообщений на два вычислителя.

Структурная схема БИУС, содержащая систему сбора и обработки информации и систему отображения информации, приведена на рисунке 1.3.2.

Рисунок 1.3.2 - БИУС с двумя вычислителями

Такой подход к построению бортовой информационно-управляющей системы также имеет недостатки, относящиеся к топологии системы.

Многочисленные датчики расположены на машине в различных точках. Это приводит к сложной организации разводки кабельного оборудования. Многие датчики имеют слабый сигнал, и при прокладке кабеля на большое расстояние происходит ослабление сигнала и засорение его помехами, наводками. Кроме того, система имеет невысокую надежность. При обрыве кабеля информация с датчика полностью теряется или вычислитель может понять отсутствующий сигнал за исправный, что приводит к аварийным ситуациям.

Для решения такой задачи предлагается другой подход к построению БИУС. Каждый датчик выполняется в виде законченного мехатронного модуля, содержащего непосредственно первичный преобразователь (датчик), устройство преобразования сигнала и вычислитель. В классе мехатронных устройств - так называемые МЕМCы. МЭМС - микро электромеханические системы - устройства, объединяющие в себе микроэлектронные и микромеханические компоненты. Для управления исполнительными устройствами также создается модуль, в состав которого входит вычислитель, усилитель-преобразователь и исполнительный механизм.

Структурные схемы модулей показаны на рисунке 1.3.3. Каждый модуль выполняется в виде контроллера, который содержит вычислительное устройство и преобразователь.

Рисунок 1.3.3 - Модули преобразователей

Для связи модулей преобразователей с главным бортовым компьютером каждый модуль должен иметь последовательный интерфейс связи, например RS-485, USB или CAN. CAN-интерфейс постепенно становится стандартом для распределенных систем управления на транспорте, в автомобильной технике и робототехнике. Можно также использовать интерфейс SERCOS, разработанный для цифровых следящих приводов и представляющий собой локальную кольцевую оптоволоконную сеть.

Структурная схема информационно-управляющей системы, построенной с использованием автономных модулей, приведена на рисунке 1.3.4. Все модули объединены в бортовую двухпроводную или однопроводную сеть. Дублирование линий связи позволяет повысить надежность такой системы.

Такой подход может привести к существенному удорожанию информационно-управляющей системы. На деле этого не происходит, так как каждый вычислитель предназначен для выполнения узкоспециализированных задач и выполняется на недорогих контроллерах.

Рисунок 1.3.4 - БИУС на автономных модулях

Еще один подход к построению модуля - использование программируемых логических интегральных схем - ПЛИС.

ПЛИС представляет собой матрицу логических вентилей, логика работы и переключения которых может быть задана программным образом. Популярность данной технологии обусловлена, малыми размерами устройств, скоростью их работы, малым энергопотреблением и гибкостью по отношению к обновлению логики работы ядра ПЛИС.

ПЛИС представляет собой микросхему, содержащую миллионы несоединённых логических вентилей И/ИЛИ, которые с помощью специальных программных средств могут быть настроены и электрически сконфигурированы для выполнения специфических аппаратных функций.

Устройства на базе ПЛИС обладают реконфигурируемой цифровой архитектурой, включающей в себя матрицу конфигурируемых логических блоков, окруженных периферийными блоками ввода/вывода. В пределах матрицы ПЛИС возможна произвольная маршрутизация сигналов посредством управления программируемыми переключателями и коммутирующими линиями. Цепи ПЛИС представляют собой реконфигурируемую счетную машину, осуществляющую параллельную обработку данных и исполняющую приложения на аппаратном уровне микросхемы. Можно разработать на базе ПЛИС свои собственные схемы управления и сбора данных с тактированием и синхронизацией процессов с точностью до 25 нс. Благодаря возможности параллельной обработки данных, заложенной в ПЛИС, добавление новых вычислений в программу, исполняемую на микросхеме, не приводит к уменьшению скорости исполнения приложений.

Реконфигурируемая ПЛИС в сочетании с процессором реального времени, а вместе это Compact RIO, позволяют создавать автономные встраиваемые и распределенные приложения, а также промышленные модули ввода/вывода со встроенным согласованием сигналов, возможностью прямого подключения датчиков и поддержкой горячего подключения. ПЛИС, как ядро системы, обладает встроенными механизмами передачи данных во встроенный процессор реального времени для их последующего анализа, обработки и сохранения, а также для связи с внешними устройствами. При этом каждый из модулей ввода/вывода содержит в себе встроенные разъемы, систему согласования сигналов, цепи преобразования (такие как ЦАП и АЦП), а также изоляционные барьеры. Поддержка расширенного диапазона напряжений и различных промышленных типов сигналов позволяет напрямую подключить к модулям датчики и управляемые устройства.

Благодаря своей невысокой стоимости, надежности и пригодности для использования в широком классе встраиваемых контрольно-измерительных приложений, Compact RIO может применяться практически во всех отраслях промышленности. Так, на базе систем Compact RIO решаются такие задачи, как групповое управление, дискретное управление, управление движением, бортовые измерения, мониторинг состояния машин, быстрое прототипирование управляющих систем, промышленные системы управления и сбора данных, распределенные системы управления и сбора данных, мобильный/портативный анализ шумов, вибраций и т.д.

В частности, ориентированная на создание пользовательских приложений технология RIO позволяет, например, создать аппаратную систему управления шаговым или серво приводом, используя ПЛИС для расшифровки сигналов с тахометра или с квадратурного энкодера с целью проведения измерений координаты и скорости.

Появление устройств с поддержкой реконфигурируемого ввода/вывода существенно расширяет возможности технологии приборов. Для программирования устройств с технологией RIO применяется программная среда LabVIEW, которая позволяет разрабатывать аппаратную часть контрольно-измерительных систем, идеально настроенных для решения специфических задач.

К информационным и вычислительным ресурсам системы диагностики и контроля предъявляется ряд требований. Основной задачей всех измерительных систем является измерение и/или генерация реальных физических сигналов. В процессе сбора данных физические величины, такие, как напряжение, ток, давление и температура преобразуют в цифровой формат и вводят их в компьютер. Распространенные методы сбора данных реализуются с помощью встраиваемых в компьютер устройств и автономных измерительных приборов, приборов, поддерживающих интерфейс GPIB, систем стандарта PXI (расширение PCI для измерительной техники) и приборов с портом RS-232.

GPIB (General Purpose Interface Bus) - стандартная шина, предназначенная для управления электронными измерительными приборами с помощью компьютера. Ее также называют IEEE 488, поскольку ее характеристики определяются стандартами ANSI/IEEE 488-1978, 488.1-1987, 488.2-1992. Максимальное расстояние между любыми двумя приборами - 4 м, среднее расстояние между приборами по всей шине - 2 м. Максимальная (общая) длина кабеля - 20 м. К каждой шине подключается максимум 15 приборов, причем не менее двух третей из них должны быть включены.

Прежде чем компьютерная измерительная система сможет измерить некоторую физическую величину, например, температуру, физический сигнал с помощью датчика или измерительного преобразователя должен быть преобразован в электрический - ток или напряжение. Под преобразованием сигналов следует понимать процесс предварительной обработки сигналов с целью улучшения точности измерений, качества изоляции цепей (развязки), фильтрации и т.д.

Чтобы измерять сигналы с датчиков, необходимо преобразовать их в форму, которую может воспринять устройство аналого-цифрового преобразования. Например, у большинства термопар выходное напряжение очень мало и соизмеримо с шумом. Следовательно, перед оцифровкой такого сигнала его необходимо усилить. Усиление (нормирование) является одной из форм преобразования. К другим типовым разновидностям преобразования сигналов относятся линеаризация, возбуждение датчика, развязка.

На рисунке 1.3.5 показаны некоторые распространенные типы датчиков и сигналов и требуемые для них виды преобразования.

Таким образом, наиболее целесообразно строить информационно-управляющую систему на основе автономных модулей. В качестве измерительных устройств текущих параметров следует применять интеллектуальные датчики (МЭМСы).

Рисунок 1.3.5 - Типы датчиков и сигналов и виды преобразования

Бортовая сеть должна быть в варианте одно или двухпроводной или на оптоволоконной линии передачи. Учитывая специфику транспортного средства в части характера выполняемых работ и безопасности экипажа, линия связи должна быть резервирована (в простейшем варианте дублирование по бортам)[2].

1.4 Классификация (типы) бортовых систем автотранспортного средства

2.1 Классификация современных ботовых электронных систем автомобилей

Классификация современных бортовых электронных систем автомобилей (рисунок 2.1) включает в себя:

- ЭСУА - электронные системы управления автомобилем;

- ЭСУД - электронные системы управления двигателем;

- СБСА - специализированные бортовые системы автомобиля;

- ЛВС - локальные вычислительные сети.

- Системы активной безопасности и другие.

Рисунок 2.1.

Электронные системы управления автомобилем подразделяются на два типа: обеспечивающие безопасность при движении автомобиля и улучшающие управляемость и эргономичность автомобиля. Например, система курсовой устойчивости предотвращает увод автомобиля в неуправляемый занос, а автоматическая коробка перемены передач облегчает управление автомобилем.

Электронные системы управления двигателем включают в себя системы впрыска, зажигания и пуска двигателя и другие приборы электрооборудования автомобиля, обеспечивающие надежную работу двигателя и его высокий КПД. Специализированные бортовые системы автомобиля включают в себя различные системы отображения информации, необходимой для водителя; системы, повышающие комфортабельность автомобиля; системы навигации; противоугонные устройства.

Локальные вычислительные сети являются мультиплексными системами передачи информации на основе технологии CAN. Они позволяют значительно уменьшить число проводов, контактов и звеньев связи на автомобиле.

2.2 Электронные системы управления автомобилем

2.2.1 Антиблокировочная тормозная система автомобиля

Структурная схема антиблокировочной тормозной системы с обратной связью представлена на рисунке 2.2.1.

Рисунок 2.2.1 - Антиблокировочная тормозная система (ABS) с обратной связью: 1 - главный тормозной цилиндр; 2 - модулятор давления; 3 - колесный тормозной цилиндр; 4 - датчик скорости колеса; 5 - входной усилитель ABS; 6 - блок вычислений ABS; 7 - блок управления ABS; 8 - блок контроля исправности ABS

Электронный блок управления (ЭБУ) собран на базе интегральных микросхем с применением цифровой технологии. Он состоит из четырех блоков и семи микросхем:

- входной усилитель ABS для формирования и усиления сигналов датчика скорости колеса;

- блок вычислений ABS для выполнения логических операций, сравнения угловых скоростей колес, определения пробуксовки ко лес, их замедления и для формирования команд исполнительному механизму;

- блок управления ABS, представляющий собой усилитель мощности для привода электромагнитных клапанов в модуляторе давления;

- блок контроля исправности ABS. При возникновении неисправности этот блок отключает антиблокировочную систему. При этом основная тормозная система (без регулировки) остается в рабочем состоянии.

2.2.2 Противобуксовочная система автомобиля

Противобуксовочная система (англ. Anti-Slip Regulation, ASR) - это электрогидравлическая система автомобиля, предназначенная для предотвращения потери тяги посредством контроля за пробуксовкой ведущих колес. Иногда эту систему называют системой управления силой тяги. Во время ускорения автомобиля, когда излишний крутящий момент приводит к быстрому повышению частоты вращения одного или обоих ведущих колес, противобуксовочная система поддерживает проскальзывание ведущих колес в пределах допустимого уровня, выполняя следующие функции:

- регулирование силы тяги;

- поддержание курсовой устойчивости автомобиля.

Противобуксовочная система с замкнутой обратной связью (рисунок 2.2.2 а) объединяется с блоком управления антиблокировочной системы для совместного использования ее компонентов, включающих датчики частоты вращения колес и клапаны управления давлением.

Рисунок 2.2.2 а - Принципиальная схема противобуксовочной системы автомобиля: 1 - главный тормозной цилиндр; 2 - модулятор давления ABS/ASR; 3 - электронный блок управления ABS/ASR; 4 - электронный блок управления тягой двигателя; 5 - датчик положения дроссельной заслонки; 6 - датчик положения педали акселератора; 7 - датчики угловой скорости колес; 8 - колесные тормозные цилиндры.

Существует несколько вариантов противобуксовочных систем: управление двигателем, управление двигателем - тормозами, управление двигателем с блокировкой дифференциала. Первый вариант управления не использует тормоза и не требует модификации антиблокировочной тормозной системы. Для повышения быстродействия системы при резком ускорении не только прикрывается дроссельная заслонка, но и уменьшается угол опережения зажигания и количество впрыскиваемого топлива. Данные меры способствуют увеличению устойчивости движения автомобиля. Вместе с этой системой может применяться устройство блокировки дифференциала, что также увеличивает устойчивость автомобиля при ускорении. Подобная система управления тяговым усилием используется на автомобилях с задними ведущими колесами.

Во втором случае блок электронного управления используется антиблокировочной тормозной системой в качестве элемента системы управления тяговым усилием. Механическая связь между педалью управления подачей топлива и дроссельной заслонкой заменяется электронной. Педаль управления подачей топлива воз действует на потенциометр, который посылает сигнал о ее положении в ЭБУ. Датчики угловых скоростей колес позволяют обнаружить пробуксовку ведущих колес. При возникновении пробуксовки ЭБУ посылает сигнал для закрытия дроссельной заслонки. В том случае, если пробуксовка начинается только у одного колеса, оно притормаживается антиблокировочной тормозной системой и одновременно прикрывается дроссельная заслонка. Эффективными являются применение блокируемого дифференциала и при необходимости притормаживание обоих ведущих колес. Этот способ требует наличия дополнительной гидравлической системы, кроме ABS.

Блок-схема вариантов противобуксовочной системы (рисунок 2.2.2 б)

Рисунок 2.2.2 б.

2.2.3 Система управления курсовой устойчивостью автомобиля

Система управления курсовой устойчивостью автомобиля (англ. Vehicle Dinamic Control, VDC) представляет собой систему с обрат ной связью, которая позволяет сохранить курсовую устойчивость во время движения автомобиля. Она объединена с тормозной системой и силовой передачей. Система VDC упреждает опережение или запаздывание поворота автомобиля во время управления им. Преимущества ABS и ASR развиваются системой VDC за счет повышения активной безопасности движения во время управления автомобилем по следующим пунктам:

- обеспечение водителя активной помощью даже в критических динамических ситуациях;

- увеличение курсовой устойчивости автомобиля даже при пре дельно сложных условиях дорожного движения для всех режимов эксплуатации, таких как полное или частичное торможение, движение накатом, разгон, торможение двигателем, изменение нагрузок;

- повышение устойчивости движения даже во время экстремальных маневров управления (аварийная ситуация);

- улучшение управляемости при предельно сложных условиях дорожного движения;

- лучшее использование потенциала сцепления между шинами и дорожным покрытием в зависимости от условий движения по сравнению с ABS и ASR.

На характеристику рулевого управления автомобиля можно повлиять посредством скольжения шин. В системе VDC эта характеристика шин используется в целях внедрения сервоуправления.

Система VDC управляет не только скоростью вокруг вертикальной оси, но и курсовым углом. VDC не ограничивается ре жимами работы систем ABS и ASR, но также распространяется на режим движения автомобиля накатом и приводится в действие во время частичного торможения на пределе возможности управления автомобилем. Управление автомобилем на пределе физических возможностей должно учитывать три степени свободы автомобиля на плоскости дороги (продольная и поперечная составляющие движения и поворот относительно вертикальной оси). Первоначально необходимо определить, как правильно должен вести себя автомобиль в соответствии с действиями водителя (номинальное поведение) и как он фактически себя ведет на дороге (действительное поведение). В целях минимизации разницы между номинальным и действительным поведением, силы действия на шину должны управляться исполнительными механизмами.

На рисунке 2.2.3 показана структура управления курсовой устойчивостью автомобиля, состоящая из главного контроллера VDC и контроллеров скольжения. С помощью главного контроллера вводится значение номинальной величины проскальзывания XN для контроллера скольжения. Следящий блок определяет переменную контролируемого состояния (курсовой угол автомобиля).

Рисунок 2.2.3 - Принципиальная схема системы управления курсовой устойчивостью автомобиля: 1 - датчики скорости вращения колес; 2 - датчик давления в тормозной системе; 3 - датчик положения рулевого колеса; 4 - датчик угловой скорости относительно вертикальной оси; 5 - датчик поперечного ускорния; 6 - модулятор давления; 7 - электронный блок управления тягой двигателя; 8 - сигналы датчиков для VDC; лN - номинальное проскальзывание шины.

Оцениваются сигналы от датчика положения рулевого колеса, датчика давления в тормозной системе и органов управления работой двигателя. Помимо скорости движения автомобиля вычисляются также необходимые характеристики коэффициентов сцепления между шинами и дорожным покрытием. Эти параметры оцениваются на основе сигналов, получаемых от датчиков скорости вращения колес, поперечного ускорения, угловой скорости относительно вертикальной оси и давления в тормозной системе. Затем рассчитывается момент относительно вертикальной оси, который нужен для приближенного приведения параметров действительно го состояния к параметрам требуемого состояния. В целях получения требуемого момента рыскания необходимо, чтобы изменения в величинах относительного скольжения колес определялись по средством контроллера VDC. Затем эти величины устанавливаются с использованием контроллеров скольжения и тягового усилия с помощью исполнительного механизма гидравлической тормозной системы (модулятора давления) и электронного блока управления тягой двигателя. В данной системе применяется метод последовательных приближений компонентов ABS и ASR. Гидравлический модулятор с расширенными функциями ASR допускает высокий уровень динамического торможения всех колес при любых существующих температурах и в то же время надежно поддерживает необходимое разделение тормозных контуров. Необходимый крутящий момент двигателя может быть установлен посредством управления работой двигателя через интерфейс CAN. Далее рассмотрим, как ведет себя автомобиль во время работы ПЗС. ПЗС реагирует на критические ситуации в том случае, если известно, куда намерен ехать водитель и куда на самом деле едет автомобиль. Ответ на первый вопрос система получает от датчиков, определяющих угол поворота рулевого колеса и угловые скорости колес автомобиля. Ответ на второй вопрос можно получить, измерив угол поворота автомобиля вокруг вертикальной оси и величину его поперечного ускорения. Если от датчиков поступают разные ответы на упомянутые выше вопросы, то существует вероятность возникновения критической ситуации, при которой необходимо вмешательство ПЗС. Критическая ситуация может проявляться в двух вариантах поведения автомобиля: недостаточная и избыточная поворачиваемость автомобиля. В случае недостаточной поворачиваемости автомобиля ПЗС дозированно подтормаживает заднее колесо на внутренней сто ронеповорота, а также воздействует на системы управления работой двигателя и АКП (если автомобиль оборудован автоматической трансмиссией). В результате добавления к сумме сил тормоз ной силы, приложенной к упомянутому выше колесу, вектор результирующей силы, действующей на автомобиль, поворачивается в сторону поворота и возвращает машину на заданную траекторию движения, предотвращая выезд за пределы проезжей части и обеспечивая тем самым вписываемость в поворот. В случае избыточной поворачиваемости автомобиля ПЗС дозированно подтормаживает переднее колесо на внешней стороне поворота и воздействует на системы управления работой двигателя и АКП (если автомобиль оборудован автоматической трансмиссией). Вследствие чего вектор результирующей силы, действующей на автомобиль, поворачивается наружу поворота, предотвращая тем самым занос автомобиля и следующее за ним неуправляемое вращение вокруг вертикальной оси. Еще одной распространенной ситуацией, в которой требуется вмешательство ПЗС, является объезд неожиданно возникшего на дороге препятствия. В случае, если автомобиль не оборудован ПЗС, события часто развиваются по следующему сценарию. Чтобы избежать столкновения с неожиданно возникшим препятствием, водитель резко поворачивает влево, а затем, чтобы возвратиться на ранее занимаемую полосу, вправо. В результате автомобиль резко поворачивается и возникает занос задних колес, переходящий в неуправляемое вращение автомобиля вокруг вертикальной оси. Развитие ситуации в случае с автомобилем, оборудованным ПЗС, выглядит несколько иначе. Водитель пытается объехать препятствие, как и в первом случае. По сигналам датчиков ПЗС распознает возникший неустойчивый режим движения автомобиля, производит необходимые вычисления и (в качестве контрмеры) подтормаживает левое заднее колесо, способствуя тем самым по вороту автомобиля. При этом сила бокового увода передних колес сохраняется. Пока машина движется по дуге влево, водитель начинает поворачивать рулевое колесо вправо. Чтобы способствовать повороту автомобиля вправо, ПЗС подтормаживает правое переднее колесо. Задние колеса при этом вращаются свободно, благодаря чему оптимизируется действующая на них боковая сила увода. Предпринятая водителем смена полосы движения может вызвать резкий поворот автомобиля вокруг вертикальной оси. Чтобы предотвратить занос задних колес, подтормаживается левое переднее колесо. В особо критических ситуациях это торможение должно быть очень интенсивным, чтобы ограничить нарастание боковой силы увода, действующей на передние колеса. Рекомендуется выключать ПЗС при "раскачке" автомобиля, застрявшего в глубоком снегу или рыхлом грунте, езде с цепями противоскольжения и проверке автомобиля на динамометрическом стенде. Отключение ПЗС осуществляется нажатием кнопочного выключателя на панели приборов, включение - повторным нажатием на указанную клавишу. При запуске двигателя ПЗС находится в рабочем режиме.

2.2.4 Система автоматического управления трансмиссией автомобиля

Система автоматического управления трансмиссией автомобиля реализуется благодаря появлению на автомобилях автоматических коробок перемены передач (АКПП). АКПП обеспечивают бесступенчатое регулирование крутящего момента, подводимого к колесам автомобиля. Большинство АКПП состоят из гидротрансформатора, планетарных редукторов, фрикционных и обгонных муфт и соединительных валов и барабанов. Также иногда применяется тормозная лента, затормаживающая один из барабанов относительно корпуса АКПП при включении той или иной передачи. Устройство управления АКПП представляет собой набор золотников, управляющих потоками масла к поршням тормозных лент и фрикционных муфт. Положения золотников задаются как вручную - механически рукояткой селектора, так и автоматически. Автоматика может быть гидравлической или электронной. Гидравлическая автоматика реагирует на изменение давления масла от центробежного регулятора, соединенного с выходным валом АКПП, а также от нажатой водителем педали газа, получая информацию о скорости автомобиля и положении педали газа, на основании которой переключаются золотники. Электронная автоматика предполагает использование соленоидов, перемещающих золотники. Кабели от соленоидов выходят из АКПП и идут к расположенному вне АКПП блоку управления, иногда объединенному с блоком управления впрыском топлива и зажиганием (рисунок 2.2.4).

Рисунок 2.2.4 - Управление автоматической коробкой перемены передач

2.2.5 Система автоматического управления подвеской автомобиля

Система автоматического управления подвеской позволяет повысить не только комфортабельность салона автомобиля для водителя и пассажиров, но и безопасность движения. Это достигается за счет введения в подвеску исполнительных механизмов, управляемых с помощью электронных устройств, которые изменяют жесткость упругих элементов и сопротивление амортизаторов, что способно уменьшить крен кузова на повороте и его продольный наклон при разгоне и торможении. Разработаны также устройства, обеспечивающие горизонтальное положение кузова при движении по неровным дорогам. Рассмотрим принцип регулирования сопротивления амортизатора, жесткости подвески и высоты кузова на примере одного колеса (рисунок 2.2.5).

Рисунок 2.2.5 - Схема автоматического регулирования подвески: 1 - датчик скорости; 2 - датчик ускорения; 3 - датчик угловой скорости относительно вертикальной оси; 4 - датчик положения кузова автомобиля; 5 - фильтр; 6 - компрессор с приводом; 7 - влагоотделитель; 8 - электромагнитный клапан; 9 - амортизатор; 10, 11 - пневмокамеры; 12 - электродвигатель; 13 - кузов

Упругий элемент расположен между кузовом автомобиля и нижним рычагом подвески. Параллельно пружине подвески установлена основная пневмокамера, внутри которой (иногда вне ее) находится амортизатор. В кузове, выше основной пневмокамеры, расположена вспомогательная камера. Обе камеры соединены между собой перепускным клапаном, проходное сечение которого регулируется электромагнитным клапаном. Этот клапан связан с компрессором подпитки камер воздухом через влагоотделитель. Атмосферный воздух поступает в компрессор через фильтр. Регулирование жесткости подвески достигается изменением производительности перепускного клапана, а изменение высоты кузова осуществляется подкачиванием пневмокамеры от компрессора или выпуском воздуха из нее в атмосферу, что позволяет растягивать или сжимать основную пневмокамеру. Сопротивление амортизаторов регулируется изменением проходного сечения перепускных отверстий в поршне. Для этого в поршень вмонтирован поворотный золотник. Золотник поворачивается стержнем, соединенным с электродвигателем. ЭБУ дает команду электродвигателю повернуть золотник на необходимый угол, тем самым изменяя сопротивление амортизаторов.

2.3 Специализированные бортовые системы автомобиля